水能一种十分清洁的能源,世界许多国家都注意优先开发水电。发达国家水能已得到 比较充分的开发,如法国和日本为100%,美国为77.1%,意大利为74.4%。水电对许多 发展中国家是一种尚待开发的大宗清洁能源。中国是世界上水力资源最丰富的国家,理论蕴 藏量达6.76X108kW。20世纪50年代以前,只有西部极少初试建成的小水电,到了 2004 年,水电站装机容量增加了 10倍,但目前我国的水资源开发程度仍很低,只有5.5%,占 全国电量的19.6%,居世界第6位。水能的综合开发利用还会带来灌溉、防洪等效益,但 也有可能带来某些生态问题。
生物质能作为煤和石油的直接替代品,可以减少硫氧化物及氮氧化物等大气污染物的排 放量,同时也不会发生co2的净释放,从而缓解了燃烧化石燃料释放C02对大气的压力。 但生物质的生产和利用效率低,如果要种植高能作物,就势必要侵占有限的土地资源,因此 这种再生能源技术在实际应用中受到很大的限制。目前在我国农村很多地方,因地制宜,利 用柴草和作物粮肝等生物质能来取暖做饭或者发酵生产沼气。还有一种新型的再生能源为生 物燃料电池,这种电池通过电化学氧化产生电力,即将氧化剂中的化学能转化为电能。该电 池能量转化效率高(可达40%〜60%),设计简单、污染小,并节约了初级能源,这种新型 能源潜力很大,并巳在航天、国防、交通等领域得到应用。
太阳能发电系统可分为太阳热发电和太阳光发电两类。前一类是将太阳热能传递给介 质,由介质热能变为电能;后一类是由太阳能直接转换为电能,现在已广泛应用于人造地球 卫星和宇航设备的太阳能电池上。太阳能量大,分布广泛,可以获得,特别适于在水的沸点 以下供热,可广泛用于采热和制冷,这类应用占发达国家能耗的30%〜50%。
风能是一种清洁能源,具有很大潜力,世界上最有潜力利用风能的地区是北欧、北非、 南美南部、美国西部平原以及沿赤道信风带。在过去10年,风能发电的成本已下降了 75%。美国加利福尼亚的风能发电量占世界近80%。荷兰是世界上第二个最大的风能生产 102 国,1990年风动发电机提供的动力约占其总动力的2%,风力发电的主要问题是造价太高和 蓄能问题。
地热也是一种重要的可再生能源,但其开采需要有限度而不使局部地热源枯竭。世界上 已建的地热发电厂发电量达5. 6X10skW以上。萨尔瓦多40%的电力来自地热,尼加拉瓜 达28%,肯尼亚达11%。大多数太平洋周边国家以及沿东非大峡谷和地中海周围国家都可 开采地热能。
氢气作为一种不导致环境污染的、清洁的燃料,已引起人们极大的重视。常规的制氢方法 主要有水电解法、水煤气转化法、甲烷裂化法等,这些方法均需耗费大量能量。近期有研究利 用高浓度有机废水发酵法生物处理制取氢气,但提高产氢速率是关键。氢气用作燃料或发电等 用途日益广泛,用量亦迅速增加。因此,寻求经济、节能的制氢技术具有重要的价值。
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