新能源的迅速崛起課件第一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三

人類生活在一個能源世界里。人類的衣、食、住、行，哪一項也離不開能源，可以說，沒有能源就沒有人類的一切。前言

第二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三

面對能源供應緊張和生態環境破壞等情況，充分利用現有的傳統能源、研究節能新技術、積極開發新能源，以及研究能源與環境的關系等，已成為世界各國面臨的亟待解決的課題。問題1有限的能源儲量已無法滿足人類日益增長的需求。隨著經濟的發展和能源消耗量的大幅度增長，能源供應不足的矛盾將會日益突出。2更使人們感到不安的是，人類所消耗的碳載體礦物燃料，每年向大氣排放的二氧化碳達210億噸，并呈上升趨勢，而且還伴隨有其他有毒物質，給人類的生存環境帶來了巨大的災難。第三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三

據預測，我國2010年石油需求量約2.5億噸，而我國石油工業在進入90年代以后，老油區穩產難度增大，新油區上產不到位，且石油資源形勢嚴峻，出現了可采儲量入不敷出、增產幅度不大的形勢。我國已由石油輸出國轉變為進口國，到2010年，我國的石油缺口將近1億噸。隨著國民經濟的持續快速穩定發展，我國能源需求與供應的緊張矛盾將長期存在，同時我國能源儲量的人均占有量也遠低于世界上人均占有量。因此，我國應從保障21世紀經濟可持續發展的戰略角度出發，全面規劃能源政策。我國的現狀第四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三能源種類

大自然賦予人類的能源多種多樣。按照各種能源的開發利用情況和它們在人類社會經濟生活中的地位，人們把能源分為常規能源和新能源兩大類。

通常，將技術上比較成熟和使用比較普遍的能源稱為常規能源，如石油、天然氣、煤炭、水力能等；

而新近才利用的或正在開發研究的能源稱為新能源，如太陽能、核能、風能、沼氣、氫能、海洋能、地熱能、電磁能等。

常規能源和新能源是相對而言的。一些新能源將隨著科學技術的發展而逐漸變成常規能源，如美、法等一些核電應用普遍的國家，目前已將通常作為新能源的核能定為常規能源。第五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

為了迎接能源的挑戰，人們應用現代高新技術對新能源進行開發利用已取得重要成果，有的還獲得了突破，使新能源的研究開發進入了一個新階段。

1.核能研究和利用獲得重大進展2．太陽能開發不斷深化3．海洋能開發前景誘人4．地熱能的利用進一步擴展5．燃料電池異軍突起6．風能的開發利用有了新進展7.生物能源的利用8．氫能利用取得重大成果第六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

目前，世界上幾十個國家已建成和正在建設的核電站約500座，核電可滿足世界電力需求的20％左右。核能開發利用已成為世界各國21世紀能源戰略的發展重點。

快中子增殖反應堆作為第二代核電站的主要堆型，現在已成為各國建造電站優先選用的先進核反應堆。我國也在研究開發先進的“快堆”技術，計劃于2000年前后建成2萬千瓦功率的實驗“快堆”，為21世紀核能利用和發展打下基礎。

1.核能研究和利用獲得重大進展第七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

更令人鼓舞的是，人們渴望實現的可控核聚變已顯露出希望的曙光。1993年12月10日，普林斯頓大學等離子體物理實驗室繼1991年歐洲聯合核聚變實驗室首次可控核聚變試驗之后再次成功地進行了試驗，試驗產生了相當于5.6兆瓦的聚變能量，人類實現解決能源問題的理想又向前邁出了一大步。到21世紀中葉，人類所用的電除了來自“火電站”、“水電站”，耳熟能詳的將是“聚變能電站”----受控聚變反應堆核電站。這是原中國核工業總公司科技局副總工程師馮運昌和核工業西南物理研究院石秉仁研究員等專家，對21世紀人類新能源的一個大膽預測。1.核能研究和利用獲得重大進展第八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

(1)火力發電使用的石油和天然氣經長期消耗，會越來越少。據估計，已經探明的石油和天然氣儲量可能在今后的幾十年內耗盡。水力、太陽能、風能等能源，由于受氣候及自然環境的影響，只能解決部分地區的需求，而且開發起來也受到技術和環境的制約。1.核能研究和利用獲得重大進展第九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

(2)目前，最有希望的新能源是核能從理論上講，核能有兩種：裂變核能和聚變核能。可開發的核裂變燃料資源可使用上千年，核聚變資源可使用幾億年。1.核能研究和利用獲得重大進展第十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起(3)聚變能電站以氫的兩種同位素氘和氚作為燃料

氘（dao)是天然同位素，在海水中含量極為豐富，其潛在儲能可供人類使用幾億年，可謂取之不盡用之不竭。氚(chuan)在自然界中不存在，需從裂變反應堆中生產，但這種方法成本昂貴。如果利用氚聚變反應中產生的快中子與鋰的反應，就可以“就地”再生氚，所以實際消耗的燃料是鋰。鋰在自然界中的儲量相當豐富。我國目前鋰的探明儲量居世界第一位，可供聚變使用上萬年。除了燃料豐富這個優點外，石秉仁研究員說，聚變能還有幾個特點。燃料價格低廉。聚變核電站是一次性投資，燃料費用約占1%左右。與裂變核電站相比，聚變核電站的燃料幾乎是不花什么錢的；不污染環境，運行安全可靠。聚變和裂變相比，其放射性是微乎其微的，它還消化裂變的污染源，幾乎沒有廢料；可直接轉化成電能等。專家說它是人類最理想的能源。1.核能研究和利用獲得重大進展第十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[月球可助人類克服能源危機-來自月球的“原料”]

