废弃的生物质能做什么

法律分析：未来我国生物质能源利用预计走规模化、产业化发展道路。国家将建立健全的生物质收存体系、开展生物质试点示范、完善激励政策，来推动生物质利用的产业化进程。由国家发改委修订发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中有数项生物质相关产业列入鼓励类目录，涉及生物天然气、生物质能清洁供热、燃煤耦合生物质发电、非粮生物质燃料，以及相关技术开发与设备制造等多个领域。包括《产业结构调整知道目录》在内的各项国家相关政策进一步明确了生物质能的定位——生物质能不仅是能源，在“大气污染防治攻坚战”“蓝天保卫战”以及“乡村振兴”战略的实施中，生物质能利用是关键一环，也为生物质行业发展带来了前所未有的发展机遇。各企业也需大力推动生物质能利用新技术研究和产业化，以及关键设备的自主化，提高利用和转化效率，提高综合效益。积极推动生物质能规模化发展，建立健全专业化建设管理模式，充分发市场机制作用，抢占市场份额，尽快形成具有较大规模和较高技术水平的新型产业。

法律依据：《中华人民共和国循环经济促进法》第三十四条 国家鼓励和支持农业生产者和相关企业采用先进或者适用技术，对农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品、废农用薄膜等进行综合利用，开发利用沼气等生物质能源。

（一）可再生清洁能源技术1、太阳能（1）太阳能热利用技术包括新型高效、低成本的太阳能热水器技术；太阳能建筑一体化技术及热水器建筑模块技术；太阳能采暖和制冷技术；太阳能中高温（80-200℃）利用技术等。* 简单重复生产的产品除外。（2）太阳能光伏发电技术* 简单太阳电池组件的封装和低水平的重复性生产除外。（3）太阳能热发电技术高温（300-1500℃）太阳能热发电技术、产品和工程开发，包括塔式热发电，槽式热发电，碟式热发电和菲涅尔透镜聚光式太阳能热发电等。2、风能（1）1.5MW以上风力发电技术适应中国气候、复杂地形条件的1.5MW以上风力发电机组的总体设计、总装技术及关键部件的设计制造技术等。（2）风电场配套技术风资源评估分析、风电场设计和优化、风电场监视与控制、风电接入系统设计及电网稳定性分析、短期发电量预测及调度匹配、风电场平稳过渡及控制等技术。3、生物质能（1）生物质发电关键技术及发电原料预处理技术包括直燃（混燃）发电系统耦合技术，蒸汽余热回收技术，热效率≥85％、燃烧过程不结渣、不产生新污染，具有广泛原料适应性的生物质直燃发电装置；能保证生物质在燃烧设备中充分燃烧的原料装卸、输送技术，能有效分离生物质中的Cl等腐蚀性物质的预处理技术等。（2）生物质固体燃料致密加工成型技术吨成型燃料的加工过程能耗低于80Kwh/t，成型燃料密度1～1.4g/cm3，水分小于12％，加工过程机械化和自动化的生物质致密加工成型技术。包括木质纤维碾切搭接技术，成型模板设计技术，一体化、可移动颗粒燃料生产设备的系统耦合技术等。（3）生物质固体燃料高效燃烧技术热效率≥85％、不结渣、废气符合排放标准的生物质固体燃料高效燃烧技术与装置等。（4）生物质气化和液化技术（5）非粮生物液体燃料生产技术非粮生物液体燃料包括非粮（糖）的甜高粱、薯类原料生产的乙醇，以及用非食用油原料生产的生物柴油。甜高粱生产乙醇技术包括原料保存技术，高效产乙醇菌种的筛选与构建技术，快速固体发酵技术与机械化生产和自动化控制装置；低能耗的高粱秆榨汁、保存与发酵技术；发酵时间≤48小时，糖转化率≥92%，乙醇收率≥90%（相对于理论值），吨燃料乙醇能耗≤500Kg，水耗≤5吨，无废水排放。薯类淀粉原料生产乙醇技术包括无蒸煮糖化技术、浓醪发酵技术、纤维素利用技术、废水处理技术；发酵时间≤60小时，糖转化率≥95%，乙醇收率≥92%（相对于理论值），吨燃料乙醇能耗≤500Kg，水耗≤8吨，废水COD≤100ppm。非食用油原料生产的生物柴油技术包括超临界、亚临界、共溶剂、固体碱（酸）催化、酶催化技术与装置；生物柴油收率≥99.6％（相对于理论转化率），甘油纯度≥99%，吨生物柴油水耗≤0.35吨，能耗≤20Kg标煤。（6）大中型生物质能利用技术生物质固体燃料致密加工成型设备能力≥500Kg/h，沼气装置日生产能力≥1000M3，甜高粱燃料乙醇厂生产能力≥5万吨/年，薯类燃料乙醇厂生产能力≥10万吨/年，生物柴油厂生产能力≥3万吨/年。4、地热能利用高温地热能发电和地热能综合利用技术，包括：地热采暖，地热工业加工，地热供热水，地热养殖、种植，地热洗浴、医疗等；以及利用地源热泵实现采暖、空调的技术。

双碳app是骗局。

一是传销犯罪。不法分子打着“双碳”目标幌子，以考察、旅游等方式，为传销穿上“支持经济建设、构建和谐社会”的外衣，实施传销违法犯罪。如，不法分子打着“EP环境保护”项目幌子，在自建微信群中，拉人头销售虚拟币层层返利，实施组织传销活动。

