目前，太阳能、核能、风能、海洋能和生物能等可再生能源的发展和应用为人类的能源问题指出了一条道路。它们的应用不但推动了社会生产力的进步，还使得人类从有限的一次能源使用转向多样化的、再生的、取之不尽的洁净能源的使用。使用洁净的可再生能源是人类绿色革命的重要组成部分，这对优美环境的恢复无疑是非常有益的。
开发新能源势在必行
自从原始人懂得使用火以后，能源就成了人类文明的重要物质基础。到了近代，能源技术出现了3次重大突破，即蒸汽机、电力和原子能的发明及应用。这三次突破，成为推动社会生产力飞跃发展的巨大动力。
在近代，世界能源结构有过2次大的转变：第一次是从18世纪开始从薪柴转向煤；第二次是从20世纪20年代开始，从煤转向石油和天然气。现在，世纪能源正在经历着第三次大转变，就是从石油和天然气逐步转向新能源。
煤、石油、天然气都是不能再生的矿物燃料，用去一点就会少一点，总有一天会被全部用完。另一方面，新技术革命的兴起带来了许多新的生产体系，相应地对能源系统也提出了清晰的要求，其中特别是要求尽可能地采用可以再生的、分散的、多样化的能源。因此专家们认为，新能源是世界新的产业革命的动力，是未来世界能源系统的基础。换句话说，新能源必将成为未来世界能源舞台上的主角。
据专家们预测，大约再过半个世纪，也就是到21世纪中叶前后，核能、太阳能将成为世界能源系统的支柱。
今天的人类已步入信息时代。今天的能源，已经今非昔比，已经不是指某一两种单一的物质，而是汇合煤、石油、天然气、水力、核能、太阳能、地热能、风能、海洋能以及沼气能、氢能、电能等等的总称。
1992年9月在西班牙首都马德里召开的第15届世界能源大会上，提出了“能源与生命”的响亮口号。世界各国的有识之士都在大声疾呼，呼吁各国政府尽可能限制化石能源消耗量的增长，并大力发展可再生能源。据欧盟国家统计，在这些国家中若能以可再生能源取代目前所用化石燃料发电量的1％，那么每年将可减少1500万吨二氧化碳的排放量，仅这一项所带来的环境效益就是十分惊人的。
能源问题对社会经济发展起着决定性的作用。20世纪50~70年代，由于中东廉价石油的大量供应，导致整个资本主义世界经济的飞速发展。而1973年中东战争爆发以后，由于中东各国限制石油产量，提高石油价格，带来了资本主义世界长时间的经济危机。争夺能源，成了持续8年之久的两伊冲突及1991年春天震惊世界的海湾战争等一系列国际争端的导火索。
根据国际能源专家的预测，地球上蕴藏的煤炭将在今后200年内开采完毕，石油将在今后三四十年内告罄，天然气也只能再维持五六十年。可见，能源问题必将成为长期困扰人类生存和社会发展的一个主要问题。
国际经济界提供的分析统计数据表明，由于能源短缺而造成的国民经济损失，相当于能源本身价值的20~60倍。1956年，美国由于短缺1.16亿吨标准煤，使得其国民生产总值减少了930亿美元；日本由于短缺0.6亿吨标准煤，导致其国民生产总值减少了485亿美元。1988年，我国由于缺电而导致国民生产总值减少了2000亿元人民币，这个数目相当于这一年我国国民生产总值的1／60，无怪乎人们把能源比作社会经济发展的“火车头”。
专家们预计，在今后二三十年内，将是新能源（包括核能和可再生能源）技术大发展的时期。根据世界能源会议的有关资料，目前世界新能源的开发总量大约是1.5亿吨油产量，预计到2020年将达到15亿吨油产量。
专家们还预计，在今后30年中，拉丁美洲和中国及太平洋地区可再生能源的发展比重最大，约占世界总量的45％；其次为北美和中南亚地区，约占世界总量的25％。而从新能源技术的发展来看，北美、拉美和中国及太平洋地区的发展潜力最大，约占世界新能源发展总量的65％以上。
我国作为一个人口众多的发展中国家，尽管拥有相当数量的煤和石油资源，也拥有一些天然气资源，但是按人均值来计算，我国在世界上仍属于贫能国。在当前经济迅猛发展、能耗直线上升而环境问题日趋严峻的形势下，我国更是特別需要有一个长远的能源发展战略，要在厉行节能的前提下，采取多能互补的政策，特别要下大力气开发利用新能源和可再生能源。
从长远来看，人类要在这个星球上长期生存和繁衍下去，就非大力发展可再生能源不可。因为化石能源不可能永远利用下去，只有可再生能源才是取之不尽、用之不竭的。近代物理学和天文学已经充分证明，以天体物理运动所发出的能量为基础的可再生能源，实际上是无限的，它能与日月同辉，和宇宙共存。
知识点自然资源分类
科学家将人类所利用的自然资源分为两类：一是不可再生资源，二是可再生资源。不可再生资源是指被人类开发利用一次后，在相当长的时间，如千百万年之内都不可自然形成或产生的物质资源。这类资源包括自然界的各种金属矿物、非金属矿物、岩石、石油和天然气等。
可再生资源是指被人类开发利用一次后，在一定时间，如一年内或数十年内就通过天然或人工活动可以循环地自然生成、生长、繁衍，有的还可不断增加储量的物质资源。这类资源包括地表水、土壤、植物、动物、水生生物、微生物、森林、草原、空气、阳光、气候资源和海洋资源等。
经济清洁的核能
1954年，前苏联建成世界上第一座核电站。多年来，特别是最近一二十年来，核能技术发展很快。现在全世界有几十个国家在发展核能发电，已经建成和正在兴建的核电站总计达500多座，目前核能发电已达世界电力需求的20％左右。核能具有如下几方面特点。
中国大亚湾核电站
1.它的能量巨大，而且非常集中。根据计算，1克铀235原子核裂变时所发出的能量相当于2.5吨标准煤完全燃烧时所释放的热能，或相当于1吨石油完全燃烧时所释放的热能。
2.运输方便，适应性强。有人把核电站与火电站做了个形象的比较：一座20万千瓦的火电站，一天要烧掉3000吨煤，这些燃料需要用100个火车皮来运送；而一座发电能力与此相当的核电站，一天只需要消耗1千克铀，而1千克铀的体积大约只有3个火柴盒摞起来那么大。
3.核资源储量丰富，可以说取之不尽、用之不竭。尽管现已探明的陆地上的铀资源很有限，但海水中的铀资源极为丰富，每1000吨海水中大约含铀3克，世界各大洋中铀的总含量可达40多亿吨。不过，从海水中提取铀在技术上还有一些难题需要进一步研究解决。
