【绿色能源科技与未来科技发展】
俄羅斯“追風逐日”發展綠色電能 2018年10月12日
溫室氣體和溫室效應，這些名詞已耳熟能詳。氣候變暖連同環境污染，已經成為全球性問題，對人類未來造成直接的影響。大多數溫室氣體排放與發電有關，減少對化石能源的依賴，向可再生能源過渡，已經成為世界電能生產的發展方向。目前，世界上的“綠色”發電站產能每年增加9-10%，而且，主要增長來源於太陽能。我們今天和大家談談俄羅斯的“綠色”能源話題。
首先，我們先介紹一組資訊。俄羅斯領土廣袤，比任何其他國家能獲得更多的光照。很多地區晝夜太陽光輻射平均達到每平方米4-5千瓦小時。與德國南部和西班牙北部地方的指數相仿，但要知道，這兩個地區是世界太陽能發電的領頭羊之一。再有，俄羅斯擁有世界1/10的水電儲能，風電發展條件也相當優越。然而，俄聯邦依然傾向於使用更為廉價和方便的碳氫能源，而可再生能源發電，在我國發電量中占比少於1%。
需要指出的是，儘管俄羅斯在可替代能源領域成績不大，但能源電力平衡結構在世界上依然屬於最“綠”國家之一。比如污染相當嚴重的煤炭，在俄羅斯能源消費結構中低於15%，而美國和德國占40%，中國則要高於70%。
俄羅斯在綠色能源發展方面起步晚，目前在快馬緊追。僅在若干年前，我國才開始建設現代化的太陽能、風能發電站。現在，想在此領域投資的公司之間競爭激烈。投資商對俄羅斯遠東地區有著更多的興趣。從今年年初開始，已經簽署了若干風電電廠協議。其中，中國能源工程集團公司（Sinomec）對投資感興趣。
中國能源工程集團公司公司第一副總經理李陽（音譯）在接受衛星通訊社採訪時指出，與俄羅斯搞合作已經有了一些經驗：2016年開始，在卡累利阿共和國建設兩座小型水電站，能源工程集團是其中的投資商之一。目前，按照項目規劃，準備河流截流，計畫於2019年前完成全部工作。李陽在評價中俄“綠色能源”合作前景時強調，兩國在此領域聯合各自優勢將取得很多成績。
李陽：“我認為應該有前景。俄羅斯很大，這裏的資源非常好，從環保治理和我們對地球要負責任的話，我覺得在俄羅斯要發展這些是非常好的一件事，肯定 有市場的。但是我們需要努力。就是我們兩個國家的工業系統很接近的，而且我們兩個國家的互補性非常強，現在我們也注意到在俄羅斯有巨大的發展空間，包括基礎設施建設、能源建設和環境的建設，所以說有很多好處。”
在俄羅斯太陽能領域也有中國公司的存在。“阿莫爾天狼星”（Amur Sirius）子公司“索拉爾·斯斯傑姆斯”公司很早以前已在俄羅斯運營，被認為是該市場上的第二大戶。2017年9月，這家公司在阿斯特拉罕州啟動首座15兆瓦的太陽能電站（伏爾加河下游）。電站由53000塊光伏件組成，其晶體在俄羅斯生產，件體本身在中國組裝。“索拉爾·斯斯傑姆斯”公司準備在最近的未來，在俄羅斯5個地區建17個太陽能電站，耗資440億盧布（大約6.75億美元）。中國投資商已在莫斯科州投資建廠生產太陽能矽板。
莫斯科“赫威爾”公司約有16個大型設施。像“索拉爾·斯斯傑姆斯”公司一樣，這家公司也從事太陽能電站設備生產和組裝。在俄羅斯，自第一家太陽能板生產廠啟動後，6年時間裏光伏元件價格已下降了1.5倍。伴隨本土化生產的不斷進步，對於俄羅斯消費者來說，使用太陽能將不再是“天方夜譚”。“赫威爾”公司副總經理安東·烏薩喬夫在接受衛星通訊社採訪時這樣指出。
安東·烏薩喬夫：“此外，俄羅斯還湧現出本國生產的太陽能板，效率大大增加。比如，我們在楚瓦什工廠生產的太陽能光板的有效係數不低於22%。也就是說，我們的光板能夠吸收照射到地球表面上的1/5的太陽能，並將其變成電能。這一數字要高於世界平均指標。” 
專家們認為，儘管俄羅斯是世界最大的石油和天然氣供應國，但綠色電能依然是需要的。首先在人口稀少和人跡罕至的地區。比如在北部區，如果使用重油和煤炭發電，其成本將相當高。2007年，為支持可再生能源發展，國家專門出臺了支持綱要。不久前，又將期限延長至2024年。如果俄羅斯綠色發展增速不減，那麼可以期待，15-20年後，可再生能源所獲電能的價格將與傳統電價相當。對於俄羅斯來說，這將是一直受高價困擾的“綠色”能源的重大勝利。
綠色能源是指不排放污染物的能源。 在美國，許多州採取了鼓勵從風能，太陽能和核能等能源生產清潔能源的計畫。特別是核能仍然是許多尋求清潔能源政策的國家的一個有吸引力的選擇，因為它能夠在不產生任何溫室氣體排放的情況下發電。