二是合同诈骗。不法企业谎称拥有先进的降碳技术(如碳捕集与封存技术、利用生物质能发电耦合CCS技术等)以及新能源技术，向相关企业、个人实施合同诈骗。

电小豹为广大电力人带来相关电力要闻如下：

电改快讯

山东省内2021年1月份中长期交易合同偏差电量预挂牌交易结果

日前山东电力交易中心发布省内2021年1月份中长期交易合同偏差电量预挂牌交易结果，结果显示最终成交电量285439兆瓦时，统一出清价389元/兆瓦时。

政策

国务院：关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见

国务院发布关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见，国发〔2021〕4号，其中指出：鼓励建设电、热、冷、气等多种能源协同互济的综合能源项目。

推动能源体系绿色低碳转型。坚持节能优先，完善能源消费总量和强度双控制度。提升可再生能源利用比例，大力推动风电、光伏发电发展，因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电。加快大容量储能技术研发推广，提升电网汇集和外送能力。增加农村清洁能源供应，推动农村发展生物质能。促进燃煤清洁高效开发转化利用，继续提升大容量、高参数、低污染煤电机组占煤电装机比例。在北方地区县城积极发展清洁热电联产集中供暖，稳步推进生物质耦合供热。严控新增煤电装机容量。提高能源输配效率。实施城乡配电网建设和智能升级计划，推进农村电网升级改造。加快天然气基础设施建设和互联互通。开展二氧化碳捕集、利用和封存试验示范。

加快城镇生活垃圾处理设施建设，推进生活垃圾焚烧发电，减少生活垃圾填埋处理。

完善节能环保电价政策，推进农业水价综合改革，继续落实好居民阶梯电价、气价、水价制度。

项目

中国华电燃机热电联产项目在潼南区签约

2月19日，潼南区2021年度第一批战略性新兴产业重点项目集中签约、开工、竣工、投产活动举行。据了解，本次集中签约、开工、竣工、投产的49个项目总投资170亿元，包括中国华电燃机热电联产等18个签约项目，17个开工建设项目和14个竣工投产项目。

浙江浦江抽水蓄能电站项目建设合作意向签约

2月20日，浙江浦江抽水蓄能电站项目建设合作意向签约仪式举行。据了解，该项目装机规模约120万千瓦，总投资约75亿元。

吉林省首座纯抽水蓄能电站引水系统充水试验成功

近日，国网新源吉林敦化抽水蓄能电站(下称“敦化电站”)1号引水系统首次充水试验成功。据悉，敦化电站装机容量1400兆瓦，安装了4台单机容量350兆瓦可逆式水泵水轮机组，设计水头655米，最高扬程712米，是中国首座700米级抽水蓄能电站，主机设备全部实现国产化。

金沙江苏洼龙水电站首台机组转轮吊装

2月18日，西藏首座百万千瓦级电站——金沙江苏洼龙水电站首台机转轮顺利吊装，为实现苏洼龙水电站2021年首台机组发电目标奠定了坚实基础。据悉，苏洼龙水电站位于金沙江上游河段四川巴塘县和西藏芒康县的界河上，电站装设4台套单机30万千瓦的水轮发电机组。

总投资150亿 华能将启动山西芮城风光储氢项目基地建设

据悉，2021年，华能将在山西芮城县全速启动64万千瓦风、光、储项目建设，力争完成年度投资20亿元。到“十四五”末，华能芮城基地总规模将达到195万千瓦，总投资约150亿元。具体包括：平价风电、平价光伏、抽水蓄能、化学储能、氢能、生物质能、供热改造、智慧中心。

日喀则市区垃圾焚烧发电特许经营项目环境影响评价第一次公示

日喀则市区垃圾焚烧发电特许经营项目位于日喀则市桑珠孜区曲夏社区，本项目主要由生产及辅助工程、公用工程等内容组成，包括新建垃圾接收、贮存、焚烧系统、烟气处理系统、渗滤液处理系统、垃圾热能利用系统等。拟建设一台日处理能力为300t 的机械炉排炉焚烧炉，拟配置一台最大连续蒸发量为26.56t/h 的余热锅炉，1台装机容量为6MW的汽轮发电机组。

会见

国家电网董事长辛保安与吉林省委书记景俊海、省长韩俊会谈

2月22日，国家电网董事长辛保安在公司总部与吉林省委书记景俊海，省长韩俊举行会谈。

黑龙江华瑞生物能源技术有限公司是2007-07-02在黑龙江省哈尔滨市市本级注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股)，注册地址位于哈尔滨开发区南岗集中区34号楼501室。

黑龙江华瑞生物能源技术有限公司的统一社会信用代码/注册号是912301997992913111，企业法人王耀光，目前企业处于开业状态。

黑龙江华瑞生物能源技术有限公司的经营范围是：从事生物质能、农作物秸秆综合利用、生物质直燃、气化、耦合发电与供热、农村能源工程、生物饲料、洁净型煤的技术开发及技术咨询、技术转让、技术服务；开发、生产、销售：农作物秸秆致密成型产品、秸秆纤维粉体产品、生物质成型燃料添加剂（不含危险化学品）、生物质成型设备、纤维粉体设备；从事农作物秸秆资源调查及相关技术咨询；以自有资产对农业进行投资；经销：农业机械、农副产品、洁净煤新技术产品；货物进出口；技术进出口。在黑龙江省，相近经营范围的公司总注册资本为81190万元，主要资本集中在 5000万以上 和 1000-5000万 规模的企业中，共27家。本省范围内，当前企业的注册资本属于良好。

