1、清潔能源 1、目前世界能源主要取自于化石能源 （石油、天然氣與煤炭）； 2、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對能源的需求也日益增長。2010年全球能源需求量達(dá)到105.99億噸油當(dāng)量，預(yù)計，到2020年達(dá)到128.89億噸當(dāng)量，2025年則達(dá)到136.50億噸當(dāng)量，平均年增率為2%；世界能源的現(xiàn)狀3、目前世界的化石能源岌岌可危：截止到2003年底，全球剩余的石油已探明的可開采量為1565.8億噸，如果，以后沒有發(fā)現(xiàn)新的蘊藏量可觀的油田的話，估計到2040年，最多到2050年就要用完；而天然氣估計可以用到2050年，加上可能再發(fā)現(xiàn)的天然氣田,最多用到2090年；煤炭的情況好一些，估計可以再用200年甚至

2、300年。 世界能源的現(xiàn)狀汽車排長隊等加油2003-2012年中國能源消費結(jié)構(gòu)中國各種一次能源消費的百分率(%)美國在行動 美國總統(tǒng)巴拉克-奧巴馬(Barack Obama)曾呼吁美國推廣清潔能源，美國自然資源保護(hù)委員會(National Resources Defense Council)又發(fā)布了一段網(wǎng)絡(luò)視頻，敦促國會通過清潔能源法案。 在這段名為我們的時刻(This Is Our Moment)的視頻中，萊昂納多-迪卡普里奧、杰森-貝特曼(JasonBateman)、切斯-克勞福(Chace Crawford)、愛德華-諾頓(Edward Norton)、菲麗西提-霍夫曼(Felicity

3、 Huffman)、福里斯特-惠特克(Forest Whitaker)等眾多明星系數(shù)露面，表達(dá)了自己對清潔能源的支持。迪卡普里奧說：“這是我們的時刻，是我們?yōu)楦蓛舾踩奈磥矶鴬^斗的時刻?！笔裁词乔鍧嵞茉?？ 清潔能源也稱綠色能源，是環(huán)境保護(hù)和良好生態(tài)系統(tǒng)的象征和代名詞。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)、及其消費過程中，選用對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤和核能等。 太陽能能源是來自地球外部天體的能源。 人類所需能量的絕大部分都直接

4、或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。 煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。它們實質(zhì)上是由古代生物固定下來的太陽能。此外，水能、風(fēng)能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。 （1）太陽能光熱太陽能 如太陽灶、太陽供熱系統(tǒng)。 遍及全國各地的屋頂太陽能熱水器就是一種常見的太陽供熱系統(tǒng)。我國是太陽能熱水器生產(chǎn)量與銷售量最大的國家；但從房屋的熱水器安裝率來說，以色列已達(dá)到80%，日本為11%我國僅在千分之幾左右，可見，在我國太陽能熱水器的推廣應(yīng)用潛力仍很大。太陽能的利用主要有兩種：屋頂上的太陽能熱水器 太陽能建筑正在各地拔地而起

5、。 我國奧運場館、上海世博會建筑都屬于太陽能建筑。 蘇州在2010年，市政府準(zhǔn)備大力發(fā)展光伏企業(yè)，從財力、人力與政策上給與企業(yè)最大的支持。 各式各樣的太陽能汽車也開始在世界各國問世。 而在宇宙航行中，太陽能電池（板）又是不可或缺的設(shè)備。 太陽能電池 薄膜太陽能電池上海世博會主體建筑屋頂上的太陽能裝置 與傳統(tǒng)的電廠相比，太陽能熱電廠具 有兩大優(yōu)勢：（1）整個發(fā)電過程清潔，沒有任何 碳排放； （2）利用的是太陽能，無需任何燃 料成本。 太陽能發(fā)電還有一大特色，那就是其熱能儲存成本要比電池儲存電能的成本低得多。 是蘊藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物內(nèi)部的能量

6、。 生物質(zhì)能： 木材及森林工業(yè)廢棄物 農(nóng)業(yè)廢棄物 水生植物 油料植物 城市和工業(yè)有機廢棄物 人和動物糞便（2）生物質(zhì)能 (1)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法，獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品 (2)生物化學(xué)轉(zhuǎn)化法，主要指生物質(zhì)在微生物發(fā)酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品 (3)利用油料植物所產(chǎn)生的生物油 (4)把生物質(zhì)壓制成成型狀燃料(如塊狀、棒型燃料)，以便集中利用和提高效率生物質(zhì)能的開發(fā)和利用： 廣西隆安的生物質(zhì)發(fā)電廠 （3）核能 核電站的工作原理 原子核是由帶正電的質(zhì)子與不帶電的中子組成的，質(zhì)子與中子統(tǒng)稱為核子。一般情況下，原子核為什么如此穩(wěn)定，就是因為核子之間存在著強大的核力。要使原子核分裂或