眾所周知，用核反應堆獲得電力的方法常常產生大量放射性廢料，廢料的處理是個大問題，而且鈾的儲量遠不是無止境的。目前正加速發展的利用重氫和超重氫反應的熱核反應堆也遇到某些困難。在這種反應堆中形成了非常強大的中子輻射，這意味著使用這些材料的反應堆也存在放射性問題。另一途徑是：可以建立使用“氦-3”同位素的熱核反應堆。在這種反應堆中沒有中子輻射，也意味著沒有放射性污染，不會給環境造成危害。1.核能研究和利用獲得重大進展第十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[月球可助人類克服能源危機-來自月球的“原料”]

但地球上“氦-3”同位素的儲量不大，無法大量生產能源。自動飛行器和登上月球的美國宇航員獲取的資料表明，月球上具有足夠的“氦-3”。這種地球上稀有的元素在月球表面的塵埃中多達百萬噸以上。據庫爾恰托夫研究所首席專家尤里.斯米爾諾夫介紹，月球上的“氦-3”儲量足夠人類使用1000年。值得指出的是，科學家對從月球上獲取“氦-3”解決地球能源問題的方案進行了經濟上的論證，用這種方法獲取的每度電的成本完全可以與現行方法競爭。

1.核能研究和利用獲得重大進展第十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[月球可助人類克服能源危機-來自月球的“原料”]

現在，俄羅斯的三大公司—在核研究領域卓有成效的庫爾恰托夫研究所、研制太空設備的拉沃奇金科學生產聯合公司和太空研究所正與美國威斯康星大學的轉專家協作，對這一獨特主張進行全面論證。在利用月球上的“氦-3”獲取熱核能源方案中，目前尚未發現技術上不可克服的難題。科學家計劃發射太空飛行器，用其攜帶的設備收集月球表面的塵埃，從中分離出“氦-3”，使其變成液態后帶回地球。1.核能研究和利用獲得重大進展第十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[月球可助人類克服能源危機-來自月球的“原料”]

除了利用月球“原料”之外，不排除今后出現其它更有效的解決未來能源問題的辦法。但是，現在就應對地球利用月球上“氦-3”方案進行研究。實踐表明，要探索到一種新的能源方案需要50年左右。能源危機迫在眉睫，拖延探索和推廣新的有效能源方案將給今后幾代地球村民帶來麻煩。1.核能研究和利用獲得重大進展第十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[熱聚變和冷聚變]

雖然大多數物理學家認為不可能實現的冷聚變并沒有獲得多少研究經費，但是仍然有一小批滿懷激情的科學家相信，冷聚變將會成為一種取之不盡的廉價能源。曾經在麻省理工學院和哈佛大學深造的新罕布什爾州康科德科學家葉夫根尼·馬洛夫是主張進行冷聚變研究的人士之一。他在談到創造能源的問題時說：“我認為世界上沒有免費的午餐。但是，我對新型能源的誕生充滿了信心。在這些新型能源中，我有百分之百把握的就是冷聚變，我認為從事這一研究的數百位科學家與我持同樣的看法。”1.核能研究和利用獲得重大進展第十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[熱聚變和冷聚變]

雖然猶他大學的物理學家龐斯博士和弗萊希曼博士在10年前宣布的冷聚變研究成果未能得到世人的認可，但是位于厄巴納—尚佩恩的伊利諾伊大學的核物理學家、電學和計算機工程學教授喬治·米利說，他正在利用一種他認為比龐斯博士和弗萊希曼博士使用的手段“還要奇異”的冷聚變方法制造出可以測量到的能量。他采用的“低能量核反應”方法是將鈀、鎳、鈦和從氫氣中提取的質子混合到一起。

1.核能研究和利用獲得重大進展第十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[熱聚變和冷聚變]

米利博士說，他計劃組建一家公司，以便為他的研究提供資金并開發可以在市場銷售的派生產品。為米利博士籌措資金的芝加哥生物物理學家劉易斯·拉森說，他檢查了米利博士的研究成果，并決定為之籌集風險資金，他的目標是在3年內使該公司的股票首次公開上市發行。拉森說，米利博士“確實是個天才”。米利博士說，他并不期望公眾會對他的研究工作給予多大的支持—盡管他確實已經從美國能源部下設的核能研究計劃得到了研究經費。1.核能研究和利用獲得重大進展第十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[來自天空的電力—科學家開發利用太空太陽能]

主張開發太空太陽能者認為，同衛星通訊一樣，將太陽能同太空技術結合的概念使人們可以考慮把太陽能直接傳送到地球的某些地區，如發展中國家或孤立的島嶼。這種理論是美麗的，實現或實施這一理論的結果可能導致一場革命。然而實施要面臨一些困難，在15年內，這種設想在商業上不會是可行的。

2.太陽能開發不斷深化第十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[來自天空的電力—科學家開發利用太空太陽能]

太陽能衛星的概念是美國科學家彼得.格拉澤于1968年提出的，美國能源部和航天局在70年代展開了深入研究。隨后，由于各種原因，這一工作停頓下來，其中包括在當時冷戰仍然盛行的時期，從這一具有軍事意義的計劃中獲取能源的價格過于昂貴。現在，由于人們對溫室效應和氣候變暖的憂慮，全世界對能源需求的增長和在太陽能及太空領域技術的進展，形勢發生了很大的變化，美國航天局近年來已投入大量資金，在許多企業的配合下，從重新開始研究這一課題。2.太陽能開發不斷深化第二十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[來自天空的電力—科學家開發利用太空太陽能]