通过百度企业信用查看黑龙江华瑞生物能源技术有限公司更多信息和资讯。

一、本省行政区域内全面禁止露天焚烧秸秆，逐步实现秸秆全量综合利用。二、各级人民政府是秸秆综合利用和禁止露天焚烧的责任主体，负责本行政区域秸秆综合利用和禁止露天焚烧工作。三、县级以上人民政府建立由发展和改革、农业、财政、经信、科技、农机、交通运输等部门参加的秸秆综合利用工作协调机制，按照各自职责分工，统筹协调，共同做好相关工作。四、省人民政府应当组织编制全省秸秆综合利用中长期规划。县级以上人民政府应当组织各有关部门，编制本行政区域秸秆综合利用规划。五、发展和改革部门应当支持符合国家相关政策的秸秆综合利用项目，做好项目审批工作，促进秸秆综合利用产业化、规模化发展；农业部门应当完善秸秆综合利用制度，研究推进秸秆综合利用的重大问题，加强秸秆综合利用的推广，开展秸秆综合利用教育培训；财政部门应当统筹安排资金，配合农业部门制定出台具体的扶持政策，发挥财政资金的撬动作用，带动更多的社会资本投资秸秆综合利用产业；经信部门应当积极推进利用秸秆发展节能环保产业，支持秸秆能源化、原料化利用项目建设；科技部门应当做好秸秆综合利用技术研发和推广工作，形成经济实用的集成技术体系，推广秸秆综合利用成熟技术；农机部门应当推进秸秆机械化还田、秸秆离田收获、收集、打捆（包）、成型加工等先进技术装备的引进、开发、试验、示范、推广，加大秸秆综合利用机械购置补贴工作力度；交通运输部门应当落实秸秆运输优惠政策。六、各级人民政府应当建立健全区域联动、乡镇为主、村组落实的防控机制，实施网格化监管，充分利用科学监测手段，实现对露天焚烧秸秆全方位、全天候监控，确保禁止露天焚烧秸秆任务细化到田、责任到人，并建立健全火情处置机制。七、县级以上人民政府应当将秸秆综合利用资金纳入本级财政预算，加大财政资金投入力度。省级财政统筹安排资金，支持秸秆综合利用工作开展。市、县级财政统筹使用资金，重点对秸秆综合利用设施设备、秸秆收储运体系以及秸秆饲料加工、气化、发电、固化成型等秸秆消耗量大的经营主体按实际利用量进行补助，对秸秆机械化还田、离田作业给予补贴。八、省人民政府应当制定和落实秸秆综合利用鼓励政策。秸秆收储设施用地执行农业设施用地政策；将符合条件的秸秆捡拾、打捆、切割、粉碎、压块等初加工用电纳入农业生产用电价格政策范围，降低秸秆初加工成本；对秸秆收储、加工、利用企业，落实国家有关税收优惠政策；落实国家关于促进秸秆综合利用产业发展的信贷政策；对整车合法装载捆扎打包后的秸秆运输车辆减免普通公路过路过桥费；不分购置主体，凡是用于秸秆打捆、捡拾、固化成型等农机全部纳入农机补贴范围，对村级标准化临时堆放转运点以及具有一定规模、具备相应机械设备的收储点，可以给予财政补贴。九、因地制宜实施秸秆机械化粉碎翻埋还田，制定秸秆粉碎还田的留茬高度、作业深度等标准，支持秸秆炭化等以秸秆为原料的有机肥生产加工。推广秸秆覆盖还田、堆沤腐熟还田。十、加快发展草食畜牧业，推广青（黄）贮、压块、膨化、揉丝等秸秆饲料技术。鼓励畜禽养殖场（户）、饲料企业利用秸秆生产优质饲料，不断扩大秸秆饲料化利用规模。十一、扶持以秸秆为原料的生物质能热电联产、气化清洁能源利用项目、燃煤耦合生物质发电和秸秆固化成型燃料加工，推广生物质能炉具和以使用成型秸秆为主的粮食无尘无害产地烘干技术，改善农村用能结构，鼓励生物质发电企业进入清洁供暖领域。十二、推广以秸秆为主要原料的食用菌栽培技术，鼓励发展以秸秆为基料的食用菌生产，引导秸秆基料食用菌规模化生产，扩大秸秆基料化利用规模。十三、支持以秸秆为原料的清洁制浆、秸秆代木、秸秆器皿、纤维原料、糠醛、木糖醇、乙醇、低聚木糖等新技术的推广应用和产业化发展，延伸秸秆原料化利用的产业链条，逐步提高秸秆原料化利用水平。十四、各级人民政府应当组织建立秸秆收集、贮存、运输和综合利用服务体系，支持农村集体经济组织、农民专业合作经济组织、企业等开展秸秆收集、贮存、运输和综合利用服务，逐步形成以秸秆综合利用企业为龙头，农民专业合作社和经纪人为骨干，广大农户参与的秸秆收集储运利用模式，逐步建立自然村有堆放点、行政村有收储站、乡镇有收储中心和利用企业、县有规模化利用龙头企业的秸秆收集储运利用体系。

