新能源的开发与利用Word文档格式.docx
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1.什么是能源·
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1.1传统能源·
1.2能源的分类·
1.2.1按能源的来源可分·
1.2.2按能否从自然界中得到补充可分·
1.2.3根据利用能源的形态不同可分·
1.2.4根据应用范围、技术成熟程度及经济与否将能源分成·
第二部分当今能源的现状·
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2.当今能源的现状·
第三部分什么是新能源·
3.什么是新能源·
第四部分开发新能源的意义·
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4.开发新能源的意义·
第五部分 新能源的分类及概况·
5.新能源的分类及概况·
第六部分常见新能源形式概述·
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6.常见新能源形式概述·
6.1太阳能·
6.1.1太阳能利用的分类·
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6.2核能·
6.3海洋能·
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6.4风能·
6.5生物质能·
6.5.1生物质能技术·
6.5.2生物质能的利用现状·
6.6地热能·
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6.6.1地热能技术·
6.7氢能·
6.8海洋渗透能·
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总结·
考文献·
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致谢·
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（兰州城市学院化学与环境科学学院甘肃兰州730000）
内容摘要：
随着能源需求的不断增加，地球上不可再生能源的资源将进一步的减少直至枯竭。
为了社会的发展和人类的进步，在提高能源的使用效率，节约能源的同时还必须要开发和利用绿色环保并可再生的新能源，因此我认为新能源的开发和利用是目前最重要的任务，因此我们必须走可持续发展道路。
关键词：
绿色环保新能源开发利用可再生能源
前言
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有２０亿人得不到正常的能源供应。
这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。
然而我们必须走可持续发展道路。
必须找到更多的可再生资源，那么什么是可再生资源呢？
它是指可连续再生、永续利用的一次能源即新能源[1]。
这类能源大都直接或间接来自太阳，其中太阳能尤为重要。
在可再生能源中，太阳能[2]以其独有的优势成为人们重视的焦点。
丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
第一部分什么是能源
能源是物质、能量和信息是构成自然社会的基本要素，能源就是能量的源泉。
能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。
那么，究竟什么是“能源”呢？
关于能源的定义，目前约有20种。
例如：
《科学技术百科全书》说：
“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；
《大英百科全书》说：
“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；
《日本大百科全书》说：
“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；
我国的《能源百科全书》说：
“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。
”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。
确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。
1.1传统能源
在我们日常生活中经常所说的传能源即一次能源，它是目前我们利用最为广泛的能源。
我们可以把它们分为三大类：
如，煤“工业的粮食”、石油“工业的血液”、和天然是气，它的主要成分是甲烷（CH4）。
它们是我们日常生活中不和缺少的燃料，他们以各种各样的形式存在于我们身边。
1.2能源的分类
除人们比较熟悉的一些能源名称外，你是否还听到过一次能源、二次能源；
常规能源[3]、新能源；
可再生能源、不可再生能源等称呼呢？
其实这些都是从不同角度对能源进行的分类。
1.2.1按能源的来源分类
按能源的来源可分三类：
第一类是来自地球以外的太阳能。
它们除了太阳直接照射到地球的光和热外，常见的煤炭、石油、天然气，以及生物质能、水能、海洋热能和风能等，都间接地来自太阳。
第二类是来自地球自身的能源，其中一种是地球内部蕴藏着的地热能，常见的地下蒸汽、温泉、火山爆发的能量都属于地热能。
另一种是地球上存在的铀、钍、锂等核燃料所蕴有的核能。
第三类是太阳和月亮等星球对大海的引潮力所产生的涨潮和落潮所拥有的巨大潮汐能。
1.2.2按能否从自然界中得到补充分类
按能否从自然界中得到补充，能源又分成可再生和不可再生两类。
太阳辐射能、水能、生物质能、风能、潮汐能、海洋热能和波浪能等都是能不断地再生和得到补充的能源，所以被称为可再生能源。
而煤炭、石油、天然气等化石燃料和铀、钍等核燃料，都是亿万年前遗留下来的，用掉一点就少一点，无法得到补充，总有一天会枯竭的，它们被称为不可再生能源。
1.2.3根据利用能源的形态不同分类
根据利用能源的形态不同，又可将能源分成一次能源和二次能源两类。
一次能源是指直接取自自然界、而不改变它的形态的能源。
例如，煤炭、石油、天然气、柴草、地热、风力、太阳辐射能等等都属一次能源范畴。
二次能源是指一次能源经人为加工成另一种形态的能源。
例如，电能、热水、蒸汽、煤气、焦炭以及各种石油制品（诸如汽油、煤油、柴油、重油等），还有生产中的余能和余热等也都属于二次能源范畴。
1.2.4根据应用范围、技术成熟程度及经济与否将能源分为
根据应用范围、技术成熟程度及经济与否，又将能源分成常规能源和新能源两类。
煤炭、石油、天然气、水能和核能等都已得到大规模经济开发和利用，被称为常规能源；
