新能源行业的前景怎么样

太阳能采集

太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置（集热器），对太阳能进行采集。集热器按是否聚光，可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。 非聚光集热器（平板集热器，真空管集热器）能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，集热温度较低；聚 光集热器能将阳光会聚在面积较小的吸热面上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。

平板集热器

历史上早期出现的太阳能装置，主要为太阳能动力装置，大部分采用聚光集热器，只有少数采用平板集热器。平板集热器是在17世纪后期发明的，但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。为了提高效率，降低成本，或者为了满足特定的使用要求，开发研制了许多种平板集热器： 按工质划分有空气集热器和液体集热器，目前大量使用的是液体集热器； 按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等； 按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等； 按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。目前，国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合，国外一般采用高频焊，国内以往采用介质焊，199S年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产 线，通过消化吸收，现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。 为了减少集热器的热损失，可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料，但这些 材料价格较高，一时难以推广应用。

真空管集热器

为了减少平板集热器的热损，提高集热温度，国际上70年代研制成功真空集热管，其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内，大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起，即构成真空管集热器，为了增加太阳光的采集量，有的在真空集热管的背部还加装了反光板。真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管，玻璃-U型管真空集热管，玻璃。金属热管真空集热管，直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近，我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集 热管。我国自1978年从美国引进全玻璃真空集热管的样管以来，经20多年的努力，我国已经建立了拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业，用于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上，产品质量达世 界先进水平，产量雄居世界首位。我国自80年代中期开始研制热管真空集热管，经过十几年的努力，攻克了热压封等许多技术难关，建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地，产品质量达到世界先进水平，生产能力居世界首位。 目前，直通式真空集热管生产线正在加紧进行建设，产品即将投放市场。

聚光集热器

聚光集热器主要由聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。按照聚光原理区分，聚光集热器基本可分为反射聚光和折射聚光两大类，每一类中按照聚光器的不同又可分为若干种。为了满足太阳能利用的要求， 简化跟踪机构，提高可靠性，降低成本，在本世纪研制开发的聚光集热器品种很多，但推广应用的数量远比平板集热器少，商业化程度也低。 在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器（点聚焦）和槽形抛物面镜聚光集热器 （线聚焦）。前者可以获得高温，但要进行二维跟踪；后者可以获得中温，只要进行一维跟踪。这两种聚光集热 器在本世纪初就有应用，几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性 跟踪机构等，现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求，但由于造价高，限制了它们的广泛应用。

70年代，国际上出现一种“复合抛物面镜聚光集热器”（CPC），它由二片槽形抛物面反射镜组成，不需要跟踪太阳，最多只需要随季节作稍许调整，便可聚光，获得较高的温度。其聚光比一般在10以下，当聚光比在3以下时可以固定安装，不作调整。当时，不少人对CPC评价很高，甚至认为是太阳能热利用技术的一次重大突破，预言将得到广泛应用。但几十年过去了，CPC仍只是在少数示范工程中得到应用，并没有象平板集 热器和真空管集热器那样大量使用。我国不少单位在七八十年代曾对CPC进行过研制，也有少量应用，但现在基本都已停用。

其它反射式聚光器还有圆锥反射镜、球面反射镜、条形反射镜、斗式槽形反射镜、平面。抛物面镜聚光器等。此外，还有一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜--定日镜。定日镜由许多平面反射镜或曲面反射镜组成，在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上，吸收器可以达到很高的温度，获得很大的能量。

利用光的折射原理可以制成折射式聚光器，历史上曾有人在法国巴黎用二块透镜聚集阳光进行熔化金属的表演。有人利用一组透镜并辅以平面镜组装成太阳能高温炉。显然，玻璃透镜比较重，制造工艺复杂，造价高，很难做得很大。所以，折射式聚光器长期没有什么发展。70年代，国际上有人研制大型菲涅耳透镜，试图用于制作太阳能聚光集热器。菲涅耳透镜是平面化的聚光镜，重量轻，价格比较低，也有点聚焦和线聚焦之分，一般由有机玻璃或其它透明塑料制成，也有用玻璃制作的，主要用于聚光太阳电池发电系统。

我国从70年代直至90年代，对用于太阳能装置的菲涅耳透镜开展了研制。有人采用模压方法加工大面 积的柔性透明塑料菲涅耳透镜，也有人采用组合成型刀具加工直径1.5m的点聚焦菲涅耳透镜，结果都不大理想。近来，有人采用模压方法加工线性玻璃菲涅耳透镜，但精度不够，尚需提高。 还有两种利用全反射原理设计的新型太阳能聚光器，虽然尚未获得实际应用，但具有一定启发性。一种是光导纤维聚光器，它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成，阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使 用处。另一种是荧光聚光器，它实际上是一种添加荧光色素的透明板（一般为有机玻璃），可吸收太阳光中与荧光吸收带波长一致的部分，然后以比吸收带波长更长的发射带波长放出荧光。放出的荧光由于板和周围介质的差异，而在板内以全反射的方式导向平板的边缘面，其聚光比取决于平板面积和边缘面积之比，很容易 达到10一100，这种平板对不同方向的入射光都能吸收，也能吸收散射光，不需要跟踪太阳。

4.2 太阳能转换

太阳能是一种辐射能，具有即时性，必须即时转换成其它形式能量才能利用和贮存。将太阳能转换成不同形式的能量需要不同的能量转换器，集热器通过吸收面可以将太阳能转换成热能，利用光伏效应太阳电池可以将太阳能转换成电能，通过光合作用植物可以将太阳能转换成生物质能，等等。原则上，太阳能可以直接或间接转换成任何形式的能量，但转换次数越多，最终太阳能转换的效率便越低。

太阳能-热能转换

黑色吸收面吸收太阳辐射，可以将太阳能转换成热能，其吸收性能好，但辐射热损失大，所以黑色吸收面不是理想的太阳能吸收面。选择性吸收面具有高的太阳吸收比和低的发射比，吸收太阳辐射的性能好，且辐射热损失小，是比较理想的太阳能吸收面。这种吸收面由选择性吸收材料制成，简称为选择性涂层。它是在本世纪40年代提出的，1955年达到实用要求，70年代以后研制成许多新型选择性涂层并进行批量生产和推广应用，目前已研制成上百种选择性涂层。我国自70年代开始研制选择性涂层，取得了许多成果，并在太阳集热器上广泛使用，效果十分显著。

太阳能-电能转换

电能是一种高品位能量，利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础，世界各国都十分重视，其转换途径很多，有光电直接转换，有光热电间接转换等。这里重点介绍光电直接转换器件--太阳电池。世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然大高。