数十亿年以来，太阳光一直激发着地球表面大量存在的半导体矿物产生光电子能量。理解矿物光电子能量调控矿物与微生物协同作用的微观机理，揭示影响地球物质演化、生物进化与环境演变的宏观过程，具有深刻意义，可带来巨大的科学发现和理论发展与突破的新机遇。

在日－地系统中，太阳光能量对地球表面的影响与作用，过去研究较多的是太阳光影响昼夜气温变化与矿物岩石物理风化作用、全球水气环流作用以及生物光合作用等。而暴露在太阳光下地球表面广泛分布的天然矿物，长期受太阳光照射的响应机制，一直未被重视与理解。

北京大学地球与空间科学学院项目团队研究发现，数十亿年以来，太阳光一直激发着地球表面大量存在的金属硫化物和氧化物半导体矿物而产生光电子能量。显然，来源于天然矿物的光电子能量，是自然界中继太阳光子能量和元素价电子能量之后的第三种重要能量形式（图1）。这一发现开辟了矿物光电子能量研究新领域。

矿物光电子——从未被人类认识与

了解的自然界第三种重要能量形式

事实上，太阳光子能量和元素价电子能量属于地球表层系统中两种重要能量形式，共同促进了地球生命起源与演化、地球物质循环以及地球环境演变。太阳光子能量还是生物光合作用的唯一能量来源。但在日－地系统中太阳光子能量如何深刻影响无机矿物一直未被人类认识与了解。

项目团队研究证实，天然氧化物半导体矿物（如金红石）和天然硫化物半导体矿物（如闪锌矿）所拥有的杂质成分和晶格缺陷特征，均具有良好的可见光响应性。天然氧化物和硫化物半导体矿物在太阳光照射下，激发产生的光空穴一旦被地表还原性物质俘获后能有效产生光电子。项目团队在国际上首次提出，自然界中普遍存在的天然半导体矿物可转化太阳能产生光电子能量，矿物光电子与太阳光子和元素价电子共同构成了地球表面主要能量形式。矿物光电子具有较高的还原电位，可实现和加速一般情况下难以发生的化学还原反应。

早期地球表面还原性介质易于产生金属硫化物半导体矿物光电子；现代地表铁锰氧化物矿物与土壤腐殖质体系中，腐植酸有机分子可成为自然条件下半导体矿物光空穴捕获剂，促进光电子/光空穴对的分离形成矿物光电子。自然界中矿物光电子可影响元素价电子以改变元素化合态及其地球化学循环路径。阳光－矿物－光电子－价电子－微生物多元体系之间发生的耦合作用，可调控矿物中变价金属离子的溶出作用与水体中变价重金属离子如Cr(VI)的矿化作用。

地球表层系统中矿物光电子能量的发现，揭示了长期以来一直被忽视的一个重要事实：太阳光不仅作用于地表有机生物，也一直作用于地表无机矿物。太阳光作用于矿物产生的较高能量光电子，不仅存在于地球表面，也同样可能在太阳系中其他类似星球表面发生。认识天然半导体矿物将太阳能转化为化学能或生物质能的微观作用，有助于揭示自然界日光照射下岩石圈、土壤圈、水圈与生物圈交互作用界面上所发生的电子传递与能量转化的机制和过程，深刻理解地球物质循环与地球环境演化乃至地球生命起源进化等重大科学问题。

光电能营养微生物——极有可能

长期存在的微生物能量利用途径

能量代谢是一切生命活动的核心。传统理论认为，地球上微生物生命活动的主要能量来源于太阳光子和元素价电子能量。自然界中微生物也是根据这两种能量代谢途径，被划分为光能营养微生物和化能营养微生物两大类。

项目团队在国际上首次提出微生物新的能量代谢途径—光电能营养微生物。自然界中天然半导体矿物金红石（TiO2）、针铁矿（FeOOH）和闪锌矿（ZnS）等在可见光照射下产生的光电子，可促进以化能自养型微生物氧化亚铁硫杆菌（A. ferrooxidans）和化能异养型微生物粪产碱杆菌（A. faecalis）等非光合作用微生物生物量显著增长1 3个数量级。

在含有天然半导体矿物和土壤微生物的红壤体系中，天然半导体矿物光电子能量可明显改变环境微生物的种群结构，获得矿物光电子能量的粪产碱杆菌在红壤微生物群落中的比例从初始不到5%左右，5天后迅速增加并维持在70%左右，相应的对照实验中，该菌比例却一直维持在8%左右。研究结果还表明，微生物的生长情况与矿物光电子能量和光电子数量密切相关，不同波长光辐照下的微生物生长情况与矿物的光吸收谱相吻合。这一能量利用途径的光能－生物能转化效率为0.13‰ 1.90‰。该新发现揭示了一种极有可能长期存在的微生物能量利用途径，即通过自然界中天然氧化物和硫化物半导体矿物日光催化作用产生的光电子，促进非光合微生物的生长代谢活动（图2）。

