新能源种类

一、新能源定义与种类

新能源（new energy sources）是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式大都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能（潮汐能例外），包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。

据此，1981年8月联合国新能源和可再生能源会议之后，联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；传统生物质能。

相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

1.风能——迅速崛起

风能是流动的空气所具有的能量。从广义太阳能的角度看，风能是由太阳能转化来的，因太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生温差，从而产生气压差而形成空气的流动。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累计小时数（风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的3次方和空气密度成正比关系）。世界风能资源巨大，陆地上的风能总量可达100万GW（世界能源理事会WEC），即使只有1%的地区可以利用，并且风电厂的负载系数只有15%—40%，所生产的点也大致相当于全世界总的发电量。相关技术的进步使其成本不断降低，风能已成为世界上发展速度最快的新型能源。

风能的优势：风能属于可再生能源，不会随着其本身的转化和人类的利用而日趋减少。风力资源储量大、分布广，与天然气、石油相比，风能不受价格的影响，也不存在枯竭的威胁；与煤相比，风能没有污染，是清洁能源，可以减少二氧化碳等有害排放物。据统计，每装1台单机容量为1MW的风能发电机，每年可以少排2000t二氧化碳、10t二氧化硫、6t 二氧化氮。

风能可能或已经存在的问题：（1）风力发电对环境也有一定影响，如占据大片的土地，产生噪音，对周围无线电信号造成干扰，对野生动物尤其是鸟类的生存产生影响等。（2）自身经济发展动力仍然不足，风电是一项资本密集型产业，需要投入巨大，而风力具有间歇性导致风力发电的经济性不足，但最主要的因素是风力发电成本仍然较高，各国政府的补贴仍然是最近几年风电能够快速发展的主要原因。（3）风能分布问题，电力需求旺盛的地区多在东部沿海，而在这些大中型城市周边发展风能，风力资源往往欠丰富，故而风能的储存传输也成为一个较大问题。

风能发展展望：尽管风能的利用存在种种不利因素和障碍，但在具有各种优势条件，化石燃料价格不断上涨的情况下，风能的利用会继续呈上升趋势，有研究认为如果把外部成本考虑进去，风电已经足以同大多数发电技术相竞争。IEA预测风能将继续以两位数的年增长率增长，IEA2008年能源技术远景项目研究表明，2030年风力发电可以占到全球电力供应的9%（约2700TWh），到2050年达到世界电力供应的12%（约5200TWh）。世界风能理事会预测：如果尽早采取有力措施，风电生产能够在2030年达到5200TWh，2050年达到7200TWh。

2.太阳能——未来之星

太阳内部不断进行由“氢”变“氦”的核聚变反应，其所产生的能量约为3.8*1023千瓦，其中二十亿分之一到达地球大气层，47%到达地球表面，其功率为800000亿千瓦，相当于美

妙燃烧500万吨煤释放的热量。太阳能的利用包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等，目前的太阳能利用主要有光热和光电两种方式。

太阳能热利用，是指将太阳能转化为热能，再将热能加以利用的能量转化过程，它是目前最成熟也是最广泛应用的太阳能利用技术，广泛应用于供热、供暖等方面，如太阳能热水器、箱式太阳灶等。

将太阳能转化为电能是大规模利用太阳能的基础。太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电间接转换方式，另一种是光—电直接转换方式。前者光—热转换过程与太阳热能利用相同，热—电转换与火力发电同理；后者光—电直接转换是利用光电效应，将太阳辐射直接转换成电能，目前常用的是硅太阳电池（光伏发电，光生伏特效应），广泛应用于人造卫星、太阳能路灯等。长远来看，光电直接转换的方式将是太阳辐射能比较切实可行的利用办法，它为人类未来大规模利用太阳能开辟广阔前景，但就目前而言，它的成本过高，受到经济限制。

太阳能的优势：（1）可再生能源，可以永续利用，没有匮乏之虞；（2）是清洁能源，不产生废气物，不会污染环境；（3）数量巨大，每年到达地球表面的太阳辐射能约为130万亿吨标准煤，即约为目前全世界所消耗的各种能量总和的10000倍；（4）分布广泛，除了地球两极外，世界各地每天都会见到阳光。

太阳能可能或已经存在的问题：（1）密度低。北回归线附近，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能按全年日夜平均只有200W左右。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备。（2）变化大。白天太阳光照射，晚上则没有太阳，即使同一个地点，也受到季节变换、天气变化的影响，因此到达某一地面的太阳辐射既是间断的，又是极不稳定的。（3）成本高。能量密度低是导致太阳能设备成本高的主要原因，蓄能也是太阳能利用中的薄弱环节，光电转换效率低则是制约太阳能光伏产业发展的瓶颈。

太阳能发展展望：据世界能源组织(IEA)、欧洲联合研究中心、欧洲光伏工业协会预测, 2020年世界光伏发电将占总电力的l%，到2040年光伏发电将占全球发电量的20%，按此推算未来数十年，全球光伏产业的增长率将高达25%一30%。明显，产业政策成为引导光伏市场转移的源动力，美国、日本和欧盟市场的阶段性转移特征表明，目前全球范围内光伏市场的需求更多是外生性的政策推动，真实需求还尚未启动，可以说全球光伏市场的需求增长将取决产业政策的强弱。各国光伏产业的发展历史表明一条基本的政策路径，初期阶段，通过政府补贴、信贷优惠和强行购电政策来引导光伏产业的快速发展，完善产业链并合理疏导社会资本的流入，通过生产规模扩张、技术创新推动光伏发电成本的下降，推动真实的市场需求，以完成最终取代化石能源的目的。