目前，世界上太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18.6％（4cm2）， InGaP／GaAs双结电池30．28％（AM1），非晶硅电池14．5％（初始）、12．8（稳定），碲化镉电池15．8％， 硅带电池14．6％，二氧化钛有机纳米电池10．96％。

我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20．4％（2cm×2cm），多晶硅电池14．5％（2cm×2cm）、12％（10cm×10cm），GaAs电池 20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge电池19．5％（AM0），CulnSe电池9％（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13．6％ （lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8．6％（10cm×10cm）、7．9％（20cm×20cm）、6．2％（30cm×30cm）， 二氧化钛纳米有机电池10％（1cm×1cm）。

太阳能-氢能转换

氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能，即太阳能制氢，其主要方法如下：

1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高（75％-85％），但耗电大，用常规电制氢，从能量利用而言得不偿失。所以，只有当太阳能发电的成本大幅度下降后，才能实现大规模电解水制氢。

2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸汽加热到3000K以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度，一般不采用这种方法制氢。

3、太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温，发展了一种热化学循环制氢方法，即在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K，这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度，其分解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要问题是中间物的还原，即使按99．9％-99． 99％还原，也还要作 0.1％-0.01％的补充，这将影响氢的价格，并造成环境污染。

4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长 波光能的吸收，利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性，设计了一套包括光化学、热电反应的综 合制氢流程，每小时可产氢97升，效率达10％左右。

5、太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极，而以铂黑作阴极，制成太阳能光电化学电池，在太阳光照射下，阴极产生氢气，阳极产生氧气，两电极用导线连接便有电流通过，即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视， 认为是太阳能技术上的一次突破。但是，光电化学电池制氢效率很低，仅0．4％，只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光，且电极易受腐蚀，性能不稳定，所以至今尚未达到实用要求。

6、太阳光络合催化分解水制氢。从1972年以来，科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力，并从络合催化电荷转移反应，提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂，它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结，并通过一系列偶联过程，最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟，研究工作正在继续进行。

7、生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下，经太阳光照射可以放出氢气；十多年前又发现，兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，要实现工程化产氢还有相当大的距离。据估计，如藻类光合作用产氢效率提高到10％，则每天每平方米藻类可产氢9克分子，用5万平方公里接受的太阳能，通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。

太阳能-生物质能转换

通过植物的光合作用，太阳能把二氧化碳和水合成有机物（生物质能）并放出氧气。光合作用是地球上最大规模转换太阳能的过程，现代人类所用燃料是远古和当今光合作用固定的太阳能，目前，光合作用机理尚不完全清楚，能量转换效率一般只有百分之几，今后对其机理的研究具有重大的理论意义和实际意义。

太阳能-机械能转换

20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代，前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大的太阳帆，在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接转换成机械能。科学家估计，在未来10～20年内，太阳帆设想可以实现。通常，太阳能转换为机械能，需要通过中间过程进行间接转换。

4.3 太阳能贮存

地面上接受到的太阳能，受气候、昼夜、季节的影响，具有间断性和不稳定性。因此，太阳能贮存十分必要，尤其对于大规模利用太阳能更为必要。太阳能不能直接贮存，必须转换成其它形式能量才能贮存。大容量、长时间、经济地贮存太阳能，在技术上比较困难。本世纪初建造的太阳能装置几乎都不考虑太阳能贮存问题，目前太阳能贮存技术也还未成熟，发展比较缓慢，研究工作有待加强。

热能贮热

1、显热贮存。利用材料的显热贮能是最简单的贮能方法。在实际应用中，水、沙、石子、土壤等都可作为贮能材料，其中水的比热容最大，应用较多。七八十年代曾有利用水和土壤进行跨季节贮存太阳能的报道。但材料显热较小，贮能量受到一定限制。

2、潜热贮存。利用材料在相变时放出和吸入的潜热贮能，其贮能量大，且在温度不变情况下放热。在太阳能低温贮存中常用含结晶水的盐类贮能，如10水硫酸钠／水氯化钙、12水磷酸氢钠等。但在使用中要解决过冷和分层问题，以保证工作温度和使用寿命。太阳能中温贮存温度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。适宜于中温贮存的材料有：高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温贮存温度一般在500℃以上，目前正在试验的材料有：金属钠、熔融盐等。1000℃以上极高温贮存，可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。

3、化学贮热。利用化学反应贮热，贮热量大，体积小，重量轻，化学反应产物可分离贮存，需要时才发生放热反应，贮存时间长。 真正能用于贮热的化学反应必须满足以下条件：反应可逆性好，无副反应；反应迅速；反应生成物易分离且能稳定贮存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性；反应热大，反应物价格低等，目前已筛选出一些化学吸热反应能基本满足上述条件，如Ca(OH)2的热分解反应，利用上述吸热反应贮存热能，用热时则通过放热反应释放热能。但是，Ca（OH)2在大气压脱水反应温度高于500℃，利用太阳能在这一温度下实现脱水十分困难，加入催化剂可降低反应温度，但仍相当高。所以，对化学反应贮存热能尚需进行深入研究，一时难以实用。其它可用于贮热的化学反应还有金属氢化物的热分解反应、硫酸氢铵循环反应等。

4、塑晶贮热。1984年，美国在市场上推出一种塑晶家庭取暖材料。塑晶学名为新戊二醇（NPG），它和液晶相似，有晶体的三维周期性，但力学性质象塑料。它能在恒定温度下贮热和放热，但不是依靠固一液相变贮热，而是通过塑晶分子构型发生固-固相变贮热。塑晶在恒温44℃时，白天吸收太阳能而贮存热能，晚上则放出白天贮存的热能。 美国对NPG的贮热性能和应用进行了广泛的研究，将塑晶熔化到玻璃和有机纤维墙板中可用于贮热，将调整配比后的塑晶加入玻璃和纤维制成的墙板中，能制冷降温。我国对塑晶也开展了一些实验研究，但尚未实际应用。

5、太阳池贮热。太阳池是一种具有一定盐浓度梯度的盐水池，可用于采集和贮存太阳能。由于它简单、造价低和宜于大规模使用，引起人们的重视。60年代以后，许多国家对太阳池开展了研究，以色列还建成三座太阳池发电站。70年代以后，我国对太阳池也开展了研究，初步得到一些应用。

