能源是一切生命生存的基礎(chǔ)，植物需要吸收光能，動(dòng)物需要攝入食物的化學(xué)能。人類由于發(fā)現(xiàn)并利用了煤炭而步入現(xiàn)代化社會(huì)，在某種意義上講，人類社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進(jìn)能源技術(shù)的使用。所謂優(yōu)質(zhì)能源就是指能量密度高、易獲得、可控制的能源。
按照是否可再生、利用方式、開(kāi)發(fā)周期等能源可以劃分為多種類型?，F(xiàn)如今溫室效應(yīng)的環(huán)境壓力下，發(fā)展清潔能源已成為全球社會(huì)的共識(shí)。點(diǎn)擊下圖，讓我們一起了解各種清潔能源吧！
1） 風(fēng)能是什么？
是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量，屬于可再生能源（包括水能，生物能等）?？諝饬骶哂械膭?dòng)能稱風(fēng)能。空氣流速越高，動(dòng)能越大。人們可以用風(fēng)車(chē)把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作去推動(dòng)發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生電力。
2） 全球風(fēng)能總量有多大，在中國(guó)風(fēng)力資源主要分布在哪里呢？
全球的風(fēng)能約為2.74萬(wàn)億千瓦，其中可利用的風(fēng)能為200億千瓦（目前全球風(fēng)電裝機(jī)約3.2億千瓦），比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。我國(guó)10米高度層的風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為32.26億千瓦，其中實(shí)際可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億千瓦。
中國(guó)近海風(fēng)能資源約為陸地的3倍，中國(guó)可開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源總量約為10億千瓦。東南沿海及其附近島嶼是風(fēng)能資源豐富地區(qū)，新疆北部、內(nèi)蒙古 、甘肅北部也是中國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)。黑龍江、吉林東部、河北北部及遼東半島的風(fēng)能資源也較好。
青藏高原隨風(fēng)速大，但海拔高、空氣密度小，所以有效風(fēng)能密度也較低。云南、貴州、四川、甘肅、陜西南部、河南、湖南西部、福建、廣東、廣西的山區(qū)及新疆塔里木盆地和西藏的雅魯藏布江為風(fēng)能資源貧乏地區(qū)。其中青海、甘肅、新疆和內(nèi)蒙可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量分別為1143萬(wàn)千瓦、2421萬(wàn)千瓦、3433萬(wàn)千瓦和6178萬(wàn)千瓦，是中國(guó)大陸風(fēng)能儲(chǔ)備最豐富的地區(qū)。
風(fēng)能是一種干凈的自然能源，不會(huì)像常規(guī)能源（如煤電，油電）那樣造成環(huán)境污染的問(wèn)題。平均每裝一臺(tái)單機(jī)容量為1兆瓦的風(fēng)能發(fā)電機(jī)，每年可以減排2000噸二氧化碳（相當(dāng)于種植1平方英里的樹(shù)木）、10噸二氧化硫、6噸二氧化氮。風(fēng)能產(chǎn)生1兆瓦小時(shí)的電量可以減少0.8~0.9噸的溫室氣體，相當(dāng)于煤或礦物燃料一年產(chǎn)生的氣體量。而且風(fēng)機(jī)不會(huì)危害鳥(niǎo)類和其它野生動(dòng)物。在常規(guī)能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3） 風(fēng)能的利用
風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動(dòng)力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主。以風(fēng)能作動(dòng)力，就是利用風(fēng)來(lái)直接帶動(dòng)各種機(jī)械裝置，如帶動(dòng)水泵提水等這種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：投資少、工效高、經(jīng)濟(jì)耐用。
4） 何謂風(fēng)力發(fā)電？風(fēng)力發(fā)電的基本工作原理是什么？
眾所周知，風(fēng)是空氣流動(dòng)的結(jié)果，它是由地球自轉(zhuǎn)和太陽(yáng)輻射共同作用形成的。以風(fēng)力為動(dòng)力做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)（風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能），產(chǎn)生能量（機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能），這種發(fā)電方式叫做風(fēng)力發(fā)電。
5） 發(fā)展風(fēng)力發(fā)電具有什么優(yōu)勢(shì)？
風(fēng)電技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，可用率已達(dá)95%以上，已是一種安全可靠的能源，風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性日益提高，發(fā)電成本已接近煤電，低于油電與核電，若計(jì)及煤電的環(huán)境保護(hù)與交通運(yùn)輸?shù)拈g接投資，則風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性將優(yōu)于煤電。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)工期短，單臺(tái)機(jī)組安裝僅需幾周，從土建、安裝到投產(chǎn)，只需半年至一年時(shí)間，是煤電、核電無(wú)可比擬的。