3.生物质能

现今我们所了解的生物能源的最基本来源是生物质。生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种，生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。生物质具体的种类

很多，植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。在农村，这类东以前西许多都被当做废物而废弃，不仅浪费资源而且也污染环境。现在，有了生物能源的运用，可以提高资源利用率。生物质能源的最重要的特点在于其既是保障能源安全的重要途径之一，又兼具减轻环境污染的特点。在这一点上，作为生物质能源家族一员的能源作物更是表现得淋漓尽致。如甜高粱，不仅可以通过能量转换替代化石液体燃料，保障能源安全，同时还能保障粮食安全，而且还能吸收二氧化碳，加工过程中无污染，原料得以物尽其用。生物质能源还在于它是可再生能源领域唯一可以转化为液体燃料的能源。它不仅具有资源再生、技术可靠的特点，而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。并且生物质能源还可以有效促进能源农业的发展，能够助推社会主义新农村建设的发展。能源作物的大面积种植可以开发利用闲置的荒漠地、盐碱地，有利于这些质地差的土壤逐渐改良，更有利于农业产业结构调整，还可以培育出致力于可再生能源利用领域的新型农民。不仅如此，它还可以吸纳农村剩余劳动力，增加农民收入，农民的收入来源也变得更加多元化。这对于广大农民来说无疑是一个好消息。生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。因此，利用高新技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的.随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展,化石能源也被大规模利用,产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡,为了进行可持续发展,以及化石能源的弊端日益显现,生物能源的开发和利用又被人们所侧重. 因此,人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代,意义十分重大:能大量利用农村的土地,提高农民收入.直接增加能源供给,改善大气环境,使二氧化碳的排放与吸收形成良性循环,缓解二氧化碳排放的压力.当前生物能源的主要形式有沼气,生物制氢,生物柴油和燃料乙醇.我现在则着重介绍燃料乙醇

4.地热能

地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。其储量比目前人们所利用能量的总量多很多，大部分集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。它不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能而且是可再生的。

优点：1.可再生 2.分布广泛 3.蕴藏量丰富 4.单位成本低（单位成本比开探石化燃料或核能） 5.建造地热厂时间短且容易缺点: 1.资金投资大 2.受地域限制 3.热效率低，有30%的地热能用来推动涡轮发电机 4.所流出的热水含有很高的矿物质 5.一些有毒气体会随着热气，而喷入空气中，造成空气污染

5.海洋能

海洋能特点：

海洋能源与常规能源相比具有以下特点：1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，能量密度低而单位体积、单位面积、历史老照片不能说的秘密慈禧军阀明末清初文革晚清单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。海洋能广泛地存在于占地球表面积71%的海洋上，所以其总蕴藏量却是巨大的。据国外学者们计算，

全世界各种海洋能固有功率的数量以温差能和盐差能最大为1010KW，波浪能和潮汐能居中均为1O9KW，海流能最小为1O8KW。另外，由于海洋永不间断地接受着太阳辐射和月亮太阳的作用，所以海洋能又是可再生的，因此海洋能可称谓取之不尽，用之不竭。当然，也必须指出，以上巨量的海洋能资源，并不是全部可以开发利用。据1981年联合国教科文组织出版的《海洋能开发》一书估计，全球海洋能理论可再生的功率为766亿KW，技术上允许利用的功率仅为64亿KW，即使如此，这一数字也为80年代初全世界发电机装机总容量的两倍。 2.能量随时空变化，但有规律可循。各种海洋能按各自的规律发生和变化。就空间而言，既因地而异，又不能搬迁，各有各自的富集海域。温差能主要集中在低纬度大洋深水海域，我国主要在南海(远海、深海):潮汐、潮流能主要集中在沿岸海域，我国东海沿岸最富集(沿岸、浅海):海流能主要集中在北半球两大洋西侧，我国主要在东海的黑潮流域(外海、深海);波浪能近海、外海都有，但以北半球两大洋东侧中纬度(300-400N)和南极风暴带(400-500S)最富集，我国东海和南海北部较大(全海域);盐差能主要在江河入海口附近沿岸，我国主要在长江和珠江等河口(沿岸、浅海)。就时间而言，除温差能和海流能较稳定外，其他均具有明显的日、月变化和年变化，故海洋能发电多存在不稳定性。不过，各种海洋能能量密度的时间变化一般均有规律性，可以予报，特别是潮汐和潮流的变化，目前已能做出较准确的予报。 3.开发环境严酷，一次性投资大，单位装机造价高，但不污染环境，不占用土地，可综合利用.由于不论在沿岸近海，还是在外海深海，开发海洋能资源都存在风、浪、流等动力作用，海水腐蚀，海生物附着以及能量密度低等问题，致使转换装置设备庞大、要求材料强度高、防腐好、设计施工技术复杂、投资大造价高.但是，由于海洋能发电在沿岸和海上进行，所以不但不占用土地资源，不需要迁移人口，而且还多具有综合利用效益。同时，由于海洋能发电不消耗一次性矿物燃料，所以既不付燃料费，又不受能源枯竭的威胁。另外，海洋能发电几乎都不伴有氧化还原反应，并且不向大气排出有害气体和热。故也不存在常规能源和原子能发电多存在的环境污染问题，这就避免了很多社会问题的处理。