2019-09-19
所谓能源，就是能够提供能量和做功的⾃然资源。能源是⽀撑现代⼈类社会⽣存和发展的柱⽯。⾃从17世纪⼯业⾰命以来，⼈们开始⼤规模地开采地下的煤炭和⽯油，那是数千万年前(第三纪)以⾄五亿年前(古⽣代和晚元古代)地球上⽣物的遗产。⼈们把煤炭、⽯油和天然⽓来作为能源，但是这种能源资源是有限的。根据国际能源专家的预测，地球上蕴藏的煤炭将在今后200年内开采完毕，⽯油将在今后三四⼗年内告罄，天然⽓也只能再维持60年左右。可见，能源问题必将成为长期困扰⼈类⽣存和社会发展的⼀个主要问题。 中国的煤炭储量较为丰富，已探明的煤炭储量接近万亿吨，按⽬前的开采速度，还能⽀持⼏百年时间。这是中国⼈民的幸运!不过，烧煤也会带来不少问题，除了运输问题以外，燃烧中还会排放⼤量的有害⽓体，如⼀氧化碳、⼆氧化碳、⼆氧化硫和氧化氮等，这些有害⽓体都对⼈类的⽣存环境构成了⼀定的危害。
从长远来看，为了⼈类的⽣存和社会的发展，不可能长期依靠煤炭、⽯油、天然⽓等化⽯能源，⽽必须⼤⼒开发利⽤“可再⽣能源”。近代物理学和天⽂学⼰终亢分证明，以天体物理运动所发出的能量为基础的可再⽣能源，包括太阳能、风能、潮汐能、⽔能、⽣物质能、地热能、化学能、核聚变能等，这些能 源实际上是⽆限的，取之不尽，⽤之不竭，和⽇⽉同辉，与宇宙共存。毫⽆疑问，再过若⼲年之后，作为⼈类⽂明⽀柱的能源，将不是化⽯能源，⽽是可再⽣能源。因此，对于可再⽣能源的研究和开发利⽤，将是⼈类科学技术永恒的主题。
世界上所有的物质，⼤到宇宙天体，⼩到分⼦、原⼦，都⽆⼀例外地在进⾏着运动和变化。其所以如此，就是因为能量在起作⽤。换句话说，能量就是物质能运动和变化的原因。
乍看起来，地球上的沧海桑⽥，平原⾼⼭，似乎是亘古不变的。实际上，我们居住的地球⽆时⽆刻不在经历着运动和变化。⼈们在珠穆朗玛峰地区发现了鱼龙化⽯，这说明，那⾥过去曾经是⼀⽚，正是由于地球内部的能量被释放出来，引起了地壳的变化，才使海洋变成了⾼⼭。不仅地壳会发⽣变化，⽽且地球本⾝也在以每秒29千⽶的速度围绕太阳飞快地运⾏。
你在夏天外出乘凉，看到天上的星星仿佛是静静地停留在太空中，⼀动也不动，可是，假如你能够细⼼地注意观察⼏天、⼏个⽉甚⾄⼏年，就不难发现，那些星星都在不停地运动着。天⽂学告诉我们：⽉亮以每秒⼤约8千⽶的速度围绕地球运转；⽽⽔星、⾦星、⽕星、⽊星、⼟星等⾏星围绕太阳运转的速度，⽐⽉亮围绕地球运转的速度要⼤得多；就是被称作“恒星”的太阳本⾝，也在不停地运动，整个太阳系在银河系中以每秒⼤约250千⽶的速度运动着，⽽银河系在总星系中⼜以更⼤的速度运动着…
…恒星的运动，不仅是位置的变化，⽽且每个恒星内部也在⼏百万甚⾄⼏千万摄⽒度的⾼温中进⾏着剧烈的运动和变化。所有这些，都是由于能量作⽤的结果。
整个宇宙不仅从宏观上看是处于不断运动变化之中，⽽且从微观上看同样也是如此。众所周知，⼀切物质都是由分⼦组成的。那么分⼦是否也在不停地运动着呢?为了解答这个问题，我们可以进⾏这样的试验：在液体⾥撒⼀些花粉，放在显微镜下进⾏观察，便可发现花粉在不停地运动着，好像是被⼀种什么⼒量推动着⼀样。推动花粉作不规则运动的正是液体分⼦。
