水是可再生资源吗

2022年的夏天也是格外的炎热，很多地区都因为持续的高温而出现了干旱的情况，甚至有些地区还林火频发，有些地区也出现了河水断流的情况，俄媒在看到了这种情况后，表示未来可能会因为饮用水而引发全球的战争，小编觉得这种情况也是有可能的。因为很多地区的湖泊以及河流都因为高温天气而出现了水位下降的情况，甚至有些河流也已经干涸。对于气候保护不同的国家也都执行了不同的政策，但是如果全球都要面临气候危机，相信也是会因为水资源分配而爆发战争的。

其实水资源的分配也是非常重要的，气候变化对于水自然会造成很严重的影响，会导致水循环遭到破坏。如果水资源分布不是特别均匀的话，就会导致某些国家的需求有所增长，缺水也会变为敏感的话题，可能会因为这些原因而出现冲突。地球上的很多河流都是多个国家一起共享的，而人们的生活也离不开水资源，缺水不仅会影响到正常的生活，也会让政治变得不稳定。

而北半球很多地区也都出现了干旱的现象，而这次的气温变化，也是在向人类敲警钟，天气的炎热跟气候变化是有直接关系的，全球变暖也会导致气候系统的不稳定性变得更加严重。这些问题也在向人类反映地球目前的状况，如果某些国家出现了严重缺水的情况，也是无法让人类继续生存的。

水是人类的生命之源，如果没有水资源的话，地球上就不会有任何生物存在，在开发利用自然资源的过程中，也应该保护自然环境。水是不可再生能源，很多不良因素都会影响到水资源的供给，也希望所有人在使用水资源的过程中能够节约。

太阳能是一种可再生能源，是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。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，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

可以说水是取之不尽用之不竭的，现在倡导节约用水，只是因为可供饮用的水因受到污染而减少的缘故，并不是因为水的总量在减少

水是不断循环的，喝过的水绝大多数最终通过汗液、泌尿等排除体外，只有极少在体内反应掉了，况且身体内的反应有的也生成水，所以人体不消耗水。其他用水也是一样，比如洗衣服，水只是被利用，而没有被消耗。

所以地球上的水不会被用完。

摘要：通过了解过去以及现在的能源结构和能源利用技术，提出能源科学需要多学科交叉与综合来为能源发展提出贡献，而且能源科学的发展是能源高技术创新的源泉和先导。因此，能源科学和能源利用技术的发展不仅为国家未来的科学发展提供帮助，也为国家解决当今的能源危机给予支持。

关键词：能源结构，能源利用技术，新能源，

能源是比较集中的含能体或能量过程，凡是能够间接或者经过转换而获取某种能量的自然资源，统称为能源。在自然界里有一些自然资源本身就拥有某种形式的能量，它们在一定条件下能够转换成人们所需要的能量形式，这种自然资源显然是能源。

能源是人类从是物质资料生产的原动力。从人类远古时代在地球上出现后，随着社会生活和经济生活的不断发展，能源的应用形势和规模在不断变化增长。在古代，人类的主要能源来自人力和畜力，辅以柴薪。自西方工业革命开始西方资本主义国家为满足其工业化的需要， 18世纪末，瓦特发明了蒸汽机、大量的以煤炭为能源的动力机械逐渐替代了小作坊式的手工业，煤炭与资本主义大生产相结合，使世界能源结构发生了重大变革。

1895年，美国开始了石油钻探开发工作，这种液体燃料显示出比煤炭更强大的吸引力，1876 年，德国人奥托创制了内燃机，进而形成了以内燃机技术为核心的汽车工业，带动了机械制造业的发展，创造了人类历史上空前的物质文明。

19世纪末开始，以电力为主导的能源结构大变革开始，从法拉第发现了电磁感应开始，人们认识到电和磁是统一的电磁现象，之后又发明了电动机、发电机和各种电器，使电力作为二次能源取得了广泛应用。据统计，现在世界上大约四分之三的能源是在发电厂中转化为电力为人类使用。但是利用常规能源（如化石燃料煤炭、石油和天然气）来产生电力，其储量有限，在可预见的将来就可能用尽或者由于利用成本过高而无法使用，因此为了满足社会发展日益增长的能源需求和可持续发展，我们必须寻找除化石燃料以外的新能源，来解决人类面临的能源问题。

