2023届高考地理必备的热点知识（11）——新能源
新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。对于新能源行业而言，认为这为其提供了福音。综合观察中国的股市行业，也正说明了这一点，中国绿色能源类股票价格飞扬，更多的闲散资金纷纷投入新能源以及环保行业。同时，中国将超过欧洲，成为世界最大的可替代能源增长市场。在此背景下，新能源行业应该抓住这次契机，积极发展风电、太阳能等，提高新能源的比重。从地理角度分析新能源的开发和利用，寻求中国能源的可持续发展。新能源不仅会是高考地理的重要命题的热点，还会对未来社会的发展起着重要的作用。
新能源( NE）：又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
新能源与常规能源
常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。按类别可分为：太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能、海洋能、小水电、化工能（如醚基燃料）、核能等。
新能源的前途
据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很大发展前途。
新能源的特点
1)资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；
2)能量密度低，开发利用需要较大空间；
3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；
4)分布广，有利于小规模分散利用；
5)间断式供应，波动性大，对持续供能不利；
6)除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。
新能源的利用
１、太阳能
一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。利用太阳能的方法主要有：太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说法，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。
２、核能
核能的释放主要有三种形式：
A.核裂变能：所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、钚-239等）的裂变释放出的能量。
B.核聚变能：由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。
C.核衰变：核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。
２、核能
核能的缺陷：
（1）资源利用率低
（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决
（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进
（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制
（5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大。
３、海洋能
海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。
海洋能特点：
（１）海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大。
（２）海洋能具有可再生性。
（３）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。
４、风能
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛，为风力发电的主流机型。
５、生物质能
生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但利用率不到3%。生物质能(又名生物能源)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料，通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。只要适当地执行，生物质能也是一种宝贵的可再生能源，但要看生物质能燃料是如何产生出来。
６、地热能
地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。中国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦。
７、氢能
氢能的优点：
（１）安全环保：氢气无味无毒，不会造成人体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。
（２）高温高能：1kg氢气的热值为34000Kcal, 是汽油的三倍。氢氧焰温度高达2800度，高于常规液气。
（３）热能集中：氢氧焰火焰挺直，热损失小，利用效率高。
自动再生：氢能来源于水，燃烧后又还原成水。
（４）催化特性： 氢气是活性气体催化剂，可以与空气混合方式加入催化燃烧所有固体，液体、气体燃料。加速反应过程，促进完全燃烧，达到提高焰温、节能减排之功效。
（５）还原特性：各种原料加氢精炼。
７、氢能
氢能的优点：
（６）变温特性：可根据加热物体的熔点实现焰温的调节。
来源广泛：氢气可由水电解制取，水取之不尽，而且每kg水可制备1860升氢氧燃气。
