从可持续发展的角度说明寻找高效清洁的新能源的意义

新能源相对清洁却不能普遍使用的原因：

1、环保方面，电动车是虽新能源，但目前中国的电大部分都是燃煤发电，烧煤发电估计一个世纪前已经有了。电动车的电池污染当前是一个未能正视的问题，目前没有一个完整的产业链专门经营这个业务的，电池污染将来可能是个大问题。

2、从使用的角度来说，当前电动车的电池技术并不成熟，关键不在于续航里程，而是其不能较精确显示剩余里程。对于锂电来说，一大短板就是频繁的大功能输出会大大压缩其剩余的续航能力，但这正是塞车时频繁启动的现实问题。

3、电池价格高企决定成本偏高。在众多油改电的车型中可以充分说明这个问题，纯电动的车型往往比燃油车型要贵2万元以上，主要的差异就来自于电池成本的不同，动力电池的价格虽然这两年降幅比较明显，但是整理来说还是处于比较高的水平线上，对比相对已经成熟了很久的燃油三大件来说，动力电池代表的三电的成本更高。

清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和“可再生能源”。2019年9月20日，国家能源局发展规划司司长李福龙表示，目前正在研究“十四五”能源发展规划，将继续壮大清洁能源发展。

传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。

可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、地热能（包括地源和水源）海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此，可再生能源的开发利用，日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。

2019年9月20日，国家能源局发展规划司司长李福龙表示，正在研究“十四五”能源发展规划，将继续壮大清洁能源发展。

应对能源危机7步走

要对能源进行战略性的规划和布局，以确保我国的能源保障能力。对此，张有生提出了7点意见：

一、积极把握发展节奏，形成高效的能源生产体系。这是我国能源战略的优先选择。 [5]  不能一边拼命进口，一边大肆浪费，这是不可持续的。从经济学的角度来看，我们现在的需求扩张还没有对油价上升做出足够的反映，其中有多种原因，比如说国内依靠不断增加的基础设施建设投资，拉动的经济高速增长，也拉高了石油需求。因此，要加强顶层设计和总体规划。

二、合理利用能源，积极引导消费，控制消费总量；中国人均能源资源拥有量偏低；能源效率较低而能耗较高；化石能源特别是煤炭的大规模开发利用对生态环境造成污染；这些现状都影响能源安全，并制约中国能源工业的发展。

这些问题是由国际能源竞争格局、中国的生产力水平所决定的，也与产业结构和能源结构不合理、能源开发利用方式粗放、相关体制机制改革滞后密切相关。需要大力推动能源生产和利用方式变革，不断完善政策体系，方能实现能源与经济、社会、生态全面协调可持续发展。

特别是石油的合理消费应该是我国的长期能源战略和政策目标，需采取多种措施节约能源。从经济学上讲，无论是可循环资源还是不可循环资源，都是稀缺的，发展节约资源的循环经济就是可以实现资源合理配置的一种经济发展模式。

除此之外，要充分重视价格对需求的调节作用，石油输出国采取补贴，美国放任自由发展，低税收，而欧洲和日本则采取高税收的态度来抑制过度消费。而我国既要补贴，压低油价，又想搞节约，又想搞安全，这是两难选择。要积极倡导适合我国国情的，有价值的、有社会文化内容的，又是方便舒适的生活和消费方式。

三、坚定地推进能源领域改革，加快构建有利于能源科学发展的体制机制，改善能源发展环境，推进能源生产和利用方式变革，保障国家能源安全。

首先是加快能源法制建设。中国高度重视并继续积极推进能源法律制度建设，正在研究论证制定能源法以及石油储备、海洋石油天然气管道保护、核电管理等方面的行政法规，修改完善《煤炭法》、《电力法》等现行法律法规，推进石油天然气、原子能等领域的立法工作。

其次是完善市场体制机制。中国积极推进能源市场化改革，充分发挥市场配置资源的基础性作用。凡是列入国家能源规划的项目，除法律法规明确禁止的以外，均向民间资本开放。鼓励民间资本参与能源资源勘探开发、石油和天然气管网建设、电力建设，鼓励民间资本发展煤炭加工转化和炼油产业，继续支持民间资本全面进入新能源和可再生能源产业。

再次，加强能源行业管理。重视能源发展的战略谋划和宏观调控，综合运用规划、政策、标准等手段实施行业管理。

四、布局合理，积极做好原油等资源储备。一些措施可能要提前有所布局，我们要从石油运输通道，包括现在伊朗、霍尔木兹海峡提到的封锁问题。这些因素都应该通盘考虑。我们还应该坚持能源进口的多元化方向。一方面要考虑经济性，另一方面也要充分考虑不要把鸡蛋放在一个篮子里。