而太阳辐射能、地热能、风能、海洋热能、波浪能、潮汐能等，因它们都是开发研究中的能源，尚未得到经济开采利用，而被称为非常规能源，亦称为新能源。
第二部分当今能源的现状
我们形容祖国经常会用到“地大物博”一词，但事实表明我们的能源和资源总量并不丰富，由于我国人口众多，人均资源能源的占有量从世界整体水平看存在着明显的差距。
严峻的形势让人触目惊心。
从能源总量来看，我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国。
据资料显示，截止到2004年底，我国石油剩余可采储量23亿吨，占世界总量的1.4%；
天然气剩余可采储量2.23万亿立方米，占世界天然气可采储量总量的1.2%；
煤炭剩余可采储量1145亿吨，占世界总量的12.6%等。
就可采储量而言，有关专家估计，若按目前的开采水平，我国石油资源和东部的煤炭资源将在2030年耗尽，水力资源的开发也将达到极致。
就质量而言，我国能源资源以煤炭为主，按各种燃料的热值计算，在目前的探明储量下，世界能源资源中，固体燃料和液体、气体燃料的比例为4：
1，而我国则远远落后于这一比值。
目前，在世界能源产量中，高质量的液、气体能源所占比例为60.8%，而我国仅为19.1%。
这些只是部分能源消费情况，其形势不容乐观。
面对国家这样的能源现状，触目惊心的数据，提醒着我们应更冷静、更客观地面对中国的能源问题。
人们不能再大手大脚的对待现有的能源，从现在开始我们应该树立节约能源、适度消费的观念从而我们要开发新能源，实施可持续发展道路。
第三部分什么是新能源
新能源（newenergysources或称可再生能源更贴切）是指传统能源之外的各种能源形式。
它的各种形式大都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能（潮汐能例外）。
包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。
也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于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）枯竭问题具有重要意义。
同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义，然而新能源又有狭义和广义之分。
狭义的新能源主要是将新能源局限在可再生能源技术之中。
客观的说，仅仅谈可再生能源，而不强调“新”与“旧”的本质区别，将会严重束缚我们的创造性和新能源自身的健康发展。
然而，“长江后浪推前浪”是历史的规律，新的技术必然要替代落后的生产方式，这是不以人们意志为转移的。
蒸气机代替牛马，内燃机代替蒸气机，新的能源体系和由新技术支撑的能源利用方式、以及新的能源利用理念最终会替代传统的能源利用机制。
所以，新能源的关键是针对传统能源利用方式的先进性和替代性。
由此分析，我们可以把广义新能源分为高效利用能源、资源综合利用、可再生能源、代替能源、核能、节能等。
因此，人们越来越重视新能源的开发和利用[8]。
第四部分开发新能源的意义
随着能源需求的不断增加，地球上不可再生能源的资源将进一步的减少直至枯竭。
为了社会的发展和人类的进步，在提高能源的使用效率，节约能源的同时还必须要开发和利用绿色环保并可再生的新能源。
根据专家预测，到2060年，全球可再生能源的用量将发展到能源总用量的50%以上，成为未来能源结构的主要部分。
然而采用新能源是保护生态环境，走可持续发展道路的重要措施。
新能源的开发与利用论述了太阳能、风能、生物质能、核能、海洋能及地热能等新能源的独特优势，介绍了它们的使用原理现状，指出新能源的开发利用是解决能源短缺和环境污染的重要途径。
相对于传统能源，新能源在使用过程中具有更多的优点，它对于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）枯竭问题具有重要意义。
同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。
第五部分新能源的分类及概况
据世界断言，石油，煤矿等资源将加速减少。
核能、太阳能即将成为主要能源。
联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：
大中型水电；
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）；
穿透生物质能。
一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。
因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。
随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。
在这里我们可以把新能源分为：
太阳能、风力发电、生物质能、生物柴油、燃料乙醇、新能源汽车、燃料电池、氢能、垃圾发电、建筑节能、地热能、二甲醚、可燃冰等。
第六部分常见新能源形式概述
6.1太阳能
据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。
但因其分布很分散，目前能利用的甚微。
地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。
其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。
世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。
海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。
限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。
当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很大发展前途，它在我们生活中应用非常广泛而且种类也非常之多。
6.1.1太阳能的利用可分为以下几种：
1．太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能。
2．太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等多种方式可以被人们使用如太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等。
3.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。
4.太阳光合能：
植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。
