(整理)各種能源介紹.

1、各種綠色能源的介紹太陽(yáng)能太陽(yáng)能（SolarEnergy），般是指太陽(yáng)光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽(yáng)提供的熱和光生存，而自古人類(lèi)也懂得以陽(yáng)光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚(yú)等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽(yáng)能進(jìn)一步發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽(yáng)能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能等等。太陽(yáng)能能源是來(lái)自地球外部天體的能源（主要是太陽(yáng)）人類(lèi)所需能量的絕大部分都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。正是各種植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)。煤炭、石油、天然氣等化

2、石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來(lái)的太陽(yáng)能。此外，水能、風(fēng)能等也都是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換來(lái)的。地球本身蘊(yùn)藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。1與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能釋放出大量的能量，稱(chēng)為原子核能，簡(jiǎn)稱(chēng)核能，俗稱(chēng)原子能。它則來(lái)自于地殼中儲(chǔ)存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)的核裂變能資源，以及海洋中貯藏的氘、氚鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外，還可以用作其它類(lèi)型的動(dòng)力源、熱源等。優(yōu)點(diǎn)(1) 普遍：太陽(yáng)光普照大地，沒(méi)有地域的限制無(wú)

3、論陸地或海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開(kāi)發(fā)和利用，且無(wú)須開(kāi)采和運(yùn)輸。(2) 無(wú)害：開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。(3) 巨大：每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開(kāi)發(fā)的最大能源。(4) 長(zhǎng)久：根據(jù)目前太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的。缺點(diǎn)(1)分散性：到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。平均說(shuō)來(lái)，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(yáng)輻射的輻照度最大，在垂直

4、于太陽(yáng)光方向1平方米面積上接收到的太陽(yáng)能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，則只有200W左右。而在冬季大致只有一半，陰天一般只有1/5左右,這樣的能流密度是很低的。因此，在利用太陽(yáng)能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價(jià)較高。(2)不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(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，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。為了使太陽(yáng)能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，從而最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源，就必須很好地解決蓄能問(wèn)題，即把晴朗白天的太陽(yáng)輻射能盡量貯

5、存起來(lái)，以供夜間或陰雨天使用，但目前蓄能也是太陽(yáng)能利用中較為薄弱的環(huán)節(jié)之一。（3）效率低和成本高：目前太陽(yáng)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(yáng)能利用裝置，因?yàn)樾势停杀据^高，總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，太陽(yáng)能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)性的制約。海洋能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過(guò)各種物理過(guò)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、海流等形式存在墮洋之中。地球表面積約為5.1x10人8kmT,其中陸地表面積為1.49x10A8kmA2占29%;海洋面積達(dá)3.61x10人8kmT，以海平

6、面計(jì)，全部陸地的平均海拔約為840m，而海洋的平均深度卻為380m，整個(gè)海水的容積多達(dá)1.37乂10人9加人3。一望無(wú)際的大海不僅為人類(lèi)提供航運(yùn)、水源和豐富的礦藏，而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量，它將太陽(yáng)能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里，不像在陸地和空中那樣容易散失。簡(jiǎn)介海洋能(oceanenergy)是海水運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的可再生能，主要包括溫差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、鹽差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太陽(yáng)和其他星球引力，其他海洋能均源自太陽(yáng)輻射海水溫差能是一種熱能。低緯度的海面水溫較高，與深層水形成溫度差，可產(chǎn)生熱交換。其能量與溫差的大小和熱交換水量成正比。潮汐能、潮流能

7、、海流能、波浪能都是機(jī)械能。潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比。波浪的能量與波高的平方和波動(dòng)水域面積成正比。在河口水域還存在海水鹽差能(又稱(chēng)海水化學(xué)能)，入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差，若隔以半透膜，淡水向海水一側(cè)滲透，可產(chǎn)生滲透壓力，其能量與壓力差和滲透能量成正比。地球表面積約為5.1x10A8kmA2，其中陸地表面積為1.49x10A8kmA2占29%;海洋面積達(dá)3.61x10人8kmT，以海平面計(jì)，全部陸地的平均海拔約為840m，而海洋的平均深度卻為380m，整個(gè)海水的容積多達(dá)1.37乂10人9加人3。一望無(wú)際的大海，不僅為人類(lèi)提供航運(yùn)、水源和豐富的礦藏，而且還蘊(yùn)藏著巨大的能量，它將太

