1、新能源的開發方向第一次石油危機發生之后人類歷史上第一次石油危機發生于1973年，距離現在已經30年了。它雖然已經成為歷史，但它所給予人類的警醒，卻讓我們至今記憶猶新。 第一次石油危機對于美國的經濟打擊最大。美國人開始感到對石油進口的依賴已經威脅到自身的安全。因此，美國開始做出一系列的調整。其中最大的改變，就是頒布新的能源政策，鼓勵任何能夠提升能效的技術的開發，推廣和應用。在這樣的背景之下，在過去30年里，美國在能效技術的提升方面，領先于世界其他各國。在經濟繼續保持發展的同時，能耗卻有所下降。從1973年到2000年，美國的總的能源消耗僅增長了45。而在同時期，美國的GDP國內生產總值，卻在同時

2、期增長了160。也就是說，從1973年到2000年，每一個美元GDP的增長所產生的能源消耗，在這個階段下降了44。 這個事實證明了能效經濟是可以達成的。人類完全可以用比較低的資源消耗，保持經濟的持續健康成長。而要做到這一點，關鍵在于科技。一個經典的例子，講有助于我們說明科技如何推動能效經濟。石油危機發生之后，油價飆升，直接影響到工業和民用運輸車輛的用油成本。美國人決心通過科技提升能效。在這個70年代初，恰好是微電子技術迅速發展的一個時期。在這樣的背景之下，美國人發明了由微電腦控制的燃油噴助技術（computerized fuel injectors），汽車的用油效率提升了3

3、5，即從1976年的每加侖油可以跑13.5英里，上升到1986年的每加侖油可以跑18.3英里。這就是科技在提升能效方面所發揮的作用。 解決危機的出路在于科技和能效的提升 我們在這里轉載【浙江日報】2月25日所發表的一篇文章。我們必須首先認識到危機，然后用科技的手段去化解危機。因為我們看到，科技可以從提升供應和降低需求兩個方面，改變人類的能源困境。我們對未來的能源發展，持積極樂觀的態度。因為，人類在問題和危機面前可以發揮主觀能動的作用，科技可以有效地提升能源使用效率，技術進步是解決能源危機問題的有效選擇。 一個我們必須看到的事實是，我們再也沒有可能通過粗放的用能模式來發展經濟，我們必須通過更有效

4、率地使用能源，將能源的使用效率提升至最佳水平，然后去推動經濟的發展。所以，今后的經濟形態，應當是資源節約型的能效經濟。能效關系到人類整體的命遠，關系到我們的子孫后代，我們負有提升能效的社會使命和責任。全球石油還能用多少年？ 地球上的石油到底還能供人類用多久？這是一個有爭議的問題。有專家認為地球上的石油僅夠三四十年，有專家則認為可使用一二百年。  1998年6月7日，美國洛杉磯時報發表題為即將來臨的石油危機真正的危機的文章認為，今后10年左右，世界石油供應似乎是充足的。在今后20年左右的時間，全球石油產量可能開始持續下降。雖然市場力量和石油生產技術的改進可能使石油供應繼續保持

5、到21世紀，但是石油危機的到來可能比一般人的設想早得多。  美國托萊多大學地質學教授克雷格·哈特菲爾德指出：“自1979年以來，全世界已燒掉的石油比到那一年為止人類整個燒油史中燒掉的石油還多。”  這位教授認為，自從石油時代開始以來，全世界已燒掉約8000億桶石油。據估計，約有1萬億桶到16萬億桶石油埋藏在可以廉價開采的地層中。  按目前世界石油消耗速度看，16萬億桶石油大約60年就會消耗光。而且世界石油消耗速度并未停滯，而是在逐年增加。目前全球每天消耗石油量已達7100萬桶，幾乎每年增加2。以每年這個增加數字計算，到2010年，全世界將消耗掉從經濟到技

