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海洋能(ocean energy)是海水运动过程中产生的可再生能源，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其它星球引力，其它海洋能均源自太阳辐射。

海水温差能是一种热能。低度纬的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。在河口水域还存在海水盐差能(又称海水化学能)，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，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。

地球表面积约为5.1×10^8km^2，其中陆地表面积为1.49×10^8km^2占29%；海洋面积达3.61×10^8km^2，以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积为1.37×10^9km^3。一望无际的大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量，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里，不像在陆地和空气中那样容易散失。

特点 海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。 海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。 海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。 因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量为潮汐能。汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。世界上潮汐能最大的地方是加拿大的芬地湾，那里的海潮最高时达到18米，相当于6层楼房的高度。在开发潮汐能中，除我国已建成的江厦潮汐电站外。1967年，在法国最大潮差为13.5米的朗斯河口，建成了世界上最大的潮汐发电站—朗斯潮汐电站，其年发电量5.44亿千瓦小时。1984年加拿大在芬地湾建成了取名为安那波利斯的潮汐发电站。

优点： 1、数量被预计。

2、间接使大气中的二氧化碳含量的增加速度减慢。

缺点：

1、产生的能量会因时间和地点而有所不同。

2、成本较高、技术复杂的缺陷。

3、库区淤积、设备腐蚀等问题。

4、有些地区涨退潮不明显，发电效率不大，例如江厦潮汐发电厂。 海流即洋流，大规模常年稳定地沿着一定方向流动的海水便是洋流。世界上最大的海流是墨西哥湾暖流。该暖流挟带的水量是世界江河总流量的50多倍。流经我国的黑潮是世界上第二大暖流，其宽度为185千米，平均厚度约400米，平均每天的流速是55千米~150千米，它的总流量相当于全世界陆地上所有河流流量的20倍。利用海流发电，还处于小规模试验阶段。

海流能有三个显著特点 ：

1、蕴藏量大，并且可以再生不绝。

2、能流的分布不均、密度低。

3、能量多变、不稳定。 盐差能是两种含盐度不同的水体相混时放出的一种能量。其广泛分布于陆地江河入海处。两种水体的含盐浓度相差越大，它们之间产生的盐差能就越多。这使人们想到了死海，死海含盐量高达25%。而地中海含盐量较少，二者相差好几倍。所以一旦把两者沟通，不仅可以利用它们之间的高度差400米来发电，而且还可以利用两者之间的巨大盐差能。

潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，是取之不尽用之不竭的。波浪、洋流的能量主要是受风的影响。

海洋资源开发

海洋石油和天然气开发

石油和天然气资源 据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为379亿吨，天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计，海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪，海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。

世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算，全世界大陆架面积约为3000万平方公里，占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量，由于勘探资料和计算方法的限制，得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是：全球石油资源的极限储量为10000亿吨，可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%，即可采储量为1350亿吨。

半坐底式平台（用于深水开采）

波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采，连同附近陆地上的海洋石油产量，供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾，中国近海，包括南沙群岛海底，都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。

在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。

工作平台有固定式平台和移动式钻井平台，移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点，并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构，可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备，可以自航。移动式海洋钻井设备包括：座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台，它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。

为向深水石油开发进军，研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留，工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台，其特点主要是采用缩小横断面等技术，降低造价，其工作深度可达500--600米。

海洋生物资源开发

中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上，产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里，水产品年产量达2800多万吨，居世界首位。

我国海洋生物的物种较淡水多得多，有记录的3802种鱼类，海洋就占3014种。此外，我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统，对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。

经济学家预言：21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。

海洋水产生产农牧化

就是通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站，进行人工育苗、养殖、增殖和放流，使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展，海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。

蓝色革命计划

是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处，深层水温只有8℃～9℃，氮和磷是表层海水的200倍和15倍，极富营养。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验，认为将引发一场海水养殖的革命，所以称为“蓝色革命”。

海水农业

是指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索，除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。

海水资源开发

沿海工业用海水在发达国家已达90％以上，如果我国也能大力推广海水利用，是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。

海水直接利用

海水直接利用的方面多，用水量大，在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家，海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米，目前，我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水（约占居民生活用水的35％）发展起来，对缓解沿海城市缺水问题，将起重大作用。

海水直接利用的技术包括：海水直流冷却技术，已有80年应用史，是目前工业应用的主流；海水循环冷却技术，我国尚处研究阶段；海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术，还包括耐腐蚀材料，防腐涂层，阴极保护，防生物附着，防漏渗，杀菌，冷却塔技术等。

海水淡化

海水淡化技术，经半个多世纪的发展，其技术已经成熟。主要的淡化方法有：

多级闪蒸（MSF）。单机容量可达4.5－5.7万m3／d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外，要消耗电能4～5kWh／m3淡水，用于海水的循环和流体的输送。

低温多效（LT－MDE）技术是在多效基础上，于1975年发展起来的，近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度，效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外，要耗电能1.8kWh／m3用于流体输送。

反渗透（SWRO）RO角膜和组件技术已相当成熟，组件脱盐率可达99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟，已有30年的经验积累，竞争力最强。

