生态能源无极限？研究可能会找到实现它的方法
无论是在自然地球系统中还是在人类创造的技术圈中进行能量转换，所有能量最终都会辐射回太空。信用：美国宇航局
正如气候危机所表明的那样，地球有其局限性。随着人类活动导致的物种灭绝和海洋（甚至太空）的日益灭绝，世界各地的政府和机构都在倡导循环经济的概念。通过关闭材料循环，避免了与原材料提取相关的环境影响并解决了废物问题。然而，这种方法本身并不足以建立一个可持续的 社会 ，因为它留下了材料可以循环多少和多快以及使用什么能源来驱动这些循环的问题。毕竟，在一个真正可持续发展的 社会 中，不仅物质流动而且能量流动都必须保持在我们的家园星球设定的范围内。
一个关键问题是，全球是否有足够的可再生能源来在不违反地球边界的情况下可持续地管理物质流动。这个问题正在由 Empa 技术与 社会 实验室的 Harald Desing 领导的一个团队进行调查。
作为一个系统，地球只与空间交换能量。到目前为止，进入地球系统的大部分能量是 太阳辐射 ，其次是行星运动和 地热能 。这些能量通量一直完全由地球本身使用。它们为其许多子系统提供动力，例如海洋、大气和森林，以及反射冰面。
这些子系统中的大多数将输入的能量转化为进一步的可再生能源通量，例如风和水流或生物质生产。在这些转换中，从传入的能量通量中提取自由能，称为火用能。无论是在自然地球系统中还是在人类创造的技术圈中进行能量转换，所有能量最终都会辐射回太空。
太阳能公园也可能改变气候——这是规模问题
随着人类越来越多地将可再生能源通量转移到其活动中，地球系统可用的部分减少了。地球系统可以在一定程度上弥补这种干扰。然而，如果它们太大，超过所谓的“临界点”的风险就会增加。这将导致地球系统发生快速且不可逆转的变化，例如极地冰盖融化，进而加速气候变化。为了不超过这些临界点，所占据的陆地面积不得超过行星边界。除了规模之外，土地的使用方式也至关重要：例如，太阳能植物而不是森林会破坏生物多样性、蒸发以及水循环、热量辐射回太空等等。
相同的土地占用上限不仅适用于直接使用太阳能，还适用于所谓的化学能的收获——即生产粮食和饲料、加热材料、燃料和建筑材料的农业和林业. 技术能源的生产在许多方面都与食品生产竞争。
电力作为“通用货币”
为了能够比较或累加可再生能源的各种潜力，Empa 研究人员将它们转换为电能等价物。为了进行这种转换，计算中使用了当今可用的发电厂技术的效率。无论是太阳能、木材还是水力发电，都会产生不同的影响。这些转化损失进一步显着降低了某些潜力的可能收获。
该研究的结果令人惊讶：从太空到达地球的能量中有 99.96% 需要为地球系统和粮食生产提供动力，因此只有 0.04% 可以在技术上使用。尽管如此，这种潜力仍然比当今全球能源需求高出大约十倍。
另一方面，在考虑转换损失时，另一个结果并不令人惊讶：最好通过直接太阳能转换来收集和使用可用能量。毕竟，几乎所有的 可再生能源 ——包括风能、水力发电和生物质生产——最终都由太阳能提供动力。直接使用太阳能意味着更少的转换步骤，从而减少损失。
所有密封表面上的光伏
大部分太阳能可以从地球沙漠的一小部分中获取，但这在技术和后勤上都具有挑战性。因此，技术与 社会 实验室的研究团队将在沙漠地区收集的太阳能视为全球能源储备，以防所有其他收集可能性都用尽。
因此， 社会 应该开始在世界范围内使用已经密封的表面，例如建筑屋顶和外墙、道路、铁路和停车场。该区域足以为全球 2000 瓦的 社会 供电。
然而，要将全球能源需求提高到当今瑞士的人均需求水平，还必须使用沙漠地区。所有其他能源（例如，风能或生物质能）的数量级都比直接使用太阳能要小——而且有些资源已经被过度使用了。然而，它们可以在本地发挥重要作用，特别是因为它们可以减少对存储容量的需求——研究中没有考虑到这个问题。
简单地集体建造太阳能发电厂能解决能源问题吗？当然，事情没那么简单。在他们的研究中，Empa 团队只关注了第一步——计算可用的能源潜力。实际可用的能源量会更少：限制因素包括原材料的可用性，还有财务和人力资本、原材料提取或生产、工厂运营和处置过程中的环境影响，以及需要额外的能源基础设施分配和储存。
目前，研究小组正在 探索 从化石到太阳能 社会 的这种途径可能是什么样子。太阳能 能源 系统不仅必须足够大，以满足全球需求，而且还必须能够替代化石燃料系统的速度不够快，以避免气候灾难的时间。
不可再生一般指的是
化石燃料
（如石油、煤、天然气等）、核能等现阶段使用后不能回复的能源。
可再生能源
是具有自我恢复原有特性,并
可持续利用
的
一次能源
.例如太阳能、风能、
生物质能
、潮汐等，但是风、生物质能其实都是太阳能的再现，由于太阳能可以持续循环使用，所以这些能也算。
非化石能源发电装机容量突破了11亿千瓦,为新能源的发展创造了巨大的机遇。随着全球气候变暖、可再生能源的匮乏、世界能源的巨大消耗以及环境污染等因素的影响，新能源的开发成为了一个热点。而新能源由于其清洁、可持续的特点，已逐渐成为替代传统化石能源和缓解气候变暖的极具前景的替代能源。非化石能源发电装机，是人类社会和经济可持续发展新能源的重要技术，其发展前景十分广阔。随着可再生能源技术的不断发展，非化石能源发电装机容量是其中最具挑战性的前沿技术之一。
当今世界，大规模利用可再生能源，实现能源多样化已成为各国能源安全和可持续发展的重要战略。随着经济的增长，能源消费也大幅增长，特别是可再生能源的发展已进入临界点，全球清洁能源投资增量超过传统能源。对可再生能源的大规模开发和提高非化石能源的利用效率，已成为能源行业发展的当务之急。结合我国能源工业的发展现状，利用可再生能源发电已成为国际社会普遍关注的问题。
