随着能源危机和环境污染的日趋严重，人们已经认识到，地球上的常规能源已经无法满足人类社会可持续发展的需要了。特别是进入21世纪以来，随着高科技的层出不穷，能源的储量、生产和使用之间的矛盾日益突出，成为了世界各国亟待解决的重大问题。而且环境污染和生态破坏的问题也越来越严重。因此，寻找对环境无污染或污染很小的可再生能源就成为21世纪科学家们的重要任务。
目前，太阳能、核能、风能、海洋能和生物能等可再生能源的发展和应用为人类的能源问题指出了一条道路。它们的应用不但推动了社会生产力的进步，还使得人类从有限的一次能源使用转向多样化的、再生的、取之不尽的洁净能源的使用。使用洁净的可再生能源是人类绿色革命的重要组成部分，这对优美环境的恢复无疑是非常有益的。
开发新能源势在必行
自从原始人懂得使用火以后，能源就成了人类文明的重要物质基础。到了近代，能源技术出现了3次重大突破，即蒸汽机、电力和原子能的发明及应用。这三次突破，成为推动社会生产力飞跃发展的巨大动力。
在近代，世界能源结构有过2次大的转变：第一次是从18世纪开始从薪柴转向煤；第二次是从20世纪20年代开始，从煤转向石油和天然气。现在，世纪能源正在经历着第三次大转变，就是从石油和天然气逐步转向新能源。
煤、石油、天然气都是不能再生的矿物燃料，用去一点就会少一点，总有一天会被全部用完。另一方面，新技术革命的兴起带来了许多新的生产体系，相应地对能源系统也提出了清晰的要求，其中特别是要求尽可能地采用可以再生的、分散的、多样化的能源。因此专家们认为，新能源是世界新的产业革命的动力，是未来世界能源系统的基础。换句话说，新能源必将成为未来世界能源舞台上的主角。
据专家们预测，大约再过半个世纪，也就是到21世纪中叶前后，核能、太阳能将成为世界能源系统的支柱。
今天的人类已步入信息时代。今天的能源，已经今非昔比，已经不是指某一两种单一的物质，而是汇合煤、石油、天然气、水力、核能、太阳能、地热能、风能、海洋能以及沼气能、氢能、电能等等的总称。
1992年9月在西班牙首都马德里召开的第15届世界能源大会上，提出了“能源与生命”的响亮口号。世界各国的有识之士都在大声疾呼，呼吁各国政府尽可能限制化石能源消耗量的增长，并大力发展可再生能源。据欧盟国家统计，在这些国家中若能以可再生能源取代目前所用化石燃料发电量的1％，那么每年将可减少1500万吨二氧化碳的排放量，仅这一项所带来的环境效益就是十分惊人的。
能源问题对社会经济发展起着决定性的作用。20世纪50~70年代，由于中东廉价石油的大量供应，导致整个资本主义世界经济的飞速发展。而1973年中东战争爆发以后，由于中东各国限制石油产量，提高石油价格，带来了资本主义世界长时间的经济危机。争夺能源，成了持续8年之久的两伊冲突及1991年春天震惊世界的海湾战争等一系列国际争端的导火索。
根据国际能源专家的预测，地球上蕴藏的煤炭将在今后200年内开采完毕，石油将在今后三四十年内告罄，天然气也只能再维持五六十年。可见，能源问题必将成为长期困扰人类生存和社会发展的一个主要问题。
国际经济界提供的分析统计数据表明，由于能源短缺而造成的国民经济损失，相当于能源本身价值的20~60倍。1956年，美国由于短缺1.16亿吨标准煤，使得其国民生产总值减少了930亿美元；日本由于短缺0.6亿吨标准煤，导致其国民生产总值减少了485亿美元。1988年，我国由于缺电而导致国民生产总值减少了2000亿元人民币，这个数目相当于这一年我国国民生产总值的1／60，无怪乎人们把能源比作社会经济发展的“火车头”。
专家们预计，在今后二三十年内，将是新能源（包括核能和可再生能源）技术大发展的时期。根据世界能源会议的有关资料，目前世界新能源的开发总量大约是1.5亿吨油产量，预计到2020年将达到15亿吨油产量。
专家们还预计，在今后30年中，拉丁美洲和中国及太平洋地区可再生能源的发展比重最大，约占世界总量的45％；其次为北美和中南亚地区，约占世界总量的25％。而从新能源技术的发展来看，北美、拉美和中国及太平洋地区的发展潜力最大，约占世界新能源发展总量的65％以上。