电能贮存

电能贮存比热能贮存困难，常用的是蓄电池，正在研究开发的是超导贮能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史，它利用化学能和电能的可逆转换，实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低，但使用寿命短，重量大，需要经常维护。近来开发成功少维护、免维护铅酸蓄电池，使其性能有一定提高。目前，与光伏发电系统配套的贮能装置，大部分为铅酸蓄电池。1908年发明镍-铜、镍-铁碱性蓄电池，其使用维护方便，寿命长，重量轻，但价格较贵，一般在贮能量小的情况下使用。 现有的蓄电池贮能密度较低，难以满足大容量、长时间贮存电能的要求。新近开发的蓄电池有银锌电池、 钾电池、钠硫电池等。某些金属或合金在极低温度下成为超导体，理论上电能可以在一个超导无电阻的线圈内贮存无限长的时间。这种超导贮能不经过任何其它能量转换直接贮存电能，效率高，起动迅速，可以安装在任何地点，尤其是消费中心附近，不产生任何污染，但目前超导贮能在技术上尚不成熟，需要继续研究开发。

氢能贮存

氢可以大量、长时间贮存。它能以气相、液相、固相（氢化物）或化合物（如氨、甲醇等）形式贮存。 气相贮存：贮氢量少时，可以采用常压湿式气柜、高压容器贮存；大量贮存时，可以贮存在地下贮仓、由不 漏水土层复盖的含水层、盐穴和人工洞穴内。 液相贮存：液氢具有较高的单位体积贮氢量，但蒸发损失大。将氢气转化为液氢需要进行氢的纯化和压缩，正氢-仲氢转化，最后进行液化。液氢生产过程复杂，成本高，目前主要用作火箭发动机燃料。 固相贮氢：利用金属氢化物固相贮氢，贮氢密度高，安全性好。目前，基本能满足固相贮氢要求的材料主要是稀土系合金和钛系合金。金属氢化物贮氢技术研究已有30余年历史，取得了不少成果，但仍有许多课题有待研究解决。我国对金属氢化物贮氢技术进行了多年研究，取得一些成果，目前研究开发工作正在深入。

机械能贮存

太阳能转换为电能，推动电动水泵将低位水抽至高位，便能以位能的形式贮存太阳能；太阳能转换为热 能，推动热机压缩空气，也能贮存太阳能。但在机械能贮存中最受人关注的是飞轮贮能。早在50年代有人提出利用高速旋转的飞轮贮能设想，但一直没有突破性进展。近年来，由于高强度碳纤维和玻璃纤维的出现，用其制造的飞轮转速大大提高，增加了单位质量的动能贮量；电磁悬浮、超导磁浮技术 的发展，结合真空技术，极大地降低了摩擦阻力和风力损耗；电力电子的新进展，使飞轮电机与系统的能量交换更加灵活。所以，近来飞轮技术已成为国际上研究热点，美国有20多个单位从事这项研究工作，已研制成贮能20kWh飞轮，正在研制5MWh～100MWh超导飞轮。我国已研制成贮能0.3kwh的小型实验飞轮。 在太阳能光伏发电系统中，飞轮可以代替蓄电池用于蓄电。

4.4 太阳能传输

太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。 直接传输适用于较短距离，基本上有三种方法：通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点；通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；采用表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。太阳能传输包含许多复杂的技术问题，应认真进行研究，这样才能更好地利用太阳能。

参考资料：http://www.stcsm.gov.cn/learning/lesson/course/detail.asp?id=65&lessonnum=4&coursenum=17

自二十世纪末以来，人类面临严重的资源危机、环境危机，经济发展和人口增长产生的对资源与环境的需求超出了地球生态系统资源与环境的供给能力。资源枯竭，尤其是石油、天然气的枯竭，将使人类的生存、发展面临着极其严重的挑战。1968年，罗马俱乐部的科学家们发表了《增长的极限》，在全球学术界和政界引起了强烈反响。自此，国际机构、各国政府和学者就资源环境危机和可持续发展问题，展开了热烈的讨论，就可持续发展战略达成了很多共识。

到目前为止，学术界和各国政府提出的可持续发展理论和发展战略，主要具有下述内容：第一，提出了可持续发展的基本原则：公平性原则，包括代内公平和代际公平；持续性原则，强调资源的永续利用和生态环境的可持续性；共同性原则，强调实现可持续发展，是人类共同的道义和责任。第二，可持续发展的物质基础是资源的持续利用。为实现这种持续利用，提出了最低安全标准，即社会使用可再生资源的速度，不得超过可再生资源的更新速度；社会使用不可再生资源的速度，不得超过作为其替代品的资源的开发速度；社会排放污染物的速度，不得超过环境对污染物的吸收能力。第三，可持续发展战略方面，除芬兰、瑞典、挪威、德国等少数发达国家外，各国都把环境保护放在可持续战略的优先地位，强调运用环境税、产权界定等经济手段及行政手段、法制手段来保护森林、淡水、耕地、海洋、大气免受各种有毒物质的污染。第四，相信市场激励与科技进步能自动解决可持续发展面临的环境问题、资源替换问题。认为市场机制可通过资源价格的变动反映资源的稀缺状况，一旦资源面临枯竭，资源价格上涨会促使人们寻找替代资源，而科技进步为资源替换提供了技术手段。第五，在工业领域推广清洁生产战略。所谓清洁生产，就是工业生产中通过产品设计、原料选择、工艺改革、技术管理、生产过程内部循环利用等环节的科学化、合理化，最大限度地减少生产废弃物。循环利用生产中排放的废弃物，变废为宝，减少污染。第六，建立了可持续发展核算体系，用以评价各国可持续发展的状况和可持续发展能力。

上述对世界可持续发展思想、战略的内容概括可能不全面，但并不妨碍我们就它的主要方面作出评价。由于对全球资源、环境危机的性质和根源缺乏正确认识，以西方为代表的可持续发展战略存在着以下缺陷：第一，看不到造成非持续发展的主要根源在于，私人资本利益主导下的大工业生产方式，使经济增长建立在对资源的掠夺性开采和索取上，经济发展采取高增长、高投入、高消耗、高污染的发展模式，造成了严重的生态失衡和环境破坏。各国虽然对高投入、高消耗的生产模式和浪费型的高消费模式进行了批判，但没有意愿和能力改造这种生产模式和消费模式。相反，各国政府仍旧以追求经济增长为中心，竭力不损及目前的生产方式和消费方式。第二，可持续发展的核心问题是建立发展的可持续资源和环境基础。各国很重视环境问题，却低估了资源危机的可能性和严重性，没有建立可信的资源替换战略或者资源代际分配计划，对资源可持续利用缺乏具体的对策。美国政府的资源战略，仅仅是全力发展强大的高技术军事力量来保障自己的资源和能源安全。最近，布什政府不顾国际社会的普遍反对，发动对伊拉克的战争，目的就在于控制世界石油资源，以达到称霸世界和保障自己能源供应的目的。欧盟的可持续发展战略带有资源色彩，但只限于降低不可更新能源（石油、天然气等）的消耗，发展太阳能、风能等可再生能源；只强调对生物多样性和其他重要资源的保护，而没有应对资源危机的全面的资源替代战略。这说明西方忽视了一定阶段和一定的技术水平下，爆发资源危机的可能性和现实性。第三，盲目相信自发的科技进步能解决可持续发展所面临的资源问题、环境问题，忽视了现实中科学技术对资源与环境的影响具有两面性，一方面它是最终解决资源与与环境问题的手段。另一方面，在科技进步完全服从资本利益时，它在推动生产力向前发展和社会财富增长的同时，由于其巨大的杠杆作用，会迅速消耗大量宝贵的资源，对环境造成严重的污染。认识上的片面性导致实践上的盲目乐观，各国政府都缺乏应战资源与环境危机的科技发展战略和发展规划。第四，发达国家的可持续战略忽视了世界人口的增长对全球生态系统所构成的压力，尤其是忽视了发展中国家庞大的贫困人口——占世界人口1/3——靠种植、采集或捕捉食物过活，直接破坏了自身生存和发展的生态环境，成为生态危机的重要原因。发达国家和它们主导的国际机构，对发展中国家的扶贫和发展援助不够，对世界人口增长的控制重视不够。不仅忽视了发展中国家的发展权，甚至推行生态（环境）标准，对发展中国家的发展设立种种贸易壁垒，损害这些国家的发展，削弱了这些国家的可持续发展能力。