類同的定義是可再生能源，指原材料可以再生的能源，如水力發電、風力發電、太陽能、生物能（沼氣）、地熱能、海潮能、海水溫差發電等，目前兩者幾乎是同意詞，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。
值得注意的是水力發電、太陽能並不是綠色能源，因為興建水庫以及製造太陽能板過程會污染甚至破壞環境。應審慎評估後再使用。
核能發電消耗鈾燃料，不是可再生能源，投資較高，而且幾乎所有的國家，包括技術和管理最先進的國家，都不能保證發電站絕對安全(當然，任何能源站都並非絕對安全，甚至水庫都有崩塌之危險。)
至今影響較大的事故只有前蘇聯在1986年的切爾諾貝利核事故，以及日本2011年3月11日的由海嘯、人為疏失所帶來的福島第一核電站事故。
可再生能源是理論上是理想的能源，因為可以使用年限應可以超過人類歷史，可以不受能源短缺的影響。
但也受自然條件的影響，如需要有水力、風力、太陽能資源必須有夠大的水動能、大風、劇烈陽光。而且最主要的是投資和維護費用非常高，發電效率低，所以發出的電成本高。
現在許多科學家在積極尋找提高利用可再生能源效率的新科技和新方法，相信隨著地球資源的短缺，可再生能源將發揮越來越大的作用。
綠色能源，是指不排放污染物、能夠直接用於生產生活的能源，它包括核能和“可再生能源”。
傳統意義上，清潔能源指的是對環境友好的能源，意思為環保，排放少，污染程度小。但是這個概念不夠準確，容易讓人們誤以為是對能源的分類，認為能源有清潔與不清潔之分，從而誤解清潔能源的本意。
清潔能源的準確定義應是：對能源清潔、高效、系統化應用的技術體系。含義有三點：第一清潔能源不是對能源的簡單分類，而是指能源利用的技術體系；第二清潔能源不但強調清潔性同時也強調 經濟性；第三清潔能源的清潔性指的是符合一定的排放標準。
可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力發電、風力發電、太陽能、生物能（沼氣）、地熱能（包括地源和水源）海潮能這些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此，可再生能源的開發利用，日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。
能源就是向自然界提供能量轉化的物質（礦物質能源，核子物理能源，大氣環流能源，地理性能源）。能源是人類活動的物質基礎。在某種意義上講，人類社會的發展離不開優質能源的出現和先進能源技術的使用。在當今世界，能源的發展，能源和環境，是全世界、全人類共同關心的問題，也是我國社會經濟發展的重要問題。
清潔能源和含義包含兩方面的內容：
消耗後可得到恢復補充，不產生或極少產生污染物。如太陽能、風能，生物能、水能，地熱能，氫能等。中國目前是國際潔淨能源的巨頭，是世界上最大的太陽能、風力與環境科技公司的發源地。
在生產及消費過程中盡可能減少對生態環境的污染，包括使用低污染的化石能源（如天然氣等）和利用清潔能源技術處理過的化石能源，如潔淨煤、潔淨油等。
核能雖然屬於清潔能源，但消耗鈾燃料，不是可再生能源，投資較高，而且幾乎所有的國家，包括技術和管理最先進的國家，都不能保證核電站的絕對安全，前蘇聯的切爾諾貝利事故、美國的三裏島事故和日本的福島核事故影響都非常大，核電站尤其是戰爭或恐怖主義襲擊的主要目標，遭到襲擊後可能會產生嚴重的後果，所以目前發達國家都在緩建核電站，德國準備逐漸關閉目前所有的核電站，以可再生能源代替，但可再生能源的成本比其他能源要高。
可再生能源是最理想的能源，可以不受能源短缺的影響，但也受自然條件的影響，如需要有水力、風力、太陽能資源，而且最主要的是投資和維護費用高，效率低，所以發出的電成本高，現在許多科學家在積極尋找提高利用可再生能源效率的方法，相信隨著地球資源的短缺，可再生能源將發揮越來越大的作用。
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、儲存和散發能量，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。
1、潮汐能
2、波浪能
3、海水溫差能
4、鹽差能
5、海流能
1、光與熱的轉換。如太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能熱發電系統等。