能源的几种分类

1、按照能源的来源分类：

a) 来自地球以外的天体的能量，主要是太阳辐射能。

包括：固化了的太阳能，如化石燃料（煤、石油、天然气、油页岩等，由一亿年前存积下来的有机物质形成）、草木燃料等；太阳能转化成的能量，如风能、水能、波浪能、海洋能；直接的太阳辐射，如利用光电转化、光合作用等。

b) 来自地球内部蕴藏的能量。

包括：地球热能，如地震能、火山热能、地下热水、地热蒸汽、热岩层；原子核能，如蕴藏核能的元素，铀、钍、硼、氘等。

c) 来自地球和其他天体相互作用而产生的能量。

包括：地月相互吸引产生的潮汐能。地球上的能源主要来自于太阳能、地球热能、原子核能和潮汐能，占地球全部能源的99.9%。

2、按照能源存在和产生形式分类

a）一次能源———以现有的形式存在于自然界中的能源。

可再生能源———不会随着它本身的转化或被利用而日益减少的能源，包括风能、水能、海流、海洋热能、潮汐能、草木燃料、直接太阳辐射、地震能、火山活动、地下热能等。

非再生能源———随着人类的利用而逐渐减少的能源，包括矿石燃料（煤、石油、天然气、油页岩等），核燃料（铀、钍、硼、氘等）。

b）二次能源—需要依靠其他能源来制取或产生的能源，包括电能、氢能、汽油、煤油、柴油、火药、酒精、甲醇等。他们使用方便，易于利用，是高品位能源。

3、按能源本身的性质分类

a) 含能体能源———能量以某种载体形式存储起来，而为人们利用。包括各种矿石燃料、核燃料、地下热能、高位水库、氢能等。

b) 过程性能源———能量在物质运动的过程中存在，无法直接的大量存储，如需储存起来，必须把它们转化为含能体能源中的能量。包括风能、水能、海流、地震能、潮汐能以及电能等，转化方式如流水→高位水库，电能→蓄电池。

大有潜力的常规能源

最基本的常规能源——煤炭

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。

煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。现我国已探明的煤炭储量为世界第一位。尽管如此，煤炭供应不足仍制约我国国民经济发展，因此，应用高新技术进行煤炭的加工转化，提高煤炭的利用效率，减少煤炭燃烧的环境污染，是解决能源缺乏、加速国民经济发展的重要途径之一。

煤炭的处理加工及转化

（1）选煤技术：选煤是指除去或减少原煤中所含的杂质（包括灰分、矸石、硫分等），并将处理过的煤分成若干个品种等级，以满足不同用户的需要。

（2）洁净煤技术：洁净煤技术是一系列新近开发的煤炭加工、燃烧转化和煤烟通道中的烟道气净化技术的总称。目的是减轻煤炭燃烧对环境的污染，提高煤炭利用效率，并降低成本。

（3）型煤及利用：用粉煤或低品位煤制成的具有一定形状的煤制品称为型煤。燃烧型煤可以提高热效率、节约煤炭并降低污染。型煤的节能率是所有洁净煤技术中最高的，相对环境效益也很高。

（4）煤液混合新型燃料技术：煤液混合新型燃料是一项新技术，这些混合燃料是粉煤在液体中的一种悬浮物，即煤液混合料。目前已有多种混合料经过全面试验，最有工业应用价值的煤液混合料是水煤浆，是一种低污染的燃料。

当代工业的血液——石油和天然气

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，属于化石燃料。石油及其产品广泛用于生产和生活的各个方面，被称为工业的血液。石油是现代世界一次能源消费构成中的主要能源，据1990年的资料统计，石油在世界一次能源消费构成中居第一位；在我国仅次于煤炭居第二位。至1990年底，世界天然气在世界一次能源构成中次于煤炭和石油，居第三位。我国已探明的天然气储量居世界第九位。1990年我国天然气在一次能源消费构成中次于煤炭、石油、水电，居第四位。

原油经过加工，形成汽油、煤油、柴油、润滑油、化工轻油和石脑油六大类产品。石油产品的范围从液化石油气开始，中间是石油化工原料、燃料和润滑油料，一直到沥青。原油在加工过程中还会释放出大量的石油气。石油加工后，可以得到利用率高、经济、合理的各种液体燃料，主要为内燃机燃料、锅炉燃料和灯油三类。其他的石油产品主要有润滑油、蜡、沥青以及石油化工产品如石油溶剂、乙烯、丙烯和聚乙烯等。天然气是一种混合气体，其主要成分为甲烷。天然气作为燃料容易燃烧、清洁无灰渣、热值高而且不污染环境。

天然气和石油一样是非常重要的基本有机化工原料。从天然气中分离出来及从石油炼厂汽中回收和分离的许多物质是最基本的化工原料，并可进一步制造转化出多种化工产品，如合成纤维、合成橡胶、合成塑料和化肥等产品。