目前，一顆太陽能衛星可以提供數兆瓦的電能。這種衛星最先進的設計得到了“太陽能塔”的美名，其構造是一根長柱，四周裝有太陽能濃縮器。人們目前正在努力設計一種不需太空運載的原型，也就是說，可通過市場現有的火箭發射，可獨自進入軌道。接收太陽能后的下一步是向地球傳送。此項試驗正在地球上進行，因為這一技術也適用于把能源從地球的一地傳送到另一地。收集的太陽能可通過磁控管變成微波射線，經根據傳送能源特點該進的天線，直接傳送到地球表面。

2.太陽能開發不斷深化第二十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[來自天空的電力—科學家開發利用太空太陽能]

在法國國家航天研究中心的援助下，目前正在印度洋島嶼留尼汪島上進行最尖端的試驗，試圖將10千瓦電能傳送到距離僅700米但非常難以進入的村莊中。另外，美國航天局正在研究如何把來自太空的電力并入墨西哥韋拉克魯斯市目前的電力供應網。廣泛使用太陽能的關鍵，在于提高太陽能的轉換效率和降低成本。美國波音公司已研制出高性能的串聯型太陽能電池，其光電轉換效率高達30％左右。澳大利亞利用激光技術制成的太陽能電池，在不聚焦時光電轉換效率達24.2％，其成本降低到與柴油發電相當。美國研制成的新型太陽能接收器，其熱能轉換率達90％。美國還在莫哈韋沙漠建造世界上設備最先進的太陽能電站，其發電能力達10兆千瓦。2.太陽能開發不斷深化第二十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[來自天空的電力—科學家開發利用太空太陽能]

科學研究表明，太陽每小時輻射到地球的能量約為18萬兆瓦，相當于燃燒90兆噸優質煤的熱量。為了利用這些無污染的能源，科學家設計的發電衛星長6公里，寬3公里，可發電5千兆瓦，發電量相當于5個地面核電站。空間發電站利用微波輸電系統向地面輸送電能。微波通過大氣傳播損失極小。據測算，在良好的氣候條件下，太空束能損失不足2%。一旦建成空間電站，人類就可以不斷獲得能源，地球能源利用將產生革命性變化。2.太陽能開發不斷深化第二十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[來自天空的電力—科學家開發利用太空太陽能]

21世紀，人類將使用一種取之不竭的無污染新能源-----太空束能。“束能”是19世紀德國物理學家海因里希.雷茨提出的新概念。意思是“射來的能源”。80年代，加拿大科學家成功地研制了人類航空史上第一架束能飛機。它不帶任何飛行燃料，利用飛機上的儀器接收地面站定向發出的微波，轉化為電能作為飛行動力。2.太陽能開發不斷深化第二十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[太陽能傳輸衛星]

太陽能是本世紀70年代的標志之一（盡管這一標志并不十分引人注目），科學家和工程師們如今已經制定出一些利用太陽能的宏偉計劃。他們并不是要制造人們比較熟悉的安裝在地面的太陽能電池板，而是設想制造出能圍繞地球軌道運行或者安裝在月球表面、用于輸送太陽能的巨型人造衛星，這種衛星可以不斷地捕獲太陽的能量，并且利用激光或微波將能量輸送給地面的接收器，然后再把能量轉變成電能。2.太陽能開發不斷深化第二十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[太陽能傳輸衛星]

一些人認為，可以在一代人的時間里找到一種可行的方法。馬薩諸塞州劍橋的阿瑟·利特爾咨詢公司前副總裁彼得·格拉澤是公認的最早提出這種太陽能傳輸衛星概念的，他說：“我們早就在利用許多與太陽能傳輸衛星有關的技術了”。他指出，在能源短缺的日本，科學家前不久發射了一顆試驗型微波能量傳送衛星。格拉澤博士說：“利用太陽能的基本物理學原理已經有一百年的歷史了”，但是一直很難讓非科學界公眾接受這一想法。公眾擔心將太陽能傳回地球可能會導致圍繞地球運行的“死光”的出現，這種擔心變成了推動太陽能傳送概念的巨大障礙。2.太陽能開發不斷深化第二十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[太陽能傳輸衛星]

波音公司下屬的波音幻影工廠（目前正在研究自己的太陽能傳送衛星）電氣工程師詹姆斯·麥克斯帕登說：“這種技術不是科學幻想。目前我們正在努力于此項技術的研究。”他說：“只要我們進行堅持不懈的努力，就有可能在20年時間里開發出一套可行的系統。”前蘇聯航天機構、設在莫斯科的俄羅斯能源科技生產公司現在是一家商業企業，目前該公司正在試驗“陽光反射鏡”，這種反射鏡可以將陽光反射到地球上以便延長農業耕作區的日照時間并為冬季沒有陽光照射的北部城市提供照明。去年2月，俄羅斯能源科技生產公司試圖利用“進步”火箭在太空展開一面直徑82英尺的演示反射鏡，此次試驗是為某商業企業進行的，但是用金屬箔制成的鏡子未能展開，最后只得拋棄在太空。2.太陽能開發不斷深化第二十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[太陽能傳輸衛星]

