可再生能源有哪些 一起来看看
1、水能。水能是清洁能源,是绿色能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。这种可再生能源主要用于水力发电。水力发电将水的势能和动能转换成电能。另外,磨坊也是采用水能的好例子。
2、风能。人类已经使用了风力几百年了。如风车,帆船等。风能是空气流动所产生的动能,是太阳能的一种转化形式。风能利用是综合性的工程技术,通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。
3、太阳能。自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。而在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,可以利用光热转换和光电转换两种方式,如太阳能发电。另外,广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
4、地热能。人类在很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖,以及烘干谷物等。
像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。
可再生能源是 指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,是取之不尽,用之不竭的能源 。可再生能源对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。
可再生能源有风能、太阳能、地热能、海潮海浪能、水力发电、动植物油及其产生的沼气、水电解氢、氢燃料电池、超长寿命的固体电池等等很多种类。
可再生能源的特点是可再生,可持续,有些如太阳能、风能、水力、地热能等大部分还是很环保的能源。
它们在生产和生活中的应用和现在我们在使用的电源、燃气、煤、电池的用途一样。
可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能等非化石能源,是清洁能源。它们在自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生。在人类历史进程中,有相当长的一段时间是完全依靠可再生能源的,如薪柴用于炊事、取暖、风力用于提水、磨面等。
可再生能源的意义及重要性
发展可再生能源能够保障国家能源安全,可以有效替代化石能源,减少我国能源对外依存度,逐步实现能源自足;是践行应对气候变化自主贡献承诺的主导力量,实现碳中和,能源是主战场,可再生能源是主力军。
同时,发展可再生能源也是培养战略性新兴产业加速技术进步的重要途径,对于调整产业结构、促进转型升级、拉动有效投资,稳经济增长、扩就业都具有重要的意义。
世界知识产权组织之前曾经公布的全球创新指数,瑞士曾经连续第九年成为排名世界第一的创新国家。瑞士这个总人口只有840万国家居然能力压美国稳居世界第一创新强国。值得一提的是,瑞士在专利申请、知识产权收入和高端技术产品生产方面都处于领先地位,创新成果转化效率极高。值得一提的是, 瑞士曾经是全球最高薪酬的国家。
在瑞士,不仅是大企业,即使是中小企业,也都有至少一项世界领先的创新技术。以无人机企业为例,瑞士目前有超过80家的无人机相关企业,这些企业规模不大,在过去六年迅速崛起,集聚形成瑞士的“无人机谷”。这些无人机企业无论在专业化还是商业化上都呈现出细分趋势,每家无人机企业都专注于特定领域,不同企业研发的无人机满足不同场景的应用需求。苏黎世联邦理工大学、洛桑联邦理工大学和苏黎世大学处于飞行机器人和无人机自动化系统研究的最前沿,
综合性大学以苏黎世联邦理工大学和洛桑联邦理工大学为代表,负责基础科研,这两所高校在电子、工程学等领域的科研实力雄厚,为瑞士创新能力提升做出重要贡献。很多初创企业便是诞生于这两所大学的前沿研究团队,苏振中博士的初创企业Fixposition致力于为自动驾驶 汽车 提供高精度导航解决方案,其核心技术厘米级高精度定位RTK技术就来自苏黎世联邦理工大学。
顶尖技术及领域之一:瑞士机器人
瑞士研制的由2000多个部件组成,精准程度可以达到百分之一毫米的“画家”机器人可以绘出《路易十五头像》、《英国国王乔治三世和夏洛特王后头像》以及《爱神驾驭的蝴蝶》等作品。瑞士的这个机器人娴熟的动作和专注的眼神惟妙惟肖,甚至还能时不时地轻轻吹掉纸上残留的铅笔灰。