投資規(guī)模靈活，有多少錢(qián)裝多少機(jī)。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、邊疆來(lái)說(shuō)，可作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種有效途徑。
6） 什么是風(fēng)電場(chǎng)？
風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)（簡(jiǎn)稱風(fēng)電場(chǎng)），是將多臺(tái)大型并網(wǎng)式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在風(fēng)能資源好的場(chǎng)地,按照地形和主風(fēng)向排成陣列，組成機(jī)群向電網(wǎng)供電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)就像種莊稼一樣排列在地面上，故形象地稱為“風(fēng)力田”。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)于20世紀(jì)80年代初在美國(guó)的加利福尼亞州興起，現(xiàn)在被全世界大力發(fā)展風(fēng)電的各個(gè)國(guó)家廣泛采用。
1）什么是原子能?
原子是由質(zhì)子、中子和電子組成。 原子的核心部分稱為原子核，由質(zhì)子和中子構(gòu)成。原子能即原子核能，是核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放出的能量。
例如，核電站所用的核燃料中有效成分是鈾235，如果能讓1千克鈾235的原子核全部分裂成碎片(裂變)，則它可以釋放出相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出的能量。
2）什么是核電站？
核電站是利用核能來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)電力的發(fā)電站。它與我們常見(jiàn)的火力發(fā)電廠一樣，都用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它們的主要不同在于蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)?；痣娬疽揽咳紵剂?煤、石油或天然氣)釋放的化學(xué)能制造蒸汽，核電站則依靠核燃料的核裂變反應(yīng)釋放的核能來(lái)制造蒸汽。
請(qǐng)進(jìn)入核電博物館，走進(jìn)核科學(xué)的世界吧！
1） 太陽(yáng)能是什么？
一般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。太陽(yáng)內(nèi)部高溫核聚變反應(yīng)所釋放的輻射能，其中約二十億分之一到達(dá)地球大氣層，是地球上光和熱的源泉自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽(yáng)光曬干物件，但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。
太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。
2） 我國(guó)太陽(yáng)能資源分布
在我國(guó)，西藏西部太陽(yáng)能資源最豐富，最高達(dá)每平方米2333千瓦時(shí)（日輻射量每平方米6.4千瓦時(shí)），居世界第二位，僅次于撒哈拉大沙漠。根據(jù)各地接受太陽(yáng)總輻射量的多少，可將全國(guó)劃分為五類地區(qū)。
3） 太陽(yáng)能的利用
（1） 光與熱的轉(zhuǎn)換。如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能灶、太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)等。
（2） 光與電的轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能車(chē)、船等。
太陽(yáng)能清潔能源是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)換成為其他形式的熱能、電能、化學(xué)能，能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中不產(chǎn)生其他有害的氣體或固體廢料，是一種環(huán)保、安全、無(wú)污染的新型能源。目前開(kāi)展的對(duì)太陽(yáng)能綜合利用的全生命評(píng)估(LCA)結(jié)果顯示，以往的太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換的利用方式，由于依賴太陽(yáng)能電池板這一生產(chǎn)過(guò)程中高污染、高耗能的材料，因此利用成本和環(huán)境代價(jià)都較高。目前研究的熱電在太陽(yáng)能熱利用方向上。
4） 光熱發(fā)電是什么？
太陽(yáng)能光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽(yáng)熱能，通過(guò)換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。采用太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)，避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，可以大大降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽(yáng)能利用還有一個(gè)其他形式的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，即太陽(yáng)能所燒熱的水可以儲(chǔ)存在巨大的容器中，在太陽(yáng)落山后幾個(gè)小時(shí)仍然能夠帶動(dòng)汽輪發(fā)電。
5） 什么是光熱電站?