6、術上都容易開采的全部石油的一半。  盡管地質勘探技術有了驚人的進步，但所探明的新的石油儲量明顯減少，因為現有石油消費量同新勘探到的石油量的比例是41。在不久的將來，不論是發達國家還是發展中國家，最終都會面臨石油危機。  在本世紀內，世界主要靠豐富的低價石油推動了經濟車輪的前進，如果石油枯竭那么世界經濟將面臨嚴峻挑戰。中東報認為，到1997年底，開采石油已達8070億桶，其中一半是在石油動蕩的70年代開采的。根據一些保守的估計，石油儲量不會超過8300億桶。還有一些報告指出，世界石油總儲量約達9950億桶。目前，世界每年消費石油240億桶，而新勘探出的石油越來越少，每年只有5

7、0億桶。中東地區以外的石油儲量正在下降。石油資源是有限的。  據美國石油業協會估計，地球上尚未開采的原油儲藏量已不足兩萬億桶，可供人類開采不超過95年的時間。在2050年到來之前，世界經濟的發展將越來越多地依賴煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應枯竭。面對即將到來的能源危機，全世界認識到必須采取開源節流的戰略，即一方面節約能源，另一方面開發新能源。那么在石油日益銳減的今天，我們應當用什么新能源去代替它呢？首先，我們要來了解一下能源的分類和能源的利用歷史。能源的分類和人類對能源利用歷史能源的分類能源按其形態、特性或轉換和利用的層次進行分類，給每種或每類能

8、源以專門名稱。時間能源會議推薦的能源分類如下：固體燃料；液體燃料；氣體燃料；水力；核能；電能；太陽能；生物質能；風能；海洋能；地熱能；核聚變。能源還可分為：一次能源、二次能源和終端能源；可再生能源和非再生能源；新能源和常規能源；商品能源和非商品能源等。常規能源和新能源常規能源又稱傳統能源。已經大規模生產和廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能等能源。 新能源在新技術的基礎上系統地開發利用的可再生能源，如太陽能、風能、生物質能、海洋能、地熱能、氫能等。新能源是世界新技術革命的重要內容，是未來世界持久能源系統的基礎。一次能源和二次能源一次能源是指直接取自自然界沒有經過加工轉換的各種能量和資源，它包括：

9、原煤、原油、天然氣、油頁巖、核能、太陽能、水力、風力、波浪能、潮汐能、地熱、生物質能和海洋溫差能等等。一次能源可以進一步分為再生能源和非再生能源兩大類。再生能源包括太陽能、水力、風力、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等等。它們在自然界可以循環再生。而非再生能源包括：原煤、原油、天然氣、油頁巖、核能等，它們是不能再生的，用掉一點，便少一點。由一次能源經過加工轉換以后得到的能源產品，稱為二次能源，例如：電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭等等。對人類能源的利用史略加考查，可以發現人類對能源的利用主要有三大轉換：第一次是煤炭取代木材等成為主要能源；第二次是石油取

10、代煤炭而居主導地位；第三次是20世紀后半葉開始出現的向多能源結構的過渡轉換。 人類利用能源的歷史，也就是人類認識和征服自然的歷史。人類利用能源的歷史可分為五大階段：（1）火的發現和利用；（2）畜力、風力、水力等自然動力的利用；（3）化石燃料的開發和熱的利用；（4）電的發現及開發利用；（5）原子核能的發現及開發利用。 18世紀前，人類只限于對風力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用，尤其是木材，在世界一次能源消費結構中長期占據首位。蒸汽機的出現加速了18世紀開始的產業革命，促進了煤炭的大規模開采。到19世紀下半葉，出現了人類歷史上第一次能源轉換。1860年，煤炭在世界一次能源消費結構中占24，

11、1920年上升為62。從此，世界進入了“煤炭時代”。 19世紀70年代，電力代替了蒸汽機，電器工業迅速發展，煤炭在世界能源消費結構中的比重逐漸下降。1965年，石油首次取代煤炭占居首位，世界進入了“石油時代”。1979年，世界能源消費結構的比重是：石油占54，天然氣和煤炭各占18，油、氣之和高達72。石油取代煤炭完成了能源的第二次轉換。 但是地球上石油的儲量有限，石油的大量消費，使能源供應嚴重短缺，世界能源向石油以外的能源物質轉移已勢在必行。世界能源正面臨一個新的轉折點。在能源消費結構中，已開始從石油為主要能源逐步向多元能源結構過度。新能源包括地熱、低品位放射性礦物、地磁等地下能源；還包括潮汐