我国作为一个人口众多的发展中国家，尽管拥有相当数量的煤和石油资源，也拥有一些天然气资源，但是按人均值来计算，我国在世界上仍属于贫能国。在当前经济迅猛发展、能耗直线上升而环境问题日趋严峻的形势下，我国更是特別需要有一个长远的能源发展战略，要在厉行节能的前提下，采取多能互补的政策，特别要下大力气开发利用新能源和可再生能源。
从长远来看，人类要在这个星球上长期生存和繁衍下去，就非大力发展可再生能源不可。因为化石能源不可能永远利用下去，只有可再生能源才是取之不尽、用之不竭的。近代物理学和天文学已经充分证明，以天体物理运动所发出的能量为基础的可再生能源，实际上是无限的，它能与日月同辉，和宇宙共存。
知识点自然资源分类
科学家将人类所利用的自然资源分为两类：一是不可再生资源，二是可再生资源。不可再生资源是指被人类开发利用一次后，在相当长的时间，如千百万年之内都不可自然形成或产生的物质资源。这类资源包括自然界的各种金属矿物、非金属矿物、岩石、石油和天然气等。
可再生资源是指被人类开发利用一次后，在一定时间，如一年内或数十年内就通过天然或人工活动可以循环地自然生成、生长、繁衍，有的还可不断增加储量的物质资源。这类资源包括地表水、土壤、植物、动物、水生生物、微生物、森林、草原、空气、阳光、气候资源和海洋资源等。
经济清洁的核能
1954年，前苏联建成世界上第一座核电站。多年来，特别是最近一二十年来，核能技术发展很快。现在全世界有几十个国家在发展核能发电，已经建成和正在兴建的核电站总计达500多座，目前核能发电已达世界电力需求的20％左右。核能具有如下几方面特点。
中国大亚湾核电站
1.它的能量巨大，而且非常集中。根据计算，1克铀235原子核裂变时所发出的能量相当于2.5吨标准煤完全燃烧时所释放的热能，或相当于1吨石油完全燃烧时所释放的热能。
2.运输方便，适应性强。有人把核电站与火电站做了个形象的比较：一座20万千瓦的火电站，一天要烧掉3000吨煤，这些燃料需要用100个火车皮来运送；而一座发电能力与此相当的核电站，一天只需要消耗1千克铀，而1千克铀的体积大约只有3个火柴盒摞起来那么大。
3.核资源储量丰富，可以说取之不尽、用之不竭。尽管现已探明的陆地上的铀资源很有限，但海水中的铀资源极为丰富，每1000吨海水中大约含铀3克，世界各大洋中铀的总含量可达40多亿吨。不过，从海水中提取铀在技术上还有一些难题需要进一步研究解决。
4.核电成本低，一般比火力发电低20％~50％。
目前世界各国的核电站大多数采用“热中子反应堆”（简称“热堆”）。在这种反应堆中有用的核燃料是铀235，而铀235只占天然铀总量的0.7％，其余都是核废料铀238。为使目前的核废料变成发电的有用之物，必须加紧发展“快中子反应堆”（简称“快堆”）技术。
其实核电是一种安全、经济、清洁的能源。从经济上说，核电站的一次性投资确实要比火电站大一些。以我国秦山核电站为例，每千瓦单位造价大约需要4000元，而火电站一般在1900元左右。然而，衡量电站的经济性，不仅要看最初的基建投资，还要计算电站运行以后消耗的燃料、设备折旧、维护管理等费用。以装机容量吉（109）瓦的火电站与核电站作对比，仅每年耗费的燃料一项，火电站需要300万~350万吨原煤，而核电仅需30吨核燃料。请想一想，300万吨煤需要多少列火车、多少艘轮船来运输，又需要多大一个燃料堆放场地！国际上对核电的成本与煤电成本作过比较，在法国，煤电成本是核电成本的1.75倍，德国为1.64倍，意大利为1.57倍，日本为1.51倍，韩国达到1.7倍。美国早在1962年就使核电成本低于煤电成本。这是核电在一些国家得到较快发展的原因之一。
