新能源调查报告
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[编辑本段]分类
所有形式的新能源都直接或间接地来自太阳或地球产生的热能。包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能，以及生物燃料产生的能量和来自可再生能源的氢。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。与传统能源相比，新能源一般具有污染少、储量大的特点，对解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭具有重要意义。同时，由于许多新能源分布均匀，对于解决能源引发的战争也具有重要意义。
根据世界断言，石油和煤矿等资源将加速减少。核能和太阳能将很快成为主要能源。
联合国开发计划署(UNDP)将新能源分为以下三类:大中型水电；新型可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能(潮汐能)；渗透生物质能。
一般来说，常规能源是指技术上已经成熟并已大规模使用的能源，而新能源通常是指尚未大规模使用且正在积极研发的能源。因此，煤炭、石油、天然气和大中型水电被视为常规能源，而太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能、核能和氢能被视为新能源。随着技术的进步和可持续发展理念的确立，曾经是垃圾的工业和生活有机废弃物被重新认识，并作为一种能源利用的材料被深入研究、开发和利用。因此，废物的资源化利用也可视为新能源技术的一种形式。
人类刚刚开发利用，需要进一步研究开发的能源资源，称为新能源。与常规能源相比，新能源在不同的历史时期和科技水平上有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢能等。
按类别可分为:太阳能风力发电、生物质能、生物柴油、乙醇、新能源、汽车燃料电池、氢能、垃圾发电、节能建筑、地热能、二甲醚、可燃冰。
[编辑此段]新能源概述
据估算，每年辐射到地球的太阳能为654.38+0.78亿千瓦，其中可开发利用的为50-654.38+0.000亿千瓦时。但由于分布分散，目前能使用的很少。地热能资源是指陆地以下5000米范围内的岩石和水体的总热含量。其中，全球陆地3公里深度内150℃以上的高温地热能资源为1.4万吨标准煤，目前部分国家已开始商业开发利用。世界风能潜力约3500亿千瓦，由于风电的间歇性分散，很难经济地利用。如果未来能源传输和储存的技术有很大提高，风力的利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，其理论储量非常可观。受限于技术水平，目前还处于小规模研究阶段。目前由于新能源的利用技术还不成熟，只占全球所需能源总量的一小部分，未来发展前景很大。
[编辑此段]常见新能源形式概述
(详见各能量形态对应条目。)
太阳能/太阳能
太阳能一般是指太阳光的辐射能。太阳能的主要利用形式有光热转换、光电转换和光化学转换。
从广义上讲，太阳能是地球上很多能量的来源，如风能、化学能、水势能等由太阳能引起或转化的各种形式的能量。
利用太阳能的方法主要有:太阳能池，通过光电转换将阳光中所含的能量转化为电能；太阳能热水器利用阳光的热量加热水，利用热水发电。
太阳能可以分为两种类型:
1.太阳能光伏板组件是一种在阳光照射下产生直流电的发电装置，由几乎全部由半导体材料(如硅)制成的薄型固体光伏电池组成。因为没有运动部件，所以可以长时间运转，没有任何损耗。简单的光伏电池可以为手表和电脑提供能源，而更复杂的光伏系统可以照亮房屋并为电网供电。光伏板模块可以做成不同的形状，模块连接起来可以产生更多的电。近年来，光伏板被用于屋顶和建筑表面，甚至被用作窗户、天窗或屏蔽装置的一部分。这些光伏设施通常被称为附在建筑物上的光伏系统。
2.太阳热能现代太阳热能技术聚集阳光，并利用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了使用适当的技术收集太阳能，建筑物还可以通过在设计中添加适当的设备来利用太阳的光和热，例如巨型朝南窗户或使用可以吸收并缓慢释放太阳热量的建筑材料。
核能
核能是原子核通过变换其质量而释放出来的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程e = MC ^ 2；其中E=能量，m=质量，c=光速常数。核能释放有三种主要形式:
A.核裂变能量
所谓核裂变能，就是一些重核(如铀-235、铀-238、钚-239等)裂变释放的能量。).
