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清潔能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能、生物能（沼氣）、海潮能這些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。
基本信息
清潔能源和含義包含兩方面的內容：
?。?）可再生能源：消耗后可得到恢復補充，不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生污染物。如太陽能、風能，生物能、水能，地熱能，氫能等；
?。?）非再生能源：在生產(chǎn)及消費過程中盡可能減少對生態(tài)環(huán)境的污染，包括使用低污染的化石能源（如天然氣等）和利用清潔能源技術處理過的化石能源，如潔凈煤、潔凈油等。
核能雖然屬于清潔能源，但消耗鈾燃料，不是可再生能源，投資較高，而且?guī)缀跛械膰?，包括技術和管理最先進的國家，都不能保證核電站的絕對安全，前蘇聯(lián)的切爾諾貝利事故和美國的三里島事故影響都非常大，日本也出現(xiàn)過核泄漏事故，核電站尤其是戰(zhàn)爭或恐怖主義襲擊的主要目標，遭到襲擊后可能會產(chǎn)生嚴重的后果，所以目前發(fā)達國家都在緩建核電站，德國準備逐漸關閉目前所有的核電站，以可再生能源代替，但可再生能源的成本比其他能源要高。
可再生能源是最理想的能源，可以不受能源短缺的影響，但也受自然條件的影響，如需要有水力、風力、太陽能資源，而且最主要的是投資和維護費用高，效率低，所以發(fā)出的電成本高，現(xiàn)在許多科學家在積極尋找提高利用可再生能源效率的方法，相信隨著地球資源的短缺，可再生能源將發(fā)揮越來越大的作用。
發(fā)展前景
隨著世界各國對能源需求的不斷增長和環(huán)境保護的日益加強，清潔能源的推廣應用已成必然趨勢。專家預測，由于天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電具有高效、運行靈活、投資少和建設時間短等優(yōu)勢，其發(fā)電占全世界發(fā)電燃料的比例，將從2003年的19%增加到2030年的22%。2003～2030年，天然氣發(fā)電裝機容量將增加10．7億千瓦，占全球發(fā)電裝機容量的比例將從27%增加到33%。核電發(fā)展也呈現(xiàn)提升勢頭。展望未來，2003～2030年，國際上核電裝機容量將從3．61億千瓦增加到4．38億千瓦。其中，中國、印度和俄羅斯核電裝機容量增加最多。全世界核電發(fā)電量將從2003年的2．5萬億千瓦時，增加到2030年的3．3萬億千瓦時。水電及其他清潔能源發(fā)電均有望提高。到2030年，聯(lián)網(wǎng)的水電和其他清潔能源發(fā)電裝機容量將比2003年增加5．53億千瓦。這其中，大部分的增長來自亞洲國家的大型水電。中國將是水電增加最多的國家，印度、老撾和越南都有開發(fā)水電的計劃。而受高油價等因素影響，用燃油發(fā)電占全世界發(fā)電的比例將從2003年的10%降低到2030年的7%。
清潔能源的發(fā)展前景呈現(xiàn)出積極向好的態(tài)勢，這主要得益于全球對氣候變化的關注、能源結構的轉型以及技術進步等多方面因素的推動。以下是對清潔能源發(fā)展前景的詳細分析：
一、全球清潔能源投資持續(xù)增長
據(jù)標普全球商品洞察等機構預測，清潔能源技術（CET）投資將持續(xù)增長。到2024年，清潔能源技術投資預計將增長15%，達到近8000億美元，其中以太陽能為主。到2030年，這一投資總額有望進一步增長至1萬億美元。這表明全球范圍內對清潔能源的投資熱情高漲，為清潔能源的發(fā)展提供了充足的資金支持。
二、清潔能源技術成本持續(xù)下降
隨著技術的進步和規(guī)模效應的顯現(xiàn)，清潔能源技術的平均成本將持續(xù)下降。預計到2030年，清潔能源技術的平均資本支出將再下降15%-20%。這將使得清潔能源在經(jīng)濟性上更具競爭力，進一步推動其在全球能源結構中的占比提升。
三、清潔能源發(fā)電量快速增長
全球范圍內，清潔能源發(fā)電量正在快速增長。據(jù)相關報告預測，到2024年，清潔能源發(fā)電量將達到顯著水平。以中國為例，2023年清潔能源發(fā)電量達到31906億千瓦時，比上年增長7.8%。預計未來幾年，這一趨勢將持續(xù)保持，清潔能源在能源消費中的比重將不斷上升。
四、政策支持力度加大
各國政府紛紛出臺政策支持清潔能源的發(fā)展。例如，歐洲在碳捕集與封存（CCUS）、二氧化碳去除（CDR）和氫能等新技術方面加大投資力度；美國通過《通脹削減法案》提供稅收抵免以支持清潔能源項目；中國則通過完善綠色電力消費政策體系等措施推動清潔能源的發(fā)展。這些政策為清潔能源的發(fā)展提供了有力的制度保障。
五、技術創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)升級
清潔能源技術的不斷創(chuàng)新是推動其產(chǎn)業(yè)升級的重要動力。例如，太陽能光伏電池和風力渦輪機的效率不斷提升；電池儲能系統(tǒng)的成本下降和性能提升使得其在大規(guī)模應用中更具可行性；氫能技術的突破則為清潔能源的儲存和運輸提供了新的解決方案。這些技術創(chuàng)新將進一步推動清潔能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
