能源是發(fā)展農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防、科學(xué)技術(shù)和保障人民生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界最重要的三大化石燃料，它們以及從中分離出來(lái)的各種燃料照亮了我們這個(gè)世界，使整個(gè)世界變得美麗多姿。然而，這些資源在地球上的蘊(yùn)藏量是有限的，按照目前這些能源的消耗速度，并考慮人口增長(zhǎng)等因素，有人估計(jì)石油和天然氣不過(guò)幾十年，煤不過(guò)幾百年就會(huì)消耗完。
我們一方面要節(jié)約開(kāi)發(fā)現(xiàn)有的能源，另一方面還要研究和開(kāi)發(fā)如太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、氫能、核能、潮汐能等新的能源。
新能源又稱(chēng)非化石能源，是指除煤炭、石油和天然氣等化石能源之外的各種能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、水能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等，具有儲(chǔ)量大、污染小等特點(diǎn)，屬于綠色、環(huán)保、清潔、安全、高效的能源。對(duì)于解決能源礦產(chǎn)的枯竭問(wèn)題、地球環(huán)境的污染問(wèn)題，以及煤礦開(kāi)采的安全問(wèn)題具有重要意義。
1.太陽(yáng)能
太陽(yáng)照射到地面的能量相當(dāng)于全球能耗的1.6萬(wàn)倍，既無(wú)污染，又是永久性能源?？上?yáng)輻射到地球的能量密度太低，只有1kW／平方米。太陽(yáng)能的利用形式主要有兩種：一是熱能的直接利用，如利用鏡面或反射槽將太陽(yáng)光聚焦在收集器上，由中間介質(zhì)吸熱產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)氣輪機(jī)組發(fā)電；另一種形式是利用小型太陽(yáng)能裝置為房屋采暖供熱，現(xiàn)己大量應(yīng)用。
發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，如美國(guó)“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃、日本“600個(gè)屋頂”太陽(yáng)能電池系統(tǒng)等。我國(guó)對(duì)西部地區(qū)把太陽(yáng)能的利用列為重點(diǎn)，因?yàn)槲鞑康貐^(qū)日照好、居民分散，適合發(fā)展太陽(yáng)能。
2.地?zé)崮?/SPAN>
地?zé)崮苁侵纲A存在地球內(nèi)部的可再生能源，起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。其儲(chǔ)量比目前人們所利用的總量多很多倍，而且集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶、該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。地下水的深處循環(huán)和來(lái)自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然涌出的熱蒸汽和水（也稱(chēng)溫泉）而到達(dá)地面，它們廣泛被用于洗浴和蒸煮。通過(guò)鉆井，這些熱能可以從地下的儲(chǔ)層引入水池、房間、溫室和發(fā)電站。這種熱能的儲(chǔ)量相當(dāng)大。
如北京奧運(yùn)村項(xiàng)目、上海世博園項(xiàng)目、北京當(dāng)代萬(wàn)國(guó)城、北京用友軟件園、北京果品市場(chǎng)、天津工業(yè)大學(xué)新校區(qū)熱泵系統(tǒng)工程。
3.風(fēng)能
太陽(yáng)能在地面上約2％轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能，全球風(fēng)力用于發(fā)電功率可達(dá)11.3萬(wàn)億kW，很有發(fā)展前景。風(fēng)能與風(fēng)速密切相關(guān)，我國(guó)沿海與西北地區(qū)的風(fēng)力資源豐富，大有作為，但風(fēng)車(chē)材料是關(guān)鍵。一個(gè)2.5MW的風(fēng)車(chē)，轉(zhuǎn)子葉片直徑要
新疆、內(nèi)蒙古自治區(qū)、山東等各省都有規(guī)模的風(fēng)能項(xiàng)目。
3.核能
原子核在聚變和裂變時(shí)，能放出巨大的能量，簡(jiǎn)稱(chēng)核能。核裂變的燃料是鈾、钚等物質(zhì)，核聚變的燃料是氘、氚等物質(zhì)。有些物質(zhì)，例如釷，本身并非核燃料，但經(jīng)過(guò)核反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為核燃料。核能不僅單位質(zhì)量產(chǎn)生的能量大，而且資源豐富。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，地球上已勘探到的鈾礦和釷礦資源，按蘊(yùn)藏的能量計(jì)算，相當(dāng)于地殼中有機(jī)燃料能量的20倍，如果將可控聚變反應(yīng)產(chǎn)生能量用于工業(yè)，那么人類(lèi)就更不必為能源供應(yīng)擔(dān)憂(yōu)了。
核能發(fā)電是利用核能的重要形式。從廿世紀(jì)50年代第一座核電站建成以來(lái)越來(lái)越受到人們重視，許多國(guó)家先后建造了核電站。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2002年底世界上已有30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)建成約441座核電站，發(fā)電容量約為3.6億千瓦。預(yù)計(jì)到2030年，世界核電站總數(shù)將達(dá)到1000座，核發(fā)電量將占總發(fā)電量的三分之一，可以預(yù)期在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)核電將成為電力工業(yè)的支柱。
核能除了用來(lái)發(fā)電外，還可以作為船舶、火箭、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的動(dòng)力能源。特別是核動(dòng)力不需要空氣助燃，因而它在地下、水下、空間等缺乏空氣的環(huán)境下作為特殊動(dòng)力，它將是人類(lèi)開(kāi)發(fā)海底世界的理想能源。
中國(guó)核電工業(yè)現(xiàn)在有11座反應(yīng)堆在運(yùn)行，并且還在以每年10座的增速迅猛發(fā)展。鑒于中國(guó)是目前世界上主要的碳排放國(guó)，核電規(guī)模的擴(kuò)張對(duì)減排而言是相當(dāng)有益的。
4.氫能
氫被認(rèn)為是理想能源，資源豐富、熱值高、無(wú)污染。但是氫作為能源，存在兩個(gè)問(wèn)題，一是氫的來(lái)源，只能通過(guò)電解水，太陽(yáng)能分解水，生物制氫，以及化工、冶金等流程制氫，這就需要消耗能源；二是氫在存儲(chǔ)、運(yùn)輸及應(yīng)用過(guò)程中容易發(fā)生爆炸，加上氫對(duì)材料產(chǎn)生氫脆、氫腐蝕，以及氫滲漏等，所以近年來(lái)對(duì)儲(chǔ)氫材料的研究很多。一種儲(chǔ)氫方式是將材料與氫結(jié)合成為氫化物，需要時(shí)加熱放氫，放完后還可繼續(xù)充氫。同時(shí)儲(chǔ)氫材料又是高能蓄電池的負(fù)極。目前正在研究的納米碳管，因其儲(chǔ)氫能力大而受到廣泛關(guān)注。
5.潮汐能
潮汐能是一種海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋轉(zhuǎn)，這種水位的上升以周期為12小時(shí)25分和振幅小于