1.1 新能源概述

从人类学会用火到蒸汽机、内燃机的发明使用，人类文明前进的每一步，都与能源的开发利用息息相关。人类文明前进的过程，也是开发利用能源的规模和水平不断提高的过程。从推动生产力提高的情况来看，能源的开发利用是人类社会飞速向现代文明发展的重要标志，科学技术的发展、国民经济的繁荣、国防建设的加强、生活质量的提高和人类文明的进步等，都必须以充足的能源供应为支柱。

1.1.1 能源及其分类

“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，开始出现能源安全问题。在全球经济高速发展的今天，能源安全问题已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在1974年后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题，威胁着人类的生存与发展。

关于能源的定义，目前约有20种。例如，《科学技术百科全书》中提到，“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》中提到，“能源是一个包括所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；《日本大百科全书》中提到，“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来做功，可用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；我国的《能源百科全书》中提到，“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。

简单来说，能源是自然界中能为人类提供各种能量和动力的物质资源。

能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。

1．按能源来源分类

新能源按其来源可分为三类，主要内容如下。

(1) 来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。太阳能除直接辐射外，还可为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。例如，各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来，而煤炭、石油、天然气等化石燃料是由古代埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

(2) 地球和其他天体相互作用而产生的能量，如潮汐能。

(3) 地球本身蕴藏的能量，如原子核能、地热能等。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几千米至70千米不等；地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900千米，火山爆发一般是这部分岩浆喷出；地球内部为地核，地核中心温度为2000℃。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

2．按能源的产生方式分类

根据产生的方式可分为一次能源(天然能源)和二次能源(人工能源)。一次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源，其中水力、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础。除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能以及核能等可再生能源也属于一次能源。二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如，电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气

等能源都属于二次能源。

3．按能源性质分类

按能源的性质可分为燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。人类是从用火开始利用能源的。最早的燃料是木材，以后是各种化石燃料，如煤炭、石油、天然气、泥炭等。现在则是利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大，但地球上这些燃料的储量有限，因此需研究开发新的能源。未来铀和钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术成熟和普及，人类将获得无尽的能源。

4．按是否造成污染分类

根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源。污染型能源包括煤炭、石油等，清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。

5．按使用类型分类

根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源；新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段，只能因地制宜地开发和利用。但新能源大多数是再生能源，资源丰富，分布广阔，是未来的主要能源之一。

6．按能源的形态特征等分类

人们通常按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类，可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三个类型统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的上述能源，在一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量。比如，薪柴和煤炭，把它们加热到一定温度，它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能，人们可以用热来取暖、做饭或制冷，也可以用热来产生蒸汽，用蒸汽推动汽轮机，使热能变成机械能；也可以用汽轮机带动发电机，使机械能变成电能；如果把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户，它又可以转换成机械能、光能或热能。

7．按是否进入市场销售分类

能源按是否销售分为商品能源和非商品能源。凡进入能源市场作为商品销售的(如煤、石油、天然气和电等)均为商品能源，国际上的统计数字均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴、秸秆以及农作物残留。1975年，世界上的非商品能源约为0.6太瓦年，相当于6亿吨标准煤。

8．按是否能再生分类

人们对一次能源又进一步加以分类，凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源，反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源；煤、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源，但从地球内部巨大的蕴藏量来看，又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出5～10倍，核聚变最合适的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中，可谓“取之不尽，用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。

随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加，现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究。同时，我们也相信随着人类科学技术的不断进步，科学家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源，以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求，而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与开发。

1.1.2 新能源的概念

《现代汉语词典》中对新能源的定义是：新能源又称“非常规能源”，指刚开发利用，但限于当前技术、经济水平尚未广泛推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、核聚变能等。

国际新能源网站对新能源的定义是：新能源是和长期广泛的使用技术上较为成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能等)对比而言，以新技术为基础，系统开发利用的能源，即人类新近才开发利用的能源，包括太阳能、潮汐能、波浪能、风能、地热能、生物能、氢能、核聚变能等，是一种已经开发但尚未大规模使用，或正在研究试验，尚需进一步开发的能源。

世界新能源网中的定义是：新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能，包括太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。

联合国开发计划署对新能源和可再生能源的定义是：新能源是通过新技术和新材料开发利用的能源；可再生能源则指使用完之后又可不断产生的能源，主要包括传统生物质、大型水电及可再生新能源(小水电、现代生物质、风电、太阳能、地热能和生物质燃料等)，其特点是资源分布广泛，几乎取之不尽、用之不竭，并且对环境的污染不大。