六、市場需求持續(xù)增長
隨著全球對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重視，越來越多的消費者和企業(yè)開始關注清潔能源產(chǎn)品和服務。這種社會責任感促使他們選擇清潔能源產(chǎn)品和服務，從而推動市場需求的持續(xù)增長。特別是在一些發(fā)達國家和發(fā)展中國家的大城市中，清潔能源的市場需求更為旺盛。
七、國際合作加強
清潔能源的發(fā)展離不開國際合作。各國在清潔能源技術研發(fā)、項目投資、市場開拓等方面加強合作與交流，共同推動全球清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，中國與其他國家在風電、光伏等領域開展廣泛合作，共同推動全球清潔能源技術的進步和應用。
綜上所述，清潔能源的發(fā)展前景廣闊而美好。隨著全球對氣候變化的關注、能源結構的轉型以及技術進步等多方面因素的推動，清潔能源將在全球能源消費中占據(jù)越來越重要的地位。
海洋能
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(fā)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。
1、潮汐能
2、波浪能
3、海水溫差能
4、鹽差能
5、海流能
太陽能
1、光與熱的轉換。如太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)等。
2、 光與電的轉換，如太陽能電池板、太陽能車、船等。
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(chǎn)生其他有害的氣體或固體廢料，是一種環(huán)保、安全、無污染的新型能源。
開展的對太陽能綜合利用的全生命評估（LCA）結果顯示，以往的太陽能光電轉換的利用方式，由于依賴太陽能電池板這一生產(chǎn)過程中高污染、高耗能的材料，因此利用成本和環(huán)境代價都較高。研究的熱電在太陽能熱利用方向上。
風能
地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風。風能資源決定于風能密度和可利用的風能年累積小時數(shù)。風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關系。據(jù)估算，全世界的風能總量約1300億千瓦。風能資源受地形的影響較大，世界風能資源多集中在沿海和開闊大陸的收縮地帶。在自然界中，風是一種可再生、無污染而且儲量巨大的能源。隨著全球氣候變暖和能源危機，各國都在加緊對風力的開發(fā)和利用，盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護我們賴以生存的地球。
風能的利用主要是以風能作動力和風力發(fā)電兩種形式，其中又以風力發(fā)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(fā)動機的優(yōu)點是：投資少、工效高、經(jīng)濟耐用。
氫能
1、所有氣體中，氫氣的導熱性最好，比大多數(shù)氣體的導熱系數(shù)高出10倍，因此在能源工業(yè)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(jù)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(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。據(jù)推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產(chǎn)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(fā)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(fā)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(chǎn)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(huán)境有害的污染物質，少量的氮化氫經(jīng)過適當處理也不會污染環(huán)境，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復循環(huán)使用。
生物能