2、 光與電的轉換，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換成為其他形式的熱能、電能、化學能，能源轉換過程中不產生其他有害的氣體或固體廢料，是一種環保、安全、無污染的新型能源。
目前開展的對太陽能綜合利用的全生命評估（LCA）結果顯示，以往的太陽能光電轉換的利用方式，由於依賴太陽能電池板這一生產過程中高污染、高耗能的材料，因此利用成本和環境代價都較高。目前研究的熱電在太陽能熱利用方向上。
地球表面大量空氣流動所產生的動能。由於地面各處受太陽輻照後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，在水準方向高壓空氣向低壓地區流動，即形成風。風能資源決定於風能密度和可利用的風能年累積小時數。風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關係。據估算，全世界的風能總量約1300億千瓦。風能資源受地形的影響較大，世界風能資源多集中在沿海和開闊大陸的收縮地帶。在自然界中，風是一種可再生、無污染而且儲量巨大的能源。隨著全球氣候變暖和能源危機，各國都在加緊對風力的開發和利用，儘量減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護我們賴以生存的地球。
風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩種形式，其中又以風力發電為主。以風能作動力，就是利用風來直接帶動各種機械裝置，如帶動水泵提水等這種風力發動機的優點是：投資少、工效高、經濟耐用。
1、所有氣體中，氫氣的導熱性最好，比大多數氣體的導熱係數高出10倍，因此在能源工業中氫是極好的傳熱載體。
2、氫是自然界存在最普遍的元素，據估計它構成了宇宙品質的75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形態貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。據推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產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，是汽油發熱值的3倍。
4、氫燃燒性能好，點燃快，與空氣混合時有廣泛的可燃範圍，而且燃點高，燃燒速度快。
5、氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質，少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環境，而且燃燒生成的水還可繼續制氫，反復迴圈使用。
生物能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，它直接或間接地來源於植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質是獨特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。所有生物質都有一定的能量,而作為能源利用的主要是農林業的副產品及其加工殘餘物,也包括人畜分糞便和有機廢棄物.生物質能為人類提供了基本燃料。甜高粱是主要的生物質能，我國甜高粱最早是科學家于1965年開始培育的雅津系列甜高粱品種，甜高粱耐澇、耐旱、耐鹽鹼，適合從海南島到黑龍江地區種植，糖錘度在18-23%，每4畝甜高粱秸稈可生產1噸無水生物乙醇。我國汽油中的甜高粱生物乙醇比例占10%。我國生物質能儲量豐富70%的儲量在廣大的 農村 ，應用也是主要在農村地區。目前已經有相當多的地區正在推廣和示範農村沼氣技術，技術簡單成熟，正在逐步得到推廣。
生物能具備下列優點:
(1)、提供低硫燃料。
(2)、提供廉價能源(於某些條件下)。
(3)、將有機物轉化成燃料可減少環境公害(例如，垃圾燃料)。
(4)、與其他非傳統性能源相比較，技術上的難題較少。
至於其缺點有:
(1)、植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物，
(2)、單位土地面的有機物能量偏低，
(3)、缺乏適合栽種植物的土地，
(4)、有機物的水分偏多(50%～95%)
