太陽能清潔能源

 

太陽能清潔能源是將太陽的光能轉換成為其他形式的熱能、電能、化學能，能源轉換過程中不產(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。

 

太陽能的優(yōu)點

 

1、時間長久：根據(jù)天文學的研究結果可知，太陽系已存在了50億年左右的時間，根據(jù)太陽輻射的總功率以及太陽上氫的總含量進行估算，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，遠比常規(guī)能源清潔，也毫無危險，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，也不可能進行壟斷，開發(fā)利用極其方便。

 

4、數(shù)量巨大：每年到達地球表面的太陽輻射能約為3630萬億噸標準煤，被陸地表面接受的太陽輻射能也達到762萬億噸標準煤。

 

太陽能的缺點

 

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，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說經(jīng)濟型還不能與常規(guī)能源相競爭。在今后的相當一段時期內，太陽能利用的進一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟性的制約。

 

2、不穩(wěn)定性：因為受到晝夜、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、雨等隨機因素的影響，因此，到達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較為薄弱的環(huán)節(jié)。

 

3、分散性：到達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。

 

 

風能清潔能源

 

風能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，但它的能量密度低，并且不穩(wěn)定。在一定的技術條件下，風能可作為一種重要的能源得到開發(fā)利用。風能利用是綜合性的工程技術，通過風力機將風的動能轉化成機械能、電能和熱能等。風能的利用主要是以風能作動力和風力發(fā)電兩種形式，其中又以風力發(fā)電為主。以風能作動力，就是利用風來直接帶動各種機械裝置，如帶動水泵提水等這種風力發(fā)動機。

 

風能的優(yōu)點

 

1、風能為潔凈的能量來源，風力發(fā)電是可再生能源，風力發(fā)電節(jié)能環(huán)保。

 

2、風能設施日趨進步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當?shù)攸c，風力發(fā)電成本已低于其它發(fā)電機。

 

3、風能設施多為不立體化設施，可保護陸地和生態(tài)。

 

風能的缺點

 

1、風力發(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)電價格較高但效率也高。

 

2、風能利用受地理位置限制嚴重，在一些地區(qū)、風力發(fā)電的經(jīng)濟性不足：許多地區(qū)的風力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風力較少的時間；必須等待壓縮空氣等儲能技術發(fā)展。

 

3、風力發(fā)電需要大量土地興建風力發(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力發(fā)電。

 

4、進行風力發(fā)電時，風力發(fā)電機會發(fā)出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來興建。

 

5、風速不穩(wěn)定，產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定；且風能的轉換效率低。

 

6、風能是新型能源，相應的使用設備也不是很成熟。現(xiàn)在的風力發(fā)電還未成熟，還有相當發(fā)展空間。

 

 

水能清潔能源

 

水能是一種可再生能源，是清潔能源，是指水體的動能、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。河川徑流蘊藏著一定的水能。現(xiàn)代的水能利用，主要是利用水能進行發(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動均可以用來發(fā)電。

 

水能的優(yōu)點

 

1、水力是可以再生的能源，能年復一年地循環(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、有關水電工程同時改善該地區(qū)的交通、電力供供應和經(jīng)濟，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、養(yǎng)殖、美化環(huán)境、旅游等綜合經(jīng)濟效益。

 

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、改善河流航動等。

 

水能的缺點

 

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、失敗有風險：由于洪水泛濫，水壩阻擋了大量的水，自然災害、人為破壞、施工質量，可能會對下游區(qū)域和基礎設施造成災難性的后果。這樣的故障可能會影響電力供應和動植物，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，有時會破壞低地、河谷森林和草原。同時也會影響廠區(qū)周邊的水生生態(tài)系統(tǒng)。對魚類，水鳥和其他動物產(chǎn)生很大的影響。

 

 

海洋能清潔能源

 

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。

 

海洋能的優(yōu)點

 

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，這種能源就會再生，就會取之不盡，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)預報表安排發(fā)電運行。

 

海洋能的缺點

 

1、獲取能量的最佳手段尚無共識，大型項目可能會破壞自然水流、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。

 

 

地熱能清潔能源

 

地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。現(xiàn)在許多國家為了提高地熱利用率，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。

 

地熱能的優(yōu)點

 

1、地熱能是較為可靠的可再生能源，能源蘊藏豐富。

 

2、地熱能分布廣泛，大部分集中分布在構造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。

 

3、應用范圍廣，除地熱發(fā)電外，直接利用地熱水進行建筑供暖、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。

 

地熱能的缺點

 

1、利用率低：地熱蒸汽的溫度和壓力都不如火力發(fā)電高，因此地熱利用率低，像蓋塞斯的老發(fā)電機組的熱效率只有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，應予重視并及時加以處理，以免污染廠區(qū)附近的空氣。

