新能源优点缺点和用途

新能源

新能源

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。

利用太阳能的方法主要有：

使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能

使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水

利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电

利用太阳能进行海水淡化

现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。

目前，全球最大的屋顶太阳能面板系统位于德国南部比兹塔特(Buerstadt)，面积为四万平方米，每年的发电量为450万千瓦。

日本为了达成京都议定书的二氧化碳减量要求，全日本都普设太阳能光电板，位于日本中部的长野县饭田市，居民在屋顶设置太阳能光电板的比率甚至达2%，堪称日本第一。

太阳能可分为2种:

1.太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2.太阳热能

现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

核能

首先要认识核能。

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特爱因斯坦的方程E=mc²，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能通过三种核反应之一释放：

核裂变，打开原子核的结合力。

核聚变，原子的粒子熔合在一起。

核衰变，自然的慢得多的裂变形式。

核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。

目前主要的几种可控核聚变方式：

超声波核聚变

激光约束（惯性约束）核聚变

磁约束核聚变（托卡马克）

核聚变

比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才 能发生核聚变，比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光和热就是由核聚变产生的。核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。

但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。核能发电

nuclear electric power generation

核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。

利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。

简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦（电）。由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）。80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16％。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站.

中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。

核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题：①为核裂变链式反应提供必要的条件，使之得以进行。②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大，必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。

利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘（读"刀"，又叫重氢）和氚（读"川"，又叫超重氢）聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍，可以说是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。

第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行，所以是安全的。

目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功，但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平，要建立托卡马克型核聚变装置，需要几千亿美元。

另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用，球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力，靠它使气体约束，所以称为惯性约束），就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样，小球内气体受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时，小球内气体便发生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短，只有几个皮秒（1皮等于1万亿分之一）。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。

原理上虽然就这么简单，但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、甚至几百倍，加上其他种种技术上的问题，使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。

尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服，但其美好前景的巨大诱惑力，正吸引着各国科学家在奋力攀登。

新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，将为开发新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。

开发新能源的好处：

1、风能无论是总装机容量还是新增装机容量，全球都保持着较快的发展速度，风能将迎来发展高峰。风电上网电价高于火电，期待价格理顺促进发展。

2、生物质能有望在农业资源丰富的热带和亚热带普及，主要问题是降低制造成本，生物乙醇、生物柴油以及二甲醚燃料应用值得期待。

3、太阳能随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来中国国内光伏容量将大幅增加。

4、汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联，国家大力推广混合动力汽车，汽车新能源战略开始进入加速实施阶段，开源节流齐头并进。

开发新能源的市场现状：

2015年3月16日，国家发改委、财政部、科技部等23个部委召开了针对战略性新兴产业发展的部际联席会议。节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业等七大产业已成为我国重点培育的战略新兴产业。

2014年在新兴产业领域的18个重点行业中，规模以上企业主营业务收入达15.9万亿元，实现利润总额近1.2万亿元，同比分别增长13.5%和17.6%。2013年同期，规模以上工业企业主营业务收入仅增长3.3%，利润额增长1.6%，明显低于新兴产业。

在全社会规模以上工业企业中，战略性新兴产业利润总额占比接近19%，主营业务收入占比接近15%。到2020年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右。

以上内容参考百度百科-新能源

其中主要新能源包括了5大类：

1. 太阳能：太阳能是通过捕获阳光辐射能并将其转化为热能、电能或热水而获得的。光伏(PV)系统可以通过使用太阳能电池将阳光直接转化为电能。使用太阳能的好处之一是，理论上来说阳光是无穷无尽的，一旦有了采集太阳能的技术，太阳能的供应将是无限的，并意味着化石燃料的淘汰。

2. 风力：风力发电场利用涡轮机捕捉风力并将其转化为电能，目前我们已持有多种不同形式的系统用来转换风能。商业级别的风力发电系统可以为许多不同的组织提供动力，而单风力涡轮机用于帮助补充现有的能源组织。

3. 水力发电：水流通过大坝的涡轮发电，这被称为抽水蓄能水力发电。而径流式水力发电利用的是一条渠道，而不是通过水坝来发电。水力发电用途广泛，既可以利用大型项目，也可以利用小型项目，如水下涡轮机和小型河流和小溪上的低坝。