再进⼀步来说，分⼦⼜是由原⼦组成的，⽽原⼦中⼜包括原⼦核和围绕原⼦核运动着的电⼦。物质的化学反应过程，就是不同种类物质分⼦⾥的原⼦通过运动⽽重新组合成新物质分⼦的过程。
在⾃然界中处处充满能量，能量⽆所不在，⽽它的表现形式是多种多样的。以汽车作为例⼦，轮⼦转动，这是位置变化的运动，是机械能；汽车鸣喇叭，这是声波在空⽓中的振动和传播，是声能在起作⽤；打开车灯，照亮道路，这是光能在起作⽤；鸣喇叭和开车灯都要⽤电，这是电能在起作⽤；汽车发动机内的汽油燃烧，这是化学能在起作⽤……此外还有原⼦核能、引⼒势能、⽣物质能等等。正是由于在这个世界上处处充满着能量。⽽且这些能量还可以相互转化，所以才使得我们这个世界绚丽多彩，充满了⽣机和活⼒。
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能量在⽇常⽣活中起作⽤的例⼦，更是⽐⽐皆是：关上电门，电灯就熄灭了；不扣扳机，⼦弹就静静地躺在膛⾥休息；温度不升⾼，冰雪就不会融化；⼈不吃饭，就会感到浑⾝没劲…··这些都充分证明，能量普遍存在着，⽽且随时随地表现出来，⽆时⽆刻不在起作⽤。
能量的表现形式多种多样，⽽经常和⼈们打交道的能量⼤体上只有六种，它们是核能、机械能、辐射能、热能、电磁能和化学能。
核能也叫原⼦能，它是储存在原⼦核⾥的能量。别看原⼦核是那么⼩，可是储存在它⾥⾯的能量却⼤得惊⼈。1克铀在裂变时所释放出来的能量，与2，5吨标准煤燃烧时所放出的热能相当。由于核能的能量如此之⼤，所以⼈们⽤它来制造破坏⼒极⼤的原⼦弹和，⽤它来建造发电效率⾼⽽成本低廉的核电站；⼀些军事强国已将其应⽤在军事舰艇上，造出了航⾏时间极长的核动⼒航空母舰和核动⼒潜艇。实际上，太阳所发出的光和热也都是由核能产⽣的，因为在太阳内部每时每刻都在进⾏着剧烈的原⼦核裂变反应，同时释放出巨⼤的能量。因此，在各种形式的能量中，要数核能的能量最⼤。
机械能就是使物体运动起来的能量。在我们的⽇常⽣活中，随时随地可以见到机械能的“⾝影”。⽐如说吧，建筑⼯地上的钢铁巨⼈⼀⼀起重机，它活像⼀个⽓盖⼭河的⼤⼒⼠，能够轻⽽易举地把成吨的建筑材料提起来，⼀直提到⼏⼗⽶的⾼度，它旋转⾃如，操作起来极其⽅便灵活。起重机的⼒⽓为什么有这么⼤?这就充分显⽰了机械能的本领。⾃然，机械能并不⼀定都是通过机械和机器产⽣出来的，
像⾬雪等从天⽽降，⼤风吹着风车转，⼈们⽤⼿翻书、⽤⼑切菜、⽤脚踢球等等，都是机械能在起作⽤。
对于辐射能，有的⼈可能听起来感到有点陌⽣。其实，辐射能和我们的⽇常⽣活息息相关。⼴播电台和电视台每天发射的⽆线电波，太阳发出的光，以及⼈们说话的声⾳和各种响声等，都是辐射能在起作⽤。辐射能的主要表现形式是光能、声能和波能。试想，⼀旦没有了辐射能，那么我们就没有⼴播可听，没有电视可看，微波炉也会变为⽆⽤之物，并且也享受不到太阳光带来的光职和温暖，甚⾄连⼈们相互之间的交谈也成为不可能……可见，辐射能的存在，对于⼈类的⽣存和社会的发展是多么的重要!