地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔岩，並以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度，而在80至100公英里的深度處，溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔岩湧至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，並抽取其能量。地熱能是可再生資源。
1、200～400℃直接發電及綜合利用；
2、150～200℃雙迴圈發電，製冷，工業乾燥，工業熱加工；
3、100～150℃雙迴圈發電，供暖，製冷，工業乾燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品；
4、50～100℃供暖，溫室，家庭用熱水，工業乾燥；
5、20～50℃沐浴，水產養殖，飼養牲畜，土壤加溫，脫水加工。
現在許多國家為了提高地熱利用率，而採用梯級開發和綜合利用的辦法，如熱電聯產聯供，熱電冷三聯產，先供暖後養殖等。
地熱發電
(1)蒸汽型地熱發電
(2)熱水型地熱發電
(3)地熱供暖
(4)地熱務農
(5)地熱行醫
水能是一種可再生能源，是清潔能源，是指水體的動能、勢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。太陽能驅動地球上水迴圈，使之持續進行。地表水的流動是重要的一環，在落差大、流量大的地區，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。目前世界上水力發電還處於起步階段。河流、潮汐、波浪以及湧浪等水運動均可以用來發電。
包括常規能源的清潔利用，如煤的氣化和液化；可再生能源如太陽能、風能、水能、海洋能、地熱能、生物能的利用；以及新能源（如氫燃料）的開發。氫燃料的發熱值為同等重量碳的4倍，燃料產物是水，對環境無污染，是未來理想的清潔能源。
核能（或稱原子能）是通過轉化其品質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=品質，c=光速常量。核能通過三種核反應之一釋放：1、核裂變，打開原子核的結合力。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。
1.核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發電不會造成空氣污染。
2.核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。
3.核能發電所使用的鈾燃料，除了發電外，沒有其他的用途。
4.核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。
5.核能發電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發電成本較其他發電方法為穩定。
1.核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所占體積不大，但因具有放射
線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。
2.核能發電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。
3.核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。
4.核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。
5.興建核電廠較易引發政治歧見紛爭。
6.核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害。
核能是清潔的能源，我國已經建有的核電站分別有秦山核電站、大亞灣核電站、嶺澳核電站等。運行情況良好。目前是我國主要的發電來源之一，地位僅次於煤炭和水電。根據新浪網消息，我國政府近期規劃在2006年至2010年期間，將積極發展核電，重點建設百萬千瓦級核電站；遠期規劃是到2020年，每年核發電能力，從目前的8700兆瓦，增加到4萬兆瓦，意味著2006～2020年的14年裏， 中國將增建30座核電廠。
