新能源及其发电技术(普通高等教育“十二五”规划教材)
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第1章 新能源和可再生能源概述

1.1 能源定义与分类

什么是能源,能源是太阳,它给人类带来了光和热。广义地讲,地球上的所有能源都来源于太阳。因此,能源就是太阳,太阳就是能源。

水能,是太阳的阳光照耀地球,地球上的水蒸发而上升到大气中,然后变成雨,形成河流中的水能。风能,是太阳的阳光照耀地球,其上的空气受热不同,温差形成气流而成为风能。化石能源(煤炭、石油、天然气),据相关文献,是远古时代的生物变成的,而没有太阳,就没有生物,因此,化石能源也是来源于太阳。海洋能一方面是风能形成的波浪能,风能也是来源于太阳;另一方面,潮汐能是太阳、地球、月亮共同作用的结果,也是与太阳有关。地热能、核能是地球在形成过程中,也就是宇宙大爆炸时,从太阳系形成时的物质,也与太阳有关。因此,不论地球上的哪种能源,都与太阳有关。

能源是整个人类世界发展和经济增长的最基本驱动力,是人类社会赖以生存的最重要物质基础之一。在某种意义上讲,任何时期的人类社会发展都离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。

中国《能源百科全书》的能源定义为:“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。”中国《能源词典》(第二版)对能源的解释是“能源是可以直接或通过转换提供人类所需的有用能的资源”,世界上一切形式能源的初始来源是核聚变、核裂变、放射性源以及太阳系行星的运行。

综合上述各种能源定义有一共同点,就是能源是一种呈多种形式的,且可以相互转换能量的源泉。《能源词典》(第二版)把世界上的能源分为11种不同类型:化石能源(煤炭、石油、天然气)、水能、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能、氢能、受控核聚变,这是能源的基本形式。

此外,人们还可以根据不同的形式,按照不同的角度,把能源划分为各种不同的类型:

(1)从是否可再生角度可划分为可再生能源和不可再生能源。前者是指在自然界中不断再生并可以持续利用的资源,它主要包括太阳能、风能、水能、地热能、生物质能等;而后者是指经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源,包括原煤、原油、天然气、油页岩、油砂矿、核能、煤层气等。

(2)从其物理形态是否改变角度可以划分为一次能源和二次能源。前者是指从自然界取得的未经任何改变或转换的自然能源,如原油、原煤、天然气、生物质能、水能、核燃料以及太阳能、地热能、潮汐能等;后者是指一次能源经过加工或转换得到的能源,如煤气、焦炭、汽油、煤油、电力、热水、氢能等不同形式的能源。

(3)从是否进入商品流通环节角度可以划分为商品能源和非商品能源。前者是指作为商品流通环节并大量消耗的能源,目前主要指煤炭、石油、天然气、电力等常规能源;后者是指不经过商品流通环节而自产自用的传统常规能源,如农村的薪柴、秸秆等。

(4)从对自然环境产生污染程度的角度,可以划分为清洁能源和非清洁能源。对自然环境污染大的能源称为非清洁型能源,包括煤炭、石油等;对自然环境无污染或污染小的能源称为清洁型能源,包括天然气、水能、太阳能、风能和核能等,当然这里提到的不污染是在能源相对安全使用的前提之下的。

(5)按照目前开发与利用状况,可将能源分为常规能源和新能源两类。到目前为止,已被人们广泛应用,而且使用技术又比较成熟的能源,称为常规能源,如煤炭、石油、天然气、水能及传统生物能等。太阳能、地热能、风能等,虽早已被利用,但大规模开发利用的技术还不成熟,广泛应用还有一定的局限性,直到现在才进一步受到人们的普遍重视;其他还有核能、沼气能、氢能、激光和海洋能等,也只是近些年来才被人们所认识和应用,而且在利用技术和方式上都有待改进和完善,这些都可以被称为新能源。