新能源

太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源。
每年陆地接受的太阳辐射量约27万亿吨标准
煤，是目前全球能源消耗量的2000多倍。

我国2/3的国土面积年日照时数在2200小时以 上，陆地表面每年接受到的太阳辐射能相当 于1.7亿万吨标准煤，太阳能资源非常丰富。
世界上最大的腐败是人类对不可再生能源 的过度开发和使用，一代人就把子孙后代 的口粮的都吃光了。 用在西部沙漠上做几百平方公里的太阳能 发电框架。上面发电，下面遮阳，形成小 气侯，改造沙漠，发展农业。
新
能
源
霍铭群
世界存在能源危机吗？

据权威机构预测，到2020年，世界的能源消耗量将比1995
年的需求量增长一倍。如果这些能源全部使用化石燃料如
煤、石油和天然气，那么到2020年，世界上就很难再找到 能满足100亿人口的煤矿和油田。

全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前 的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆
很快分解成有机气体甲烷、乙烷等，这样，它们便钻进海
底结构疏松的沉积岩微孔，和水形成化合物。
有人估计，全球可望有十万
亿吨的碳呈这种形式储藏， 相当于全部其他矿物燃料含 碳量的两倍。换句话说，把 人类已经用掉的和还没有用 开发的石油、煤、天然气加 在一起，还赶不上天然气水 合物中有机碳总含量的一半。
战略性与危险性共同打造的“双刃剑”
阳光直接转化成电能。

太阳能光电技术是使用半导体材料将阳光直接转化成 电能。这种技术的成本曾经极其昂贵，仅限于人造卫 星的动力应用。目前太阳能光伏发电的成本和1980年 相比已经下降70%到80%。

由于成本的降低和政府（尤其是德国、美国和日本）
的激励政策，从1997年起，太阳能光伏销售量以每年 30%的速度递增。在接下来的20年内，即到2020年，对 于普通居民来说太阳能光伏发电的价格有可能下降到 和现在的并网电价类似。
生物质能源特点

储量大，地球上每年生物质能
总量约 1400-1800亿吨(干重 ），相当于目前每年总能耗的 十倍； 理论上不产生GHG，低含量的N ，S化合物，可以大量减少NOx ，SOx等有毒气体排放，被称 为“绿色石油”； 兼容性最好，同时是唯一的可 储存和运输的可再生能源。


生产成本


徐匡迪院长：生物柴油产业这种原料生产和加工 分散、企业规模较小的结构，按常规看不好，但 可以有效降低成本，而且一旦打起仗来，分散结
构就成了优势，有利于保障战时油品供应。
保护生态环境

据美国燃料学会报道，发动机燃料燃烧产生的空气污染已成为空
气污染的主要问题，如氮氧化物为其他工业部门排放的一半，一 氧化碳为其他工业排放量的三分之二，有毒碳氢化合物为其他工
魔幻般淡红色的火焰，直至冰块变成了一
滩水。 “冰”居然可以燃烧，于是，就 有了“可燃冰”这一形象的名称。
海底的“可燃冰”

可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30
个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷
占80% ～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残 渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其 为“21世纪能源”或“未来能源”。

一般估计（欧洲光伏发电协会资料）
，2040年太阳发电可能占据届时全球
发电总量的20％，按照中国达到世界
平均水平的50％，也应该有10％发电 装机来自于太阳发电。
太阳能热水器为主导的产品占了世界
总量的76％，使用量、生产量均居世
界首位。
太阳能的发展方向是实现与建筑物的
一体化，进一步提高其经济性和与建 筑物的协调性。

我国是世界上多年冻土分布面积第三大国, 约占世界多年冻土面积的10%，其中青藏 高原多年冻土区面积占世界多年冻土面积 的7%。我国冻土专家在对青藏高原进行多
年研究后认为，青藏高原羌塘盆地多年冻
土区具备形成天然气水合物的温度和压力
条件，可能蕴藏着大量可燃冰。
青藏铁路——中国的能源动脉？
生物质能源定义与范畴