8、陽(yáng)能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里，不像在陸地和空中那樣容易散失。海洋能有三個(gè)顯著特點(diǎn)，1蘊(yùn)藏量大，并且可以再生不絕。2能流的分布不均、密度低。3能量多變、不穩(wěn)定。特點(diǎn)1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(zhǎng)度所擁有的能量較小。這就是說(shuō)，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。2海洋能具有可再生性。海洋能來(lái)源于太陽(yáng)輻射能與天體間的萬(wàn)有引力，只要太陽(yáng)、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。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無(wú)規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能

9、與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律，編制出各地逐日逐時(shí)的潮汐與潮流預(yù)報(bào)，預(yù)測(cè)未來(lái)各個(gè)時(shí)間的潮汐大小與潮流強(qiáng)弱。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。既不穩(wěn)定又無(wú)規(guī)律的是波浪4海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開(kāi)發(fā)后，其本身對(duì)環(huán)境污染影響很小。各種海洋能的蘊(yùn)藏量是非常巨大的，據(jù)估計(jì)有780多億千瓦，其中波浪能700億千瓦，潮汐能30億千瓦，溫度差能20億千瓦，海流能10億千瓦，鹽度差能10億千瓦?？茖W(xué)家曾作過(guò)計(jì)算，沿岸各國(guó)尚未被利用的潮汐能要比目前世界全部的水力發(fā)電量大一倍。如果將波浪的能量轉(zhuǎn)換為可利用的能源，那真是一種理想的巨大的能源。沿海各國(guó)，特別是美國(guó)、我羅斯聖、法國(guó)等國(guó)都非常重視

10、海洋能的開(kāi)發(fā)。從各國(guó)的情況看，潮汐發(fā)電技術(shù)比較成熟。利用波能、鹽度差能、溫度差能等海洋能進(jìn)行發(fā)電還不成熟，目前仍處于研究試驗(yàn)階段。海洋能的優(yōu)缺點(diǎn)海洋能缺點(diǎn):獲取能量的最佳手段尚無(wú)共識(shí)，大型項(xiàng)目可能會(huì)破壞自然水流、潮汐和生態(tài)系統(tǒng)。海洋能優(yōu)點(diǎn)：取之不竭的可再生資源，潮汐能源有規(guī)律可循，開(kāi)發(fā)規(guī)模大小均可。海洋能指蘊(yùn)藏于海水中的各種可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)亟待開(kāi)發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。波浪發(fā)電，據(jù)科學(xué)家推算，地球上波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)90萬(wàn)億度。目前，海上導(dǎo)航浮標(biāo)和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電來(lái)照明。大

11、型波浪發(fā)電機(jī)組也已問(wèn)世。我國(guó)在也對(duì)波浪發(fā)電進(jìn)行研究和試驗(yàn)，并制成了供航標(biāo)燈使用的發(fā)電裝置。將來(lái)的世界，每一個(gè)海洋里都會(huì)有屬于我們中國(guó)的波能發(fā)電廠。波能將會(huì)為我國(guó)的電業(yè)作出很大貢獻(xiàn)。潮汐發(fā)電，據(jù)世界動(dòng)力會(huì)議估計(jì)，到2020年，全世界潮汐發(fā)電量將達(dá)到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國(guó)北部英吉利海峽上的朗斯河口電站，發(fā)電能力24萬(wàn)千瓦，已經(jīng)工作了30多年。中國(guó)在浙江省建造了江廈潮汐電站，總?cè)萘窟_(dá)到3000千瓦。利用現(xiàn)狀上述不同形式的能量有的已被人類(lèi)利用，有的已列入開(kāi)發(fā)利用計(jì)劃，但人們對(duì)海洋能的開(kāi)發(fā)利用程度至今仍十分低。盡管這些海洋能資源之間存在著各種差異，但是也有著一些相同的特征

