绿色燃料

绿色能源发展

一、绿色能源的概述

绿色能源也称清洁能源，是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。它可

分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、

太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污

染。广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低

污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤和核能等。

“绿色”能源有两层含义：一是利用现代技术开发干净、无污染的新能源，

如太阳能、风能、潮汐能等；二是化害为利，同改善环境相结合，充分利用城市

垃圾淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同时，大量普及自动化控制技术，不断提

高设备能源利用率。1987年以来，工业化国家利用太阳能、水力、风力和植物

能源获得的电力相当于900万吨标准煤的能量，而且这种增幅在本世纪内将以平

均每年15％～19％的速度增长。从1981～1991年工业化国家仅在风力和太阳能

两种发电设备方面的成交额就达120亿美元，其中，美国、德国、日本、瑞典、

中国和荷兰等国家进展最快。

绿色能源不仅包括可再生能源:太阳能,风能,水能,生物质能,海洋能等;还

包括应用科技变废为宝的:秸秆,垃圾等新型能源。人们常常提到的绿色能源，如

太阳能、氢能、风能等，但另一类绿色能源，就是绿色植物提供的燃料，叫做绿

色能源，又叫生物能源或物质能源。其实，绿色能源是一种古老的能源，千万年

来，人类的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这样生存的后果是给自

然生态平衡带来了严重的破坏。沉痛的历史教训告诉我们，利用生物能源，维持

人类的生存，甚至造福于人类，必须按照它的自然规律办事，既要利用它，又要

保护它，发展它，使自然生态系统保持良性循环。

但在绿色能源中，另一种资源是草类。据统计资料表明，目前世界上的草场

面积有26亿公顷，绝大部分是天然草场。它既能放牧，又是野生动物生息繁衍

的乐园。还有一部分草场专为牲畜越冬提供饲料，极少部分的草场才是为人们生

活提供燃料的。由于广大农民生活水平的提高，电气化程度也在不断地提高，大

多数农民们的燃料结构发生了根本性的变化，许多农民朋友，冬季取暖不再用柴

火烧炕，而是电热毯一插温暖如春，做饭也不再烧柴、烧秸秆了，而是用上了蜂

窝煤炉、液化气灶以及沼气。即使烧秸秆，也是边远山区极少一部分，或个别农

家。而大量的秸秆堆放在田间，成堆成山，有的甚至侵占了农田。因此，有的农

民在田间大量焚烧秸秆，造成环境污染，甚至影响高速路行车和飞机起降。

二、绿色能源的发展

1、绿色能源发展的首要原因

可再生能源，是指从自然界获取的、可以再生的非矿物能源，主要指风能、

太阳能、生物质能、地热能和海洋能等。由于它来自自然，在使用过程中又很少

对环境造成二次污染，因此被称之为绿色能源。也称之为可再生能源。

煤炭短缺、石油短缺……当前，能源短缺日益成为制约我国经济发展的瓶颈。

突破这一瓶颈，是中国大力发展能够替代煤炭、石油、天然气的可再生能源直接

动因。

在国民经济快速增长的拉动下，中国能源需求和能源生产增长迅猛。过去一

年，中国一次能源供应不容乐观：煤炭供应呈现局部紧张局面，特别是部分电厂

发电用煤告急；一些地方出现柴油等成品油短缺现象；全国还有部分省份发生了

不同程度的拉闸限电。中国一次能源的资源情况也不乐观，人均剩余可采储量远

低于世界人均水平。矿物能源终有耗尽之时，人类要持续发展，必须开发新的能

源，特别是可再生能源。

2、绿色能源的潜力

中国绿色能源资源丰富，开发利用潜力很大。据测算，在今后二三十年内，

具备开发利用条件的可再生能源预计每年可达8亿吨标准煤。

在绿色能源中，太阳能资源取之不尽，清洁安全，是最理想的可再生能源。

目前，国际上对太阳能的开发十分重视。到2003年底，全国已安装光伏电池约

5万千瓦，我国太阳能热水器使用量和生产量均居世界前列，2003年使用量为

5200万平方米，约占世界40%，年产量达1200万平方米。据测算，中国拥有可

开发太阳能达1700亿吨标准煤。

风能是地球“与生俱来”的丰富资源，加快开发利用风能已成为全球能源界

的共识。风能的利用主要是发电，目前风电在全球已发展为年产值超过50亿美

元的大产业，50多个国家正积极促进风能事业的发展。中国风力资源十分丰富，

国家气象局提供资料显示，我国陆地上10米高度可供利用的风能资源为2.53

亿千瓦，陆上50米高度可利用的风力资源为5亿多千瓦。世界公认，海上的风

力资源是陆地上的3-5倍，即使按1倍计算，我国海上风力资源也超过5亿千瓦。

我国2003年已建成并网风力发电装机容量57万千瓦。风电设备制造技术已形成

了批量生产能力，全国各地正在建设一批风力发电场。

此外，中国生物质能利用也已起步。目前，中国农村地区拥有户用沼气池

1300多万口、年产沼气约33亿立方米，大型沼气场200多处，年产沼气约12

亿立方米。生物质能发电装机容量200多万千瓦，主要以蔗渣、稻壳等农业、林

业废物和沼气、垃圾等发电。中国正进行从生物质能制取固体、液体燃料的研究

和试验。

3、绿色能源在各国的发展历程

大规模地开发利用可再生能源，大力鼓励可再生能源进入能源市场，已成为

世界各国能源战略的重要组成部分。

欧盟自上个世纪90年代初开始，就高度重视能源战略。按照欧盟的要求，

