未來20年會有哪些新能源產(chǎn)生?

【專家解說】：從地球蘊(yùn)藏的能源數(shù)量來看，自然界存在有無限的能源資源。僅就太陽能而言，太陽每秒鐘通過電磁波傳至地球的能量達(dá)到相當(dāng)于500多噸煤燃燒放出的熱量。這相當(dāng)于一年中僅太陽能就有130萬億噸煤的熱量，大約為全世界目前一年耗能的一萬多倍。不過，由于人類開發(fā)與利用地球能源尚受到社會生產(chǎn)力，科學(xué)技術(shù)、地理原因及世界經(jīng)濟(jì)、政治等多方面因素的影響與制約。包括太陽能、風(fēng)能、水能在內(nèi)的巨大數(shù)量的能源，可以利用的僅占微乎其微的比例，因而，繼續(xù)發(fā)展的潛力巨大。人類能源消費(fèi)的劇增、化石燃料的匱乏至枯竭以及生態(tài)環(huán)境的日趨惡化，逼使人們不得不思考人類社會的能源問題。國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，依仗能源的可持續(xù)供給，這就必須研究開發(fā)新能源和可再生能源。 太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，也是人類可利用的最豐富的能源。太陽每年投射到地面上的輻射能高達(dá)1.05×1018千瓦時(3.78×1024J)，相當(dāng)于1.3×106億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。按目前太陽的質(zhì)量消耗速率計，可維持6×1010年。所以可以說它是“取之不盡，用之不竭”的能源。但如何合理利用太陽能，降低起開發(fā)和轉(zhuǎn)化的成本，是新能源開發(fā)中面臨的重要問題。 風(fēng)能是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機(jī)械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水、助航、制冷和致熱等。風(fēng)力發(fā)電是主要的開發(fā)利用方式。中國的風(fēng)能總儲量估計為1.6×109千瓦，列世界第三位，由廣闊的開發(fā)前景。風(fēng)能是一種自然能源，由于風(fēng)的方向及大小都變幻不定，因此其經(jīng)濟(jì)性和實用性由風(fēng)車的安裝地點、方向、風(fēng)速等多種因素綜合決定。 對于核電站，人們有許多誤解，其實核能發(fā)電是一種清潔、高效的能源獲取方式。對于核裂變，核燃料是鈾、钚等元素，核聚變的燃料則是氘、氚等物質(zhì)。有些物質(zhì)，例如釷，本身并非核燃料，但經(jīng)過核反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為核燃料。我們把核燃料和可以轉(zhuǎn)化為核燃料的物質(zhì)總稱為核資源。 近年來，許多發(fā)展中國家雖然都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。由于小水電站投資小、風(fēng)險低、效益穩(wěn)、運(yùn)營成本比較低，在國家各種優(yōu)惠政策的鼓勵下，全國掀起了一股投資建設(shè)小水電站的熱潮，尤其是近年來，由于全國性缺電嚴(yán)重，民企投資小水電如雨后春筍，悄然興起。國家鼓勵合理開發(fā)和利用小水電資源的總方針是確定的，2003年開始，特大水電投資項目也開始向民資開放。2005年，根據(jù)國務(wù)院和水利部的“十一五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃，我國將對民資投資小水電以及小水電發(fā)展給予更多優(yōu)惠政策。 氫是一種二次能源，一種理想的新的含能體能源，在人類生存的地球上，雖然氫是最豐富的元素，但自然氫的存在極少。因此必需將含氫物質(zhì)加工后方能得到氫氣。最豐富的含氫物質(zhì)是水，其次就是各種礦物燃料(煤、石油、天然氣)及各種生物質(zhì)等。氫不但是一種優(yōu)質(zhì)燃料，還是石油、化工、化肥和冶金工業(yè)中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要氫，如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等;化工中制氨、制甲醇也需要氫。氫還用來還原鐵礦石。用氫制成燃料電池可直接發(fā)電。采用燃料電池和氫氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，其能量轉(zhuǎn)換效率將遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的火電廠。隨著制氫技術(shù)的進(jìn)步和貯氫手段的完善，氫能將在21世紀(jì)的能源舞臺上大展風(fēng)采。 地?zé)崾侵竵碜缘叵碌臒崮苜Y源。我們生活的地球是一個巨大的地?zé)釒?，僅地下10千米厚的一層，儲熱量就達(dá)1.05×1026焦耳，相當(dāng)于9.95×1015標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的熱量。地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。老的技術(shù)現(xiàn)在依然富有生命力，新技術(shù)業(yè)已成熟，并且在不斷地完善。在能源的開發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓方面，未來的發(fā)展?jié)摿ο喈?dāng)大。地?zé)崮苁翘焐蛢Υ嬖诘叵碌?，不受天氣狀況的影響，既可作為基本負(fù)荷能使用，也可根據(jù)需要提供使用。 海洋能通常指蘊(yùn)藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽差能等。海洋能蘊(yùn)藏豐富，分布廣，清潔無污染，但能量密度低，地域性強(qiáng)，因而開發(fā)困難并有一定的局限。開發(fā)利用的方式主要是發(fā)電，其中潮汐發(fā)電和小型波浪發(fā)電技術(shù)已經(jīng)實用化。波浪能發(fā)電利用的是海面波浪上下運(yùn)動的動能。1910年，法國的普萊西克發(fā)明了利用海水波浪的垂直運(yùn)動壓縮空氣，推動風(fēng)力發(fā)動機(jī)組發(fā)電的裝置，把1千瓦的電力送到岸上，開創(chuàng)了人類把海洋能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南群印Ｄ壳耙验_發(fā)出60~450千瓦的多種類型波浪發(fā)動裝置。 此外，正在研究開發(fā)的還有氫能。主要是用電解法、熱化學(xué)法、光電化學(xué)法、等離子體化學(xué)法等制備氫氣，用壓縮、低溫液化或貯氫合金吸收等方法貯存，或直接用作燃料，或制成氫燃料電池，用于發(fā)電河用作各種機(jī)動車、飛行器燃料及家用燃料等;還有生物質(zhì)能，是指植物葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，目前發(fā)展中的開發(fā)利用技術(shù)主要是，通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成可燃?xì)怏w、焦油等，通過生物化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)將生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下轉(zhuǎn)換成沼氣、酒精等，通過壓塊細(xì)蜜成型技術(shù)將生物質(zhì)壓縮成高密度固體燃料等。 能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，清潔燃料的供給能力密切關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，是國家戰(zhàn)略安全保障的基礎(chǔ)之一。我國是能源消耗大國，2000年一次能源消費(fèi)量為7.5億噸油當(dāng)量，僅次于美國成為世界第二人能源消費(fèi)國，到本世紀(jì)中葉我國全面達(dá)到小康水平時，一次能源的消費(fèi)量將達(dá)到30多億噸油當(dāng)量。然而目前我國人均一次能源的消費(fèi)量不到美國的1/18，僅為世界平均水平的1/3。與世界一次能源構(gòu)成不同的是我國以煤為主，煤占一次能源的比例為63.6%，由于煤的高效、潔凈利用難度大，使用過程中已對人類的生存環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。另一方面我國人均能源資源嚴(yán)重不足，人均石油儲量不到世界平均水平的1/10，人均煤炭儲量僅為世界平均值的1/2。預(yù)計到2010年，我國石油供需缺口 1億噸，天然氣缺口 400億立方米。因此，開發(fā)潔凈可再生能源已成為緊迫的課題。