最近，日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒，里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲，内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次，层次间出现纳米级空隙。使用时，首先将海水放入结晶装置中，再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后，海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体，并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后，可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后，把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中，施加一定压强，盐粒就会被挡在管外，其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水，其盐分浓度为0．067％左右，氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半，成为理想的饮用水。

新型装置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高达95％，所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。

世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨，并且还在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元，主要由美、日等强国瓜分，未来20年有近700亿美元，市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上，第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场，打破目前的垄断格局。

与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用，可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆（中国现有废料可建10座）。这些热量全部用于海水淡化，每天可生产2400万立方米的优质淡化水，供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外，还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套，更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场，形成核能海水淡化产业，可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1／5的核能淡化市场，可实现核供热设备销售产值150亿元，海水淡化设备销售产值480亿元，形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。

海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少，但是性质重要，目前全国的海水淡化，每年就能节省约400万立方米陆地水，对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下，如果再发展海水综合利用，把浓缩海水用来提取化学元素，其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。

海水化学物质提取利用

海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5％的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取，目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外，其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取，而且，资源综合利用工艺流程落后，产品质量与国际有一定差距，急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国，年产量近2000万吨；目前，我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段，经过“八五”、“九五”技术攻关，直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水，其体积为13.7亿立方公里，约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库，海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种，如锂(Li)有2500亿吨，它是热核反应中的重要材料之一，也是制造特种合金的原料；铷(Rb)有1800亿吨，它可以制造光电池和真空管；碘(I)有800亿吨，它可以用于医药，常用的碘酒就是用碘制成的。

综合开发海水技术

与发达国家比，我国综合提取利用技术差距较大，但是自90年代以来有很大发展，从传统的苦卤化工“老四样”（氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴），已经发展到现在的近百个品种。

还可以加大力度发展的项目有：发展提溴新技术，以提高现有地上卤水资源的溴利用率，提高溴质量，减少能耗，降低成本，积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等；积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”，这项技术的成功，可以改造老盐化工企业，并能弥补我国陆地钾资源的不足；积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品；加强海水提铀技术的研究开发；加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发，以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。

海洋能源

海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充，永不会枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

法国郎斯潮汐电站示意图

花环式海流发电站示意图

海洋能具有一些特点。第一，它在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。第二，它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。第三，海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。第四，海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。

各种海洋能的蕴藏量是巨大的，据估计有750多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟，目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：第一，经济效益差，成本高。第二，一些技术问题还没有过关。

核能 能够发生裂变反应的最佳物质是铀，能够发生聚变反应的最佳物质是氘。这两种物质的绝大部分赋存在海水里。

铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×10 6吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。

吸附法海水提铀示意图

海水提铀的方法很多，目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。

重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。

随着科技的进步和时代的发展，一个开发海洋的新时代己经来临。在开发海洋中，人们将更有效地从海洋中取得更多财富。越来越多的国家正在筹划建立或已经建立了海底田园和海底牧场，人们正在从过去单纯的海洋捕捞时代，逐渐过渡到未来的“耕海”时代。在不远的将来，人们在海底田园和海底牧场中，将比在陆地上的农牧场中工作得更出色、更有效，因为同面积的单位产量，海洋养殖的产量要比陆地种植高出100倍。人们将大量养殖海藻和海草等，供应陆地上的牛、猪、羊等作饲料，从而获得更多的蛋白质、世界海底田园的总产量不久将会从目前的2000万吨跃增到5000万吨，大量的海藻、海草等也将由水下联合收割机来割取，然后由钢索吊装到船上。

在不久的将来，人们世世代代捕鱼用的渔网将被强大的吸水装置替代，利用电场发出的光、一定频率的声音和溶于水中的特殊化合物，能够引诱和迫使鱼群集中在一起，游近船上放下的吸水管道，吸水管道连水带鱼一起吸进船舱中。到那时，连同海底牧场向人类提供的各种鱼虾类一起，人们从海洋中所获得的海味将达 10亿多吨，比现在向海洋索取到的多上十几倍乃至几十倍。

随着世界对石油、天然气等资源需求量的不断增长和人们对这些资源的大量开采，陆地上的这些资源将日益枯竭。使人们势必将目光转向海洋，或者另找新能源。据估计．海底的石油蕴藏量约为900亿吨，仅北冰洋的石油储量就可供世界用上50年。目前，己有 100多个国家和地区开展了大陆架和深海石油的勘探与开采，己发现了500多个油气田，一个为期十年的世界海洋边缘钻探计划的实施已近尾声。探索和开采海底石油，并将把生产基地建在海底。对于海底石油开采后的运输问题，人们将用大型潜水艇。设想把巨型塑料筒沉入海底，里面装上10万吨原油，由潜艇拖带航行。也有人设计用飞船装运。

海洋中存在着巨大的能量，人们称之为“蓝色的煤海”，它将转化为人类未来的能源。未来的海洋热能转化厂，将设置在海中，在沿海可由电缆供给城市用电。被誉为“未来的燃料”的重水，海水中的含量也比陆地水高得多。从重水中可以提取氢的同位素，科学家们正在用它来进行热核反应试验，如果获得成功，它将成为取之不尽的能源。

