第三代主体能源是什么

煤和石油是人类生产活动中两种最重要的能源，也是重要的化工原料，前者被比作工业的粮食，后者则被比作工业的血液。煤和石油都是化石燃料，它们的主要成分都为有机物，这意味着它们最初都应该是由早期地球生命演变而来。那么，煤和石油具体是怎么形成的呢？

煤的形成理论

根据现有的理论，地球上大部分的煤都起源于树木、蕨类植物和其他热带森林植物，它们所生活的时代比现在更加温暖。正因为如此，世界上的煤层都是在陆地上发现的。

在3.6亿年前至3亿年前的石炭纪，地球上进化出了木本植物。然而，当时地球上的微生物无法分解木质素，所以这些植物死亡之后不会很快烂掉。再加上那个时候的地球上遍布沼泽地，所以植物死亡后会被泥沙封存起来。经过不断的地质变迁之后，这些物质会在一定温度和压力下逐渐碳化，最终形成了固状的煤炭。

也就是说，煤是特定的环境下才会形成，目前的地球上已经没有这样的条件，因为植物死亡之后很快会被各种微生物分解掉。因此，煤会被用尽，这是一种不可再生能源。

石油的形成理论

石油广泛分布于陆地和海洋中，它们的确切成因仍然是未知的，一种观点认为石油不是由生物形成的，还有一种观点认为石油是由动物的尸骸演变而成的。

（1）非生物成油理论

在早期地球上，地壳内富含水、碳以及各种碳氢化合物。与水相比，碳氢化合物的密度较低，它们就会向地表上浮，这些物质最终就形成了液状的石油。

（2）生物成油理论

由于科学家在石油中发现过很多生命的迹象，所以更多科学家支持生物成油理论。研究表明，石油最初的来源为细菌、藻类和浮游生物。这些生物死亡后沉入海底和湖底，它们的遗体被泥土覆盖，形成泥质沉积物。

由于泥质沉积物会被更多的泥沙所掩埋，这会导致温度和压力逐渐增加，泥质沉积物开始转变为岩石。生物的遗体在这个过程中发生了化学变化，慢慢地演变成了石油和天然气。随着时间的推移，石油和天然气向上迁移到沉积岩盆地中，并被困在其中，形成油田和气田。地球上的每一个油田都有自己的特点，就像地球上没有两片完全相同的雪花一样，也没有两个油田包含完全相同的液体。

不像煤炭的形成需要特殊条件那样，石油的形成只需要一定的时间，可能要数千万年。因此，从某种意义上来说，石油是可再生能源。只是由于人类开采和使用石油的速度大于石油形成的速度，所以石油也会面临枯竭的问题。

生物质能生物质能是指能够当做燃料或者工业原料，活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植物所制造的生物燃料，或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物；也包括以生物可降解的废弃物(Biodegradable waste)制造的燃料；但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。

许多的植物都被用来生产生物质能，包括芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树。一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品，但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长，生物质能的工业也随着水涨船高。

虽然化学燃料原本为古老的生化质能，但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了，所以并不被认为是种生物质能。燃烧化学燃料会排放二氧化碳至大气中。

像一些最近刚发展出来的生物质能制造的塑胶可以在海水中降解，生产方式也和一般化石制造塑胶相同，而且相较之下生产成本还更便宜，也符合大部分的最低品质标准，但使用寿命比一般的耐水塑胶还要短。

风能风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了4倍以上。

现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。在中古与古代则利用风车将搜集到的机械能用来磨碎谷物或抽水。

回答于 2019-03-27

太阳能

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源，同时也是许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约?3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当於500万吨煤。 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源於太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限於太阳辐射能的光热、光电和光化学的%

太阳能

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源，同时也是许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约?3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当於500万吨煤。 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源於太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限於太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境没有任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

地热能

地热能是来自地球深处的可再生热能，它起源於地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，其利用可分成地热发电和直接利用两大类。 地热能的储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度，那麼地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛，据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当於100PW·h。 不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度较大。

海洋能

大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏著巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水裏，不像在陆地和空中那样容易散失。

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在於海洋之中，分述如下：

潮汐与潮流能来源於月球、太阳引力，其他海洋能均来源於太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化成各种形式的海洋能。

海水温差能是热能，低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存著温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。

潮汐、潮流，海流、波浪能都是机械能，潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的，并由长周期波储存的能量，潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比；波浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能，波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。

河口水域的海水盐度差能是化学能，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透可生渗透压力，其能量与压力差和渗透流量成正比。因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。

生物能

生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源於植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。

据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当於全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大。世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林?品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等。

氢能

氢能是一种二次能源，因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采，这种能源总有枯竭的一天，而氢能若能从中生产，则可望能抒解能源危机的警戒。

在自然界中，氢已和氧结合成水，必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。燃料电池即是将氢与氧直接通过电化学反应产生电与水，一个步骤就可发电，发电较传统方式有效率。商品化后，这样的发电系统不但适合一般家庭使用，其副产品所产生的热水，大约在摄氏40到60度间，相当适合家庭洗澡与厨房利用，一举两得。

如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电支分解水制氢，那显然是划不来的。现在看来，高效率的制氢的基本途径，是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢，那就等於把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的乾净能源了，其意义十分重大。