火力发电的主要燃料就是前面我们讲述过的煤炭，有时候也有用油作燃料的。而且我国在很长一段时期电力建设的主要任务仍将是发展火力发电。火力发电设备容量和参数的提高，有一系列问题需要解决。特别是在当今我们赖以生存的生态环境日趋恶化的情况下，如何降低甚至消除火力发电对环境的污染是一个迫切需要解决的问题，因此采取低污染的燃烧方式是必然的发展趋势。

最干净的常规能源——水能

水能利用的主要方式是发电。水力发电就是利用河流中蕴藏着的水能来产生电能，其中最常用的方法就是在河流上建筑拦河坝，将分散在河段上的水能资源集中起来，然后靠引水管道引取集中了水能的水流去转动设在厂房中的水轮发电机组，在机组运转的过程中，就将水能转变成了电能。因为利用的是水能，而水流本身并无损耗，仍可以为下游用水部门所利用。我国水能资源的特点是水力资源总量较多，但开发利用率低，水力资源分布不均，西部多，东部少，相对集中在西南地区，而经济发达、能源需求大的东部地区水力资源极少，与经济发展不匹配。

水力发电有以下特点：

（1）水作为一种资源可由自然界水循环中的降水补充，使水能资源成为不会枯竭的再生能源，所以其发电成本非常低。

（2）水力发电事业和其他水利事业可以互相结合。为了使水能产生电能，常常要修建水库，而水库可作为防洪、供水、发展航运事业等多种任务。

（3）水电站中装设的水轮机开启方便、灵活，适宜于作为电力系统中的变动用电器，有利于保证供电质量。

（4）水电站建成后，能够连续提供廉价的电力。

（5）水力发电不污染环境，是一种公认的清洁能源。

充满希望的新能源

21世纪的主要能源——太阳能

太阳是一个炽热的气体球，蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外，所有能源都来源于太阳能，因此可以说太阳能是人类的“能源之母”。没有太阳能，就不会有人类的一切。1945年，美国贝尔电话实验室制造出了世界上第一块实用的硅太阳能电池，开创了现代人类利用太阳能的新纪元。

人们利用太阳能的方法主要有三种，一种是使太阳能直接转换成电能，即光电转换。太阳能电池就属于这种转换方式；第二种是使太阳能直接转变成热能，即光热转换，如太阳能热水器等；第三种是使太阳能直接转变成化学能，即光化学转换，如太阳能发动机等。

实际上，人类早就有意识地利用太阳能，自从有了太阳能电池，就为太阳能的利用开辟了广阔的途径，人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间时用上了重量轻、使用寿命长和耐冲击振动的太阳能电池。目前，世界各国都在大力研究新型太阳能电池，提高光电转换率，使太阳能的开发利用进一步深化。

太阳能电站通常人们所说的太阳能电站，指的是太阳能热电站。这种发电站先将太阳光转变成热能，然后再通过机械装置将热能转变成电能。

太阳能电站能量转换的过程是：利用集热器（聚光镜）和吸热器（锅炉）把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能，经热换器和汽轮发电机把热能变成机械能，再变成电能。

太阳能电站靠太阳能热管来聚集热能，太阳能热管又叫真空集热管，它在结构上与我们平常所用的热水瓶相似，但热水瓶只能用来保温，而太阳能热管却能巧妙地吸收太阳的热能，即使阳光很微弱，它也能达到较高的温度，比一般太阳能集热器的本领强。热管在一天之内可以提供大量的工业用热水，又能一年四季不断地为它的主人供应所需要的热能。

魔鬼与天使——核能

从 1954年前苏联建成世界上第一座核电站以来，人类和平利用核能的历史还不到半个世纪；然而，核能的发展却异常迅速。

核能的发展之所以如此迅速，主要是因为它有着显著的优越性：其一，它的能量非常巨大，而且非常集中。其二，运输方便，地区适应性强。其三，储量丰富，用之不尽。

从目前情况来看，世界各国的核能发电技术已相当成熟，大量投入使用的单机容量达百万千瓦级的发电机组，使核电站得到了迅速的发展。

近十多年来，人们已经成功地研制出能充分利用铀燃料的核反应堆，这就是被称为“明天核电站锅炉”的快中子增殖核反应堆。这种核反应堆能使核燃料增殖，也就是说，核燃料在这种“锅炉”里越烧越多。如果能大量使用快中子增殖核反应堆，不仅能使铀资源的有效利用率增大数十倍，而且也将使铀资源本身扩大几百倍。

