太陽能清潔能源是將太陽的光能轉(zhuǎn)換成為其他形式的熱能,、電能、化學(xué)能,,能源轉(zhuǎn)換過程中不產(chǎn)生其他有害的氣體或固體廢料,,是一種環(huán)保、安全,、無污染的新型能源,。
1,、時(shí)間長久:根據(jù)天文學(xué)的研究結(jié)果可知,太陽系已存在了50億年左右的時(shí)間,,根據(jù)太陽輻射的總功率以及太陽上氫的總含量進(jìn)行估算,,太陽能資源尚可繼續(xù)維持600億年之久。對于人類存在的年代來說,,真的是取之不盡,,用之不竭。
2,、清潔安全:太陽能素有干凈能源,、安全能源之稱。他不僅毫無污染,,遠(yuǎn)比常規(guī)能源清潔,,也毫無危險(xiǎn),比原子核能安全多了,。
3,、普照大地:太陽輻射能既不需要我們開采和挖掘,也不需要運(yùn)輸,。普天之下,,無論高山、島嶼,,大陸,、海洋,都一視同仁,,既無專利可言,,也不可能進(jìn)行壟斷,開發(fā)利用極其方便,。
4,、數(shù)量巨大:每年到達(dá)地球表面的太陽輻射能約為3630萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,被陸地表面接受的太陽輻射能也達(dá)到762萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,。
1,、效率低、成本高:太陽能利用的發(fā)展水平,,有些方面在理論上是可行的,,技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置,,因?yàn)樾势?,成本較高,總的來說經(jīng)濟(jì)型還不能與常規(guī)能源相競爭,。在今后的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi),,太陽能利用的進(jìn)一步發(fā)展,,主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。
2,、不穩(wěn)定性:因?yàn)槭艿綍円?、季?jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴,、陰、云,、雨等隨機(jī)因素的影響,,因此,到達(dá)某一地面的太陽輻照度既是間斷的又是極不穩(wěn)定的,,這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度,。為了使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源,,從而最終成為能夠與常規(guī)能源競爭的替代能源,,那么就必須很好的解決蓄能問題,但現(xiàn)在蓄能也是太陽能利用中一個(gè)較為薄弱的環(huán)節(jié),。
3,、分散性:到達(dá)地球表面的太陽輻射能的總量雖然大,但是能流密度很低,。平均來說,,北回歸線附近,夏季在天氣較為晴朗的情況下,,正午時(shí)太陽輻射的輻照度最大,,在垂直于太陽光方向1平米面積上接收到的太陽能平均有1000w;若按全年日夜平均,,則只有200w,。而在冬季大致只有一半,陰天只有1/5左右,,這樣的能流密度是很低的,。
風(fēng)能是可再生的清潔能源,儲(chǔ)量大,、分布廣,,但它的能量密度低,并且不穩(wěn)定,。在一定的技術(shù)條件下,,風(fēng)能可作為一種重要的能源得到開發(fā)利用。風(fēng)能利用是綜合性的工程技術(shù),,通過風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,、電能和熱能等,。風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動(dòng)力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式,其中又以風(fēng)力發(fā)電為主,。以風(fēng)能作動(dòng)力,,就是利用風(fēng)來直接帶動(dòng)各種機(jī)械裝置,如帶動(dòng)水泵提水等這種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī),。
1,、風(fēng)能為潔凈的能量來源,風(fēng)力發(fā)電是可再生能源,,風(fēng)力發(fā)電節(jié)能環(huán)保,。
2、風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步,,大量生產(chǎn)降低成本,,在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn),風(fēng)力發(fā)電成本已低于其它發(fā)電機(jī),。
3,、風(fēng)能設(shè)施多為不立體化設(shè)施,可保護(hù)陸地和生態(tài),。
1,、風(fēng)力發(fā)電在生態(tài)上的問題是可能干擾鳥類,如美國堪薩斯州的松雞在風(fēng)車出現(xiàn)之后已漸漸消失,。目前的解決方案是離岸發(fā)電,,離岸發(fā)電價(jià)格較高但效率也高。
2,、風(fēng)能利用受地理位置限制嚴(yán)重,,在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不足:許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性,,更糟糕的情況是如臺(tái)灣等地在電力需求較高的夏季及白日,、是風(fēng)力較少的時(shí)間;必須等待壓縮空氣等儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展,。
3,、風(fēng)力發(fā)電需要大量土地興建風(fēng)力發(fā)電場,才可以生產(chǎn)比較多的能源,。在地勢比較開闊,,障礙物較少的地方或地勢較高的地方適合用風(fēng)力發(fā)電。