但是俄羅斯能源科技生產公司駐弗吉尼亞州亞歷山德里亞辦事處的高級顧問杰弗里·曼弗說，該公司并沒有放棄。他說，該公司計劃繼續進行這方面的研究，同時開展其它的商業太空應用研究，并且希望該公司的股票可以在紐約證券交易所上市。曼弗說：“我不是在假裝知道自己了解這方面的市場行情，但是直覺告訴我，這種技術一定會有市場需求”。微波和反射鏡并不是將太陽能傳送到地球表面的唯一設想。許多理論科學家—其中包括航天局前官員貝基—已經在探索研制一條長達2.2萬英里的延長繩路的可能性，從本質上說，這條延長繩路是地球與位于地球同步軌道上的太陽能傳輸人造衛星之間的連接裝置。2.太陽能開發不斷深化第二十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[太陽能傳輸衛星]

貝基說，形成繩路的超導“豆莖”管的直徑將為1/4英寸，由一種被稱為“巴基管”的碳纖維材料制成。這種材料的重量比鋼輕得多，硬度卻超過鉆石，所以實際上這條繩路看上去就像一根絕對僵直的柱子，它比人的小指還要細，一直延伸到遙遠的太空。盡管這種纖維目前只是在實驗中進行小批量生產，但是貝基說：“人們確實可以在太空收集能源，并通過電源插頭在地球上使用這些能源”。估計實現這種纖維的大規模制造還需要10至15年的時間。2.太陽能開發不斷深化第二十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

海洋中蘊藏著極為豐富的可再生能源，永不停息的海浪、潮汐和海流，以及海水溫差能和海水壓力能等，都能向人們貢獻出巨大的能量。據計算，全世界海洋潮汐能的總儲量為27億千瓦，海流的動能儲量約為50億千瓦，海浪能為25億千瓦，而海水溫差能為20億千瓦。目前，世界上最大的潮汐電站是法國的朗斯潮汐電站，其裝機總容量為24萬千瓦。英國于1991年建成一座裝有韋爾斯氣動渦輪機的海浪發電站，是當前世界上最先進的海浪發電設備。3．海洋能開發前景誘人第三十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[可燃燒的“冰”]

俗話說，水火不相容。可當今世界上卻有許多海洋科學家正在為埋在海底的能燃燒的“冰”而忙碌，這“冰”被稱為天然氣水合物。天然氣水合物是一種白色固體物質，外形像冰雪，有極強的燃燒力，可作為上等能源。天然氣水合物由水分子和燃氣分子（主要是甲烷）組成，此外還有少量的硫化氫、二氧化碳、氮和其它烴類氣體。在低溫（-10--+10℃）和高壓（100個大氣壓以上）條件下，甲烷氣體和水分子能夠合成類冰固態物質，具有極強的儲載氣體的能力，一個單位體積的天然氣水合物可儲載100-200倍于這個體積的氣體儲載量，即1立方米的固態水合物包容有180立方米的甲烷氣體。這意味著氣體水合物的能量密度是煤和黑色頁巖的10倍，是傳統天然氣的2—5倍。在海洋中，約90%的區域都具備天然氣水合物生成的溫度和壓力條件。3．海洋能開發前景誘人第三十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[可燃燒的“冰”]

天然氣水合物是近二十年來才被人們發現的，由于其能量高、分布廣、埋藏淺、規模大等特點，極有可能成為21世界的重要能源。全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料（煤、石油、高烴天然氣等）含碳總量的兩倍，世界上絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，儲存在水深300米至500米，海底之下500米至1000米范圍以內。海洋里天然氣水合物的資源量約為1.8億億立方米，約合1.1萬億噸，是陸地資源量的100倍。3．海洋能開發前景誘人第三十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[可燃燒的“冰”]1994年，美國能源部制訂了國家項目“甲烷水合物研究計劃”。1995年，國際深海鉆探組織在美國東海岸外，大西洋西部海底的布萊克海臺處，打了一系列深海鉆孔，首次證明該處海底的天然氣水合物具有商業開采價值，并初步估算出該區水合物的資源量多達100億噸，可滿足美國105年的天然氣需要。1998年5月，美國參議院通過決議，把天然氣水合物資源作為國家發展的戰略能源列入國家的長遠計劃，決議批準每年用于天然氣水合物資源研究開發的資金為2000萬美元，并要求能源部和地質調查局等有關部門組織力量進行深入研究，希望2015年進行商業開采。3．海洋能開發前景誘人第三十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[可燃燒的“冰”]

日本于1994年制定出龐大的研究計劃，投巨資對日本周邊海域，特別是南海海槽和鄂霍茨克海開展了海底天然氣水合物的大規模調查，初步估算調查區水合物的資源量可滿足日本100年的能源消耗，并于1999年進行了海底水合物的鉆探實驗。到目前為止，世界上已發現的海底天然氣水合物主要分布區是大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海臺，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩還槽、日本海、日本南海海槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等，東太平洋海域的中美海槽、加洲濱外的秘魯海槽等，北極的巴倫支海和波弗特海，以及大陸內的黑海和里海等。3．海洋能開發前景誘人第三十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[可燃燒的“冰”]