瑞士的“音乐家”机器人是位身着洛可可式长裙的少女,它由2500多个部件组成,可以在一个有48根音管的风琴上演奏五首曲子。当手指在键盘上轻重疾徐时,她的身体也会随之优雅地摆动,仔细观察甚至可以看见她胸前一起一伏地呼吸。一曲弹罢,机器人还会向听众颔首致意。
再比如在故宫收藏的千姿百态的钟表中,有一件镇馆之宝,号称是乾隆的至爱,就是铜镀金写字人锺,出自于瑞士名坊Jaquet-Droz工作坊。
值得一提的是,瑞士的这位机器人是一个身着欧式华服的绅士,单膝跪地,表情谦恭,右手以标准的姿势悬腕执笔。上弦之后,他会在面前的纸张上徐徐写下“八方向化,九土来王”八个汉字。所写汉字的字体是乾隆帝最爱的赵孟頫体楷书,字端秀流美,笔风神兼具,令人叹为观止。
值得一提的是,曾经连续七年,瑞士被康奈尔大学、世界知识产权组织和位于巴黎的欧洲工商管理学院共同评为世界最具创新精神的国家。一个人口仅为八百万的国家,其同行评议科学出版物的比例是世界上最高的。培养出包括爱因斯坦在内的21位诺贝尔奖得主的苏黎世联邦理工(ETH)和洛桑理工(EPEL)是全球排名靠前和欧洲顶尖的理工类大学,尤其在机器人领域,可以说世界级的教授和大量高素质人才汇集于此。
瑞士的ABB工业机器人巨头,属于全球强悍的机器人四大家族之一,其代表作YUMI。再比如瑞士的maxon电机,曾作为火星探测器使用的电机。maxon re40已经成为全球学界标配的外骨骼机器人的驱动制定电机。
瑞士的医疗康复机器人Hocoma,稳坐当今全球医疗康复界霸主之位,经典产品包括 Lokomat 全自动机器步态评估系统和 Armeo 上肢康复机器人。比如瑞士的四足机器人ANYmal,外型如波士顿大狗,能被用来协助搜索救援任务。
世界上最早的写字机器人起源于瑞士。18世纪70年代,由瑞士钟表大师Pierre Jaquet-Droz及其助手制造的三个机器人玩偶堪称世纪经典,在现在看来也是水平极高。这几个机器人虽有240多岁高龄,却有着稚嫩如儿童的外表,一个能写,一个擅画,还有一个可以演奏风琴。
瑞士发明了室内检测无人机。比如FLYABILITY公司的室内检测无人机使用全球最先进的功能捕获精确数据,替代人类在密闭的空间内迅速准确地完成检测,广泛用于化工、火力发电站、市政设施、消防安全等领域。
顶尖技术及领域之二:瑞士精密机床
瑞士机床在全球可谓是非常牛。长期以来,瑞士机床出口额位居世界前五位,人均机床出口创汇曾经近30年来稳居世界第一,世界上有150多个国家是瑞士机床产品的长期用户。尤其是精密机床,更受全球人的青睐。
“瑞士机床”享誉全球。作为德语系国家之一,瑞士人沿袭了德语国家严谨认真地“工匠精神”,工艺上具有精益求精的执着。曾有人问过某瑞士老板,“你就不怕我把你这公司,把你整个公司的产品拆开了做反向工程吗?”他来了一句“try”,你试试。瑞士公司的机器全部手工打造,世界上没有任何一个人能够仿制,里面有十分关键的零部件、工艺,包括一些模具、关键地方的零配件,全部都是这个瑞士老板手工一点一点打磨出来的。瑞士机床产业全球 第一梯队,属于超一流选手:瑞士米克朗(钟表设备)、瑞士宝美(钟表设备)、瑞士威力铭(钟表设备)、瑞士斯特拉格、瑞士利吉特,瑞士机床无论从外观内在,还是设计水平及创新性,抑或加工能力和加工精度,几乎无可挑剔。精工细作,精益求精,机床加工精度极高,产量很低。
比较知名的瑞士机床品牌有:
Starrag、GF、Willemin-Macodel SA、Mikron Group、Tornos、Fehlmann、Reishauer、BUMOTEC、Liechti、Schaublin Machines SA、Faessler、ERNST-GROB、兰博特瓦里、Studer、Affolter、Precitrame Machines SA、ESCO、REGO-FIX等。
顶尖技术及领域之三:机电设备
瑞士在先进制造领域依然享誉全球。瑞士享誉世界的工业巨头ABB集团,是一个发电设备、高压输电设备,配电设备和电力机车生产商,在该领域市场占有率位居全球第二,在运动控制市场位居全球第一,同时它还是全球四大机器人制造商之一。
瑞士的世界第一大自动扶梯生产商、世界第二大电梯供应商迅达集团也出身瑞士,由罗伯特·辛德勒于1874年创立,至今已有150多年的 历史 .该集团在全球一百多个国家和地区拥有90多个控股公司,根据不完全统计,每天全球有超过10亿人次乘坐迅达的电梯及自动扶梯。