4,、進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電時(shí),,風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)發(fā)出龐大的噪音,所以要找一些空曠的地方來興建。
5,、風(fēng)速不穩(wěn)定,,產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定;且風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率低,。
6,、風(fēng)能是新型能源,相應(yīng)的使用設(shè)備也不是很成熟?,F(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電還未成熟,,還有相當(dāng)發(fā)展空間。
水能是一種可再生能源,,是清潔能源,,是指水體的動(dòng)能、勢能和壓力能等能量資源,。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源,。河川徑流蘊(yùn)藏著一定的水能?,F(xiàn)代的水能利用,主要是利用水能進(jìn)行發(fā)電,,也就是水力發(fā)電,。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流,、潮汐,、波浪以及涌浪等水運(yùn)動(dòng)均可以用來發(fā)電。
1,、水力是可以再生的能源,,能年復(fù)一年地循環(huán)使用,而煤炭,。石油,、天然氣都是消耗性的能源,逐年開采,,剩余的越來越少,,甚至完全枯竭。
2,、水能運(yùn)營成本低,,效率高,用的是不花錢的燃料,,發(fā)電成本低,,積累多,投資回收快,,大中型水電站一般3~5年就可收回全部投資,。
3,、水能沒有污染,是一種干凈的能源,,水力發(fā)電還可按需供電,。
4、有關(guān)水電工程同時(shí)改善該地區(qū)的交通,、電力供供應(yīng)和經(jīng)濟(jì),,特別可以發(fā)展旅游業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖。水電站一般都有防洪啟溉,、航運(yùn),、養(yǎng)殖、美化環(huán)境,、旅游等綜合經(jīng)濟(jì)效益,。
5、水電投資跟火電投資差不多,,施工工期也并不長,,屬于短期近利工程。而且水能發(fā)電操作,、管理人員少,,一般不到火電的三分之一人員就足夠了。
6,、水力發(fā)電還能夠控制洪水泛濫,、提供灌溉用水、改善河流航動(dòng)等,。
1,、受地形氣候影響大:水能分布受水文、氣候,、地貌等自然條件的限制大,。水容易受到污染,也容易被地形,,氣候等多方面的因素所影響,。
2、失敗有風(fēng)險(xiǎn):由于洪水泛濫,,水壩阻擋了大量的水,,自然災(zāi)害、人為破壞,、施工質(zhì)量,,可能會(huì)對下游區(qū)域和基礎(chǔ)設(shè)施造成災(zāi)難性的后果。這樣的故障可能會(huì)影響電力供應(yīng)和動(dòng)植物,也可能造成很大的損失和人員傷亡,。
3,、破壞生態(tài)系統(tǒng):大型水庫造成大壩上游大面積淹沒,有時(shí)會(huì)破壞低地,、河谷森林和草原,。同時(shí)也會(huì)影響廠區(qū)周邊的水生生態(tài)系統(tǒng)。對魚類,,水鳥和其他動(dòng)物產(chǎn)生很大的影響,。
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(chǔ)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,。
1,、海洋能屬于清潔能源,也就是海洋能一旦開發(fā)后,,其本身對環(huán)境污染影響很小。
2,、海洋能具有可再生性,。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力,只要太陽,、月球等天體與地球共存,,這種能源就會(huì)再生,就會(huì)取之不盡,,用之不竭,。
3、海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分,。較穩(wěn)定的為溫度差能,、鹽度差能和海流能;屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能,;既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能,。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報(bào)表安排發(fā)電運(yùn)行。
1,、獲取能量的最佳手段尚無共識,,大型項(xiàng)目可能會(huì)破壞自然水流、潮汐和生態(tài)系統(tǒng)。
2,、開發(fā)使用難度大,,海洋能在海洋總水體中的蘊(yùn)藏量巨大,而單位體積,、單位面積,、單位長度所擁有的能量較小。這就是說,,要想得到大能量,,就得從大量的海水中獲得。
地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮?,這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖,,并以熱力形式存在,是引致火山爆發(fā)及地震的能量?,F(xiàn)在許多國家為了提高地?zé)崂寐?,而采用梯級開發(fā)和綜合利用的辦法,如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供,,熱電冷三聯(lián)產(chǎn),,先供暖后養(yǎng)殖等。
1,、地?zé)崮苁禽^為可靠的可再生能源,,能源蘊(yùn)藏豐富。