到2010年，其成员国实现可再生能源的消费比例要达到12%，可再生能源生产

的电力提高到发电总量的22.1%。目前，可再生能源已分别占北欧国家挪威和瑞

典能源供应的45%和25%。法国政府多年来一直重视生物能源的开发和利用。法

国农业部的公告显示，按照目前的生物能源发展的态势，到2010年，法国可再

生能源消费能够增加50%，可再生能源生产的电力达到21%。

日本在1973年第一次石油危机以后，开始推行摆脱对石油依赖的政策，引

进天然气和核能。在多样化方面，除了依靠大量采用核能发电取得成效外，风力

发电和太阳能发电2000年以后在日本被加快普及。

对于能源极度匮乏、所有原油都需要进口的韩国来说，可再生能源的研发更

显得重要。韩国能源部此前宣布，在未来3年里，韩国公用事业部门将在可再生

能源开发领域投入11亿美元，用于对抗不断飙升的石油价格和全球变暖带来的

影响。

美国的能源政策一直都将促进可再生能源的开发利用以及充分合理利用现

有资源作为核心内容。为了扩大可再生能源市场，美国已经要求其联邦机构使用

可再生能源的比例，在2011年达到总能耗的7.5%。

中国可再生能源开发利用虽有进展，但在发展速度和水平上还远低于大多数

发达国家，也落后于印度、巴西等发展中国家，特别是在战略和政策上缺少必要

的法律、法规和相关激励性举措。

专家指出，利用可再生能源，初期成本高，风险大，其低排放与可循环等优

势暂时不能体现在价格上，因此与传统能源竞争一开始会处于劣势。这一特性，

也决定了政府必然要成为绿色能源发展的主导因素。《可再生能源法》明确规范

了政府和社会在可再生能源开发利用方面的责任与义务，确立了包括中长期总量

目标与发展规划，鼓励可再生能源产业发展和技术开发，支持可再生能源并网，

优惠上网电价和全社会分摊费用，设立可再生能源财政专项资金等。它的正式实

施，被看作中国绿色能源发展的风向标。[1]

三、绿色能源的种类及应用

太阳能

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源，同时也是许多能源的来源。尽管太阳

辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约?3.75×1026W）的22亿分之一，

但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当於500万

吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能

都是来源於太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上

说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭

义的太阳能则限於太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能既是

一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环

境没有任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受

各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了

太阳能的有效利用。

地热能

地热能是来自地球深处的可再生热能，它起源於地球的熔融岩浆和放射性物

质的衰变，其利用可分成地热发电和直接利用两大类。地热能的储量比目前人

们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山

和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度，那么地热能便是可再生

的。地热能在世界很多地区应用相当广泛，据估计，每年从地球内部传到地面的

热能相当于100PW·h。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度较大。

风能

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表

面，地球表面各处受热不同，生温差，

风能

从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约

2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中

可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源，特别是对沿海岛屿、边远山区，

地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作

为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有著十分重要的意义。即使在已开发国

家，高效洁净的风能也日益受到重视。

海洋能

大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏著巨大的能量，

它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水裏，不像在陆地和

空中那样容易散失。

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，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在於海洋