五、健全及时灵活的应急响应机制。以避免因遭受意外灾害而带来的能源供应中断现象，提高我国能源应急反应能力。

六、协同保障，形成国际能源外援的多元化的供应体系。多样化的能源供应体系是非常重要的，我国化石能源增加有限，要实现煤、水、石油、页岩气等多种能源并举的应用体系。

在能源合作上，我们应当树立互利合作、多元发展、协同保障的新能源安全观，统筹国际国内两个市场、两种资源，准确把握合作机遇，加强与周边国家开展能源合作，在开放的格局中维护国家能源安全。同时，大力发展新的太阳能、风能、生物质能等可再生能源，要有长期的发展战略去使它逐步地从现在比较弱小，逐渐地能够起到实质性的替代作用。掌握最先进的核、水、电技术，推进能源多元清洁发展、培育战略性新兴产业。

七、增加我国在世界能源治理的话语权，参加并影响世界能源主体，引导世界能源市场。2012年年初，世界未来能源峰会上温家宝总理提出，“各国应考虑在G20的框架下，建立全球能源市场的新机制。”

这被外界看作是在全球能源大变局之下中国高层的应对思路，在坚持立足国内的同时，为了满足国内能源的供应缺口，中国仍将坚持实施“走出去”战略，加强海外油气资源的合作开发。完善国际合作体制机制，深入参与全球能源治理。加强与世界各国的沟通合作，共同应对国际货币体系，过度投机、垄断经营等因素对能源市场的影响，维护国际能源市场及价格稳定。

大家都知道“磁暴”的概念。简而言之，磁暴是太阳喷出的电磁粒子流。科学家将太阳粒子流分为两种类型：可见光谱的电磁辐射（阳光）和不可见光谱的电磁辐射。

从事可替代能源研究的科学家早就发现太阳光的应用，并创造了光伏技术，即在阳光的作用下获得电能。当向无温室气体排放的发电过渡的问题越发尖锐时，这项技术达到了鼎盛时期。但是，除了正在进行的提高太阳能电池板效率的工作外，很难期望这项技术会出现根本上的新发现。

科学发展的创新方向最令人关注的是不可见辐射光谱的电磁辐射。科学家们已经为开发在这种辐射作用下的发电技术努力了几十年，与此同时，人们对获得这类技术的可能性形成了截然相反的看法：其中的一些人确信获得这类技术是绝对不可能的，而另一部分人则对出现这类技术的可能性持乐观态度。

怀疑论者指出：不可见辐射光谱的电磁辐射实际上是中微子流，它们具有超强的穿透能力，穿透地球也不会遇到障碍。为了检测单独的中微子，科学家不得不建造巨大的捕集器。例如，超级神冈探测器检测器由一个圆柱状的不锈钢储罐组成，该储罐的高度为41.4 米，基础直径为39.3 米，里面装有5万吨专门净化的水。怀疑论者认为，在设备这种外形尺寸下，谈论实际使用中微子是荒谬的。

宇宙中微子流是每秒钟通过地球表面1平方厘米的约为600亿个粒子。在这种巨大的中微子流中包含具有不同能量的不同类型的中微子，因此面临的挑战是学习如何将这种巨大巨大的中微子流的哪怕一小部分转化为电能。此外，该中微子流在白天和晚上，夏季和冬季都相对稳定，因此，在一昼夜内进行发电都将是稳定的，这使得可以将此类装置归类为可靠供电的电源。由于证明中微子存在质量而被授予诺贝尔物理学奖后，乐观的世界科学界的地位在2015年得到了大大地加强：质量的存在意味着中微子具有能量。

石墨烯就是谜题的答案

解决在电磁辐射的作用下获取能量的问题，将意味着科学上的革命性突破-原则上出现了一种清洁环保和无穷能源的新来源。新材料的出现使找到解决这一极其复杂问题的方法成为可能。事实证明，这种材料就是石墨烯（碳的单原子层），由于发现了该材料，于2010年授予了诺贝尔奖。

对石墨烯性能的全面研究表明，如今，石墨烯已经并将继续在各个工业领域中和直接在产品中获得最广泛的应用，由于其高导电性，高导热性，高强度和高疏水性，极大地改善了产品的性能。目前，世界上三分之二的石墨烯专利是中国专利，但中国的发明并未涉及到诸如发电等石墨烯应用的重要领域。在霍尔格•索尔斯滕•舒巴特（Holger Thorsten Schubart）的领导下的德国-美国中微子能源集团（Neutrino Energy Group）在用于发电的石墨烯实际应用方面处于世界领先地位。