因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率
随着社会的不断发展，太阳能的利用已得到世界各国的普遍重视，太阳能的利用也到了一个新的发展阶段，这一阶段是加上太阳电池应用，为建筑物提供采暖、空调、照明和用电，完全能满足这些要求，称为“零能房屋”，并采用新的建筑一体化和模块化的设计从而实现太阳能技术和建筑艺术完美结合。
这种一体化的设计思想是由美国太阳能协会创始人施蒂文、斯特朗20年前所倡导的，由于当时太阳能电池过于昂贵，无法实施。
如今随着太阳能技术的不断进步和完善，其一体化思想的实现已成为可能。
目前已经在我国建成经过了特殊设计太阳能建筑，该建筑是完全依赖太阳能提供热水、制冷、取暖、照明的“零能耗”的新型太阳能建筑示范楼。
其建筑物耗热量指标小于10W/m2，建筑自身节能水平达到75%，考虑太阳能等可再生能源的利用，综合节能率超过了90%。
建筑热工设计指标远高于国家节能50%标准并且达到欧洲现行最高的节能标准。
从建筑使用中节约的能源费用角度去计算是具有明显效益的经济和社会效益的。
由于采用了一体化和模块化的设计思想，使太阳能技术和建筑艺术取得了完美的结合。
6.2核能
核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·
爱因斯坦的方程E=mc2，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。
核能的释放主要有三种形式：
A.核裂变能所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量
B.核聚变能由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。
C.核衰变核
在当今世界中许多国家将核能列入新能源的范畴，这是有一定道理的。
因为在西方社会对于能源分类中的一个最重要的标准就是温湿气体减排问题，他们用二氧化碳当量来评价各种能源的综合全寿命周期的能源环境代价。
核能在建造之初虽然比其他能源转换装置更消耗能源，但是一旦运行就没有二氧化碳的排放问题，如果不出事故，将会是非常清洁的能源。
核能技术在切尔诺贝利核电站事故之后曾经一度受到全世界的质疑，因为事故的代价太过惨重。
但是，随着全球变暖，资源与环境的矛盾日益突出，而且核电站的安全运行问题正在不断得到改善，所以各国又重新开始关注核能的利用问题。
6.3海洋能
海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。
这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。
波浪发电，据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。
目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。
大型波浪发电机组也已问世。
我国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。
潮汐发电，据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。
世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。
中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。
6.4风能
风能是空气运动产生的能量，风能开发利用方式主要是将风能转换为电能、机械能或热能等。
风能是一种机械能，风力发电是常用技术，目前世界上最大风力发电机为3200千瓦，风机直径97.5米，安装在美国夏威夷。
我国风力发电装机总共20万千瓦，最大风力发电机为120千瓦。
是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。
据资料显示1977年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。
该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。
到1994年，全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右，每年发电约50亿千瓦时。
6.5生物质能
生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。
生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。
地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。
地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
因此我们也要更新它的使用技术，这样以便于我们能够充分利用这个能源。
6.5.1生物质能技术
生物质能技术是利用动植物有机废弃物（如木材、柴草、粪便等）的技术。
①热化学转换技术，把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气，或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭；
②生物化学转换技术，主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气，沼气的主要成分是甲烷。
沼气技术在我国农村得到较好应用，工业沼气技术也开始应用。
③生物质压块成型技术，把烘干粉碎的生物质挤压成型，变成高密度的固体燃料。
6.5.2生物质能的利用现状
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料如天津市天津市农村沼气建设[4]。
目前中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。
6.6地热能
地热能是从地球内部发出的热源，它可以通过自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。
放射性热能是地球主要热源。
我国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦
6.6.1地热能技术
地热能有蒸汽和热水两种。
地热蒸汽有较高压力和温度，可直接通过蒸汽轮机发电；
地热热水最好是梯级利用，先将高温地热水用于高温用途，再将用过的中温地热水用于中温用途，然后再将用过的低热水再利用，最后用于养鱼、游泳池等。
6.7氢能
在以上所说的众多新能源中，我
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