B.核聚变能量
两个或两个以上氢核(如氢同位素——氘和氚)结合成一个更重的核，质量缺陷同时释放出巨大能量的反应称为核聚变反应，释放的能量称为核聚变能。
C.核衰变
核衰变是一种自然的和慢得多的裂变形式，由于其缓慢的能量释放，很难使用。
核能利用中的主要问题:
(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)反应堆的安全性需要不断监测和改进。
(4)核不扩散的约束，即核电站反应堆产生的钚-239受到控制。
(5)核电建设投资成本仍高于常规能源发电，投资风险更大。
海洋能
海洋能是指海水中含有的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、洋流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源具有可再生、不污染环境的优点，是急需开发利用的战略性新能源。
海浪发电，据科学家计算，地球上海浪所含的电能高达90万亿度。目前，海上的导航浮标和灯塔已经由波浪发电机产生的电力照明。大型波浪发电机组也问世了。我国也在研究和试验波浪能发电，并制作了航标灯发电装置。
潮汐发电，据世界电力大会估计，到2020年，全球潮汐发电将达到1-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电量为24万千瓦，已经运行了30多年。中国在浙江省建造了江夏潮汐电站，总容量为3000千瓦。
风能
风能是在太阳辐射下流动形成的。与其他能源相比，风能有明显的优势。它的储量很大，是水能的10倍。分布广泛，永不枯竭，特别是对于交通不便、远离主电网的海岛和偏远地区。
风力发电是当代人最常见的利用风能的形式。自从丹麦在19年底研制出风力涡轮机后，人们意识到石油和其他能源会枯竭，于是关注风能的发展，并用它来做其他事情。
1977年，联邦德国在石勒苏益格-荷尔斯泰因州著名的风谷-布洛姆波特建成了世界上最大的动力风车。风车高150米，每片叶片长40米，重18吨。它是由玻璃钢制成的。到1994年，全球风力发电机组装机容量已达300万千瓦左右，年发电量约50亿千瓦时。
生物质能
生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能的形式储存在生物体内的一种能源形式。它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是储存的太阳能，是唯一可再生的碳源，可以转化为常规的固体、液体或气体燃料。地球上的生物质能资源丰富且无害。地球每年通过光合作用产生1730亿吨物质，其中包含的能量相当于世界总能耗的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
地热能
地球中的热源可以来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量。放射性热能是地球的主要热源。中国地热资源丰富，分布广泛。有5500个地热点和45个地热田，地热资源总量约为320万兆瓦。
氢能
在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用广泛的独特优势脱颖而出，将成为21世纪的理想能源。氢能可以作为飞机和汽车的燃料，也可以作为推进火箭的动力。
海洋渗透能量
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如果有两种盐溶液，一种盐浓度高，一种盐浓度低，那么当两种溶液放在一起，用渗透膜隔开时，就会产生渗透压，水就会从低浓度的溶液流向高浓度的溶液。河流中流动的是淡水，海洋中存在的是盐水，两者之间也有一定的浓度差。在河流的入海口，淡水的水压高于海水。如果在河口放置涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压可以驱动涡轮发电。
海洋渗透能是一种非常环保的绿色能源，既不产生垃圾，也不排放二氧化碳，不依赖天气条件。可以说是用之不竭。在盐浓度较高的水域，渗透电站的发电效率会更好，比如地中海、死海、中国盐城的大盐湖、美国的大盐湖。当然，电厂附近必须有淡水供应。据挪威能源集团负责人巴德·米克尔森(Bud mikkelsen)估计，利用海洋穿透能发电，全球年发电量可达654.38+0.6万亿千瓦时。
水力
水能是一种可再生能源和清洁能源，是指水体的动能、势能、压力能等能源。广义的水能资源包括河水能、潮汐能、波浪能、洋流能等能源资源；狭义的水电资源是指河流的水电资源。这是常规能源，一次能源。水不仅可以被人类直接利用，也是能量的载体。太阳能推动地球上的水循环，使之持续下去。地表水的流动是一个重要的环节。落差大、流量大的地区，水电资源丰富。随着化石燃料的减少，水能是一种非常重要和有前途的替代资源。目前，世界上的水力发电仍处于初级阶段。河流、潮汐、波浪和涌浪等水流运动都可以用来发电。
[编辑本段]新能源的发展现状和趋势
在世界范围内，一些可再生能源利用技术已经取得了很大的进展，并形成了一定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能、水能和地热能的利用技术已经得到应用。