我国有学者认为知识经济就是实现可持续发展的根本途径。显然，不论是教育、科研、咨询、策划等知识产业还是信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术和航空航天技术所孕育的大量高科技知识密集型产业，将大大提高资源的利用效率，有很大的发展空间。但是，知识经济不能取代物质经济使人类进入虚拟经济时代，二者是相互依存又相互独立的部分。随着人口规模扩大和人类日益增长的物质需求，随着发展中国家消除贫困、推进工业化的进程，世界农业、工业等物质生产部门的规模还会继续扩张，对资源与环境的消耗还会继续增长。知识与技术只能节约资源的使用和消耗，延缓危机的到来。也就是说，知识经济只是实现可持续发展的重要途径，仅仅依靠知识经济的发展，是不能全面应对人类面临的资源和环境危机的。

总之，以西方为代表的、现有的可持续发展战略是短视的、消极的、片面的。仅仅用发展知识经济的办法作为可持续战略的根本途径，也同样是消极的、危险的。人类需要制定更积极的、富有远见的、全面的战略，才能有效地渡过难关。

二．制定可持续的科技发展战略，是最终化解危机的手段

科学技术在实现可持续发展战略中的作用是无可替代的。它是最终解决资源、环境危机，实现可持续发展的手段和途径。面对即将到来的能源危机，必须制定可持续的科技发展战略，为化解危机作好充分的准备。

首先，科学技术是第一生产力，是现代经济增长的主要源泉。科技进步会提高资源的利用效率，扩大生产的可能性边界。如节能技术、节材技术、节水技术、科学的种养技术，会节约各种资源、能源，减少废弃物的排放。而资源、能源的低消耗又会延缓资源危机的到来，减轻废弃物的排放对自然环境的污染。科技进步还会导致一大批高新技术产业的诞生和教育、科研等知识产业的发展，拓展产业发展的空间。如信息技术的发展带动微电子产业、通信产品、计算机等电子产品的制造和发展，带动软件、信息传播、信息咨询与信息服务业的发展，成为推动经济高速增长的主导产业。生物技术将分离出生物农业、生物化工、生物材料、生物能源、生物制药、生物食品、生物信息等十余个门类的技术，并孕育出众多的生物产业。21世纪类似信息技术、生物技术的高新技术还有新能源技术、新材料技术、航空航天技术等。这些高技术产业和知识产业的发展，不仅具有广阔的发展空间，成为21世纪最有前途的主导产业，而且会促使资源消耗型 的经济体系转换为资源节约型经济体系。

其次，可持续发展的物质基础是资源的可持续。当经济发展所依赖的资源尤其是不可再生资源枯竭时，必须及时找到替代资源，尤其是用可再生资源替代不可再生资源。从长远看，非再生资源终究要枯竭，物质生产所依赖的资源、能源终究要向可再生资源和能源转换。而科技进步是寻找替代资源、实现经济可持续发展的最终手段。

最后，保护生态环境、治理环境污染，要依靠科学技术。科学技术，如环境化学、分析化学、生态学的发展，为人类认识环境问题提供了科学依据。而生态技术、清洁生产的工艺技术，各种有毒物质的分离技术、节能节材技术，则大大减少了生产过程中排放的各种废弃物和有毒物质，或者直接为环境的治理提供了技术手段。此外，地球科学和空间遥感技术在探测自然资源、监测自然灾害和环境恶化方面，有着巨大的应用前景。

可持续的科技发展战略，必须把新能源技术和生物技术的开发放在首位。因为，在二十一世纪，最紧迫、对人类生存影响至为重要的资源危机是生化能源危机。石油、天然气、煤炭等生化能源的可开采时间不太长久。一旦枯竭，目前技术条件下替代石化能源的可再生能源——水电、风力发电、地热能发电、潮汐能反电及生物质能，远远不能满足现代工业、农业、交通运输、城乡居民生活对能源的需求。而太阳能、氢能、核聚变能等潜力巨大的新能源，其利用技术还远不成熟，离商业用途还十分遥远。如作为地球最后、也最有潜力的可再生能源——太阳能，其大规模利用技术、尤其是储备技术，短期内还无法开发出来。因此，要实现可持续发展，化解能源危机，必须大力开发新能源技术。此外，矿物燃料（石化能源）是地球气候变暖、灾害频繁发生、臭氧层被破坏的主要原因。如果人类能开发出包括太阳能、氢能、核聚变能和生物质能等无害环境的新能源利用技术，减少二氧化碳的排放量，地球环境状况将得到根本改观。

石油、天然气、煤炭还是重要的化工原料。目前，全球大约1/3的生化资源被用作化工原料，而非动力原料或燃料。各种工业原料，比如重要化学纤维、化学材料，及农业生产大量使用的化肥、农药、农膜，都依赖于石油、天然气、煤炭等化工原料。生化资源的枯竭，不仅打击能源供应和化学工业的发展，而且导致化肥、农药供应中断，农业大规模减产，形成全球性食品危机和饥荒。而生物技术的发展，既可从生物质中提取各种生物质原料，以替代石化原料，满足工业原料的需要；又可通过开发各种生物肥料、生物农药，如种植固氮作物、开发固氮微生物、用生物技术抑制农作物的病虫害，来满足农业发展的需要。因此，防止农业危机、尤其是粮食危机，必须紧紧依靠生物技术的发展。生物技术的发展还将使人类摆脱以大型农业机械为代表的石油农业的道路，使农业走上可持续发展的道路。