一些读者也许还在为核电站排放的废气、废物、废水而担心。有位专家这样说，核电站的运行，既不释放火电站所必然产生的氧化氮、二氧化硫，也不产生二氧化碳。这些排放物正是造成酸雨、黑雨及温室效应的主要因素。因此说，核电是比较清洁的能源。研究、设计者考虑了核电站的三废处理问题。从核电站卸出的核燃料，即燃烧过的乏燃料，在密封条件下作专门处理。废水、废气同样经过安全处理。至于核电站对周围环境的辐射问题，有这样一些数据可以说明：人们在核电站周围住上一年，所受到的辐射量，还不到一次X光透视的几十到几百分之一。以核电站最多的美国为例，它的核电站使每个美国人增加的辐照量，比自然界原本存在的放射性照射量的0.1％还小。这大概可以说明核电的“清洁”了吧。
知识点核辐射及其危害
核辐射，又称放射性，是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。核辐射分为天然辐射和人工辐射。天然辐射存在于所有的物质之中，这是亿万年来存在的客观事实，是正常现象。人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源，如X光，核磁共振等、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等。
人们在长期的实践和应用中发现，少量的辐射照射不会危及人类的健康，过量的放射性射线照射对人体会产生伤害，使人致病、致死。辐射的剂量越大，危害越大。
源源不断的太阳能
太阳内部不停地进行着热核反应（氢变为氦），同时释放出巨大的能量。太阳辐射到地球上的能量只占其辐射总能量的极小部分（约1／22×108），地球每年所接收的太阳能至少有6×1017千瓦小时，这相当于74×1012吨标太阳能电池准煤的能量。其中被植物吸收的仅占0.015％，被人们作为燃料和食物的仅占0.002％，可见利用太阳能的潜力很大，开发利用太阳能大有可为。开发利用太阳能存在两个关键性问题：一是如何提高太阳能的转换效率；二是降低成本。这两个问题是相互关联的。美国波音公司已研制出高性能的串联型太阳能电池，其光电转换效率在地面上为35.6％，在太空中为30.8％。美国推出的新型太阳能接收器，其热能转换率可高达90％。美国麦迪森公司在莫哈韦沙漠建造的设备先进的太阳能电站，其发电能力达10吉（109）瓦。澳大利亚利用激光技术制成的太阳能电池，在不聚焦时光电转换率达24.2％，其成本已降低到与一般的柴油发电相当。前苏联利用气体分子结合技术研制的光热反应器，能把太阳光转换成高值热能。
太阳能取暖
平板太阳能热水器太阳能取之不尽，用之不竭，如用它来取暖，无疑是十分方便、十分清洁的。近年来，世界各国建造了许多利用太阳能取暖的太阳房，这种太阳房冬暖夏凉，居住十分舒适。
太阳房分2类：主动式和被动式。主动式需要专门的集热器、循环泵和辅助设备，还要消耗一定的电力，投资大，技术要求高，不易普及。被动式则简单得多，它是在向阳的南墙上涂上黑色，加上木框，装上玻璃，构成一个集热盒。盒的上下对角各开一个通道，当盒中空气吸收阳光的能量而变热后，就通过上部的通道进入室内，室内冷空气则通过下部通道进入盒内，用不了多长时间，室内就会变暖。到了夏季，打开室内的北窗户，关掉集热盒的上部通道，再把集热盒的上部排气孔打开，这样，集热盒就成了一个抽风机，使室外的空气经北窗进入室内，又经集热盒下孔进入盒内，从盒的排气孔排出。于是室内的空气就可以不断流通，使室温保持在比较凉爽的程度。
太阳能制冷
太阳能既然是一种能源，那么，它就应当会干各种“做功”的工作。和电冰箱的制冷原理相类似，太阳能也能制冷，只不过太阳能制冷设备所用的工质不是氟利昂，而是氨水或溴化锂。它的结构大体上由集热器——氨发生器、换热器、冷凝器、冰箱蒸发器、吸收器和氨循环泵等6个部分组成。中国建筑科学院空调所和北京棉纺三厂进行过这样的试验：以一个64平方米、高4.1米的房间为空调对象，集热器面积为40平方米，采用氨水吸收式制冷，制冷量可达7000千卡／时（4.1868×7000千焦／时），效果是令人满意的。
利用这个原理，已制出了各种不同的太阳能制冰机，这样，“让太阳晒出冰棍”的说法就不是什么笑话，而是活生生的事实了。
