? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第四次工業(yè)革命?清潔能源??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2019-12-22? ?青野云麓

傳統(tǒng)意義上，清潔能源指的是對(duì)環(huán)境友好的能源，意思為環(huán)保，排放少，污染程度小。但是這個(gè)概念不夠準(zhǔn)確，容易讓人們誤以為是對(duì)能源的分類，認(rèn)為能源有清潔與不清潔之分，從而誤解清潔能源的本意。

清潔能源的準(zhǔn)確定義應(yīng)是：對(duì)能源清潔、高效、系統(tǒng)化應(yīng)用的技術(shù)體系。含義有三點(diǎn)：第一清潔能源不是對(duì)能源的簡(jiǎn)單分類，而是指能源利用的技術(shù)體系；第二清潔能源不但強(qiáng)調(diào)清潔性同時(shí)也強(qiáng)調(diào) 經(jīng)濟(jì)性；第三清潔能源的清潔性指的是符合一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能、生物能（沼氣）、地?zé)崮埽òǖ卦春退矗┖３蹦苓@些能源?？稍偕茉床淮嬖谀茉春慕叩目赡?，因此，可再生能源的開發(fā)利用，日益受到許多國(guó)家的重視，尤其是能源短缺的國(guó)家。

2019年9月20日，國(guó)家能源局發(fā)展規(guī)劃司司長(zhǎng)李福龍表示，正在研究“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃，將繼續(xù)壯大清潔能源發(fā)展。

那么，清潔能源都有哪些呢？

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海洋能

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲(chǔ)存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

太陽能

1、光與熱的轉(zhuǎn)換。如太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)等。

2、 光與電的轉(zhuǎn)換，如太陽能電池板、太陽能車、船等。

太陽能清潔能源是將太陽的光能轉(zhuǎn)換成為其他形式的熱能、電能、化學(xué)能，能源轉(zhuǎn)換過程中不產(chǎn)生其他有害的氣體或固體廢料，是一種環(huán)保、安全、無污染的新型能源。

開展的對(duì)太陽能綜合利用的全生命評(píng)估（LCA）結(jié)果顯示，以往的太陽能光電轉(zhuǎn)換的利用方式，由于依賴太陽能電池板這一生產(chǎn)過程中高污染、高耗能的材料，因此利用成本和環(huán)境代價(jià)都較高。研究的熱電在太陽能熱利用方向上。

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風(fēng)能

地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動(dòng)，即形成風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時(shí)數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。據(jù)估算，全世界的風(fēng)能總量約1300億千瓦。風(fēng)能資源受地形的影響較大，世界風(fēng)能資源多集中在沿海和開闊大陸的收縮地帶。在自然界中，風(fēng)是一種可再生、無污染而且儲(chǔ)量巨大的能源。隨著全球氣候變暖和能源危機(jī)，各國(guó)都在加緊對(duì)風(fēng)力的開發(fā)和利用，盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護(hù)我們賴以生存的地球。

風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能作動(dòng)力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主。以風(fēng)能作動(dòng)力，就是利用風(fēng)來直接帶動(dòng)各種機(jī)械裝置，如帶動(dòng)水泵提水等這種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：投資少、工效高、經(jīng)濟(jì)耐用。

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氫能

1、所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍，因此在能源工業(yè)中氫是極好的傳熱載體。

2、氫是自然界存在最普遍的元素，據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。

3、除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142,351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍。

4、氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)高，燃燒速度快。

5、氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩U化物和粉塵顆粒等對(duì)環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)處理也不會(huì)污染環(huán)境，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用。