2,、地?zé)崮芊植紡V泛,,大部分集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶,該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū),。
3,、應(yīng)用范圍廣,除地?zé)岚l(fā)電外,,直接利用地?zé)崴M(jìn)行建筑供暖,、發(fā)展溫室農(nóng)業(yè)和溫泉旅游等利用途徑也得到較快發(fā)展。
1,、利用率低:地?zé)嵴羝臏囟群蛪毫Χ疾蝗缁鹆Πl(fā)電高,,因此地?zé)崂寐实停裆w塞斯的老發(fā)電機(jī)組的熱效率只有14.3%,,以致冷卻水用量多于普通電站,,熱污染也比較嚴(yán)重。
2,、造成空氣污染:從冷卻塔排出的廢蒸汽和廢水中可能含有H2S等有毒氣體,,應(yīng)予重視并及時(shí)加以處理,,以免污染廠區(qū)附近的空氣。
3,、資源再生慢:地?zé)釋儆谠偕容^慢的一種資源,。地?zé)嵴羝a(chǎn)區(qū)只能利用一段時(shí)間,其長短難于估計(jì),,可能在30—3000a之間,。由于取用的水多于回注的水,利用地?zé)岚l(fā)電,,最后可能會(huì)引起地面沉降,,這一點(diǎn)須加以注意。
4,、熱能行業(yè)起步難:地?zé)豳Y源的勘探,、開發(fā)具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)和知識密集的新興產(chǎn)業(yè),,化解風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)制和社會(huì)保障制度尚未建立起來,,影響投資者、開發(fā)者的信心,、影響了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展,。
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(dú)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,。
1,、可再生:生物質(zhì)能源是從太陽能轉(zhuǎn)化而來,,通過植物的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量,,與風(fēng)能,、太陽能等同屬可再生能源,可實(shí)現(xiàn)能源的永續(xù)利用,。
2,、清潔、低碳:生物質(zhì)能源中的有害物質(zhì)含量很低,,屬于清潔能源,。同時(shí),,生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)化過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質(zhì),生物質(zhì)能源的使用過程又生成二氧化碳和水,,形成二氧化碳的循環(huán)排放過程,,能夠有效減少人類二氧化碳的凈排放量,降低溫室效應(yīng),。
3,、替代優(yōu)勢:利用現(xiàn)代技術(shù)可以將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化成可替代化石燃料的生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)可燃?xì)?、生物質(zhì)液體燃料等,。在熱轉(zhuǎn)化方面,生物質(zhì)能源可以直接燃燒或經(jīng)過轉(zhuǎn)換,,形成便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)墓腆w,、氣體和液體燃料,可運(yùn)用于大部分使用石油,、煤炭及天然氣的工業(yè)鍋爐和窯爐中,。
4、原料豐富:生物質(zhì)能源資源豐富,,分布廣泛,。在傳統(tǒng)能源日漸枯竭的背景下,生物質(zhì)能源是理想的替代能源,,被譽(yù)為繼煤炭,、石油、天然氣之外的“第四大”能源,。
1,、土地矛盾:生物質(zhì)能源與農(nóng)業(yè)、林業(yè)在資源使用上不協(xié)調(diào),。能源作物已經(jīng)開始成為不少國家生物質(zhì)能源的主體,。但是,我國土地資源短缺,,存在能源作物和農(nóng)業(yè),、林業(yè)爭奪土地的矛盾。
2,、技術(shù)落后:利用裝備技術(shù)含量低,,研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入過少,一些關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)進(jìn)展不大,。例如厭氧消化產(chǎn)氣率低,,設(shè)備與管理自動(dòng)化程度較差;氣化利用中焦油問題未能解決,,影響長期應(yīng)用,;沼氣發(fā)電與氣化發(fā)電效率較低,,二次污染問題沒有徹底解決。
3,、缺乏相關(guān)政策及市場環(huán)境:缺乏專門扶持生物質(zhì)能源發(fā)展,,鼓勵(lì)生產(chǎn)和消費(fèi)生物質(zhì)能源的政策。在當(dāng)前缺乏一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助手段的條件下,,難以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)?;偁幠芰θ?。我國生物燃料乙醇發(fā)展缺乏明確的發(fā)展目標(biāo),,沒有形成連續(xù)穩(wěn)定的市場需求,還處在“以產(chǎn)定銷,、計(jì)劃供應(yīng)”階段,。國內(nèi)生物燃料乙醇從生產(chǎn)到銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)都受到了政府部門的嚴(yán)格控制,是政策性的封閉運(yùn)行,,尚未形成真正意義的市場化,。