4. 地热能：地热能是45亿年前地球形成和放射性衰变时被困在地壳下的热量。有时，大量的热会自然地逸出，但同时会导致如火山爆发和间歇泉的现象。这些热量可以被收集起来，并通过从地下泵入的热水产生的蒸汽来产生地热能，然后这些蒸汽上升到地球地层来驱动涡轮机。

5. 海洋：海洋可以产生两种能量，热能和机械能。海洋热能依赖于温暖的水面温度，通过各种不同的系统产生能量。海洋机械能利用潮汐的涨落产生能量，这种能量是由地球的自转和月球引力产生的。波浪能产生的能量是可以预测的，而且可以很容易地估算出波浪能产生的能量。与依赖太阳和风能等各种因素不同，波浪能的稳定性要高得多。这种类型的可再生能源也很丰富，人口最多的城市往往靠近海洋和港口，使当地人口更容易利用这种能源。

如果想继续了解新能源产业和在开发和发展中的项目可前往新能源与节能，该平台上拥有丰富、可靠的科研资源包括：项目、企业、政府端等。该平台与石墨烯之父安德烈·海姆建立了合作关系，并是国内在技术转移领域中的中坚力量。

在当今的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。1997年世界一次能源消费总量为121.56亿，随着经济的发展、人口的增加、社会生活的提高，预计未来世界能源消费量将以每年2.7%的速度增长，到2020年世界的能源消费总量将达到195亿tce。截至1996年末，世界石油、天然气和煤炭的可采储量为1.3万亿tce，尽管今后还可能有新的储量被发现，但按目前的世界能源探明储量和消费量计，这些能源资源仅可供全世界大约消费172年。根据目前国际上通行的能源预测，石油资源将在40年内枯竭，天然气资源将在60年内用光，煤炭资源也只能使用220年。

由此可见，在人类开发利用能源的历史长河中，以石油、天然气和煤炭等化石能源为主的时期，仅是一个不太长的阶段，它们终将走向枯竭，而被新能源所取代。人类必须未雨绸缪，及早寻求新的替代能源。研究和实践表明，新能源，资源丰富、分布广泛、可以再生、不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。根据国际权威单位的预测，到21世纪60年代，即2060年，全球新能源的比例，将会发展到占世界能源构成的50%以上，成为人类社会未来能源的基石，世界能源舞台的主角，目前大量燃用的化石能源的替代能源。

2、新能源清洁干净、污染物排放很少，是与人类赖以生存的地球生态环境相协调的清洁能源。

化石能源的大量开发和利用，是造成大气和其他类型环境污染与生态破坏的主要原因之一。如何在开发和使用能源的同时，保护好人类赖以生存的地球生态环境，已经成为一个全球性的重大问题。全球气候变化是当前国际社会普遍关注的重大全球环境问题，它主要是发达国家在其工业化过程中 燃烧大量化石燃料产生的CO2等温室气体的排放所造成的。因此，限制和减少化石燃料燃烧产生的CO2等温室气体的排放，已成为国际社会减缓全球气候变化的重要组成部分。

自从工业革命以来，约80%温室气体造成的附加气候强迫是由人类活动引起的，其中CO2的作用约占60%，而化石燃料的燃烧是能源活动中CO2的主要排放源。据估算，我国能源活动引起的CO2排放量约5.8亿吨碳，约占全球化石燃料CO2排放量的9.76%。

观测资料表明，在过去100年中，全球平均气温上升了0.3—0.6摄氏度，全球海平面平均上升了10—25cm。如对温室气体不采取减排措施，在未来几十年内，全球平均气温每10年将可升高0.2摄氏度，到2100年球平均气温将升高1—3.5摄氏度。近年来，由于城市汽车大幅度增加，燃用汽油产生的汽车尾气已成为城市环境的重要污染源。

而新能源污染物排放很少。目前各种发电方式的碳排放率, g碳(/kwh) ：常规燃煤电为304，煤气化联合循环发电为270，燃气联合循环发电为118，带烧天然气备用机组的太阳能热发电为47，地热发电为2.5，光伏发电和风力发电则为0。由此可见，新能源是保护生态环境的清洁能源，采用新能源以逐渐减少和替代化石能源的使用，是保护生态环境、走经济社会可持续发展之路的重大措施。