12、。每種海洋能資源都具有相當(dāng)大的能量通量：潮汐能和鹽度梯度能大約為2TW；波浪能也在此量級(jí)上；而海洋熱能至少要比此大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。但是這些能量分散在廣闊的地理區(qū)域，因此實(shí)際上它們的能流密度相當(dāng)?shù)?，而且這些資源中的大部分均蘊(yùn)藏在遠(yuǎn)離用電中心區(qū)的海域。因此只能有一小部分海洋能資源能夠得以開(kāi)發(fā)利用面臨的問(wèn)題很多海洋能至今沒(méi)被利用的原因主要有兩方面：一，經(jīng)濟(jì)效益差，成本高。二，一些技術(shù)問(wèn)題還沒(méi)有過(guò)關(guān)。盡管如此，不少?lài)?guó)家一面組織研究解決這些問(wèn)題，一面在制定宏偉的海洋能利用規(guī)劃。如法國(guó)計(jì)劃到本世紀(jì)末利用潮汐能發(fā)電350億千瓦時(shí)，英國(guó)準(zhǔn)備修建一座100萬(wàn)千瓦的波浪能發(fā)電站，美國(guó)要在東海岸建造500座海洋熱能發(fā)電

13、站。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，海洋能必將成為沿海國(guó)家，特別是發(fā)達(dá)的沿海國(guó)家的重要能源之一。前景展望全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織1981年出版物的估計(jì)數(shù)字，五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。其中溫差能為400億千瓦，鹽差能為300億千瓦，潮汐和波浪能各為30億千瓦，海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實(shí)現(xiàn)把上述全部能量取出，設(shè)想只能利用較強(qiáng)的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的鹽度差，而溫差利用則受熱機(jī)卡諾效率的限制。因此，估計(jì)技術(shù)上允許利用功率為64億千瓦，其中鹽差能30億千瓦，溫差能20億千瓦，波浪能10億千瓦，海流能3億千瓦，潮汐能1億千瓦（估計(jì)數(shù)字）。海洋能的強(qiáng)度較常規(guī)能

14、源為低。海水溫差小，海面與5001000米深層水之間的較大溫差僅為20工左右；潮汐、波浪水位差小，較大潮差僅710米，較大波高僅3米；潮流、海流速度小，較大流速僅47節(jié)。即使這樣，在可再生能源中，海洋能仍具有可觀的能流密度。以波浪能為例，每米海岸線平均波功率在最豐富的海域是50千瓦，一般的有56千瓦；后者相當(dāng)于太陽(yáng)能流密度1千瓦/米2）。又如潮流能，最高流速為3米/秒的舟山群島潮流，在一個(gè)潮流周期的平均潮流功率達(dá)4.5千瓦/米2。海洋能作為自然能源是隨時(shí)變化著的。但海洋是個(gè)龐大的蓄能庫(kù)，將太陽(yáng)能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機(jī)械能等形式蓄在海水里，不象在陸地和空中那樣容易散失。海水溫差、鹽度差和海流

15、都是較穩(wěn)定的，24小時(shí)不間斷，晝夜波動(dòng)小，只稍有季節(jié)性的變化。潮汐、潮流則作恒定的周期性變化，對(duì)大潮、小潮、漲潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。海浪是海洋中最不穩(wěn)定的，有季節(jié)性、周期性，而且相鄰周期也是變化的。但海浪是風(fēng)浪和涌浪的總和，而涌浪源自遼闊海域持續(xù)時(shí)日的風(fēng)能，不象當(dāng)?shù)靥?yáng)和風(fēng)那樣容易驟起驟止和受局部氣象的影響。海洋能的利用目前還很昂貴，以法國(guó)的朗斯潮汐電站為例，其單位千瓦裝機(jī)投資合1500美元（1980年價(jià)格），高出常規(guī)火電站。但在目前嚴(yán)重缺乏能源的沿海地區(qū)（包括島嶼），把海洋能作為一種補(bǔ)充能源加以利用還是可取的。核能核能（或稱(chēng)原子能）是通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量，符合

16、阿爾伯特愛(ài)因斯坦的方程E=mc²，其中E二能量，m二質(zhì)量，c二光速常量。核能通過(guò)三種核反應(yīng)之一釋放:1、核裂變，打開(kāi)原子核的結(jié)合力。2、核聚變,原子的粒子熔合在一起。3、核衰變，自然的慢得多的裂變形式。優(yōu)點(diǎn)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(méi)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(wàn)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(wàn)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

17、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(guó)際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。缺點(diǎn)1 核能電廠會(huì)產(chǎn)生高低階放射性廢料，或者是使用過(guò)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(duì)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)境裏，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(jiàn)紛爭(zhēng)。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(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。核能俗稱(chēng)原子能，它是原子核里的核子中子或質(zhì)子

