1.2.2 新能源和可再生能源的种类

联合国开发计划署（UNDP）把新能源和可再生能源分为三大类：①大中型水电；②可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能和海洋能等；③传统生物质能。这里把水力发电、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等都划入新能源和再生能源的范围。也有一种说法，新能源和可再生能源的种类包括除了常规化石能源利大中型水力发电及核裂变发电之外的可再生能源。

按目前国际惯例，新能源和可再生能源一般不包括大中型水电（已经属于常规能源），只包括太阳能、风能、小型水电、地热能、生物质能和海洋能等一次能源以及氢能、燃料电池等二次能源。目前，各国新能源和可再生能源就遵照这种划分方法，即指除常规化石能源、大中型水力发电及核裂变发电之外的太阳能、风能、小水电、生物质能、地热能、海洋能等一次能源以及氢能、燃料电池等二次能源。

目前“新能源”意义下的可再生能源则包括小水电、现代生物质能、风能、太阳能、地热能和生物燃料等，这也是本书论述的核心内容。而“新能源”意义下的可再生能源目前在发达国家和一些发展中国家中发展快速，大约在现代能源消费结构中占2.4%。

1．太阳能

太阳能是指太阳所负载的能量，一般以阳光照射到地面的辐射总量来计量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的转换和利用方式有光—热转换、光—电转换和光—化学转换。接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生活，这是太阳能热利用的最基本方式。

太阳热水系统是目前中国太阳能热利用的主要形式，它是利用太阳能将水加热储存于水箱中以便利用的装置。太阳能产生的热能可以广泛地应用于采暖、制冷、干燥、蒸馏、温室、烹饪以及工农业生产等各个领域，并可进行太阳能热发电和热动力。利用光生伏打效应的原理制成的太阳能电池，可将太阳的光能直接转换成电能加以利用，称为光—电转换，即太阳能光电利用。光—化学转换尚处于研究试验阶段，这种转换技术包括半导体电极产生电和电解水制成氢、利用氢氧化钙和金属氢化物热分解储能等。

2．风能

风能是太阳能的一种新的转化形式，由于太阳辐射造成地球表面温度不均匀，引起各地温差和气压不同，导致大气运动而产生的能量。风能属于一种自然资源，具有总储量大、可以再生、分布广泛、不需运输、对环境没有污染、不破坏生态平衡等诸多特点，但在利用上也存在着能量密度低、随机变化大、难以储存等诸多问题，风能的大小决定于风速和空气的密度。在西北地区和东南沿海地区的一些岛屿，风能资源非常丰富。利用风力机可将风能转换成电力、制热以及风帆助航等。

3．生物质能

生物质能是新能源和可再生能源的重要组成部分，主要包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物和动物粪便等。从其来源分析，生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。

生物质能的利用方式主要有直接燃烧、热—化学转换以及生物—化学转换3种不同途径。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是中国农村生物质能利用的主要方式，生物质的热—化学转换是指在一定温度和条件下使生物质气化、碳化，热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术；生物质的生物—化学转换包括有生物质—沼气转换和生物质—乙醇转换等，沼气转换是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气，乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等不同原料经发酵创成乙醇。

4．地热能

地热能是来自地球深处且可再生的热能资源。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能储量可能比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。如果地下热量提取的速度不超过补充的速度，那么地热能便是可再生的。目前，地热能在世界很多地区开发和应用相当广泛。据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当于100。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度较大。

作为储存在地下岩石和流体中的地热能资源，它可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。地热能资源按赋存形式可分为水热型（又分为干蒸汽型、湿蒸汽型和聚冰型）、地压型、干热岩型和岩浆型4大类。按温度高低可分为高温型（大于150℃）、中温型（90～149℃）和低温型（小于89℃）3大类。地热能的利用方式主要有地热能发电和地热能直接利用两大类。

不同品质的地热能，作用也是不同的。液体温度为200～400℃的地热能主要用于发电和综合利用；150～200℃的地热能，主要用于发电、工业热加工、工业干燥和制冷；100～150℃的地热能主要用于采暖、工业干燥、脱水加工、回收益类和双循环发电；50～100℃的地热能主要用于温室、采暖、家用热水、工业干燥和制冷；20～50℃的地热能主要用于洗浴、养殖、种植和医疗等。

5．海洋能

海洋能是指蕴藏在蓝色大海中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、海水温度差能和海水盐度差能等不同的能源形态。海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等多种形式存在于海洋之中。

海洋能按储存能量的形式可分为机械能、热能和化学能。潮汐能、波浪能、海流能、潮流能为机械能，海水温差能为热能，海水盐度差能为化学能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。

6．氢能和燃料电池

氢能是世界新能源和可再生能源领域产业中正在积极开发的一种二次能源。2个氢原子与1个氧原子相结合便构成了一个水分子。氢气在氧气中易燃烧释放热量，然后氢分子便和氧分子起化学反应并生成了水。由于氢分子和氧分子结合不会产生二氧化碳、二氧化硫、烟尘等大气污染物，所以氢能被看做是未来最理想的清洁能源，有“未来石油”最佳替代能源之称。

国际上的氢能制备原料主要来源于矿物和化石燃料、生物质和水，氢的制取工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学方法制氢和生物方法4制氢等。氢能不但清洁干净，利用效率高，而且其转换形式多样，也可以制成以其为燃料的燃料电池。在21世纪，氢能将会成为一种重要的二次能源，燃料电池也必将成为一种最具有产业竞争力的全新的发电方式。

由于各种主客观原因，氢能、海洋能的开发利用目前还只是处于一个逐步探索的技术未成熟阶段，其产业化开发也许还有很长的路要走。另外从技术和经营层面来看，小水电和大水电在技术上没有太大的差异，国内外跨国公司尤其传统跨国能源企业涉足小水电的开发意愿并不高。

7．小水电

水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量来发电，称为水电。所谓小水电，通常是指容量在1.2万kW以下的小水电站及与其相配套的电网的统称。1980年联合国召开的第一次国际小水电会议，确定了以下3种小水电容量的范围：1001～1200kW为小型水电站（small）：101～1000kW为小小型水电站（Mini比）；1100kW以下为微型水电纳（Micor）。

国家发展和改革委员会现行规定，电站总容量在5万kW以下的为小型水电；5万～25万kW的为中型水电，25万kW以上的为大型水电。