3、新能源是世界不发达国家的20多亿无电人口和特殊用途解决供电问题的现实能源。

迄今，世界上不发达国家还有20多亿人口尚未用上电，其中我国约占6000多万人。由于无电，这些人大多仍然过着贫困落后、日出而作、日落而息、远离现代文明的生活。这些地方，缺乏常规能源资源，但自然能源资源丰富，人口稀少，并且用电负荷不大，因而发展新能源是解决其供电问题的重要途径。

另外，有些领域，如海上航标、高山气象站、地震测报台、森林火警监视站、光缆通信中继站、微波通信中继站、边防哨所、输油输气管道阴极保护站等在无常规电源等特殊条件下，其供电电源由新能源和可再生能源提供，不消耗燃料，无人值守，最为先进、安全、可靠和经济。

1、氢能：适合我国国情的煤气化重整制氢和焦炉气重整制氢技术；

2、核能：第四代核能技术、高温气冷堆技术和核聚变堆进；

3、生物质能：我国目前加大沼气工程的建设，已形成年产沼气数十亿立方米的能力；

4、化学能：源 钒电池、微生物燃料电池及有机聚合物锂离子电池等内容；

5、风能：风机大型化技术。

新能源行业主要是源于新能源的发现和应用。新能源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。

常规能源和新能源的优缺点

常规能源和新能源的优缺点，常规能源是指已能大规模生产和广泛利用的一次能源，而新能源是指常规能源之外的各种能源形式，常规能源和新能源它们的优缺点是什么呢？

煤炭、石油、天然气，水电和核电，这些被统称为传统能源。但在第一次工业革命的时候，煤炭是作为新能源取代木柴这个传统能源的。所以，当一种新能源取得大规模应用并经过足够长的时间，就成了传统能源。

目前，石油、天然气和煤炭这三种能源占据着全球80%以上的能源份额。这三种能源又被称为“化石能源”，因为其成因是由于远古时代的植物或动物在地下演变而来的。现有的这几种能源能够得到广泛应用从而成为“传统”，是因为其有着独特的优点：

第一、是其有比较高的能量密度。

能量密度可以按照单位重量或单位体积所产生的能量来计算，按质量计算，天然气的能量密度最高，石油次之，煤炭再次之。但如果按照体积计算，则石油最高，煤炭次之，天然气又次之。所以，才有了LNG，将天然气液化，在这种情况下，天然气才能够保持最高的能量密度。

第二、是它们便于开采、运输和储存。

无论是固态的煤、液态的油还是气态的天然气，都能够方便地进行储运其实，这三种传统能源的开采、储运都是十分复杂的，人类为了运输和储运这些能源花费了无数的资金建立起了一个庞大的储运系统。以煤炭为例，煤矿、燃煤电厂（相关的锅炉、汽轮机、发电机、脱硫、冷却等），为了运输所建立的铁路、公路和庞大的货运工具，这些为了煤炭能够发电而形成的系统本身已经成为一个庞大的产业，甚至庞大到了难以清除的地步。石油的炼油则更为复杂了。

第三、就是他们一度有着很大的储量，成本也足够低，甚至一度被认为是用之不竭的

这三个原因不仅使得这些能源在第一次、第二次工业革命得到广泛的应用，而且，也使得它们在今后相当长一段时间依然会占据人类经济社会的很重要的份额。当然，这里所说的成本低，自然没有包括资源破坏、环境破坏对人们的健康影响。

但是，随着人类生活和工业、商业活动对于能源的需求越来越大，传统能源的开采难度越来越大，易开采的煤矿、油田不断枯竭，有限的储量现在开始变得可见，不少能源的储量年限只剩下几十年。人们开始对于化石能源的储量产生了忧虑。人们认识到这些化石能源的储量不是无限的，即便有足够的储量，在枯竭之前，这些能源的开采成本也将越来越高。这就是所谓的能源枯竭问题。随着近期新兴经济体国家的发展，能源消耗越来越大。何况，当能源真的枯竭，那么，对社会的影响就不是成本的问题了，而是人类的经济社会能否延续的问题。