在不远的将来，人们还将建造“海底城市”，这己不是幻想，而是现实。目前，日本已为阿拉伯国家建造了一座海上游动的“小城市”。它大多用钢铁做成，中心是一座6层大厦。设有室内小花园、电影院，水电全部自己供应。它可以满足海上采油工作人员文化娱乐生活的需要。这个浮动“城市”是靠8根高大柱子托起的，把它们收起来，就可以当船行驶。将来许多海上工厂，将在原料生产地或市场附近的海域兴建起来，为海上城市居民提供物质需要。日本四国岛西南面的龙串湾，有个 “海中公园”，人们在海底透过 16面直径 60厘米的玻璃窗可以饱览海底奇景：奇形怪状的礁石，五彩缤纷的珊瑚，各种奇丽的鱼儿及奇趣的海星、海葵等。自从美国第一个建造了水下实验室以后，不少国家纷纷效仿，在海底建造“钢屋”和其他建筑，“屋”内气压和海面相同，人们可以在里面正常地工作，维修海底油气井，打捞沉船，海底勘探或为潜艇补给等。另据报道，日本一群工程师、建筑师。计划在离东京120千米的海域上，建设世界首座“海洋城”，以解决未来人类住的问题。海洋城将建于200米深的海底，有 4层楼高的钢骨平台，离海面约70米，面积23平方千米、全城由1万条坚固直柱顶住，直柱附近设有感应装置。可测台风、海啸及暗流，自我调整力度以抵抗这些外来压力，保持海洋城的平稳。海洋城除了住宅区外，还有一个商业中心，400个网球场，8个高尔夫球场，两个棒球场，1个栽种水果蔬菜的人工田，还有纵横相连的道路。海洋城的建设费用估计需要2000亿美元，这项巨大的工程可望在本世纪末完成。到21世纪，这座“海底城市”将居住万人以上，那时，深邃的海底不再沉默，将会跟大陆一样，变得热闹非凡，越来越多的人将去发掘它、建设它，用自己的智慧和双手去描绘这张硕大无比的宏伟蓝图。

Facebook 、苹果、亚马逊、Google 这些科技互联网公司的业务重心都有所不同，但近几年都都不约而同在一个领域不断加大投入，那就是可再生能源。那么为什么互联网都盯上了可再生能源？

1、带动地区经济发展。早在 2014 年，亚马逊的第一个风力发电厂就已经在印第安纳州的本顿县启用，而新的三个风力发电厂，其中一个位于加利福尼亚南部特哈查比山脉，在这座山脉进行风力发电的科技公司不仅仅是亚马逊这一家。这些风力发电项目多建在边远的农村地区，同时也带动了这些地区的经济增长。根据美国劳工统计局的预测，从 2018 年到 2028 年，风力涡轮发电机技术人员的岗位将增加 57%。

2、最主要的原因之一就是为自家的数据中心供电。除了风力发电，太阳能也是互联网巨头青睐的可再生能源，美国新墨西哥州正在建设的建设两个 50 兆瓦的太阳能项目，在不久的将来将会为 Facebook 数据中心供电，以帮助 Facebook 实现在 2020 年 100% 使用可在生能源的目标。作为全球最大的几家科技互联网公司，Facebook、Google 、苹果、亚马逊的数据中心存放着支持几十亿用户数据量的服务器，耗电量十分惊人。

据统计，全球数据中心的电力消耗总量已经占据了全球电力使用量的3%，按现在的电力价格估算，到 2025 年全球数据中心的电费将会超过百亿美元。

互联网巨头纷纷要提高可再生能源的使用比例，既可以大大降低成本，而在边远农村投资的新能源项目，往往还能获得当地政府的补贴，此外还能通过环保提升自己的企业形象，一举多得，也难怪大公司都盯上可再生能源了。

不同经济发展阶段的国家，能源发展战略有其不同的立足点。各国政府依据本国经济发展和能源状况，阶段性地调整发展战略目标以及自身的能源政策。综合分析，发达国家的能源发展战略代表了世界能源发展的新潮流；发展中国家的能源发展战略存在着重视各自国情，积极跟踪世界潮流的共性。不同经济发展阶段的国家，能源发展战略有其不同的立足点。而且，各国政府都在依据本国经济发展和能源状况，阶段性地调整发展战略目标以及自身的能源政策。综合分析，发达国家的能源发展战略代表了世界能源发展的新潮流；发展中国家的能源发展战略存在着重视各自国情，积极跟踪世界潮流的共性，也有我们可以借鉴之处，需要注意加强研究。1、当前世界各国能源战略的主要特点

1.1 能源安全是最重要的战略目标

在当前全球气候变化的形势下，以及意识到不可再生资源总有一天会日渐耗竭的背景下，随着紧缺的石油资源问题突出，国际油价持续攀升、各国对能源资源安全关注程度也随之普遍上升。维护国家能源安全是当今世界各国面临的重大课题，无论是发达国家，还是发展中国家都将保障能源安全作为国家能源战略的首要目标。