事实证明，具有加强的原子振动的石墨烯能够响应各种电磁辐射和热辐射，并从环境中“收集”能量。对此现象的解释在于石墨烯原子的振动系统。石墨烯的晶格是由六边形晶胞组成的平面，即，它是二维六边形晶格。因此，石墨烯原子的振动会引起“石墨烯波”的出现，“石墨烯波”的频率和幅度取决于电磁辐射和热流的作用情况。

霍尔格•索尔斯滕•舒巴特评价了公司取得的成果：“我们得以充分开发了在电磁辐射和热辐射的作用下发电的技术，我们将其命名为Neutrinovoltaic。我们成功的基础是我们创造的多层纳米材料，该材料由石墨烯和掺杂硅的交替层组成。在创建能够发电的材料时，我们遵守以下限制条件：

首先，材料的总厚度必须为纳米级。我们的实验（实验结果后来被苏黎世联邦理工学院教授凡妮莎·伍德（Vanessa Wood）和她的同事们独立确认）表明，当生产的材料尺寸小于10-20纳米时，即：厚度比人的头发细5000倍，纳米粒子表面上外部原子层的振动很大，并且在这种材料的行为中起着重要作用。这些原子振动或“声子”负责电荷和热量在材料中的传递。例如，考虑到石墨烯原子的振动比硅原子的振动强100倍，则电磁辐射的外部作用（包括中微子的作用）频率与石墨烯波振动的内部频率叠加会增强这种振动，并导致原子振动的共振。共振中的原子振动可以增强电子与掺杂硅接触时的反冲力。

其次，我们了解到：一层石墨烯能够产生非常弱的电流。我们的任务是创建一种能够稳定运行的技术，并且在此基础上创建的直流电源将具有紧凑的尺寸。否则，该技术将无法找到商业应用。我们通过将生成的纳米材料制成多层，从而使输出电流和电压增加很多倍，解决了这个问题。”

为了获得所需的效果，将石墨烯和掺杂硅分几层涂在金属箔底板上。当包括宇宙中微子在内的自然和人工性质的电磁辐射以及硅层和石墨烯层组合热流作用时，开始谐波谐振过程，然后由电转换器记录下来该过程。金属载体涂层一侧为正极，没有涂层一侧为负极。多层涂层使得可以从单位面积上获得更多的能量，这对于创建工业规模的发电装置极为重要。这使得可以制造具有各种功率特性和尺寸的紧凑型电源，从而使其可以放置在几乎所有需要电源的设备的壳体内。涂有创新纳米材料的几片箔，像一叠书写纸一样，彼此叠放，因此串联在一起，构成了一个能量电池。通过变换多个能量电池的连接方式，可以创建具有所需外形尺寸和功率特性的直流电源。 “公文包大小”的直流电源的输出功率为4.5至5.5 千瓦/小时。如此紧凑的外形特性使得有可能创建用于独立房屋和电动 汽车 供电的独立电源。

获得的结果是德国-美国中微子能源集团公司可以开始设计电动 汽车 。霍尔格•舒巴特断言：“我们的电动 汽车 项目被称为Pi-Car，将是一种小型，轻便，窄轮胎的 汽车 ，车身由碳纤维而不是金属制成。我们内置于电动 汽车 外壳内的直流电源可在一年365天的每昼夜24小时内进行充电，无论天气如何。此外，所产生的功率将使Pi电动 汽车 仅使用来自内置独立电源的牵引功率就可以以平稳模式行驶。 预计在Pi电动 汽车 中布置一个小型蓄电池组，但该蓄电池组只在启动，上坡或加速模式下使用。上述措施可以显着减轻电动 汽车 的重量并节省用于蓄电池生产的稀有材料，此外，电动 汽车 重量的大幅降低需要较小的牵引力，这对于增加两次充电之间的行驶距离为重要。”

很难重新评价所开展工作的重要性，前景和商业利益。许多专家已经将Neutrinovoltaic技术列为2020年最具突破性的技术之一。霍尔格•舒巴特断言：“我确信：在未来10到20年内，几乎每个人都将拥有一种基于Neutrinovoltaic技术运行的设备或电动 汽车 。”