⼈们与热能打交道最多，因此对热能也最为熟悉。远在原始时代，我们的祖先就已经懂得钻⽊取⽕，⽤⽕来把⾷物烧熟。现在⼈们做饭、沏茶、煮奶等等，都必须借助于热能；⼈们冬天取暖，通过暖房来种莱养花，洗
热⽔澡，进⾏蒸汽浴……哪⼀样都离不开热能。⾄于⼯农业⽣产和国防建设等，所需要的热能就更多了。像)台炼钢铁，熔化⾦属，焊接和铆接零件，锻压成型，⾦属材料的热处理，以及蒸汽机、⽕车、汽车的开动和运⾏等等，都是热能⼤显⾝⼿的场所。
电磁能包括电能和磁能，它们很容易进⾏相互转化。在⼈类社会的⽣产活动和⼈们的⽣活中，电能、
热能和机械能都是⽤量极⼤的能量。正是由于有了电能，才使得⼀切带“电”字的器具，包括电灯、电扇、电熨⽃、电视机、电冰箱、电饭锅、电炉、电话、电脑、电吉他、电车、电影机、电⽕箭、电磁炮等等能够运作起来，为⼈类社会的物质⽂明和精神⽂明增添⽆可估量的光彩。科学技术越发达，社会越进步，使⽤电能的场合就越多。今天，⼈类不仅在⾃⼰居住的地球上使⽤电磁能，⽽且已经把电磁能带到了飞机上、导弹上、⼈造卫星上、宇宙飞船上、航天飞机上，甚⾄还把电能带到了其它星球上……
化学能是⽤化学⽅式储存起来的⼀种能量，像电池、沼⽓、煤炭、⽯油、天然⽓等，都含有化学能。在我们每天所摄⼋的各种⾷物中，也含有化学能。我们每天能够维持正常的⽣活和进⾏各种各样的活动，都是由于化学能在起作⽤。植物的“光合作⽤”也是产⽣化学能的过程，我们每时每刻吸⼊的空⽓中的氧⽓，正是通过植物的光合作⽤可以直接变换成化学能，却未必能变换成其它形式的能量。
由于能量可以相互转换，这就为⼈类充分利⽤各种⾃然能源提供了有利条件。例如，将煤炭进⾏燃烧，就将它储存的化学能变成了热能，在⽇常⽣活中我们可以利⽤这种热能来烧饭、取暖和洗澡；也可以⽤它来开动机器，开动⽕车，将热能变换成机械能；当然还可以利⽤煤炭来进⾏⽕⼒发电，将化学能变换为电能……
能源的分类
⼤⾃然赋予⼈类的能源⾮常丰富，多种多样。⾃古以来，经过⼈类不断地开发利⽤，能源已形成⼀个兴旺发达的⼤家族。
关于能源的分类⽅法是多种多样的。例如：太阳能和⾮太阳能在能源⼤家庭中，有两个⼤家族，其中～个是太阳能家族，另⼀个是⾮太阳能家族。
⼈类⾃古⾄今所⽤的能源，包括煤炭，⽯油、天然⽓、风⼒、⽔⼒，⽣物质能等，它们都是直接或间接地由太阳能转化⽽来的，它们都是太阳能家族中的主要成员。另外，像核能、地热能、潮汐能等，它们分别是地球本⾝具有的或是与其它星球(如⽉球)相互作⽤⽽⽣成的能，与太阳⽆关，所以把它们叫做⾮太阳能家族。
太阳发出强烈的光照射在地球上，把地球上的陆地、海洋以⾄于空⽓都烤得灼热。由于各处的受热情况不同，加上地理环境等诸多因素的影响，于是形成了⾬、雪、风、雷等各种⾃然现象，同时也就出现了风能、⽔能、海洋能等不同形式的能源。
在太阳光的作⽤下，⽣长在远古时代的动植物⽣长得壮实⾼⼤，并且⼤都密集地⽣长在⼀起，⽽后来由于地壳的变迁，那些动檀物被深深地埋在地层底下，在经过漫长的岁⽉以后，由于长时期⾼温⾼压的作⽤，于是逐渐地形成煤炭、⽯油和天然⽓等化⽯能源。如果追根溯源，这些化⽯能源同样都是太阳家族的⼦孙哩!