7、者重新組合相當(dāng)困難，但是，一旦原子核分裂成新的原子核與其它粒子了，或者原子核與核子聚合成新的原子核與其它粒子了，都會產(chǎn)生巨大的能量 a)核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,因此核能 發(fā)電不會造成空氣污染,不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳； b)核能發(fā)電所使用的是鈾燃料，而全球鈾的蘊藏量相當(dāng)豐富； c)核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送； d)核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響

8、，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。 1）核電站的優(yōu)點 a) 核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對 大的政治困擾 b) 核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比一 般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里，故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重 c) 核能電廠投資成本太大，電力公司的財務(wù)風(fēng)險較高； d) 核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果設(shè)計不合理或操作不當(dāng)而造成核泄漏事故，會對生 態(tài)及民眾造成傷害甚至嚴(yán)重傷害。 2）核電站缺點： 秦山三期核電站 風(fēng)能是利用空氣強烈的流動而形成的動能。嚴(yán)格說來，他是間接形式的太陽能，占到達(dá)地面太陽能的2%左右。雖

9、然百分比不大，但絕對量可觀，相當(dāng)于10300億噸煤蘊藏的能量。風(fēng)能的利用分兩種： 風(fēng)能的動力利用：利用風(fēng)力作為動力，直接帶動各類機械系統(tǒng)。例如，風(fēng)帆； 風(fēng)能的發(fā)電利用：利用風(fēng)力帶動發(fā)電機發(fā)電。例如,風(fēng)力發(fā)電機。 風(fēng)力發(fā)電機的優(yōu)點是明顯的：成本低，污染少；但是缺點也是明顯的：風(fēng)力不穩(wěn)定，受季節(jié)性影響大，儲存與傳輸難等。 （4）風(fēng)能 新疆大阪城風(fēng)力電站夜景風(fēng)力發(fā)電風(fēng)車全球風(fēng)電市場近五年急速成長（年成長速度40%）德國風(fēng)力單機容量與發(fā)電成本趨勢圖全球風(fēng)電裝置容量成長圖（5）海洋能的開發(fā)利用 海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水溫差能。海洋潮汐能來源于月亮與太陽 對地球海水的的吸引力以及地球的自轉(zhuǎn)引

10、起海水會周期性地作有節(jié)奏的垂直漲落的現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，全球海洋潮汐能的儲藏量在27億千瓦左右，每年的發(fā)電量可達(dá)33480億瓦； 目前，法國、英國、美國、加拿大、俄羅斯和阿根廷等國度已經(jīng)建造了潮汐發(fā)電站。 海洋波浪能、海流能也可以用來發(fā)電，目前相對地說容量不大。 我國也在浙江的江廈與廣東的汕尾建立了潮汐電站。 廣東潮汐電站 浙江江廈潮汐電站 （6）地?zé)崮艿拈_發(fā)利用 地球是一個巨大的熱庫，通過火 山爆發(fā)和溫泉等途徑將內(nèi)部的熱量 地?zé)崮懿粩嗟剌斔偷降孛妗?據(jù)估計，每年輸送到地面的熱能相當(dāng)于燃燒370億噸煤釋放的能量，數(shù)量相當(dāng)驚人。 若嚴(yán)格的區(qū)分的話，地?zé)崮苡址譃榈叵聼釒r地?zé)崮芘c地下熱液地?zé)崮軆煞N。 目前

11、開發(fā)的大多是地下熱液地?zé)崮堋?地?zé)崮馨l(fā)電廠模型（7）氫能 氫能的優(yōu)點： 熱值高 H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O(l)= -285.8 kJmol-1 折合熱值為142.9MJ kg-1, 約為汽油的3倍，煤炭的6倍 資源豐富 氫燃燒速度快，可利于獲得高的功率 無污染 在蓬勃發(fā)展的勝景之下，我國清潔能源仍然存在著一些制約其可持續(xù)發(fā)展的問題。 一、是我國清潔能源的發(fā)展過度依賴國外，產(chǎn)業(yè)安全程度亟待提高。我國清潔能源的一些關(guān)鍵零部件、材料依靠進(jìn)口，核心的關(guān)鍵技術(shù)尚處在引進(jìn)消化、聯(lián)合設(shè)計的階段，缺少自主的知識產(chǎn)權(quán)，大多數(shù)企業(yè)仍然在走“來料加工組裝”的勞動密集型低價競爭的老路子，產(chǎn)品銷路也依賴國外市場。我國清潔能源發(fā)展三大問題 二、是我國清潔能源的應(yīng)用效率偏低，未創(chuàng)造出相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)價值。以技術(shù)和應(yīng)用相對成熟的風(fēng)電為例，截至2010 年底，我國風(fēng)電的吊裝容量為4182.7萬千瓦，而并網(wǎng)容量僅為3107 萬千瓦，未并網(wǎng)容量比例為25.72%，遠(yuǎn)落后于國際先進(jìn)水平的10%以下。同時，風(fēng)電的平均利用小時數(shù)為1448 小時，遠(yuǎn)低于規(guī)劃中的年平均等效滿負(fù)荷利用小時數(shù)2200 小時，等效利用系數(shù)僅為65.82%。我國清潔能源發(fā)展