4.核电成本低，一般比火力发电低20％~50％。
目前世界各国的核电站大多数采用“热中子反应堆”（简称“热堆”）。在这种反应堆中有用的核燃料是铀235，而铀235只占天然铀总量的0.7％，其余都是核废料铀238。为使目前的核废料变成发电的有用之物，必须加紧发展“快中子反应堆”（简称“快堆”）技术。
其实核电是一种安全、经济、清洁的能源。从经济上说，核电站的一次性投资确实要比火电站大一些。以我国秦山核电站为例，每千瓦单位造价大约需要4000元，而火电站一般在1900元左右。然而，衡量电站的经济性，不仅要看最初的基建投资，还要计算电站运行以后消耗的燃料、设备折旧、维护管理等费用。以装机容量吉（109）瓦的火电站与核电站作对比，仅每年耗费的燃料一项，火电站需要300万~350万吨原煤，而核电仅需30吨核燃料。请想一想，300万吨煤需要多少列火车、多少艘轮船来运输，又需要多大一个燃料堆放场地！国际上对核电的成本与煤电成本作过比较，在法国，煤电成本是核电成本的1.75倍，德国为1.64倍，意大利为1.57倍，日本为1.51倍，韩国达到1.7倍。美国早在1962年就使核电成本低于煤电成本。这是核电在一些国家得到较快发展的原因之一。
一些读者也许还在为核电站排放的废气、废物、废水而担心。有位专家这样说，核电站的运行，既不释放火电站所必然产生的氧化氮、二氧化硫，也不产生二氧化碳。这些排放物正是造成酸雨、黑雨及温室效应的主要因素。因此说，核电是比较清洁的能源。研究、设计者考虑了核电站的三废处理问题。从核电站卸出的核燃料，即燃烧过的乏燃料，在密封条件下作专门处理。废水、废气同样经过安全处理。至于核电站对周围环境的辐射问题，有这样一些数据可以说明：人们在核电站周围住上一年，所受到的辐射量，还不到一次X光透视的几十到几百分之一。以核电站最多的美国为例，它的核电站使每个美国人增加的辐照量，比自然界原本存在的放射性照射量的0.1％还小。这大概可以说明核电的“清洁”了吧。
知识点核辐射及其危害
核辐射，又称放射性，是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射分为天然辐射和人工辐射。天然辐射存在于所有的物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正常现象。人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源，如X光，核磁共振等、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等。
人们在长期的实践和应用中发现，少量的辐射照射不会危及人类的健康，过量的放射性射线照射对人体会产生伤害，使人致病、致死。辐射的剂量越大，危害越大。
源源不断的太阳能
太阳内部不停地进行着热核反应（氢变为氦），同时释放出巨大的能量。太阳辐射到地球上的能量只占其辐射总能量的极小部分（约1／22×108），地球每年所接收的太阳能至少有6×1017千瓦小时，这相当于74×1012吨标太阳能电池准煤的能量。其中被植物吸收的仅占0.015％，被人们作为燃料和食物的仅占0.002％，可见利用太阳能的潜力很大，开发利用太阳能大有可为。开发利用太阳能存在两个关键性问题：一是如何提高太阳能的转换效率；二是降低成本。这两个问题是相互关联的。美国波音公司已研制出高性能的串联型太阳能电池，其光电转换效率在地面上为35.6％，在太空中为30.8％。美国推出的新型太阳能接收器，其热能转换率可高达90％。美国麦迪森公司在莫哈韦沙漠建造的设备先进的太阳能电站，其发电能力达10吉（109）瓦。澳大利亚利用激光技术制成的太阳能电池，在不聚焦时光电转换率达24.2％，其成本已降低到与一般的柴油发电相当。前苏联利用气体分子结合技术研制的光热反应器，能把太阳光转换成高值热能。
太阳能取暖
平板太阳能热水器太阳能取之不尽，用之不竭，如用它来取暖，无疑是十分方便、十分清洁的。近年来，世界各国建造了许多利用太阳能取暖的太阳房，这种太阳房冬暖夏凉，居住十分舒适。
太阳房分2类：主动式和被动式。主动式需要专门的集热器、循环泵和辅助设备，还要消耗一定的电力，投资大，技术要求高，不易普及。被动式则简单得多，它是在向阳的南墙上涂上黑色，加上木框，装上玻璃，构成一个集热盒。盒的上下对角各开一个通道，当盒中空气吸收阳光的能量而变热后，就通过上部的通道进入室内，室内冷空气则通过下部通道进入盒内，用不了多长时间，室内就会变暖。到了夏季，打开室内的北窗户，关掉集热盒的上部通道，再把集热盒的上部排气孔打开，这样，集热盒就成了一个抽风机，使室外的空气经北窗进入室内，又经集热盒下孔进入盒内，从盒的排气孔排出。于是室内的空气就可以不断流通，使室温保持在比较凉爽的程度。
太阳能制冷
太阳能既然是一种能源，那么，它就应当会干各种“做功”的工作。和电冰箱的制冷原理相类似，太阳能也能制冷，只不过太阳能制冷设备所用的工质不是氟利昂，而是氨水或溴化锂。它的结构大体上由集热器——氨发生器、换热器、冷凝器、冰箱蒸发器、吸收器和氨循环泵等6个部分组成。中国建筑科学院空调所和北京棉纺三厂进行过这样的试验：以一个64平方米、高4.1米的房间为空调对象，集热器面积为40平方米，采用氨水吸收式制冷，制冷量可达7000千卡／时（4.1868×7000千焦／时），效果是令人满意的。
利用这个原理，已制出了各种不同的太阳能制冰机，这样，“让太阳晒出冰棍”的说法就不是什么笑话，而是活生生的事实了。
太阳能发电
太阳能发电系统科学家们一致认为，利用太阳能气流发电是一种最经济最高效的发电方法。在一座用透明塑料板盖成的巨大温室的顶棚中心，竖立着风筒，当温室里的空气被太阳加热到比外面空气温度高60℃～67℃时，外面的冷空气就会推压温室内的热空气，使它沿着长长的风简上升而形成一股强大的气流，推动安装在风筒上的叶轮而带动发动机发电。
太阳能使海水淡化