另外，近年来在激光核聚变、核电池、太空核电站和海底核电站等研究试验方面也都取得了一定的成果，促进了核能发电技术的进一步提高。

前景诱人的海洋能

海洋能是海水运动过程中产生的可再生能，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、太阳和其他星球引力，其他海洋能均源自太阳辐射。全世界海洋能的总储量，约为全球每年耗能量的几百倍甚至几千倍。这种海洋能是取之不尽、用之不竭的新能源。在不远的将来，海洋能在造福于人类方面，将发挥巨大而重要的作用。

海洋潮汐发电你听说过吗？大海也会进行呼吸。海洋的潮汐，是由于月亮、太阳对地球上海水的吸引力和地球的自转而引起海水周期性、有节奏的垂直涨落现象。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，随着海水水位的升高，就把大量海水的动能转化为势能；在落潮过程中，海水又奔腾而去，水位逐渐降低，大量的势能又转化为动能。海水在涨落潮运动中所蕴含的大量动能和势能，称为潮汐能。

潮汐发电具有如下优点：

（1）潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的，不占用耕地，也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地。

（2）潮汐发电站不像河川水电站那样受洪水和枯水的影响，也不像火电站那样污染环境，是一种不受气候条件影响的、干净的发电站。

（3）潮汐电站的堤坝较低，容易建造，投资也较少。

海水盐差发电海水里面由于溶解了不少矿物盐而有一种苦咸味。然而，这种苦咸的海水大有用处，可用来发电，是一种能量巨大的海洋资源。

在大江大河的入海口，淡水和咸水的交汇处，淡水和咸水就会自发地扩散、混合，直到两者含盐浓度相等为止。在混合过程中，还将放出相当多的能量。这就是说，海水和淡水混合时，含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散，而淡水也在向海水扩散，不过渗透压力小。这种渗透压力差所产生的能量，称为海水盐浓度差能，或者叫做海水盐差能。

海流能顾名思义，海流就是海洋中的河流。浩瀚的海洋中有一部分海水经常是朝着一定方向流动的，在海洋中常年默默奔流着。海流和陆地上的河流一样，也有一定的长度、宽度、深度和流速。风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流；而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底，这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。利用海流发电比陆地上的河流优越得多，它既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，几乎以常年不变的水量和一定的流速流动，完全可成为人类可靠的能源。海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转，然后再变换成高速，带动发电机发电。

海水温差能，辽阔的海洋，是一个巨大的“储热库”，它能大量地吸收辐射的太阳能；它又是一个巨大的“调温机”，调节着海洋表面和深层的水温。海水的温度随着海洋深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水，海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。海洋中上下层水温度的差异，蕴藏着一定的能量，叫做海水温差能。利用海水温差能可以发电，叫海水温差发电。现在新型的海水温差发电装置，是把海水引入太阳能加温池，把海水加热到45～60℃，有时可高达90℃，然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。用海水温差发电，还可以得到副产品——淡水，所以说它还具有海水淡化功能，可以用来解决工业用水和饮用水的需要。

生物能源——沼气能

沼气是一种可燃气体，由于这种气体最早是在沼泽、池塘中发现的，所以人们称它“沼气”。我们通常所说的沼气，是人工制取的，所以它属于二次能源。而作为能源的沼气，至今尚未得到广泛的应用，所以它还属于现代新能源的成员。沼气的主要成分是甲烷（CH4）气体。通常，沼气中含有60～70％的甲烷，30～35％的二氧化碳，以及少量的氢气、氮气、硫化氢、一氧化碳、水蒸汽和少量高级的碳氢化合物。

甲烷气体的发热值较高，因而沼气的发热值也较高，所以说沼气是一种优质的人工气体燃料。甲烷在常温下是一种无色、无味、无毒的气体，它比空气要轻。由于甲烷在水中的溶解度很低，因而可用水封的容器来储存它。生产沼气的原料丰富，来源广泛。人畜粪便、动植物遗体、工农业有机物废渣和废液等，在一定温度、湿度、酸度和缺氧的条件下，经厌氧性微生物的发酵作用，就能产生出沼气。沼气是一种可以不断再生、就地生产就地消费、干净卫生、使用方便的新能源。在目前，它可以代替供应紧张的汽油、柴油，开动内燃机发电，驱动农机具加工农副产品，也可以用来煮饭照明。