发达国家人均能耗高，需要大量进口补充境内能源资源的短缺，因此，能源发展战略除了考虑本国的资源因素外，极为注重涉及到国外资源开发利用的国际因素影响，甚至关注其他国家能源需求变化对国际能源市场的影响及对自身的影响程度。在历年的石油危机后，针对当前石油资源紧张的形势，发达国家以其较充沛的经济实力逐渐加大石油战略储备力度，建立和加强战略石油储备是发达国家保障能源安全的主要措施。而且，由于国家的经济实力强，对能源发展战略的考虑既重视近期的能源供应安全问题，又重视长远的能源可持续发展。发展中国家在国际竞争中处于弱势，多偏重于建立当前自身的能源安全供应体系。能源资源充裕的发展中国家已认识到利用资源优势发展国家经济的重要性，逐步加大了国家对国外企业开采和资源输出的控制。菲律宾明确国家能源和经济安全的底线是“确保实现国家能源60%自给自足”。巴基斯坦战略目标明确，突出增加本土能源比重，减少对外进口依赖的重要性，并对落实目标，做出了详尽的项目规划。乌克兰在经历了能源供应危机后，能源战略更加强调节能降耗、提高能源自主供应能力的必要性。墨西哥强调能源立法，同时，要及时分析阻碍国家能源发展的主要障碍，进行能源战略调整。

石油战略储备曾是以石油消费为主的发达国家应付石油危机的最重要手段，作为保障石油供应安全的这一战略措施也逐渐为发展中国家所效仿。现在，具有一定经济实力的国家为减少供应风险，都开始着手石油战略储备。石油战略储备已超出一般商业周转库存的意义，更重要的是取得主动，避免受制于人，有利于稳定国内经济发展，增强国际竞争力。

各国能源战略最突出的变化特点就是以减少石油消费、减少进口能源依存度为主要目标。在当前可再生能源尚未能够实现全面替代的形势下，节能是实现这个目标最现实、收效最快的措施。历史上，发达国家曾以减少石油消费的战略赢得了更大的市场利益，在20世纪70年代石油危机的后的20年内，迫使石油价格处于甚至低于10美元／桶的低价运行时期。当前更加强调综合利用法律、经济和技术等手段鼓励节能，从开采、加工、运输、利用和消费等多环节深挖节能潜力，发展节能产业。为达到节能目的，利用市场和企业、消费者行为开发节能机械、节能汽车等；取消石油价格管制，主张由市场机制调节能源供求关系，对能源企业进行私有化改革，提高资源配置能力，加强勘探等措施。

各国经济持续发展和人民生活水准提高的要求，必将加大能源资源的消费量。如何减缓能源消费的增速，只有提高能源效率、加强节能。各国不同程度地采取立法、经济激励、政府补贴、自愿协议和广泛宣传等各种政策措施，并且相互借鉴有成效的举措，体现在各自的能源发展战略中。近年来全球气候变暖，生物多样性锐减，气候灾害频繁的形成与人类过度地消耗化石能源存在密切的因果关系。虽然能源给当代人的生活带来了一定的舒适和便利，但是全球能源消耗量持续增加的趋势不仅对世界能源供应是严峻的挑战，而且给全球减少温室气体排放带来巨大压力。当人类生存环境遭到严重破坏后，很难逆转。

越来越多的国家在制定本国能源战略和政策时，已将环境因素放在优先考虑的地位。不少国家的能源战略强调发展新能源替代化石能源和实现《京都议定书》的温室气体控制目标。在《京都议定书》建立的减、限排温室气体总量机制下，大气中温室气体排放空间凸显为一种稀缺性的经济资源，拥有了这种资源就等于拥有了温室气体排放权和经济发展空间。依据《京都议定书》的规定，可以出售多余的二氧化碳排放配额。美国为了国内集团利益拒绝批准《京都议定书》，俄罗斯于2004年11月批准了《京都议定书》。

由此可见，能源的战略选择不仅是能源本身的问题，也是经济利益的问题，环境保护和人类生存的问题。能源发展在经济发展的推动下，正越来越受到环境因素的制约，能源战略目标由单纯强调能源供应向3E(Energy，Economy，Environment)方向发展，即能源、经济与环境的协调发展转变。 各国的国家能源战略均加重强调实现保障能源安全需要全方位的措施，不过度依赖单一的能源形式，减少经济发展对石油、煤炭、天然气的依赖程度，战略的核心是安全、环境和效益。各国的能源战略都出现了“多元化”的宇样，其含义是非常深刻的：一是能源资源种类的多元化，这可以带来能源产业的繁荣，同时将促进能源科学技术的飞速发展；二是以保障石油安全为核心，积极开拓新的石油供应基地，实现能源进口渠道的多元化，并且各国都有意识地避开主要从中东地区进口的做法，将多元化进口的目标锁定在其他具有一定油气资源输出能力的拉美、非洲或东欧地区。三是关注全球资源状况，将资源开发重心由境内移向境外。无疑，这一策略的普遍采用，又必然将带来新的矛盾和问题。虽然对于能源资源出口国，是本国经济发展的太好契机，但是也会相应带来一些争端，如国内资源保护派的激烈反对，或者贸易国之间各种各样的资源争夺战，由此可能会引发出新的一类局势不稳定问题。