在茫茫的大海中航行，或在荒寂的孤岛上居住，如果淡水用完了，那可是要命的事。但是，太阳能能够帮助我们，这就是太阳能海水蒸馏器。
这种蒸馏器以涂上黑色的水泥做的浅池为基础，上面用玻璃顶棚盖起来。把海水灌进水泥池，当阳光被黑色池底吸收后，海水就被加热、蒸发，水蒸气在玻璃顶棚上冷凝成水，顺顶棚流入水泥池周围的集水槽。集水槽是和池子分开的，这样就得到了淡水。当然，这种利用太阳能制造淡水的办法并不是临渴掘井想出来的，而要事先有所准备。再说，这种蒸馏器占地面积很大，效率也不高。但是，它不需要其他能源，运转费用低，只要不是临渴掘井，而是未雨绸缪，还是能够解决大问题的。
多种多样的其他新能源
氢能
氢能汽车在众多的新能源中，氢能以其重量轻、热值高、无污染、应用面广等优点，被誉为21世纪的理想能源。前苏联在1989年成功地将液态氢用于重型飞机的飞行。德国的科学家计划在19世纪末让第一架用氢气驱动的“空中客车”飞机飞上蓝天。美国已研制成世界上第一辆以氢气为动力的汽车。值得一提的是，美国国家航空航天局正计划把一种光合细菌——红螺菌带上太空，用它所释放出的氢气来作为能源，供航天器使用。这种红螺菌生产成本低，生长繁殖快，在农副产品加工厂的废水、废渣中均可以进行培养。科学家们已研制出利用阳光分解水来制氢的方法。就是在水中加入催化剂，在阳光照射下，产生光化学反应而分解出氢。
煤层气
在煤的形成过程中伴随着3种副产品生成——甲烷、二氧化碳和水。由于甲烷是可燃性气体，又深藏在煤层之中，所以人们称它为“煤层气”。
甲烷一旦产生，便吸附在煤的表面上。甲烷的产生量与煤层深浅有关。一般来讲，煤层越深，煤层气越多。
理想的煤层气条件是：煤层深度300米~900米，覆盖层厚度超过300米，煤层厚度大于1.5米，吨煤含气量大于8.51立方米，裂缝密度大于1.5米／条为好。
开采甲烷的关键问题有2个：一是使甲烷从煤的表面解吸下来，一般是靠降低煤层压力来解决，主要办法是通过深水移走来降低压力；二是让从煤层表面解吸下来的甲烷顺利穿过裂缝进入井孔。
煤层气如果得不到充分利用，会带来2大害处：一是在煤层开采过程中以瓦斯爆炸的形式威胁矿工的生命安全；二是每年全球有上千亿立方米的瓦斯进入大气中，对环境造成巨大污染。所以，在很早以前人们就想把煤层气作为资源加以利用，让它化害为利，这便是人们开发利用煤层气的最初动因。
进入20世纪70年代后，受能源危机的影响，人们在寻找新能源方面的积极性空前高涨。在有天然气资源的地方，天然气备受青睐；在没有天然气的地区，煤层气便成为人们寻找中的理想新能源。此外，随着开采和应用技术的进步以及显著的经济效益，又给煤层气的开发利用注入了新的动力。
开发煤层气在经济上的优越性表现在几个方面：勘探费用低、利润高、风险小、生产期长。其勘探费用低于石油的勘探费用，生产气井的成本也较低。一般来讲，煤层气的钻井成功率可达到90％以上，打一口井只需要2~10天。浅层井的生产寿命为16~25年，4米井的生产寿命为23~25年。
现有资料表明：全世界煤层气资源为113.2×1012~198.1×1012立方米。国外对煤层气的小规模开发利用始于上个世纪50年代，大规模开发利用则是从80年代开始的。
目前，美国煤层气的开采在世界上居领先地位，每天煤层气产量已超过2800万立方米。中国煤炭储量为1×1012吨，产量居世界首位，煤层气资源为35×1012立方米，相当于450亿吨标准煤，与中国常规天然气资源相当，已成为世界上最具煤层气开发潜力的国家之一。
金属能源
由于人们对能源的需求量越来越大，科学家们正在寻找新的能源，其中有一种金属能源给人类带来了希望。
铝是一种新型的燃料，现在人们已经制成了以铝为燃料的铝空气电池。这种电池的阳极是用铝做成的，空气为阴极，将纯铝溶解在电解质（一种盐）中，电池便可发出500瓦的电。铝空气电池主要用作汽车的动力，它的体积小，连同马达在内仅相当于汽车内燃机和油箱的大小；它释放的能量很大，按体积计算是汽油的4倍，而且电流很强；在使用的过程中只需加少量的水，偶尔添加铝皮就够了，用过的铝还可以回收反复使用。铝一空气电池除了用在汽车上外，还广泛用于紧急照明灯、收音机、野营炊具、便携式钻机和焊合机械等。
锂电池钛不仅具有良好的机械性能和耐蚀性，还具有记忆、超导和吸氢3种特殊功能。科学家利用镍钛合金的记忆性能制作了镍钛锘热机，将热能转换成机械能，不仅效率高，而且成本低、坚固耐用。科学家利用钛铁合金吸氢的特性制作的贮氢材料，不仅能安全地贮存和运输氢气，还可多次反复吸氢和放氢，利用它在贮氢时吸热和放氢时放热的性能制成的贮热器，用于回收利用冶金厂、化工厂、火力发电厂排出的余热。
金属锂是高能电池最理想的负极材料。目前一次锂电池已用于手表、计算器、心脏起搏器、存贮电路和照相机等，二次锂电池将可用来贮存电能和推进车辆。高能锂电池用作火箭、导弹的加速、爬升和控制操纵以及鱼雷推进的动力电源。另外，锂具有最大的中子浮获面，是氘-氚反应中最理想的氚的增殖材料，以锂为燃料的氘-氚聚变反应堆将在下世纪初开始使用。
幔汁能源
地球内部结构图在地球内部地壳、地幔和地核3部分中，地幔这部分最大，里面的宝贝也真多，其中有大量的氢、卤素、碱金属、碳、氧、硫、氮，它们往往是以热流体的形式存在，共处在地幔中，被统称作幔汁。幔汁中蕴藏的能源将成为今后一个世纪人类发掘的目标。
幔汁能源的数量是相当可观的，如华北平原靠近渤海湾8800平方千米的地下3千米深处就蕴藏着很多很多热水，其能量相当于120亿吨以上的标准煤。再如，很多地方的地下富含氢气、甲烷或天然气，如大庆油田的地下深处估计有1000亿立方米天然气，内蒙古鄂尔多斯高原也发现了世界级天然气田。随着科学技术的发展，这些现在看起来太深而不好开采的矿物能源，将来终究会被人们“请”出来为人类造福的。
橘子植物能源
从橘子皮中提取燃料油
橘子皮即中药中的陈皮。橘子皮除入药以外，还可加工成食品，如九制陈皮，也可以提取燃料油。