瑞士还拥有苏拉集团及立达公司的纺织机械、法因图尔的冲压机床、阿奇夏米尔公司的电火花机床、布勒公司的食品加工机械等,可以说全部是全球同类产品的精品。
瑞士MEM行业(电气和金属行业)是瑞士重要的支柱行业。MEM行业大约有1.3万家企业,98%是中小企业,总就业人数达32万人,其中包括2万名学徒,是提供就业岗位最多的行业。
顶尖技术及领域之四:精密医疗设备
瑞士在全球医疗设备的细分领域十分有名,小小的瑞士在全球拥有约740家企业,比如著名的Synthes(信思医疗设备),再比如Sonova(索诺瓦)等都享誉世界,它们生产的外科手术器材、假牙、心脏支架、人造关节、助听器、实验室仪器等非常多的产品都位居世界领先前列。比如瑞士艾伦医用可吸收手术缝合线,曾经是世界卫生组织中标产品供应商。
顶尖技术及领域之五:生物技术
瑞士拥有全球闻名遐迩的生物技术巨头:罗氏及诺华。罗氏制药是瑞士第一大药企,在抗肿瘤药方面处于全球霸主地位。它的竞争对象是美国大名鼎鼎的辉瑞,两家公司常年抢夺谁是世界第一大制药企业的宝座。瑞士的诺华则是全球第二大制药公司,成立于1996年。经历了与Ciba-Geigy和Sandoz的合并,诺华与其前身公司的 历史 可以追溯到250年前。诺华拥有创新药、眼科保健、临床应用广泛的非专利药,预防性疫苗及诊断器材,非处方药及动物保健产品等多元化的业务组合。
瑞士还有其他许多世界一流水平的制药公司,比如曾与美国安进和基因泰克并称为世界生物制药公司三巨头的雪兰诺,中小型制药企业Acteli on、巴塞利亚药业、Arpida和Addex公司等。可见,瑞士的生物技术水平是非常高的。
值得一提的是,若按人口比例计算,瑞士是世界上生物技术企业密度最大的国家。瑞士联邦政府本月公布的一份名为《瑞士生物 科技 :行动计划》的报告说,瑞士生物 科技 研究水平高于欧盟平均水平。
顶尖技术及领域之六: 健康 技术
瑞士是世界上应用最早的生物技术抗衰老技术。比如耳熟能详的瑞士羊胎素等。值得一提的是,瑞士在医疗美容、整形手术、微创手术等方面的技术也处于世界领先水平。尤其是体内排毒、细胞抗衰、医疗美容等方面,也都是瑞士的医疗优势。瑞士曾是全球最宜居的国家之一、全球人均寿命最长的国家之一,曾经被誉为 “欧洲皇室抗衰老圣地” ,空气、水源等九项自然环境指标均跻身全球首位。瑞士的医疗技术也一直领先全球。使得瑞士成为了全球游客最青睐的 健康 度假胜地之一。
Genolier Swiss Medical Network医疗机构(GSMN)是瑞士唯一一家上市的私立医院集团。享有“全球最好的私人医疗机构”的美誉。 GSMN医院在世界范围内首创“人体免疫系统——致癌风险”的分析模型;GSMN医院是世界上目前唯一 一家能运用IORT——术中放射疗法的医院;GSMN医院的癌症治愈率高达92%,曾经排名世界第一;瑞士除科学研究以外,PSI还拥有瑞士唯 一的质子治疗中心。
顶尖技术及领域之七:顶尖研究机构
瑞士保罗谢尔研究所(Paul Scherrer Institute,简称PSI)成立于1988年,位于瑞士北部的苏黎世和巴塞尔之间的阿勒河畔,是瑞士最大的国家研究所,科学和技术的多学科研究中心。PSI以物质结构、能源与环境以及人类 健康 为主要研究领域,拥有多台大规模科研设备,其中某些设备不仅是在瑞士,甚至在世界范围内都是独一无二的。
顶尖技术及领域之八:化工技术
瑞士的化学工业非常发达,化学工业也是瑞士工业的重要支柱。除了约占化学工业产值的2/5的药品,染料、农药、香脂、香精在国际市场上的地位十分重要。比如享誉世界的瑞士巴塞尔的精细化工生产商汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)是著名的全球化工巨头。
汽巴精化成立于1997年,它的前身为汽巴-嘉基(Ciba-Geigy)公司的精细化工部门。它在28个国家设有79个分支机构,雇员达19300人并且在12个国家设有24个精细化工相关的研究中心。据经济研究所BAK Economics的《全球行业竞争力指数》报告,瑞士以119.5分排名第二,仅次于美国(120.9分),在制药领域总得分120.2分,而化学方面则有116.3分。
顶尖技术及领域之九:清洁技术
