清洁能源知多少

地热

地热能是蕴藏在地球内部的热能，是一种清洁低碳、分布广泛、资源丰富、安全优质的可再生能源，通常分为浅层地热能、水热型地热能、干热岩型地热能。地热能开发利用具有供能持续稳定、高效循环利用、可再生的特点，可减少温室气体排放，改善生态环境，在未来清洁能源发展中占有重要地位。

地热能的用途包括发电、建筑物供暖、洗浴疗养、种植养殖、烘焙等。其中150℃以上的高温地热主要用于发电，发电后排出的热水可进行梯级利用；90℃~150℃的中温和25℃~90℃的低温地热以直接利用为主，多用于工业、种植、养殖、供暖制冷、旅游疗养等方面；25℃以下的浅层地温，可利用地源和水源热泵供暖、制冷。

目前，我国地热能利用呈现出浅层地热能利用快速发展、水热型地热能利用持续增长、地热能勘探开发利用装备较快发展的趋势。值得注意的是，我国的干热岩型地热能资源勘查开发尚处于起步阶段。干热岩地热能是未来地热能发展的重要领域。

海洋能

海洋能是一种蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪引起的机械能和热能。海洋能同时也涉及一个更广的范畴，包括海面上空的风能、海水表面的太阳能和海里的生物质能。

我国拥有18000公里的海岸线和总面积达6700平方公里的6960座岛屿。这些岛屿大多远离陆地，因而缺少能源供应。因此要实现我国海岸和海岛经济的可持续发展，必须大力发展我国的海洋能资源。

潮汐能指在涨潮和落潮过程中产生的势能。潮汐能的强度和潮头数量和落差有关。通常潮头落差大于3米的潮汐就具有产能利用价值。潮汐能主要用于发电。

浪能指蕴藏在海面波浪中的动能和势能。浪能主要用于发电，同时也可以用于输送和抽运水、供暖、海水脱盐和制造氢气。

海洋热能指由于海洋表层水体和深层水体温度差引起的热能。除了发电，海洋热能还可以用于海水脱盐等。

煤层气

煤层气，俗称“瓦斯”、煤层甲烷，指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源。加快煤层气（煤矿瓦斯）开发利用，对保障煤矿安全生产、增加清洁能源供应、减少温室气体排放具有重要意义。

通常，煤矿瓦斯抽采浓度高于8%的瓦斯，可用于发电、民用或工业生产。煤层气热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13千克汽油、1.21千克标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后几乎不产生任何废气，是很好的化工原料、发电和居民生活燃料。

从世界范围来看，全球埋深浅于2000米的煤层气资源约为240万亿立方米。据统计，我国煤层气地质资源量位居世界第三，居于俄罗斯、美国之后，占世界煤层气总量的12%。

当前，煤层气清洁高效利用的形式比较多，但常见的有瓦斯发电、工业用气、集中供热、机械动力、汽车动力、家庭炊事等。简而言之，凡是用天然气的地方，都可以用煤层气作为替代。

太阳能

太阳能一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等等。在几十亿年内，太阳能是取之不及、用之不竭的理想能源。

太阳能的优点包括：(1)普遍，太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。 (2)无害，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 (3)巨大，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 (4)长久，根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

页岩气

页岩气是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与煤层气、致密气同属一类。页岩气燃烧后产生的污染更少，被认为是未来主要的清洁能源之一。

页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。与常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难。随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。

我国页岩气资源类型多样、分布广泛，从元古代到第四纪，形成了海相、海陆交互相和陆相三种沉积环境下的多套富有机质页岩层系，具有较大资源潜力。

页岩气跟天然气一样，用途很广，主要用于化肥、化工、发电、陶瓷、玻璃、机械、轻工、冶金制造及民用燃料等工业生产和生活领域。

生物质能

生物质能，是指太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。生物质能直接或间接地替代绿色植物的光合作用，可以转化为常规的固态、液态和气态燃料，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，同时也是唯一一类可再生的碳源。

所以从广义上说，生物质能是太阳能的一种表现形式。生物质能作为一种重要的新能源，其技术成熟，应用广泛，在应对全球气候变化、缓解能源供需矛盾、保护生态环境等方面发挥着重要作用，是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源，成为国际能源转型的重要力量。

根据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源，农业资源，生活污水和工业有机废水，城市固体废物和畜禽粪便等5大类。国家能源局发布的《生物质能发展“十三五”规划》显示，全国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。

天然气水合物

天然气水合物又叫“可燃冰”，是气体分子和水分子在低温高压下形成的结晶物质，分解为气体后，甲烷含量一般在80%以上，最高可达99.9%。1立方米的可燃冰可释放出164立方米的甲烷气和0.8立方米的水。可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，不会像煤炭和石油产品燃烧时释放出粉尘、硫化物、氮氧化物等环境污染物，所以被誉为21世纪最理想的清洁能源。

可燃冰的形成需要大量的烃类气体，这些烃类气体有的来自于微生物的分解，也有一些来自于深部油气田的热降解，当然也有两者混合形成的。以此可以将可燃冰分为三种类型，分别是微生物气型、热解气型、混合气型。

在海域发现的可燃冰绝大多数为微生物气型，我国南海北部海域发现的主要属于这一类型。在陆域发现的可燃冰以混合气型、热解气型为主，如我国祁连山冻土区发现的可燃冰。一般来说，可以利用碳同位素的比例关系，来判断可燃冰的气体来源。

可燃冰具有燃烧值高、污染小、储量大等特点，被各国视为未来石油、天然气的战略性替代能源。

水能

水能是指天然水流蕴藏的能量，主要是指水的势能和动能。广义的水能资源包括河流水能、潮汐能、波浪能、海流和潮流能等，潮汐能、波浪能等常被称作新能源；狭义的水能资源是指河流水能。

常规的水力发电是指对陆地水系的能源利用，其基本原理是，利用河川、湖泊等位于高处的水体所具有的势能，当水流降落至低处时，带动水轮机，从而将水中的势能转换成动能，再通过水轮机推动发电机产生电能。

典型的水电站由三部分组成：蓄水的水库、控制水流的大坝和产生电力的发电机。水电站具有发电成本低、高效灵活的优点，同时还可以与防洪、灌溉、航运、养殖、旅游等多个方面组成水资源综合利用体系。水能在转换为电能的过程中不发生化学变化，不排出有害物质，对空气和水体本身不产生污染，因此是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。

核能

核能是用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机一起旋转而发电，并通过电网输送给消费者。

与火力发电相比，核电有以下特点：⑴ 核能发电是清洁能源。核电站不排放有害物质，不会造成“温室效应”。⑵ 核能发电是经济的能源。虽然核电站的投资高于燃煤电厂，但由于核燃料的成本低于燃煤成本以及核燃料是长期起作用等因素，所以目前核电站的总发电成本低于燃煤电站。⑶ 核能是可持续发展的能源。世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。这些裂变燃料足够使用到聚变能时代。

风能

风能是空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀，引起大气层中压力分布不平衡，在水平气压梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成风。

风能资源的总储量非常巨大，一年中技术可开发的能量约5.3×1013千瓦时。风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，但它的能量密度低（只有水能的1/800），并且不稳定。在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风能利用是综合性的工程技术，通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。

据估计，到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为1300亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。