南宮ng由于氣候變化的影響，可再生能源替代化石能源在世界范圍內得到廣泛認可。2015年的巴黎聯(lián)合國氣候變化大會(huì )成為了可再生能源發(fā)展的分水嶺，再次強調了可再生能源發(fā)展的重要性，大會(huì )指出，通過(guò)到2030年將可再生能源比例增加一倍，即可再生能源占最終能源消耗總量的比例達到36%，來(lái)控制氣候變化、實(shí)現可持續發(fā)展目標。面對資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統退化的嚴峻形勢，我國也大力發(fā)展可再生能源，并提出了《中國可再生能源發(fā)展路線(xiàn)億噸標準煤，可再生能源占比達到62%，逐步擺脫對化石能源的依賴(lài)，實(shí)現能源結構的調整是不可逆轉的前進(jìn)方向。

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　　清潔能源南宮ng，即綠色能源，是指不排放污染物南宮ng、能夠直接用于生產(chǎn)生活的能源，它包括可再生能源。狹義的綠色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能和海洋能。這些能源消耗之后能夠恢復補充，很少產(chǎn)生污染。廣義的清潔能源則包括在能源的生產(chǎn)、及其消費過(guò)程中，選用對生態(tài)環(huán)境低污染或無(wú)污染的能源，如天然氣、清潔煤、核能等。新能源指近幾年發(fā)展的二次能源技術(shù)，如燃料電池、新型二次電池。

　　氫能，一直被認為是一種終極能源，氫氣相比于其他燃料其燃燒產(chǎn)物最清潔，基本只產(chǎn)生無(wú)污染的水，而且燃燒產(chǎn)生的水又可以繼續制氫，反復利用。其次，氫氣燃燒的比能量高，除核燃料以外氫氣的發(fā)熱值是所有燃料中最高的，是汽油發(fā)熱值的3倍。再者，它“輕如鴻毛”，作為我們了解到的最輕的物質(zhì)，即使是加壓液化后的液態(tài)氫，密度也不及鋼鐵的1/10，這種低密度的性質(zhì)使得它可以減輕燃料自重，增大運輸工具的有效載荷量，從而有效降低運輸成本。

　　氫能的利用，將讓人類(lèi)告別碳基能源。2000年，氫的生產(chǎn)成本是石油的40倍，到2010年，這一比例已降至15倍，如今其成本約為石油成本的兩倍，盈虧平衡在望。

　　氫能的主要實(shí)現方式是依靠氫與氧反應將化學(xué)能轉化為電能。由于氫氧反應的副產(chǎn)物是水，沒(méi)有環(huán)境污染問(wèn)題，因此人們對氫作為燃料抱有特別大的期望。自20世紀60年代開(kāi)始，氫能首先被用于火箭和航天飛機發(fā)射等領(lǐng)域，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對環(huán)境保護的重視，氫能源的應用領(lǐng)域逐步擴大到汽車(chē)、飛機燃料和氫燃料電池等方面。

　　要利用氫作為能源，必須解決氫的儲存和運輸問(wèn)題，用高壓氣瓶?jì)浠蛞砸簯B(tài)、固態(tài)儲存都不經(jīng)濟也不安全。據報道，美國能源部在全部氫能研究經(jīng)費中約有50%用于氫的儲存研究。

　　燃料電池(FC)是將化學(xué)能直接轉化為電能的電化學(xué)裝置。簡(jiǎn)單地講南宮ng，是反應物燃料與空氣中的氧發(fā)生電化學(xué)反應而獲得電能和熱能的裝置。能量的轉化過(guò)程為化學(xué)能直接轉化成電能和熱能，形成的電能為低壓直流電能。燃料和氧化劑分別由兩側經(jīng)過(guò)兩極。它的工作過(guò)程相當于電解水的逆反應過(guò)程，電極是燃料和氧化劑向電、水和能量轉化的場(chǎng)所，燃料(以氫氣為主)在陽(yáng)極上放出電子，電子經(jīng)外電路傳到陰極并與氧化劑結合，通過(guò)兩極之間電解質(zhì)的離子導體，使得燃料和氧化劑分別在兩個(gè)電極/電解質(zhì)介面上進(jìn)行的化學(xué)反應構成回路，產(chǎn)生電流。它是繼水力發(fā)電，熱能發(fā)電和核能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。