在导致全球气候变暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要 大10～20倍。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷 数量的3000倍。由于可燃冰生成环境复杂、特殊，因此开
采难度大。它是甲烷与水在高温高压条件下生成并存在的
，若环境发生变化，可燃冰就会迅速分解、挥发，易造成 井喷，还可能引发海底滑坡，甚至海/立方米，而目前国内天然气造价仅在1元/立方米，这 是勘测、开采可燃冰不得不面对的问题。

在过去的10年，大规模的风力发电以每年 30%的速度递增，是世界上百分比增长最快 的能源资源。

风机的风轮直径可达到一架波音747飞机的 机翼长度。
业排放的一半。尾气中排出的氮氧化物和硫化物和空气中的水可
以结合形成酸雨， 尾气中的二氧化碳和一氧化碳太多会使大气温 度升高， 也就是人们常说的“温室效应”。

美国在黄石公园进行的60万公里的行车实验，没有任
何结焦现象，空气污染物排放降低了80％以上。而且 使用生物柴油还吸引了附近300公里外的棕熊来到公园 。犹如炸鸡的气味远比汽油燃烧后的味道好闻。
。如果目前所拥有的技术能力只能开采其中数个
百分点，或是即使能够开采，但开采成本和运输
成本要比石油或天然气的开采来得高，那么，甲
烷水合物开采则无意义可言。
迄今，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探

1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投 入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。
生物质能源能是通过绿色植物的光合作 用将太阳辐射的能量以一种生物质形式 固定下来的能源。是人类使用历史最为 悠久的能源利用方式。 包括：木材、农作物（秸杆、稻草、麦 杆、豆杆、棉花杆、谷壳等）、杂草、 藻类、有机废弃物等。 海洋生物质不在讨论之内。


生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次
当前大部份生物燃料的生产中，原料（农作物）的价格是影
响价格的最主要因素。原料的成本通常占生物燃料总成本的 30%到60%。

生物燃料生产设施的规模对生产成本也有很大的影响，通常 大型生产设施比小型生产设施的成本要低。

如果化石燃料价格继续上升，可能会超过生物燃料的成本，
那时生物燃料就可能会成为一种非常重要的运输燃料资源。
不杀鸡，有利于可持续的发展。
生物柴油可以在现行的柴油机上使
用，而不用改装，德国的奔驰、宝 马、大众汽车等生产的各种类型柴 油发动机都允许使用生物柴油。
生物柴油取之大自然，回之大自然，
不仅可以使人类摆脱对石油的依赖，
而且是一种可再生能源。生物柴油正
形成一个商机诱人的绿色产业。
太阳能光电技术是使用半导体材料将
国家历史上立法最快的一部法律。

乘风计划、光明工程
新能源
太阳能 风能 生物质能源 小型水电 地热能 氢能 水合甲烷

海底下面的能源
海底下面的海洋

“天的上面是什么？”这是孩子们典型的科学问题。 “海底的下面是什么？”这是科学界严肃的学术问题。 海底下面还有海洋，你信不信？
“万物”以外的生命
可燃冰——未来的新能源

在2001年高考化学试卷上海卷中，有这样一道题：“第28
届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水
合物，可满足人类1000年的能源需要……”

在1974年美国地质学家在海洋中钻探时，发现了一种看上 去像普通干冰的东西。
一位科学家从这种冰块上取下一小块，用 火柴点燃：冰雪般的东西开始燃烧，发出

1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米 的水。科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方 公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使
用1000年。

可燃冰的形成有两条途径：一是气候寒冷致使矿层温度下 降，加上地层的高压力，使原来分散在地壳中的碳氢化合 物和地壳中的水形成气—水结合的矿层。二是由于海洋里 大量的生物和微生物死亡后留下的遗尸不断沉积到海底，
植物原料--欧李
植物原料--黄连木
植物原料
--文冠果
植物原料----麻风树
废弃油脂-----剩余饭菜
生物柴油是一种清洁的可再生能源，具有 (1)保障能源安全 (2)保护生态环境 (3)经济发展 (4)优良的使用特性
中华人民共和国可再生能源法：第十六条 国家鼓励清洁、 高效地开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。