总之，生态、经济、社会的可持续发展，最终离不开科学技术。我们应根据资源、环境与经济发展的需要，制定可持续的科技发展战略，重点发展新能源技术、生物技术及清洁生产的工艺技术、资源循环利用技术、生态环境技术，以保证人类的可持续发展能力。

三、突破资本利益的限制，建立可持续发展的调节机制

可持续发展的调节机制，是计划调节机制。

以私有产权为基础的市场调节机制，能有效地实现资源的合理配置，保证生产要素配置到最需要它的部门、地区和最有竞争力的企业，形成合理的产业结构和资源的高效利用。同时，以私有产权制度为基础的市场经济制度能鼓励人们为追求自己的利益而努力工作，最大限度地激发人的创造性，激励企业的创新和发展，从而推动生产力向前发展。因此，市场调节机制是到目前为止最有效的促进经济繁荣与进步的机制。

但是，以私有产权为基础的市场调节机制，在实现可持续发展方面有着严重的局限性：它能有效地激励私人企业提高生产效率，却不能有效解决私人企业经济活动带来的外部性及其对环境的影响。私人资本通常急功近利，不仅不会关心可持续发展这样长期性、全局性的问题，反而以掠夺资源、牺牲环境为代价去追求自己的利益。垄断大资本为了维护自己的既得利益，常常阻挠国际社会保护环境的努力，使人类在应对全球性资源、环境危机时处于滞后、被动的状态。

从长远来看，伴随着科学技术的进步，伴随着新的替代资源的开发利用及对环境破坏很少的生产方式的出现，地球对人口的承载能力，资源环境对经济活动的负荷能力会不断扩大。但是，技术进步的速度并不是总能赶上经济增长对资源环境的耗竭速度。因为技术的进步受到人类认识能力的限制。有些技术的发明、创造只需要数月或数年的时间，而有些重大的技术突破可能需要数十年甚至更长的时间。因此，科技进步的自发发展不一定能及时实现资源替换、保证危机的解决。相反，在一定的时期和一定的技术水平下，资源、环境的承载能力存在着无法突破的极限。此时，为保证人类免受危机的打击，必须由政府实施计划调节。

第一，为保证资源的可持续利用，有必要利用计划手段对可使用的资源总量在各年度间实施计划分配。计划调节的目的在于防止再生资源的过度损耗或非再生资源的过快耗竭，以保证资源的可持续利用。

首先，对具有战略意义的不可再生资源，根据其替代速度在一定时期内实施计划配置，限量开采，以保证这些资源可满足一定时期内经济发展的需要。每年开采、投入的资源总量都是根据计划确定的。对资源的开采实行许可证制度，以利于政府的监督与控制。同时，政府干预生产过程，对大量消耗这些宝贵资源的产业发展实施严格的限制，以保证资源用在最需要的地方。比如，当石油、天然气资源日益枯竭时，一方面政府应按时间对石化资源进行代际配置，逐年限量开采；另一方面，石油、天然气是最重要的能源，且是生产化肥农药最重要的原料。应该优先供应工业必需品生产、交通运输和粮食生产的需要，而限制耗能大、属于高消费性质的产业对能源的消耗。其次，对可再生资源，比如森林资源、水资源、渔业资源，则根据其更新的规模和速度，实施计划调节和限量开采，以保证这些资源的消耗速度不超出它们的更新、恢复速度。例如，根据林木的成长速度计划每年最大的采伐量，对渔业资源在繁殖季节实施停止捕捞和休养生息的制度，对水资源实施节约用水，同时在各地区之间统一调度、公平分配。

但是，计划调节主要是总量调节，它并不否定市场调节的作用。当资源逐年限量投放使用后，这些资源在各部门、企业或居民消费者间的配置，一般由市场来调节。计划调节是为了实现资源的代际配置，体现可持续发展的要求；市场调节可以保证资源在代内的合理分配，提高资源的利用效率。先有计划调节，后有市场调节；先有代际之间的资源配置，后有代内分配。市场调节首先要服从计划调节。

第二，森林、草原等植被是生态系统的核心。为保证生态系统的平衡与稳定，恢复生态平衡，有必要利用计划手段，由政府提供各种优惠措施，鼓励植被遭到破坏的地区，退耕还林、还草，蓄洪区退耕还湖；发展生态林和经济林，进行生态建设。改革资源的产权制度，明确资源产权，促进资源的保护、恢复、建设和合理开发、利用。

第三，利用计划手段调节生产，实施清洁生产战略，减少各种废料的排放，实现资源的循环利用。调整产业结构，限制大量消耗资源与能源的汽车、空调产品和产业的发展。以美国为代表的西方发达国家，人口只占世界的1/4，而能源消耗占世界的3/4，原因在于这些国家拥有大量的小汽车，需要消耗大量的石油产品。如果广大的发展中国家也都普及家用小汽车，世界能源还能开采多久？

调节生产，大力发展资源消耗低的高新技术产业、知识产业和服务业，建立资源节约型经济体系。这些产业赖以依靠的知识和人力资本是可再生资源，同时又具有收益递增的效应。它们的发展，，不仅使经济发展建立在知识、劳动力资源等可再生资源的基础上，降低了自然资源的消耗，而且拓展了产业发展的空间，提高了就业水平，有利于公平分配收入。

调节生产必须大力发展水电、风力发电等可再生能源产业，降低非再生能源的比重。同时，大力发展农业生物技术和生态农业。通过生物技术代替化肥、农药，即利用生物固氮或生物肥料供给作物肥料，用生物技术控制、防治作物病虫害。发展生态农业，使农业生产充分利用土地、水、光、热资源，实现农业资源的多层次综合利用和农业剩余物的再循环利用。生物农业和生态农业不仅为人类提供无毒无害的绿色产品，而且能为工业提供生物质能源（酒精、甲醇等）和生物质原料，满足部分工业对能源、原材料的需要。生物农业、生态农业将因为它的高技术含量、高附加值和绿色产品，成为21世纪最有希望的新兴产业、主导产业。粮食危机也将化解，农民的收入水平也将大幅提高。农村、农业将从工业化、城市化过程中的衰败颓势中扭转过来。为农产品的生产、加工、贸易提供各种技术服务和人才培训的新型城市——农商城市，将成为城市化过程中最具活力的聚集经济体之一。发展中国家有可能消除二元经济结构，在新的产业基础上实现城乡一体化。

