新能源的特点和利用情况 随着煤、石油、天然气的枯竭，传统能源的主要地位将会消亡，因此，寻找新能源已是国际社会的当务之急，新能源资源必须蕴量丰富，使用必须足够安全、清洁。 相对于传统能源而言，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。从目前的预期来看，有可能成为未来新能源的有：太阳能、核能、风能、水能、潮汐、地热等能源。由于这些能源利用技术上还存在很多问题，因此在未来相当长时间内，这些能源的利用技术还需要大量的投入和开发。 太阳能发电装置;其主要技术原理是使用太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能。目前商品化的太阳能电池主要可分为：单结晶硅太阳电池(Singlecrystal)、多结晶硅太阳电池(Polycrystal)、非结晶硅太阳电池(Amorphous)等三大类。结晶硅型属于第1代太阳能电池，非晶硅等薄膜太阳能电池属于第2代太阳能电池。诺贝尔奖获得者马丁·格林正在研究第3代太阳能电池，该电池以薄膜为主，有非常高的转换效率(74%)，低成本，无毒，高效，但离商品化还有距离。 目前商品化的太阳能电池中晶硅型太阳能电池占80%以上。制造晶硅型太阳能电池所消耗的能量需要花7年以上时间才能收回(能源回收期EBIT为7年)。在生产晶硅的过程当中，需要加热至1900℃;接下来的晶圆制造也需要额外加热至1400℃。这些工序都牵涉极其耗能的工序。制造这些太阳能电池装置需要大量的能耗而且会带来巨大的污染。许多西方发达国家大量采购太阳能装置，相当于进口能源，却把高能耗和污染的问题转移给发展中国家。 核能的获取有两种途径：核裂变和核聚变。裂变反应指铀-235等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。核聚变反应聚变时则由较轻的原子核(氘和氚)聚合成较重的较重的原子核(氦)而释出能量。目前的核电站采用的就是核裂变的原理制成的。全世界目前共有438座核反应堆在运行，占世界总发电量份额约为17%。核裂变燃料———铀在陆地上的储量并不丰富，总量不超过500万吨，按目前的消耗量，仅够人类使用几十年。但铀废料的放射性污染问题是令人担忧的。据国际原子能机构近年公布的有关核废料资料披露，20世纪全球400余座核电站共产生了19万吨核废料———钚239，这些核废料的半衰期长达2万多年。这对人类是一个极大的潜在威胁。 核聚变资源极其丰富，预计可供人类使用几百亿年。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，是一种真正清洁、安全、可持续的新能源，充满美好前景。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变。国际热核聚变实验堆(ITER)计划投资100亿美元研发经费，该项计划是当今世界规模最大的科学工程和国际科技合作计划之一，吸引了包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等世界主要核国家和科技强国共同参与。核聚变技术目前尚处于研究阶段，距离商用至少需要50年，甚至上百年以上的时间。其他比较重要的自然能源还有：风能、水能、潮汐、地热。 风能的技术原理是用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力。在生态上，容易干扰昆虫和鸟类，且由于风车吸聚了大量的风，还可能改变区域气候。风力发电还存在的一些使用方面的问题，比如风力有间歇性，占地面积大;运行会发出庞大的噪音。 水电是一种清洁能源，似乎同生态问题无关。但是，水力发电的问题已经开始被人们认识。由于大江大河上游兴建大坝后，下游的三角洲没有了大量泥沙淤积，使得海水开始向三角洲逼近，整个三角洲的迎海面会发生坍塌。面积将逐渐萎缩，这个问题已经出现在黄河三角洲。另外被水库淹没的森林、土壤和其它腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气，产生二氧化碳和沼气，增加了温室效应的危险性。现有的水力发电技术，还需要进一步提升，使得水电成为真正的新能源。 潮汐运动中蕴藏着巨大的能量。潮汐能的大小与水体大小及潮差大小有关。实验表明，潮汐能量和海面潮汐的面积及潮差高度的平方成正比。目前，利用潮汐发电是开发利用潮汐的主要方向。潮汐发电存在出力具有间歇性，利用率低，给用户带来不便。 地热是来自地球内部的一种能量资源。作为地热资源的概念，它也和其它矿产资源一样，有数量和品位的问题。就全球来说，地热资源的分布是不平衡的。另外，随着从自然界释放出来的蒸汽量的增加，重金属的释放也增加，容易导致环境污染。 太阳能、核能、自然能源这些新能源都具有非常广阔的应用前景，但目前在应用技术上还有待于进一步提升和突破。随着科技的不断进步，相信在不远的将来，人类能够克服这些新能源的各种弊端，利用这些新能源造福世界。 目前人类能够探测到的地球表面以下最深距离为11200米，该记录由苏联在冷战时期创造，至今未被打破。至于在这之下是否存在新的资源和能源?人类无法得知。从矿产资源和新能源的勘探科技来看，地球必定还存在大量的未知资源有待开发，我们所发现和掌握的新能源还仅仅只只是冰山一角。 |