這種發(fā)電站就是先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成熱能,然后再通過(guò)機(jī)械能裝置轉(zhuǎn)變成電能。熱能充當(dāng)了從太陽(yáng)能到電能的“中介人”。太陽(yáng)能熱電站的能量轉(zhuǎn)換它與分布式聚光器的主要區(qū)別是吸熱裝置不同。電站有一個(gè)高塔，塔頂上裝有鍋爐（中心接收器），塔的周?chē)b有平面反射鏡（定日鏡），它把陽(yáng)光反射后集中在鍋爐上，把鍋爐內(nèi)的工作物質(zhì)水加熱成高溫高壓蒸汽。高溫高壓蒸汽通過(guò)管道一部分輸送到汽輪發(fā)電機(jī)，一部分輸送到儲(chǔ)熱器把熱能儲(chǔ)存起來(lái)，以備無(wú)陽(yáng)光時(shí)使用。目前美國(guó)、日本等國(guó)已建成少量太陽(yáng)能發(fā)電站。我國(guó)也已開(kāi)展了大量的研究與試驗(yàn)工作，特別是在分布式和塔式太陽(yáng)能發(fā)電站方面，已取得可喜的進(jìn)展。
6） 光熱發(fā)電的原理
太陽(yáng)能光熱發(fā)電的原理是，通過(guò)反射鏡將太陽(yáng)光匯聚到太陽(yáng)能收集裝置，利用太陽(yáng)能加熱收集裝置內(nèi)的傳熱介質(zhì)（液體或氣體），再加熱水形成蒸汽帶動(dòng)或者直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。太陽(yáng)能熱發(fā)電在早上6點(diǎn)鐘以前即可供應(yīng)能量，之后可持續(xù)供應(yīng)能量到24點(diǎn)，這是光伏發(fā)電所不能達(dá)到的。
7） 光熱發(fā)電的優(yōu)勢(shì)在哪里？
從技術(shù)角度上看，光熱發(fā)電有其獨(dú)到的三大優(yōu)勢(shì)。一是上網(wǎng)功率平穩(wěn)，時(shí)間長(zhǎng)?？紤]云遮情況，目前蓄熱時(shí)間10小時(shí)左右，而光伏卻沒(méi)有蓄電系統(tǒng)。二是余熱綜合利用，這是其他新能源所沒(méi)有的特性。這個(gè)特性可使光熱發(fā)電與常規(guī)能源實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)減煤目標(biāo)，達(dá)到節(jié)能減排效果。三是優(yōu)異的環(huán)境特性。光熱發(fā)電每千千瓦時(shí)電量排出二氧化碳僅有12千克，光伏發(fā)電是110千克，天然氣發(fā)電為435千克，煤電為900千克。
8） 光伏發(fā)電是什么？
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
9） 什么是光伏電站?