氫能的性能很好,有很多優(yōu)點(diǎn),,無毒,,與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔,除生成水和少量氮化氫外不會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳,、二氧化碳,、碳?xì)浠衔铩U化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì),,少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)處理也不會(huì)污染環(huán)境,,而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫,反復(fù)循環(huán)使用,。
1,、所有氣體中,氫氣的導(dǎo)熱性最好,,比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍,,因此在能源工業(yè)中氫是極好的傳熱載體。
2,、氫是自然界存在最普遍的元素,,據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,,除空氣中含有氫氣外,,它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中,而水是地球上最廣泛的物質(zhì),。據(jù)推算,,如把海水中的氫全部提取出來,,它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。
3,、除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料,、化工燃料和生物燃料中最高的,為142,351kJ/kg,,是汽油發(fā)熱值的3倍,。
4、氫燃燒性能好,,點(diǎn)燃快,,與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍,而且燃點(diǎn)高,,燃燒速度快,。
5、氫本身無毒,,與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔,,除生成水和少量氮化氫外不會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳,、碳?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì),少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)處理也不會(huì)污染環(huán)境,,而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫,,反復(fù)循環(huán)使用。
1,、易爆炸(濃度范圍6.2-71.4%),。
2、不易儲(chǔ)存,,液化需要的工藝較復(fù)雜,。
3、目前尚未開發(fā)出有效的制備方法,,如果用酸與礦物質(zhì)反應(yīng)需要消耗大量礦藏,,如果用電解,何不直接用電作能源呢,。
利用核反應(yīng)堆中核裂變或聚變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式,。核能發(fā)電利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱,將水加熱成高溫高壓,,利用產(chǎn)生的水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī),。核能發(fā)電能量巨大,以少量的核子燃料即可產(chǎn)生大量的能量,。
1,、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(huì)造成空氣污染。
2,、核能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳,。
3、核能發(fā)電所使用的鈾燃料,,除了發(fā)電外,,暫時(shí)沒有其他的用途。
4,、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(yùn)輸與儲(chǔ)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(jī)就可以完成運(yùn)送。
5,、核能發(fā)電的成本中,,燃料費(fèi)用所占的比例較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響,,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定,。
6、核能發(fā)電實(shí)際上是最安全的電力生產(chǎn)方式,。相比較而言,,在煤炭、石油和天然氣的開采過程中,,爆炸和坍塌事故已殺死了成千上萬的從業(yè)者,。
1、核能電廠會(huì)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,,且需面對相當(dāng)大的政治困擾。
2,、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)境中,故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重,。
3,、核能電廠投資成本太大,電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。
4,、核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn),。
5,、興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。
6,、核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),,如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會(huì)對生態(tài)及民眾造成傷害,。