⾄于核能，显然它是⾮太阳能家族中的主要成员，它的形成完全同太阳能⽆关，它是原⼦核在分裂及聚合过程中所释放出来的巨⼤能量。地热能是由地球内部炽热的岩浆释放出来的能量(地震和⽕⼭爆发就是地热能⾃发地向外释放的结果)。⽽海⽔的潮起潮落所形成的潮汐能，它是由于地球、⽉亮和太阳三者之间所存在的引⼒作⽤⽽引起的。
⼀次能源和⼆次能源
⼈们通常把直接来⾃⾃然界⽽未经加⼯转换的能源叫做⼀次能源，如煤炭、⽯油、天然⽓、⽣物燃料、油页岩、⽔能、核能、太阳能、海洋能等等；⽽把从⼀次能源直接或间接转化⽽来的能源叫做⼆次能源，如煤⽓、汽油、电能、蒸汽、沼⽓、氢能、激光等等。
燃料能源和⾮燃料能源
燃料能源包括矿物燃料(如煤炭、⽯油、天然⽓等)、⽣物燃料(如沼⽓，⽊材、柴草、秸杆、有机废物等)、化⼯燃料(如甲醇、丙烷、酒精等)和核燃料(如铀、钚、钍、氘等)；⾮燃料能源包括太阳能、风能、⽔能、潮汐能、地热能、激光等。
可再⽣能源和⾮再⽣能源
可再⽣能源是指不会随其本⾝的转化或者⼈类的利⽤⽽⽇益减少的能源，就是说可再⽣能源具有天然
的⾃我恢复的能⼒，像太阳能、海洋能、⽣物质能、风能、⽔能、地热能、氢能等，都能够源源不断地从⾃然界得到补充；⽽⾮再⽣能源则恰恰相反，它们越⽤越少，不能再⽣，如煤炭、⽯油、天然⽓和核燃料等，它们都是⽤去⼀点就减少⼀点，总有⼀天会被全部⽤完。
常规能源和新能源
根据各种能源的开发利⽤情况和它们在⼈类社会经济⽣活中的地位，⼈们把能源分为常规能源和新能源两类。⼈们习惯于把技术上⽐较成熟⽽使⽤⽐较普遍的能源，称为常规能源，如煤炭、⽯油、天然⽓、⽔能等；⽽把利⽤时间还不长或正在研究开发的能源，称为新能源，如核能、太阳能、沼⽓能、风能、氢能、地热能、海洋能、电磁能等。其实，常规能源和新能源都是在特定的历史条件下相对⽽⾔的。今天的常规能源在过去曾经是新能源，⽽今天的新能源在将来也会成为常规能源。⽐如说，核能在⼤多数国家中⽬前仍被视为新能源，⽽在某些发达国家中由于对核能的使⽤越来越普遍，在⽆形中它已成为⼀种常规能源了。
就⼤多数国家和地区来说，⽬前使⽤的能源仍是以常规能源为主，⽽这些常规能源⼜是以煤炭、⽯油、天然⽓等⾮再⽣能源为主，这些⾮再⽣能源总有⼀天会被全部⽤完，加之这类⾮再⽣能源的热能利⽤率不⾼，并且还对环境构成污染，因此现在世界各国，特别是各发达国家，都在加紧研究开发新能源，以满⾜⼈们⽣活和社会发展⽇益增长的需要。当今世界公认的⾼技术领域，包括⽣物技术、航
天技术、信息技术、新能源技术、新材料技术和海洋技术等技术领域，⼈们把新能源技术称誉为“⾼技术中的尖端”。
能源是社会经济发展的“⽕车头”
⾃古以来，⼈类就为改善⾃⾝的⽣存条件和促进社会经济的发展⽽不停地进⾏奋⽃。在这⼀过程中，能源始终扮演着极其重要的⾓⾊。从世界社会经济发展的历史和现状来看，能源问题已成为社会经济发展中⼀个具有战略意义的问题。能源的消耗⽔平，已成为衡量⼀个国家国民经济发展和⼈民⽣活⽔平的重要标志。随着现代社会⽣产⼒的发展和⼈民⽣活⽔平的提⾼，商品能源消耗的增长速度⼤⼤超过了⼈⼝的增长速度。1975年，世界⼈⼝⽐1925年增加了⼀倍，世界商品能源的总消耗量增长了4.5倍，⽽且这种增长仍呈上升趋势。1987年世界商品能源的总消耗量为100亿盹标准煤，⽐1975年增加70％。到了2000年，世界商品能源的总消耗量已达200