（７）即产即用：利用先进的自动控制技术，由氢氧机按照用户设定的按需供气，不贮存气体。
（８）应用范围广：适合于一切需要燃气的地方。
氢能的缺点：
（1）制取成本高，需要大量的电力；
（2）生产、存储难：氢气密度小，很难液化，高压存储不安全。
新能源的发展前景
中国未来新能源发展的战略可分为三个发展阶段：第一阶段到2010年，实现部分新能源技术的商业化。第二阶段到2020年，大批新能源技术达到商业化水平，新能源占一次能源总量的18%以上。第三阶段是全面实现新能源的商业化，大规模替代化石能源，到2050年在能源消费总量中达到30%以上。
新能源作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，将为新能源大规模开发利用提供坚实的技术支撑和产业基础。
1、风能无论是总装机容量还是新增装机容量，全球都保持着较快的发展速度，风能将迎来发展高峰。风电上网电价高于火电，期待价格理顺促进发展。
2、生物质能有望在农业资源丰富的热带和亚热带普及，主要问题是降低制造成本，生物乙醇、生物柴油以及二甲醚燃料应用值得期待。
3、太阳能随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来中国国内光伏容量将大幅增加。
4、汽车新能源环境污染、能源紧张与汽车行业的发展紧密相联，国家大力推广混合动力汽车，汽车新能源战略开始进入加速实施阶段，开源节流齐头并进。
现代可再生能源技术发展极为迅速，在2010年后不久超过天然气，成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低，假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会，使其摆脱依赖于补贴的局面，并推动新兴技术进入主流。在本期预测中，风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源（生物质能除外）的增长速度为7.2%，超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加，但其电力的份额下降两个百分点至14%。
新能源开发现状
1、风力发电增长迅速，装机容量不断提高
全球风能蕴量巨大，比地球上可开发利用的水能总量大10倍。随着技术水品的提高和市场不断扩大，近年来风力发电增长迅速。
2、太阳能光伏发电快速发展、原材料成本有所下降
近几年国际上光伏发电快速发展，世界上已建成了10多万兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。世界光伏组件在过去15年平均增长率约15%，20世纪90年代后期，发展更加迅速，1999年光伏组件生产到达200兆瓦，商品化电池效率从10-13提高到13-15，生产规模从1-5兆瓦/年发展到5-25兆瓦，同时光伏组件的生产成本有所下降到3美元/瓦以下。
开发新能源的意义
1、新能源是人类社会未来能源的基石，是化石能源的代替能源
在人们的生活中，人们主要使用的能源是石油、天然气和煤炭等是化石燃料。随着经济的发展、人口的增加、社会生活的提高，预计未来世界能源消耗量将以每年2.7%的速度增长。根据目前国际上通行的能源预测，石油资源将在40年内枯竭，天然气资源将在60年内用光，煤炭资源也只能使用220年。根据国际权威单位的预测，到21世纪60年代，即2060年，全球新能源的比例，将会发展到占世界能源构成的50%以上，成为人类社会未来能源的基石，世界能源舞台的主角，目前大量燃用的化石能源的代替能源。
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2、新能源清洁干净，是与人类赖以生存的地球生态环境相协调的清洁能源
化石燃料的大量燃烧，是造成大气污染的主要因素，而如何在开发和使用能源的同时，保护好人类赖以生存的地球生态环境，已经成为重大全球性问题，因此，限制和减少化石燃料燃烧产生的CO2等气体的排放，已成为国际社会减缓全球气候变化的重要组成部分。由此可见，新能源是保护生态环境的清洁能源，采用新能源以逐渐减少和代替化石能源的使用，是保护生态环境、走向经济社会可继续发展之路的重大措施。
3、新能源是世界20多亿无电人口和特殊用途解决供电问题的实现能源
迄今，世界上不发达国家还有20 多亿人口尚未用上电，其中我国约占6000多万人。由于无电，这些人大多仍然过着贫困落后、日出而作、日落而息、远离现代文明的生活。这些地方，缺乏常规能源资源，但自然资源丰富，人口稀少，并且用电负荷不大，因而发展新能源是解决其供电问题的重要途径。
加快新能源经济的发展
１、发展新能源经济，要借鉴和吸取国际经验，进行目标引导、政策激励、产业扶持和资金支持；坚持开发利用与经济、社会和环境相协调，市场开发与产业发展互相促进，近期开发利用与长期技术储备相结合，政策激励与市场机制相结合的原则，按照总体规划、分类实施、突出重点、技术创新、滚动发展的思路，挖掘新能源资源优势，加快新能源产业的发展。
２、要在全面开展新能源资源调查，摸清资源赋存情况的前提下，组织力量编制新能源中长期发展规划，提出发展的阶段性目标、产业布局、发展重点，对新能源的发展做统筹规划和安排。要明确新能源产业发展的指导思想、发展方向、发展目标和发展重点，制定具体的发展措施，努力推进新能源产业科学化、有序化发展。
３、开放新能源市场准入条件，加大招商引资力度。新能源依然是国际投资的热点，要把吸引新能源投资作为应对危机、扩大投资规模的重要方向，积极促进新能源经济发展，保持新能源投资的适度增长。
４、新能源生产成本高，目前，提供财政“补贴”是各国政府扶助新能源企业的主要手段。这种支持包括向新能源产品的生产者提供资助和税收减免，以及给产品的购买者提供消费补贴和退税等方面的刺激，鼓励更多民众和企业尝试新能源产品。
新能源的开发利用