清潔能源的種類及優(yōu)缺點(diǎn)，實現(xiàn)清潔能源對世界意味著什么

時間：2023-01-06來源：uiqsx.cn

清潔能源的種類及優(yōu)缺點(diǎn)，實現(xiàn)清潔能源對世界意味著什么

太陽能清潔能源

太陽能清潔能源是將太陽的光能轉(zhuǎn)換成為其他形式的熱能、電能、化學(xué)能，能源轉(zhuǎn)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(diǎn)

1、時間長久：根據(jù)天文學(xué)的研究結(jié)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(jìn)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(yuǎn)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(yùn)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(jìn)行壟斷，開發(fā)利用極其方便。

4、數(shù)量巨大：每年到達(dá)地球表面的太陽輻射能約為3630萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，被陸地表面接受的太陽輻射能也達(dá)到762萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

太陽能的缺點(diǎn)

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(shù)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(jì)型還不能與常規(guī)能源相競爭。在今后的相當(dāng)一段時期內(nèi)，太陽能利用的進(jìn)一步發(fā)展，主要受到經(jīng)濟(jì)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(jī)因素的影響，因此，到達(dá)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(yīng)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(dá)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(fēng)能清潔能源

風(fēng)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(shù)條件下，風(fēng)能可作為一種重要的能源得到開發(fā)利用。風(fēng)能利用是綜合性的工程技術(shù)，通過風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、電能和熱能等。風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主。以風(fēng)能作動力，就是利用風(fēng)來直接帶動各種機(jī)械裝置，如帶動水泵提水等這種風(fēng)力發(fā)動機(jī)。

風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)

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

2、風(fēng)能設(shè)施日趨進(jìn)步，大量生產(chǎn)降低成本，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電成本已低于其它發(fā)電機(jī)。

3、風(fēng)能設(shè)施多為不立體化設(shè)施，可保護(hù)陸地和生態(tài)。

風(fēng)能的缺點(diǎn)

1、風(fēng)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(fēng)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(fēng)能利用受地理位置限制嚴(yán)重，在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不足：許多地區(qū)的風(fēng)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(fēng)力較少的時間；必須等待壓縮空氣等儲能技術(shù)發(fā)展。

3、風(fēng)力發(fā)電需要大量土地興建風(fēng)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(fēng)力發(fā)電。

4、進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)速不穩(wěn)定，產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定；且風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率低。

6、風(fēng)能是新型能源，相應(yīng)的使用設(shè)備也不是很成熟。現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電還未成熟，還有相當(dāng)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(yùn)藏著一定的水能?，F(xiàn)代的水能利用，主要是利用水能進(jìn)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(yùn)動均可以用來發(fā)電。

水能的優(yōu)點(diǎn)

1、水力是可以再生的能源，能年復(fù)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(yùn)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(guān)水電工程同時改善該地區(qū)的交通、電力供供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)，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(yùn)、養(yǎng)殖、美化環(huán)境、旅游等綜合經(jīng)濟(jì)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(diǎn)

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(fēng)險：由于洪水泛濫，水壩阻擋了大量的水，自然災(zāi)害、人為破壞、施工質(zhì)量，可能會對下游區(qū)域和基礎(chǔ)設(shè)施造成災(zāi)難性的后果。這樣的故障可能會影響電力供應(yīng)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(diǎn)

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(yù)報表安排發(fā)電運(yùn)行。

海洋能的缺點(diǎn)

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(yùn)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。

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地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮埽@種能量來自地球內(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?，F(xiàn)在許多國家為了提高地?zé)崂寐?，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?zé)崮艿膬?yōu)點(diǎn)

1、地?zé)崮苁禽^為可靠的可再生能源，能源蘊(yùn)藏豐富。

2、地?zé)崮芊植紡V泛，大部分集中分布在構(gòu)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(yīng)用范圍廣，除地?zé)岚l(fā)電外，直接利用地?zé)崴M(jìn)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?zé)崮艿娜秉c(diǎn)

1、利用率低：地?zé)嵴羝臏囟群蛪毫Χ疾蝗缁鹆Πl(fā)電高，因此地?zé)崂寐实?，像蓋塞斯的老發(fā)電機(jī)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(yán)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(yīng)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?zé)釋儆谠偕容^慢的一種資源。地?zé)嵴羝a(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?zé)岚l(fā)電，最后可能會引起地面沉降，這一點(diǎn)須加以注意。

4、熱能行業(yè)起步難：地?zé)豳Y源的勘探、開發(fā)具有高投入、高風(fēng)險和知識密集的新興產(chǎn)業(yè)，化解風(fēng)險的機(jī)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?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展。

生物能清潔能源

生物能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)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(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)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(diǎn)

1、可再生：生物質(zhì)能源是從太陽能轉(zhuǎn)化而來，通過植物的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，與風(fēng)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(zhì)能源中的有害物質(zhì)含量很低，屬于清潔能源。同時，生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)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(zhì)，生物質(zhì)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(yīng)。

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

生物能的缺點(diǎn)

1、土地矛盾：生物質(zhì)能源與農(nóng)業(yè)、林業(yè)在資源使用上不協(xié)調(diào)。能源作物已經(jīng)開始成為不少國家生物質(zhì)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(shù)落后：利用裝備技術(shù)含量低，研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入過少，一些關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)進(jìn)展不大。例如厭氧消化產(chǎn)氣率低，設(shè)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(yīng)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(guān)政策及市場環(huán)境：缺乏專門扶持生物質(zhì)能源發(fā)展，鼓勵生產(chǎn)和消費(fèi)生物質(zhì)能源的政策。在當(dāng)前缺乏一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助手段的條件下，難以實現(xiàn)生物質(zhì)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(biāo)，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(yīng)”階段。國內(nèi)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(yán)格控制，是政策性的封閉運(yùn)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(diǎn)，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?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)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(fù)循環(huán)使用。

氫能的優(yōu)點(diǎn)

1、所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)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(gòu)成了宇宙質(zhì)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(zhì)。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(diǎn)燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)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?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)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(fù)循環(huán)使用。

氫能的缺點(diǎn)

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(fù)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(zhì)反應(yīng)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(yīng)堆中核裂變或聚變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。核能發(fā)電利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)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(jī)并帶動發(fā)電機(jī)。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(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(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(yùn)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(jī)就可以完成運(yùn)送。

5、核能發(fā)電的成本中，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際經(jīng)濟(jì)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(diǎn)

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(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)境中，故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重。

3、核能電廠投資成本太大，電力公司的財務(wù)風(fēng)險較高。

4、核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。