将橘子皮捣碎，压榨、过滤分离、蒸馏，所得的液体是一种很好的橘子皮燃料油。这种燃料油极易燃烧，火焰鲜明，其挥发点为46℃~68℃，沸点为85℃~98℃，密度为0.824克／立方厘米，燃烧性质与煤油相似，是一种极有用的工业燃烧用油。
知识点光合细菌
光合细菌是自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物。它能以光作为能源，在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
光合细菌的适宜水温为15℃~40℃，最适水温为28℃~36℃，能够降解水体中的亚硝酸盐、硫化物等有毒物质，具有净化水质等功能。光合细菌适应性强，能忍耐高深度的有机废水和较强的分解转化能力，对酚、氰等毒物有一定的忍受和分解能力等特点，它的诸多特性，使其在无公害水产养殖及未来的科研中具有巨大的应用价值。
地热能的开发与利用
地热作为一种新能源，以其干净、无污染、成本低而日益受到人们的青睐。地热能在地下的贮存形式有热水型、蒸汽型、干热岩型、地压型、岩浆型等多种形式。现在，人们除了用热水型地热能来发电、洗浴、取暖和灌溉之外，为了更充分地利用分布很广的干热岩型地热能，还在广泛地开凿人造热泉。美国于20世纪70年代建成世界上第一眼人造热泉，每小时可回收149℃~156℃的热水20吨，美国还在建造发电能力为50兆瓦的人造热泉热电厂。法国开凿了6眼人造热泉，其中第二眼井深达6000米，每小时可供应200℃的热水100吨。
地热奇观实际上，人们是通过利用各种温泉、热泉来认识地热能的。2000多年前，我国东汉时期大科学家张衡就曾采用温泉水治病。此外，我们的祖先很早就利用温泉的热水进行洗浴和取暖等。
1904年，意大利人拉德瑞罗利用地热进行发电，并创建了世界上第一座地热蒸气发电站（装机容量为250千瓦）。由于当时技术条件的限制，此后很长时间内地热在发电方面的应用一直停步不前。
20世纪60年代以来，由于石油、煤炭等各种能源的大量消耗，美国、新西兰、意大利等国又对地热能重视起来，相继建成了一批地热电站，总计约有150多座，装机总容量达3500兆瓦。
利用地热发电，是地热能利用的最重要和最有发展前途的方面。与其他电站比较，地热电站具有投资少、发电成本低和发电设备使用寿命长等优点，因而发展较快。
地热电站的工作原理与一般的火电站相似，即利用汽轮机将热能转换成机械能，再由发电机变成电能。由于地热资源有高温干蒸汽、高温湿蒸汽和热水等不同种类，所以地热发电的方法也不同。
以高温干蒸汽为能源的地热电站，一般采用蒸汽法发电。它的发电的工作过程是，当把地热蒸汽引出地面后，先进行净化，即除掉所含的各种杂质，然后就可送入汽轮发电机组发电。如果地热蒸汽中的有害及腐蚀性成分含量较多时，也可以把地热蒸汽作为热源，用它来加热洁净的水，重新产生蒸汽来发电。这就是二次蒸汽法地热发电站。目前全世界约有3／4的地热电站属于这种类型。
美国加州的盖瑟斯地热电站，就是二次蒸汽法地热电站的典型代表。它的装机容量达500兆瓦以上，是目前世界上最大的地热电站。
以高温湿蒸汽为能源的地热电站，大多采用汽水分离法发电。这种高温湿蒸汽是兼有蒸气和热水的混合物，通过汽水分离器把蒸汽和热水分开，蒸汽用于发电，热水则用于取暖或其他方面。
以地下热水为能源的地热电站，通常用地下热水为热源来加热低沸点的物质如氯乙烷或氟利昂等，使它们变成蒸汽来推动汽轮发电机组发电。这就是通常所说的低沸点工质法地热发电。
低沸点工质法地热发电所用的地热水的温度，通常低于100℃。用这种热水来将低沸点物质加热变成蒸汽，它们在推动汽轮发电机组发电后，在冷凝器中凝结，再用泵重新打回热交换器，从而反复使用。
俄罗斯在堪察加半岛南部建造的低沸点工质法地热电站，所用的地热水温仅有70℃~80℃，以低沸点的氟利昂（沸点为零下29.8℃）为工质，在1.9兆帕（18.8大气压）的压力和地热水的温度为55℃的条件下，低沸点工质便可沸腾，产生蒸气来发电，其总装机容量为680千瓦。
地热能除了用来发电外，人们还把它用于工农业生产、沐浴医疗、体育运动等许多方面。
在工业上，地热能可用于加热、干燥、制冷、脱水加工、提取化学元素、海水淡化等方面。在农业生产上，地热能可用于温室育苗、栽培作物、养殖禽畜和鱼类等。例如，地处高纬度的冰岛不仅以地热温室种植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年来又栽培了咖啡、橡胶等热带经济作物。在浴用医疗方面，人们早就用地热矿泉水医治皮肤病和关节炎等，不少国家还设有专供沐浴医疗用的温泉。
地热在世界各地的分布是很广泛的。美国阿拉斯加的“万烟谷”是世界上闻名的地热集中地，在24平方千米的范围内，有数万个天然蒸汽和热水的喷孔，喷出的热水和蒸汽的最低温度为97℃，高温蒸汽达645℃，每秒喷出2300万升的热水和蒸汽，每年从地球内部带往地面的热能相当于600万吨标准煤。新西兰约有近70个地热田和1000多个温泉。横跨欧亚大陆的地中海—喜马拉雅地热带，从地中海北岸的意大利、匈牙利经过土耳其、俄罗斯的高加索、伊朗、巴基斯坦和印度的北部、中国的西藏、缅甸、马来西亚，最后在印度尼西亚与环太平洋地热带相接。
我国是一个地热储量很丰富的国家，仅温度在100℃以下的天然出露的地热泉就达3500多处。在西藏、云南和台湾等地，还有许多温度超过150℃以上的高温地热资源。西藏羊八井建有我国最大的地热电站。这个电站的地热井口温度平均为140℃，装机容量为10兆瓦。
我国北京是当今世界上6个开发利用地热能较好的首都之一（其他5个是法国的巴黎、匈牙利的布达佩斯、保加利亚的索菲亚、冰岛的雷克雅未克和埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴）。北京地热水温大都在25℃~70℃。由于地热水中含有氟、氢、镉、可溶性二氧化碳等特殊矿物成分，经过加工可制成饮用的矿泉水。有些城区的地热水中还含有硫化氢等，很适合浴疗和理疗。
清洁干净的海洋能
