太陽能
太陽是一個巨大、久遠、無盡的能源,同時也是許多能源的來源.盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約?3.75×1026W）的22億分之一,但已高達173,000TW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)於500萬噸煤. 地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源於太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大,狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的%
太陽能
太陽是一個巨大、久遠、無盡的能源,同時也是許多能源的來源.盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約?3.75×1026W）的22億分之一,但已高達173,000TW,也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)於500萬噸煤. 地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源於太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能,所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大,狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換. 太陽能既是一次能源,又是可再生能源.它的資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環(huán)境沒有任何污染.但太陽能也有兩個主要缺點：一是能流密度低；二是其強度受各種因素（季節(jié)、地點、氣候等）的影響不能維持常量.這兩大缺點大大限制了太陽能的有效利用.




地?zé)崮?
地?zé)崮苁莵碜缘厍蛏钐幍目稍偕鸁崮?它起源於地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變,其利用可分成地?zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類. 地?zé)崮艿膬α勘饶壳叭藗兯玫目偭慷嗪芏啾?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).如果熱量提取的速度不超過補充的速度,那麼地?zé)崮鼙闶强稍偕?地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛,據(jù)估計,每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)於100PW·h. 不過,地?zé)崮艿姆植枷鄬碚f比較分散,開發(fā)難度較大.




風(fēng)能
風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象,它是由太陽輻射熱引起的.太陽照射到地球表面,地球表面各處受熱不同,生溫差,從而引起大氣的對流運動形成風(fēng).據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2％轉(zhuǎn)化為風(fēng)能,但其總量仍是十分可觀的.全球的風(fēng)能約為2.74X109MW,其中可利用的風(fēng)能為2X107MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍.
風(fēng)能是一種有巨大發(fā)展?jié)摿Φ臒o污染可再生能源,特別是對沿海島嶼,交通不便的邊遠山區(qū),地廣人稀的草原牧場,以及遠離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達到的農(nóng)村、邊疆,作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑,有著十分重要的意義.即使在已開發(fā)國家,高效潔凈的風(fēng)能也日益受到重視.




海洋能
大海,不僅為人類提供航運、水源和豐富的礦藏,而且還蘊藏著巨大的能量,它將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機械能等形式蓄在海水裏,不像在陸地和空中那樣容易散失.
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、海流等形式存在於海洋之中,分述如下：
潮汐與潮流能來源於月球、太陽引力,其他海洋能均來源於太陽輻射,海洋面積占地球總面積的71%,太陽到達地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分轉(zhuǎn)化成各種形式的海洋能.
海水溫差能是熱能,低緯度的海面水溫較高,與深層冷水存在溫度差,而儲存著溫差熱能,其能量與溫差的大小和水量成正比.
潮汐、潮流,海流、波浪能都是機械能,潮汐能是地球旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量通過太陽和月亮的引力作用而傳遞給海洋的,并由長周期波儲存的能量,潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量與流速平方和通流量成正比；波浪能是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的,并以位能和動能的形式由短周期波儲存的機械能,波浪的能量與波高的平方和波動水域面積成正比.
河口水域的海水鹽度差能是化學(xué)能,入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差,若隔以半透膜,淡水向海水一側(cè)滲透可生滲透壓力,其能量與壓力差和滲透流量成正比.因此各種能量涉及的物理過程開發(fā)技術(shù)及開發(fā)利用程度等方面存在很大的差異.




生物能
生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機體,生物能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式,一種以生物質(zhì)為載體的能量,它直接或間接地來源於植物的光合作用.在各種可再生能源中,生物質(zhì)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(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料.
據(jù)估計地球上每年植物光合作用固定的碳達2x1011t,含能量達3x1021J,因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能,相當(dāng)於全世界每年耗能量的10倍.生物能是第四大能源,生物質(zhì)遍布世界各地,其蘊藏量極大.世界上生物質(zhì)資源數(shù)量龐大,形式繁多,其中包括薪柴,農(nóng)林作物,尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物,農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘剩物,食品加工和林?品加工的下腳料,城市固體廢棄物,生活污水和水生植物等等.




氫能
氫能是一種二次能源,因為它是通過一定的方法利用其他能源制取的,而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采,這種能源總有枯竭的一天,而氫能若能從中生產(chǎn),則可望能抒解能源危機的警戒.
在自然界中,氫已和氧結(jié)合成水,必須用熱分解或電分解的方法把氫從水中分離出來.燃料電池即是將氫與氧直接通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電與水,一個步驟就可發(fā)電,發(fā)電較傳統(tǒng)方式有效率.商品化后,這樣的發(fā)電系統(tǒng)不但適合一般家庭使用,其副產(chǎn)品所產(chǎn)生的熱水,大約在攝氏40到60度間,相當(dāng)適合家庭洗澡與廚房利用,一舉兩得.
如果用煤、石油和天然氣等燃燒所產(chǎn)生的熱或所轉(zhuǎn)換成的電支分解水制氫,那顯然是劃不來的.現(xiàn)在看來,高效率的制氫的基本途徑,是利用太陽能.如果能用太陽能來制氫,那就等於把無窮無盡的、分散的太陽能轉(zhuǎn)變成了高度集中的乾凈能源了,其意義十分重大.