新能源技术的研究综述

张 甲，席 静，胡久平

(兰州石化职业技术学院 应用化学工程学院，甘肃 兰州 730000)

新能源又被称为非常规能源，广义上的新能源是包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量，还包括了对常规能源进行创新利用而产生的能源[1]。这些非常规能源资源丰富、可以再生、清洁干净，是最有前景的替代能源。

1 我国主要开发利用的新能源种类

1.1 太阳能

太阳能直接来自于太阳辐射，是一种巨大且对环境无污染的能源。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔[2]。目前，中国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏。

1.2 风能

太阳辐射的能量到地球表面约有2%会转化为风能，风能是地球上自然能源的一部分[3]。广义上的风能是空气的动能，指风所负载的能量，由太阳辐射提供能量，因冷热不均产生气压差异，导致空气水平运动形成风。风速和空气的密度决定风能的大小。

1.3 水能

水能是由太阳辐射提供能量，使地球表面的水不断蒸发，形成水蒸气，水蒸气在空中凝结后又以降水的形式降落在陆地上汇集成江河，江河水在重力的作用下，往低处流，势能转化为动能[4]。广义的水能包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能指河流的水能资源。

1.4 生物质能

生物质能是以生物为载体将太阳能以化学能的形式储存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球的植物，每年生产量就相当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质是储存的太阳能，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[5]。

1.5 地热能

地热是来自地球内部的能量，以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。因为地球处于壮年期，地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃[6]。严格地说，地热能不是一种"可再生的"资源，而是像石油一样，可开采的能源，最终的可回采量将依赖于所采用的技术。

1.6 氢能

氢能被认为是人类最理想、最长远的能源，是通过燃烧或者是燃料电池来获得能量[7]。氢能是人类能够从自然界获取的储量最丰富且高效的能源，作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。

新能源的利用开发技术是体现国家战略的新兴技术产业，开发利用新能源有利于优化能源消费结构、保护生态环境、保障能源安全。

2 我国新能源技术研究现状

2.1 太阳能开发利用技术

太阳能目前主要利用方式有：光-热转换、光-电转换和光-化学转换[2]。

太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用。太阳能热发电技术是利用太阳能产生热能，再转换成机械能的发电过程。

太阳电池主要有晶体硅电池、非晶硅电池、硫化电池等。美国、德国、日本都将太阳能光电技术列为首位，目前此类技术发展需要攻克的技术难题就是如何降低光电池的成本[8]。

2.2 风能开发技术

我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国就利用风力提水、灌溉、用风帆推动船舶前进。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再通过将旋转的速度提升，来促使发电机发电。近些年我国小型风力发电技术开发应用发展比较快[3]，发电机机型已成系列，性能、结构工艺、制造质量和可靠性已接近国外先进水平。

2.3 水能开发利用技术

我国早在4000年前就开始兴修水利，但我们现代直至1910年才开始在云南修建第一座水电站一石龙坝水电站，装机472kW。水能利用技术建设工作周期长，投资大，目前资源普查、各项规划、设计储各和滚动开发机制都相对滞后[4]。

2.4 生物质能开发技术

现阶段在我国生物质能的利用技术主要有直接燃烧、热化学转化和生物转化等三种途径[5]。其中生物质能的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下使生物质汽化、碳化、热解、和催化液化，以生产气燃料，液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。

2.5 地热能开发技术

地热能开发包括地热发电技术和地热直接利用技术。地热能发电与火力发电大同小异，所有一切可以把热能转化成机械功再转化为电能的最实用的方法只有通过热力循环，用热机来实现这种转化[6]。利用不同的工质，或不同的热力过程，可以组成各种不同的热力循环。

2.6 氢能开发技术

作为氢气载体的贮氢合金的研究开发及其产业化是世界性研究的热点。贮氢合金是一种特种金属功能材料，用贮氢合金制作的镍氢电池是一种清洁、高效的绿色能源[7]。我国镍和稀土储量丰富，发展贮氢合金具有资源优势，产业化发展前景乐观。

3 我国新能源技术开发利用中存在的主要问题和发展展望

我国发展新能源产业大部分从引进技术开始，逐步消化吸收，部分实现了自主化。目前，我国的新能源门类较齐全，但与国际先进水平相比，技术及其应用存在较大差距。而且在开发研究过程中存在一些问题，比如：新能源技术的研究开发缺乏长期规划和持续稳定的支持，缺乏技术储备，不掌握核心技术，生产工艺落后等。

我国新能源技术研究开发产业虽然起步较晚，但在今后发展中，只要优化能源结构、吸收消化国外先进技术、制定一系列利好可再生能源发展政策等方面加大力度，并学习其他国家的一些先进的新能源研究开发技术，相信再过几年我国一定会发展的更好。