辽阔的海洋蕴藏着极为丰富的可再生能源。那永不停息的海浪、潮汐、海流以及海水温差和海水压力等，都能给人类提供巨大的能量。据专家们估算，全世界海洋潮汐能的总储量为30亿千瓦，海流动能的总储量为50亿千瓦，海浪能的蕴藏量高达700亿千瓦。目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯潮汐电站，它的海堤大坝长750米，装有24台水轮发电机组，总装机容量为24万千瓦。英国在1991年建成一座海浪发电站，它装有一台目前世界上最先进的海流发电设备——韦尔斯气动涡轮机。
覆盖地球表面的海水大约有2/3，所以大量的太阳能被海水所吸收。海水中蕴藏能量的形式很多，如潮汐能、波能、温差能、浓度差能、海水压力能，海流能以及海洋生物能等。
海洋温差发电
太阳辐射到地球上的热量，陆地吸收，空气也吸收，但都比不上海洋吸收得多。这不仅是因为海洋占地球表面积的70％，而且还因为海水的热容量大：比土壤大2倍，比花岗岩大5倍，比空气大3000多倍。海水温差发电，就是想把海洋吸收的这些热量利用起来。
海水温差发电的原理很简单，即先将海洋表面温度较高的海水引入真空锅炉，由于压力突然大幅度下降，如降到0.03大气压下，24℃的水也会沸腾，于是温海水产生的蒸汽就可带动汽轮发电机发电，然后再用深层冷一些的海水冷凝气；也可以用温度较高的表层海水给沸点较低的氨或氟利昂加热后发电。
在20世纪70年代末，美国已制成温差发电的实验装置，发电能力为50千瓦，有人计算，如果把南北纬20°以内的海洋充分利用起来，海水温度只需降低1℃，就将发出600亿千瓦的电，可见温差发电的潜力是很大的。
潮汐能
潮汐发电站潮汐是在太阳和月亮的引力作用下产生的。涨潮时，海水带着巨大的动能，奔涌而来，水位逐渐升高，动能转化成位能。退潮的时候，水位下降，海水又呼啸而去，位能又转换成动能。海水在涨落时所带的这些能量叫潮汐能。
潮汐能可用于多方面，如发电。潮汐电站实质上就是一种水电站，是由水流推动水轮发电机。这样，涨潮和退潮的水流都可以利用。
世界上最早的潮汐电站是1913年在法国诺德斯特兰德岛附近建成的，在第一次世界大战中开始发电。世界上最大的潮汐电站是朗斯电站，也是法国的。英国、美国、前苏联等国也建成一些潮汐电站。我国从1958年开始，建设了若干小型潮汐电站，其中最著名的是浙江温岭江厦潮汐电站，是双向发电。运转效果良好。
海洋生物贮藏的能量很大
海藻据推算，海洋中一年生产的浮游植物，若全部变成能量的话，可以供全人类消费使用。海洋中除浮游植物外，底栖藻也是很重要的能源，如巨藻等。巨藻收割后，进行发酵可以得到沼气，沼气是一种很好的能源。美国从1978年开始，在海军的协助下，对海藻进行养殖和利用，收到了很好的效果。据估计，养殖4平方千米的巨藻，一年可生产10万千瓦的能量，是一种很有前途的能源之一。
海浪发电
能量巨大的海浪奔腾的海浪.蕴藏着巨大的能源。据有人测试，海浪对海岸的冲击力每平方米可达20~30吨，大的甚至达到60吨。它可以把13吨重的岩石抛到20米的高处，使1700吨重的岩石翻身，还能把万吨轮船推到岸上。在1平方千米的海面上，一起一伏的海浪蕴藏着20万千瓦的能量。要是能用海浪来发电多好啊！
科学家通过一次又一次的试验，终于找到了一些波力发电的方法。
通常采用的是空气活塞式波力发电装置。它用一个直径60厘米、长4米的圆筒，上面有2个活塞室，垂直沉下海去，部分浮出水面，很像一个浮标。当波浪上下波动时，活塞室中的空气不断受到压缩和扩张，如同风箱一样。受压缩的空气从露出海面的喷口中以极快的速度喷出，冲向涡轮机使它快速旋转，带动发电机发电。
单个的这种浮标式波力发电装置的发电能力很小，建造装有许多个装置的试验船，力量就大了。一条长80米、宽12米、重500吨的船，装20个浮筒，在3米高海浪的海面上能发电2000千瓦。还有一种固定式波力发电装置。它把空气活塞室固定在海岸边，通过管道内水面的升降来代替浮标的上下，使活塞室内的空气反复受到压缩和扩张的作用。许多国家在研制一种气袋式波力发电装置，让一个个软质气袋浮在海面，用链状轴串连成排，好像一条横跨海面的粗大胶管。海浪扑打气袋，气袋里的空气受到压缩，压缩空气驱动空气涡轮机，再带动发电机发出电来。一套由4000个气袋组成的波力发电装置，可以发电200万千瓦。
还有一种叫“人造环礁”的波力发电装置，直径达75米，好像一个巨大的油煎环饼。只有顶部露出水面，海浪冲击环礁边缘，并从中央喷口涌出，就能带动涡轮机工作。
在每一公里长的海岸线上，大约可以从海浪那里得到几万千瓦的发电能量。我国有着漫长的海岸线，有着巨大的潜能。
风能的开发与应用前景
风能是一种自然能源。据专家们估计，太阳辐射到地球上的热量约有20％被转换为风能，相当于10800亿吨标准煤的能量，是现在全世界一年消耗能量的100倍。目前世界上最大的风力发电装置安装在丹麦日德兰半岛海岸，其风车高达57米，发电能力为2兆瓦。美国已研制成一种新式可变速风力涡轮机，其输出功率为300千瓦。前苏联研制了一种由气球运载到10千米高空的风力发电站，其发电容量为2兆瓦。这种风力发电装置一旦试验成功并投入应用，将为风能的开发利用开辟新的途径。
风力发电装置人类利用风能已有几千年历史，按用途分有风帆助航、风力提水、风力发电和风力致热等多种形式，其中风力发电是近代发展的最主要的形式。尤其是近10年来，风力发电在世界许多国家得到了重视，发展应用很快。应用的方式主要有这么几种：第一种是风力独立供电，即风力发电机输出的电能经过蓄电池向负荷供电的运行方式，一般微小型风力发电机多采用这种方式，适用于偏远地区的农村、牧区、海岛等地方使用。当然也有少数风能转换装置是不经过蓄电池直接向负荷供电的。第二种称为风力并网供电，即风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式。这种方式通常为中大型风力发电机所采用，稳妥易行，不需要考虑蓄能问题。第三种是风力—柴油供电系统，即一种能量互补的供电方式，将风力发电机和柴油发电机组合在一个系统内向负荷供电。在电网覆盖不到的偏远地区，这种系统可以提供稳定可靠和持续的电能，以达到充分利用风能，节约燃料的目的。第四种称为风—光系统，即将风力发电机与太阳能电池组成一个联合的供电系统，也是一种能量互补的供电方式。在我国的季风气候区，如果采用这一系统可全年提供比较稳定的电能输出，补充当地的用电不足。
