摘要：近年来,新能源和可再生能源在世界范围内得到迅速发展。作为一名青年及水电工程从业者，关心能源发展和未来是我们的责任。因此，笔者查证文献，分析了国内外新能源及可再生能源的技术发展现状、前景，希望能对关心新能源和可再生能源开发利用的朋友有所帮助。

　　在经济高速发展的今天，能源越来越凸显出其重要性。能源是国民经济的基础产业，对经济持续快速健康发展和人民生活的改善发挥着十分重要的促进与保障作用。工业化让我们面临能源紧张的危机，能源问题已经刻不容缓,所以对新能源和可再生能源的开发和利用显得尤为重要。虽然传统能源在国际能源消费中的比例仍然居多,但许多国家都高度重视新能源和可再生能源的开发利用和技术的发展，把新能源技术摆在新技术革命支柱技术的重要位置，制定规划，采取措施，加大投人，积极发展，把发展新能源和可再生能源作为缓解高油价压力、应对气候变暧以及实现可持续发展的重要途径和长远战略。而在我国,支持新能源和可再生能源发展的方针被明确写进了政府工作报告,这意味着发展新能源和可再生能源的春天已经到来。

　　化石能源的大量开发和利用，是造成大气和其他类型环境污染与生态破坏的主要原因之一。如何在开发和使用能源的同时，保护好人类赖以生存的地球生态环境，已经成为一个全球性的重大问题。全球气候变化是当前国际社会普遍关注的重大全球环境问题，它主要是发达国家在其工业化过程中燃烧大量化石燃料产生的CO2等温室气体的排放所造成的。因此，限制和减少化石燃料燃烧产生的CO2等温室气体的排放，已成为国际社会减缓全球气候变化的重要组成部分。

　　在20世纪, 地热能源首次被大规模开发用于采暖、工业加工和发电。聚享游近30年来,地热能的利用急剧增长。到2000年, 世界上80个拥有地热资源的国家中, 58个国家已有地热利用的记载。国际地热协会主席约翰·伦德教授在报告“2005年世界地热能利用”中指出, 1904年意大利首次利用地热发电, 至今世界上有24个国家地热发电总装机8 932MW, 年生产电力56 951 GW·h;地热直接利用的国家有72个,年利用地热能75 943 GW·h。近期的发展特点是地源热泵增长极快,年利用能量占直接利用能量的32%。据2005年土耳其世界地热大会统计, 2004年全球直接利用地热能达72 622GW·h, 比2000年增长了40%。按用途划分, 热泵占33% , 洗浴游泳和疗养29% , 供暖20% , 温室715% ,工业4% , 养殖4%, 其他用途215%。2004年全球直接利用的地热能相当于每年节约了11232亿桶, 即1840万t石油; 同时, 减少CO2 排放量5933万t, 社会、经济及环境效益显著。

　　新能源和可再生能源污染物排放很少。目前各种发电方式的碳排放率, g碳(/kwh) ：常规燃煤电为304，煤气化联合循环发电为270，燃气联合循环发电为118，带烧天然气备用机组的太阳能热发电为47，地热发电为2.5，光伏发电和风力发电则为0。由此可见，新能源是保护生态环境的清洁能源，采用新能源以逐渐减少和替代化石能源的使用，是保护生态环境、走经济社会可持续发展之路的重大措施。

　　迄今，世界上不发达国家还有20多亿人口尚未用上电，其中我国约占6000多万人。由于无电，这些人大多仍然过着贫困落后、日出而作、日落而息、远离现代文明的生活。这些地方，缺乏常规能源资源，但自然能源资源丰富，人口稀少，并且用电负荷不大，因而发展新能源是解决其供电问题的重要途径。

　　可再生能源是指人们在自然界中能有规律地得到补充和不断再生的能源。新能源中大多属于可再生能源。

　　通过以上分析，可见新能源和可再生能源是人类社会资源的重要组成部分，也是未来能源的基础，它是取之不尽、用之不竭的可再生的洁净能源，有着广阔前景。它们主要有以下几种:

　　〔一〕太阳能：太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，即太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于500万吨标准煤。

　　海洋能通常是指蕴藏于海水中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能等。据估算，全世界的海洋能贮量极其巨大，其中潮汐能约27亿kw，波浪能约25亿kw，海流能约50亿kw，温差能约20亿kw，盐差能约26亿kw。此外，海面上还有更为丰富的太阳辐射能和风能资源可予利用。因此，有人把海洋称为“蓝色的油田”。由于海洋能的开发利用不污染环境、不占用陆地、且取之不尽、用之不竭，从70年代石油危机以来受到许多海洋国家的高度重视，纷纷把寻找新能源的希望转向海洋。目前，潮汐能、波浪能开发利用技术趋于成熟，已到达或接近商业化应用阶段，而被国际社会公认为最具开发潜力的海洋热能转换(OTEC)技术，近20年来也取得了实质性进展。预计到21世纪中叶，海洋能的开发利用可望获得重大发展，并形成新兴的海洋能源产业。

　　不管是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是一些特殊用途解决现实的能源供给出发，发展新能源和可再生能源均具有重Fra Baidu bibliotek战略意义。因此，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。

　　近几年国际上光伏发电快速发展，世界上已建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。世界光伏组件在过去15年平均增长率约15%。20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产到达200兆瓦。商品化电池效率从10-13提高到13-15，生产规模从1-5兆瓦/年发展到5-25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。同时光伏组件的生产成本有所下降，已降到3美元/瓦以下。美国和日本为争夺世界光伏市场的霸主地位，争相出台太阳能技术的研究开发计划。美国1997年又提出“百万屋顶”计划，计划到2010年累积安装4600兆瓦；日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