国际能源署(IEA)研究了2000年至2030年的国际电力需求。研究表明，可再生能源发电总量的年平均增长率将是最快的。根据IEA的研究，未来30年，非水可再生能源发电的增长速度将超过任何其他燃料发电，年增长率接近6%。其总发电量将在2000年至2030年间增长5倍，到2030年将提供世界总电量的4.4%，其中生物质能占80%。
目前可再生能源在一次能源中的比重普遍较低，一方面与各国的重视程度和政策有关，另一方面与可再生能源技术成本较高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能和风能。根据IEA的预测，未来30年可再生能源发电成本将大幅下降，从而增加其竞争力。可再生能源利用的成本与许多因素有关，因此成本预测的结果是不确定的。然而，这些预测结果表明，可再生能源利用的技术成本将会下降。
我国政府非常重视可再生能源的研究和开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展“十五”规划，颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能利用。近年来，在国家的大力支持下，我国在风力发电、海洋能潮汐发电、太阳能利用等领域取得了长足的进步。
新能源(或可再生能源更合适)主要包括太阳能、风能、地热能和生物质能。经过几十年的探索，国内外许多专家都表示，这种能源模式不能大力发展，不仅会抢夺人类赖以生存的土地资源，还会导致社会不健康发展；地热能的开发和空调的使用有着相同的特点。例如，大规模开发必然导致该地区表层土壤环境的破坏，必然导致另一次生态环境的变化；风能和太阳能是地球取之不尽的健康能源，必将成为未来替代能源的主流。
太阳能发电具有布局简单、维护方便的特点，应用广泛。目前全球总装机容量已经开始赶超传统风力发电，在德国甚至接近全国总发电量的5%-8%。随之而来的问题让我们始料未及。太阳能发电的时间限制导致了对电网的冲击。如何解决这个问题已经成为能源领域的一大难题。
风电从19年底开始登上历史舞台。在一百多年的发展中，一直是新能源领域的孤独挣扎。由于其成本相对较低，成为各国新能源发展的首选。然而，随着大型风电场的数量越来越多，占用的土地也在不断扩大，导致社会矛盾日益突出。如何解决这个问题成了我们的另一个难题。
早在2001，MUCE就进行了研制稳定的海岛通信电源的研究。经过六年多的研究和实践，终于向社会推广了一种成熟的MUCE风光互补系统新应用模式。这套系统采用我国自主研发的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电结合10: 3，形成相对稳定的功率输出。已在建筑、野外、通信基站、路灯、岛屿等方面得到应用，并获得了大量可靠的使用数据。该系统的研究成果将为中国乃至世界新能源的发展带来新的动力。
新型垂直轴风力机(H型)突破了传统水平轴风力机启动速度高、噪音大、抗风能力差、受风向影响大等缺点。它采用了完全不同的设计理论和新的结构和材料，实现了轻风启动、无噪音、抗台风12以上、不受风向影响的性能。可广泛应用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用。基于它的风光互补发电系统具有输出功率稳定、经济性高、对环境影响小的优点，也解决了太阳能开发中对电网的冲击。
随着能源危机的临近，新能源已经成为未来世界的主要能源之一。其中，太阳能已经逐渐进入我们的普通生活，风力发电偶尔也能看到或听到，但作为新能源如何在实践中应用呢？新能源的发展会是一个什么样的格局？这些问题将是我们未来很长一段时间需要探索的。
[编辑本段]新能源的能源安全的环境意义和战略意义。
中国能源需求的快速增长打破了中国长期自给自足的能源供应格局。从1993开始，中国成为石油净进口国，石油进口量逐年增加，使中国能够在世界能源市场上竞争。由于中国化石能源，特别是石油和天然气产量相对不足，未来中国的能源供应将越来越依赖国际市场。
国际贸易中有许多不确定因素。国际能源价格可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也可能随着国际形势的动荡而波动。未来，国际石油市场的不稳定和油价的波动将严重影响中国的石油供应，并对经济和社会产生巨大影响。大力发展可再生能源可以相对降低化石能源在中国能源需求中的比重和进口能源的程度，提高中国的能源和经济安全。
此外，可再生能源与化石能源相比，最直接的好处是对环境污染少。
新能源是什么？
1
新能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和其他可再生能源。合理开发利用新能源可以改善和优化能源结构，保护环境，提高人民生活质量，促进国民经济和社会的可持续发展。
新能源开发利用主要包括新能源技术和产品的科学研究、实验、推广、应用、生产和经营活动。新能源的开发利用应当与经济发展相结合，遵循因地制宜、多功能互补、综合利用、讲求效率、发展与经济并重的原则，面向群众、典型示范、引导高效，实现能源效率、环境效率、经济效率和社会效率的统一。