瑞士在清洁技术领域占据全球领先地位。瑞士是第一个颁布环境保护法的欧洲国家,已经制定了覆盖面广泛的环保法律和法规。瑞士有众多的中小型清洁技术企业,清洁技术产业的就业人数曾经在之前的五年间增长了25%,占瑞士总劳动力5.5%,几乎占瑞士GDP的5%。值得一提的是,瑞士在人均清洁技术专利方面排名世界第一。比如2020年,瑞士工程集团ABB也加入了欧洲清洁氢联盟,将与各国政府和其他联盟成员合作,扩大整个欧洲的氢价值链。
瑞士的能源电力部门主要依靠水力发电,因为阿尔卑斯山覆盖了该国近三分之二的土地,提供了许多适合水力发电的大型山地湖泊和人工水库。
早在2019年,瑞士终端用电量中约有75%产自可再生能源(2018年为74%),其中大型水力发电占66%,光伏发电、风力发电、小型水电站发电以及生物质发电共占8.4%左右,核能发电所占比例为19%,废弃物和化石能源发电所占比例接近2%。尤其是随着核电发电量的增加,瑞士已经从电力净进口国转为净出口国。
顶尖技术及领域之十:无人机技术
瑞士无人机生态系统和智能飞行器领域的拥有诸多创新。根据各类全球排名指数,瑞士是世界上最创新、也是最具竞争力的国家之一。瑞士具有世界领先技术的无人机初创企业和成熟企业,比如在传感与分析、工业巡检、安全与交管、高空无人机、 娱乐 与人道主义救援等方面拥有世界领先的水平。
瑞士是无人机 科技 领域的先驱之一,并将自己定位为领先的研究与创新中心。瑞士曾经在过去六年间,瑞士“无人机谷”吸引了80多家初创企业,创造了2500多个就业岗位,其中许多企业均由顶级研究机构如苏黎世联邦理工大学(ETHZ)和洛桑联邦理工大学(EPFL)等孵化而成。瑞士无人机应用于诸多领域,包括公共安全、农业和危机地区的人道主义援助等,瑞士还将无人机的使用与安全纳入其航空和数据隐私之中。
再比如著名的神经元无人机是由瑞士参与研发,由法国领导,瑞典、意大利、西班牙和希腊参与共同研发的隐形无人机,是一种集侦察、监视、攻击于一身的多功能无人作战平台,外型酷似B2幽灵轰炸机,在雷达屏幕上的神经元尺寸不超过一只麻雀。神经元无人机可以在不接受任何指令的情况下独立完成飞行,并在复杂飞行环境中进行自我校正。
顶尖技术及领域之十一:金融业
瑞士的银行尤其是私人银行一直被认为是世界上最安全的银行。瑞士国土面积不大,人口也较少,无论是在资产管理或保险经营方面还是作为原料交易平台,瑞士均是世界领先的金融中心之一。瑞士的银行业、保险业、证券市场、黄金市场是瑞士金融业的四大支柱,是瑞士经济的重要引擎。
瑞士的金融业拥有先进的交易手段。1995年,瑞士证券交易所在全世界率先启用在线电子交易系统,同时瑞士是世界最大炼金国,人均黄金储备全球第一,全球40%的黄金交易在瑞士进行,苏黎世是全世界第二大黄金交易市场。
瑞士作为贸易中心,瑞士已成为全球最重要的原材料贸易平台之一。一些原材料公司按销售额属于瑞士最大的公司之一,并在全世界处于领先地位。原材料交易曾经占据了瑞士过境贸易94%。这相当于大约3.5%的国内生产总值。交易的商品包括近60%的能源材料、20%的矿物原料和15%的农林产品。
瑞士拥有266家银行机构,最重要的五大银行是瑞士联合银行集团、瑞士信贷集团、莱夫艾森、苏黎世州银行、邮政金融银行,其中三家大型银行机构(瑞士联合银行集团、瑞士信贷集团和苏黎世州银行)的资产占据了所有各类银行资负责表的半壁江山。
顶尖技术及领域之十二:钟表业
瑞士是闻名遐迩的“钟表王国”。瑞士由于资源贫乏,瑞士特别重视生产用料少、价值大、精密度高、又容易出口的工业产品,如精密机械、钟表等。尤其是钟表,所用原料很少,但价格很高, 历来被瑞士人看做是生财之道。在瑞士,钟表厂几乎遍布全国,首都伯尔尼和主要城市苏黎世、日内瓦、巴塞尔都有发达的钟表业, 几乎每个家庭都与钟表有关。 世界名牌表大部分出自瑞士,国家钟表出口量素来居世界第一位。
早在1800年,世界钟表总产量达到二千五百万只,瑞士钟表产量占了三分之二而领先世界 。1978年,瑞士smh集团生产出一款只有2毫米厚的表样原型,是当时世界上最薄的石英表。斯沃琪集团是世界最大的钟表集团。斯沃琪旗下有18个品牌,包括宝玑(breguet)、欧米茄、天梭、浪琴、雷达、卡文克莱calvin klein、雪铁纳(certina)、美度(mido)、皮巴曼(pierre balmain)、宝珀(blancpain)及斯沃琪。
顶尖技术及领域之十三: 无人驾驶赛车技术