由于石油价格的暴涨，各发达国家的能源结构逐渐发生了变化。坚定不移地奉行能源多元化战略，积极寻求替代石油资源，开发核能、氢能和其他新能源，甚至适度发展国内的煤炭工业，以降低对进口石油的过度依赖程度。重新认识煤炭，加快洁净煤技术的研发和推广。

为确保能源供给的自主性，能源发展的可持续性，21世纪以来全世界已形成转变以石油为主的能源经济，积极开发可再生能源的新高潮。各国能源发展战略措施各有侧重，有的国家积极发展风电、有的国家积极发展核电，但都是以逐步替代油气资源为核心展开的一系列研究方案。可再生能源技术和清洁能源技术的创新将成为世界能源未来发展的制高点，世界能源市场将由目前的资源型转向未来的技术型，是一场更具竞争性的挑战。

　从可再生能源发展的状况分析，欧盟是世界上最推崇发展可再生能源的国家集团，其发展可再生能源的战略是：在全面发展的同时，突出风力发电、太阳能发电、生物质液体燃料技术的开发和应用。发展可再生能源方面所采取的主要措施是：制定具体目标、落实经济政策、建立研发队伍、培育产业基础、建立市场氛围、鼓励企业竞争。目前欧洲已成为风力发电、光伏发电技术和市场发展的中心。

印度和巴西是发展中国家发展可再生能源的榜样。印度注重根据自身条件，寻找突破口，所采取的策略是：风力发电以市场换技术，市场规模和产业技术同步发展；适度发展太阳能；生物质能源则以解决农村能源为主；氢能研发有所投入，跟随国际潮流。巴西坚持能源多样化和多渠道，因地制宜发展生物质能源的能源发展战略：依靠水电和生物液体燃料资源优势，减少石油进口，保障国家能源安全，2004年的生物液体燃料产量达到了1500万t，处于世界领先地位，甚至出口生物质能源促进经济发展。

不但一个国家的不可再生能源资源是有限的，而且全球的不可再生能源资源也是有限。资源的有限性与各国能源战略区域向境外转移的特点，意味着国际间的能源资源争夺正在加剧。与过去不同，各国发展所面临的外部环境发生了重大的变化，不能再靠殖民地的方式掠夺资源。资源与市场的国际化，使各国政府意识到，必须加强与能源生产国的外交往来，保证能源供应的来源；同时，必须加强能源消费国之间能源合作，形成联盟，增强话语权，抵御能源价格的上涨。资源进出口国之间的外交关系、资源国之间的战略联盟(如OPEC)的合作以及资源进口国之间的战略联盟(如IEA)的竞争与合作关系更加微妙。突出体现在国际石油问题上，焦点集中在中东。为保障能源安全，能源外交成为能源消费国家21世纪以来的外交重点。各国能源战略普遍出现加强国际化的趋势。例如，韩国对内制定正确的能源政策；对外开展有效的能源外交，实施能源进口多元化。积极倡导区域间的能源合作，加强与产油国的谈判力度。非洲各国强调需要进一步加强团结和合作，协调各国能源政策，明确能源发展战略。无论是产油国还是消费国，积极推动国际合作都是十分必要的。油气出口是印度尼西亚的经济支柱，巩固与邻近国家间的互补合作机制成为国家能源战略的主要目标。

由于能源对国家社会经济发展和国计民生具有重要作用，能源的市场性质已从一般商品转为重要的战略商品，能源问题已呈现出日益全球化和政治化的趋势。由一国自主的能源发展向境外资源的拓展是各国能源需求数量和品种的要求，为避免国家之间对世界有限能源资源的恶性竞争，积极开展能源外交，将能源作为处理国际关系的重，要战略因素，强调能源生产大国之间以及消费大国之间的对话机制，发展多国的能源国际合作是十分必要的。而且，由此也将会进一步促进经济全球化的发展。

欧盟的能源战略就突出体现了以上国际能源战略的特点。欧盟的能源战略重点是保证“经济安全、国防安全、生活安全”，提出“保障能源供应、保护环境和维护消费者利益”的基本原则。在确保本国能源供应方面以节能和发展可再生能源和生物燃料为主要战略措施，加强能源共同体的建设。

欧盟各国的能源战略虽各具特点，但是总体上是一致的。例如，德国的能源战略锁定长远目标，从能源资源利用的经济效益出发，有效控制国内有限的能源资源开发；持续不断地节能；积极开发风能等可再生能源，占据能源新技术的制高点，实现传统能源的替代。能源进口多元化，石油储备法定化，保障安全供应。面对本国不可再生能源资源递减的趋势和全球气候变化的挑战，英国新的能源战略基点是低碳。强调在市场框架和政策相互影响下，培育市场竞争力，实现提高能源效率、发展可再生能源促进能源多样性的战略。能源技术的研发不局限于本国的能源资源，着眼于世界主要的能源应用技术，以实现未来的能源技术出口换能源资源进口的发展战略。法国立足国情，因地制宜地发展能源多样化，积极发展核电，提高能源供应独立性，实现安全供应。比利时的能源战略长远目标是使用更利于环保的能源，逐步向全部使用可再生能源过渡。波兰在长期能源战略目标下，针对当前问题，突出过渡期的能源战略重点。依据国家能源法，明确政府与企业的职责，国家财政将不直接参与能源项目投资，只在法律和税收政策、贷款担保等方面为企业提供支持。美国能源战略的核心是提高能源供应自主性，突出特点是一个具有长期性和综合性的国家战略。战略目标明确，并辅有相应详细的政策和对策目标、措施，易于操作、监管。实际上，美国能源战略还有一个极为重要内容就是充分开发利用全球的油气资源。观察美国国家外交战略圈，几乎囊括了地下埋藏着丰富的石油等战略资源的国家，特别是中东地区。在不断努力巩固海外石油来源的同时，逐渐明确要减少对石油的依赖。发展新技术，包括燃料的替代技术和设备的更新技术。

