1.2.2 新能源和可再生能源的種類

聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署（UNDP）把新能源和可再生能源分為三大類：①大中型水電；②可再生能源，包括小水電、太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿龋虎蹅鹘y(tǒng)生物質(zhì)能。這里把水力發(fā)電、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿榷紕澣胄履茉春驮偕茉吹姆秶Ｒ灿幸环N說法，新能源和可再生能源的種類包括除了常規(guī)化石能源利大中型水力發(fā)電及核裂變發(fā)電之外的可再生能源。

按目前國際慣例，新能源和可再生能源一般不包括大中型水電（已經(jīng)屬于常規(guī)能源），只包括太陽能、風(fēng)能、小型水電、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能和海洋能等一次能源以及氫能、燃料電池等二次能源。目前，各國新能源和可再生能源就遵照這種劃分方法，即指除常規(guī)化石能源、大中型水力發(fā)電及核裂變發(fā)電之外的太陽能、風(fēng)能、小水電、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿纫淮文茉匆约皻淠堋⑷剂想姵氐榷文茉础?/p>

目前“新能源”意義下的可再生能源則包括小水電、現(xiàn)代生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎蜕锶剂系龋@也是本書論述的核心內(nèi)容。而“新能源”意義下的可再生能源目前在發(fā)達(dá)國家和一些發(fā)展中國家中發(fā)展快速，大約在現(xiàn)代能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占2.4%。

1．太陽能

太陽能是指太陽所負(fù)載的能量，一般以陽光照射到地面的輻射總量來計(jì)量，包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和。太陽能的轉(zhuǎn)換和利用方式有光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換和光—化學(xué)轉(zhuǎn)換。接收或聚集太陽能使之轉(zhuǎn)換為熱能，然后用于生產(chǎn)和生活，這是太陽能熱利用的最基本方式。

太陽熱水系統(tǒng)是目前中國太陽能熱利用的主要形式，它是利用太陽能將水加熱儲存于水箱中以便利用的裝置。太陽能產(chǎn)生的熱能可以廣泛地應(yīng)用于采暖、制冷、干燥、蒸餾、溫室、烹飪以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，并可進(jìn)行太陽能熱發(fā)電和熱動力。利用光生伏打效應(yīng)的原理制成的太陽能電池，可將太陽的光能直接轉(zhuǎn)換成電能加以利用，稱為光—電轉(zhuǎn)換，即太陽能光電利用。光—化學(xué)轉(zhuǎn)換尚處于研究試驗(yàn)階段，這種轉(zhuǎn)換技術(shù)包括半導(dǎo)體電極產(chǎn)生電和電解水制成氫、利用氫氧化鈣和金屬氫化物熱分解儲能等。

2．風(fēng)能

風(fēng)能是太陽能的一種新的轉(zhuǎn)化形式，由于太陽輻射造成地球表面溫度不均勻，引起各地溫差和氣壓不同，導(dǎo)致大氣運(yùn)動而產(chǎn)生的能量。風(fēng)能屬于一種自然資源，具有總儲量大、可以再生、分布廣泛、不需運(yùn)輸、對環(huán)境沒有污染、不破壞生態(tài)平衡等諸多特點(diǎn)，但在利用上也存在著能量密度低、隨機(jī)變化大、難以儲存等諸多問題，風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。在西北地區(qū)和東南沿海地區(qū)的一些島嶼，風(fēng)能資源非常豐富。利用風(fēng)力機(jī)可將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電力、制熱以及風(fēng)帆助航等。

3．生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是新能源和可再生能源的重要組成部分，主要包括自然界可用作能源用途的各種植物、人畜排泄物以及城鄉(xiāng)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化成的能源，如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、林業(yè)加工廢棄物、農(nóng)作物秸稈、城市有機(jī)垃圾、工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢水和其他野生植物和動物糞便等。從其來源分析，生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。

生物質(zhì)能的利用方式主要有直接燃燒、熱—化學(xué)轉(zhuǎn)換以及生物—化學(xué)轉(zhuǎn)換3種不同途徑。生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍將是中國農(nóng)村生物質(zhì)能利用的主要方式，生物質(zhì)的熱—化學(xué)轉(zhuǎn)換是指在一定溫度和條件下使生物質(zhì)氣化、碳化，熱解和催化液化，以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)；生物質(zhì)的生物—化學(xué)轉(zhuǎn)換包括有生物質(zhì)—沼氣轉(zhuǎn)換和生物質(zhì)—乙醇轉(zhuǎn)換等，沼氣轉(zhuǎn)換是有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生一種以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體即沼氣，乙醇轉(zhuǎn)換是利用糖質(zhì)、淀粉和纖維素等不同原料經(jīng)發(fā)酵創(chuàng)成乙醇。