瑞士的AMZ Racing曾经推出全球无人驾驶赛车功率具备超强的加速能力,重量比为0.86kW/kg,甚至超过了超级跑车。该产品还在2018年德国及意大利大学生方程式 汽车 大赛中获得总冠军。Fixposition公司发明高精度、高可靠性及多场景适应性的精准定位系统,精确的实时动态卫星定位和敏锐的计算机视觉技术强强互补,成就完美的多传感器融合,推动全新机器人应用和相关服务的开发。
顶尖技术及领域之十四:瑞士军刀及小发明
"瑞士冠军"曾被世界认为是功能最多、应用范围最广的型号。最适合野外考察、旅行探险、 旅游 度假、宿营驻扎等情况。由于功能全面、设计精巧,一刀在手令您仿佛拥有一个真正的万能工具箱,需要时象变魔术一样组合出各种应用来,是理想的装备。它还是瑞士军刀的经典代表,被纽约现代艺术博物馆、慕尼黑应用艺术博物馆按"世界设计经典"收藏。
再比如瑞士小 科技 发明推出的 “Micro-Pro”煌 11合1 照明工具钳在同类产品中是独一无二的。精巧的设计将迷你工具钳与LED的白光照明灯结合为一体,有效利用每个精密的环节,解决您在日常生活中的麻烦。方便实用,就是它的特色。只要夹在钥匙圈上,就能随身携带,无论是锁紧螺丝峰、夹剪铁线金属,都能迎刃而解,本型号的主体是一个LED灯手电筒,在您遇到光线昏暗的场合,能提供非常大的助益。
顶尖技术及领域之 十五:瑞士教育业
瑞士是世界上在教育领域最舍得投资的国家之一,每年瑞士联邦预算的10%投入到教育领域。提到瑞士教育,就不得不提到瑞士的高中教育,与我们当下的高中教育以理论和考试为主不同,瑞士的高级中学教育都是职业教育,但是,几乎所有的学生以做学徒或继续留在学校学习的方式完成这个教育阶段。瑞士的学徒式教育包括特定职业的实地培训,为期3-4年,每个领域的培训时间有所不同。学徒在公司工作,同时也在与公司同一领域的专门学校学习理论(每周学习1至2天)。这种充足的理论知识与直接工作经验的完美结合使得学徒成功结束培训后可以找到合适的工作机会。
正因如此,瑞士才发展起“小国家,大 科技 ”的格局,成为世界上顶尖 科技 的创造基地。按人口计算,瑞士的人均诺贝尔得奖率与人均专利都居世界首位。
顶尖技术及领域之十四: 旅游 业
在世界经济论坛(WEF)最新推出的世界各国 旅游 竞争力排名中,瑞士荣登榜首,被评为在 旅游 业的发展上最有吸引力的国家。瑞士是 旅游 发展的先驱 也是世界上著名的 旅游 发达国家。经过两百多年的发展 旅游 业已成为瑞士国民经济的支柱产业。近几年的 旅游 收入均在200亿瑞士法郎以上 超过了瑞士的钟表业和银行业。2004年 瑞士 旅游 总收入为248亿瑞士法郎 曾经占国内生产总值的5.6%。瑞士 旅游 业的发达 首先得益于独特的 旅游 资源。
瑞士是一个内陆国家 国土面积不大 但其独特的 旅游 资源和 旅游 服务却吸引了世界各国的游客 每年到瑞士 旅游 的过夜客人达6000多万人次 已成为重要的国际 旅游 目的地。根据世界经济论坛的报告,瑞士 旅游 业的收益约占国民生产总值的6.2%,远远比德国 旅游 业在国民生产总值中所占的比重高得多。联合国世界 旅游 组织(UNWTO)的数据显示,瑞士虽然国土面积不大,但是全世界20个最受青睐的 旅游 胜地之一。在Ernst &Young咨询公司的调查中,瑞士是欧洲对外国企业家最有吸引力的经营场所。
瑞士之所以得到世界第一的头衔,与 健康 范畴、饮用水的卫生、铁路的基础设施和酒店管理学校得到的高分是分不开的。除此之外,瑞士也被评为最安全的国家,而且有6个景点被教科文组织命名的世界文化和自然遗产。瑞士的环境保护法也被评价为最严厉最有效。
不同类型的可再生能源
通过使用以下类型的可再生能源,我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源,还将有助于减少污染。
1.太阳能
当我们想到可再生能源时,太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天,太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终,其中一些到达了地球,我们可以以各种不同的方式利用它。
尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一,但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告,该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。