能源战略和政策是日本政府一贯的工作重点，能源战略的稳定性促进能源政策的有效实施。虽然日本能源资源贫乏，目前日本一次性能源的自给率不足20%，但是政府立足于技术创新致力节能，成立“节能中心”，健全能源管理体系，指导国民和企业的节能以及节能技术的研究开发，积极发展太阳能等新能源；着眼于全球能源资源的利用，坚持实施以保障能源安全为重点的外交策略，以及国内企业联合一致对外，参与国际竞争的做法，不断提高开发国外石油资源的份额。随着社会经济的发展和外部环境的变化，日本不断完善能源构成多样化、进口多元化和以石油储备为依托的能源战略，从政治、外交、经济、科技等全方位考虑能源战略的发展，确保了自身能源的长期安全供给，保障了国家的经济安全，并使得日本成为世界能源效率最高的国家。俄罗斯能源发展战略制定经历了较长的时间。能源战略目标明确，所关系到的对象明确。能源区域发展具有地域资源特点，相应的能源政策针对性强，每一种能源，如石油、天然气、煤、电能(包括核能和热能)、能源输送等的发展预测都提出了经济体制改革问题以及为实现改革所应该创造的必要条件。同时，指明了能源工业和其他工业部门的相互关系，能源工业科技和创新的重要意义。并且明确了能源战略实施系统，包括：联邦政府行动计划，实施国家能源政策的指标体系，原有相关规划的修订，利用国家信息资源建立的能源战略实施监控系统。实现可持续发展已经成为世界各国的共同课题，而对人口众多的中国来说，具有更大的特殊性和挑战。为实现全面建设小康社会的目标和应对能源长远发展遇到的严峻挑战，我国采取正确的能源战略具有决定性意义。只有实现可持续发展的能源战略，才能保证在“能源消耗最少，环境污染最小”的基础上，实现经济社会快速发展和人民，水平的提高。我国必须汲取西方发达国家的成功经验，学习其他发展中国家根据具体国情发展的经验，建立符合中国特色的、能源效率不断提高和环境保护日益加强的中、长期可持续发展能源战略。

是的.目前已知的能源有：①太阳辐射能及其转换成的能，包括矿物燃料、风力、水力、植物燃料、海洋波浪、海水温差等；②地球本身蕴藏的能量，包括原子能和地热等；③地球与其他天体相互作用所产生的能量，如潮汐能。矿物燃料和植物燃料的燃烧是造成大气污染的主要原因。因此，采用无污染能源，是防止大气污染的重要措施。

无污染能源主要是太阳辐射能、风力、水力、地热、氢燃料、生物能以及海洋波浪、海流、海水温差、潮汐等能源。这些能源都蕴藏着巨大的能量，并逐步被开发利用。太阳每年辐射到地球上的总能量达6.0×1017千瓦小时。太阳能可以转换成热能、电能和化学能。马里共和国于1979年建成迪雷太阳能热电站，装机容量75千瓦。美国、日本、苏联、希腊等国也建有不同类型的太阳能电站。太阳能转化为热能使用较常见，利比亚约有三分之一居民用太阳灶，中国许多地方已采用太阳能供热。

在风力和水力方面，中国在2～3千年前就开始用风力和水力进行粮食加工，现在主要是把它们转换成电力使用。如1979年在浙江省泗礁岛上安装了容量18千瓦的风力发电装置；内蒙古草原上已先后装置了200多台100～250瓦的小型风力发电机组。苏联在1931年就建成了装机容量 100千瓦的风力发电装置。80年代初世界能源结构中，水力占 6％。中国水力资源蕴藏量居世界第一位。据1979年统计，中国已建成大型和小型水电站九万多座，装机容量634万千瓦。

地热利用方面，自意大利于1904年首先利用地热发电以来，中国、美国、菲律宾、苏联、日本、新西兰、墨西哥等国都建造了地热电站。1980年，各国地热电站总功率已达 380万千瓦，美国地热电站总装机容量达86万千瓦，单机容量达11万千瓦。中国至1979年先后建成7 座地热电站，西藏羊八井地热电站单机容量约7000千瓦。干热岩能源是地热能源的一部分，目前正在研究它的利用问题。有的地下热水和蒸汽含有硫化氢等有害物质，但和矿物燃料相比，有害物质较少。