飛輪儲能是一種利用高速旋轉的飛輪存儲能量的技術。在儲能階段，通過電動機拖動飛輪，使飛輪加速到一定的轉速，將電能轉化為動能；在能量釋放階段，飛輪減速帶動電動機作發電機運行，將動能轉化為電能。典型的飛輪儲能裝置，一般包括高速旋轉的飛輪、封閉殼體和軸承系統、電源轉換和控制系統等。
飛輪儲能具有儲能密度較高、充放電次數與充放電深度無關、能量轉換效率高、可靠性高、易維護、使用環境條件要求低、無污染等優點。但大規模的飛輪儲能系統的研製在高速低損耗軸承、發電/電動機、散熱和真空等技術上還有難度。
目前飛輪儲能技術主要有兩個分支，一是以接觸式機械軸承為代表的大容量飛輪儲能技術，其主要特點是儲存動能、釋放功率大，一般用於短時大功率放電和電力調峰場合。二是以磁懸浮軸承為代表的中小容量飛輪儲能技術，其主要特點是結構緊湊、效率更高，一般用作飛輪電池、不間斷電源等。
應對能源危機7步走面對嚴峻的能源危機，中國將如何應對？要對能源進行戰略性的規劃和佈局，以確保我國的能源保障能力。對此，張有生提出了7點意見：
一、積極把握發展節奏，形成高效的能源生產體系。這是我國能源戰略的優先選擇。 不能一邊拼命進口，一邊大肆浪費，這是不可持續的。從經濟學的角度來看，我們現在的需求擴張還沒有對油價上升做出足夠的反映，其中有多種原因，比如說國內依靠不斷增加的基礎設施建設投資，拉動的經濟高速增長，也拉高了石油需求。因此，要加強頂層設計和總體規劃。
二、合理利用能源，積極引導消費，控制消費總量；中國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模開發利用對生態環境造成污染；這些現狀都影響能源安全，並制約中國能源工業的發展。
這些問題是由國際能源競爭格局、中國的生產力水準所決定的，也與產業結構和能源結構不合理、能源開發利用方式粗放、相關體制機制改革滯後密切相關。需要大力推動能源生產和利用方式變革，不斷完善政策體系，方能實現能源與經濟、社會、生態全面協調可持續發展。
特別是石油的合理消費應該是我國的長期能源戰略和政策目標，需採取多種措施節約能源。從經濟學上講，無論是可迴圈資源還是不可迴圈資源，都是稀缺的，發展節約資源的迴圈經濟就是可以實現資源合理配置的一種經濟發展模式。
除此之外，要充分重視價格對需求的調節作用，石油輸出國採取補貼，美國放任自由發展，低稅收，而歐洲和日本則採取高稅收的態度來抑制過度消費。而我國既要補貼，壓低油價，又想搞節約，又想搞安全，這是兩難選擇。要積極宣導適合我國國情的，有價值的、有社會文化內容的，又是方便舒適的生活和消費方式。
三、堅定地推進能源領域改革，加快構建有利於能源科學發展的體制機制，改善能源發展環境，推進能源生產和利用方式變革，保障國家能源安全。
首先是加快能源法制建設。中國高度重視並繼續積極推進能源法律制度建設，目前正在研究論證制定能源法以及石油儲備、海洋石油天然氣管道保護、核電管理等方面的行政法規，修改完善《煤炭法》、《電力法》等現行法律法規，推進石油天然氣、原子能等領域的立法工作。
其次是完善市場體制機制。中國積極推進能源市場化改革，充分發揮市場配置資源的基礎性作用。凡是列入國家能源規劃的項目，除法律法規明確禁止的以外，均向民間資本開放。鼓勵民間資本參與能源資源勘探開發、石油和天然氣管網建設、電力建設，鼓勵民間資本發展煤炭加工轉化和煉油產業，繼續支持民間資本全面進入新能源和可再生能源產業。
再次，加強能源行業管理。重視能源發展的戰略謀劃和宏觀調控，綜合運用規劃、政策、標準等手段實施行業管理。
四、佈局合理，積極做好原油等資源儲備。一些措施可能要提前有所佈局，我們要從石油運輸通道，包括現在伊朗、霍爾木茲海峽提到的封鎖問題。這些因素都應該通盤考慮。我們還應該堅持能源進口的多元化方向。一方面要考慮經濟性，另一方面也要充分考慮不要把雞蛋放在一個籃子裏。
五、健全及時靈活的應急回應機制。以避免因遭受意外災害而帶來的能源供應中斷現象，提高我國能源應急反應能力。
六、協同保障，形成國際能源外援的多元化的供應體系。多樣化的能源供應體系是非常重要的，我國化石能源增加有限，要實現煤、水、石油、葉岩氣等多種能源並舉的應用體系。在能源合作上，我們應當樹立互利合作、多元發展、協同保障的新能源安全觀，統籌國際國內兩個市場、兩種資源，準確把握合作機遇，加強與周邊國家開展能源合作，在開放的格局中維護國家能源安全。同時，大力發展新的太陽能、風能、生物質能等可再生能源，要有長期的發展戰略去使它逐步地從現在比較弱小，逐漸地能夠起到實質性的替代作用。掌握最先進的核、水、電技術，推進能源多元清潔發展、培育戰略性新興產業。