18、，重新分配和組合時(shí)釋放出來(lái)的能量。核能分為兩類(lèi)：一類(lèi)叫裂變能，一類(lèi)叫聚變能。核能有巨大威力。1公斤鈾原子核全部裂變釋放出來(lái)的能量，約等于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)所放出的化學(xué)能。一座100萬(wàn)千瓦的核電站，每年只需25噸至30噸低濃度鈾核燃料，運(yùn)送這些核燃料只需10輛卡車(chē)；而相同功率的煤電站，每年則需要300多萬(wàn)噸原煤，運(yùn)輸這些煤炭，要1000列火車(chē)。核聚變反應(yīng)釋放的能量則更巨大。據(jù)測(cè)算1公斤煤只能使一列火車(chē)開(kāi)動(dòng)8米；一公斤裂變?cè)峡墒挂涣谢疖?chē)開(kāi)動(dòng)4萬(wàn)公里；而1公斤聚變?cè)峡梢允挂涣谢疖?chē)行駛40萬(wàn)公里，相當(dāng)于地球到月球的距離地球上蘊(yùn)藏著數(shù)量可觀的鈾、釷等裂變資源，如果把它們的裂變能充分利用，可以滿足

19、人類(lèi)上千年的能源需求。在大海里，還蘊(yùn)藏著不少于20萬(wàn)億噸核聚變資源氫的同位元素氘，如果可控核聚變?cè)?1世紀(jì)前期變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這些氘的聚變能將可頂幾萬(wàn)億億噸煤，能滿足人類(lèi)百億年的能源需求。更可貴的是核聚變反應(yīng)中幾乎不存在反射性污染。聚變能稱(chēng)得上是未來(lái)的理想能源。因此，人類(lèi)已把解決資源問(wèn)題的希望，寄托在核能這個(gè)能源世界未來(lái)的巨人身上了注：核能為不可再生能源！生物質(zhì)能生物質(zhì)能(biomassenergy)，就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一

20、種可再生的碳源。生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過(guò)光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì)通稱(chēng)為生物質(zhì)。它包括植物、動(dòng)物和微生物。廣義概念：生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動(dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動(dòng)物糞便。狹義概念：生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中除糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹(shù)木等木質(zhì)纖維素（簡(jiǎn)稱(chēng)木質(zhì)素）、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。特點(diǎn)：可再生、低污染、分布廣泛。生物質(zhì)能的特點(diǎn)1）可再生性生物質(zhì)能屬可再生資源，生物質(zhì)能由于通過(guò)植物的光合作用可以再生，與風(fēng)能

21、、太陽(yáng)能等同屬可再生能源，資源豐富，可保證能源的永續(xù)利用；2）低污染性生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過(guò)程中生成的SOX、NOX較少；生物質(zhì)作為燃料時(shí)，由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)；3）廣泛分布性缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能；4）生物質(zhì)燃料總量十分豐富生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣。根據(jù)生物學(xué)家估算，地球陸地每年生產(chǎn)1000-1250億噸生物質(zhì);海洋年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全世界總能源需求量，相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。我國(guó)可開(kāi)發(fā)為能源的生物質(zhì)資源到201

22、0年可達(dá)3億噸。隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，特別是炭薪林的推廣，生物質(zhì)資源還將越來(lái)越多。5）廣泛應(yīng)用性生物質(zhì)能源可以以沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產(chǎn)燃?xì)?、氣化發(fā)電、生產(chǎn)燃料酒精、熱裂解生產(chǎn)生物柴油等形式存在，應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。編輯本段生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能一直是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關(guān)專(zhuān)家估計(jì)，生物質(zhì)能極有可能成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。目前人類(lèi)對(duì)生物質(zhì)能的利用，包括直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料

23、的有農(nóng)林廢棄物、動(dòng)物糞便、垃圾及藻類(lèi)等，它們通過(guò)微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計(jì)，每年地球上僅通過(guò)光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)14401800億噸（干重）,其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的38倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當(dāng)薪柴使用，效率低，影響生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)代生物質(zhì)能的利用是通過(guò)生物質(zhì)的厭氧發(fā)酵制取甲烷，用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭，用生物質(zhì)制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技術(shù)培育能源植物，發(fā)展能源農(nóng)場(chǎng)。主要利用技術(shù)1. 直接燃燒生物質(zhì)的直接燃燒和固化成型技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)主要著重于專(zhuān)用燃