同时，这些能源在使用时有二氧化碳排放，而这不仅会造成气候变暖，而且，很难避免地产生粉尘、酸雨等污染，尤其是今年，在许多发展中国家崛起后，能源消耗量大幅上升，污染的情形不再像过去那样遥远，而是已经影响到了每个人的生活甚至生命。尽管水力发电和核电在正常情况下没有碳排放核粉尘污染，因此，可以被称为清洁能源。但水电站对自然条件的要求和对生态的影响，其实可安装的容量是十分有限的，尤其是大型水电站。而核电的燃料铀矿石，储量更加有限，而且，自从切尔诺贝利和福岛核事故后，人们认识到，在事故状态下的核污染，是非常难以预测和控制的。

而二氧化碳的排放导致的温室效应和气候极端变化使得人类的生态变得越来越脆弱，雾霾和酸雨直接威胁着人类的生存。所有的人都认识到，如果能源体系不进行变革，酸雨、雾霾将变得越来越频繁，地球将由于污染不仅会变得不适宜居住，而且会给人类带来灾难性的'影响。

如果将能源枯竭和环境污染的因素考虑进去，则传统的能源的成本，会比光伏的成本还高。再把各国政府因为污染而付出的医疗成本计算进去，成本更加高得可怕。

所以，人们将目光转向新的、可再生的、清洁的能源，并不是追求时尚，也不是要故作神圣，而是为了自己的生存不得不做出的选择。

新能源又称非常规能源。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。

常见新能源

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式

广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。

利用太阳能的方法主要有：太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。现在很多公司已经开始着手利用太阳能，例如太阳灶、太阳能烤箱、太阳灶反光膜、太阳能开水器等系列产品。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。

太阳能可分为3种：

1、太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2、太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

3、太阳光合能：植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。

核能

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：

A.核裂变能

所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量

B.核聚变能

由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。

C.核衰变

核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。

核能的利用存在的主要问题：

1、资源利用率低

2、反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决

3、反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

4、核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

5、核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大

海洋能

海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。

波浪发电，据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。将来的世界，每一个海洋里都会有属于我们中国的波能发电厂。波能将会为我国的电业作出很大贡献。

潮汐发电，据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。

风能

风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。

风力发电，是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。

1977年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。到1994年，全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右，每年发电约50亿千瓦时。

生物质能

生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。

生物质能利用现状

2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

地热能

地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦。

氢能

在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出，将成为21世纪最理想的新能源。氢能可应用于航天航空、汽车的燃料,等高热行业。

海洋渗透能

如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。

海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。

水能

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

可以利用电解水分子和光以及化学分解水分子的方式，来分解到可燃烧的氢气，它可作为新的，多用途的能源来替代现有的矿物质能源。水分子的分解过程简而易行，投资少见效快。这给水能的综合利用带来了广泛的前景，在地球上，水是一种到处可见的液态物质。通过水的分解装置，制备出氢燃料，可用于汽车，航天航空，热力发电等工业和民用方面，在较大的程度上，缓解了人类对矿物质资源的过分依赖。

常规能源也叫传统能源，英文名conventional energy，是指已经大规模生产和广泛利用的能源。表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源，如葛洲坝水电站和三峡水电站，只要长江水不干涸，发电也就不会停止。煤和石油天然气则不然，它们在地壳中是经千百万年形成的，这些能源短期内不可能再生，因而人们对此有危机感是很自然的。

已能大规模生产和广泛利用的一次能源。又称传统能源。如煤炭、石油、天然气、水，是促进社会进步和文明的主要能源。在讨论能源问题时，主要指的是常规能源。新能源是在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等，与常规能源相比，新能源生产规模较小，使用范围较窄。常规能源与新能源的划分是相对的。以核裂变能为例，20世纪50年代初开始把它用来生产电力和作为动力使用时，被认为是一种新能源。到20世纪80年代世界上不少国家已把它列为常规能源。太阳能和风能被利用的历史比核裂变能要早许多世纪，由于还需要通过系统研究和开发才能提高利用效率，扩大使用范围，所以还是把它们列入新能源。

常规能源的储藏是有限的

温室效应室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。

酸雨

大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。

光化学烟雾

氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾，主要成分是臭氧。

另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染。

常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质，使生态受到破坏。

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。

随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

扩展资料

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。

据IEA的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。