亿吨标准煤。
能源问题对社会经济发展起着举⾜轻重的作⽤。上世纪50～70年代，由于中东廉价⽯油的⼤量供应，导致整个资本主义世界经济的飞速发展。⽽1g73年中东战争爆发以后，由于中东各国限制⽯油产量，提⾼⽯油价格，带来了资本主义世界长时问的经济危机。争夺能源，成了持续⼋年之久的两伊>中突及1991年春天震惊世界的海湾战争等⼀系列国际争端的导⽕索。
国际经济界提供的分析统计数据表明，由于能源短缺⽽造成的国民经济损失，相当于能源本⾝价值的20～60倍。1975年，美国由于短缺11641吨标准煤，使得其国民⽣产总值减少了930亿美元；⽇本由于短缺O，6亿吨标准煤，导致其国民⽣产总值减少了485亿美元。1988年，我国由于缺电⽽导致国民⽣产总值减少了2000亿元⼈民币，这个数⽬相当于当年我国国民⽣产总值的1／6。⼈们把能源⽐作社会经济发展的“⽕车头”，这个⽐喻既形象⼜贴切。
历史上的三次能源⾰命
⽕，是⼈类最早学会⽀配的⼀种⾃然⼒。在我国，早已有“燧⼈⽒”钻⽊取⽕的传说。在西⽅的传说中，说⽕是由⼀个名叫“普罗⽶修斯”的天神，从宇宙韵统治者“宙斯”那⾥偷来的。上⾯这些传说都接近于神话，显然不可靠。实际上，⼈类是在实际劳动中逐渐学会了钻⽊取⽕，并且到后来才慢慢地懂得了如何利⽤⽊材燃烧的能量来取暖、照明和把⾷物烧熟以后再吃。
⾃从原始⼈懂得如何取⽕和利⽤⽕以后，⼈类对能源的开发利⽤就进⼊了⼀个崭新的阶段，同时也为⼈类⽂明打下了⼀个重要的物质基础。
⼤约在四五千年前，古埃及⼈发现在船上扯起⼀块布，即使⼈不划船，船也能够“乘风”前进，这便是最早的风帆。⼤约在两千多年以前，⼈类学会了利⽤流⽔的能量和风的能量来提⽔、磨⾯，造出了⽔车和风车。
到了近代，能源技术出现了三次重⼤突破，⼈们称之为⼈类历史上的三次能源⾰命。具体地说，就是蒸汽机、电⼒和原⼦能这三样东西的发现、发明和应⽤。每⼀次能源⾰命都是推动社会⽣产⼒发展的强⼤动⼒。
蒸汽机是在200多年前登上历史舞台的。它吹响了第⼀次能源⾰命的号⾓。有了蒸汽机，⼈们就可以在需要动⼒的场合，⽤煤炭做燃料来驱动⽕车和轮船，开动机器，从⽽开辟了⼯业⽣产和交通运输的新天地，提⾼了整个社会的运转机制。在这以后不久，科学家⼜发明了以⽯油产品为燃料的内燃机。有了内燃机以后，就陆续地出现了汽车、轮船、舰艇、飞机，使⼈类社会的交通运输⾯貌为之⼀新，进⼀步提⾼了⼈类利⽤能源的能⼒。
随着电磁学的发展，19世纪70年代，科学家先后造出了具有实⽤价值的电动机和发电机。在19世纪80年代建成了中⼼电站，并解决了远距离输电问题，完成了⼈类历史上的第⼆次能源⾰命。电能的⽣产和应⽤，带来了⼀系列的发明创造，电灯、电话、电报、电影、⼴播、电视、电脑等等的出现，极⼤地改变了⼈类的⽣产⽅式和⽣活⽅式，把⼈类的物质⽂明和精神⽂明推进到⼀个新的阶段。