之中，分述如下：

潮汐与潮流能来源於月球、太阳引力，其他海洋能均来源于太阳辐射，海洋

面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，

部分转化成各种形式的海洋能。

海水温差能是热能，低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储

存著温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。

潮汐、潮流，海流、波浪能都是机械能，潮汐能是地球旋转所产生的能量通

过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的，并由长周期波储存的能量，潮汐的能

量与潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比；波

浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械

能，波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。

河口水域的海水盐度差能是化学能，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度

差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透可生渗透压力，其能量与压力差和渗透

流量成正比。因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在

很大的差异。

生物能

生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，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

源於植物的光合作用。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。

据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，

因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当於全世界每年

耗能量的10倍。生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大。

世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，尤其是为了

生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林农业品加工的下

脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等。

磁能

泛指与磁相联系的能量，严格地说应指磁场能。在线圈中建

立电流，要反抗线圈的自感电动势而做功，与这部分功相联系的能量叫做自感磁

能。两个线圈之间存在互感作用，在两个线圈中分别建立电流，除了反抗线圈的

自感电动势而做功外，还将反抗线圈的互感电动势而做功，与后者相联系的能量

叫做互感磁能。

在静磁情形，电流与磁场总是相伴存在的,因此,将磁能看成与电流联系起来

还是储存在磁场中，效果完全相同。然而科学实践证明磁场是一种特殊形态的物

质，它可以脱离电流而存在。变化的电场也能产生磁场，这种变化电场产生的磁

场亦具有能量，其场能密度与静磁相同。在一般情形下,变化的电磁场以波的形

式传播,传播过程中伴随着能量传递。

氢能

氢能是一种二次能源，因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的，而不

像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采，这种能源总有枯竭的一天，而氢能

若能从中生产，则可望能抒解能源危机的警戒。

在自然界中，氢已和氧结合成水，必须用热分解或电分解的方法把氢从水中

分离出来。燃料电池即是将氢与氧直接通过电化学反应产生电与水，一个步骤就

可发电，发电较传统方式有效率。商品化后，这样的发电系统不但适合一般家庭

使用，其副产品所产生的热水，大约在摄氏40到60度间，相当适合家庭洗澡与

厨房利用，一举两得。

如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电支分解水制氢，

那显然是划不来的。现在看来，高效率的制氢的基本途径，是利用太阳能。如果

能用太阳能来制氢，那就等於把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的

干净能源了，其意义十分重大。

热泵

工质是将低品位热能吸收后经压缩机转为高品位热能的一种工作介质，它在

压缩机里也常以这5种基本形态存在。也是热力学研究的基础。

四、中国绿色能源的发展前景

未来几十年可转换能源的发展可以产生2000万个工作机会，只要政府采取

措施减少资源损耗。全球已有大约230万人从事可转换能源工作，其中一半人

从事生物燃料工作。快速增加工作机会靠的是国家执行和扩大政策，包括阻止温

室气体排放，把石油和天然气方面的补助转移到新能源，如风电、太阳能和地热。

如果不转换为低碳经济，人们将错失快速增加就业机会的良机。即使2009

年年底全世界在稳定然后削减温室气体方面没有达成新协议，绿色能源业产生工

作机会也会发生。如果世界再等10年采取有效行动，那么发展绿色经济的代价

就太高了。自次贷危机震撼华尔街、全世界再次担心经济危机之前，许多行业包

括新能源业发展速度可能放慢。

在目前全球经济危机期间放弃绿色政策是错误的，因为从长远看，绿色新工

作将使经济更加强大，制造产品需要石油和天然气更少。

由中国金融网、中国金融研究院、亚洲金融研究院等主办的世界能源金融大

会，于2008年11月3日至5日在北京举行。各国在本届大会上就加强可再生能

源（“绿色能源”）开发利用国际合作、研究开发、技术转让、资金援助等方面

展开深入探讨，使“绿色能源”在人类经济可持续发展中发挥更大的作用。

中国的‘绿色能源’已开始在中国的能源供应中发挥作用，在未来能源构成

中更将发挥举足轻重的作用。‘绿色能源’领域发展前景广阔，投资潜力巨大。

同时更能有效地保护生态环境，利在当代业在千秋，因此也必将是企业可持续发

展的必然选择。