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生物能

生物能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。所有生物質(zhì)都有一定的能量,而作為能源利用的主要是農(nóng)林業(yè)的副產(chǎn)品及其加工殘余物,也包括人畜分糞便和有機(jī)廢棄物.生物質(zhì)能為人類提供了基本燃料。甜高粱是主要的生物質(zhì)能，我國(guó)甜高粱最早是科學(xué)家于1965年開始培育的雅津系列甜高粱品種，甜高粱耐澇、耐旱、耐鹽堿，適合從海南島到黑龍江地區(qū)種植，糖錘度在18-23%，每4畝甜高粱秸稈可生產(chǎn)1噸無水生物乙醇。我國(guó)汽油中的甜高粱生物乙醇比例占10%。我國(guó)生物質(zhì)能儲(chǔ)量豐富70%的儲(chǔ)量在廣大的 農(nóng)村 ，應(yīng)用也是主要在農(nóng)村地區(qū)。已經(jīng)有相當(dāng)多的地區(qū)正在推廣和示范農(nóng)村沼氣技術(shù)，技術(shù)簡(jiǎn)單成熟，正在逐步得到推廣。?

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地?zé)崮?/span>

地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮?，這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏7000度，而在80至100公英里的深度處，溫度會(huì)降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈?jiǎn)單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地?zé)崮苁强稍偕Y源。

水能

水能是一種可再生能源，是清潔能源，是指水體的動(dòng)能、勢(shì)能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源；狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規(guī)能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用，它還是能量的載體。太陽能驅(qū)動(dòng)地球上水循環(huán)，使之持續(xù)進(jìn)行。地表水的流動(dòng)是重要的一環(huán)，在落差大、流量大的地區(qū)，水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少，水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運(yùn)動(dòng)均可以用來發(fā)電。

包括常規(guī)能源的清潔利用，如煤的氣化和液化；可再生能源如太陽能、風(fēng)能、水能、海洋能、地?zé)崮?、生物能的利用；以及新能源（如氫燃料）的開發(fā)。氫燃料的發(fā)熱值為同等重量碳的4倍，燃料產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境無污染，是未來理想的清潔能源。

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核能

核能（或稱原子能）是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特?愛因斯坦的方程E=mc²，其中E=能量，m=質(zhì)量，c=光速常量。核能通過三種核反應(yīng)之一釋放：1、核裂變，打開原子核的結(jié)合力。2、核聚變，原子的粒子熔合在一起。3、核衰變，自然的慢得多的裂變形式。

飛輪儲(chǔ)能

儲(chǔ)能是一種利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪存儲(chǔ)能量的技術(shù)。在儲(chǔ)能階段，通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)飛輪，使飛輪加速到一定的轉(zhuǎn)速，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；在能量釋放階段，飛輪減速帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。典型的飛輪儲(chǔ)能裝置，一般包括高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、封閉殼體和軸承系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換和控制系統(tǒng)等。

飛輪儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能密度較高、充放電次數(shù)與充放電深度無關(guān)、能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、易維護(hù)、使用環(huán)境條件要求低、無污染等優(yōu)點(diǎn)。但大規(guī)模的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的研制在高速低損耗軸承、發(fā)電/電動(dòng)機(jī)、散熱和真空等技術(shù)上還有難度。

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)主要有兩個(gè)分支，一是以接觸式機(jī)械軸承為代表的大容量飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，其主要特點(diǎn)是儲(chǔ)存動(dòng)能、釋放功率大，一般用于短時(shí)大功率放電和電力調(diào)峰場(chǎng)合。二是以磁懸浮軸承為代表的中小容量飛儲(chǔ)能技術(shù)，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、效率更高，一般用作飛輪電池、不間斷電源等。

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應(yīng)對(duì)能源危機(jī)

　　面對(duì)嚴(yán)峻的能源危機(jī)，中國(guó)將如何應(yīng)對(duì)？要對(duì)能源進(jìn)行戰(zhàn)略性的規(guī)劃和布局，以確保我國(guó)的能源保障能力。對(duì)此，張有生提出了7點(diǎn)意見：

