太陽能清潔能源

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。

太陽能的優點

1、時間長久：根據天文學的研究結果可知，太陽系已存在了50億年左右的時間，根據太陽輻射的總功率以及太陽上氫的總含量進行估算，太陽能資源尚可繼續維持600億年之久。對于人類存在的年代來說，真的是取之不盡，用之不竭。

2、清潔安全：太陽能素有干凈能源、安全能源之稱。他不僅毫無污染，遠比常規能源清潔，也毫無危險，比原子核能安全多了。

3、普照大地：太陽輻射能既不需要我們開采和挖掘，也不需要運輸。普天之下，無論高山、島嶼，大陸、海洋，都一視同仁，既無專利可言，也不可能進行壟斷，開發利用極其方便。

4、數量巨大：每年到達地球表面的太陽輻射能約為3630萬億噸標準煤，被陸地表面接受的太陽輻射能也達到762萬億噸標準煤。

太陽能的缺點

1、效率低、成本高：太陽能利用的發展水平，有些方面在理論上是可行的，技術上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因為效率偏低，成本較高，總的來說經濟型還不能與常規能源相競爭。在今后的相當一段時期內，太陽能利用的進一步發展，主要受到經濟性的制約。

2、不穩定性：因為受到晝夜、季節、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，因此，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的又是極不穩定的，這給太陽能的大規模應用增加了難度。為了使太陽能成為連續、穩定的能源，從而最終成為能夠與常規能源競爭的替代能源，那么就必須很好的解決蓄能問題，但現在蓄能也是太陽能利用中一個較為薄弱的環節。

3、分散性：到達地球表面的太陽輻射能的總量雖然大，但是能流密度很低。平均來說，北回歸線附近，夏季在天氣較為晴朗的情況下，正午時太陽輻射的輻照度最大，在垂直于太陽光方向1平米面積上接收到的太陽能平均有1000w；若按全年日夜平均，則只有200w。而在冬季大致只有一半，陰天只有1/5左右，這樣的能流密度是很低的。

風能清潔能源

風能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，但它的能量密度低，并且不穩定。在一定的技術條件下，風能可作為一種重要的能源得到開發利用。風能利用是綜合性的工程技術，通過風力機將風的動能轉化成機械能、電能和熱能等。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。

風能的優點

1、風能為潔凈的能量來源，風力發電是可再生能源，風力發電節能環保。

2、風能設施日趨進步，大量生產降低成本，在適當地點，風力發電成本已低于其它發電機。

3、風能設施多為不立體化設施，可保護陸地和生態。

風能的缺點

1、風力發電在生態上的問題是可能干擾鳥類，如美國堪薩斯州的松雞在風車出現之后已漸漸消失。目前的解決方案是離岸發電，離岸發電價格較高但效率也高。

2、風能利用受地理位置限制嚴重，在一些地區、風力發電的經濟性不足：許多地區的風力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風力較少的時間；必須等待壓縮空氣等儲能技術發展。

3、風力發電需要大量土地興建風力發電場，才可以生產比較多的能源。在地勢比較開闊，障礙物較少的地方或地勢較高的地方適合用風力發電。

4、進行風力發電時，風力發電機會發出龐大的噪音，所以要找一些空曠的地方來興建。

5、風速不穩定，產生的能量大小不穩定；且風能的轉換效率低。

6、風能是新型能源，相應的使用設備也不是很成熟。現在的風力發電還未成熟，還有相當發展空間。

水能清潔能源

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。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。河川徑流蘊藏著一定的水能。現代的水能利用，主要是利用水能進行發電，也就是水力發電。目前世界上水力發電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發電。

水能的優點

1、水力是可以再生的能源，能年復一年地循環使用，而煤炭。石油、天然氣都是消耗性的能源，逐年開采，剩余的越來越少，甚至完全枯竭。

2、水能運營成本低，效率高，用的是不花錢的燃料，發電成本低，積累多，投資回收快，大中型水電站一般3～5年就可收回全部投資。

3、水能沒有污染，是一種干凈的能源，水力發電還可按需供電。

4、有關水電工程同時改善該地區的交通、電力供供應和經濟，特別可以發展旅游業及水產養殖。水電站一般都有防洪啟溉、航運、養殖、美化環境、旅游等綜合經濟效益。

5、水電投資跟火電投資差不多，施工工期也并不長，屬于短期近利工程。而且水能發電操作、管理人員少，一般不到火電的三分之一人員就足夠了。

6、水力發電還能夠控制洪水泛濫、提供灌溉用水、改善河流航動等。

水能的缺點

1、受地形氣候影響大：水能分布受水文、氣候、地貌等自然條件的限制大。水容易受到污染，也容易被地形，氣候等多方面的因素所影響。

2、失敗有風險：由于洪水泛濫，水壩阻擋了大量的水，自然災害、人為破壞、施工質量，可能會對下游區域和基礎設施造成災難性的后果。這樣的故障可能會影響電力供應和動植物，也可能造成很大的損失和人員傷亡。