早在1938年，法国科学家哈恩等⼈在利⽤中⼦轰击⾦属铀的原⼦核时，发现铀的原⼦核在受到这种轰击时分裂成两个质量差不多的新原⼦核，同时释放出巨⼤的能量和两三个中⼦。⼈们把这种现象叫做核裂变，⽽把原⼦核裂变时所释放出来的能量叫做裂变能。
在发现核裂变现象以后的第四年，也就是1942年，费⽶等科学家建成了第⼀座利⽤核裂变能量的装置，这就是如今众所周知的原⼦核反应堆。
原⼦核反应堆的⽤处很多，从能源⾓度来说，原⼦核反应堆可以为潜艇、⼤型舰船和破冰船等提供动⼒，也可以⽤来进⾏发电和供热。⽤来进⾏发电的原⼦核反应堆叫做核电站；⽤来供热的原⼦核反应堆叫做核供热站；⼜发电⼜供热的原⼦核反应堆叫做核热电站。⾃从1954年苏联建成世界上第⼀座核电站以来，现在全世界有⼏⼗个国家在发展核能发电，已经建成和正在兴建的核电站近500座。
前景⼴阔的新能源
最近⼆三百年来，世界能源结构有过两次⼤的转变。⼀次是从18世纪开始，从⽊柴转向煤炭：另⼀次是从上世纪20年代开始，⼜从煤炭转向⽯油和天然⽓。现在，世界能源结构正在经历着第三次⼤转变，这就是从⽯油和天然⽓逐步转向新能源。
为什么这么说呢?⼀⽅⾯是因为现在以⽯油为主体的能源是不能再⽣的矿物燃料，⽤去⼀点就会减少⼀点，专家们估计，只能再维持⼏⼗年时间；另⼀⽅⾯，世界新的技术⾰命带动着许多新兴⼯业蓬勃兴起，新的⽣产体系必然要求改变能源系统，并且尽可能地采⽤可以再⽣的、分散的、多样化的能源。专家们认为，新能源是世界新的产业⾰命的动⼒，是未来世界能源系统的基础。
那么，究竟到什么时候，新能源才能成为世界能源舞台上的主⾓呢?对于这个问题，见仁见智，专家们的看法也不尽⼀样。
多数专家预计，从现在算起，⼤约再过半个世纪，原⼦核能和太阳能将成为世界能源系统的⽀柱，再加上其它新能源，将可以为全世界100多亿⼈⼝(估计到那时全世界的⼈已超过100亿)提供⾜够的能源。到那时，煤炭、⽯油和天然⽓等矿物燃料，将只⽤来作化⼯原料，以满⾜⼈类⾐⾷住⾏的需要。
所谓新能源，主要包括原⼦核能、太阳能、风能、海洋能、地热能、沼⽓能、氢能等。
专家们认为，在未来的―⼆百年⾥，原⼦核能将成为⼈类的主要能源之⼀。⽬前的核电站，⼤都是采⽤核裂变反应堆，只有铀-235能够燃烧，⽽铀-235只占天然铀总量的0.7％，剩下的99.3％的天然铀都没有被利⽤⽽成了核废料，因此铀资源浪费很⼤。如果继续发展这种核裂变反应堆，那么世界上⾼品位的铀矿⽤不了⼏⼗年时间就会被消耗光了⽽且不仅如此，还将留下⼤量的核废料，给环境造成污染。因此必须⼤⼒发展核裂变快中⼦增殖反应堆(简称“快堆”)。在这⽅⾯，⽬前法国⾛在前⾯，现在法国已建成了世界上最⼤的“快堆”核电站，其发电能⼒为120多万千⽡。
核裂变“快堆”的燃料是氘和氚。⽬前，核裂变的可⾏性已经得到科学论证。俄罗斯科学家认为，从技术上来看，核裂变“快堆”电站有可能在⼏年之内建成，⽽它的⼴泛应⽤⼤概需要⼏⼗年⾄上百年才能实现。
关于太阳能，⼈们或许难以想象得到，我们居住的地球，每天从太阳那⾥所接受的能量，相当于⽬前全世界所有电站所发出的能量的10万倍。可见太阳能的开发潜⼒是多么巨⼤!