风力提水
风帆船风力提水是早期风能利用的主要形式，至今在许多国家（尤其是发展中国家）仍在使用。风帆助航是风能利用的最早形式，现在除了仍在使用传统的风帆船外，还发展了主要用于海上运输的现代大型风帆助航船。1980年，日本建成了世界上第一艘现代风帆助航船——“新爱德”号，它有2个面积为12.15米×8米的矩形硬帆，其剖面为层流翼型，采用现代的空气动力学新技术。据统计，风帆作为船舶的辅助动力，可以减少燃料消耗：10％~15％。
风力致热
风力致热是近年来开始发展的风能利用形式。它是将风轮旋转轴输出的机械能通过致热器直接转换成热能，用于温室供热、水产养殖和农产品干燥等。致热器有2类：一类采用直接致热方式，如固体与固体摩擦致热器、搅拌液体致热器、油压阻尼致热器和压缩气体致热器等。另一类采用间接致热方式，如电阻致热、电涡致热和电解水制氢致热等。目前风力致热技术尚处在示范试验阶段，试验证明直接致热装置的效率要比间接致热装置的效率高，而且系统简单。
知识点季风气候
由于海陆热力性质差异或气压带风带随季节移动而引起的大范围地区的盛行风随季节而改变的现象，称季风气候。季风气候区主要位于欧亚大陆的温带东部，我国东部地区的气候就是典型的季风气候。
季风气候是大陆性气候与海洋性气候的混合型。夏季受来自海洋的暖湿气流的影响，高温潮湿多雨，气候具有海洋性。冬季受来自大陆的干冷气流的影响，气候寒冷，干燥少雨，气候具有大陆性。
高效的磁流体发电技术
电能是当今世界上最重要的一种二次能源。目前的发电方式，包括火力发电和核能发电，效率都不高。长期以来，人类一直在孜孜不倦地探索新的发电方式，并力图突破传统的能源转换方式。随着科学技术的进步，特别是高科技在能源领域的广泛应用，科学家们已经研究出某些前景诱人的新式发电方法，这些新式发电突破了传统发电方式的限制，可使一次能源转化为电能的效率大大提高，为实现能源工业的革命性变化创造条件。磁流体发电就是这些新式发电方法中的一种。
磁流体发电装置
磁流体发电的基本原理，是使高温导电流体高速通过磁场，切割磁力线，于是出现电磁感应现象而使得导体中出现感应电动势。当在闭合回路中接有负载时，就会有电流输出。磁流体发电的特点，是将热能直接转换为电能，而不是像传统的火力发电那样，要先将热能转换成机械能，然后再将机械能转换成电能。因此简而言之，磁流体发电是一种用热能直接发电的发电方式。在磁流体发电装置中，找不到高速旋转的机械部件。当导电流体高速通过磁场时，流体中的带电质点便受到电磁力的作用，正、负电荷便分别朝着与流体运动方向及磁力线方向相互垂直的两侧偏转。在此两侧分别安置着电极，并且它们都与负载相连，这时导电流体中自由电子的定向运动，就形成了电流。
高速通过磁场的导电流体可以是高温液体（如汞或其他高温液态金属）或高温气体（如燃气或惰性气体）。常温下的气体一般是不导电的，必须将气体的温度提高到6000℃以上，才能使气体电离而形成导电的等离子体。所谓等离子体，就是由热电离而产生的电离气体。
在高温条件下，气体的分子或原子最外层的电子由于热激发而脱离分子或原子，分离为自由电子和正离子。自由电子的数量越多，则气体的导电性能越好。因此，气体的导电性能是与由气体电离而产生的自由电子数量直接相关的。
用一般的燃烧方法很难使气体达到这样高的温度，并且现有的电极材料和绝缘材料也难以承受这么高的温度。因此，通常是在温度不超过3000℃的燃气或氩、氦等惰性气体中，掺入少量的电离电位较低的碱金属元素（如铯、铷、镓、钾、钠等）作为添加剂。这些元素的原子在不超过3000℃的较高温度下就能产生电离，使气体达到磁流体发电所需的电导率。
磁流体发电机包括3个主要部件：一是高温导电流体发生器，在以燃气为高温导电流体的磁流体发电机中，高温导电流体发生器就是燃烧室；二是发电和电能输出部分，即发电通道；三是产生磁场的磁体。
磁流体发电机结构紧凑，体积小，发电启停迅速，对环境的污染小，可作为短时间大功率特种电源，用于国防、高科技研究、地质勘探和地震预报等领域。目前世界上研制成功的磁流体发电试验机组的热效率虽然只有6％~15％。但它可作为前置级而与现有蒸汽发电厂组成磁流体—蒸汽联合循环发电站，这样就从理论上使热效率提高到50％以上。随着核电的发展，还可以利用核反应堆产生的热能来实现原子能一磁流体发电，以提高核电站的发电效率。
磁流体发电作为一种新的能源利用技术，受到世界各国的广泛重视。前苏联利用天然气作为燃料，于20世纪70年代建造了第一座工业性磁流体—蒸汽试验电站，最高输出功率达20兆瓦；80年代又建成了总输出功率为58.2兆瓦的天然气磁流体—蒸汽联合循环示范商业电站。美国从1959年开始，就投入了大量的人力、物力、财力来从事磁流体发电的研究。日本、澳大利亚和印度等国也在磁流体发电的研究方面取得了一些重要的成就。
我国的这项研究起步较早，在20世纪60年代初就开始燃煤磁流体发电的研究。从1987年开始，磁流体发电正式列入国家“863”高技术研究发展计划，由中国科学院电工研究所、电子工业部上海成套研究所、东南大学热能研究所等有关单位分工合作，对燃煤燃烧室、发电通道、超导磁体、逆变器、特种锅炉、添加剂回收与再生、中试电站的系统分析与概念设计以及电极与绝缘材料进行研究，并已取得了较大进展。中科院电工所2号磁流体发电试验机组的发电功率达到了国际水平。
磁流体发电是建立在高技术基础之上的一项综合性技术，对于这项新技术的研究和实施，必须以强大的工业生产和先进的工艺技术为基础。例如，磁流体发电的高效率，有赖于超导磁体的研制和应用；磁流体发电机组的安全运行，有赖于性能优越的高温材料；磁流体发电方式的发展，有赖于廉价的添加剂和回收效率很高的添加剂回收装置；把磁流体发电技术应用于民用发电，有赖于具有相当容量和规模的燃煤磁流体一蒸汽联合循环电站。对于大容量燃煤磁流体发电和大型超导磁体的研制，在技术上还有很大难度，要达到实际应用，还有相当大的差距。