3、破壞生態系統：大型水庫造成大壩上游大面積淹沒，有時會破壞低地、河谷森林和草原。同時也會影響廠區周邊的水生生態系統。對魚類，水鳥和其他動物產生很大的影響。

海洋能清潔能源

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。

海洋能的優點

1、海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開發后，其本身對環境污染影響很小。

2、海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。

3、海洋能有較穩定與不穩定能源之分。較穩定的為溫度差能、鹽度差能和海流能；屬于不穩定但變化有規律的有潮汐能與潮流能；既不穩定又無規律的是波浪能。潮汐電站與潮流電站可根據預報表安排發電運行。

海洋能的缺點

1、獲取能量的最佳手段尚無共識，大型項目可能會破壞自然水流、潮汐和生態系統。

2、開發使用難度大，海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。

地熱能清潔能源

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巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。現在許多國家為了提高地熱利用率，而采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，先供暖后養殖等。

地熱能的優點

1、地熱能是較為可靠的可再生能源，能源蘊藏豐富。

2、地熱能分布廣泛，大部分集中分布在構造板塊邊緣一帶，該區域也是火山和地震多發區。

3、應用范圍廣，除地熱發電外，直接利用地熱水進行建筑供暖、發展溫室農業和溫泉旅游等利用途徑也得到較快發展。

地熱能的缺點

1、利用率低：地熱蒸汽的溫度和壓力都不如火力發電高，因此地熱利用率低，像蓋塞斯的老發電機組的熱效率只有14.3%，以致冷卻水用量多于普通電站，熱污染也比較嚴重。

2、造成空氣污染：從冷卻塔排出的廢蒸汽和廢水中可能含有H2S等有毒氣體，應予重視并及時加以處理，以免污染廠區附近的空氣。

3、資源再生慢：地熱屬于再生比較慢的一種資源。地熱蒸汽產區只能利用一段時間，其長短難于估計，可能在30—3000a之間。由于取用的水多于回注的水，利用地熱發電，最后可能會引起地面沉降，這一點須加以注意。

4、熱能行業起步難：地熱資源的勘探、開發具有高投入、高風險和知識密集的新興產業，化解風險的機制和社會保障制度尚未建立起來，影響投資者、開發者的信心、影響了地熱產業發展。

生物能清潔能源

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于植物的光合作用，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。

生物能的優點

1、可再生：生物質能源是從太陽能轉化而來，通過植物的光合作用將太陽能轉化為化學能，儲存在生物質內部的能量，與風能、太陽能等同屬可再生能源，可實現能源的永續利用。

2、清潔、低碳：生物質能源中的有害物質含量很低，屬于清潔能源。同時，生物質能源的轉化過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質，生物質能源的使用過程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循環排放過程，能夠有效減少人類二氧化碳的凈排放量，降低溫室效應。

3、替代優勢：利用現代技術可以將生物質能源轉化成可替代化石燃料的生物質成型燃料、生物質可燃氣、生物質液體燃料等。在熱轉化方面，生物質能源可以直接燃燒或經過轉換，形成便于儲存和運輸的固體、氣體和液體燃料，可運用于大部分使用石油、煤炭及天然氣的工業鍋爐和窯爐中。

4、原料豐富：生物質能源資源豐富，分布廣泛。在傳統能源日漸枯竭的背景下，生物質能源是理想的替代能源，被譽為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。

生物能的缺點

1、土地矛盾：生物質能源與農業、林業在資源使用上不協調。能源作物已經開始成為不少國家生物質能源的主體。但是，我國土地資源短缺，存在能源作物和農業、林業爭奪土地的矛盾。

2、技術落后：利用裝備技術含量低，研發經費投入過少，一些關鍵技術研發進展不大。例如厭氧消化產氣率低，設備與管理自動化程度較差；氣化利用中焦油問題未能解決，影響長期應用；沼氣發電與氣化發電效率較低，二次污染問題沒有徹底解決。

3、缺乏相關政策及市場環境：缺乏專門扶持生物質能源發展，鼓勵生產和消費生物質能源的政策。在當前缺乏一定的經濟補助手段的條件下，難以實現生物質熱電聯產規模化，競爭能力弱。我國生物燃料乙醇發展缺乏明確的發展目標，沒有形成連續穩定的市場需求，還處在“以產定銷、計劃供應”階段。國內生物燃料乙醇從生產到銷售的各個環節都受到了政府部門的嚴格控制，是政策性的封閉運行，尚未形成真正意義的市場化。

氫能清潔能源

氫能的性能很好，有很多優點，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，反復循環使用。

氫能的優點

1、所有氣體中，氫氣的導熱性最好，比大多數氣體的導熱系數高出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質量的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范圍，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，反復循環使用。

氫能的缺點

1、易爆炸(濃度范圍6.2-71.4%)。

2、不易儲存，液化需要的工藝較復雜。

3、目前尚未開發出有效的制備方法，如果用酸與礦物質反應需要消耗大量礦藏，如果用電解，何不直接用電作能源呢。

核能清潔能源

利用核反應堆中核裂變或聚變所釋放出的熱能進行發電的方式。核能發電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產生的熱，將水加熱成高溫高壓，利用產生的水蒸氣推動蒸汽輪機并帶動發電機。核能發電能量巨大，以少量的核子燃料即可產生大量的能量。

核能的優點

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，暫時沒有其他的用途。

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。

6、核能發電實際上是最安全的電力生產方式。相比較而言，在煤炭、石油和天然氣的開采過程中，爆炸和坍塌事故已殺死了成千上萬的從業者。

核能的缺點

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中，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。