七、增加我國在世界能源治理的話語權，參加並影響世界能源主體，引導世界能源市場。2012年年初，世界未來能源峰會上溫家寶總理提出，“各國應考慮在G20的框架下，建立全球能源市場的新機制。”這被外界看作是在全球能源大變局之下中國高層的應對思路，在堅持立足國內的同時，為了滿足國內能源的供應缺口，中國仍將堅持實施“走出去”戰略，加強海外油氣資源的合作開發。完善國際合作體制機制，深入參與全球能源治理。加強與世界各國的溝通合作，共同應對國際貨幣體系，過度投機、壟斷經營等因素對能源市場的影響，維護國際能源市場及價格穩定。
潔淨煤是不是清潔能源還有爭議。
未來十年，中國能源將實現兩個目標：一是到2020年非化石能源占一次能源消費總量的比重達到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，中國已經成為全球清潔能源投資第一大國。
據2012年全球清潔能源投資報告顯示，2012年全球投資總額為2687億美元，相當於2004年的5倍。其中，中國在清潔能源方面的投資達到創紀錄的677億美元，較2011年增加20%，投資總額位居世界第一，成為全球清潔能源領頭羊。
隨著世界各國對能源需求的不斷增長和環境保護的日益加強，清潔能源的推廣應用已成必然趨勢。專家預測，由於天然氣聯合迴圈發電具有高效、運行靈活、投資少和建設時間短等優勢，其發電占全世界發電燃料的比例，將從2003年的19%增加到2030年的22%。2003～2030年，天然氣發電裝機容量將增加10．7億千瓦，占全球發電裝機容量的比例將從27%增加到33%。核電發展也呈現提升勢頭。展望未來，2003～2030年，國際上核電裝機容量將從3．61億千瓦增加到4．38億千瓦。其中，中國、印度和俄羅斯核電裝機容量增加最多。全世界核電發電量將從2003年的2．5萬億千瓦時，增加到2030年的3．3萬億千瓦時。水電及其他清潔能源發電均有望提高。到2030年，聯網的水電和其他清潔能源發電裝機容量將比2003年增加5．53億千瓦。這其中，大部分的增長來自亞洲國家的大型水電。中國將是水電增加最多的國家，印度、老撾和越南都有開發水電的計畫。而受高油價等因素影響，用燃油發電占全世界發電的比例將從2003年的10%降低到2030年的7%。
2012年9月世界經濟論壇與HIS劍橋能源研究協會聯合發佈的《2012年最新能源展望報告》指出，目前已有100多個國家制定了可再生能源發展目標，新能源產業的增長能夠將氣候、能源和金融領域的危機轉變為全新的可持續增長機遇，從而為世界經濟發展提供新動力。2011年全球可再生能源發電量比2010年增長了17.7%，連續8年呈兩位數增長，可再生能源發電量占當年全球發電總量的3.8%。其中風能發電量增長了25.8%，首次超過當年可再生能源發電總量的50%。受日本福島核事故的影響，2011年全球核電總發電量為2518太瓦時，比2010年減少了4.3%。
儘管前景誘人，但要廣泛應用可再生能源發電必須有效地降低其成本。2011年5月，聯合國政府間氣候變化專門委員會發佈的一份報告指出，目前全球已有的可再生能源技術潛力只有2.5%得到了利用，如果這些潛力能夠在正確的公共政策支持下得到充分利用，到2050年可再生能源將能提供全球每年能源需求的77%，並能減少總量高達2200到5600噸的二氧化碳排放。報告同時指出，可再生能源的推廣在經濟性和技術方面都將面臨巨大的挑戰。
據國際能源署預測，未來很多國家都將會採取碳定價等措施，努力減少發電過程中溫室氣體的排放量，但可再生能源發電未來成本的降幅卻並不令人樂觀，如2020年海上風能發電站的均化成本為每千瓦時90美元（以2010年美元的實際價值計算），美國能源資訊署預測2016年其成本為每千瓦時80到120美元。
從發電站的均化成本來看，風能發電站（發電風速為每秒7到7.5米）為每千瓦時73美元（不包含電力輸送成本），專家預計2020年將降為每千瓦時60美元以下。2011到2012年期間建成的公用事業太陽能光伏發電站，在沒有任何補貼的情況下其成本為每千瓦時150美元，這與《通向新一代乙醇經濟》研究報告的估算基本吻合。在某些自然條件較好的地區，未來太陽能光伏發電成本可以降為每千瓦時60到120美元。目前美國傳統的天然氣迴圈發電站成本最低，為每千瓦時50到60美元。除了均化成本之外，電站規模、儲存電力的潛力等因素也同樣十分重要。
