文獻(xiàn)檢索 目前全球使用的能源有哪些?存在的問題有哪些?

【專家解說】：綠色能源也稱清潔能源，它可分為狹義和廣義兩種概念。狹義的綠色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽?。這些能源消耗之后可以恢復(fù)補(bǔ)充，很少產(chǎn)生污染。廣義的綠色能源則包括在能源的生產(chǎn)、及其消費(fèi)過程中，選用對(duì)生態(tài)環(huán)境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤(將煤通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成煤氣或「煤」油，通過高新技術(shù)嚴(yán)密控制的燃燒轉(zhuǎn)變成電力)和核能等。 太陽能 太陽是一個(gè)巨大、久遠(yuǎn)、無盡的能源，同時(shí)也是許多能源的來源。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量(約?3.75×1026W)的22億分之一，但已高達(dá)173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。 地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠(yuǎn)古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。 太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它的資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境沒有任何污染。但太陽能也有兩個(gè)主要缺點(diǎn):一是能流密度低;二是其強(qiáng)度受各種因素(季節(jié)、地點(diǎn)、氣候等)的影響不能維持常量。這兩大缺點(diǎn)大大限制了太陽能的有效利用。 地?zé)崮? 地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮?，它起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變，其利用可分成地?zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類。 地?zé)崮艿膬?chǔ)量比目前人們所利用的總量多很多倍，而且集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶、該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果熱量提取的速度不超過補(bǔ)充的速度，那么地?zé)崮鼙闶强稍偕?。地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，據(jù)估計(jì)，每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)于100PW·h。 不過，地?zé)崮艿姆植枷鄬?duì)來說比較分散，開發(fā)難度較大。 風(fēng)能 風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，生溫差，從而引起大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。全球的風(fēng)能約為2.74X109MW，其中可利用的風(fēng)能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。 風(fēng)能是一種有巨大發(fā)展?jié)摿Φ臒o污染可再生能源，特別是對(duì)沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場(chǎng)，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在已開發(fā)國家，高效潔凈的風(fēng)能也日益受到重視。 海洋能 大海，不僅為人類提供航運(yùn)、水源和豐富的礦藏，而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量，它將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里，不像在陸地和空中那樣容易散失。 海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲(chǔ)存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中，分述如下: 潮汐與潮流能來源于月球、太陽引力，其他海洋能均來源于太陽輻射，海洋面積占地球總面積的71%，太陽到達(dá)地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分轉(zhuǎn)化成各種形式的海洋能。 海水溫差能是熱能，低緯度的海面水溫較高，與深層冷水存在溫度差，而儲(chǔ)存著溫差熱能，其能量與溫差的大小和水量成正比。 潮汐、潮流，海流、波浪能都是機(jī)械能，潮汐能是地球旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量通過太陽和月亮的引力作用而傳遞給海洋的，并由長周期波儲(chǔ)存的能量，潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比;潮流、海流的能量與流速平方和通流量成正比;波浪能是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動(dòng)能的形式由短周期波儲(chǔ)存的機(jī)械能，波浪的能量與波高的平方和波動(dòng)水域面積成正比。 河口水域的海水鹽度差能是化學(xué)能，入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差，若隔以半透膜，淡水向海水一側(cè)滲透可生滲透壓力，其能量與壓力差和滲透流量成正比。因此各種能量涉及的物理過程開發(fā)技術(shù)及開發(fā)利用程度等方面存在很大的差異。 生物能 生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，生物能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用。在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。 據(jù)估計(jì)地球上每年植物光合作用固定的碳達(dá)2x1011t，含能量達(dá)3x1021J，因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能源，生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊(yùn)藏量極大。世界上生物質(zhì)資源數(shù)量龐大，形式繁多，其中包括薪柴，農(nóng)林作物，尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物，農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘剩物，食品加工和林?品加工的下腳料，城市固體廢棄物，生活污水和水生植物等等。 氫能 氫能是一種二次能源，因?yàn)樗峭ㄟ^一定的方法利用其他能源制取的，而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采，這種能源總有枯竭的一天，而氫能若能從中生產(chǎn)，則可望能抒解能源危機(jī)的警戒。 在自然界中，氫已和氧結(jié)合成水，必須用熱分解或電分解的方法把氫從水中分離出來。燃料電池即是將氫與氧直接通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電與水，一個(gè)步驟就可發(fā)電，發(fā)電較傳統(tǒng)方式有效率。商品化后，這樣的發(fā)電系統(tǒng)不但適合一般家庭使用，其副產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱水，大約在攝氏40到60度間，相當(dāng)適合家庭洗澡與廚房利用，一舉兩得。