以海洋能源为例，研究表明，海洋可再生能源可利用的能源约为70亿千瓦，是目前全球发电能力的几十倍。经过多年的发展，海水利用技术日趋成熟，其应用领域和范围不断扩大，呈现出大规模加速发展的趋势。作为全球能源转型的前进方向，可再生能源的发展为世界能源开发利用注入了新的动力。开发利用可再生能源是世界各国解决未来能源安全的重要战略途径。
目前，我国已在可再生能源和清洁能源中大力发展水利发电、风力发电、太阳能发电、核电等能源。可再生能源发展进入全面、快速、规模化发展的新阶段，已成为我国电力建设的重要内容。
不可再生能源泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，叫“非可再生能源”。如煤和石油等。
新能源( NE）：又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
可再生能源必须是在自然条件下可以再生的,比如太阳能,水能,风能.
新能源一般包括了可再生能源,但是新能源不一定就是可再生能源.
例如：核能
属于新能源,但是不属于可再生能源.
在利用方式上,新能源和可再生能源都是鼓励使用的,尽量用它们取代传统能源.
| C |
| 试题分析：不可再生的能源指煤、石油、天然气等储存能源，这些能源的形成需要经过上万年很难在短时间内形成 所以是不可再生能源；可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。 煤、石油和天然气属于不可再生能源；风能属于可再生能源。故选Ｃ |
2、非再生能源包括煤炭、石油、天然气、化学能等。它们随着大规模地开采利用，其储量越来越少，总有枯竭之时。经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为非再生能源。
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它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。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
风能风能是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿，风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示，我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦，主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外，我国海上风能资源也很丰富，初步估计是陆地风能资源的3倍左右，可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。
太阳能太阳能是指太阳所负载的能量，它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有：光伏（太阳能电池）发电系统，将太阳能直接转换为电能；太阳能聚热系统，利用太阳的热能产生电能；被动式太阳房；太阳能热水系统；太阳能取暖和制冷。
小水电水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。小水电在我国是指总装机容量小于或等于5万千瓦的水电站。
生物质能生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。
地热能地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能，它可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。根据测算，全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。
海洋能海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如，潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力，涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成温差，从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。
用的资源，如煤、石油、天然气等化石燃料，当它们作为能源利用而被燃烧后，尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式，但作为原有的物质形态已不复存在，其形式已发生变化。
通过天然作用或人工活动能冉生更新，而为人类反复利用的自然资源叫可再生资源，又称为更新自然资源，如土壤、植物、动物、微生物和各种自然生物群落、森林、草原、水生生物等。
可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下，能持续再生更新、繁衍增长，保持或扩大其储量，依靠种源而再生。
一旦种源消失，该资源就不能再生，从而要求科学的合理利用和保护物种种源，才可能再生，才可能“取之不尽，用之不竭”。土壤属可再生资源，是因为土壤肥力可以通过人工措施和自然过程而不断更新。但土壤又有不可再生的一面，因为水土流失和土壤侵蚀可以比再生的土壤自然更新过程快得多，在一定时间和一定条件下也就成为不能再生的资源。
可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严谨来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。