最初，國外開展天然氣水合物研究是由于高壓輸氣管道中常常遇到天然氣水合物堵塞問題而引起的。對天然氣水合物的成因，科學家認為需要三個條件：一是足夠低的溫度，二是較高的壓力，三是原始物質----氣和水的足夠的富集，這可從幾乎所有著名的海底天然氣水合物都位于大陸斜坡、島坡、島基中得到證實，而且通常均貯藏在具有較厚和較年輕蓋層的沉積盆地內，這與海洋沉積層和有關的有機質環大陸分布有關。對這種具有巨大潛力和前景的新能源礦產，一些發達國家已經開始進行開發性研究，初步找出可從中獲取可燃性氣體（主要是甲烷）的工藝技術。從目前情況看，開發成本相對較高，對環境的影響問題也未解決，但因日本等國的重視和對實驗研究的積極投入，可望較快取得突破，盡早實現商業性開發，使之真正成為21世紀的新型能源。3．海洋能開發前景誘人第三十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[可燃燒的“冰”]

世界各國海洋權益的競爭，其實是海洋資源的競爭。西方各國已十分重視海底天然氣水合物的研究與開發，不僅把海底天然氣水合物當做21世紀具有商業開發前景的海洋能源，而且在戰略上將其視為爭奪海洋權益的重要因子。認識到海底天然氣水合物潛在的戰略意義，美國、加拿大、德國、英國、歐共體、日本等發達國家和組織從能源戰略角度考慮，紛紛制訂了長遠發展規劃，深入開展了海底天然氣水合物物理性質、勘探技術、開發工藝、經濟評價、環境影響等方面的研究工作。發展中國家如印度、巴西、韓國等也已行動起來，分別制定了本國的研究開發計劃。目前國際上已經形成了一個天然氣水合物研究的熱潮。3．海洋能開發前景誘人第三十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起[可燃燒的“冰”]

此外，海底天然氣水合物對人類生存環境及海底工程設施的災害影響，也引起科學家們和各國政府的關注。天然氣水合物中的甲烷，其溫室效應為二氧化碳的20倍，世界上海底天然氣水合物中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷容量的3000倍。一旦讓海底天然氣水合物中的甲烷大量逃逸到大氣中去，會造成大氣溫度的升溫，使陸地的冰川融化，海平面上升，將產生無法想象的災難性后果，對我們賴以生存的環境造成具大的威脅。再有，如條件變化使甲烷氣體釋放出來，會使海底軟化，并出現大規模的海底滑坡，會毀壞海底工程設施，如破壞海底輸電或通訊電纜及海洋石油鉆井平臺，甚至產生嚴重的地質災害。還有的科學家正在試圖用海底天然氣水合物的釋放來解釋百慕大三角的秘密。3．海洋能開發前景誘人第三十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

[可燃燒的“冰”]

我國的海洋學家也開始了對這一海底資源的探索，中國大洋協會緊緊把握海底資源研究開發的新動態，在李廷棟、金翔龍院士等專家的倡議下，開展了海底天然氣水合物信息、資料的收集調研，編寫了天然氣水合物找礦前景與方法調研報告，計劃進一步安排天然氣水合物資源經濟評價研究、勘探技術開發、環境影響研究等有關工作，并著手海上航行，對天然氣水合物的成礦前景進行初步調查。3．海洋能開發前景誘人第三十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

地熱作為一種新能源，以其干凈、無污染和成本低等優點受到人們的重視。美國于20世紀70年代建成了世界上第一眼人造熱泉，每小時可回收149～156℃的熱水20噸。法國已開鑿了6眼人造熱泉，其中1眼井深6000米，每小時可獲得200℃的熱水100噸。另外，美國還在建造發電能力為5萬千瓦的人造熱泉熱電廠。

地熱能的儲量非常豐富。據計算，如果按照目前世界動力消耗的速度只消耗地熱能，那么即使用4100萬年后，地球的溫度也只降低1℃。

4．地熱能的利用進一步擴展第三十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

利用地熱發電，是地熱能利用的最重要和最有發展前途的方面。美國加州的蓋瑟斯地熱電站，裝機容量達50萬千瓦以上，是目前世界上最大的地熱電站。

地熱能除了用來發電外，近年來已擴大到工業上的加熱、干燥、制冷、脫水加工、提取化學元素、海水淡化，以及農業生產上的溫室育苗、栽培作業、養殖禽畜和魚類等，有著廣闊的發展前景。4．地熱能的利用進一步擴展第四十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起4．地熱能的利用進一步擴展北京市地熱研究院掛牌

2003-09-01

為了進一步保護和合理開發首都地熱資源，經北京市編辦批準，昨日北京市地熱研究院正式掛牌成立。

該院是基于北京市地質工程公司多年從事地熱資源勘查開發、推廣應用取得顯著業績基礎上批準成立的，是直屬北京市地質礦產勘查開發局的事業單位。該院主要從事地熱地質的綜合研究和地熱勘查新理論、新技術的應用推廣工作，開展地熱井勘查技術、鉆探技術、地下熱水處理和地熱應用技術研究，承擔地熱資源勘探、設計、施工工程及熱水處理設計、安裝施工等。近年來，該院的前身北京市地質工程公司依靠自身的技術實力，已在北京地區地熱資源開發等方向取得顯著成果，僅1996年至1997年就先后在北京的南部、東部成井多口，而后地熱開發范圍愈發向外擴展，向未探明的地熱空白區進軍，豐臺東高地、云崗菜戶營、朝陽區花家地、西直門索家墳、昌平區十三陵和通州區八里橋等地區勘查成功多口地熱井.

