美国可再生能源奖项是什么

没有这个现在的很多电器都不能用

锂电池的发明并不是人类科技树的必然结果，而是一项奇迹。如果没有M. Stanley Whittingham与John B. Goodenough英雄史诗一般的贡献，也许我们现在还生活在一个没有锂电池的世界里。

Goodenough老爷子已经年近百岁，依然奋战在科研一线，再不给他发个诺贝尔奖可能就来不及了！

2019年诺贝尔化学奖揭晓：美国德州大学奥斯汀分校教授John B. Goodenough，美国纽约州立大学宾汉姆顿分校教授M. Stanley Whittingham以及日本名城大学教授吉野彰（Akira Yoshino）获奖，以表彰他们“在发明锂电池过程中做出的贡献”。

电动汽车之所以能够在百年之后重返历史舞台，正是因为锂离子电池发展史上英雄人物辈出，奇思妙想的划时代技术突破，力挽狂澜地给电动汽车续上了命。

2019年度诺贝尔化学奖奖励锂电池的发明。这种轻巧，可充电且性能强劲的电池今天早已进入寻常百姓家，被每一部手机，笔记本和其他电子设备所使用。它还能用于存储太阳能和风能，从而让构建一个零化石燃料使用的社会成为可能。

锂电池被全球范围被被广泛用于为便携式电子设备提供电力，方面我们通讯，工作，开展研究，听音乐，或者检索知识。锂电池的发明还让可以长距离行驶的电动汽车研发成为可能，同时它也被广泛用于可再生能源，如太阳能和风能的存储。

这样的发明必须要颁发诺贝尔奖，大家觉得呢？

Renewable Energy Certificates：可再生能源证书，是在市场上可以进行交易的可再生能源电力证明，也被称作绿色证书、绿色标签、可交易再生证书。由专门的认证机构给可再生能源产生的每1兆瓦电力（绿色电力）颁发一个专有的号码证明其有效性，也即是1兆瓦电力就是1个REC，电力商获得REC之后就可以在市场上进行交易，在2006年，REC价格从5美元到90美元不等，均价约20美元。

在美国、澳大利亚[Renewable Energy (Electricity) Act 2000：2000年可再生能源（电力）法案]，可再生能源电力交易以REC为载体；在欧洲，则以ROC（可再生能源义务证书）和其他形式为载体。

李嘉诚的这本案头书，展开的是一段关于人类未来的畅想。李嘉诚先生注意到它，与书的作者戴曼迪斯有一定关系。

戴曼迪斯是美国奇点大学创始人之一。他用设立奖金的办法来鼓励人类的重大科学创新，这个奖项的名称叫“X大奖”。在戴曼迪斯设立X大奖之前，几乎所有著名奖项犒赏的都是已经取得的成就，比如诺贝尔奖。而X大奖独树一帜，它每次设立一个目前人类社会尚未实现的目标，全世界范围内第一个实现该目标的个人和民间团队可以捧走1000万美元甚至更多奖金。

第一个“X大奖”授予了美国航天工程师伯特·鲁坦设计的私人航天飞船“太空飞船1号”。此后，“X大奖”又开始寻找能够从煤电厂排放物中捕获最多二氧化碳，并将之制成最有价值产品的团队；谷歌公司资助的“月球X大奖”招募第一个把机器人送上月球的私人团体，奖金3000万美元。虽然并不是每个大奖都会被顺利领走，不过它确实推动了月球车和另外一些科技项目的快速发展。

戴曼迪斯刚开始做这些事情时，也不断遭受质疑。不过他坚信，有许多事情没有发生，仅仅是因为人们不相信那是可能做到的。

实现“富足”的未来，有4个驱动因素

这个善于大胆设想未来的人，在这本书里告诉我们，“富足”的未来是一个金字塔，有三个层次。金字塔的底层是食物、水和住所，第二层是能源、信息通信技术和教育，最上层则是健康和自由。在作者看来，这个“富足”的未来是可以期待的。而要实现这个未来，他总结了4大力量或者称为驱动因素。

第一是技术。作者谈到了能源问题，人们始终担心能源枯竭的问题，而他做了一个很简单的计算，结果是地球直接接受太阳照射的能量，超过我们现在所有需求能量总和的5000倍以上。也就是说，如果太阳能技术被广泛接受和应用，能源问题很可能迎刃而解。听说美国有个计划，到2050年，50%的能源消耗被可再生能源替代，如果真的做到，人类的未来就很光明了。