12、、海浪、海流、海水溫差、海水鹽差、海水重氫等海洋能和風能、生物能等地面能源；以及太陽能、宇宙射線等太空能源。在這些能源中，核能是最有希望取代石油的重要能源。21世紀新能源的開發與應用 21世紀是以“高效與環保”為主題的能源時代，隨著人類社會的不斷發展與科技的不斷進步。未來的能源將逐步淘汰以石油，煤炭為代表的化石能源！因為近年來隨著無節制的開采與使用以及各方面原因，地球上的石油，煤炭等化石能源儲量與供應日益減少，已經不在能很好的滿足巨大的市場需求，最新研究表明：如果按目前全球的消費趨勢，地球上可采集的石油資源最多能使用到21世紀末。例如近年來世界主要產油國政局不穩，戰爭不斷，更使得本就稀少的石油

13、顯得彌足珍貴，再加上世界油價的穩升不跌。早已使許多能源進口大國不堪重付，為此國際組織與各國政府積極開發與尋找新能源，為保證人類所需的能源得到穩定而持久的供應,減輕和防止環境污染對人類的危害,世界各國特別是經濟發達國家都高度重視新能源的開發利用和新能源技術的發展,把新能源技術擺在新技術革命支柱技術的重要位置.在世界能源大潮的推動下，科學家陸續發現了并很好的利用了包括太陽能.地熱能.潮汐能.氫能.水能.核能在內的眾多新能源！但是因為只是初步開發并沒有在全球得到廣泛應用！為此很多人存在質疑：新能源會有未來嗎？未來的我們還只是依賴化石能源嗎？近年來世界各大發達國家都沒有停止對新能源的開發，2000年7

14、8月的美國未來學家雜志刊登了美國喬治·華盛頓大學專家對21世紀前10年內十大科技發展趨勢的預測，其中第二條是燃料電池汽車問世，福特和豐田公司的實驗性燃料電池汽車將在2004年上市。第九條是替代能源挑戰石油能源，風能、太陽能、地熱能、生物能.核能.氫能.潮汐能和水力發電將占到全部能源需求的30。現在我們來看一下新能源相對于傳統能源的優勢！（1）太陽能 太陽光的直接照射，零成本獲得，但需要太陽能采集與轉換裝置對其進行收集，這是因為太陽能直接采集很不方便，通常將其轉換為電能或熱能進行下一步操作。例如太陽能電池板將其轉化為電能在進行運輸與使用。目前太陽能是應用時間最久得新能源，它廣泛應用于：

15、航空航天.高原取暖.發電發熱等。主要產品太陽能電池板，太陽能熱水器廣泛應用于公共設施發電。對太陽能的研究與開發起步較早，太陽能正日益成為傳統能源的替代能源。從陽光直接轉變成電流的太陽能電池，20世紀90年代末，其銷售量猛增到21，達到152兆瓦。發達國家還在太陽能電池市場進行著激烈競爭，美國居領先地位，日本居第二位，歐洲居第三位。進入21世紀，太陽能更是得到廣泛的開發利用。德國政府宣布將興建10萬個太陽能發電屋頂的目標，為此，英荷殼牌石油公司和皮爾金頓太陽能國際公司創建了一個合資企業，在德國興建世界上最大的太陽能電池制造設施。意大利政府大力支持發展太陽能電池發電，其目標興建一萬個太陽能發電屋頂

16、。日本政府已實現安裝7000套屋頂太陽能發電系統。美國太陽能電池的應用已經從備用電力系統擴大到照明、安全系統、長途通信等范圍里。美國能源部利用太陽能大規模加熱水的最新技術和太陽光集中反射的原理，通過融化鹽來儲存太陽能。在俄亥俄州利用太陽能熱水系統生產熱水，為該州帶來了可觀的經濟效益。福特汽車公司利用太陽能為車間取暖，每年創造經濟效益達數十萬美元。加拿大蒙特利爾安裝了吸熱面積達10萬平方英尺的太陽能系統，并在為印度和日本安裝類似的系統。優點：原料直接獲取，成本低，源源不斷，可直接進行轉換。 太陽能也是當今社會新能源的發展方向。 （2） 潮汐能 潮汐能是利用晝夜間的潮汐漲落產生的能量進行