第四十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

燃料電池是一種直接利用氫和氧進行電化學反應的直接發電方式，其發電效率高達40％～60％，預計將來可達70％～80％。美國和日本研制的第一代磷酸燃料電池已進入實用階段，其輸出功率為11000千瓦。第二代、第三代燃料電池也已研制成功，其中第三代的固體電解質型燃料電池，功率達25千瓦。

20世紀90年代，燃料電池汽車已在美國華盛頓、洛杉磯和加拿大溫哥華等城市出現。1996年，美國芝加哥市以燃料電池作動力的公共汽車，取代現有的公共汽車。美國克萊斯勒汽車公司計劃在2005年之前制造出以燃料電池為動力的電動汽車樣車。這種燃料電池汽車比內燃機汽車可節省50％的燃料。

5．燃料電池異軍突起第四十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

風能在新能源中占有重要地位。據計算，地球上的風能約相當于10800億噸煤所具有的能量。這一數值約為目前全世界一年消耗能量的100倍。

目前，世界上最大的風力發電裝置是安裝在丹麥日德蘭半島的風力發電機，其發電能力達2000千瓦。俄羅斯還在研究試驗一種由氣球運載的利用10千米高空風力發電的發電站，發電容量為2000千瓦。6．風能的開發利用有了新進展第四十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

日本的山形縣立川町是日本屈指可數的強風地帶之一。該町提出了“風車村構想”，自1993年起開始建立以風車為主的新能源體驗學習設施。自1994年以來，到立川町觀光的游客人數每年都達10-11萬人，比建立風車村前增加了50%左右。此外，以風車為主題的地區產業群也應運而生，使因人口短缺和老齡化問題而頭疼的本地居民增強了自信和自豪。

6．風能的開發利用有了新進展第四十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起6．風能的開發利用有了新進展第四十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起德國計劃建１０座海上風力發電站2001-01-15

德國計劃在北海和波羅的海海面上建１０座風力發電站，這些發電站將于２００３年并網發電。

據德國聯邦海運和水文地理局提供的數字說，已經有１０家投資者向該局申請出資建設風力發電站，其中８座風力發電站將建在北海海上，另兩座在波羅的海海上。這些風力發電站距陸地的距離大約為４０公里。6．風能的開發利用有了新進展第四十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

在以林業和畜產為主要產業的地區，人們正在考慮使用生物能源，包括有效利用廢料和家畜糞便等森林資源和畜產資源。如果能源供給形態轉變為供熱和供電并舉的“發電和廢熱供暖系統”，那么就有可能使余熱在地區內的家庭和公共設施以及溫室農業等本地產業中得到有效利用，為地區的經濟振興作出貢獻。7.生物能源的利用第四十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

氫能以其重量輕、熱值高、無污染、來源豐富和應用面廣等優點，被人們稱為21世紀的理想能源。

美國已研制成功世界上第一輛以氫為燃料的汽車，可將60％～80％的氫能轉換成動能，其能量轉換率比普通內燃機高一倍以上。

氫能廣泛應用的關鍵，在于研制出成本低的制氫技術。1989年，美國太平洋能源公司發明了能大量生產廉價氫燃料的新技術，可用自來水、雨水、海水等任何水制氫。其方法是，在水中加入一種價錢便宜的化學催化劑。用這種方法分解出來的氫成本很低，因而成為世界上最便宜的燃料。8．氫能利用取得重大成果第四十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三新能源的迅速崛起

德國寶馬汽車公司在“1996年世界氫能大會”上提出了研制新型小轎車的計劃。這種小轎車將由高效率的氫燃料電池驅動，一次加注燃料可行駛1000公里。美國已把洛杉磯作為應用氫的示范區，計劃在近年內將10萬輛汽車改用氫燃料作動力。在21世紀初，氫燃料汽車將會獲得迅速的發展，并會成為汽車家族中的佼佼者。8．氫能利用取得重大成果第四十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三未來能源的希望目前，世界各國所消耗的能源中常規能源占絕大多數，尤其是石油和天然氣的消耗量已占全世界能源消耗量的70％左右。然而，這些礦物燃料既儲量有限，又污染環境，沒有發展前途。在這種情況下，人們把對新世紀能源的希望寄托于清潔可再生能源等新能源上。

再生能源是指它不會隨本身的能量轉化或者人類利用而日益減少的能源，它們具有天然的自我恢復能力，像風能、太陽能、水力能、地熱能和海洋能等。還包括利用木XUE、家畜糞便等生物有機體產生的生物能源。這些能源的特點是，干凈無污染，來源豐富，而且可以源源不斷地從自然界得到補充。而非再生能源正好相反，它們將越用越少，不能再生，如石油、天然氣、煤炭等。第五十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三未來能源的希望

過去長期不受重視的再生能源，現在由于礦物燃料面臨枯竭，特別是這些礦物燃料會釋放出二氧化碳使地球變暖等弊端而備受人們的青睞。就連相當保守的國際能源機構也相信，這些再生能源在2050年時能提供世界能源需求的20％以上。但是，到2050年地球人口預計將從目前的60億增加到100億，能源消費如果不增加兩倍，至少也要增加一倍。因此，再生能源達到世界能源需求的20％是遠遠不夠用的，而是需要約50％的再生能源來滿足。

如果世界各國還采用像現在以非再生能源和再生能源混合構成方式來滿足未來能源的需要，那么在21世紀下半葉地球將急劇變暖，給人類帶來巨大的災難。

第五十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三未來能源的希望

因此，在21世紀之初就應大力開發使用不排放二氧化碳的可再生能源，這樣才有可能在2020至2040年之間使二氧化碳的排放量達到一個轉折點。即使是這樣的能源構成方式，也足以使氣溫上升1.5℃。然而，要使二氧化碳排放量達到上述轉折點，其前提是到21世紀中葉使用的再生能源能滿足世界能源需求的50％。