第二是DIY创新者。过去，新产品往往出现在大公司，比如世界500强企业。现在很多个人都做得到，“X大奖”正是在鼓励这样的创新者。

第三是科技慈善家。像盖茨基金会做慈善，是用商业的原则来指导的，他们做项目的方式特别简单明了。你说要扶贫，那你告诉我，要扶持多少人？多长时间能帮助他们脱离贫困？能不能维持下去？然后我来考量行不行得通。这就是中国古人说的“授之以鱼不如授之以渔”。

第四是崛起中的10亿人，指的是社会里最穷的那些人。最典型的例子是格莱珉银行，就是孟加拉乡村银行。在这么贫穷的地方，本来人们认为提供银行服务是没有意义的；但那里的银行不光赚了大钱，而且绝大多数老百姓的商业信用都很好，没有多少坏账率，所以利润很高，挖掘出一个巨大的市场。

我们这一代人的使命，是把上一代人未完成的那一环接过来

虽然自然界里水会循环，但是，人类的用水量远高于可以让人类运用的水，节约用水就成了我们每个人

都应该做的事情。

我觉得，已用过的水和已经遭受污染的水都可以再次利用。例如，洗菜、洗衣服的水可以冲马桶，受过污染的水可以在一切能够利用的情况多多利用，这样不仅减少了水费，更做到了节约用水的目的。而城市污水应多多回用于公用设施和住宅冲洗厕所、浇灌绿地、景观用水, 浇洒道路等, 这样做，污水的循环作用就提高了不少！

你知道吗？地球上有70.9%都是水,可这些水中有97.47%是咸水,咸水大部分是海洋水,不能饮用,因为1KG海洋水中就有39G个盐类物质；而这些水中的2.53%是淡水,而淡水大多是冰川水和深层地下水,这两种水占淡水的99%,可供我们人类使用的水仅占淡水的0.3%,我们的水资源十分少。我国是个缺水的国家，因此，我们更要节约用水，保护水资源。

水资源的利用在生活中是无所不在的，工厂排放出的污水再经过净化后同样可以循环使用，但是，也是要付出代价的，例如净化的成本，而这些又需要消耗资源。

雨水是我们每个人都见过的吧。当然，你有没有想到利用雨水就很难说了。科学家们都认为，雨水其实是一种难得的财富，它也是水资源，而且相当宝贵，但是，从全国范围看，我国的雨水收集与利用率还很低，我们应该用科学发展的思维看待雨水，用科学手段对待雨水，让雨水留下来，被我们科学地、循环地加以利用后，再科学地送它或入地或入河湖而去。这样何尝不是一种充分利用水资源的方法呢？

其实，水的宝贵大多数人都知道，却也选择遗忘。多少人不知道该如何节约用水？多少人浪费水资源？恐怕多得很吧。这就跟宣传有关了，我想，电视方面应该多多播放关于资源利用的问题，政府的宣传也是相当重要的，而新时代的祖国花朵们，更应该在从小就养成节约用水的好习惯，要知道，我们人类，离不开水，整个地球，离不开水！

况且节水有很多好处，不仅有利于缓解水资源的供需矛盾，减轻城市发展对环境的压力，还有利于延续供水和污水处理设施的建设投资，降低供水和污水处理设施的运行成本。从战略角度来看，节水绝对百益而一害！

节约用水靠得不是一个人的努力，是千千万万的人的努力，但不管用什么办法，我们都应该立即行动起来，把理念化为行动，要知道，水在日渐地减少，节水行动刻不容缓！

未来的能源

现在，每个国家都需要能源。瞧，有的国家为能源在争吵，有的国家为能源随时准备战争，想用武力掠夺能源（如伊拉克与科威特的战争，印度尼西亚与马来西亚的海上领土纠纷）。可见，能源是多么重要，因为我们现在用的电大部分就是以煤作为能源开发利用的；在大街上跑的汽车绝大部分是以汽油或柴油为动力的，而汽油和柴油是以地下开采的石油提炼出来的；在家里煮饭大部分用的是煤气与天然气。