光伏電站是利用太陽(yáng)能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。
10） 光伏發(fā)電的原理是什么呢？
光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件。光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級(jí)電站，小到玩具，光伏電源無(wú)處不在。
11） 光伏發(fā)電優(yōu)點(diǎn)有哪些？
（1） 太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，地球表面接受的太陽(yáng)輻射能，足夠滿足目前全球能源需求的1萬(wàn)倍。只要在全球4%沙漠上安裝太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，所發(fā)電力就可以滿足全球的需要。太陽(yáng)能發(fā)電安全可靠，不會(huì)遭受能源危機(jī)或燃料市場(chǎng)不穩(wěn)定的沖擊；
（2） 太陽(yáng)能隨處可處，可就近供電，不必長(zhǎng)距離輸送，避免了長(zhǎng)距離輸電線路的損失；
（3） 太陽(yáng)能不用燃料，運(yùn)行成本很低；
（4） 太陽(yáng)能發(fā)電沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不易用損壞，維護(hù)簡(jiǎn)單，特別適合于無(wú)人值守情況下使用；
（5） 太陽(yáng)能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生任何廢棄物，沒(méi)有污染、噪聲等公害，對(duì)環(huán)境無(wú)不良影響，是理想的清潔能源；
（6） 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，方便靈活，而且可以根據(jù)負(fù)荷的增減，任意添加或減少太陽(yáng)能方陣容量，避免浪費(fèi)。
12） 居民太陽(yáng)能發(fā)電優(yōu)勢(shì)眾多，多在哪？
目前，我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主要以火電為主，每年向大氣中排放大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物。而我國(guó)太陽(yáng)能資源卻很豐富。數(shù)據(jù)顯示,太陽(yáng)能發(fā)電資源能達(dá)到2.1萬(wàn)億千瓦，只需開(kāi)發(fā)1%即達(dá)到210億千瓦，這在國(guó)家節(jié)能減排事業(yè)中發(fā)揮重要作用。
一是能量投入產(chǎn)出比高。從新建電站所消耗能量與電站運(yùn)行周期內(nèi)的發(fā)電量之比看，太陽(yáng)能發(fā)電可達(dá)10～15倍，在光照良好的地區(qū)可達(dá)到15～20倍，這么巨大的能量產(chǎn)出與其他能源相比有很大優(yōu)勢(shì)。
二是從電站建設(shè)成本看，隨著太陽(yáng)能發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用和推廣，尤其是晶體硅產(chǎn)業(yè)和光伏發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，建筑房頂、外墻等平臺(tái)的復(fù)合開(kāi)發(fā)利用，每千瓦太陽(yáng)能發(fā)電建設(shè)成本在近幾年內(nèi)可能降至7000元～10000元，相比其他可再生能源具有同樣經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
三是碳排放量最少。從目前各種發(fā)電方式的碳排放量來(lái)看，煤電為275克，油發(fā)電為20克，天然氣發(fā)電為181克，風(fēng)力發(fā)電為204克，而太陽(yáng)能發(fā)電則接近零排放。如果安裝90平方米的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，日發(fā)電量最高可達(dá)到18度，年發(fā)電量平均達(dá)到5000度，相當(dāng)于節(jié)省約1900公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳6噸。
四是轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)最少最直接。太陽(yáng)能發(fā)電直接將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能，對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較少、利用也最為直接。
13） 我的屋頂想裝太陽(yáng)能發(fā)電，系統(tǒng)包括些什么？
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是由太陽(yáng)能電池方陣、控制器、蓄電池組、逆變器等設(shè)備組成，其各部分設(shè)備的作用是：