　　〔五〕海洋能：地球外表71％为海洋。一望无际的海洋，不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，还蕴藏着巨大的能源。海洋能是指依附在海水中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。

　　〔六〕生物质能：生物质是由光合作用而产生的各种有机体。生物质能是指太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，是一种以生物质为载体的能量。它是贮存的太阳能，更是一种可再生的碳源，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。据估计，全球每年植物光合作用固定的碳相当于全世界每年消耗能量的10倍。生物质能遍布全球，形式繁多，数量庞大，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能量消费总量第四位的能源，是不发达地区的主要能源。生物质能资源主要有薪材、农作物秸杆、林作物及农林业加工的残余物、禽畜粪便、城镇生活垃圾、生活污水和水生植物等。

　　〔四〕小水电：水能是指人们利用河流流水下落所产生的能量。将水能转换为电能，则称为水电，它是一种可再生的清洁能源。据资料估计，世界水电可开发资源大约为22亿~4亿千瓦，其中小水电(10MW)可开发资源约为1.2亿~1.44亿千瓦。关于小水电的定义，世界各国是不统一的，也是不断变化的。如有的以10MW为小水电，有的可到25MW，我国则可到达50MW。

　　另外，有些领域，如海上航标、高山气象站、地震测报台、森林火警监视站、光缆通信中继站、微波通信中继站、边防哨所、输油输气管道阴极保护站等在无常规电源等特殊条件下，其供电电源由新能源和可再生能源提供，不消耗燃料，无人值守，最为先进、安全、可靠和经济。

　　在当今的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。尽管今后还可能有新的储量被发现，但按目前的世界能源探明储量和消费量计，这些能源资源仅可供全世界大约消费172年。根据目前国际上通行的能源预测，石油资源将在40年内枯竭，天然气资源将在60年内用光，煤炭资源也只能使用220年。由此可见，在人类开发利用能源的历史长河中，以石油、聚享游天然气和煤炭等化石能源为主的时期，仅是一个不太长的阶段，它们终将走向枯竭，而被新能源和可再生能源所取代。人类必须未雨绸缪，及早寻求新的替代能源。研究和实践说明，新能源和可再生能源，资源丰富、分布广泛、可以再生、不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。根据国际权威单位的预测，到21世纪60年代，即2060年，全球新能源和可再生能源的比例，将会发展到占世界能源构成的50%以上，成为人类社会未来能源的基石，世界能源舞台的主角，目前大量燃用的化石能源的替代能源。

　　能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，世界能源结构先后经历了以柴薪为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正逐渐向以天然气为主转变，同时谁能、核能、光能、太阳能等可再生能源也正得到广泛的利用。

　　新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指目前尚未被人类大规模利用，还有待进一步研究试验与开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。所谓新能源，是相对而言的。现在的常规能源在过去也曾是新能源，今天的新能源将来也会成为常规能源。

　　自从工业革命以来，约80%温室气体造成的附加气候强迫是由人类活动引起的，其中二氧化碳的作用约占60%，而化石燃料的燃烧是能源活动中二氧化碳的主要排放源。据估算，我国能源活动引起的二氧化碳排放量约5.8亿吨碳，约占全球化石燃料二氧化碳排放量的9.76%。

　　—℃，全球海平面平均上升了10—℃，到2100年球平均气温将升高1—℃。近年来，由于城市汽车大幅度增加，燃用汽油产生的汽车尾气已成为城市环境的重要污染源。

　　×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量大10倍。随着技术水平的提高和市场不断扩大，近年来风力发电增长迅速。单机容量不断扩大，目前2.0-3.0兆瓦的风机成为欧美发达国家主流机型，国外有实力的企业正在开发3-5兆瓦机组。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。世界风电巨头在2011年集中发布了大型风机，特别是大型海上风机，以适应海上风电发展的各种需要。这些风机预计将在2015年左右批量生产。

　　历史和实践都证明以科技创新来提升竞争力，摆脱经济危机，可能是所有国家的战略选择。从美国总统奥巴马近期陆续出台的能源新政，国内不少专家学者已敏锐地感觉到，美国是试图通过科技创新，特别是把新能源作为知识经济的新抓手，借以重振美国雄风。欧盟等国家也把新能源作为提升欧洲竞争力的关键。尽管现在全世界一片救市声，但是绝大多数经济学家还是认同这一轮世界经济的复苏一定还是靠创新。下一轮产业革命不一定是某一个技术主宰，但历史地看引领走出危机的一定是一种新的生产方式。而绝对不仅仅是“救市”。

　　〔二〕风能：风是地球上的一种自然现象，是由太阳辐射热引起的。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。据有关资料推算，全球的风能资源比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。目前，风力发电不到全世界发电总量的1％，预计到2020年它将可提供世界电力需求的10％。

　　〔三〕地热能：地热是指地壳内岩石和流体(液、气相)中能被经济合理地开发出来的热能，可分为蒸气型、热水型、地压型、干热型和岩浆型五种。地热资源开发的对象是热能，其中以热水形式存在的地热是至今利用价值较高的替代绿色能源之一。它集热能、水资源为一体，可用来发电，亦可直接用于供暖、洗浴、医疗保健、休闲疗养、养殖、农业种养殖、纺织印染、食品加工等产业。