据说，石油、煤、天然气的开采和使用都会不同程度地污染环境哟！

那么，如果哪一天地下的石油、煤、天然气都开采完了，怎么办？也许，用不着100年，地球上的地下能源就会枯竭。到那时，因为没有电，电视机开不了、空调无法启动、电脑成废物、甚至到晚上连电灯也无法开亮；因为没有石油和煤的资源，飞机、火车、轮船、汽车通通都开不动了。这样一来，我们就只能坐马车或骑自行车去学校上课啦，而且晚上大街和家里都是一片漆黑，晚上在家做作业就只能烧柴火来照明了。哗！那太可怕啦？！

据说，还有一种能源是用水来发电的，但是开发水电要拦截河流，而且会影响地球上的生态平衡哟！

我不希望看到世界上有争吵与战争，我希望世界上充满欢乐与和平。所以我幻想要是每家每户都有一个“微型能源器”该多好。这个能源器不需要我们去破坏地下资源，可以随时吸收储藏太阳能、风能等所有大自然的自然能源（如果让它放在海边，还可以随时

吸收储藏潮汐产生的动能……），需要用能源时可以随时随地释放出来供大家使用，如果需要用很大的能源动力时（如飞机、火车、轮船）可以用很多很多的“微型能源器”相互组合来提供能源。这样一来，有了这种“微型能源器”，世界上每个国家之间也许不会再争吵、不会再发动战争了；而且肯定不会造成环境污染，也不会破坏生态平衡；同时，可以美化我们的城市，因为我们可以不需要大街上那些难看的电线杆、电线塔及缠绕在上面象蜘蛛网一样的电缆线；还有，这种“微型能源器”，不需要进行高压变电，可以彻底消除因电磁波产生辐射给人类造成的健康损害。

也许在不久的将来，“微型能源器”便会出现，带给人类和平、健康和快乐！

专家普遍认为核能是如今为数不多的可以阻止气候变暖的科技之一。

这月初，一艘船停靠在巴尔的摩港，它装载着一些前苏联在冷战时引以为傲的核武器。在过去的20年里，有超过19000个核弹头被拆除然后送往美国，进而被加工成核反应堆的燃料。实际上，美国那段时间用来给超过100个反应堆供能的铀燃料中，有超过一半的量都是通过核武器的回收再加工而来的。

这些由回收的核武器建造成的核电站除了可以降低发生核战争的风险，还可以延缓另一全球化挑战：气候变化。

哥伦比亚大学的气候科学家曾经推测，这样的反应堆产生的低碳电能可以为这个国家解决20%的用电负担，同时每年还能减少640亿吨的温室气体的排放。另外，这些反应堆并不会像热电厂那样不断排放烟尘，这种环保效应相当于拯救了180万人的生命。

因此，Hansen和美国前任能源部部长StevenChu认为核能是避免灾难性气候变化的重要能源技术。Hansen在去年12月3日曾经说过，虽然人类不能把所有的矿物燃料都烧光。但是由于矿物燃料价格低廉，人们一定会继续使用它。各国媒体每天都在警告说燃煤释放出的温室气体几乎占全球温室气体的一半，但是现实作用几乎为零。如果我们用现代化的核电站来代替火电厂，就可以快速减少大量温室气体的排放。”

Hansen说的这些话并非凭空捏造。20世纪70年代到80年代，法国的温室气体排放量曾显著下降。正是因为当时法国正用核裂变发电技术取代了传统的火力发电，这样每年大致会减少2%的温室气体的排放量。Hansen和同事在某杂志发表的一篇论文中写道，为了避免气候变化带来的危害，全世界每年需要减少6%的温室气体的排放量。

核能的未来

根据世界核能协会的统计，中国在新型核反应堆这一领域处于世界领先水平。目前，中国已完成的核反应堆有29个，并有59个已经提交方案。并且，中国并非仅仅局限于一般的使用水和铀燃料的反应堆，另外还在建造最初由加拿大设计的重水反应堆以及一些在测试中的小型快速反应堆。然而，即使中国计划建造的每个反应堆都建造完成，中国仍有超过50%的电能需要通过燃烧煤矿来获得。而且，中国的核反应堆提供的最大电量跟美国现在的核电站提供的电量大致相同。另外，建造核电站时，需要钢铁水泥，制造核燃料也需要大量的铀（或者如美国的“兆吨换兆瓦”计划中将核武器中的高浓缩铀稀释成低浓缩铀）。而这些材料在制造过程中都会产生温室气体。根据美国能源部国家可再生能源实验室的说法，核电站从建造完成到其报废，每生产一千瓦时的电能，大约会释放相当于12克CO2的温室气体。这与风力发电是一样的（它在建造过程中也需要钢铁，塑料，稀土等），但是比太阳能板释放的少。