变废为宝的垃圾发电
开发城市垃圾能源，利用城市垃圾发电，化害为利，变废为宝，不仅减少了垃圾对环境的污染，还为解决当今能源匮乏问题开创了新路，是解决日益增多的城市环境污染和日渐短缺的常规能源的一种最佳选择。专家们预言，垃圾发电在21世纪将成为能源市场的一名新主角。
垃圾堆垃圾，是人类在生产和生活中遗弃的废料。随着世界经济的发展，人口的急剧增长，工业和生活垃圾越来越多。目前全球每年产生的垃圾总量达450亿吨，约人均8吨。其中，全球每年新增垃圾100多亿吨，递增速度高达8％~10％。如此丰富的垃圾资源已成为全球科技界开发的又一新领域。
随着人们环保意识的增强，绿色运动的兴起及全球能源短缺向人类亮出“黄牌”警告，城市垃圾的科学处理与合理利用，成为目前科技界高度重视的研究课题。世界各国科学家在寻求处理城市垃圾和开发利用各种新能源的途径中，发现被废弃的城市垃圾也是一种很有利用价值的新能源。
科学研究表明，在城市垃圾中，蕴藏着大量的二次能源物质——有机可燃物，其含有的可燃物的比例和发热值相当高。如通常城市生活垃圾中的灰渣，可燃物占27％；菜类可燃物占23.5％；纸类可燃物占84.4％；塑料可燃物占88％。综合起来，大约2吨垃圾燃烧的热量就相当于1吨煤燃烧时所发出的热量。因此，能源专家认为，一座城市的垃圾，就像一座低品位的“露天矿山”，可以无限期地进行开发。而开发使用最经济有效的方法，就是开发城市垃圾发电。
人们正在填埋城市垃圾
城市垃圾能源的利用作为一项新兴的能源产业，近年来，迅速在全球蓬勃发展。目前，美、日、法、英、德、荷兰、意大利等工业发达国家都将垃圾发电列入国家“议事日程”，投入大量资金和人力，运用现代高科技手段，大规模地开发城市垃圾发电新技术，并使其趋于商业化。目前，全球有800多座形形色色的垃圾发电站在运行。德国1995年垃圾发电厂有67座；美国有170多座垃圾发电厂；日本目前有垃圾发电厂125座，总发电能力450兆瓦，到2010年垃圾发电厂将达200座以上，总发电能力10吉瓦（10×109瓦）；英国将有50％以上垃圾用于发电。因此，城市垃圾发电作为一种新能源，其开发前景广阔。
当前利用城市垃圾发电，有多种途径。一种是利用城市垃圾填埋制取沼气，进行发电，而更主要的是将垃圾用焚烧炉燃烧的余热进行发电，再就是将垃圾制成固体燃料直接燃烧进行发电。
城市垃圾的处理，以往大多是运往郊区进行密封填埋。随着现代生物工程高技术的发展，如今采用微生物工程新技术，用厌氧细菌进行发酵处理，通过生物降解作用，就可以制取沼气。每吨生活垃圾可产生400立方米的沼气。再利用沼气进行发电，所发电量并入电网供使用。因而垃圾“沼气田”应运而生，且“沼气田”发电前景看好。
沼气发电机组
利用垃圾“沼气田”发电，可以说是当前技术成熟、投资少、造价低、使用管理方便，备受各发达国家青睐的一种城市垃圾处理途径。荷兰1991年就已颁布城市垃圾沼气发电计划，并投资8000多万美元，建造了几座大型沼气发电厂。荷兰北部威达斯特垃圾沼气田，储有1500万吨生活垃圾，每小时可产沼气5000立方米，可转化为4.5兆瓦的电能。法国在梅斯举行了“欧洲发酵垃圾开发大会”，提出加快利用垃圾生产沼气发电的计划。芬兰首座垃圾沼气田发电厂在万塔建成投产，已填埋103万吨垃圾，在今后10年内可产3000万立方米的沼气用于发电。英国目前垃圾沼气田发电能力达18兆瓦。英国能源部拟将在10年内再投资1.5亿英镑兴建一批垃圾沼气田发电厂。而美国伊利诺斯州的垃圾沼气田发电厂，占地61公顷，填埋180万吨垃圾，发电能力1600千瓦，相当于每年用2.8万桶石油的发电量。日本在干叶县建成的4.2万平方米的垃圾沼气田发电厂，年发电量达1.1万千瓦时。
建立垃圾焚烧厂，将垃圾进行焚烧处理，早已在各工业发达国家使用，而在焚烧过程中，回收其热能，并用于发电，实现垃圾焚烧能源化，还是近年的事。
这是由于城市垃圾填埋处理，占地面积大，有污染。而采用垃圾焚化处理，不仅焚烧后，垃圾剩下的体积和重量减少，占地面积也小。同时焚烧清除了有害物质，并通过烟气净化系统处理后，能防止空气污染。随着现代热能新技术的发展，可将垃圾在焚烧过程中产生的热量经回收系统处理后，推动汽轮发电机发电，并入电网供使用。因此，采用焚烧法处理垃圾进行发电，是目前世界上发达国家的重要发展趋势。
垃圾发电厂
此外，不少国家还积极开展将垃圾制成固体燃料，或用工业垃圾直接燃烧，进行发电。印度在马德拉斯市兴建一座垃圾浓缩燃料电厂，其日处理垃圾燃料60吨，发电能力5兆瓦。英国在苏格兰建成每年可焚烧800万只废旧轮胎的垃圾热电厂，向2.5万户家庭供电。日本在福岛县的岩木建立了一座以废塑料作燃料的热电厂，日处理废塑料200吨，发电能力25兆千瓦，向1万个家庭供电。
我国垃圾“资源”也十分丰富，全国每年产生垃圾1亿多吨，年增长速度达10％。我国垃圾发电工业已经起步，利用城市垃圾发电也已列入各大城市的议事日程。不少大中城市已开展垃圾发电。
深圳市在10年前已率先在国内开展垃圾发电，有2台饱和蒸汽垃圾焚烧锅炉，日焚烧垃圾400吨，发电能力3兆瓦；杭州市已引进国外设备，将建成“垃圾沼气田”发电厂；而珠海将使用我国自行设计的垃圾焚烧炉，日处理垃圾500吨。
知识点生物降解作用
生物降解是指微生物把有机物质转化成为简单无机物的现象。自然界中各种生物的排泄物及死体经微生物的分解作用转化为简单无机物。微生物还可降解人工合成有机化合物。如通过氧化作用，把艾氏剂转化为狄氏剂；通过还原作用，把含硝基的除虫剂还原为胺；芳香基的环裂现象也是微生物降解作用常见的一种反应。
微生物降解作用使得生命元素的循环往复成为可能，使各种复杂的有机化合物得到降解，从而保持生态系统的良性循环。
未来的新型环保能源
细菌造油
加拿大多伦多大学的魏曼教授，很早就发现了几种能够“制造石油”的细菌。这些微生物的组织结构中，几乎80％是含油物质。在电子显微镜下，它们很像一个个的塑料口袋，里面装满了油。