17、利用，一般程序是在海岸邊潮汐 地區建立發電機，在漲潮落潮時讓發電機開始工作利用潮汐帶動發電機組發電，然后將電力進行運輸及使用主要優點是直接利用潮汐的落差所產生的能量，成本較低且操作方便。潮汐能主要可在沿海地區廣泛使用，但是卻受天氣環境的限制，以及地形地貌的限制，所以在內陸國家潮汐能不是將來理性的新能源。潮汐動力作為未來進一步開發的新能源，已經引起許多國家的關注。潮汐動力開發可以追溯到20世紀中葉。在20世紀70年代后期，美國IT動力公司開發了小型潮汐渦輪機，90年代該公司設計和制造了旋翼葉片直徑為3.5米的潮汐渦輪機，功率為15KW。在此期間加拿大政府的國家研究委員會研制開發潮汐動力渦輪機，并

18、在墨西哥海灣發電。菲律賓政府計劃投資1億美元建造30兆瓦的潮汐電站。一些國家的專家認為，今天潮汐電站的前景看好，有很多海域存在著每平方公里產生十兆瓦以上電力的潛力。在亞洲，菲律賓和印度尼西亞的各島嶼以及我國和日本海岸流動的海流都具有巨大的潛力。在歐洲，潮汐電站的場址多達106個。英國政府、挪威政府已經投入不少人力財力研究開發潮汐動力，并產生了較好的效果。潮汐能可以在海濱城市廣泛使用。（3）水能 水與生命息息相關，但誰又能想到其實水與能源也是息息相關，我國作為水能利用最好的國家。我們對水能的利用想必也不會陌生，要想利用水能，則必須有地勢落差，因為水只有在落差下才能因重力作用下把自身的重力勢能轉換

19、為動能，人為的利用水能一般是在地勢落差處，上游的水，通過進水通道進入汽輪機，推動汽輪機轉動，汽輪機帶動發電機轉動而發電。能量轉化過程是：上游水的重力勢能轉化為水流的動能，水流通過汽輪機時將動能傳遞給汽輪機，汽輪機帶動發電機轉動將動能轉化為電能。因此是機械能轉化為電能的過程。（4）風能    近幾年新能源經濟迅速發展，風力發電年增長率為22.2，世界風力發電裝機容量從1997年的7600兆瓦增加到1998年9600兆瓦，增加了26。歐洲的一些國家在應用風能上走在前面，丹麥目前10的電力來自風能，西班牙的納瓦拉省達到22，荷蘭的風車制造已成為國民經濟的重要支柱。從各國風力發電的

20、發展水平來看，德國風力發電的增長居世界首位，其次為西班牙、丹麥和美國。在發展中國家，印度在風力發電方面居領先地位，目前其風力發電裝機容量超過900兆瓦，預計在今后幾年內，印度通過制造高技術風力發電機組，風力發電將會有一個大的飛躍。隨著風力發電裝機容量的不斷擴大和開發技術的不斷改進，風力發電的成本由過去的每千瓦2600美元下降到700美元。風力發電成為世界上最廉價的電源之一，在一些國家風力發電與燃煤發電相競爭。（5）核能 原子核技術作為20世紀最偉大的發現除了在軍事上有廣泛應用外，在當今的能源發展中也占有重要地位，根據原子核技術之父愛因斯坦的質能公式E=MC2（E是能量，M是質量，C是光速）可知只要一丁點微不足道的物體（如原子）在一定的條見下也能發射出巨大的能量，一般過程有兩種一種是重原子核裂變產生的能量，如鈾235等；另一種是輕原子核聚變產生的能量，如氘、氚等。第一種裂變能是由于中子轟擊原子核使原子核裂為2-3塊碎片，并同時放出2-3個中子。但其總質量有極微量減少，根據E=MC2,轉化為能量釋放。第二種聚變能是在極高的溫度和壓力下，一定數量的輕核聚合為一個重核，如4個氘聚合成一個氦核。原理就是重核裂變，加鏈式反應。鏈式反應通常是不加以控制的，但在核電站中通過控制棒開控制反應速率，這就是為什么核電與原子彈有不同，核電不會爆炸是因