2
随着科学技术和社会生产力的不断发展，能源问题变得越来越重要。目前，世界能源仍以煤、石油、天然气等化石燃料为主。这些化石燃料储量有限，同时又是极其宝贵的化工原料，从中可以提取加工出化纤、塑料、橡胶、化肥等各种化工产品。把这么重要的化工原料当能源用，太可惜了。随着社会生产力的发展和人类生活水平的提高，世界能源的消耗量越来越大。据估计，世界石油、天然气和煤炭储量最多只能供人类使用一两百年。因此，开发新能源是摆在人类面前的一项紧迫的战略任务。目前，新能源的研发主要包括以下内容:
1.地热和潮汐能
可利用的地热资源有地下热水、地热蒸汽和热岩。地下热水层一般在地下2000米以上，温度在80℃左右。降低地下热水的压力使其变成蒸汽(水在47.34 kPa下80℃沸腾)可以推动涡轮发电机发电。
潮汐能利用海水波动造成的水位差。这种能量可以作为动力，带动涡轮发电。地球上潮汐涨落所蕴含的能量是巨大的，但建设大型潮汐电站技术难度大，成本高。
2.太阳能
太阳每年辐射到地球表面的能量约为5× 10 22j，相当于目前世界能源消耗量的13000倍。可以说，太阳能是取之不尽、用之不竭的无污染的理想能源。因此，太阳能的收集和利用是当代科学家非常感兴趣的问题。
目前，太阳能利用主要有三种形式。一种是直接利用太阳辐射热建造太阳灶、太阳能热水器、太阳房(取暖)和塑料大棚，或者利用太阳能发电。太阳能电站利用集热器吸收太阳辐射的热量，其储热材料(液态金属)的温度可高达1000℃。吸收的热量通过换热器将水变成蒸汽，带动汽轮机发电。这种转换方式称为光热转换。第二种是光电转换，即利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能。太阳能电池的种类很多，主要有单晶硅电池、砷化镓电池、磷化铟电池、多晶硅电池。目前太阳能电池的效率还比较低，成本也比较高。主要用于人造卫星等航天器作为各种仪器设备的动力。第三种是光化学转化，即太阳辐射直接转化为化学能。绿色植物的光合作用是光化学转化，但不能完全由人控制。因此，研究各种完全可控的光化学转化方法也是国际上的重要研究课题之一。近年来发现，太阳能辐射到光化学反应体系后，可以形成动态稳定的光产物，将光能转化为化学能并储存起来。此外，在催化剂的存在下，利用太阳光直接分解水产生氢气和氧气的方法也是一种很有前景的太阳能利用方式。发展氢能具有独特的优势。首先，氢气的原料是水，水资源丰富。另外，氢气燃烧热值高，1g氢气燃烧后可释放143 kJ，而1g煤燃烧仅为31 ~ 32kJ，1g汽油燃烧仅为48kJ。还有氢燃烧产生水，水来源于水，还原为水。是顺应自然的循环，不会打乱自然的平衡。由于燃烧产物没有烟尘和其他污染物，氢能是一种无污染的清洁能源。
虽然地球从太阳接收的总能量很多，但能量密度很低，获取单位能量的一次性投入大，能量转换效率有待提高。
3.核能
核裂变和原子聚变都会释放出巨大的能量。核能是一种理想的能源。
(1)核裂变能量
裂变是一个较重的原子核在足够能量的中子轰击下分裂成较轻的原子核的过程。235U的原子核分裂时，分裂成两个不相等的碎片和几个中子。裂变过程相当复杂。已经发现裂变产物含有35种元素和200多种放射性核素。以下是235U裂变的一种方式:
[编辑本段]未来的几种新能源
波浪能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽的无污染可再生能源。据推测，地球上海洋波浪所含的电能高达9×104TW。近年来，波浪能的利用在各国新能源发展计划中占有一席之地。虽然海浪发电的成本较高，需要进一步完善，但目前的进展已经显示出这种新能源的潜在商业价值。日本的一座海浪发电厂已经运行了8年。虽然电厂的发电成本高于其他发电方式，但可以节省偏远海岛输电等投资费用。目前，美国、英国、印度等国已建成数十座波浪能电站，运行情况良好。
可燃冰:这是一种与水结合的固体化合物。其外观与冰相似，故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下稳定，融冰释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算，可燃冰的储量比地球上的煤、石油、天然气的总和还要多。
煤层气:由于煤形成过程中温度和压力的升高，产生变质作用，同时释放出可燃气体。从泥炭到褐煤，每吨煤产生68m3气体；从泥炭到肥煤，每吨煤产生130m3瓦斯；从泥炭到无烟煤，每吨煤产生400m3的气体。科学家估计地球上的煤层气可达2000立方米。
微生物:世界上许多国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等。酒精可以通过微生物发酵制成。酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点。，用它稀释汽油可以得到“乙醇汽油”，而且制造酒精的原料丰富，成本低。据报道，巴西已经改装了数十万辆使用乙醇汽油或酒精作为燃料的汽车，从而减少了空气污染。此外，微生物可以产生氢气，开辟新的能源途径。
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