第三，利用计划手段调节收入分配和消费。在资本主义的世界体系中，各国对财富的占有和分配是不平等的。而地球资源总量是有限的。如果人类对资源和财富占有不平等，现有的资源永远不能满足人类的需要，尤其是贫困人口的需要。通过计划手段建立公平的收入分配体系和社会保障制度，既能满足全人类基本的物质生活需要，又能抑制人们对财富的无止境的追求，抑制人们对资源、环境的掠夺和贪婪。

资本利益主导下的消费模式，是浪费资源的高消费模式。在这里，人们拼命地追求享受，追求物质财富。消费不仅仅是为了保障劳动力的再生产，也不仅仅是为了满足个人发展的需要。在这里，消费是为资本的扩张、市场的开拓服务的。特别是当社会需求不足时，各国政府会用凯思斯主义的政策，来刺激消费、启动需求，而不管消费的对象是否必要，是否浪费资源。消费充分体现着资本的利益。利用计划手段调节消费，首先要转变以物质财富为中心的消费观念，用经济手段抑制汽车等高耗能、高耗材产品进入私人消费领域，使人们满足基本的衣、食、住、用消费后，高层次消费转向资源消耗少、节能型的服务消费，发展能增加人力资本积累、提高个人能力和素质的教育培训消费、医疗保健消费、体育消费、文化娱乐消费，将个人的消费与可持续发展能力的培育结合起来。

四．实施计划生育，控制人口增长，促进发展中国家的扶贫开发

造成全球资源、环境危机的根源之一，就是工业革命以来人口的爆炸性增长。随着产业革命的扩散，物质财富的增加，食物、医疗卫生条件的改善，近二百多年来，世界人口，尤其是最近半个世纪以来发展中国家人口快速增长，对全球生态系统形成日益巨大的压力。

据统计，世界人口在20世纪的100年里，人口翻了两翻，达60亿，现在每年仍以8000万至9000万的速度增长。至2025年，世界人口将超过80亿；到2100年，可能超过149亿。人口的急剧增长，必然超越自然生态的承载能力，加快资源环境危机、能源危机、粮食危机的到来。特别是发展中国家，资本、技术缺乏，传统农业在经济中所占比重大，贫困人口多，只能依靠简单劳动、传统技术和小片土地生存，直接依赖自然界提供食物和燃料。结果，毁林造田、滥砍滥伐、过度放牧、过度捕捞，对森林、草场进行掠夺式开发，破坏了自然生态环境，导致森林消失、植被破坏，水土流失，土地沙漠化，草场退化，物种锐减，水产资源枯竭，形成人口增长、贫困和生态退化之间的恶性循环。

因此，必须通过计划生育，控制人口增长，使人口规模控制在资源与环境可以承受的极限之内。在控制人口数量的同时，大力发展教育、医疗保健，增加人力资本积累，提高人口的质量；通过扶贫开发，消除贫困与生态的恶性循环，为可持续发展提供良好的社会条件。

总之，世界经济和人类生存面临的危机表明，要实现可持续发展，我们必须制定积极的、全面的、有远见的可持续发展战略——不仅要有有远见的科技发展战略，还应有政府的计划调节、对人口增长的控制等。显然，西方世界即使可以通过政策手段和法律手段消除市场运行的外部性，减少环境污染，却不能摆脱资本利益的束缚，限制生产、限制不合理的高消费，实现资源总量的计划调节和代际公平配置；而盲目相信市场机制和科技进步能自动解决资源代换，证明它们是何等的消极、短视：一旦技术进步不能解决资源替换、能源替换的问题，危机就会爆发。美国政府在对待全球可持续发展和环境问题上的立场，说明它只服从于大资本的眼前利益，没有长远的眼光，也证明西方世界无力解决工业文明的危机。而中国的社会主义市场经济体制，在不否定市场调节配置资源的优点的同时，坚持对经济发展实施计划调节。面对21世纪的危机，我坚信，中国政府，也只有中国政府，能够超越私人资本利益的束缚，有能力担当起可持续发展的重任。

早餐，起床后喝碗稀饭，煮稀饭时在隔层蒸个西红柿，然后喝杯爱必顿增肥奶粉， 半小时后吃个苹果。西经柿生吃没用的， 一定要熟了吃才能吸收的。

午餐：餐后半小时把早上蒸的西红柿吃了，过会再喝杯爱必顿，吃个香蕉。

晚餐： 土豆两个，削皮，切成丁状， 放在锅里煮熟后， 放包豆奶， 再抓把核桃闷煮一分钟。 (这个据说增肥效果神速，而且还有特别功能)，半小时后再吃个桃或梨，睡前半小时泡个脚，喝杯爱必顿。

还要有健康的增肥运动

周三和周五做次瑜伽。周六或周日游泳一小时，偶尔转转呼拉圈。

充足的睡眠

每天保证7小时的睡眠时间。

算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。在1615年-1900年之间，世界上又研制

成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率

不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年

间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段，下面分别予以介绍。

1．1第一阶段1900-1920

在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平

板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造

的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率：7.36kW；1902

-1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南

建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

1．2第二阶段（1920-1945）

在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃

料的大量开发利用和发生第二次世界大战（1935-1945）有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此

使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

1．3第三阶段（1945-1965）

在第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少，

呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学

术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。

在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有：1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳

热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了

条件；1954年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础。

此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有：

1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。

1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。

1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。

在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上

的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成

一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

1．4第四阶段门(1965-1973）

这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资

大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

1．5第五阶段（1973-1980）

自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退

的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗

争，维护本国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。

于是，西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。这次“危机”在客观上使人们

认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国

家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。

1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太

阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房

、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电他生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日

本政府投入了大量人力、物力和财力。

70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对我国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身

太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态；在农村推广应用太阳灶

，在城市研制开发太阳热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……。1975年，在河南安阳召开“全国

第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了我国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究

和推广工作纳入了我国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题

组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，我国也兴起了开发利用太阳能的热潮。

这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点：

（1）各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。开发利用太阳能成为

政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工

作。

（2）研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、

光解水制氢、太阳能热发电等。

（3）各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在

较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范

卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳

能电站还未升空。

（4）太阳热水器、太阳电他等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想

1．6第六阶段（1980-1992）

70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相

继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。

导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳

能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心；核

电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。

受80年代国际上太阳能低落的影响，我国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太阳

能利用投资大、效果差、贮能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后我国引进技术。虽

然，持这种观点的人是少数，但十分有害，对我国太阳能事业的发展造成不良影响。

这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使

人们认真地去审视以往的计划和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。

1．7第七阶段（1992-至今）

由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样

背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》，

《2I世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了

可持续发展的模式。这次会议之后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在

一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。

世界环发大会之后，我国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发

和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，进一步明确

了太阳能重点发展项目。1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》

（1996-2010），明确提出我国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施

。这些文件的制定和实施，对进一步推动我国太阳能事业发挥了重要作用。

1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言

）｝，会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》（1996-2005），《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略

