浅谈新能源的开发利用

浅谈新能源的开发利用

能源，是人类赖以生存和进行生产的不可缺少的资源。近年来，随着生产力的发展和能源消费的增长，能源问题已被列为世界上研究的重大问题之。

解决世界能源问题的根本途径，主要有两个方面：其一是认真节流，其二是广泛开源。

所谓节流，就是要大力提倡节约能源。节能是世界上许多国家关心和研究的重要课题，甚至有人把节能称为世界的“第五大能源”，与煤、石油和天然气、水能、核能等并列。在节能方面，在有计划地控制人口增长的同时，重点要发挥先进科学技术的优势，提高各国的能源利用效率。如果世界各国家和各地区都能改进各种用能设备，不断提高能源的质量标准和降低单位产品的能耗，加强科学管理，适当控制生活能源的合理使用，就能使能源更加有效地用于生产和生活之中，从而解决人类面临的能源问题。

所谓开源，就是积极开发和利用各种能源。在继续加紧石油勘探和寻找新的石油产地的同时，积极开发丰富的煤炭资源，还要大力开发水能、生物能等常规能源，加强核能、太阳能、风能、沼气、海洋能、地热能以及其他各种新能源的研究和利用，从而不断扩大人类的能源资源的种类和来源。

下面重点介绍一下太阳能、核能、生物质能、海洋能、以及可燃冰这些能源在将来的发展，以及它们在解决能源问题上所起的至关重要的作用。

1.太阳能

太阳能是最重要的基本能源，生物质能、风能、潮汐能、水能等都来自太阳能，太阳能的总量很大，相对于人类的有限生存时间而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的。我国太阳能资源十分丰富，全国有2/3 以上的地区，年辐照总量大于502 万千焦/ 米2，年日照时数在2000 小时以上，陆地表面每年接受的太阳能就相当于1700 亿吨标准煤，但十分分散，能流密度较低，到达地面的太阳能每平方米只有1000瓦左右。同时，地面上太阳能还受季节、昼夜、气候等影响，时阴时晴，时强时弱，具有不稳定性。

太阳能开发利用是当今国际上一大热点，经过最近20 多年的努力，太阳能技术有了长足进步，太阳能利用领域已由生活热水、建筑采暖等扩展到工农业生产许多部门，人们已经强烈意识到，一个广泛利用太阳能和可再生能源的新时代——太阳能时代即将来到。

太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大优点：

第一，它是人类可以利用的最丰富的能源，据估计，在过去漫长的11 亿年中，太阳消耗了它本身能量的2%，可以说是取之不尽，用之不竭。

第二，地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。

第三，太阳能是一种洁净的能源，在开发和利用时，不会产生废渣、废水、废气，也没有噪音，更不会影响生态平衡。

太阳能的利用也有它的缺点：

第一，能流密度较低，日照较好的，地面上1 平方米的面积所接受的能量只有1 千瓦左右。往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置的面积大，用料多，成本增加。

第二，大气影响较大，给使用带来不少困难。

利用太阳能分为：太阳热能和太阳光伏

太阳热能：现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。目前太阳热能应用已比较广泛，发展相对成熟。太阳能光伏：光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年来天文台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2.核能

核能是一种清洁能源已为世人所共识，增加核能的使用不仅可以帮助解决全世界日益增长的电力需求，而且可以帮助持续降低温室气体的排放，从而减缓气候变暖的速度。无论出于何种目的，世界都不得不迎来一个核反应堆建造的高潮。

据统计，到2030年，全球电力需求估计将比现在增加一倍。到2050年，全球每年温室气体排放量也将增加一倍，从目前的70亿吨增加到140亿吨。若利用核能发电，因其不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，所以不会造成空气污染，不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。同时，核燃料能量密度比起化石燃料要高上几百万倍（1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2250吨优质煤），所以相应的燃料体积要小得多，这样运输与储存都很方便。一座一百万千瓦的核能发电厂一年只需30吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送；而同样规模的煤电厂，一年要耗煤约300万吨，煤的运输压力很大。此外，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途；而煤可以作为重要的化工原料，其燃烧发电是最低级的利用。因此，核能发电比燃煤发电好处多多。

当人类迈入21世纪的时候，当常规能源出现短缺的时候，是核能为人类提供了广阔的发展空间。虽然如此，但是核能也具有起缺陷性：（1）资源利用率低（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制（5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大。

3.生物质能

生物质能是来源于动植物的能量资源! 动物以植物为生"而绿色植物通过光合作用将太阳能转变为植物的化学能。所以归根结底"生物质能都来源于太阳能。

地球上生物质资源十分丰富。据估计"全球植物每年产生的生物质约1400-1800 亿吨，其贮存的能量相当于目前世界年总能耗量的10倍，而实际被利用的只有它的1%-2%。另外，现在绝大部分植物的光合作用效率仅为1.5%，与正常能达到的5%还有很大的距离。由此可见，生物质能开发与利用的潜力很大。但是"生物质能资源比较分散，不利于收集和运输，而且一般植物含水率较高，热值低，不宜直接利用。所以，要合理#有效地利用生物质能，应重视发展先进、实用的生物质能利用技术。