从现今情况看来，使用沼气具有以下的优点：

（1）沼气不仅能解决农村能源问题，而且能增加有机肥料资源，提高质量和增加肥效，从而提高农作物产量，改良土壤。

（2）使用沼气，能大量节省秸杆、干草等有机物，以 便用来生产牲畜饲料和作为造纸原料及手工业原材料。

（3）兴办沼气可以减少乱砍树木和乱铲草皮的现象，保护植被，使农业生产系统逐步向良性循环发展。

（4）兴办沼气，有利于净化环境和减少疾病的发生。这是因为在沼气池发酵处理过程中，

新时代“古老”能源——风能

在自然界，风是一种巨大的能源，它远远超过矿物能源所提供的能量总和，是一种取之不尽、尚未得到大量开发利用的能源。风能是空气在流动过程中所产生的能量，而大气运动的能量来源于太阳辐射。由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同，加之空气中水蒸汽的含量不同，从而引起各处气压的差异，结果高压地区空气便向低气压地区流动，从而形成了风，因此，风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源。

当前，世界各国对风能的利用，主要是以风能作动力和发电两种形式，其中以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风轮来直接带动各种机械系统的装置，如带动水泵提水等。这种风力发动机的优点是，投资少、工效高、经济耐用。

根据我国风能资源分布情况和当前的技术条件，近期开发利用风能的重点将放在内蒙古、东北、西北、西藏和东南沿海，以及岛屿、高山、风口等风能资源丰富的地区。在年平均风速超过6米／秒的地区，特别是电网很难达到的牧区、海岛和高山边远地区，开发利用风能资源更具有深远意义。

21世纪的理想能源——氢能

在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。氢的用途很广，适用性强。它不仅能用作燃料，而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如，储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领。可将热量储存起来，作为房间内取暖和空调使用。

氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，因而将它用铁路罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料，也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭，都是用液态氢作燃料的。

另外，使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在字宙飞船和潜水艇上得到使用，效果不错。当然，由于成本较高，一时还难以普遍使用。

本世纪70年代，人们用半导体材料钛酸锶作光电极，以金属铂作暗电极，将它们连在一起，然后放入水里，通过阳光的照射，就在铂电极上释放出氢气，而在钛酸锶电极上释放出氧气，这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。科学家们还发现，一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物。通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。

本学科存在的主要问题

一、简单运用传统经验进行具体工程项目的开发工作较多,研究运用技术科学基础不够。

二、在发展新技术方面, 创新概念少, 自主概念少, 往往是跟着外国人提出的一种概念和已经发表的文献,缺乏自己独立自主的见解和正确分析判断, 跟着上马, 以致往往在人家已下马之后,不得不跟着下马。应结合我国实际,做出科学分析,提出自己独立的见解。要做到这一点,需要有深厚的技术科学基础。

三、能源项目规模大, 投资多, 周期长, 全新概念不是很多,需要看准方向,长期坚持,及时总结,调整发展。

重点发展方向的展望

结合我国情况,重点发展方向应当是以下一些技术:

石油天然气工业关键技术

油气地球物理勘探与钻井新技术,海洋石油天然气开发技术,提高石油采收率新技术,在注水开发后期的油田,应用三次采油等方法提高石油采收率。

煤炭高效洁净利用关键技术

我国煤炭开发利用关键是解决生产效率低、不安全和环境严重污染两个方面的问题, 并应逐渐发展两大技术:一是安全、高效开采技术二是高效、洁净利用的洁净煤技术:煤炭安全、高效开采技术煤层气开发技术煤洗选、加工、处理技术洁净煤燃烧技术煤炭气化技术。

电力工业关键技术

超临界、超超临界蒸汽参数发电技术,燃气蒸汽联合循环发电技术,洁净煤发电技术,热电联产及多联供技术,先进压水堆发电技术, 燃料电池发电技术, 全国大区电网互联和灵活的交流输配电技术。