魏曼把这类微生物放在一起，用二氧化碳喂养，就组成一个“微生物产油田”，结果在实验室里制造出4公升油，这种油很像柴油。
实际上，石油也是从千奇百怪的小生物变来的。古代的水生生物埋藏在地下，在几千万甚至几亿年漫长的岁月里，经过大自然的作用变成了石油。它的主要成分是碳和氢。
科学家们发现，有不少微生物不仅会“吃”这类碳氢化合物，而且还有“积存”碳氢化合物的本领。比如，有一种叫分枝杆菌的微生物，它能够产生类似于碳氢化合物的真菌酸，像酿酒、制酱那样。经过酶的催化作用聚合到一起，就得到了一种真正的菌造石油。
根据这个原理，建造一个人工湖，把微生物“放养”到水里，水里溶解有足够的二氧化碳，作为它们的“食料”，用不了多久，微生物便成千成万倍地繁殖。培养出来的微生物，可以用过滤器收集，然后送到专门的工厂里去“炼油”。
让细菌造石油，只要二氧化碳供应充足，造油速度很快，两三天就能收获一次。细菌造油的人工湖和炼油厂到处可以建造，生产持续不断，风雨无阻。据说，只要掌握天时地利，每亩水面每年就能够生产3700桶原油。
野炊热饭不用火
有一群人到市外的自然保护区去旅游。大自然杰出的创造，使大森林藤萝密布，气象万千，旅游者无不赏心悦目、流连忘返。时过正午，大家早已跑得饥肠辘辘，盼望着早点开饭。但是，各人都没带熟食，只带了些大米、生肉、蔬菜之类，原来是准备野炊野餐的，然而，在大森林里到哪里去取火？
这时，有一人从提箱里取出一些瓶瓶罐罐，他把米淘好，放在一个瓷盒内，不到半小时，香喷喷的米饭就做好了。接着，他又炒出了可口的热菜，还煮了咖啡。可谁都没有看见他生火。
大家问他，这顿饭是怎么做熟的？他说，他采用的是一种不燃烧的固体燃料。
这种固体燃料是由固体粉末和水溶液两部分组成的。在未使用时，它们被分别保存；使用时，让它们二者结合，这时，它们会发生剧烈的化学反应，放出足够的热量，把食品加热。
固体粉末大部分是石灰质原料，如石灰石、生石灰、熟石灰等，再加上一些能调节黏度、能控制化学反应的添加剂。
水溶液是氯化镁或氯化钙水溶液，浓度一般为15%~30％。
这种固体燃料，从粉末和水溶液掺和时算起，约10分钟左右，就可以热到100℃，在这以后，温度保持在70℃左右，继续反应，可达30分钟。每公斤固体粉末大约可产生278千卡的热量。
这种产品的特点是利用化学反应产生热量，不需燃烧，不出明火。对于野炊来说，不必担心发生火灾，比较安全。还可以用来取暖，价钱只有沼气的1／3。
氢将是最理想的能源
科学家们认为，氢将是将来最理想的新能源。因为燃烧相同重量的煤、汽油和氢，放出能量最多的是氢；氢的火焰的发光度非常低，散发的热度很低，它是一种最安全的燃料；氢燃烧的产物是水，不污染环境，这点大大优于煤和汽油。
科学家发现许多原始的低等生物在其新陈代谢的过程中可放出氢气。日本生物学家用淀粉营养液培养红汲毛杆菌，每消耗5毫升营养液可产生25毫升氢气。美国宇航部门正准备将一种光合细菌带上太空，用它放出的氢来作为航天器的能源的。藻类放氢是较有前途的生物制氢方法之一，能放氢的育蓝藻、红藻、褐藻、绿藻等，德国已准备建造用藻类制氢的农场。
科学家还设想在水中放入催化剂，在阳光照射下激发化学反应，把水分解成氧，加拿大已投资340万美元，利用魁北克省巨大的水电资源生产氢。沙特阿拉伯正在建造一座名为“氢太阳能”的太阳能制氢工厂，发电能力为350千瓦。
燃料电池
燃料电池是一种把燃料中的化学能转变为电能和热能的装置，主要由燃料、氧化剂、电极和电解质4部分组成。燃料一般采用氢、甲醇、氨、乙二醇、烃、肼和天然气。氧化剂是空气和氧气，电极分别为阳极（燃料极）和阴极（氧化剂极），电解质可用液态、固态和熔融态的电解质。
目前，世界各国的燃料电池主要有以下4种类型：
磷酸型燃料电池。这种电池也被称为第一代燃料电池，它使用纯度极高的氢作燃料，在200℃的高温下运转，发电率达40％左右，可代替火力发电站和海上岛屿发电站。但由于它在燃烧的过程中需要使用铂催化剂，这种催化剂在发电的过程中会形成结块，从而缩短了该电池的使用寿命。另外，由于成本较高，因而难于推广。
熔融碳酸盐型燃料电池，也称第二代燃料电池。它使用的燃料是天然气，不仅含有氢，还含有一氧化碳，它还可使用煤气等含氢纯度低的燃料。溶融碳酸盐型燃料电池的发电率可达50％左右，如果将这种燃料电池构成的发电系统，利用高温排热，与汽轮机或蒸汽轮机相结合的话，发电率还可进一步提高到55％左右。另外，由于它在发电的过程中化学反应异常活跃，因而不需要使用催化剂。
固体电解质型燃料电池，也被称为第三代燃料电池。由于它使用的电解质是陶瓷化合物，因而可在800℃~1000℃的高温下运转，发电率可达到50％以上。目前，这种燃料电池已用于实际之中。
碱型燃料电池。由于它必须使用纯氢作燃料，因而它的成本极高。目前，它的使用仅限于宇宙开发方面，如果要用于一般发电或民用方面，只能到氢能时代才能实现。
在各种由其他形式的能转换成电能的发电形式中，燃料电池的转换率最高，理论上讲可达100％，实际上已达80％。可见，燃料电池有着广阔的发展前途。
燃料电池是把燃料的化学能直接转化为电能的发电装置。所用的燃料是氢、甲醇、乙醇、烃、氨及天然气等，再有氧化剂、电极、电解质就行。以磷酸电解质电池为例，把燃料氢供给燃料极，氢就被催化离解成氢离子并释放出电子，氢离子通过电解质磷酸水溶液、电子通过外电路分别到达氧化剂极，氢离子、电子和氧化剂（空气中的氧）反应生成水。在电子流通过外电路时，就向负载输出了电能。这个原理和普通电池的发电原理相似。所不同的是，普通电池的反应物是预先放入电池内，一旦反应物耗尽，电池就报废了；燃料电池则不同，它的燃料和氧化剂可以连续不断地输入，所以它就能连续不断地供电。
燃料电池结构简单，工作可靠，维修方便，无污染，在宇航、潜艇、灯塔和无线电台等场合已开始应用，只是成本高一些。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源