有的人可能認為，用再生能源滿足世界能源需求的50％是個幻想。但是，從人類開發利用太陽能、風能和水力能等再生能源的過程來看，這個目標完全可以達到，尤其是在高新技術迅速發展的情況下，人們更有信心實現這個造福于子孫后代的能源設想。第五十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三未來能源的希望

在新的千年到來的時候，建立起既能確保經濟增長又能控制溫室氣體排放的環保型社會經濟體系，已成為全世界共同面臨的一個緊迫課題。歐盟已經制訂了有關計劃，要求到2010年使地區總能源消費中的可再生能源的比率達到12%。美國能源部也在醞釀通過一部聯邦法，要求電力公司利用可再生能源的比率在2010年達到7.5%。從1990-1997年世間各地能源使用量的年增長率來看，作為傳統礦物燃料的煤炭和石油的年增長率僅為1%，而風力發電則大幅增長（25.7%），太陽能發電增長16.8%，可以說，世界性的能源體系已經開始轉變。第五十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三未來能源的希望

除了再生能源外，在新世紀人們還對核能和氫能寄予希望。例如，可以仿照太陽，運用核聚變開發一種同環境兼容、持久、不含二氧化碳的能源形式。氫在大自然中分布很廣，水就是氫的大“倉庫”，約含有11％的氫；泥土里含有約1.5％的氫；天然氣、石油、動植物體內都含有氫。氫的發熱量高，而燃燒后的惟一產物是水。如果能用適當的方法從水中制取氫，那么氫將是一種取用不盡的理想能源。第五十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

礦物燃料是人類在20世紀的主要能源，在尋找可以替代礦物燃料的新型能源的過程中，科學家和企業家們產生了一些超前的想法。其中一種想法是使重力的方向調轉180度。這種想法也許有點異想天開，但是正在研究獲取替代礦物燃料各種方法的理論科學家和工程師們認為，不管這種方法看上去有多么不可思議，只要能取得成功，就有可能有助于滿足人類在21世紀對能源的需求—而且不會對環境造成進一步破壞。按照人類目前對自然科學的理解，這種方法取得成功的可能性雖然極小，但是美國亞拉巴馬州亨茨維爾馬歇爾航天中心的研究員達維德·內弗認為：“致力于這一研究領域的人越多，越有可能出現大膽的解決方案”。第五十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

美國航天局目前正致力于開發一種新的航天器推進裝置—反物質發動機—這種發動機的工作原理與電視系列劇《星際旅行》中為星際飛船“企業”號提供動力的發動機的工作原理相同。這種發動機還有可能產生能源，供在地球上生活的人們使用。A反物質能量第五十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

這種方法絕不是科學幻想。科學家已經知道，當反物質與正物質發生碰撞時，這兩種物質會相互抵消，并且在碰撞發生的一瞬間釋放出純能量。但是收集并儲存一定數量的反物質本身就非常困難，科學家們至今尚未找到解決之一問題的方法，內弗說：“如果科學家們能夠找到收集和儲存方法，針尖大小的反物質在與正物質結合時就會釋放出無法估量的巨大能量。A反物質能量第五十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

就目前而言，美國航天局如果能夠在其反物質實驗中獲得足以點燃蠟燭的熱量就會感到很高興了。內弗說：“目前我們正在為獲得能量發愁，以后我們還將為擴大這種能量發愁。”前美國航天局超前概念處處長、現任貝基設計公司（設在弗吉尼亞州安嫩代爾的一家從事航空工程學咨詢的集團公司）總裁伊萬·貝基認為，對儲存在太空的能量進行研究將會有助于解決地球的能源問題。“但是必須牢記我們只有幾十年的時間”。A反物質能量第五十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

美國航天局同時也在設法征服薩克·牛頓爵士曾在1687年作出解釋的那種力—重力，并將它作為一種能源加以利用。一個科研小組目前正在設法再現并擴展俄羅斯科學家葉夫根尼·波德科列特諾夫博士的研究成果。波德科列特諾夫博士多年來一直致力于反重力裝置的研究，他宣稱已經觀測到懸垂在一個不斷旋轉的大小如比薩餅的瓷性圓碟形超導體上方的物體，其重量神秘地減輕了2%。內弗博士認為，如果這種重量喪失現象可以得到確認并在重復實驗中得到驗證，科學家們就有可能設法推斷出是不是超導體產生的某種力以重力的反作用力發揮作用，即吸收重力，屏蔽重力，或者干擾重力波的頻率。B上升的水流第五十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

這聽上去好像有些含糊不清，但是正如內弗博士指出的那樣，對電與磁之間的基本聯系的理解曾經導致變壓器、電動機和發電機的誕生。他說，理解重力可能會以類似的形式導致同樣以物理法則之間的關系為基礎的新的能量應用方法的誕生。新的能量應用方法的誕生，將會使人們看到某些奇怪的景象。內弗博士說，想象一下“循環水流”，水流首先在沒有重力的情況下向上運動，然后又向下流入渦輪產生電能。B上升的水流第六十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

美國航天局的重力研究工程曾經得到科學監督委員會的表揚，但是科學家們仍對這一領域內的某些研究工作持保留態度。航天局突破推進物理學研究計劃的負責人馬克·米利斯指出，某些關于重力屏蔽的看法已經遠遠地超出了現有科學的范疇而使他感到“不安”。他說自己支持內弗博士的研究工作，但是其他研究人員“卻在建立起任何可以信賴的基礎之前就貿然得出結論”。B上升的水流第六十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