节能技术

中低温余热利用系统和中低温能源利用新技术,热泵技术,建筑节能,新型低温储能(含冰蓄冷及电力调峰) 系统,节能电器,交通运输节能,高能耗工业的节能新工艺流程。

核能释放与利用的科学问题

核废料处理及再利用,提高安全性,新的安全堆型探索快堆与高温气冷堆受控热核聚变堆关键技术。

可再生能源与氢能开拓与利用的科学问题

低价、高效、长寿新型光伏发电技术生物质能转换的化学生物技术光热利用新技术(发电、制冷等) 氢能规模制备、储运、利用技术。

能源环境技术

能源转换利用中有害元素控制与无公害定向转换技术城市废弃物无公害、资源化利用技术回收利用CO2 的能源环境系统探讨燃煤生态工程,煤基制氢及氢能利用系统。

农村能源技术

沼气技术生物质气化、液体燃料、发电技术生物质加工处理技术。

措施及建议

一、能源与环保的立法,价格政策,倾斜政策。

二、对能源科学技术(不是具体生产项目) 给予强大支持,由国家、产业联合支持。科教部门专门支持。

三、对较远见效的方向,如先进概念的发电系统、太阳能、核能要给予重视和布局研究发展工作。

四、培养基础扎实,知识面广,解决问题能力强的能源科学方面青年人才。

五、加大能源科技研究开发的投入:我国能源R&D 经费占国家R&D 总经费的比例比国际上发达国家的相应值小一个数量级。能源R&D 投入过低导致我国科技自主研究开发

参考文献：

《环境与能源科学导论》作者:刘震炎 出版社: 科学出版社第1版

《能源科学导论》作者:黄素逸 出版社:中国电力出版社

《2011-2020年我国能源科学学科发展战略报告》(第四稿) 中国科学院

《能源科学发展战略研究》中国科学院院士　吴承康　徐建中

现在，一组研究人员提出，使用当前的太阳能技术，太阳不仅可以提供电能，还可以做更多的事情。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王 科技 大学（KAUST）的科学家研究了将太阳能电池与净水系统连接起来，以帮助在稀缺的地方生产饮用水。

如今，淡水的短缺已成为世界面临的主要挑战。尽管这不是普遍问题，但全球近一半的人口每年至少在缺水地区生活一个月，而数据显示，到2050年，这一数字可能会增加到约48-57亿。在有海水的地区，脱盐已成为生产饮用水的可行方法。由于其高生产率和高产能，传统的海水淡化技术为维持受到严重缺水挑战的人类 社会 做出了贡献。例如，中东占全球海水淡化产量的45％。但是，这些技术的前期成本非常高，并且在操作过程中需要消耗大量能源。在沙特阿拉伯，该国产生的大部分电力用于海水淡化。

为了最大程度地减少必要过程中的能量消耗，KAUST的研究小组负责人王鹏教授和他的博士生萨拉·阿莱德（Sara Aleid）和王文彬（Wang Wenbin）转向太阳能来应对这一挑战。他们报告了一种称为光伏膜蒸馏（PV-MD）的新技术。

通常，光伏系统转换太阳能以移动硅半导体中的自由电荷载流子（电子）以产生电能。在此过程中，电池中还会产生热量，这是能量的损失。但是，KAUST团队能够使用其新的PV-MD技术将来自太阳能收集器的废热转化为驱动水蒸馏的能源。王鹏教授说：“PV-MD非常适合，将具有商业竞争力，可以为遭受经济和自然水短缺的地区供应水和电。”

小组提出了一种策略，可以从同一块光伏面板同时生产电力和清洁水。这种称为光伏膜蒸馏（PV-MD）的策略将光伏面板的废热转化为动力，以驱动多级膜蒸馏工艺。膜蒸馏组件直接连接到商用光伏面板的背面，可以从海水、污染的河流、湖泊、地下水和工业废水等质量受损的各种水源中生产出新鲜、清洁的饮用水。

根据计算，在以预期的速率定期发电的同时，当使用海水作为自来水时，PV-MD能够以高达3.5kg/m^2·h的速率生产清洁水。以这样的速度，在一个典型的夏日，20m^2的光伏面板阵列（家庭屋顶的典型区域），会产生超过360L的淡水，足以满足六口之家的需求。

PV-MD的其他优点包括低进入门槛，适用于任何规模。PV-MD可以设置为家庭的单个设备，也可以设置为大型的工业PV-MD农场。生产具有低总溶解固体（TDS）的淡水，具有广泛的应用，例如灌溉、饮水，并且可以满足一些工业过程的特殊需求。

这组作者说：“PV-MD的最有前途的应用是在消费水和电的地点（例如，离网社区和中小人口社区）进行水和电的分散式联合生产。通过常规方式进行水和电力的长距离传输将增加总成本。”

下一步将涉及扩大该技术的商业应用范围。该团队希望有一天他们的技术能够普及，从而创造一种更容易获得和负担得起的向所有人提供饮用水的方式。

优点：可再生、无污染。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义，因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。

缺点：水能分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。水容易受到污染，也容易被地形，气候等多方面的因素所影响。

1、生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的影响等。不过，这些负面影响是可预见并减小的。如水库效应。