规划》等重要文件。这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动

，广泛利用太阳能。

1992年以后，世界太阳能利用又进入一个发展期，其特点是：太阳能利用与世界可持续发展和环境保护

紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力；太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力

，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展；在加大太阳能研究开发力度的

同时，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济

效益逐渐提高；国际太阳能领域的合作空前活跃，规模扩大，效果明显。

通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，

处于低潮的时间大约有45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复

多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利

用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的

太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。

2太阳能科技进步

太阳能利用涉及的技术问题很多，但根据太阳能的特点，具有共性的技术主要有四项，即太阳能采集、太

阳能转换、太阳能贮存和太阳能传输，将这些技术与其它相关技术结合在一起，便能进行太阳能的实际利用。

2．1太阳能采集

太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技

术和装置（集热器），对太阳能进行采集。集热器按是否聚光，可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。

非聚光集热器（平板集热器，真空管集热器）能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，集热温度较低；聚

光集热器能将阳光会聚在面积较小的吸热面上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。

2．1．1平板集热器

历史上早期出现的太阳能装置，主要为太阳能动力装置，大部分采用聚光集热器，只有少数采用平板集

热器。平板集热器是在17世纪后期发明的，但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳

能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。为了提高效率，降低成本，或者为了满足特

定的使用要求，开发研制了许多种平板集热器：

按工质划分有空气集热器和液体集热器，目前大量使用的是液体集热器；

按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等；

按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还有带平面反射镜集热器和逆平

板集热器等；

按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。

目前，国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合，国外一般采用高频

焊，国内以往采用介质焊，199S年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产

线，通过消化吸收，现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。

为了减少集热器的热损失，可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料，但这些

材料价格较高，一时难以推广应用。

2．1．2真空管集热器

为了减少平板集热器的热损，提高集热温度，国际上70年代研制成功真空集热管，其吸热体被封闭在高

真空的玻璃真空管内，大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起，即构成真空管集热器，为了增

加太阳光的采集量，有的在真空集热管的背部还加装了反光板。

真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管，玻璃七型管真空集热管，玻璃。金属热管真空集热管，直通

式真空集热管和贮热式真空集热管。最近，我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集

热管。

我国自1978年从美国引进全玻璃真空集热管的样管以来，经20多年的努力，我国已经建立了拥有自主

知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业，用于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上，产品质量达世

界先进水平，产量雄居世界首位。

我国自80年代中期开始研制热管真空集热管，经过十几年的努力，攻克了热压封等许多技术难关，建立

了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地，产品质量达到世界先进水平，生产能力居世界首位。

目前，直通式真空集热管生产线正在加紧进行建设，产品即将投放市场。

2。1．3聚光集热器

聚光集热器主要由聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。按照聚光原理区分，聚光集热器基本可分

为反射聚光和折射聚光两大类，每一类中按照聚光器的不同又可分为若干种。为了满足太阳能利用的要求，

简化跟踪机构，提高可靠性，降低成本，在本世纪研制开发的聚光集热器品种很多，但推广应用的数量远比平

板集热器少，商业化程度也低。

在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器（点聚焦）和槽形抛物面镜聚光集热器

（线聚焦）。前者可以获得高温，但要进行二维跟踪；后者可以获得中温，只要进行一维跟踪。这两种聚光集热

器在本世纪初就有应用，几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性

跟踪机构等，现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求，但由于造价高，限

制了它们的广泛应用。

70年代，国际上出现一种“复合抛物面镜聚光集热器”（CPC），它由二片槽形抛物面反射镜组成，不需要

跟踪太阳，最多只需要随季节作稍许调整，便可聚光，获得较高的温度。其聚光比一般在10以下，当聚光比在

3以下时可以固定安装，不作调整。当时，不少人对CPC评价很高，甚至认为是太阳能热利用技术的一次重

大突破，预言将得到广泛应用。但几十年过去了，CPC仍只是在少数示范工程中得到应用，并没有象平板集

热器和真空管集热器那样大量使用。我国不少单位在七八十年代曾对CPC进行过研制，也有少量应用，但现

在基本都已停用。

其它反射式聚光器还有圆锥反射镜、球面反射镜、条形反射镜、斗式槽形反射镜、平面。抛物面镜聚光器

等。此外，还有一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜--定日镜。定日镜由许多平面反射镜或曲面反射镜

组成，在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上，吸收器可以达到很高的温度，获得很大的

能量。

利用光的折射原理可以制成折射式聚光器，历史上曾有人在法国巴黎用二块透镜聚集阳光进行熔化金

属的表演。有人利用一组透镜并辅以平面镜组装成太阳能高温炉。显然，玻璃透镜比较重，制造工艺复杂，造

价高，很难做得很大。所以，折射式聚光器长期没有什么发展。70年代，国际上有人研制大型菲涅耳透镜，试

图用于制作太阳能聚光集热器。菲涅耳透镜是平面化的聚光镜，重量轻，价格比较低，也有点聚焦和线聚焦之

分，一般由有机玻璃或其它透明塑料制成，也有用玻璃制作的，主要用于聚光太阳电池发电系统。

我国从70年代直至90年代，对用于太阳能装置的菲涅耳透镜开展了研制。有人采用模压方法加工大面

积的柔性透明塑料菲涅耳透镜，也有人采用组合成型刀具加工直径1.5m的点聚焦菲涅耳透镜，结果都不大

理想。近来，有人采用模压方法加工线性玻璃菲涅耳透镜，但精度不够，尚需提高。

还有两种利用全反射原理设计的新型太阳能聚光器，虽然尚未获得实际应用，但具有一定启发性。一种

是光导纤维聚光器，它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成，阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使