这是继人类发现自然界化能微生物获取元素价电子能量和光能微生物获取太阳光子能量之后，新发现的某些微生物可获取天然半导体矿物光电子能量，也是继人类发现化能营养微生物（元素价电子能量）和光能营养微生物（太阳光子能量）之后的第三种营养模式——光电能营养微生物，即矿物光电子能量（表1）。这一发现突破了对于微生物利用能量的现有认识，对微生物能量代谢传统理论的普适性提出了新的挑战，为研究地球早期生命过程中能量来源问题提供了新思路。

光燃料电池（LFC）——

基于半导体矿物与微生物

协同作用理论的新型能量转换系统

地球物质的循环与地球环境的演变等宏观过程，均与各种微观的电子转移过程密不可分。矿物与微生物之间电子转移，更是地球表层系统中最为重要的地球化学动力学机制之一。以往认为矿物与微生物间电子转移（即交互作用），主要包括微生物形成矿物、分解矿物和转化矿物3种作用方式。

项目团队研究发现矿物与微生物之间存在协同作用新方式，矿物与微生物间存在广泛的电子传导机制。矿物与微生物协同作用拥有3种途径。首先，矿物可直接提供微生物光电子能量生长代谢。如微生物燃料电池（Microbe Fuel Cell, MFC）阳极半导体矿物金红石、闪锌矿和针铁矿光电子，可促进粪产碱杆菌（A. faecalis）在MFC阴极固体电极表面的附着生长。其次，通过矿物光电子还原Fe3+形成Fe2+提供微生物价电子能量生长代谢，利用Fe2+/Fe3+循环实现矿物与微生物协同作用。如MFC阳极金红石和闪锌矿光电子还原阴极Fe3+为Fe2+而不断循环再生，MFC阴极中氧化亚铁硫杆菌（A. ferrooxidans）获得Fe2+价电子生长，实现太阳能 光电能 化学能 生物质能的能量传递与转化过程。第三，矿物可提升微生物胞外电子能量，实现半导体矿物与微生物协同作用。如MFC阳极微生物群落可直接传递价电子至电极，通过外电路再传递至金红石构成的阴极，虽然价电子在传递过程中能量有所降低，但阴极金红石的光催化作用可提升电子能量，从而提高了电子在微生物与矿物之间的传递效率，降低了MFC体系整体内阻。

自然界中半导体矿物与微生物协同作用的实质，是光电子的传递和价电子的传递在矿物原子－微生物分子、矿物晶胞－微生物细胞以及矿物组合－微生物群落不同层次上，统一为一个更长的电子传递链，是不同反应界面上光能－化学能－电能－生物能之间的能量传递与转化。矿物与微生物这一协同作用机制，揭示了自然界电子传递方式具有多样性，为研制新型能量转换系统提供了原理与模型。

项目团队以半导体矿物与微生物协同作用理论为基础，构建了一个基于双室电化学装置的实验体系，以半导体矿物端元作为阳极，微生物端元作为阴极，通过外电路构成回路，将微生物催化作用与半导体矿物光催化作用有机结合，创新性地提出了光燃料电池（Light Fuel Cell， LFC）新原理（图3）。在LFC体系中通过半导体矿物光催化作用引入太阳光能，提升了电子能量，克服了单一的微生物体系中反应的能量势垒，新体系中极化内阻可降低1个数量级，电子转移速率可提升2 3倍。新提出的LFC体系，发展并优化了传统MFC的理论和方法，提高了产能效率，降低了体系能耗，具有广阔的开发应用前景。

数十亿年以来，太阳光一直激发着地球表面大量存在的半导体矿物产生光电子能量，不仅在地球早期生命起源与演化中起到重要作用，而且在地球物质循环与地球环境演变过程中发挥独特作用。地球多个圈层之间发生的不同时间和空间尺度上的交互作用，很大程度上控制着岩石圈演化、水气循环与生物演变过程，如今看来不能忽视太阳光直接或间接参与这一交互作用过程。当前，深刻理解矿物光电子能量调控矿物与微生物协同作用的微观机理，及其影响地球物质演化、生物进化与环境演变的宏观过程，理应成为地球科学中新的研究方向，蕴含着巨大的科学发现和理论发展与突破的机遇。

致谢：感谢国家973计划项目“光电子调控矿物与微生物协同作用机制及其环境效应研究”（项目编号：2014CB846000）的支持。

本文刊登于IEEE Spectrum中文版《 科技 纵览》2018年5月刊。

电荷耦合器件。新能源(NE）又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。CCD是ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

海平面上升的影响过去的百年海平面上升了14．4cm,我国上升了11．5cm。海平面升高的原因，主要是海水热膨胀，当海洋变暖时，海平面则升高。全球升温会引起地球南北两极的冰山融化，这也是造成海平面上升的主要原因之一。海平面上升的直接影响有以下几个方面：

(1) 低地被淹：

英国加高堤坝应对气候变暖全球变暖使海平面升高，暴风雨频率增加，这使英国人不得政治面目 加高防洪堤坝。据英国官方近日公布的统计数据，在过去的20年中，由于泰晤士河的水位随全球变暖而升高，当地政府机构不得不先后88次加高防洪堤坝，以保障伦敦人的生命财产安全。，据悉，人们现在平均每年4次加高其堤坝。据估计，在2030年以前，其加高堤坝的频率会达到每年30次。钟和 中国环境报2004-10-19

