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　　摘要：广义的清洁能源包括在能源的生产及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源。既而，

　　清洁能源技术是指可再生能源、新能源及煤的高效清洁利用等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。

　　清洁能源有海洋能，太阳能，氢能，风能，生物能，地热能，水能等。由于煤，油，气等常规能源具有污染

　　在全球能源危机和油价不断上涨的大背景下，各国寻找新能源的脚步也前所未有地加快。

　　清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。可再生能源是指原材料可以再

　　生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源。可再生能

　　源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。

　　传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。

　　但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，

　　清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：

　　第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调

　　（1）可再生能源：消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。如太阳能、风能，

　　生物能、水能，地热能，氢能等。中国目前是国际洁净能源的巨头，是世界上最大的太阳能、

　　（2）非再生能源：在生产及消费过程中尽可能减少对生态环境的污染，包括使用低污染

　　的化石能源（如天然气等）和利用清洁能源技术处理过的化石能源，如洁净煤、洁净油等。

　　海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，

　　因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水

　　流动所产生的能量称为潮汐能。这种能量是永恒的、无污染的能量。潮汐能的能量与潮量和

　　潮差成正比，或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量

　　海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，

　　而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，

　　水位逐渐降低，势能又转化为动能。世界上潮差的较大值约为13—15m，但一般说来，平均潮

　　差在3m以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的，不同的地区常常有不同的潮汐系统，

　　他们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对于任何地方

　　的潮汐都可以进行准确预报。潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等

　　有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水利发电厂房，

　　通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电

　　站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国都已

　　波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动

　　周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由

　　风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关，

　　在海洋上，波浪中再大的巨轮也只能像一个小木片那样上下漂荡。大浪可以倾覆巨轮，

　　也可以把巨轮折断或扭曲。假如波浪的波长正好等于船的长度，当波峰在船中间时，船首6686体育注册船

　　尾正好是波谷，此时船就会发生“中拱”。当波峰在船头、船尾时，中间是波谷，此时船就

　　会发生“中垂”。一拱一垂就像折铁条那样，几下子便把巨轮拦腰折断。20世纪50年代就发

　　生过一艘美国巨轮在意大利海域被大浪折为两半的海难。此时，有经验的船长只要改变航行

　　方向，就能避免厄运，因为航向改变即改变了波浪的“相对波长”，就不会发生轮船的中拱

　　波浪的破坏力大得惊人。扑岸巨浪曾将几十吨的巨石抛到20米高处，也曾把万吨轮船举

　　上海岸。海浪曾把护岸的两、三千吨重的钢筋混凝土构件翻转。许多海港工程，如防浪堤、

　　海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。

　　海洋的表面把太阳的辐射能大部分转化为热水并储存在海洋的上层。另一方面，接近冰点的

　　海水大面积地在不到1000m的深度从极地缓慢地流向赤道。这样，就在许多热带或亚热带海

　　域终年形成20℃以上的垂直海水温差。利用这一温差可以实现热力循环并发电。

　　温差发电的基本原理就是借助一种工作介质，使表层海水中的热能向深层冷水中转移，

　　开式循环系统主要包括真空泵、温水泵、冷水泵、闪蒸器、冷凝器、透平发电机等组成

　　部分。真空泵先将系统内抽到一定程度的真空，接着启动温水泵把表层的温水抽入闪蒸器，

　　由于系统内已保持有一定的真空度，所以温海水就在闪蒸器内沸腾蒸发，变为蒸汽。蒸汽经

　　管道由喷嘴喷出推动透平运转，带动发电机发电。从透平排除的低压蒸汽进入冷凝器，被由

　　冷水泵从深层海水中抽上来的冷海水所冷却，重新凝结为水，并排入海中。在此系统中，作

　　为工作介质的海水，由泵吸入闪蒸器蒸发，推动透平做功，然后经冷凝器冷凝后直接排入海

　　闭式循环发电系统来自表层的温海水现在热交换器内将热量传递给低沸点工作质——丙

　　烷、氨等，使之蒸发，产生的蒸汽再推动汽轮机做功。深层冷海水仍作为冷凝器的冷却介质。

　　盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学

　　盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学

　　能形态出现的海洋能。主要存在与河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可

