清洁能源的优点和缺点有哪些 8大类清洁能源的优势与好处

摘要：清洁能源，它可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。清洁能源的价值也十分可观，本文简要介绍几种常见的绿色能源：太阳能、地热能、风能、海洋能、生物能、氢能、核能，阐述清洁能源的优点和缺点，以引起大家对绿色能源的重视。 

太阳能清洁能源

太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能，能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源。

太阳能的优点

1、时间长久：根据天文学的研究结果可知，太阳系已存在了50亿年左右的时间，根据太阳辐射的总功率以及太阳上氢的总含量进行估算，太阳能资源尚可继续维持600亿年之久。对于人类存在的年代来说，真的是取之不尽，用之不竭。

2、清洁安全：太阳能素有干净能源、安全能源之称。他不仅毫无污染，远比常规能源清洁，也毫无危险，比原子核能安全多了。

3、普照大地：太阳辐射能既不需要我们开采和挖掘，也不需要运输。普天之下，无论高山、岛屿，大陆、海洋，都一视同仁，既无专利可言，也不可能进行垄断，开发利用极其方便。

4、数量巨大：每年到达地球表面的太阳辐射能约为3630万亿吨标准煤，被陆地表面接受的太阳辐射能也达到762万亿吨标准煤。

太阳能的缺点

1、效率低、成本高：太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说经济型还不能与常规能源相竞争。在今后的相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

2、不稳定性：因为受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，因此，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源竞争的替代能源，那么就必须很好的解决蓄能问题，但现在蓄能也是太阳能利用中一个较为薄弱的环节。

3、分散性：到达地球表面的太阳辐射能的总量虽然大，但是能流密度很低。平均来说，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平米面积上接收到的太阳能平均有1000w；若按全年日夜平均，则只有200w。而在冬季大致只有一半，阴天只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。

风能清洁能源

风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，但它的能量密度低，并且不稳定。在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风能利用是综合性的工程技术，通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机。

风能的优点

1、风能为洁净的能量来源，风力发电是可再生能源，风力发电节能环保。

2、风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于其它发电机。

3、风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。

风能的缺点

1、风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。

2、风能利用受地理位置限制严重，在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。

3、风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。在地势比较开阔，障碍物较少的地方或地势较高的地方适合用风力发电。

4、进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。

5、风速不稳定，产生的能量大小不稳定；且风能的转换效率低。

6、风能是新型能源，相应的使用设备也不是很成熟。现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间。

水能清洁能源

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。河川径流蕴藏着一定的水能。现代的水能利用，主要是利用水能进行发电，也就是水力发电。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

水能的优点

1、水力是可以再生的能源，能年复一年地循环使用，而煤炭。石油、天然气都是消耗性的能源，逐年开采，剩余的越来越少，甚至完全枯竭。

2、水能运营成本低，效率高，用的是不花钱的燃料，发电成本低，积累多，投资回收快，大中型水电站一般3～5年就可收回全部投资。

3、水能没有污染，是一种干净的能源，水力发电还可按需供电。

4、有关水电工程同时改善该地区的交通、电力供供应和经济，特别可以发展旅游业及水产养殖。水电站一般都有防洪启溉、航运、养殖、美化环境、旅游等综合经济效益。

5、水电投资跟火电投资差不多，施工工期也并不长，属于短期近利工程。而且水能发电操作、管理人员少，一般不到火电的三分之一人员就足够了。

6、水力发电还能够控制洪水泛滥、提供灌溉用水、改善河流航动等。

水能的缺点

1、受地形气候影响大：水能分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。水容易受到污染，也容易被地形，气候等多方面的因素所影响。

2、失败有风险：由于洪水泛滥，水坝阻挡了大量的水，自然灾害、人为破坏、施工质量，可能会对下游区域和基础设施造成灾难性的后果。这样的故障可能会影响电力供应和动植物，也可能造成很大的损失和人员伤亡。

3、破坏生态系统：大型水库造成大坝上游大面积淹没，有时会破坏低地、河谷森林和草原。同时也会影响厂区周边的水生生态系统。对鱼类，水鸟和其他动物产生很大的影响。

海洋能清洁能源

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

海洋能的优点

1、海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。

2、海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。

3、海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能；属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能；既不稳定又无规律的是波浪能。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。