在海洋能源利用方面，海洋蕴藏着巨大的能量，据估计，中国沿海年潮汐能有1.1亿千瓦,可利用的有3100～3500万千瓦。截至1979年底，中国建成 4座较大的潮汐电站，其中浙江省江厦电站装机容量3000千瓦。法国1966年建成一座功率为24万千瓦的潮汐电站。波浪发电装置,目前世界各国已有400多种。海水温差发电装置的容量已达到10万千瓦。

此外,氢是含能量很高的无污染燃料,是由其他能源制造的二次能源。它燃烧时和氧化合成水，不产生污染物。生物能是绿色植物通过光合作用固定的太阳能，可转化为气体或液体燃料，如用甘蔗、木薯、甜高粱生产酒精。

海底天然气水合物作为 21 世纪的重要后续能源，及其对人类生存环境及海底工程设施的灾害影响，正日益引起科学家们和世界各国政府的关注。本世纪六十年代开始的深海钻探计划 (DSDP) 和随后的大洋钻探计划 (ODP) 在世界各大洋与海域有计划地进行了大量的深海钻探和海洋地质地球物理勘查，在多处海底直接或间接地发现了天然气水合物。到目前为止，世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。

无污染能源中，除水力的利用技术较为成熟外，其他几种能源在开发和利用上还存在着技术上的困难。矿物燃料贮量有限，而且在燃烧时排出大量污染物质，所以，无污染和少污染能源在能源总结构中将占越来越重要的地位。

智利可开发利用的新能源是水能和太阳能。

发展水能原因：智利中南部地区降水丰富，河流多，水量大；地处山区，河流落差大，水能资源丰富；发展水能资源对技术要求不高。

发展太阳能原因：智利北部沙漠地区，气候干旱，光照强，太阳能资源丰富；有大面积的无人区，地形平坦，便于建设太阳能发电站。

智利的能源发展原则及战略措施

1、可持续

智利能源发展的基本原则是经济、可持续、健康和环保（2011年参照欧盟标准修改火电站排放标准）。智利需要清洁、可再生的能源，智利南方水资源丰富，水电是能源发展的重点。今后几年智利非传统可再生能源将增加，应根据各自特点发展推动其可持续发展。

用化石燃料发电仍是今后智利能源的不可或缺的重要组成部分，此类电力发展的重点是提高环保标准，使其成为清洁、安全和经济的能源。

2、着眼长远

智利是世界是较早在电力生产和消费系统中引入竞争机制的国家，私人资本参与发电、输电、变电、配电等环节。近年来，受到干旱、天然气供应中断等因素影响，以煤炭和柴油为能源的发电量增加，此种发展趋势不符合长远发展战略；受天然气供应影响等，输电设施缺少长远考虑。不断升级的冲突致使一些项目拖延。

因此，需要制定中长期发展战略，与环境部共同进行分析、研究和评估。从长远角度，对现行电力机制调整，增加竞争和公开性，使之更加安全和可信。

非传统可再生能源在智利电力中比重仍很低，发展此类能源是电力发展战略的重点。

20.257号促进非传统可再生能源法中规定，到2024年此类能源要达到10%。智利本届政府将在年内修改法规，补充促进非传统可再生能源发展的措施，推动样板工程，争取今后10年内将这一比例翻一番。同期，争取今后10年内水电占比达到45%甚至48%。

智利本届政府不发展核电，但将继续推动其研究及与发达国家间的技术交流，为将来可能利用打下基础。

3、注重效能

由于能源价格居高，同时能源对环境的影响和能源安全引起越来越多的关注，因此能源有效性（EE）是发展战略的重要原则。

提高能源的有效性一方面需要扩大能源供应，在发电、输电、变电各环节采用先进技术，同时也应降低需求，鼓励使用低耗能电器。

为提高能源有效性，将制定能源有效性认证体系，鼓励企业发展有效能源；制定电器和材料用电标准，通过科技手段提升居民和公共照明用电使用效能；设立部际委员会，协调推动能源有效使用。