對某些均化成本超過每千瓦時200美元的地區來說，目前可再生能源發電已經具備了價格優勢。據預測，未來全球範圍內風能、太陽能發電的成本將會越來越趨於經濟合算。此外，隨著高性能、低成本和耐用的儲能電池的研發，電力儲能技術將有望使中、小規模輸電網絡滿足偏遠農村地區的用電需求。
儘管未來各種可再生能源發電成本將會持續降低，但要充分發揮其作用必須將其與現有發電方式進行有效整合，克服可再生能源發電在輸送、分配、存儲等環節的瓶頸。2050年可再生能源發電將占全美電力供應總量的8%，即使要實現該目標的一半，依然需要在技術創新、運營程式、商業運作模式和管理措施等方面對現有電力系統進行改革。
人造潮汐水庫發電站——清潔能源的明天2016-12-17 21:19:06
英國計畫在威爾士南部海港斯文西（Swansea）建造一座超級水電站。“超級”並不只是代表產能巨大（計畫產電量足以供應15萬5千個家庭使用120年）以及高達10億英鎊的造價，更是對其使用的發電方式的讚歎——在海灣建造人工巨型水庫，利用潮汐能發電。該項目已於今年6月獲得英國議會批准，計畫於2017年動工。如果一切順利，這個世界上第一個採用此類技術的潮汐水電站將為綠色能源指明新的方向。
利用潮汐能發電本身並不是什麼新鮮事物。法國早在1967年就建造了世界上第一座具有經濟價值朗斯潮汐發電站。但斯文西潮汐水電站採用的設計將原有的技術帶到一個新的高度。現有的潮汐發電站通常建造在河流入海口，建造大壩截斷海水，因此選址受限於河口周邊的天然環境。而斯文西潮汐水電站將很好的避開這個話題：在海岸邊人工創造一個適合發電的水庫。該水庫建成後將由5.9英里長的弧形海堤、閘門及26台渦輪機組成。
發電站建成後還將承擔保護沿海居住區及人文活動中心的作用。漫長的海壩上將設有漫步道、釣魚區、水產養殖區、遊客中心等設施，甚至可以在水庫內舉辦水上運動賽事。
現有的潮汐發電站由於對周邊生態環境的巨大影響飽受爭議。對法國朗斯潮汐發電站的研究發現，儘管渦輪的縫隙足夠魚輕鬆遊過，遷徙的魚群還是受到了很大影響。由於干預河水與海水的自然交融，壩內水中的含鹽量降低，從而嚴重改變了周圍動植物群的構成。而考慮到斯文西潮汐水電站並不會堵塞入海口，也許能避免這些不良影響。實際上，通過減少水庫內海水洶湧翻滾的程度，海洋植物也許會加速生長，從而帶動更多的海洋動物繁殖。對於這點，環保組織“地球之友（Friends of the Earth）”充滿信心，大力支持這一新模式的推廣。
我國斥資幾千億解決水資源污染問題，或成新領域領導者2017-08-28 00:39:14
優質的水資源是人類生存必不可少的因素之一，但是隨著近幾十年來的不斷發展，水污染現象頻發，地球淡水資源已經變得少之又少。尤其中國作為世界頭號兒人口大國，淡水資源更是尤為珍貴。最近，國外科學家就對我國水資源處理現狀進行了評估，稱中國極有可能成為新一領域的世界領導者…
我國水資源水質共有六個水準等級，最差水質表現為汙濁且散發惡臭，甚至不可以用於灌溉與工業使用。但是，這種等級的水質在我國仍佔據著許多水域。外媒稱，我國的水資源處理工程本應作為一項預防性措施，現在污染後再治理已經為時已晚。
不過，中國對水資源的安全程度極為重視。根據一項科學報告顯示，僅僅在2017年前半年的短短6個月時間內，中國就斥資1000億美元建設了近8000個大型淨水裝置。令國外相關專家感到不可思議。
其實，這只是恢復我國生態環境大戰略的其中組成部分之一。兩年前確定的343個受污染地下水位點如今治癒率高達95%以上。此外，為盡可能改善北方地區的乾旱少雨的氣候特徵，科研人員表示，自南水北調東線工程開啟以來，累積輸水量已經達到61億立方米，極大程度上緩解了旱澇分佈不均的問題。
就在這個月初，中國提前完成了2020年太陽能總裝機量達110GW的總目標，進一步鞏固了我國世界最大太陽能生產國的地位。同樣，在不影響生態環境的情況下，我國向世界展示出了在解決水資源問題與發展可再生能源上的強大的力量。
每當提到人類面臨的挑戰時，水資源的匱乏是一個永恆的話題。到2025年，世界將有35億的人口遭受著缺乏淡水的惡劣條件，外媒表示，世界絕難以忽視中國在環保領域取得的舉世矚目的成就，為世界數億人口解決生存最根本的難題！
可再生能源發電天數破300天！把火山建成發電廠，美國都望洋興嘆2017-11-27 23:37:39