海洋能的缺点

1、获取能量的最佳手段尚无共识，大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统。

2、开发使用难度大，海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。

地热能清洁能源

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三联产，先供暖后养殖等。

地热能的优点

1、地热能是较为可靠的可再生能源，能源蕴藏丰富。

2、地热能分布广泛，大部分集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。

3、应用范围广，除地热发电外，直接利用地热水进行建筑供暖、发展温室农业和温泉旅游等利用途径也得到较快发展。

地热能的缺点

1、利用率低：地热蒸汽的温度和压力都不如火力发电高，因此地热利用率低，像盖塞斯的老发电机组的热效率只有14.3%，以致冷却水用量多于普通电站，热污染也比较严重。

2、造成空气污染：从冷却塔排出的废蒸汽和废水中可能含有H2S等有毒气体，应予重视并及时加以处理，以免污染厂区附近的空气。

3、资源再生慢：地热属于再生比较慢的一种资源。地热蒸汽产区只能利用一段时间，其长短难于估计，可能在30—3000a之间。由于取用的水多于回注的水，利用地热发电，最后可能会引起地面沉降，这一点须加以注意。

4、热能行业起步难：地热资源的勘探、开发具有高投入、高风险和知识密集的新兴产业，化解风险的机制和社会保障制度尚未建立起来，影响投资者、开发者的信心、影响了地热产业发展。

生物能清洁能源

生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。

生物能的优点

1、可再生：生物质能源是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。

2、清洁、低碳：生物质能源中的有害物质含量很低，属于清洁能源。同时，生物质能源的转化过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物质能源的使用过程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。

3、替代优势：利用现代技术可以将生物质能源转化成可替代化石燃料的生物质成型燃料、生物质可燃气、生物质液体燃料等。在热转化方面，生物质能源可以直接燃烧或经过转换，形成便于储存和运输的固体、气体和液体燃料，可运用于大部分使用石油、煤炭及天然气的工业锅炉和窑炉中。

4、原料丰富：生物质能源资源丰富，分布广泛。在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能源是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大”能源。

生物能的缺点

1、土地矛盾：生物质能源与农业、林业在资源使用上不协调。能源作物已经开始成为不少国家生物质能源的主体。但是，我国土地资源短缺，存在能源作物和农业、林业争夺土地的矛盾。

2、技术落后：利用装备技术含量低，研发经费投入过少，一些关键技术研发进展不大。例如厌氧消化产气率低，设备与管理自动化程度较差；气化利用中焦油问题未能解决，影响长期应用；沼气发电与气化发电效率较低，二次污染问题没有彻底解决。

3、缺乏相关政策及市场环境：缺乏专门扶持生物质能源发展，鼓励生产和消费生物质能源的政策。在当前缺乏一定的经济补助手段的条件下，难以实现生物质热电联产规模化，竞争能力弱。我国生物燃料乙醇发展缺乏明确的发展目标，没有形成连续稳定的市场需求，还处在“以产定销、计划供应”阶段。国内生物燃料乙醇从生产到销售的各个环节都受到了政府部门的严格控制，是政策性的封闭运行，尚未形成真正意义的市场化。

氢能清洁能源

氢能的性能很好，有很多优点，无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。

氢能的优点

1、所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。

2、氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。

3、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。

4、氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。

5、氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。

氢能的缺点

1、易爆炸(浓度范围6.2-71.4%)。

2、不易储存，液化需要的工艺较复杂。

3、目前尚未开发出有效的制备方法，如果用酸与矿物质反应需要消耗大量矿藏，如果用电解，何不直接用电作能源呢。

核能清洁能源

利用核反应堆中核裂变或聚变所释放出的热能进行发电的方式。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。核能发电能量巨大，以少量的核子燃料即可产生大量的能量。

核能的优点

1、核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

2、核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。

3、核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，暂时没有其他的用途。

4、核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

5、核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

6、核能发电实际上是最安全的电力生产方式。相比较而言，在煤炭、石油和天然气的开采过程中，爆炸和坍塌事故已杀死了成千上万的从业者。

核能的缺点

1、核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

2、核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境中，故核能电厂的热污染较严重。

3、核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。

4、核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

5、兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

6、核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。

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