2、需筑坝移民等，基础建设投资大,搬迁任务重。

3、降水季节变化大的地区，少雨季节发电量少甚至停发电。

4、下游肥沃的冲积土减少。

扩展资料：

世界上水能分布也很不均。据统计，已查明可开发的水能，我国占第一位，以下为俄罗斯、巴西、美国、加拿大、扎伊尔。

世界上工业发达的国家，普遍重视水电的开发利用。有些发展中国家也大力开发水电，以加快经济发展的速度。

世界上水能比较丰富，而煤、石油资源少的国家，如瑞士、瑞典，水电占全国电力工业的60%以上。水、煤、石油资源都比较丰富的国家，如美国、俄罗斯、加拿大等国，一般也大力开发水电。

美国、加拿大开发的水电已占可开发水能的40%以上。水能少而煤炭资源丰富的国家，如德国、英国，对仅有的水能资源也尽量加以利用，开发程度很高，已开发的约占可开发的80%。

参考资料来源：百度百科-水能

水资源问题一直以来都是全球高度关注的问题，节约用水变得至关重要，3月22日是世界水日全民一起节约用水是一件很有意义的事情，节约用水也是保护环境的一种方式。

话说世界上70％都是水，我们为什么还要节约用水呢？原因很简单，70％的水大部分都是海水，不可以直接使用，需要经过加工处理，比如海水淡化，但海水淡化成本很高目前还不能普遍全球。我们人类所需的水是淡水，在70％的水里面淡水资源只有微乎其微的少量，而且可供我们开采和利用的更是少之又少，再加上全球人口也越来越多，工业，农业的发展对水的需求也越来越大，为此节约用水急不可待。

水污染问题也越来越严重，很多的淡水资源被工业废水，生活污水给污染了，本来的地下水也不能被直接利用了，全球的水资源越来越贫乏，另外虽然水资源属于可再生能源，但是再生的代价是很高的。

我认为可燃冰最可能会代替石油，使我们生活在一个无化石燃料的世界中。

数百年前，人类走进了科技发展的道路，而科技的快速发展其实也是能源的不断消耗过程。只能充足能源的供应才能够支持人类科技的不断发展。如今，能源已经成为人们日常生活中必不可少的重要物质，没有了能源，不仅科技的发展会停止，而且人类的生活也会受到重大的影响。

我们要明白，能源不是唯一的，宇宙中的能源比石油强大的有很多，比如反物质能源，恒星能源，暗物质能源等。可是这些离我们还太遥远，而能够在石油耗尽之后快速取代它的，或许只有可燃冰。

什么是可燃冰？

可燃冰相信大家都听说过，它是一种天然气化合物，分布于深海沉积物或陆哉的永久冻土中。由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。可燃冰相对于石油来说，是一种非常清洁的能源，它燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。开采时只需将固体的“天然汽水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。

目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料综合的2倍，在全球被科学家公认为石油、天然气的接替能源。与石油、天然气相比，可燃冰具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等优点，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。

未来，可燃冰成功商用后，我们目前日常家里灶台、热水器都将可用可燃冰替代天然气。甚至可燃冰还可替代目前的汽油、柴油、天然气为汽车提供动力能源。但加满同样体积的油箱后，可燃冰汽车可跑得更远，燃烧后排放的污染也小得多，可减少对大气污染。

可燃冰究竟有多少能量？

据央视报道，若一辆使用天然气为燃料的汽车一次加100升天然气能跑300公里，加入相同体积的可燃冰能跑5万公里。

可燃冰的使用也非常简单，不像石油开采之后还需要经历一道道的提炼才能够使用。更重要的是可燃冰的在地球的储量非常庞大，有可能要远超过石油的含量。科学家初步的探测结果发现，地球的可燃冰储量可以供人类使用千年左右。

所以，当石油资源面临枯竭之后，可燃冰有可能会接力过来，满足人类对于能源的需求。当然，开采可燃冰的难度要比开采石油难多了，开采石油我们只需要通过打深井，用管道将原油抽取出现进行提炼加工，在这个过程中不会有太大的风险。

综上所述，我认为可燃冰最有潜力替代石油，使我们生活在一个无化石燃料的世界中。

非洲可再生能源现状

非洲的能源紧缺问题一直未得到解决。非洲人口占世界人口的15%，但用电量仅占3%，非洲农村居民中仅有10%可以用到电。在撒哈拉南部非洲国家，可再生能源的使用率很低。

水利

非洲可开发水利资源占全世界的10%(1100太瓦时),但是开发率却只有8%，约为93太瓦时，目前世界上前20大水坝中没有非洲水坝的身影。

太阳能

非洲太阳能资源丰富且可用度高。但在全世界15千兆瓦的太阳能光伏装机总容量中，非洲所占的比例微乎其微(15兆瓦)。南非有一些太阳能模组制造工厂，但它们的生产能力仅局限在几十兆瓦。

