摘要： 能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)條件。煤炭、石油、天然氣等化石能源支持了19和20世紀(jì)近200年來人類文明進步和經(jīng)濟社會發(fā)展，但煤炭、石油、天然氣等不可再生能源持續(xù)增長的大量消耗，不僅使人類面臨資源枯竭的壓力，同時更感到了環(huán)境問題的嚴(yán)重威脅。可再生能源豐富、清潔，可永續(xù)利用。加強可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
關(guān)鍵詞：可再生能源 太陽能 風(fēng)能 地?zé)崮?海洋能 生物質(zhì)能 核能
正文： 面對能源資源和環(huán)境問題，國際社會采取了積極的應(yīng)對措施，特別是1992年召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會和2002年召開的可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議，使可持續(xù)發(fā)展思想逐漸成為國際社會的共識。目前，提高能源利用效率、開發(fā)利用可再生能源、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為國際社會的共同行動。加強全球合作，妥善應(yīng)對能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是世界各國的共同愿望，也是世界各國的共同責(zé)任。新能源一般包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽堋⑸锬芎秃四艿取?nbsp;
一、太陽能技術(shù)：
太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為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。太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。
太陽能的轉(zhuǎn)換和利用方式有：光－熱轉(zhuǎn)換、光－電轉(zhuǎn)換和光－化學(xué)轉(zhuǎn)換。
１）太陽能熱利用和熱發(fā)電技術(shù)。太陽能熱利用是太陽輻射能量通過各種集熱部件轉(zhuǎn)變成熱能后被直接利用，它可分低溫（１００－３００℃）：工業(yè)用熱、制冷、空調(diào)、烹調(diào)等；高溫（３００℃以上）：熱發(fā)電、材料高溫處理等。
２）太陽能光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。太陽電池類型很多，如單晶硅電池、多晶硅電池、非晶硅電池、硫化 電池、 化電池等。當(dāng)前發(fā)展主要障礙是光電池成本高。
３）光化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)。光化學(xué)是研究光和物質(zhì)相互作用引起的化學(xué)反應(yīng)的一個化學(xué)分支。光化學(xué)電池是利用光照射半導(dǎo)體和電解液界面，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在電解液內(nèi)形成電流，并使水電離直接產(chǎn)生氫的電池。
二、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，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運動形成風(fēng)。據(jù)估計到達(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。
我國位于亞洲大陸東南、瀕臨太平洋西岸，季風(fēng)強盛。全國風(fēng)力資源的總儲量為每年16億kw，在世界各國排列第三,可開發(fā)利用的約為2/10,即約3億千瓦.可以有效利用的風(fēng)速范圍為3-20米/秒. 近期可開發(fā)的約為1.6億kw，內(nèi)蒙古、青海、黑龍江、甘肅等省風(fēng)能儲量居我國前列。
風(fēng)力發(fā)是技術(shù)關(guān)鍵是大型風(fēng)力機的葉片設(shè)計 、制造和安全性技術(shù)，二是優(yōu)化運行控制方案與控制系統(tǒng)。
三、地?zé)崮?
地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類。 地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮堋Ｋ鹪从诘厍虻娜廴趲r漿和放射性物質(zhì)的衰變。地?zé)崮苁侵钙鋬α勘饶壳叭藗兯玫目偭慷嗪芏啾叮壹蟹植荚跇?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充的速度，那么地?zé)崮鼙闶强稍偕摹５責(zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。據(jù)估計，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)崮艿姆植枷鄬碚f比較分散，開發(fā)難度大。
地?zé)崮艿睦米怨艜r候起人們就已將低溫地?zé)豳Y源用于浴池和空間供熱， 近來還應(yīng)用于溫室、熱力泵和某些熱處理過程的供熱。在商業(yè)應(yīng)用方面，利用干燥的過熱蒸汽和高溫水發(fā)電已有幾十年的歷史。 利用中等溫度（100℃）水通過雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備發(fā)電，在過去的10年中已取得了明顯的進展，該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成熟。地?zé)釤岜眉夹g(shù)后來也取得了明顯進展。這些成熟技術(shù)通過聯(lián)合國有關(guān)部門 的艱苦努力，已成功地推廣到發(fā)展中國家。