太阳能光伏
太阳能光伏(PV)是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里,太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后,他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。
这样的太阳能光伏板可以发电。
我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电,供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里,大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。
太阳能热
太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里,我们可以利用来自太阳的能量来加热流体(例如水)。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型,称为“平板”和“真空管”收集器。
太阳能热真空管集热器。
太阳能热电厂也存在,可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中,然后沸腾并产生蒸汽。然后,蒸汽能够为涡轮机提供动力,涡轮机使发电机转动,从而产生电能。
2.风能
风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来,我们一直以风船和风车的形式利用风。如今,我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。
许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置,它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合,可以在陆地(陆上风电场)和海上(海上风电场)中找到。
风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24%,太阳能达到20%。
这样的风力涡轮机可以发电。
3.地热能
地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面,从太阳吸收热量。在地球深处,岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。
家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时,它吸收了地面的热量,并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。
地热热泵使用类似的管道来加热水。
地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中,然后再产生蒸汽,然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效,例如火环。由于这一地理限制,地热发电不如太阳能,风能和水力发电受到欢迎。
4.水能
水能包括利用流动的水来发电。数百年来,我们一直以水车的形式使用该技术。如今,我们主要将其用于发电。
水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括:
水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水,在此过程中旋转涡轮机。
潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出,涡轮机旋转,然后借助发电机发电。
波浪动力–比上面的动力少,但具有利用波浪动能的潜力。在这里,大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时,它们能够将波浪能转化为电能。
在考虑可再生能源时,我们经常忽略水力发电。但是,根据IRENA的2019年报告,到2018年底,水能占可再生能源发电能力的50%。这不仅仅是太阳能和风能的总和!