曾在哈佛大學深造的醫學博士蘭德爾·米爾斯畢業后在物理學和化學領域進行了一些研究，他宣稱自己發現了一個解決能源問題的獨創方法。不僅如此，他還宣稱自己開創了一套無可辯駁的、經典量子力學的大一統理論—這個理論是物理學家們在本世紀的大部分時間里努力使之實現的崇高目標。C比火的意義更重要？第六十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們米爾斯說：“這一理論的意義比火對人類的意義還要重大，解決能源問題只是這一理論的副產品。”米爾斯博士說，他已經找到一種可以使普通氫原子核的電子降低運動軌道的方法，在這一變化過程中產生的能量會以紫外線的形式釋放出來。他在新澤西州克蘭伯里成立了黑光電力公司（BlackLightPower），繼續從事這項研究。兩家大型的公用電力企業—特拉華州威爾明頓的連結電力公司和俄勒岡州波特蘭的太平洋電力公司已經向黑光公司提供了數百萬美元的研究經費，米爾斯博士說該公司目前的資本總值已達2000萬美元。C比火的意義更重要？第六十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們米爾斯博士說，除了能源之外，黑光電力公司還在實驗中獲得了可能具有商業應用價值的“全新化合物”。他說，有可能用這種全新的化合物生產出能量比普通電池“至少高1萬倍”的新型電池。米爾斯的熱心支持者、曾經擔任ABB燃燒工程公司首席執行官并在1981至1984年間擔任美國能源部副部長的核工程師、物理學家謝爾比·布魯爾認為，米爾斯在低軌道電子氫原子方面的研究成果是“值得稱贊的，而且一定會有發展前途并將引來投資”。布魯爾博士說：“我認為米爾斯的研究成果值得做進一步的商業開發。”布魯爾本人也成立了一家核能公司。C比火的意義更重要？第六十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三處在邊緣的開發者們

但是許多知名科學家認為，與其說米爾斯博士創造了科學奇跡，不如說他更多地是在進行可以擾亂視聽的宣傳。諾貝爾獎得主、斯坦福大學物理學家朱隸文認為：“出現（米爾斯所說的）這種情況的可能性極小，我為那些為米爾斯提供資助、支持這項研究計劃的人感到難過。”C比火的意義更重要？第六十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三結束語通過上述對未來的展望，新能源為人們描繪出了一幅光明的前景。但是，要實現這一前景還存在眾多需要解決的問題，其中最主要的課題就是經濟性的問題。作為普及擴大新能源的措施，必須首先實現電費的“綠色”化。所謂“綠色”化，就是改變迄今為止在市場經濟中將環境代價轉移到外部這一最大的缺陷，而由市場內部來負擔。具體說來，就是要建立起這樣的制度：要求電力公司必須用比平均發電成本高的價格來全額買進利用新能源生產的電力，同時由國家、企業和消費者全體來分擔因此導致的電力成本的上漲。德國和丹麥等一部分歐洲國家已經開始實行以可再生能源為對象的新能源優惠制度，這大大促進了新能源的使用。日本的市民團體也提出了基于同樣設想的“自然資源促進法”，現正為實現立法化而進行討論。第六十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三棕櫚油大洋網訊

面對本國棕櫚油過剩和全球石油價格上漲的狀況，馬來西亞正在研制將棕櫚油轉化為燃料的技術，以滿足發電廠及其它工業企業的需求。

棕櫚油有許多用途，比如可用作食用油，也可制成肥皂，而馬來西亞最近的研究表明，它還可用于汽車和耗能工廠的燃料。據新華社今日上午報道,長期以來，棕櫚油是馬來西亞小農場主們的重要收入來源，但近年來，一種低脂的合成油逐漸取代了棕櫚油，致使馬來西亞國內對棕櫚油的需求大為減少。

有關數據表明，去年１１月，馬來西亞棕櫚油的庫存達１５０多萬噸，同時，它還面臨著來自全球第二大棕櫚油產地－－印度尼西亞的競爭。基于以上原因，馬來西亞政府力主積極開發棕櫚油的新用途，利用科技手段，將它轉化為全球市場急需的燃料。

近期，馬來西亞的一家能源公司在北部檳榔嶼州的一家工廠進行了將棕櫚油轉化為燃料的實驗，該公司還將繼續進行類似的實驗，希望取得堅實可靠的數據。

第六十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三綠藻可以大量產氫

一般情況下，綠藻僅產生微量的氫。但加利福尼亞大學伯克利分校和美國再生能源實驗室的科學家卻找到一種可使綠藻在水中大量產氫的方法。

研究人員發現，當一種叫做Chlamydomonas

reinhardtii的綠藻被奪去硫時，光合作用的速度就會減慢，“于是水藻便自動從產氧轉變為產氫。”該校微生物學教授塔西奧斯·梅利斯說。

梅利斯進一步解釋說，這種適應性變化顯然是生物體賴以生存的看家本領，它使水藻能在缺乏基本營養成分的情況下“燃燒自身脂肪”。幾天以后，科學家采用注入硫的辦法把水藻重新“養肥”。這種“喂養”與“剝奪”的交替可以無限期地進行下去。

第六十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期三綠藻可以大量產氫從理論上講，只要具備了最理想的條件，4000平方米池塘里的水藻1天所產生的氫，就足以供福