　　核能是可持續發(fā)展的清潔能源，已經(jīng)被公認為是一種唯一能夠大規模取代常規能源的替代能源。核能被列入我國能源政策之中南宮ng，我國的核電事業(yè)有廣闊的發(fā)展前景，它將是我國實(shí)現國民經(jīng)濟發(fā)展戰略目標所需能源的重要支柱之一。

　　從環(huán)境的角度看，煤和石油的燃燒，造成嚴重的環(huán)境污染，我國許多城市污染濃度達到世界前列。核能是清潔能源，核電站運行不會(huì )排出CO2、SO2及粉塵。統計結果表明，法國因電力供應主要依靠核能，其CO2排放量只有周?chē)弴?5%。

　　與其它能源相比，太陽(yáng)能具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如:(1)地球上一年接受的太陽(yáng)能總量遠遠大于人類(lèi)對能源的需求量。(2)分布廣泛，不需要開(kāi)采和運輸。(3)不存在枯竭問(wèn)題，可以長(cháng)期使用。(4)安全衛生，對環(huán)境無(wú)污染等。因此太陽(yáng)能必將在未來(lái)的能源結構中占有重要的地位，目前其開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)受到人們高度重視，并取得較大的進(jìn)展。

　　在太陽(yáng)能利用方面主要采用的技術(shù)有:光電轉換和光熱轉換。在這些技術(shù)中起關(guān)鍵作用的是光電轉換材料和光熱轉換材料。主要的光電轉換材料是硅和鍺半導體材料，新近開(kāi)發(fā)的GaAs和CdS材料可實(shí)現低成本制造大面積太陽(yáng)能電池，主要產(chǎn)品為太陽(yáng)能電池板。在歐美等發(fā)達國家已有硅太陽(yáng)能電池板的定型產(chǎn)品，我國由中國科學(xué)院等單位研制的硅太陽(yáng)能電池板也在使用和測試中。但目前轉換效率較低(10%~40%)，制造成本較高，大面積使用還有許多工作要做。主要的光熱轉換材料是光吸收材料和相變儲能材料，如表面涂黑的金屬板，多層光吸收和減反射膜等吸光材料，無(wú)機水合鹽、氟石和金屬合金;有機石蠟、多元醇和聚乙烯等固-液和固-固相變儲能材料。

　　風(fēng)能是空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。太陽(yáng)能的一種轉化形式。由于太陽(yáng)輻射造成地球表面各部分受熱不均勻，引起大氣層中壓力分布不平衡，在水平氣壓梯度的作用下，空氣沿水平方向運動(dòng)形成風(fēng)。風(fēng)能資源的總儲量非常巨大，一年中技術(shù)可開(kāi)發(fā)的能量約5.3X10^13千瓦時(shí)。風(fēng)能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，但它的能量密度低（只有水能的1/800），并且不穩定。在一定的技術(shù)條件下，風(fēng)能可作為一種重要的能源得到開(kāi)發(fā)利用。風(fēng)能利用是綜合性的工程技術(shù)，通過(guò)風(fēng)力機將風(fēng)的動(dòng)能轉化成機械能、電能和熱能等。

　　從長(cháng)期來(lái)看，我國的能源形勢非常嚴峻，同時(shí)能源生產(chǎn)與環(huán)境的矛盾也越來(lái)越大。從可持續發(fā)展的戰略眼光來(lái)看，開(kāi)發(fā)利用清潔能源勢在必行。清潔能源不僅解決了能源短缺的危機，也解決了能源與環(huán)境的盾。而能源材料又是各類(lèi)能源中的關(guān)鍵組成部分，因此研究和開(kāi)發(fā)用于節能、貯能、發(fā)電、太陽(yáng)能應用相關(guān)材料，對能源的合理應用，對新能源和清潔南宮ng、無(wú)污染可再生能源的開(kāi)發(fā)都將有著(zhù)重大的理論意義和應用前景。

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