　　一、積極把握發(fā)展節(jié)奏，形成高效的能源生產(chǎn)體系。這是我國(guó)能源戰(zhàn)略的優(yōu)先選擇。不能一邊拼命進(jìn)口，一邊大肆浪費(fèi)，這是不可持續(xù)的。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來看，我們現(xiàn)在的需求擴(kuò)張還沒有對(duì)油價(jià)上升做出足夠的反映，其中有多種原因，比如說國(guó)內(nèi)依靠不斷增加的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資，拉動(dòng)的經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，也拉高了石油需求。因此，要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和總體規(guī)劃。

　　二、合理利用能源，積極引導(dǎo)消費(fèi)，控制消費(fèi)總量；中國(guó)人均能源資源擁有量偏低；能源效率較低而能耗較高；化石能源特別是煤炭的大規(guī)模開發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染；這些現(xiàn)狀都影響能源安全，并制約中國(guó)能源工業(yè)的發(fā)展。

　　這些問題是由國(guó)際能源競(jìng)爭(zhēng)格局、中國(guó)的生產(chǎn)力水平所決定的，也與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)不合理、能源開發(fā)利用方式粗放、相關(guān)體制機(jī)制改革滯后密切相關(guān)。需要大力推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革，不斷完善政策體系，方能實(shí)現(xiàn)能源與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

　　特別是石油的合理消費(fèi)應(yīng)該是我國(guó)的長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略和政策目標(biāo)，需采取多種措施節(jié)約能源。從經(jīng)濟(jì)學(xué)上講，無論是可循環(huán)資源還是不可循環(huán)資源，都是稀缺的，發(fā)展節(jié)約資源的循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是可以實(shí)現(xiàn)資源合理配置的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

除此之外，要充分重視價(jià)格對(duì)需求的調(diào)節(jié)作用，石油輸出國(guó)采取補(bǔ)貼，美國(guó)放任自由發(fā)展，低稅收，而歐洲和日本則采取高稅收的態(tài)度來抑制過度消費(fèi)。而我國(guó)既要補(bǔ)貼，壓低油價(jià)，又想搞節(jié)約，又想搞安全，這是兩難選擇。要積極倡導(dǎo)適合我國(guó)國(guó)情的，有價(jià)值的、有社會(huì)文化內(nèi)容的，又是方便舒適的生活和消費(fèi)方式。

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　　三、堅(jiān)定地推進(jìn)能源領(lǐng)域改革，加快構(gòu)建有利于能源科學(xué)發(fā)展的體制機(jī)制，改善能源發(fā)展環(huán)境，推進(jìn)能源生產(chǎn)和利用方式變革，保障國(guó)家能源安全。

　　首先是加快能源法制建設(shè)。中國(guó)高度重視并繼續(xù)積極推進(jìn)能源法律制度建設(shè)，正在研究論證制定能源法以及石油儲(chǔ)備、海洋石油天然氣管道保護(hù)、核電管理等方面的行政法規(guī)，修改完善《煤炭法》、《電力法》等現(xiàn)行法律法規(guī)，推進(jìn)石油天然氣、原子能等領(lǐng)域的立法工作。

　　其次是完善市場(chǎng)體制機(jī)制。中國(guó)積極推進(jìn)能源市場(chǎng)化改革，充分發(fā)揮市場(chǎng)配置資源的基礎(chǔ)性作用。凡是列入國(guó)家能源規(guī)劃的項(xiàng)目，除法律法規(guī)明確禁止的以外，均向民間資本開放。鼓勵(lì)民間資本參與能源資源勘探開發(fā)、石油和天然氣管網(wǎng)建設(shè)、電力建設(shè)，鼓勵(lì)民間資本發(fā)展煤炭加工轉(zhuǎn)化和煉油產(chǎn)業(yè)，繼續(xù)支持民間資本全面進(jìn)入新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)。

　　再次，加強(qiáng)能源行業(yè)管理。重視能源發(fā)展的戰(zhàn)略謀劃和宏觀調(diào)控，綜合運(yùn)用規(guī)劃、政策、標(biāo)準(zhǔn)等手段實(shí)施行業(yè)管理。