食品安全：利用废食用油生产生物柴油，可以减少肮脏的、含有
毒物质的废油排入环境或重新进入食用油系统。

生态环境：在适宜的地区种植油料作物，可保护生态，减少水土 流失。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
经济发展意义

农业结构调整应当结合退耕还林种植油料树木
，既为生物柴油产业发展提供了原料，又保护
了生态环境，还使农民有稳定收入，只取蛋，

美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年，把可燃冰作为国家发展
的战略能源列入国家级长远计划，计划到2015年进行商业性试开采。

日本关注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周边海域的可燃冰调 查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块矿集区，并成功取得可燃冰 样本。它的目标是在2010年进行商业性试开采。日本存在着能源不足 的问题，其能源自给率仅为20%，所以，日本自然也对这种新能源予 以很大的关注，根据超声波勘探结果推测，日本周边海底埋藏着约7 万亿立方米的甲烷水合物，相当于日本100年的天然气使用量。
量的一半。

据新华社报道，今年5月1日凌晨，我国在南海北部的 首次采样成功，证实了我国南海北部蕴藏丰富的天然 气水合物资源，标志着我国天然气水合物调查研究水 平已步入世界先进行列。我国从而成为继美国、日本
、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物
样品的国家。截至本次钻获天然气水合物实物，国土 资源部累计投入经费5亿元。

由于甲烷水合物性质不稳定，滑坡可能导致甲烷大量逸出。 8000年前欧洲北海曾发生过这样一次滑坡，苏格兰和挪威沿海地 区大部分都被海啸带来的洪水淹没。科学界普遍认为，2.5亿年 和5500万年前出现的两次全球气温峰值，致使当时物种大范围的 灭绝，从甲烷水合物中大量分离出来的甲烷就是元凶之一。由于
甲烷逸出后剩下的冰泥在结构上不如笼状结晶稳定，在海底气化
于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四 位的能源，在世界能耗中，生物质能约占14％，在不 发达地区占60％以上。全世界约25亿人的生活能源的 90％以上是生物质能。生物质能的优点是燃烧容易， 污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大 而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10％一30
％。

中国从1999年起才开始对天然气水合物开展实质性的调查
和研究。国家发展和改革委员会2006年8月21日公布了名
为《中国石油替代能源发展概述》的研究报告，报告称， 目前已在中国海域内发现大量可燃冰储量，仅南海北部的 可燃冰储量估计相当于中国陆上石油总量的50%左右，在 未来10年，中国将投入8亿元进行勘探研究，预计2010—
分离甲烷可能造成更频繁的滑坡，从而释放出更多的甲烷。

一种奇妙的想法是将二氧化碳注入甲烷水合物中置换甲烷，在获
取甲烷的同时也将二氧化碳封存进去了，但这一设想还没有进入
实验阶段。

就所推测的甲烷水合物埋藏量来说，这一能源是 很可观的，但问题是，7万亿立方米的甲烷水合物
有百分之几是可能开采的，开采的经济价值如何
尽，煤炭也只可供2－3百年之用 。

中国是世界上第二大石油消费国和第三大进口国
，2005年的石油进口量至少为每日350万桶。

我国从1993年起成为纯石油进口国，预计到2010
年，石油净进口量将增至约1亿吨，2020年将增至
2亿吨左右。

在2005年1月28日和2月28日，全国人大通过了一
部《可再生能源法》，据专家讲这部法律是我们
2015年进行试开采。

南海是西太平洋的边缘海，面积辽阔，蕴藏着丰 富的石油、天然气资源。据有关机构和石油专家 估计，仅南沙海域的石油、天然气资源量可达300
多亿吨油当量，南海在我国未来能源格局中的地
位显而易见。此外，我国南海海底蕴藏着巨大的
被称为“21世纪新能源”的可燃冰带，其资源总
量估计相当于我国陆地煤炭、石油、天然气总储