(1)太陽(yáng)能電池方陣。太陽(yáng)電池方陣由太陽(yáng)電池組合板和方陣支架組成。因?yàn)閱蝹€(gè)太陽(yáng)電池的電壓一般比較低，所以通常都要把它們串、并聯(lián)構(gòu)成有實(shí)用價(jià)值的太陽(yáng)電池板，作為一個(gè)應(yīng)用單元，然后根據(jù)供電要求，再由多個(gè)應(yīng)用單元的串、并聯(lián)組成太陽(yáng)能電池方陣。太陽(yáng)能電池板（某些半導(dǎo)體材料，主要是多晶硅、單晶硅以及非晶硅，經(jīng)過(guò)一定工藝組裝起來(lái)）是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中的最主要組成部分，也是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。太陽(yáng)能電池板在有光照情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光電效應(yīng)”。在光電效應(yīng)的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能，它是能量轉(zhuǎn)換的器件。
(2)蓄電池組。其作用是貯存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。在太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，可不加蓄電池組。
(3)控制器。對(duì)電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的裝置。
(4)逆變器。是將太陽(yáng)能電池方陣和蓄電池提供的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備，是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。由于太陽(yáng)能電池和蓄電池是直流電源，當(dāng)負(fù)載是交流負(fù)載時(shí)，逆變器是必不可少的。逆變器按運(yùn)行方式，可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨(dú)立負(fù)載供電。
1） 海洋能源是什么？
海洋能源通常指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生的自然能源，主要為潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽(yáng)能以及海洋生物質(zhì)能等。海洋能的表現(xiàn)形式多種多樣，通常包括：潮汐能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海流能等。
2） 潮汐能
潮汐能是從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量。潮汐能包括潮汐和潮流兩種運(yùn)動(dòng)方式所包含的能量，潮水在漲落中蘊(yùn)藏著巨大能量，這種能量是永恒的、無(wú)污染的能量。潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量成為潮汐能。
3） 波浪能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能，是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，它實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而形成的。
4） 溫差能
溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋是地球上一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱和蓄熱器。由太陽(yáng)投射到地球表面的太陽(yáng)能大部分被海水吸收，使海洋表層水溫升高。赤道附近太陽(yáng)直射多，其海域的表層溫度可達(dá)25～28℃，波斯灣和紅海由于被炎熱的陸地包圍，其海面水溫可達(dá)35℃。而在海洋深處50O～1000米處海水溫度卻只有3～6℃。這個(gè)垂直的溫差就是一個(gè)可供利用的巨大能源。在大部分熱帶和亞熱帶海區(qū)，表層水溫和1000米深處的水溫相差20℃以上，這是熱能轉(zhuǎn)換所需的最小溫差。
5） 鹽差能
鹽差能是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。地球上的水分為兩大類：淡水和咸水。全世界水的總儲(chǔ)量為152.6立方千米，其中97.2％為分布在大洋和淺海中的咸水。在陸地水中，2.15%為位于兩極的冰蓋和高山的冰川中的儲(chǔ)水，余下的0.65%才是可供人類直接利用的淡水。海洋的咸水中含有各種礦物和大量的食鹽，1立方千米的海水里即含有3600萬(wàn)噸食鹽。在淡水與海水之間有著很大的滲透壓力差（相當(dāng)于240米的水頭）。
6） 海流能
海流能是另一種以動(dòng)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。所謂海流主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于節(jié)能環(huán)保潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。其中一種是海水環(huán)流，是指大量的海水從一個(gè)海域長(zhǎng)距離地流向另一個(gè)海域。海水流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大能量。
1） 生物質(zhì)能是什么?
生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，光合作用利用空氣中的二氧化碳和土壤中的水，將吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為碳水化合物和氧氣。在各種可再生能源中，生物質(zhì)能是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物中的一種能量形式，是以生物質(zhì)為載體的能量，是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。