 

3、資源再生慢：地熱屬于再生比較慢的一種資源。地熱蒸汽產(chǎn)區(qū)只能利用一段時間，其長短難于估計，可能在30—3000a之間。由于取用的水多于回注的水，利用地熱發(fā)電，最后可能會引起地面沉降，這一點須加以注意。

 

4、熱能行業(yè)起步難：地熱資源的勘探、開發(fā)具有高投入、高風險和知識密集的新興產(chǎn)業(yè)，化解風險的機制和社會保障制度尚未建立起來，影響投資者、開發(fā)者的信心、影響了地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

 

生物能清潔能源

 

生物能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，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，生物質是獨特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。

 

生物能的優(yōu)點

 

1、可再生：生物質能源是從太陽能轉化而來，通過植物的光合作用將太陽能轉化為化學能，儲存在生物質內部的能量，與風能、太陽能等同屬可再生能源，可實現(xiàn)能源的永續(xù)利用。

 

2、清潔、低碳：生物質能源中的有害物質含量很低，屬于清潔能源。同時，生物質能源的轉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，生物質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。

 

3、替代優(yōu)勢：利用現(xiàn)代技術可以將生物質能源轉化成可替代化石燃料的生物質成型燃料、生物質可燃氣、生物質液體燃料等。在熱轉化方面，生物質能源可以直接燃燒或經(jīng)過轉換，形成便于儲存和運輸?shù)墓腆w、氣體和液體燃料，可運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，生物質能源是理想的替代能源，被譽為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。

 

生物能的缺點

 

1、土地矛盾：生物質能源與農(nóng)業(yè)、林業(yè)在資源使用上不協(xié)調。能源作物已經(jīng)開始成為不少國家生物質能源的主體。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、技術落后：利用裝備技術含量低，研發(fā)經(jīng)費投入過少，一些關鍵技術研發(fā)進展不大。例如厭氧消化產(chǎn)氣率低，設備與管理自動化程度較差；氣化利用中焦油問題未能解決，影響長期應用；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、缺乏相關政策及市場環(huán)境：缺乏專門扶持生物質能源發(fā)展，鼓勵生產(chǎn)和消費生物質能源的政策。在當前缺乏一定的經(jīng)濟補助手段的條件下，難以實現(xiàn)生物質熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)模化，競爭能力弱。我國生物燃料乙醇發(fā)展缺乏明確的發(fā)展目標，沒有形成連續(xù)穩(wěn)定的市場需求，還處在“以產(chǎn)定銷、計劃供應”階段。國內生物燃料乙醇從生產(chǎn)到銷售的各個環(huán)節(jié)都受到了政府部門的嚴格控制，是政策性的封閉運行，尚未形成真正意義的市場化。

 

 

氫能清潔能源

 

氫能的性能很好，有很多優(yōu)點，無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質，少量的氮化氫經(jīng)過適當處理也不會污染環(huán)境，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復循環(huán)使用。

 

氫能的優(yōu)點

 

1、所有氣體中，氫氣的導熱性最好，比大多數(shù)氣體的導熱系數(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)估計它構成了宇宙質量的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。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，點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點高，燃燒速度快。

 

5、氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質，少量的氮化氫經(jīng)過適當處理也不會污染環(huán)境，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復循環(huán)使用。

 

氫能的缺點

 

1、易爆炸(濃度范圍6.2-71.4%)。

 

2、不易儲存，液化需要的工藝較復雜。

 

3、目前尚未開發(fā)出有效的制備方法，如果用酸與礦物質反應需要消耗大量礦藏，如果用電解，何不直接用電作能源呢。

 

 

核能清潔能源

 

利用核反應堆中核裂變或聚變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。核能發(fā)電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，利用產(chǎn)生的水蒸氣推動蒸汽輪機并帶動發(fā)電機。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。

 

核能的優(yōu)點

 

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到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。

 

2、核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應的二氧化碳。

 

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，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。

 

5、核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，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。

 

核能的缺點

 

1、核能電廠會產(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重。

 

3、核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。

 

4、核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。

 

5、興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。

 

6、核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。

 

 

實現(xiàn)清潔能源對世界意味著什么

 

意味世界空氣質量將會變的更好，意味著全球變暖的趨勢將會被阻止，意味著人們可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)的成功，意味著人類改變生存環(huán)境取得的巨大成就。

 

清潔能源相比較傳統(tǒng)能源，具有污染小，可在生，二氧化碳零排放等特點，有著先天巨大的優(yōu)勢，能夠改變地球環(huán)境持續(xù)惡化的局面，青山綠水的生態(tài)環(huán)境會得以修復，會讓地球越來越綠，環(huán)境越來越好。