用处。另一种是荧光聚光器，它实际上是一种添加荧光色素的透明板（一般为有机玻璃），可吸收太阳光中与

荧光吸收带波长一致的部分，然后以比吸收带波长更长的发射带波长放出荧光。放出的荧光由于板和周围介

质的差异，而在板内以全反射的方式导向平板的边缘面，其聚光比取决于平板面积和边缘面积之比，很容易

达到10一100，这种平板对不同方向的入射光都能吸收，也能吸收散射光，不需要跟踪太阳。

2．2太阳能转换

太阳能是一种辐射能，具有即时性，必须即时转换成其它形式能量才能利用和贮存。将太阳能转换成不

同形式的能量需要不同的能量转换器，集热器通过吸收面可以将太阳能转换成热能，利用光伏效应太阳电池

可以将太阳能转换成电能，通过光合作用植物可以将太阳能转换成生物质能，等等。原则上，太阳能可以直接

或间接转换成任何形式的能量，但转换次数越多，最终太阳能转换的效率便越低。

2．2．1太阳能-热能转换

黑色吸收面吸收太阳辐射，可以将太阳能转换成热能，其吸收性能好，但辐射热损失大，所以黑色吸收面

不是理想的太阳能吸收面。

选择性吸收面具有高的太阳吸收比和低的发射比，吸收太阳辐射的性能好，且辐射热损失小，是比较理

想的太阳能吸收面。这种吸收面由选择性吸收材料制成，简称为选择性涂层。它是在本世纪40年代提出的，

1955年达到实用要求，70年代以后研制成许多新型选择性涂层并进行批量生产和推广应用，目前已研制成

上百种选择性涂层。

我国自70年代开始研制选择性涂层，取得了许多成果，并在太阳集热器上广泛使用，效果十分显著。

2．2．2太阳能一电能转换

电能是一种高品位能量，利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重

要技术基础，世界各国都十分重视，其转换途径很多，有光电直接转换，有光热电间接转换等。这里重点介绍

光电直接转换器件--太阳电池。

世界上，1941年出现有关硅太阳电池报道，1954年研制成效率达6％的单晶硅太阳电池，1958年太阳电

池应用于卫星供电。在70年代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳

电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应用规模逐渐扩大，

但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比，成本仍然大高。

目前，世界上太阳电他的实验室效率最高水平为：单晶硅电池24％（4cm2)，多晶硅电池18。6％（4cm2），

InGaP／GaAs双结电池30．28％（AM1），非晶硅电池14．5％（初始）、12．8（稳定），碲化镐电池15．8％，

硅带电池14．6％，二氧化钛有机纳米电池10．96％。

我国于1958年开始太阳电他的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电他的实验室效率最高

水平为：单晶硅电池20．4％（2cm×2cm），多晶硅电池14．5％（2cm×2cm）、12％（10cm×10cm），GaAs电池

20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge电池19．5％（AM0），CulnSe电池9％（lcm×1cm），多晶硅薄膜电池13．6％

（lcm×1cm，非活性硅衬底），非晶硅电池8．6％（10cm×10cm）、7．9％（20cm×20cm）、6．2％（30cm×30cm），

二氧化钛纳米有机电池10％（1cm×1cm）。

2．2．3太阳能一氢能转换

氢能是一·种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能，即太阳能制氢，其主要方法如

下：

（1）太阳能电解水制氢

电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高（75％-85％），但耗电大，用常规电制氢，从能

量利用而言得不偿失。所以，只有当太阳能发电的成本大幅度下降后，才能实现大规模电解水制氢。

（2）太阳能热分解水制氢

将水或水蒸汽加热到3000K以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才

能获得如此高的温度，一般不采用这种方法制氢。

（3）太阳能热化学循环制氢

为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温，发展了一种热化学循环制氢方法，即在水中加入一种或

几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环

使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K，这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度，其分

解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要问题是中间物的还原，即使按99．9％-99．99％还原，也还要作

0.1％-0.01％的补充，这将影响氢的价格，并造成环境污染。

（4）太阳能光化学分解水制氢

这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长

波光能的吸收，利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性，设计了一套包括光化学、热电反应的综

合制氢流程，每小时可产氢97升，效率达10％左右。

（5）太阳能光电化学电池分解水制氢

1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极，而以铂黑作阴极，制成太阳能光电化

学电池，在太阳光照射下，阴极产生氢气，阳极产生氧气，两电极用导线连接便有电流通过，即光电化学电池

在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视，

认为是太阳能技术上的一次突破。但是，光电化学电他制氢效率很低，仅0．4％，只能吸收太阳光中的紫外光

和近紫外光，且电极易受腐蚀，性能不稳定，所以至今尚未达到实用要求。

（6）太阳光络合催化分解水制氢

从1972年以来，科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力，并从络合催化电荷转移反

应，提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂，它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电

荷转移和集结，并通过一系列偶联过程，最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟，研究工作正

在继续进行。

（7）生物光合作用制氢

40多年前发现绿藻在无氧条件下，经太阳光照射可以放出氢气；十多年前又发现，兰绿藻等许多藻类在

无氧环境中适应一段时间，在一定条件下都有光合放氢作用。

目前，由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够，藻类放氢的效率很低，要实现工程化产氢还有相当

大的距离。据估计，如藻类光合作用产氢效率提高到10％，则每天每平方米藻类可产氢9克分子，用5万平

方公里接受的太阳能，通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。

2．2．4太阳能-生物质能转换

通过植物的光合作用，太阳能把二氧化碳和水合成有机物（生物质能）并放出氧气。光合作用是地球上最

大规模转换太阳能的过程，现代人类所用燃料是远古和当今光合作用固定的太阳能，目前，光合作用机理尚

不完全清楚，能量转换效率一般只有百分之几，今后对其机理的研究具有重大的理论意义和实际意义。

2．2．5太阳能-机械能转换

20世纪初，俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代，前苏联物理学家提出，利用在宇宙空间中巨大

的太阳帆，在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进，将太阳能直接转换成机械能。科学家估计，在未来

10～20年内，太阳帆设想可以实现。

通常，太阳能转换为机械能，需要通过中间过程进行间接转换。

2．3太阳能贮有

地面上接受到的太阳能，受气候、昼夜、季节的影响，具有间断性和不稳定性。因此，太阳能贮存十分必

要，尤其对于大规模利用太阳能更为必要。

太阳能不能直接贮存，必须转换成其它形式能量才能贮存。大容量、长时间、经济地贮存太阳能，在技术

上比较困难。本世纪初建造的太阳能装置几乎都不考虑太阳能贮存问题，目前太阳能贮存技术也还未成熟，

发展比较缓慢，研究工作有待加强。

2.3.1太阳能贮热

（1）显热贮存

利用材料的显热贮能是最简单的贮能方法。在实际应用中，水、沙、石子、土壤等都可作为贮能材料，其中

水的比热容最大，应用较多。七八十年代曾有利用水和土壤进行跨季节贮存太阳能的报道。但材料显热较小，

贮能量受到一定限制。

（2）潜热贮存

利用材料在相变时放出和吸入的潜热贮能，其贮能量大，且在温度不变情况下放热。

在太阳能低温贮存中常用含结晶水的盐类贮能，如10水硫酸钠／水氯化钙、12水磷酸氢钠等。但在使

用中要解决过冷和分层问题，以保证工作温度和使用寿命。

太阳能中温贮存温度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。适宜于中温贮存的材料有：高压

热水、有机流体、共晶盐等。

太阳能高温贮存温度一般在500℃以上，目前正在试验的材料有：金属钠、熔融盐等。

1000℃以上极高温贮存，可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。

（3）化学贮?