对于太阳能的开发利⽤，⼩规模的分散的太阳能利⽤设备世界各国⼏乎到处都有，⽽⼤规模的集中利⽤太阳能，在技术上也已经有所突破。早在1982年，美国加利福尼亚州就建成了发电能⼒为1万千⽡的太阳能热发电试验电站；到了1988年，美国加州已建成了10万千⽡的⼤型太阳能热发电
电站。这种电站是利⽤太阳的热能产⽣蒸汽来进⾏发电。
另外还有⼀种更有发展前途的发电⽅式，就是光电转换，它是利⽤光电池来把太阳光直接转换成电能。新兴的光电池⼯业发展⾮常迅速，美国加利福尼亚州建成了10万千⽡级的⼤型光电池电站。
由于太阳能发电装置要受到昼夜交替和天⽓变化的影响，占⽤⼟地也⽐较多。因此，美国科学家提出了卫星太阳能电站的设想：就是把装着光电池的⼈造卫星发射到⾚道上空35700千⽶的轨道上，跟地球同步运⾏，它在任何时候都能受到太阳的照射。光电池所产⽣的电转换成电磁波并传到地球上的地⾯接收站，然后再转换成直流电来供⼈们使⽤。
科学家们还设想如何利⽤太阳能来从⽔中分解出氢⽓，并通过管道把氢⽓输送给⽤户作能源，或者通过⼤油轮来把氢⽓或液态氢输送到各地，供⼈们使⽤。由于氢能的重量轻，热值⾼，⽆污染，应⽤⾯
⼴因⽽被⼈们誉为21世纪的理想能源。⽣物质能主要是指柴、草、庄稼的秸杆和⽜马的粪便等。现在利⽤这些东西的途径，主要是利⽤它们来⽣产沼⽓和酒精。例如，巴西⽤⽢蔗⽣产酒精，⽤以代替汽油来开汽车，⽬前已有⼏百万辆汽车是⽤纯酒精来作燃料，还有更多的汽车是⽤掺着20％酒精的汽油来作燃料。
现代⽣物技术的进步，为⽣物质能的开发利⽤开辟了新的途径。其中，⽯油植物和产氢树的出现，已经引起⼈们的⼴泛兴趣。⽯油植物可以种植在农场⾥，它⽣长快，产量⾼，也很容易收获，⽤它可以提取跟⽯油差不多的液体燃奉⽃。产氢树更是⾮常有趣，它是现代⾼科技的产物。它是利⽤基因⼯程把树⼲上的植物组织改造成⼀种⽓囊，通过光合作⽤来⽣成氢⽓。只要往⽓囊⾥插上⼀根管，就可以把氢⽓收集起来供⼈们使⽤。
据统计，⽬前世界上可供开发利⽤的新能源⼤约相当于120亿吨标准煤，其中⽣物质能就占了⼀半。
风能也很有发展前途。地球上近地层的风能总量达1300亿千⽡。据世界⽓象组织估计，全球可供利⽤的风能约为200亿千⽡。保守⼀点说，在⽬前的技术条件下能够利⽤的风能总量⾄少有10亿千⽡，其中我国⼤约有1，6亿千⽡。风能的⽤途很⼴包括风⼒提⽔、风能取暖、风帆助航、风⼒发电等等。在美国，风⼒发电已进⼊商业化。
地球的内部是炽热的，⽽且它的热量不断地向空中释放。这种地球物理现象，叫做“⼤地热流”。由于
地球的表⾯积很⼤，单位⾯积内释放出来的热量极其微⼩，所以全球的平均⼤地热流量并不⼤，以致⼈们很难直接感觉出来。但是，这种⼤地热流的总量是⾮常之⼤的。据科学家估算，地球内部每年释放出来的总热量达10.17×1020焦，它相当于现在全球每年煤炭、⽯油、天然⽓总耗量的三、四倍。当然，地球上不同地区的⼤地热流量是不同的，⼤地热流量越⾼的地区其地热资源就越丰富。⽬前对地热资源的开发利⽤，包括采暖、发电、育种、温室栽培、洗浴等⼏个⽅⾯。⽬前全世界地热电站的总装机容量约为500万千⽡，其中美国占了将近40％，菲律宾约占30％。美国已经建成了百万千⽡级的⼤型地热电站。
海洋能主要是指依附于海⽔中的可再⽣能源，它包括潮汐能、海流能、海浪能、海⽔温差能、海⽔盐度差能等。⼀般不包括海底⽯油和天然⽓等化⽯能源。