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(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。所有生物質都有一定的能量,而作為能源利用的主要是農(nóng)林業(yè)的副產(chǎn)品及其加工殘余物,也包括人畜分糞便和有機廢棄物.生物質能為人類提供了基本燃料。甜高粱是主要的生物質能，中國甜高粱最早是科學家于1965年開始培育的雅津系列甜高粱品種，甜高粱耐澇、耐旱、耐鹽堿，適合從海南島到黑龍江地區(qū)種植，糖錘度在18-23%，每4畝甜高粱秸稈可生產(chǎn)1噸無水生物乙醇。中國汽油中的甜高粱生物乙醇比例占10%。中國生物質能儲量豐富70%的儲量在廣大的 農(nóng)村 ，應用也是主要在農(nóng)村地區(qū)。已經(jīng)有相當多的地區(qū)正在推廣和示范農(nóng)村沼氣技術，技術簡單成熟，正在逐步得到推廣。
生物能具備下列優(yōu)點:
(1)、提供低硫燃料。
(2)、提供廉價能源(于某些條件下)。
(3)、將有機物轉化成燃料可減少環(huán)境公害(例如，垃圾燃料)。
(4)、與其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術上的難題較少。
至于其缺點有:
(1)、植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物，
(2)、單位土地面的有機物能量偏低，
(3)、缺乏適合栽種植物的土地，
(4)、有機物的水分偏多(50%～95%)
地熱能
天然熱能
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(fā)及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度，而在80至100公英里的深度處，溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地熱能是可再生資源。
利用
1、200～400℃直接發(fā)電及綜合利用；
2、150～200℃雙循環(huán)發(fā)電，制冷，工業(yè)干燥，工業(yè)熱加工；
3、100～150℃雙循環(huán)發(fā)電，供暖，制冷，工業(yè)干燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品；
4、50～100℃供暖，溫室，家庭用熱水，工業(yè)干燥；
5、20～50℃沐浴，水產(chǎn)養(yǎng)殖，飼養(yǎng)牲畜，土壤加溫，脫水加工。
現(xiàn)在許多國家為了提高地熱利用率，而采用梯級開發(fā)和綜合利用的辦法，如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，先供暖后養(yǎng)殖等。
地熱發(fā)電
蒸汽型地熱發(fā)電
熱水型地熱發(fā)電
地熱供暖
地熱務農(nóng)
地熱行醫(yī)
水能
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。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源；狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規(guī)能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用，它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水循環(huán)，使之持續(xù)進行。地表水的流動是重要的一環(huán)，在落差大、流量大的地區(qū)，水能資源豐富。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。世界上水力發(fā)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(fā)電。
包括常規(guī)能源的清潔利用，如煤的氣化和液化；可再生能源如太陽能、風能、水能、海洋能、地熱能、生物能的利用；以及新能源（如氫燃料）的開發(fā)。氫燃料的發(fā)熱值為同等重量碳的4倍，燃料產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染，是未來理想的清潔能源。
核能
核能（或稱原子能）是通過轉化其質量從原子核釋放的能量，符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc2，其中E=能量，m=質量，c=光速常量。核能通過三種核反應之一釋放：1、核裂變，打開原子核的結合力。2、核聚變，原子的粒子熔合在一起。3、核衰變，自然的慢得多的裂變形式。
優(yōu)點
1.核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。
2.核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應的二氧化碳。
3.核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，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(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。
缺點