或许在未来，二氧化碳这种毁坏地球环境的气体也能帮助我们戒掉对石油的依赖二氧化碳（CO2）早已被戴上了邪恶分子的头衔。它们源源不断地从汽车排气管和发电站烟囱喷出，是全球变暖的最大原因。因此，人们普遍将它当作一种坏东西。可是，一组先驱研究人员却愿意让人们看到CO2作为一种有价值资源的另一面。他们研究出一种收集技术，可以回收那些可能污染大气的CO2，利用其中的碳原子合成碳氢化合物 （烃），这些烃可用作汽车燃料，以及制造塑料的原料或其他化工原料??目前这些原料都是从原油中提取的。这个想法其实很简单。找到一种去掉CO2分子中一个氧原子的办法，即可得到一氧化碳（CO）分子，不过，这仅仅是变成烃财富的一小步，下一步还要将CO与氢气混合，再将这种混合气体通过一种催化剂催化，才能变成液体的烃燃料。这种化学反应，叫做费-托法过程，是在上世纪20年代发明的。早在第二次世界大战期间，当原油供应短缺的时候，德国人就曾经用汽化煤制造过汽油。在种族隔离的年代，当南非被制裁封锁原油进口时，也曾这样制造过液体燃料。捕捉太阳能要变有害的CO2为有用的CO，第一步的难处在于：找到一种价格上和能源上同时有效率的办法。最简单的途径就是在2400℃左右加热CO2，在这个温度，CO2会自动地裂解为CO和氧气。不过，困难的就是寻找到能够做到这一点的能源。很显然，太阳光是最合适做这种能源的候选者。在美国新墨西哥州的帕瓦奇，有一家叫做劳斯阿拉莫斯可再生能源（LARE）的公司，该公司已经建成了一个以 CO2提供能源的小型原型反应器。在这个反应器中，CO2被投放到一个密闭在反应室中，反应室被固定在聚集太阳光的一个镜面碟片的焦点上，聚集的太阳光通过反应室的小窗到达安装在反应室内部一个用来收集热量的陶瓷棒上。随着进入气体接触到温度升高为2400℃左右的陶瓷棒，二氧化碳分解为一氧化碳和氧气。里德?詹森是LARE的主管，他透露，他们的一个更大的原型反应器即将在一年的时间内投入实验，但是他没有说明这个反应器到底有多大，能产生多少的一氧化碳。美国新墨西哥州阿布奎基的圣地亚国家实验室的内森?西格说：这种方法的缺点是操作温度太高。圣地亚国家实验室有一个竞争的研究小组也在从事这个方向的研究。高温会导致很严重的热损失，因此会减低效率。虽然太阳能是免费的，但建造这些产生和耐受高温的设备是很昂贵的。所以，要想让整个生产过程更经济，就需要效率更高的操作。正因为牢记住这一点，圣地亚小组正在开发一个与LARE抗衡的系统，叫做反向旋转环状接受反应蓄热器（CR5），这个系统的操作温度没有那么高。与LARE反应器一样，这个系统也有聚集太阳光的聚能器碟，不过，高温是在一组14个钴铁氧陶瓷环的一端产生的。这种陶瓷在加热时，会从其分子晶格中释放出氧，但不会破坏晶格的完整性。阳光通过一个窗子聚焦在反应室较热的一侧，将环加热到1500℃，导致陶瓷的晶格释放出氧原子。随着环的旋转，热的部分渐渐转到反应室的后面，这里温度降到1100℃左右，在这个温度下，当室内充满CO2时，失去氧的陶瓷就会和CO2分子发生反应，为的是将其分子晶格中丢失的氧原子再夺回来，这样一来，CO分子就产生了。随着环的继续旋转，再氧化的部分又回到了反应室较热的一端，于是，循环再次开始。CR5最初是为了制氢而研究出的一种方法，不过，制氢利用的是冷却室里的蒸汽而不是CO2，但是，这种方法的发明者里奇?戴弗估计，裂解CO2将需要一个更有效率的捕捉太阳能方式。想要燃烧利用在太阳能反应器中形成的一氧化碳，至少需要给出10%的能量来生产它。所以，在今年4月，戴弗和他的同事要用一个原型反应器来试验他们的预测。他们已经计算出，这个装置每小时能产生100吨的CO。改良燃料电池意大利墨西拿大学化工和材料工程系的加布里耶勒?山悌将这种用太阳能来转化二氧化碳为碳基燃料的想法进一步发展了。不过，他不是制备CO，而是做出了更有用的东西??一种能够产生像壬烷和乙烯等（目前多是从石油中提取的、制造塑料的重要化学原材料）烃分子的电化学电池。山悌的电池可算是那种靠氢或甲醇和氧发生反应产生电力的燃料电池的远亲，不过，其化学反应是可逆的。在电池的一端有一种二氧化钛作为催化剂，会促使接受光子的水分子裂解，产生氢离子和氧气。当氢离子通过质子交换膜迁徙到装有包含铂纳米管催化剂的电池另一端时，催化剂促使二氧化碳发生产生烃的化学反应。目前，这些烃燃料电池所产生的能量尚不超过它们所接收到太阳能的1%。山悌说，这可能不算太高，但比植物通过光合作用获得的能量转化率高，而且人们还有改进催化剂的空间。埃伦?斯泰切尔是圣地亚燃料能源转化部门的经理，她估计，要让足够量的CR5工厂给一亿辆家用汽车提供合成汽油，则需要大约有5800平方公里的土地。她说：“这个数字实际上并不是很大。”最近在美国西南部7个州所做的调查显示，大约有135000平方公里的适用地都可以加以利用。斯泰切尔说：“这些土地别无他用。”相反地，生物燃料却要和粮食作物竞争土地资源。此外，斯泰切尔还称，生物燃料中实际可获得的太阳能比例更是少得惊人，如果你算上灌溉、收获、运输和加工等耗能过程，其太阳能的利用率只有0.1%。为了充分利用可利用的土地，詹森建议将LARE的碳捕捉器与发电站联合起来，这样就能用上反应器本身的热损耗。他估计这种联合的装置能将48%的太阳能转化为可利用的能量。随着原油和天然气越来越昂贵和短缺，石油化学公司对寻找可替换石油的新原材料的兴趣越来越大。假如在价格上有竞争优势，有一天，由工业废气二氧化碳制造的烃，也有可能用作生产塑料或其他产品。那么，这些碳将不再直接排放到大气中，而是将在材料中固定若干年。到那个时候，二氧化碳分子的恶名也就被拨乱反正了。