4．地?zé)崮?/p>

地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幥铱稍偕臒崮苜Y源。它起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地?zé)崮軆α靠赡鼙饶壳叭藗兯玫目偭慷嗪芏啾叮壹蟹植荚跇?gòu)造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果地下熱量提取的速度不超過補(bǔ)充的速度，那么地?zé)崮鼙闶强稍偕摹Ｄ壳埃責(zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)開發(fā)和應(yīng)用相當(dāng)廣泛。據(jù)估計(jì)，每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)于100。不過，地?zé)崮艿姆植枷鄬碚f比較分散，開發(fā)難度較大。

作為儲存在地下巖石和流體中的地?zé)崮苜Y源，它可以用來發(fā)電，也可以為建筑物供熱和制冷。地?zé)崮苜Y源按賦存形式可分為水熱型（又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和聚冰型）、地壓型、干熱巖型和巖漿型4大類。按溫度高低可分為高溫型（大于150℃）、中溫型（90～149℃）和低溫型（小于89℃）3大類。地?zé)崮艿睦梅绞街饕械責(zé)崮馨l(fā)電和地?zé)崮苤苯永脙纱箢悺?/p>

不同品質(zhì)的地?zé)崮埽饔靡彩遣煌摹Ｒ后w溫度為200～400℃的地?zé)崮苤饕糜诎l(fā)電和綜合利用；150～200℃的地?zé)崮埽饕糜诎l(fā)電、工業(yè)熱加工、工業(yè)干燥和制冷；100～150℃的地?zé)崮苤饕糜诓膳⒐I(yè)干燥、脫水加工、回收益類和雙循環(huán)發(fā)電；50～100℃的地?zé)崮苤饕糜跍厥摇⒉膳⒓矣脽崴⒐I(yè)干燥和制冷；20～50℃的地?zé)崮苤饕糜谙丛　B(yǎng)殖、種植和醫(yī)療等。

5．海洋能

海洋能是指蘊(yùn)藏在藍(lán)色大海中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、海水溫度差能和海水鹽度差能等不同的能源形態(tài)。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、海流等多種形式存在于海洋之中。

海洋能按儲存能量的形式可分為機(jī)械能、熱能和化學(xué)能。潮汐能、波浪能、海流能、潮流能為機(jī)械能，海水溫差能為熱能，海水鹽度差能為化學(xué)能。所有這些形式的海洋能都可以用來發(fā)電。

6．氫能和燃料電池

氫能是世界新能源和可再生能源領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)中正在積極開發(fā)的一種二次能源。2個(gè)氫原子與1個(gè)氧原子相結(jié)合便構(gòu)成了一個(gè)水分子。氫氣在氧氣中易燃燒釋放熱量，然后氫分子便和氧分子起化學(xué)反應(yīng)并生成了水。由于氫分子和氧分子結(jié)合不會產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、煙塵等大氣污染物，所以氫能被看做是未來最理想的清潔能源，有“未來石油”最佳替代能源之稱。

國際上的氫能制備原料主要來源于礦物和化石燃料、生物質(zhì)和水，氫的制取工藝主要有電解制氫、熱解制氫、光化制氫、放射能水解制氫、等離子電化學(xué)方法制氫和生物方法4制氫等。氫能不但清潔干凈，利用效率高，而且其轉(zhuǎn)換形式多樣，也可以制成以其為燃料的燃料電池。在21世紀(jì)，氫能將會成為一種重要的二次能源，燃料電池也必將成為一種最具有產(chǎn)業(yè)競爭力的全新的發(fā)電方式。

由于各種主客觀原因，氫能、海洋能的開發(fā)利用目前還只是處于一個(gè)逐步探索的技術(shù)未成熟階段，其產(chǎn)業(yè)化開發(fā)也許還有很長的路要走。另外從技術(shù)和經(jīng)營層面來看，小水電和大水電在技術(shù)上沒有太大的差異，國內(nèi)外跨國公司尤其傳統(tǒng)跨國能源企業(yè)涉足小水電的開發(fā)意愿并不高。

7．小水電

水的流動可產(chǎn)生能量，通過捕獲水流動的能量來發(fā)電，稱為水電。所謂小水電，通常是指容量在1.2萬kW以下的小水電站及與其相配套的電網(wǎng)的統(tǒng)稱。1980年聯(lián)合國召開的第一次國際小水電會議，確定了以下3種小水電容量的范圍：1001～1200kW為小型水電站（small）：101～1000kW為小小型水電站（Mini比）；1100kW以下為微型水電納（Micor）。

國家發(fā)展和改革委員會現(xiàn)行規(guī)定，電站總?cè)萘吭?萬kW以下的為小型水電；5萬～25萬kW的為中型水電，25萬kW以上的為大型水電。