　　四、布局合理，積極做好原油等資源儲(chǔ)備。一些措施可能要提前有所布局，我們要從石油運(yùn)輸通道，包括現(xiàn)在伊朗、霍爾木茲海峽提到的封鎖問題。這些因素都應(yīng)該通盤考慮。我們還應(yīng)該堅(jiān)持能源進(jìn)口的多元化方向。一方面要考慮經(jīng)濟(jì)性，另一方面也要充分考慮不要把雞蛋放在一個(gè)籃子里。

五、健全及時(shí)靈活的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。以避免因遭受意外災(zāi)害而帶來的能源供應(yīng)中斷現(xiàn)象，提高我國(guó)能源應(yīng)急反應(yīng)能力。

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　　六、協(xié)同保障，形成國(guó)際能源外援的多元化的供應(yīng)體系。多樣化的能源供應(yīng)體系是非常重要的，我國(guó)化石能源增加有限，要實(shí)現(xiàn)煤、水、石油、頁巖氣等多種能源并舉的應(yīng)用體系。在能源合作上，我們應(yīng)當(dāng)樹立互利合作、多元發(fā)展、協(xié)同保障的新能源安全觀，統(tǒng)籌國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源，準(zhǔn)確把握合作機(jī)遇，加強(qiáng)與周邊國(guó)家開展能源合作，在開放的格局中維護(hù)國(guó)家能源安全。同時(shí)，大力發(fā)展新的太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源，要有長(zhǎng)期的發(fā)展戰(zhàn)略去使它逐步地從現(xiàn)在比較弱小，逐漸地能夠起到實(shí)質(zhì)性的替代作用。掌握最先進(jìn)的核、水、電技術(shù)，推進(jìn)能源多元清潔發(fā)展、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

　　七、增加我國(guó)在世界能源治理的話語權(quán)，參加并影響世界能源主體，引導(dǎo)世界能源市場(chǎng)。2012年年初，世界未來能源峰會(huì)上溫家寶總理提出，“各國(guó)應(yīng)考慮在G20的框架下，建立全球能源市場(chǎng)的新機(jī)制?！边@被外界看作是在全球能源大變局之下中國(guó)高層的應(yīng)對(duì)思路，在堅(jiān)持立足國(guó)內(nèi)的同時(shí)，為了滿足國(guó)內(nèi)能源的供應(yīng)缺口，中國(guó)仍將堅(jiān)持實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，加強(qiáng)海外油氣資源的合作開發(fā)。完善國(guó)際合作體制機(jī)制，深入?yún)⑴c全球能源治理。加強(qiáng)與世界各國(guó)的溝通合作，共同應(yīng)對(duì)國(guó)際貨幣體系，過度投機(jī)、壟斷經(jīng)營(yíng)等因素對(duì)能源市場(chǎng)的影響，維護(hù)國(guó)際能源市場(chǎng)及價(jià)格穩(wěn)定。

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中國(guó)前景

未來十年，中國(guó)能源將實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)：一是到2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)總量的比重達(dá)到15%左右；二是到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。

如今，中國(guó)已經(jīng)成為全球清潔能源投資第一大國(guó)。

習(xí)近平指出，發(fā)展清潔能源，是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)。這次召開的兩場(chǎng)重要會(huì)議，體現(xiàn)了國(guó)際社會(huì)對(duì)清潔能源技術(shù)開發(fā)和利用的高度關(guān)注，體現(xiàn)了全球?qū)ㄔO(shè)清潔高效能源體系的積極向往。

習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，中國(guó)高度重視清潔能源發(fā)展，為此采取了一系列重大政策措施，取得了積極成效。中國(guó)將堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，積極發(fā)展清潔能源，提高能源效率，推動(dòng)形成綠色發(fā)展和生活方式，努力建設(shè)天藍(lán)、地綠、水清的美麗中國(guó)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處。希望會(huì)議分享發(fā)展和推廣清潔能源的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，共同推動(dòng)全球走綠色、低碳、循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展之路。