1.核能電廠會產(chǎn)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(fā)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(huán)境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。
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(fā)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(huán)境，會對生態(tài)及民眾造成傷害。
中國現(xiàn)狀
核能是清潔的能源，中國已經(jīng)建有的核電站分別有秦山核電站、大亞灣核電站、嶺澳核電站等。運行情況良好。是中國主要的發(fā)電來源之一，地位僅次于煤炭和水電。根據(jù)新浪網(wǎng)消息，中國政府近期規(guī)劃在2006年至2010年期間，將積極發(fā)展核電，重點建設百萬千瓦級核電站；遠期規(guī)劃是到2020年，每年核發(fā)電能力，從8700兆瓦，增加到4萬兆瓦，意味著2006～2020年的14年里， 中國將增建30座核電廠。
2023年3月5日，國務院總理李克強在政府工作報告中指出，五年來，清潔能源消費占比由20.8%上升到25%以上。
發(fā)展現(xiàn)狀及前景
清潔能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景可以從以下幾個方面進行概述：
一、清潔能源發(fā)展現(xiàn)狀
1、全球視角
投資增長：據(jù)國際能源署（IEA）發(fā)布的報告，2023年全球能源投資總額約為2.8萬億美元，其中60%投向了清潔能源領域。太陽能產(chǎn)業(yè)的投資首次超過了石油產(chǎn)業(yè)，全年投資總額高達3800億美元，而石油生產(chǎn)領域的投資則為3700億美元。這一數(shù)據(jù)充分表明，清潔能源已成為全球能源投資的熱點。
裝機容量與發(fā)電量：2023年，全球新增可再生清潔能源發(fā)電裝機達510吉瓦，其中太陽能光伏發(fā)電占四分之三，成為絕對主力。得益于太陽能和風能發(fā)電裝機的快速增長，全球可再生清潔能源發(fā)電量占比首次超過30%。
2、中國視角
裝機容量與發(fā)電量：據(jù)中國電力建設企業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2024年第一季度，清潔能源新增發(fā)電裝機容量6305萬千瓦，占全國新增發(fā)電裝機容量的90.81%，同比增長31.46%；清潔能源發(fā)電量為6344億千瓦時，約占全國發(fā)電量的28.35%，同比增長10.12%。
投資規(guī)模：2024年第一季度，清潔能源投資完成額1173億元，同比增長6.64%；電網(wǎng)投資完成額766億元，同比增長14.67%，電網(wǎng)投資完成額近五年來首次在一季度突破700億元。
政策支持：中國政府高度重視清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，制定了一系列規(guī)劃和政策，包括《可再生能源法》、《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》、《關于促進非化石能源發(fā)展若干政策措施的意見》等，為清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的法律保障和政策支持。
二、清潔能源發(fā)展前景
1、全球趨勢
持續(xù)增長：隨著全球對環(huán)境保護和氣候變化的日益關注，清潔能源的需求不斷增長。預計未來清潔能源將占據(jù)全球能源消費的重要地位，推動全球能源結構的轉型和升級。
技術創(chuàng)新：清潔能源技術更新?lián)Q代速度較快，各國將不斷投入研發(fā)和創(chuàng)新以保持競爭力。這將進一步提升清潔能源的效率和降低成本，推動其更廣泛的應用。
2、中國展望
發(fā)展目標：中國已提前6年實現(xiàn)了到2030年風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上的目標。未來，中國將繼續(xù)推動風電光伏大規(guī)模高質量發(fā)展，穩(wěn)步提高核電在能源和電力消費中的比重。
市場潛力：中國作為全球最大的風電和光伏市場，在推動技術進步和成本下降方面取得了顯著成就。隨著技術的不斷進步和政策的持續(xù)推動，中國清潔能源產(chǎn)業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和市場機遇。
國際合作：中國在清潔能源領域的成功經(jīng)驗和技術優(yōu)勢將為國際合作提供重要支撐。中國將積極參與全球能源治理和合作，共同推動全球能源結構的綠色低碳轉型。
綜上所述，清潔能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景均呈現(xiàn)出積極向上的態(tài)勢。隨著全球對環(huán)境保護和氣候變化的日益關注以及技術的不斷進步和政策的持續(xù)推動，清潔能源將成為未來能源消費的主體并推動全球能源結構的轉型和升級。
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