　　一般海水含盐度为3.5%时，其和河水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度，

　　从理论上讲，如果这个压力差能利用起来，从河流流入海中的每立方英尺的淡水可发0.65kw·h

　　的电。一条流量为1m3/S的河流的发电输出功率可达2340kw。从原理上来说，这种水位差可以

　　利用半透膜在盐水和淡水交接处实现。如果在这一过程中盐度不降低的话，产生的渗透压力

　　足可以将盐水水面提高240m，利用这一水位差就可以直接由水轮发电机提取能量。如果用很

　　有效的装置来提取世界上所有河流的这种能量，那么可以获得约2.6TW的电力。更引人注目的

　　是盐矿藏的潜力。在死海，淡水与咸水间的渗透压力相当于5000m的水头，而盐穹中的大量干

　　利用大海与陆地河界水域的盐度差所潜藏的巨大能量一直是科学家的理想。在本世

　　纪70年代，各国开展了许多调查研究，以寻求提取盐差能的方法。实际上开发利用盐度差能

　　资源的难度很大，上面引用的简单例子中的淡水是会冲淡盐水的，因此，为了保持盐度梯度，

　　还需要不断地向水池中加入盐水。如果这个过程连续不断地进行，水池的水面会高出海平面

　　240m。对于这样的水头，就需要很大的功率来泵取咸海水。目前已研究出来的最好的盐差能

　　实用开发系统非常昂贵。这种系统利用反电解工艺（事实上是盐电池）来从咸水中提取能量。

　　根据1978年的一篇报告测算，投资成本约为50000美元/kw。也可利用反渗透方法使水位升高，

　　然后让水流经涡轮机，这种方法的发电成本可高达10～14美元/kw·h。 还有一种技术可行的

　　方法是根据淡水和咸水具有不同蒸气压力的原理研究出来的：使水蒸发并在盐水中冷凝，利

　　用蒸气气流使涡轮机转动。这种过程会使涡轮机的工作状态类似于开式海洋热能转换电站。

　　这种方法所需要的机械装置的成本也与开式海洋热能转换电站几乎相等。但是，这种方法在

　　战略上不可取，因为它消耗淡水，而海洋热能转换电站却生产淡水。盐差能的研究结果表明，

　　据估计，世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。我国的盐差能估计为1.1

　　×10^8kw，主要集中在各大江河的出海处，同时，我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利

　　用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先，中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但

　　总体上，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。

　　海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐

　　海流能的能量与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言，海流能的变化要平稳且有规

　　律得多。潮流能随潮汐的涨落每天两次改变大小和方向。一般来说，最大流速在2m/s以上的

　　所谓海流主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水

　　流动。其中一种是海水环流，是指大量的海水从一个海域长距离地流向另一个海域。

　　太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能，能源转换过

　　程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源。

　　目前开展的对太阳能综合利用的全生命评估（LCA）结果显示，以往的太阳能光电转换的

　　利用方式，由于依赖太阳能电池板这一生产过程中高污染、高耗能的材料，因此利用成本和

　　地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气

　　中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即

　　形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积

　　可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约

　　1300亿千瓦。风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地

　　带。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源

　　危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们

　　风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能

　　作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：

　　所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业

　　氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，

　　它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢

　　全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。

　　氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。

　　氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如

　　一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮

　　化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。

　　生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能

　　量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是

　　贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。所有

　　生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人

　　畜分粪便和有机废弃物.生物质能为人类提供了基本燃料。甜高粱是主要的生物质能，我国甜

　　高粱最早是科学家于1965年开始培育的雅津系列甜高粱品种，甜高粱耐涝、耐旱、耐盐碱，

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