四、海洋能
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。
這些不同形式的能量有的已被人類利用，有的已列入開發(fā)利用計劃，但人們對海洋能的開發(fā)利用程度至今仍十分低。這些能量分散在廣闊的地理區(qū)域，因此實際上它們的能流密度相當(dāng)?shù)停疫@些資源中的大部分均蘊藏在遠(yuǎn)離用電中心區(qū)的海域。因此只能有一小部分海洋能資源能夠得以開發(fā)利用。
全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織1981年出版物的估計數(shù)字，五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。其中溫差能為400億千瓦，鹽差能為300億千瓦，潮汐和波浪能各為30億千瓦，海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實現(xiàn)把上述全部能量取出，設(shè)想只能利用較強的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的鹽度差，而溫差利用則受熱機卡諾效率的限制。因此，估計技術(shù)上允許利用功率為64億千瓦，其中鹽差能30億千瓦，溫差能20億千瓦，波浪能10億千瓦，海流能3億千瓦，潮汐能1億千瓦（估計數(shù)字）。
五、生物能:
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。
生物能的開發(fā)和利用具有巨大的潛力。下面的技術(shù)手段目前看來是最有前途：
1、直接燃燒生物質(zhì)來產(chǎn)生熱能、蒸汽或電能。
2、利用能源作物生產(chǎn)液體燃料。目前具有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑铮ǎ嚎焖俪砷L作物樹木、糖與淀粉作物（供制造乙醇）、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。
3、生產(chǎn)木炭和炭。
4、生物質(zhì)（熱解）氣化后用于電力生產(chǎn)，如集成式生物質(zhì)氣化器和噴氣式蒸汽燃?xì)廨啓C（BIG/STIG）聯(lián)合發(fā)電裝置。
5、對農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便、污水或城市固體廢物等進行厭氧消化，以生產(chǎn)沼氣和避免用錯誤的方法處置這些物質(zhì)，以免引起環(huán)境危害。
六、核能:
核能用于民用,主要是發(fā)電,我國發(fā)展核電工業(yè)已經(jīng)有30多年歷史，建立了從地質(zhì)勘察、采礦到元件加工、后處理的比較完整的燃料循環(huán)體系，探明了一批有一定儲量的鈾礦資源，已經(jīng)建成多種類型的核反應(yīng)堆并且積累了多年安全管理和安全運行的經(jīng)驗。據(jù)了解，我國已投入運行的核電廠多年來一直保持著良好的安全記錄，核電正在我國國民經(jīng)濟中發(fā)揮著舉足輕重的作用。1999年大亞灣核電站完成上網(wǎng)電量近135億度，全年創(chuàng)匯5．6億美元，上交各項稅金2億元人民幣。秦山核電站和大亞灣核電站輸送的電力有效地緩解了華東、廣東等地電力緊張的局面，并為香港輸送了大量電力，顯示了核電的巨大作用。到21世紀(jì)初，中國核電裝機容量將達(dá)到850萬千瓦，占全國發(fā)電能力的30％左右。
核能新技術(shù)；
1）新一代壓水堆核電站
具有固有安全性的核電站反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆在任何事故條件下都能自動停止運行，而且在最嚴(yán)重的假想事故條件下，停堆后的堆芯乘余熱能依靠自然循環(huán)機理，導(dǎo)出堆外，保持堆內(nèi)芯部和燃料元件的完整，從根本上排除堆芯深地、放射性逸出的可能，這種特性稱為固有安全性，如改進壓水堆、模塊式高溫氣冷堆等。
（２）核燃料的增殖－快中子增殖反應(yīng)堆。
我國“８６３”計劃已計劃建造快中子實驗堆。快中子堆在理論上可以利用全部鈾資源，但實際上由于各種損失，約可利用鈾資源達(dá)到６０％以上。
（３）新的 供熱資源－低溫核供熱堆和高溫氣冷堆
低溫核供熱堆是壓水堆型的熱中子堆，但它的參數(shù)遠(yuǎn)低于核電站用的壓水堆。由于參數(shù)低，設(shè)備造價低，在經(jīng)濟上有競爭力。我國開展低溫核供熱堆已有多年，第一個５０００千瓦的低溫核供熱試驗堆已于１９９０年投入運行。
高溫氣冷堆是采用石墨作慢化劑和惰性氣體氦氣作冷卻劑的熱中子堆。由于石墨耐高溫，所以反應(yīng)堆出口的氦氣溫度可以高達(dá)９５０℃。元遠(yuǎn)高于核電站壓水堆的出口水溫３００－３５０℃，現(xiàn)在設(shè)計的模塊型高溫氣冷堆不僅可以高溫供熱，高效發(fā)電，而且有很好的固有安全性能。
（４）受控?zé)岷司圩兡?
聚變能目前尚處于研究階段，離實用還有相當(dāng)差距。但基于其取之不盡的資源和優(yōu)越的性能，能量大，且沒有像裂變堆那樣產(chǎn)生大量放射性廢物，故其遠(yuǎn)景是很好的。預(yù)計在下世紀(jì)中葉可望能商 用。目前也有人考慮在其商用以前開展聚變－裂變混合堆的研究，其原理是用聚變反應(yīng)產(chǎn)生的中子來增殖裂變?nèi)剂希浞掷昧炎冣櫋⑩Q核資源。