24、燒設(shè)備的設(shè)計(jì)和生物質(zhì)成型物的應(yīng)用。現(xiàn)已成功開(kāi)發(fā)的成型技術(shù)按成型物形狀主要分為大三類(lèi)：以日本為代表開(kāi)發(fā)的螺旋擠壓生產(chǎn)棒狀成型物技術(shù)，歐洲各國(guó)開(kāi)發(fā)的活塞式擠壓制的圓柱塊狀成型技術(shù)，以及美國(guó)開(kāi)發(fā)研究的內(nèi)壓滾筒顆粒狀成型技術(shù)和設(shè)備。2. 生物質(zhì)氣化生物質(zhì)氣化技術(shù)是將固體生物質(zhì)置于氣化爐內(nèi)加熱，同時(shí)通入空氣、氧氣或水蒸氣，來(lái)產(chǎn)生品位較高的可燃?xì)怏w。它的特點(diǎn)是氣化率可達(dá)70%以上，熱效率也可達(dá)85%。生物質(zhì)氣化生成的可燃?xì)饨?jīng)過(guò)處理可用于合成、取暖、發(fā)電等不同用途，這對(duì)于生物質(zhì)原料豐富的偏遠(yuǎn)山區(qū)意義十分重大，不僅能改變他們的生活質(zhì)量，而且也能夠提高用能效率，節(jié)約能源。3. 液體生物燃料由生物質(zhì)制成的液體燃料

25、叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。雖然利用生物質(zhì)制成液體燃料起步較早，但發(fā)展比較緩慢，由于受世界石油資源、價(jià)格、環(huán)保和全球氣候變化的影響，20世紀(jì)70年代以來(lái)，許多國(guó)家日益重視生物燃料的發(fā)展，并取得了顯著的成效。4. 沼氣沼氣是各種有機(jī)物質(zhì)在隔絕空氣（還原）并且在適宜的溫度、濕度條件下，經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。沼氣的主要成分甲烷類(lèi)似于天然氣，是一種理想的氣體燃料，它無(wú)色無(wú)味，與適量空氣混合后即可燃燒。1）沼氣的傳統(tǒng)利用和綜合利用技術(shù)我國(guó)是世界上開(kāi)發(fā)沼氣較多的國(guó)家，最初主要是農(nóng)村的戶用沼氣池，以解決秸稈焚燒和燃料供應(yīng)不足的問(wèn)題，后來(lái)的大中型

26、沼氣工程始于1936年，此后，大中型廢水、養(yǎng)殖業(yè)污水、村鎮(zhèn)生物質(zhì)廢棄物、城市垃圾沼氣的簡(jiǎn)歷擴(kuò)寬了沼氣的生產(chǎn)和使用范圍。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，建立起的沼氣發(fā)酵綜合利用技術(shù)，以沼氣為紐帶，將物質(zhì)多層次利用、能量合理流動(dòng)的高效農(nóng)業(yè)模式，已逐漸成為我國(guó)農(nóng)村地區(qū)利用沼氣技術(shù)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的有效方法。通過(guò)沼氣發(fā)酵綜合利用技術(shù)，沼氣用于農(nóng)戶生活用能和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)加工，沼液用于飼料、生物農(nóng)藥、培養(yǎng)料液的生產(chǎn)，沼渣用于肥料的生產(chǎn)，我國(guó)北方推廣的塑料大棚、沼氣池、氣禽畜舍和廁所相結(jié)合的“四位一體”沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，中部地區(qū)以沼氣為紐帶的生態(tài)果園模式，南方建立的“豬-果”模式，以及其他地區(qū)因地制宜建立的“養(yǎng)殖-沼

27、氣"、“豬-沼-魚(yú)”和“草-牛-沼”等模式，都是以農(nóng)業(yè)為龍頭，以沼氣為紐帶，對(duì)沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。沼氣發(fā)酵綜合利用生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的建立使農(nóng)村沼氣和農(nóng)業(yè)生態(tài)緊密結(jié)合，是改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的有效措施，也是發(fā)展綠色種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的有效途徑，已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。2）沼氣發(fā)電技術(shù)沼氣燃燒發(fā)電時(shí)隨著大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)沼氣利用技術(shù)，它將厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能。沼氣發(fā)電具有高效、節(jié)能、安全和環(huán)保等特點(diǎn)，是一種分布廣泛且價(jià)廉的分布式能源。沼氣發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家已收到廣泛重視和積極推廣。生物質(zhì)能發(fā)電并