截至2018年底,水力发电容量最高的三个国家是中国,巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦,领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。
这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。
5.生物质能
生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种:
木材–就发电而言,主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑,锯末,原木和树皮。
作物-包括小麦,玉米,甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物,例如油菜籽,油菜籽,大豆和向日葵。
动物与人类废物–包括肥料,污水,泥浆和动物垫料。
园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。
就生物能源而言,我们可以以不同的方式利用以上内容。
生物质能
在这里,木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽,该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤,石油或天然气的传统发电厂的过程类似。
生物燃料
我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料,例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中,以替代汽油和柴油。
沼气
这使用了称为“厌氧消化”的过程,该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热,它分解得更快并产生甲烷。然后,我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖,有时用于运输。
像这样的厌氧消化池可以产生沼气。
生物能源问题
关于生物质是否可再生存在一些争论。但是,通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持,它所使用的有机物就会一直存在。
当然,生物质确实会带来一些环境影响,应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳,但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。
回顾
随着全球能源需求逐年增加,寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能,风能,地热能,水能和生物质能可以帮助实现这一目标。
可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势,因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。
用地热井破坏深处不稳定的平衡状态可能会重新激活引起地震的地质层。瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员与佛罗伦萨大学和意大利国家研究委员会(CNR)合作,研究了与地热钻探有关的地震活动,以寻找超临界流体(supercritical fluids)。他们发现钻探不会引起不受控制的地震活动。在如此苛刻的条件下进行的钻探表明,该技术即将达到地热能利用的实用条件,为新的无污染的热电资源铺平了道路。您可以在《地球物理研究杂志》上阅读有关结果的所有信息。
科学界意识到,到2030年,CO2排放量需要减少45%,到2050年,我们必须有70%的能源可再生。但是,如何实现这些目标呢?地热能是一种可再生能源,是解决方案的一部分。包括瑞士在内的许多国家已经在利用地热能从浅井中产生热量。直到1500米深,这种技术通常不会带来什么危险。UNIGE科学学院地球科学系教授卢佩马特奥·卢佩(Matteo Lupi)指出:“然而,要发电,我们必须进行更深入的研究,这既是技术挑战,也是科学挑战。实际上,在1500米深的地方进行钻探需要特别注意,因为与地下有关的未知因素增加了。”
托斯卡纳的Larderello地热田是世界上最古老的地热田,目前产生的热能占世界地热能总供应量的10%。我们知道,在大约3000米的深度处,我们到达了一个以地震反射器为标志的地质层,据认为可能会发现超临界流体。超临界流体产生大量的可再生能源。术语“超临界”表示不确定的相态-既不是流体态也不是气态-并且含有非常强大的能量。UNIGE地球科学系的研究员里卡多·米内托(Riccardo Minetto)解释说:“自1970年代以来,工程师一直试图在Larderello钻探到3000米的水平,但他们仍然没有成功。而且,我们仍然不完全知道底层是由什么组成的:它是熔融岩石还是固体岩石之间的过渡?这项技术正在变得越来越复杂。于是在Larderello-Tavale再次尝试了地热钻探以寻找超临界条件。” 卢佩教授继续说道:“这些钻探是欧洲DESCRAMBLE项目的一部分,它的独特之处在于,它针对的是猜测的固态和熔融态岩石之间的过渡”
日内瓦小组在井周围八公里半径范围内在建立了八个地震台站,以测量钻井对地震活动的影响。随着钻井的进行,地球物理学家收集了数据并分析了遇到的每个困难。卢皮教授解释说:“好消息是,为寻找超临界流体而进行的钻探仅引起了最小的地震干扰,这在这种情况下是一项壮举,并且是已经取得技术进步的有力信号。” 他的团队使用八个地震台站来区分自然地震活动以及钻井造成的非常微弱的事件。但是,他们还没有达到3000米的门槛。米内托说:“由于温度的极端升高(超过500度),工程师们不得不在这个深度停止,还有约250米的距离。在这一点上,仍有技术进步的空间。”
这项研究表明,超临界钻探进展顺利,该技术已接近掌握。卢皮教授说:“直到现在,任何试图在超临界条件下钻井的人都没有成功,但是这里的结果令人鼓舞。” 瑞士本身在促进地热能方面非常活跃。如果进一步发展,这种可再生能源将分担该国水电,太阳能和风能的部分负担。“地热能可能是主要能源之一 因此,促进未来投资以进一步,安全地发展它是唯一的权利。”驻日内瓦的研究人员总结道。