生物能

非洲各国对生物能依赖度很高，主要归因于他们非持续性的森林资源开发模式。生物能在某些国家占国家总能量的70-80%，甚至在一些农村地区能高达90%-100%。

大多数非洲国家制定了地区或国家性质的“生物能计划”，并且大部分项目在最近几年中已得到实现。主要投资方是外国投资者、国际非政府组织或非洲地方团体。投资模式可分为三大类型：

- 国际化模式：由私人企业领导，依靠国际化背景，大批生产和销售，主要用于出口。莫桑比亚是此类模式的典型。

- 小规模模式：家庭承担的农业生产，主要销售于当地市场。马里、布基纳法索、贝宁是典型代表。

- 合同模式：通过建立合同关系由小农业生产者承担的生产，成一定产业规模，产品主要内销或出口。马达加斯加为代表。

风能

风能在非洲发展范围有限，仅有部分地区大量使用：

- 南非：2008年建立了9兆瓦的风能发电站；

- 佛得角、肯尼亚：政府预计将在2012年前建立300兆瓦的风能发电站；

- 埃塞尔比亚：政府预计在2012年前建立120兆瓦的风能发电站。

主要的风力发电区域集中在沿海。

地热能

非洲地热能主要集中在东部地区，大约有1万兆瓦。肯尼亚和埃塞俄比亚是非洲仅有的利用地热发电的国家，大约占东非大约4%的发电总量。

气候变暖和可再生能源对非洲的影响

尽管非洲是释放温室气体最少的地区，却是全球气候变暖最大受害者，并且由于经济落后，相关防范措施缺乏，导致饮用水缺乏、干旱、农业产出减少等问题更显突出。

因此使用可再生能源对于非洲大陆来说也是其应对气候变暖的重要办法之一。

非洲可再生能源的未来

“非洲并不缺乏能源，只是能源没有被合理利用。”非洲史学家、政治家Cheikh Anta Diop于1985年在金沙萨讲过的话今天看来仍有现实意义。法国生态部长娜塔莉?科修斯柯?莫里塞如此评价，“非洲急需现代的、可靠的、清洁的能源，这是非洲发展的关键。”

非洲南部许多国家人民不能保证稳定用电，通过可再生能源的发展或许能帮助解决用电这个阻碍非洲国家发展的大难题。不少专家预测，假如电力问题得到解决，非洲的经济发展将增长两到三个百分点。

如今整个非洲大陆都在可再生能源上下了大赌注。南非在非洲国家中一马当先，预计在未来20年内在可再生能源上投资900亿美元，以求达到绿色可再生能源总量增长40%，国家总发电量翻番的目标。南非经济发展部长引用了邓小平的“摸着石头过河”来形容这项宏伟的计划。目前，南非已经开展了为12.8万居民安装太阳能热水器的项目，并计划建立5000兆瓦的太阳能农场。此外，风能、生物能都在南非政府考虑之列。

紧随其后的是北非国家，特别是摩洛哥。摩洛哥东部城市得士安(Tétouan)于10年前就建立了第一批风力发电场。后来在大西洋海岸陆续建立的另外两个风力发电场逐步完善了摩洛哥整个风力发电系统。摩洛哥还在东部城市乌季达(Oujda)建立了太阳能-天燃气发电站，并准备在瓦尔扎扎特(Ouarzazate)等五大城市建立五个太阳能发电站，总面积将达1万公顷，预计在2020年之前发电量达2000兆瓦，占目前摩洛哥全国发电总量的18%。阿尔及利亚也推出了可持续能源发展计划，目前已投资3亿欧元与德国Centrotherm共同建立太阳能面板工厂。

西非国家拥有丰富的水利、太阳能和风能资源，如果能得到有效的开发，将为该区域提供10%-20%的电力。

东非情况略好，但是卢旺达和肯尼亚两国电力供应也还远远不够。所以这两个国家急需求助于清洁能源来弥补火力发电的不足。目前，肯尼亚是世界上第五大风力发电国，此外，在内罗毕和姆米亚斯两个城市建有许多生物发电站，均使用如甘蔗渣等生物原料发电，一兆瓦电需消耗一吨甘蔗渣。

在塔桑尼亚和莫桑比克，众多风能和太阳能项目被提上日程。卢旺达的一个水利工程将为该国电力供应增加一倍，建筑工程和食品加工企业将是第一受益者。

但是，目前非洲面临的最主要的问题是许多工程都找不到融资渠道。能源经济专家Pierre Radanne说，“国际大企业并不为这些项目所动，鲜有投资者问津。”