28、網(wǎng)電量在西歐一些國(guó)家占能源總量的10%左右。3）沼氣燃料電池技術(shù)燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時(shí)，它可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為堿性燃料電池（AFC）、質(zhì)子交換膜（PEMFC）、磷酸（PAFC）、溶融碳酸鹽（MCFC）及固態(tài)氧化物（SOFC）等。燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率高、潔凈、無(wú)污染、噪聲低，既可以集中供電，也適合分散供電，是21世紀(jì)最有競(jìng)爭(zhēng)力的高效、清潔的發(fā)電方式之一，它在潔凈煤炭燃料電站、電動(dòng)汽車(chē)、移動(dòng)電源、不間斷電源、潛艇及空間電源等方面，有著廣泛的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場(chǎng)。5. 生物制氫氫氣是

29、一種清潔、高效的能源，有著廣泛的工業(yè)用途，潛力巨大，今年來(lái)生物制氫的研究逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，但將其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫并不容易。生物制氫過(guò)程可分為厭氧光合制氫和厭氧發(fā)酵制氫兩大類(lèi)。6. 生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)，主要包括農(nóng)林廢物發(fā)電、垃圾發(fā)電和沼氣發(fā)電等。作為一種可再生能源，生物質(zhì)能發(fā)電在國(guó)際上越來(lái)越受到重視，在我國(guó)也越來(lái)越受到政府的關(guān)注和民間的擁護(hù)。生物質(zhì)發(fā)電將廢棄的農(nóng)林剩余物收集、加工整理，形成商品，及防止秸稈在田間焚燒造成的環(huán)境污染，又改變了農(nóng)村的村容村貌，是我國(guó)建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略選擇之一。如果我國(guó)生物質(zhì)能利用量達(dá)到5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，就

30、可解決目前我國(guó)能源消費(fèi)量的20%以上，每年可減少排放二氧化碳中的碳量近3.5億噸，二氧化硫、氮氧化物、煙塵減排量近2500萬(wàn)噸，將產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。尤為重要的是，我國(guó)的生物質(zhì)能資源主要集中在農(nóng)村，大力開(kāi)發(fā)并利用農(nóng)村豐富的生物質(zhì)能資源，可促進(jìn)農(nóng)村生產(chǎn)發(fā)展，顯著改善農(nóng)村的村貌和居民生活條件，將對(duì)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。17原電池通過(guò)化學(xué)反應(yīng)時(shí)電子的轉(zhuǎn)移制成原電池，產(chǎn)物和直接燃燒相同但是能量能充分利用。地?zé)崮艿責(zé)崮蹽eothermalEnergy是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來(lái)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。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)7000°C

31、,而在80至100公英里的深度處，溫度會(huì)降至650至1200°C。透過(guò)地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈?jiǎn)單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地?zé)崮苁强稍偕Y源現(xiàn)狀在各種可再生能源的應(yīng)用中，地?zé)崮茱@得較為低調(diào)，人們更多地關(guān)注來(lái)自太空的太陽(yáng)能量，卻忽略了地球本身賦予人類(lèi)的豐富資源，地?zé)崮軐⒂锌赡艹蔀槲磥?lái)能源的重要組成部分。相對(duì)于太陽(yáng)能和風(fēng)能的不穩(wěn)定性，地?zé)崮苁禽^為可靠的可再生能源，這讓人們相信地?zé)崮芸梢宰鳛槊禾?、天然氣和核能的最佳替代能源。另外，地?zé)崮艽_實(shí)是較為理想的清潔能源，能源蘊(yùn)藏豐富并且在使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，對(duì)地球環(huán)境不產(chǎn)生危害。目前，美國(guó)的地?zé)崮苁褂脙H占全國(guó)能源組成的0.5%。據(jù)麻省理工學(xué)院的一份報(bào)告指出，美國(guó)現(xiàn)有的地?zé)嵯到y(tǒng)每年只采集約3000兆瓦能量，而保守估計(jì)，可開(kāi)采的地?zé)豳Y源達(dá)到10萬(wàn)兆瓦。相關(guān)專(zhuān)家指出，倘若給與地?zé)崮茉聪鄳?yīng)的關(guān)注和支持，在未來(lái)幾年內(nèi)，地?zé)崮芎苡锌赡艹蔀榕c太陽(yáng)能