全球海洋能的可再⽣量⾮常之⼤。据专家估计，全世界海洋能的可再⽣量约为760亿千⽡。海洋中蕴藏着如此巨⼤的可再⽣能源，是因为海洋占了地球表⾯积的71％，它接受来⾃太阳的辐射能⽐陆地要多得多。
现在，⼈类正处于⼀个新的能源过渡时期，即由以化⽯能源(煤炭、⽯油、天然⽓等)为主体的常规能源过渡到以可再⽣能源(太阳能、地热能、⽔能、风能等)为主体的新能源时期。1992年9⽉在西班⽛⾸都马德⾥召开的第⼗五届世界能源⼤会上，喊出了“能源与⽣命”的响亮⼝号。世界各国的有识之⼠都
在⼤声疾呼，呼吁各国政府尽可能限制化⽯能源消耗量的增长。根据欧共体国家的统计数据，若以太阳能、⽔能、风能等清洁能源取代欧共体备国化⽯燃料发电量的1％，那么每年将可避免1500万吨⼆氧化碳⽓体的排放量。可见，可再⽣能源对环境的保护作⽤多么⼤。
我国的能源问题及其对策
研究和开发能源，这是我国经济建设和社会发展的战略重点。要想使我国经济保持持续发展的势头，在相当长的时期内，必须花⼤⼒⽓发展采矿、冶⾦、化⼯、建材等基础⼯业和铁路、公路、航运、航空等交通运输业，⽽这些都是需要⼤量消耗能源的⾏业。
我国要依靠仅占世界7％的耕地来改善占世界22％⼈⼝的⾷物供应，必须依靠能源的保证来实现农副产品的现代化⼤⽣产。
⽬前我国⼈均年耗能还不到1吨标准煤，⽽要达到“⼩康”⽔平，⼈均能耗⾄少要达到1.5―1.6吨标准煤。可见，我国“四化”建设的前景，在很⼤程度上取决于能源的充分供应和有效利⽤。
然⽽，我国能源业正⾯临着严峻的挑战，主要存在以下⼏个⽅⾯的问题。
⼀是⼈均资源相对不⾜。我国已探明的现有能源储量仅为世界⼈均值的⼀半，且分布极不均衡，在东部经济发展较快地区只拥有能源储量的1／3左右，⽽对西部能源的开发⼜受到经济、技术、社会、环
境等诸多因素的制约，难度较⼤。
⽬前我国⼀⽅⾯是⼈均能耗很低(不及世界平均值的1／3)，⽽另⼀⽅⾯⼜是世界上单位产值耗能最⾼的国家之⼀。这是⼀个很⼤的⽭盾，⽽解决这个⽭盾的惟⼀出路是依靠科技进步。
⼆是煤炭在商品能源中所占⽐例过⼤。以1988年为例，在我国商品能源消费中，煤炭占76.1％，⽯油占17.1％，天然⽓占2.1％，⽔能占4.7％。这种以煤炭为主体的能源结构，不仅导致运输紧张，能源利⽤效率低，⽽且对环境的污染也⽐较严重。三是⼀次能源转换成电⼒的⽐例很低。⽬前我国⼀次能源转换成电⼒的⽐例还不到25％，⽽⼯业化国家平均已达40％以上。⽬前我国⼤陆家庭的平均⽤电量还不及美国的1％，也不及我国台湾地区的4％。
电⽓化程度太低，已经成为影响我国科技进步和社会发展的⼀个重要制约因素。
四是农业耗能⾼所带来的能源危机。我国单位⾯积粮⾷作物的能源投⼊量，已经超过以“⽯油农业”⽽著称的美国。对于这种⾼能耗、低效益的农业⽣产，如果不进⾏科学的改造，是难以不断提⾼12亿⼈⼝的⾷物供应⽔平的。
⼴⼤乡镇企业能源浪费严重，其能源利⽤率只及国营⼤中型企业的⼀半左右，⽽同时对环境的污染则更为厉害。
我国农村⼈⼝近10亿，其中3／4以上农村⼈⼝的⽣活⽤能仍然是依靠柴草。⽬前全国每年砍伐的薪柴接近3D00万吨。我国森林的年⽣长率为3亿⽴⽅⽶，⽽年消耗量却达到4亿⽴⽅⽶。森林减少所带来的后果是令⼈担忧的，它导致⽔⼟流失、草原沙化、⼟壤肥⼒减退，使⽣态环境恶化。
根据综合预测，到本世纪末，我国能源的需求量将达17―20亿吨标准煤，⽐90年代初10亿吨的⽔平⼤体上要翻⼀番。
⽽根据现有条件，预计到本世纪末，我国能源的实际供应量⼤约只能达到14亿吨标准煤。可见，到本世纪末，我国将会出现相当⼤的能源供应缺⼝。