哥斯大黎加位於拉丁美洲，是世界上第一個不設軍隊的國家。你可能從沒有聽說過這個拉美小國，但他在清潔能源領域的目標定位卻出奇的高。早在2015年，其可再生能源發電天數就達到了全年的299天，被認為是未來社會能源模式的先驅，令人咂舌！
早在十多年前，哥斯大黎加就設立了實現本國碳中和目標的最後期限——2021年。哥斯大黎加在水電、風能、地熱能、生物質和太陽能領域擁有豐富的運作經驗，甚至把一處活火山變成國家地熱發電廠，2015年實現的輝煌成就稱得上是能源史上具有重大里程碑意義的實踐。
根據哥斯大黎加電力研究所（ICE）的一份報告顯示，在距2017年還剩6個星期的時候，本國使用可再生清潔能源發電總天數可能會再一次增加。ICE執行總裁Carlos ManuelObregón解釋道，電網的改進以及各種清潔能源發電廠的升級改造幫助他們有望突破歷史，創造新高！
必須指出的是，哥斯大黎加在拒絕投資於化石燃料上有著一般國家沒有的超凡遠見卓識。此外，哥斯大黎加的能源行業對國家沒有重大影響，也是其能夠實現幾乎“不可能”完成的目標的重要原因。
不過有一點值得說明，在同樣擁有豐富的自然資源，特別是水電、地熱資源的前提下，哥斯大黎加的規模和人口數量有限，完成以上目標並不算太困難。而像中國、美國或歐盟國家要想達到同等的成就，所面臨的可能超乎想像。
此外，與中美洲大多國家一樣，哥斯大黎加還沒有計劃更換數百萬輛環境不友好的燃油汽車，這對空氣品質和氣候變化確實有著明顯的負面影響。哥斯大黎加全國年溫室氣體排放量僅僅是我國的1/1241，這意味著哥斯大黎加無化石燃料在實際中的影響力是微不足道的，對應對氣候變化的貢獻相對較小。
儘管如此，這樣一個具有巨大象徵意義的成就決不能令人忽視。哥斯大黎加的實踐表明，清潔能源的承諾在環境層面和社會經濟層面都有重大的意義。就能源而言，地球上最強大的國家遠遠落後於這個拉美小國。從這個意義上講，這片天堂將是更加光明的未來！
美科學家利用石墨烯漏洞開展研究，理論可實現無限清潔能源供應！2017-11-29 23:18:06
自2004年來自曼徹斯特大學的物理學家從石墨塊分離出只有原子厚度的石墨烯以來，在短短的數十年裏，這一堪稱奇跡的二維材料迅速席捲全球，成為科學界的香餑餑。近日，美國科學家利用石墨烯分子的“漏洞”實現了近乎無限的清潔能源供應。
不過，根據以往的研究，石墨烯這種物質本不該存在於世界上，它的存在實際上緣於一個典型的物理學漏洞。實際上，石墨烯2D原子層的行為更像是一種三維材料，這個漏洞正是其中的碳原子在平面內隨機振動、“上下搖擺”，使石墨烯的二維結構變得穩定。換句話說，石墨烯之所以存在，是因為它不是絕對的二維分子，而是無數原子在水平面上振動，使得碳碳鍵不會自發地斷裂。
為了準確衡量石墨烯碳原子振動的程度，美國阿肯色大學的物理學家Paul Thibado帶領研究團隊進行了一項簡單的研究。他們探索了石墨烯的波動，發現其原子尺度上的一種物理現象，依據這一現象可以為人類產生出幾乎無限的清潔能源！
研究人員把石墨烯片放在支撐銅網上，用掃描隧道顯微鏡觀察原子位置的變化。由於石墨烯中原子的擺動不適用於任何預期的模型，於是Thibado通過改變查看資料的方式來尋找新的模型。科學家將各幅原子圖像劃分成子圖像，發現單一圖像的每個區域在隨著時間的推移，具有著更具意義的規律。
研究人員發現石墨烯片被壓扁了，就像彎曲的金屬片從側面扭曲一樣。這種小型隨機的波動與突然的、戲劇性的變化組合模式被稱為“列維飛行”，是一種特殊的隨機運動。雖然列維飛行在生物學和氣候的複雜系統中被觀察到，但這是第一次在原子尺度上被發現！
通過測量這些石墨烯波的速率和尺度，Thibado 認為可以將其作為環境溫度電源來利用。只要石墨烯的溫度允許原子在環境中移動，它就會繼續波動和彎曲。當把電極放在這種屈曲石墨烯的任何一側，就會產生一個微小的移動電壓。
通過計算，一個10微米×10微米的石墨烯片可以產生10微瓦的功率。這聽起來似乎沒什麼概念，換個表述方法，如果你能在大頭針頭上安裝20000個以上這樣的正方形石墨烯片，在室溫下就可以無限期地為像手錶這樣的小物件提供穩定的能量，特別方便地為人體植入物提供動力而不需要笨重的電池。
儘管這一應用前景令人振奮，但距離實現仍需進行大量的前期研究。目前，研究人員已經與美國海軍研究實驗室的科學家們達成合作，進行可行性方案探索。相信對於石墨烯這樣一個本不可能存在的分子, 會在未來大放異彩！
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