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，食品加工和林產(chǎn)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（中國(guó)生物質(zhì)資源主要是農(nóng)業(yè)廢棄物及農(nóng)林產(chǎn)品加工業(yè)廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮(zhèn)生活垃圾等四個(gè)方面）。生物質(zhì)能的原始能量來(lái)源于太陽(yáng)，所以從廣義上講，生物質(zhì)能是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式。
2） 生物質(zhì)能的利用
生物質(zhì)能是一種清潔優(yōu)質(zhì)的可再生能源，有著廣泛的用途。
（1） 農(nóng)作物秸稈是能源
農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，也是我國(guó)農(nóng)村的傳統(tǒng)燃料。秸稈資源與農(nóng)業(yè)主要是種植業(yè)生產(chǎn)關(guān)系十分密切。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)出量為6.04億噸，其中造肥還田及其收集損失約占15%，剩余5.134億噸?？色@得的農(nóng)作物秸稈5.134億噸除了作為飼料、工業(yè)原料之外，其余大部分還可作為農(nóng)戶炊事、取暖燃料，目前全國(guó)農(nóng)村作為能源的秸稈消費(fèi)量約2.862億噸，但大多處于低效利用方式即直接在柴灶上燃燒，其轉(zhuǎn)換效率僅為10%~20%左右。采用秸稈氣化技術(shù)，通過(guò)對(duì)秸稈不完全燃燒或干餾，獲得可燃?xì)庾魅剂??；驅(qū)⒔斩捦ㄟ^(guò)生物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣作燃料。這些生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)可提高能源利用2~4倍，因此，加快秸稈的優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢(shì)在必行。
（2） 垃圾發(fā)電
垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進(jìn)行分類處理。其中：一是對(duì)燃燒值較高的進(jìn)行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機(jī)要物），在高溫焚燒（產(chǎn)生的煙霧經(jīng)過(guò)處理）中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣，推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。二是對(duì)不能燃燒的有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產(chǎn)生一種氣體叫甲烷，也叫沼氣。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸氣，推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。
（3） 沼氣
沼氣發(fā)酵又叫厭氧消化，是指利用人畜糞便、秸稈、污水等各種有機(jī)物在密閉的沼氣池內(nèi)，在厭氧（沒(méi)有氧氣）條件下，被種類繁多的沼氣發(fā)酵微生物分解轉(zhuǎn)化，最終產(chǎn)生沼氣的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，微生物是最活躍的因素，它們把各種固體或是溶解狀態(tài)的復(fù)雜有機(jī)物，按照各自的營(yíng)養(yǎng)需要，進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，最終生成沼氣。沼氣是一種混合氣體，可以燃燒，因?yàn)檫@種氣體最先是在沼澤中發(fā)現(xiàn)的，所以稱為沼氣，它的主要成分是甲烷占55%～70%左右，二氧化碳占25%～40%左右，此外還有少量氫氣、硫化氫、一氧化碳、氮和氨等。
（4） 新能源“生物柴油”
“生物柴油”是一種石油替代品。眾所周知，普通柴油是從石油中提煉的，而“生物柴油”則可從動(dòng)物、植物的脂肪中提取，在美國(guó)，目前主要從大豆中提取。這是因?yàn)槊绹?guó)的大豆產(chǎn)量很高，價(jià)格也便宜。此外，用“生物柴油”作汽車(chē)燃料對(duì)環(huán)保也有積極意義——排放的廢氣所含的二氧化碳遠(yuǎn)沒(méi)有用普通柴油那么多，而二氧化碳正是加劇溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?。美?guó)康奈爾大學(xué)的生態(tài)與農(nóng)業(yè)科學(xué)專家戴維•迪溫塔爾教授曾對(duì)數(shù)種替代能源作了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“大豆柴油”是一種極好的替代能源。與乙醇相比較，生產(chǎn)同等量的“大豆柴油”所消耗的能源要低得多。此外，原本使用普通柴油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)須改動(dòng)，就可改用“大豆柴油”，只是目前“大豆柴油”的生產(chǎn)成本還偏高，故售價(jià)略高于普通柴油。時(shí)下在美國(guó)，越來(lái)越多的私家車(chē)和政府及企業(yè)的車(chē)輛開(kāi)始使用“生物柴油”，或普通柴油與“生物柴油”的混合燃料。據(jù)悉，生產(chǎn)“生物柴油”還有另一種原料：餐館用過(guò)的廢棄食用油和炸過(guò)薯?xiàng)l的黃油。