(2) 海岸被冲蚀

(3) 地表水和地下水盐分增加，影响城市供水。

（4）地下水位升高。

(5) 旅游业受到危害(海平面上升50米,大连、秦皇岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料，沙滩损失24%，北戴河沙滩损失60%。2002年中国国土资源公报报道，沿海旅游业已成为第一大产业，其产值为2503亿元，占海洋产业总产值的34.6%。

（6） 影响沿海和岛国居民的生活(占世界1／3的人口)，使之受到威胁。如果极地冰冠融化，经济发达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没，马尔代夫、塞舌尔等低洼岛国将从地面上消失，上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。

2、对动植物的影响

气候是决定生物群落分布的主要因素，气候变化能改变一个地区不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竟争力。自然界的动植物，尤其是植物群落，可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移，从而惨遭厄运。以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种消失，未来的气候将使一些地区的某些物种消失，而人些物种则从气候变暖中得到益处，它们的栖息地可能增加，竞争对手和天敌也可能减少。比如说桔子，过去20世纪70年代，它的最北的边界线是在黄山一线，宣城市也曾经试种过，但到冬天的一场大雪，树木就冻死了。但现在我们校园里的桔子树都长得很好。又如，扬子鳄只生活在宣城、泾县和南陵这样狭 小的地带，如果北界线北移，扬子鳄可能会自然绝种。这是从我省的局部地区来 讲。从全国来讲，我国把冬季1月0度等温线作为副热带北界，目前这一界线处 于我国秦岭-淮河一带。研究发现，气温升高会使这一界线北移至黄河以北，徐 州、郑州一带冬季气温将与现在的杭州、武汉相似。

3、对农业的影响

一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素，温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。气候的变化曾经导致生物带和生物群落空间(纬度)分布的重大变化。如公元800-1200年北大西洋地区的平均温度比现在高1℃，使玉米在挪威种植成为可能，但到了公元1500-1800年，西欧出现小冰川期，平均气温也只比现在低1-2℃，就造成了挪威一半农场弃耕，冰岛的农业耕种活动则几乎全部停止。除此之外，全球变暖还会使高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害加重。因此，全球气温升高后，世界粮食生产的稳定性和分布状况将会有很大变化。

4、对人类健康的影响

人类健康取决于良好的生态环境，全球变暖将成为下个世纪人类健康的一个 主要因素。极端高温将成为下世纪人类健康困扰变得更加频繁、更加普遍，主要 体现为发病率和死亡率增加，尤其是疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、钩虫病、 霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病将危及热带地区和国家，某些目前主要发生在热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。 温暖我们的不仅仅是阳光 应该还有地球电磁场

人们称颂“万物生长靠太阳”，这是因为生物的生长和进化所需要的能量都是来自太阳，当然这里指的太阳是太阳光给地球的能量。如果没有太阳光的能量，地球动物、植物、生物的一切活动都将停止，世界会变得一片黑暗，万物都要走向灭亡。从广义上讲，太阳光是地球上大多数能量的源泉，例如风能，生物转化的化学能，水的势能等等。各种生物在地球上生存，地球必须保持有一定的环境温度，地球的温度需要消耗巨大的能量。这些能量从那里来？我们现代的科学和气象学认为，那还用问，它都应该是来自于阳光。

可是如果我们仔细想想，我们的环境温度全部都是太阳光提供的，那么就有好多问题无法解释。首先说昼夜的温差，地球的昼夜温差非常小，地球上大多数天气的昼夜温差，我们暂且称之为地球的年平均日温差，它只有几摄氏度。和月球的年平均温差300多摄氏度相比只有很小的一点，还不到其零头。为什么地球的温差会这么小呢？现代科学认为是空气和海洋的保温作用造成的。但是仔细想想，只有光线给物体加温，没有另外的能量源，靠空气和海洋的保温，地球的温差只会有那么一点点？这是件不可思议的事。

我们首先比较一下地球和月球的具体情况，它们主要有四点不同：1、地球拥有大气层，月球没有；2、地球有海洋，月球也没有；3、地球的地热要比月球丰富，现在的月球地热能输出几乎为零；4、地球拥有电磁场，月球没有。当然地球和月球的温差差异与这四点不同是密不可分的。

地球的日温差很小，靠空气和海洋的保温作用造成的观点，主要源于大气的温室效应对地球有一定的保温作用和海洋中的水有很高的比热可以保存许多热能量的理论予以支持的。但是地球全面积的黑体辐射会消耗掉巨大的热能，地球只有一点点降温是不好解释的。东方人很早就把地球在太阳系中的位置定义为二十四个节气，作为一个长期的农业国能归纳出二十四节气，并用于指导农业生产，这需要拥有相当的智慧，只是因为没有使用拼音语言，所以未能抽象出现代科学的基础。二十四节气中有一个节气叫白露，在北半球的温带地区，节气白露的日温差最大，有的年份最高时可以达到近20摄氏度。同样的空气，同样的海洋，为什么白露时节的温差就大呢？只有保温这样的因素，保温的条件没有变，为什么温差会改变呢？

现代气象学的方法是用流体力学的方法来概算地球大气的温度状态。这就好比在一个平底锅里放上水，测量几个温度点之后，再去推算锅中水的温度状态，而不管锅外是怎样对锅加温的。这种情况有点像盲人摸象。科学的方法是，如果要充分理解地球这一事物的热本质，那么就必须分析在这一节点上的能量平衡。也就是说要熟知地球获得能量或者散失能量的每个体系。