清洁能源包括：可再生能源（风能、水能、太阳能、海洋能、生物质能、地热能）、非可再生能源（天然气）、经过洁净处理的能源（洁净煤油）

常规能源：天然气、石油、煤油等

我国清洁能源（新能源）的发展现状

（一）太阳能

​我国地大物博，拥有丰富的太阳能资源，当前我国太阳能产业规模位居全球首位。

截至2021年9月底，光伏发电累计装机2.78亿千瓦。2021年1-9月，全国光伏新增装机2556万千瓦，其中，集中式光伏电站915万千瓦、分布式光伏电站1641万千瓦。从新增装机布局看，装机占比较高的区域为华北、华东和华中地区，分别占全国新增装机的44%、19%和17%。

（二）风能

​我国风能资源非常丰富，资源总量在33.26亿千瓦左右。其中，大概有31.33%的风能资源可以被利用，很大一部分是海洋中的风能资源，大概在75%左右；其余部分风能资源在陆地上，占据了可用资源的25%。

据国家能源局消息，截至2021年11月中旬，我国风电并网装机容量达到30015万千瓦，突破3亿千瓦大关，较2016年底实现翻番，是2020年底欧盟风电总装机的1.4倍、是美国的2.6倍，已连续12年稳居全球第一。

（三）生物质能

我国的生物能源储存量特别丰厚，主要是田间的秸秆以及薪炭林等可以大量利用的生物能，这种能源分布范围广、可利用率高，并且生物能在基础设施的建设可以很容易形成。在实际的生物能利用过程中，前期的准备建设工作比较简单，生物能在我国具有很大的开发潜力。

2021年1-9月，生物质发电新增装机554.7万千瓦，累计装机达3536.1万千瓦，生物质发电量1206亿千瓦时。累计装机排名前五位的省份是山东、广东、浙江、江苏和安徽，年发电量排名前六位的省份是广东、山东、浙江、江苏、安徽和河南。

（四）核能

核能利用的主要方式是核裂变和核聚变。我国对核电研究及利用起步较晚，在20世纪80年代建立第一座核电站。中国核能行业协会2021年11月14日发布的蓝皮书显示，截至2020年12月底，我国在建核电机组17台，在建机组装机容量连续多年保持全球第一。

2020年，国内核电主设备交付31台套，实现了批量化成套交付，涵盖反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等各类产品，我国已全面掌握先进核电装备制造核心技术。

（五）海洋能

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储存和散发能量，这一部分能量通过潮汐、波浪和盐度梯度等形式存在于海洋之中。

我国海洋能开发具有较长的历史，在解放初期便兴建了潮汐电站。伴随多年的不断实践，海洋发电技术实现新的突破，针对小型潮汐发电站技术趋于成熟化及规范化，同时具备中型潮汐发电站技术要求。

（六）地热能

我国已经明确将地热能作为可再生能源发电、供暖的重要方式。2021年9月，国家能源局等八部门印发的《关于促进地热能开发利用的若干意见》指出，到2025年，全国地热能供暖（制冷）面积比2020年增加50%，在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目，全国地热能发电装机容量比2020年翻一番；到2035年，地热能供暖（制冷）面积及地热能发电装机容量力争比2025年翻一番。

根据国家地热能中心公布的数据，截至2020年底，我国地热能供暖（制冷）面积累计达到13.9亿平方米。其中，水热型地热能供暖5.8亿平方米，浅层地热能供暖（制冷）8.1亿平方米，每年可替代标煤4100万吨，减排二氧化碳1.08亿吨。

结 语

根据上述情况可知，我国的新能源发展依托国家政策支持，前景极为光明。为了落实碳达峰、碳中和目标，我国将构建以新能源为主体的新型电力系统。这就要求全社会同心协力，提高新能源企业的核心竞争力，大力发展新能源产业，助力双碳目标的实现。

新型清洁能源是未来发展的趋势，我国大力推广清洁能源，可再生能源往大了说是保护人类自身，往小了说也是维护国家利益。

大的方面：使用化石能源产生二氧化碳，过量的温室气体对环境的破坏无法想象：全球气候变暖、海平面上升、大量物种灭亡、厄尔尼诺现象……人类对自然的破坏最后都会反噬人类自身。因此发展清洁能源不但是保护环境，更是保护人类自己。

小的方面：中国本身石油存储很低，且开发难度高，因此需要大量进口石油，随着中国的发展，我国对石油的需求就不断提高，但是由于历史及国际政治环境，运输石油的路线极易受到他国封锁，我国推动清洁能源替代化石能源；如大力发展新能源汽车、减少化石能源依赖，也符合中国自身的国情；可在发生地区冲突的时候，降低国内的影响。