然而在有些地方，核电站正逐渐变少。2011年的地震和海啸使日本福岛第一核电站发生严重泄漏事故，这一事故使世界上很多地方的民众倍感震惊。自此日本就再没有建造新的核电站。另外一边，德国仍然计划淘汰掉核能，法国也宣称计划减少核反应堆的数量。在美国，5个正在建造中的核反应堆将代替2013年关掉的那4个老化的反应堆。然而由于老式反应堆正相继地关闭，如新泽西的OysterCreek核电站和佛蒙特州的Yankee核电站，美国反应堆的数量也注定会越来越少。

核能还没有大规模应用的最关键原因是财政压力。建造大规模的核电站需要大量金钱来保证其安全性和可靠性。例如，如果美国想通过核能来提供目前电能总需求量的1/4，则需要建造大约1000个新反应堆（包括替换旧的）。按照如今的物价，在Georgia建造两个AP-1000核电站，需要投资7万亿美元。

一个可以压缩成本的方法是尝试着手建造一些由“模块化设计”的小型核反应堆。美国的田纳西州就打算建造一个这样的小型反应堆，以此来推进小型反应堆的发展。美国曾在这里建造自己的商用快速增殖反应堆，不过以失败告终。

那个没完成的增殖反应堆是美国研究新型反应堆项目遗留的一部分。类似的还有实验性增殖反应堆，它在爱达荷州成功地运转了将近30年。Hansen认为数十年之前，美国停止了对核能的研究和开发是非常可惜的。现在美国应该像中国一样，努力寻找除了煤炭之外的新型绿色能源。

新开端

可以这么说，核反应堆技术至少是从冷战结束后才真正开始受到科学界的关注。例如用冷却液替代水的这个项目中，就有很多研究正在进行，就像美国核能转换公司的熔盐冷却反应堆，和HyperionPower的液态铅铋反应堆等。这些创新设计吸引来了包含比尔·盖茨在内的诸多亿万富翁的支持。美国核能转换公司甚至还在2013年的高等能源研究计划局（即ARPA-E）年度峰会上赢得了由能源投资者颁发的最高奖项。盖茨在2012年的ARPA-E峰会上说，在核能领域，那些天才想法只要符合严格的标准，我们就应该允许大胆创新。核裂变产生的能量比燃烧碳氢化合物产生的能量多达数百万倍，这正是我们需要好好加以利用的。

如果能吸引更多资金来支持这些新设想，例如获得公共财政的支持，核能也许是一个能三管齐下来减少温室气体排放量的方法：使用较少能源做更多的事（即：提高能源效率），使用低碳能源，使用电动汽车（这些电动车的电能是来自于清洁能源而不是火力电站）。

只要有国家需要使用大型输电网来供电，就会需要核能，煤炭或者燃气。如今德国正在一项创新尝试，即能源转移，这个项目增加了太阳能，风能和其他可再生能源的使用，但是也关掉了17个核反应堆。德国希望将可再生能源产生的多余电能以燃气形式储存起来，这便是所谓的“电产气”项目。不过不可避免的是核电站的关闭会导致建造更多燃煤电厂。

Hansen认为在人口急剧膨胀的现在，充足的清洁能源能使人摆脱贫困，并减少温室气体的排放。核能是如今可利用的技术之一，而且有很大的发展空间。天然气虽然可以吸收并储存CO2，但仍然会有很大弊端。我们一定要尽快将能源结构转变到可再生能源和核能中去。虽然障碍依然存在，但我们还是要努力。

物质、能量与信息。

因此，能源的发展史直接影响人类的发展史。

我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息。

组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。

能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。

未来对能源的要求

有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。

未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。

而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。

除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

u 能源的定义与源头

究竟什么是“能源”呢？《科学技术百科全书》是这样说的：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见，能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之，能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。

能源的源头

来自地球以外天体的能源（如太阳能）、地球本身蕴藏的能源（如地热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。