地球获得能量的体系可以分为三大类：第一类是太阳光，它是保持地表温度的主要能量来源之一，也是地球成为一个活跃世界的能量源泉。第二类是引力作用力和核裂变衰变能。这类能量可以分为三种：一是太阳及其它星球的引力作用力，潮汐和四季变化是这类力的表现；二是地球自转力，地球日变化和季风是该力的气象现象；三是重力能和核裂变衰变能，它们的作用使地球内部保持有相当高的温度，地球形成初期时它们的量是巨大的，经过地球几十亿年的演化，现时它们能保持地核的温度不很快降低就不错了。第三类就是太阳风了，上世纪六十年代我们才知道它的存在，是它驱使了地球电磁场的活动，并且使地球磁场保持着相当大的形态。太阳风的单位能量并不是很大，不过庞大的地球磁场形态使地球在接受太阳风的能量上提高了近千倍。

地球消耗能量的体系可以分为四大类：第一类是地球运动状态的能量消耗，地球的公转和自转是需要消耗能量的，只是这个体系与本文无关，我们不在这里讨论；第二类是地球温度的能量消耗，其中包括地球的黑体温度辐射、风能、雨水的势能，另外还包括生物将阳光能转化的生物质能，因为最后它们还是要转变为热能；第三类是地球的电磁场形态能量消耗，其中包括极光、雷电、磁暴及其它、厄尔尼诺类能耗和范艾伦辐射带的保持能；第四类是地球的局部聚变能，其中包括地震、火山爆发等。这四类能量消耗只有第三类体系我们不太熟悉，以下来看它的运作机制。

在人类将卫星发射升空之后，我们才开始认识到太阳风、地球磁层以及辐射带等地球电磁场结构的存在。简单地说地球电磁场是一种天然变磁器，它可以分为磁层磁场、地电场和地磁场三大部分。

磁层磁场的外边界叫磁层顶，离地面5～7万千米。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。磁尾的磁赤道附近，有一个特殊的界面，此界面称为中性片，厚度大约有1000千米。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地球。由于太阳风以高速接近地球磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。磁层顶有能量交换。由此磁层磁力线携带太阳风的能量进入地球，太阳风强烈时，磁力线在地球电离层处留下千资百态、绚丽多彩的极光，它们在极区的平面上是个环形，所以也称作椭圆极光带。为保持磁层的形态、产生极光和磁层的活动等都需要耗费大量的能源。因此太阳风的能量必须进入磁场磁层，否则地球的环境里再也找不到如此大的能量源了。现在许多人把磁场能量源于地球的自转或者地球内的热能，这显然是些不切实际的理论。因为这些能量都太小，不足以形成地球电磁场。

磁层磁力线激励的地电流是个环地球纬度的地壳电流场，它在赤道附近的电流最大。太阳活动激烈时，大地环电流会烧坏输电设备，更强烈时还能烧坏输油管道。雷电是大地电流的的感应电动势，现在认为阳光的能量可以转化为雷电现象的理论极其困难，除非在地球上存在天然半导体效应。总体地看地球的雷电过程，其地表雷电每时每刻都会在地球上发生，风能或者单位地表温度能是没有这样大的力量为雷电提供动力的。

雷电现象实际上是在地磁场中发生的，它也可以算做地磁场的一部分。地磁场是地球变磁器的次磁场，它包括地磁场磁力线、雷电场、范艾伦辐射带和2万多千米高空的赤道环电流。地磁场通过赤道环电流和磁层磁场耦合在一起，有此形成庞大的地球电磁场体系。雷电场和范艾伦辐射带密切相关，高能级的雷电过程可以将范艾伦辐射带中的电离子清理出好大一片空间。

总而言之，维持地球表面温度的主要能量来自阳光、地热和地电流。1、阳光对地表的加温我们非常熟悉，阳光是一种低热值的能源，它分为可见光部分和不可见部分，不过能量大多都分布在可见光部分。阳光的能量有很小一部分被大气所吸收，在阳光直射的情况下有百分之五十的太阳常数能量可以到达地面。光的热作用基本上都是在物质的表面，当光线撤离后，物体会很快冷却。阳光对地球表面的加温具有季节性，但是对温带的影响不应该很明显,因为太阳改变角度的照射，并不会使太阳光的能量减少许多。2、地热对地球表面的温度影响是持续的，它对地球的每个方位上的能量输出都相差不多。对地球的南北两极地表的加温主要靠地热，阳光和地电流在这里的作用微乎其微。3、大地电流对地壳的加温是全纬度的，赤道附近最强，向极区逐渐减弱。地电流的日变化很小，在3～5时区域最弱，因为那时的磁层磁力线是紊乱的。由于赤道与黄道有一个23度多的夹角，所以地电流对地壳加温具有年的季节性。由于雷电是地电流产生的，所以雷电发生与否即可以反映地电流的强弱，雷电的季节性是明确的。地电流的季节性强于阳光，由于地电使大地升温非常缓慢，所以地球的季节性，特别是季节的推迟效应都应该是地电流的主要表现。

地球内热对地球表面温度的影响是持续性的，它随时间的变化不大。阳光和地电对地球表面的温度影响，由于太阳和地球在空间的位置不同，所以它是多变的，这样阳光和地电流造就了地球表面多变化的气候环境。我们可以总结如下：