（5） 能源新秀——海帶
巨型海帶的實(shí)用價(jià)值，在國(guó)外已有實(shí)例可查。據(jù)國(guó)內(nèi)一位專家指出，美國(guó)政府在加州外海開(kāi)辟了一片面積400平方千米的海底農(nóng)場(chǎng)，專門(mén)種植巨型海帶，每到收獲季節(jié)，以特殊的采收船采收之后，或利用海帶本身具有的細(xì)菌自然發(fā)酵，或以人工方法加速發(fā)酵，它一年所產(chǎn)生的合成天然氣高達(dá)6.226多億立方米，可供5萬(wàn)人口的城市一年之用，這是以美國(guó)家庭的燃料耗用量而言的。
（6） 能源新秀——巨藻
巨藻可以用來(lái)提煉藻膠，制造五光十色的塑料、纖維板，也是制藥工業(yè)的原料。近年來(lái)，科學(xué)家們對(duì)巨藻進(jìn)行了新的研究，發(fā)現(xiàn)它含有豐富的甲烷成分，可以用來(lái)制造煤氣。這一發(fā)現(xiàn)是引人矚目的。美國(guó)有關(guān)方面樂(lè)觀地估計(jì)，這一新的綠色能源具有誘人的前景。將來(lái)，它甚至可以滿足美國(guó)對(duì)甲烷的需求。
巨藻可以在大陸架海域進(jìn)行大規(guī)模養(yǎng)殖。由于成藻的葉片較集中于海水表面，這就為機(jī)械化收割提供了有利條件。巨藻的生長(zhǎng)速度是極為驚人的，每晝夜可長(zhǎng)高30厘米，一年可以收割3次。
最近，日本出光興產(chǎn)中央研究所的生物化學(xué)研究所等組成的科研小組宣布，他們成功地從一種淡水藻類中提取出了石油。這種藻類在吸收二氧化碳進(jìn)行光合作用的過(guò)程中體內(nèi)蓄集了石油。在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這種藻類不僅二氧化碳的吸收率高，而且其石油生成能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)想的程度。提取出的石油不僅發(fā)熱量高，而且氮、硫含量少。
3） 生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)有哪些？
生物質(zhì)能具備下列優(yōu)點(diǎn)：
（1） 提供低硫燃料；
（2） 提供廉價(jià)能源（于某些條件下）；
（3） 將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成燃料可減少環(huán)境公害（例如，垃圾燃料）；
（4） 與其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術(shù)上的難題較少。
4） 生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)
生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)和利用具有巨大的潛力，主要包括兩方面：一是建立以沼氣為中心的農(nóng)村新能量、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，使秸稈中的生物能以沼氣的形式緩慢地釋放出來(lái)，解決燃料問(wèn)題；二是建立能量農(nóng)場(chǎng)、能量林場(chǎng)及海洋能量農(nóng)場(chǎng)。
（1） 生物質(zhì)汽化
將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料，稱為生物質(zhì)汽化。其基本原理是含碳物質(zhì)在不充分氧化（燃燒）的情況下，會(huì)產(chǎn)生出可燃的一氧化碳?xì)怏w，即煤氣。制造煤氣的設(shè)備稱為汽化爐，人們故意不給足氧氣，讓含碳物質(zhì)在沒(méi)有足夠的空氣的情況下燃燒，“燜”出一氧化碳來(lái)。
（2） 生物質(zhì)液化
將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料，稱為生物質(zhì)液化。它包括間接液化和直接液化兩種。間接液化是指通過(guò)微生物作用或化學(xué)合成方法生成液體燃料，如乙醇（酒精）、甲醇；直接液化則是采用機(jī)械方法，用壓榨或提取等工藝獲得可燃燒的油品，如棉籽油等植物油，經(jīng)提煉成為可替代柴油的燃料。
（3） 生物質(zhì)熱分解
這是一項(xiàng)很有潛力的技術(shù)，用于制取人造石油。一些生物質(zhì)通過(guò)熱分解，可制取生物油、生物炭和可燃燒氣體，使生物質(zhì)得到充分利用。
（4） 能源農(nóng)場(chǎng)
即建立以獲取能源為目的的生物質(zhì)生產(chǎn)基地，以能源農(nóng)場(chǎng)的形式大規(guī)模培育生物質(zhì)，并加工成可利用的能源。要對(duì)土地進(jìn)行合理規(guī)劃，盡可能利用山地、非耕荒地和水域，選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件的生物質(zhì)品種進(jìn)行培育、繁殖，以獲得足夠數(shù)量的高產(chǎn)能植物。在海洋、水域，要充分利用海藻和水生物提取能源，建立海洋能源農(nóng)場(chǎng)或江河能源農(nóng)場(chǎng)。同時(shí)，將基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源農(nóng)場(chǎng)中，以提高能源轉(zhuǎn)化率。
Copyright ? 2015 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司 All rights reserved
粵ICP備08132407號(hào)-20