而能源是产生能量的源头。

人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源，在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭，加热到一定温度，能和氧气化合并放出大量热能，可以直接用来取暖，也可用来产生蒸汽推动汽轮机，再带动发电机，使热能变成机械能，再变成电能。把电送到工厂、机关和住户，又可以转换成机械能、光能或热能。

在我们生活的地球上，能源形形色色。总起来说有三个初始来源。

太阳能

地球

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比，潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000 万吨煤。

u 能源结构与储量

地球上有哪些能量资源可供我们使用？它们还能维持多久？我们该怎么办？

能源的种类

一次能源：煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源；

二次能源：汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源，

一次能源和二次能源能源按其生成方式，分为天然能源（一次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等；人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。

常规能源和新能源其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

煤的时代

能源结构的变迁历史上，伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用，世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪，到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代，随着石油资源的发现与石油工业的发展，世界能源结构发生了第二次转变，即从煤炭转向石油与天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。

而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计

煤炭：～200年

石油、天然气：～50年

核能：无穷多

之一的电力消耗逐年增加。根据统计，人口若每30年增加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。

于是，20世纪末，能源结构开始经历第三次转变，即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移，核能的比例将不断增长，并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。

化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用？据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。必须指出的是，煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了，且不说可能带来的环境污染，它们还是很好的化工原料呢！

水能及新能源的潜力那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐能、地热能等等。

易裂变核素

易发生裂变的原子只有铀-235（U235）、钚-239（Pu239）、铀-233（U233）三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235，钚-239可由铀-238生成，铀-233可由钍-232（Th232）生成。

易聚变核反应

氘（D2）-氚（D3）反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在，而氚极少，必须由人工生成（如由锂制造）。

核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。

天然铀的成份

天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238，仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。

作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。

聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为138亿亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富，而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。

专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。

1.2 变脏的地球与干净的核电

本节要点：回答的问题以下问题：现有的能源还能维持多久？能源利用可以不污染环境吗？核能真是可持续能源吗？

u 能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

能源利用与环境的可持续发展

能源危机

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、二百年（如煤）人类生存的需求。

今天，几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战：保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。

能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

浓烟滚滚的火电厂

能源对环境的污染 另一方面，特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境，使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如NO与NO2）、二氧化硫（SO2）、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO） 大气污染的主要源头

目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。

和碳氢化合物（如CH4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：① 煤、石油等化石燃料的燃烧；② 汽车排放的废气；③ 工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。

1. 多元化

世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正在向以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来，在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中，风电要达到4000万千瓦，水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略，到2010年，英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%，到2020年达到20%。

2. 清洁化

随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展，不仅能源的生产过程要实现清洁化，而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源，清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中，煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%，而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%，石油的比例将维持在37.60%～37.90%的水平。同时，过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展，洁净煤技术（如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术）、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家，如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电，它们认为核电就是高效、清洁的能源，能够解决温室气体的排放问题。

3. 高效化

世界能源加工和消费的效率差别较大，能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步，未来世界能源利用效率将日趋提高，能源强度将逐步降低。例如，以1997年美元不变价计，1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元，2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元，预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元，2025年为0.2375吨油当量/千美元。

但是，世界各地区能源强度差异较大，例如，2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元，2001～2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3～3.2倍，可见世界的节能潜力巨大。

4. 全球化

由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性，世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求，越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应，世界贸易量将越来越大，贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例，世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨，年均增长率约为3.46%，超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来，世界石油净进口量将逐渐增加，年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日，2020年将达到4080万桶/日，2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快，世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。

5. 市场化

由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段，故随着世界经济的发展，特别是世界各国市场化改革进程的加快，世界能源利用的市场化程度越来越高，世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少，而政府为能源市场服务的作用则相应增大，特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面，政府将更好地发挥作用。当前，俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家，正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施，这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高，有利于境外投资者进行投资。

三、启示与建议

1. 依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效、清洁化的能源利用道路

中国有自己的国情，中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色，决定在可预见的未来，我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变，我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在，这就要求中国的能源政策，包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限，以及正处于工业化进程中等情况，应特别注意依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，寻求能源的清洁化利用，积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。

2. 积极借鉴国际先进经验，建立和完善我国能源安全体系

为保障能源安全，我国一方面应借鉴国际先进经验，完善能源法律法规，建立能源市场信息统计体系，建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制，积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化，提高市场化程度；另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话，扩大能源供应网络，实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.