生物質能是蘊藏在生物質中的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質能一直是人類賴以生存的重要能源,它是僅次於煤炭、石油和天然氣而居於世界能源消費總量第四位的能源,在整個能源係統中占有重要地位。實際上,煤、石油和天然氣等礦物能源也是由生物質能轉變而來的。
生物質能是世界上最廣泛的一種可再生能源。在我國農村到處可以看到許多生物質的廢棄物,如人畜糞便、秸稈、雜草和不能食用的水果、蔬菜等等。將這些廢棄物收集起來,經過細菌發酵可以產生沼氣,沼氣具有很高的熱值,因此可以用來充當燃料和照明。
海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能和海水鹽差能等,它是一種可再生的巨大能源。全世界海洋能的理論可再生總量約為766億千瓦,現在技術上可以開發的起碼有64億千瓦。我國的海洋能也相當可觀,據估算可開發量約46億千瓦。
太陽內部進行著由氫聚變成氦的原子核反應——核聚變過程,不停地釋放出巨大的能量,並不斷地向宇宙空間輻射,這就是太陽能。太陽內部的這種核聚變反應可以維持很長的時間,據估計約幾十億到上百億年,相對於人類的生存進化而言,太陽能可以說是取之不盡,用之不竭的。
風能太陽能路燈氫能有可能在21世紀世界能源舞台上成為一種舉足輕重的清潔能源。氫是自然界存在最普遍的元素,據估計它構成了宇宙質量的75%,除空氣中含有氫氣外,它主要以化合物的形態貯存於水中,而水是地球上最廣泛的物質。
氫能利用形式多,既可以通過燃燒產生熱能,在熱力發動機中產生機械功,又可以作為能源材料用於燃料電池,或轉換成固態氫用作結構材料。用氫代替煤和石油,不需對現有的技術裝備作重大的改造。因此,眾多科學家認為,隨著製氫技術的進步和貯氫手段的完善,氫能將在未來的能源舞台上大展風采。
呼喚太陽能時代
近代以來的工業革命帶來了巨大的社會進步,同時也極大地消耗了煤炭、石油等礦物資源。到20世紀70年代末,人們終於認識到,“礦物型世界經濟”的弊端太大,它耗費了太多的不可再生資源,同時又使得人類生存環境質量下降,吃力不討好。基於這樣的共識,人們轉而開發可再生能源,其中最主要的便是太陽能。
太陽灶
太陽能電池板
太陽能無汙染,可持續利用,是21世紀最有競爭性的能源。各國政府積極地製定開發和利用太陽能的政策和計劃,世界最大的石油企業也已將重點向太陽能轉移,太陽能時代已經拉開它輝煌的大幕。
太陽是光明的象征,46億年來太陽一直照耀著地球,送來光,也送來熱。將陽光聚焦,可以將光能轉化為熱能。傳說阿基米德就曾經利用聚光鏡反射陽光,燒毀了來犯的敵艦。在日照充足的地方,人們在生產和生活中已大量使用太陽灶、太陽能熱水器和幹燥器,還用太陽能進行發電。
太陽灶的原理很簡單,用金屬或其他材料製成類似鏡麵的裝置,將陽光反射到某一焦點,就可以得到100℃以上的高溫,這足夠用來做飯、燒水或加熱各種東西了。現在,專家有開發了鏡麵方向能夠隨著太陽的位置變化而自動調整的太陽灶,太陽能的利用率更高了。大型的“太陽灶”能夠產生罕見的高溫,現在世界上最大的拋物麵型反射聚光器有9層樓高,總麵積2500平方米,焦點溫度高達4000℃,多數金屬都可以被熔化。
太陽能熱水器的構造要簡單得多,因為不需要它產生太高的溫度。在多數情況下,可以將太陽能熱水器的集熱器製成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通過管道與水源和儲水箱相連。利用太陽能供應浴室熱水在我國北方比較常見。按照北京的氣候條件,每年從5月起直到10月初,采光總麵積100平方米的集熱器加上12噸的水箱,可以從早到晚供應300人洗浴用的熱水,既不用燒煤也不需要補充其他熱源,水溫高時還要添加冷水。如果推廣使用,將會有效地節約北京市已經十分緊張的供電情況。