1、由于地电流全天持续地对地表加温，所以在失去阳光的夜晚，地球表面不会有太大的降温。

2、如果是晴天，白天有强烈的日照，晚上降温就会大一些，阴天对地表的加温基本上完全倚靠地电流，所以其温差很小。有时候某一地区会连续阴雨几十天，阳光对地面的作用可以说是微乎其微，但是当地温度仍然不会降低，原因就是有地电在起着加温的作用。

3、在地球上，地电流弱的地方，温差就大；地电流强的地方，温差就小。在沙漠地区，因为地下水很少，所以地电流就小，这样沙漠的温差就大。之前认为，沙漠温差大的原因是沙漠比热小的原因造成的，其实际上是：植被土地和沙漠的比热相差并不大，而阳光对沙漠的能量释放却更大。原因是地电流的作用小，沙漠得到的光热能量很快就会散去。另外沙漠之下的地电阻每地都是不相同的，所以各处沙漠的日温差也不尽相同。

4、依据电磁感应的右手定理，地电流是由东向西流动的，也就是说电子是由西向东运动的。对于欧亚大陆，西部边缘地电的作用就比东部强，所以在西欧形成了温暖湿润的气候环境。有人认为西欧的气候是典型的海洋性气候。其特征是气候温和，四季不甚明显，且日温差、年内温差和年际温差都较小。这样的气候，相对而言是舒适的。为说明问题，我们可以比较一下英伦岛和库页岛的气候：相同的纬度、同样的日照、相似的海洋、相差不多的海流，但是气候却如此不同，一个湿润多雾，一个却寒冷干燥，可以说没有地电流的作用就没有西部欧洲舒适的自然环境。

5、回答以上我们提到的关于为什么白露温差大的问题，在气节白露地电流有百分之八十由于季节原因，向南移了，这时北半球的温带大多只有阳光在起作用，白天温度提升起来了，夜间却很少有地电流的支持，所以在这些日子里是全年温差最大的时段。

6、厄尔尼诺是指太平洋中东部地区赤道附近范围内海水异常的增温现象，阳光的照射不会在太平洋中发生这种自然现象，因为阳光的照射是大范围的，几乎是覆盖整个热带地区的温度提升；海流和风也不会引起这种现象发生，因为厄尔尼诺现象所需要的能量太巨大了。厄尔尼诺现象是整个太平洋地区的大气候现象，除了阳光就只有太阳风这样的大能量才可以驱动它。

7、地电流会给地球表面加温的证据比比皆是，它不必要像某些理论要到处去搜罗证据。关于全年温差问题、高原与盆地温度差异问题等等，地电流加温理论都可以给出合理的解释。依据多年的气象统计，地球的全年平均温度和太阳风的强弱密切相关，由此也可以反证地球电磁场的存在。给于环境合适温度的能量，不仅仅只有阳光，同时还有地球电磁场。地球电磁场为我们提供的能量非常庞大，在我们缺失理解这一重大能量源的情况下，就盲目地认为地球在“变暖”，人类应该怎样怎样去改变我们的生存环境，这显然是些不切实际的想法，这也是些不可能解决任何实际问题的议定方案。

8、在人类充分理解地球的活动机理后，我们将有可能人为地调整地球的气候状态。但是，在没有对地球环境的充分理解和实验时，人类所做的事将是非常危险的，因为我们只有一个地球。中国科学家曾经提出，想将喜马拉雅山炸开个口子，把印度洋的暖湿气流引入到中国内地，以改善那里的气候环境。不过，这种方案可能非常幼稚：大气气流携带不了多少能量，它何以能改变地球的气候环境？不过，现在亚洲的中部所形成的越来越严重的干旱状况，它会对整个北半球的气候造成非常恶劣的影响，现在应该想办法改善这块土地的电导率，那才是最为需要解决的问题。

9、现代的气象学认为，气象变化的能量都来自太阳，没有人会认为地底下能冒出多少能量来。现在的人类已经开始对地球环境进行数字化，令人遗憾的是地球大气温度场、磁场、重力场等都早已为人类所熟知，缺失的是地球大地温度场的历史数据分布。可以感知，大地电场产生的热效能和许多气候现象密切相关，有人统计过，地球上的降雨量也是和太阳黑子的变化密切相关的。太阳光给我们的热量是实时的，热值不高的，而雾气和降雨的水气，却都带着一种蒸腾的能量，它们不会来自阳光。对于这些还未能定义的气象现象，我们当然要用一种审慎的和科学的态度来予以对待。

无论是西方人，还是东方人，总有那么一些人喜欢自己认为：这个世界应该是怎么怎么样的。前一段时间我撰文告知：依据古地磁的留存形态，地球磁场就没有翻转过。可是有些人却认为：我想地球磁场还是翻转过的。地球磁场翻没翻转过，不是根据谁想的，是要依据实测到的数据来定论的。科学的态度就是，要少一些自我认为，多一些对客观事物的尊重。科学是什么？科学是一种方法，一种用数学或者其它语言客观定义自然事物的方法。科学是一种精神，一种坚持不懈尊重自然事物规律的实事求是的精神。有了科学的态度，再重新认识到地球表面的热能不仅来自太阳光，而且还有地球电磁场在起作用，这样我们周围的许多气象现象就可以得到解释.