自19世紀(jì)以來，化石燃料為我們的家庭、學(xué)校、工作場(chǎng)所、政府大樓、監(jiān)獄和制造企業(yè)提供能源。化石燃料為我們的世界提供了可靠和具有成本效益的能源，但它們也向大氣中排放有害物質(zhì)。我們希望有一天可再生能源能完全取代化石燃料，讓我們減緩甚至扭轉(zhuǎn)地球的毀滅。可再生能源的成本正在下降，我們可能會(huì)在未來十到二十年內(nèi)完全停止化石燃料的生產(chǎn)。這是人類發(fā)展的需要，也符合大多數(shù)人的利益，即在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)擁有可靠和負(fù)擔(dān)得起的能源。
以下是在不太遙遠(yuǎn)的未來最終可能取代化石燃料的10種能源。
10、太陽能
太陽能是當(dāng)今最環(huán)保、產(chǎn)量最高的可再生能源，很多國(guó)家和地區(qū)都擁有豐富的太陽能資源。我們可以利用太陽能技術(shù)為家庭、商業(yè)或工業(yè)用途提供照明、室內(nèi)溫暖和熱水。
今天，各種各樣的設(shè)備將陽光轉(zhuǎn)化為可利用的能源。用于空間加熱和冷卻的被動(dòng)太陽能設(shè)計(jì)、太陽能光伏發(fā)電和太陽能水加熱是家庭和企業(yè)最廣泛使用的太陽能技術(shù)。太陽能解決方案有助于企業(yè)和工業(yè)實(shí)現(xiàn)能源多樣化，提高效率，并節(jié)省資金。與化石燃料相比，太陽能具有許多優(yōu)勢(shì)，包括顯著降低碳排放和長(zhǎng)期可持續(xù)性。然而，它確實(shí)有缺陷。首先，在晚上收集太陽能是不可能的。在陽光很少的地區(qū)或國(guó)家，太陽能電池板幾乎不會(huì)產(chǎn)生影響。此外，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的初始安裝相當(dāng)昂貴。空間限制也是一個(gè)問題；你需要的太陽能電池板越多，你需要的空間就越大。
9、風(fēng)能
風(fēng)能，也被稱為風(fēng)力發(fā)電，是利用風(fēng)力渦輪機(jī)，一個(gè)設(shè)備，利用風(fēng)的能量來發(fā)電。動(dòng)能存在于每一個(gè)移動(dòng)的物體中，科學(xué)家和工程師利用風(fēng)來產(chǎn)生清潔的電力。風(fēng)力渦輪機(jī)的潛力不容小覷。小型風(fēng)力渦輪機(jī)可以產(chǎn)生100千瓦的電力來運(yùn)行一所房子。帶有40米（130英尺）長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)可以產(chǎn)生1.8兆瓦的電力。巨型渦輪機(jī)產(chǎn)生的電力范圍從4.8兆瓦到9.5兆瓦。風(fēng)能和太陽能的潛力明顯大于化石燃料，兩者加在一起，完全可以滿足世界能源需求。目前，我們可以利用全球現(xiàn)有技術(shù)從太陽能和風(fēng)能中捕獲至少6700拍瓦時(shí)，這是全球能源消耗的100多倍。
8、地?zé)崮?/p>
地?zé)岚l(fā)電，又稱地?zé)崮埽抢玫厍驇r漿中所含的熱能，自成一體的可靠發(fā)電系統(tǒng)。地?zé)崮苁峭ㄟ^地球表面下的水庫中的蒸汽來獲取的。蒸汽帶動(dòng)渦輪機(jī)，渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生能量。地?zé)岚l(fā)電廠有三種形式：干蒸汽、二元循環(huán)和閃蒸蒸汽。熱液流體，主要是蒸汽，用于干蒸汽廠。它們是第一批建造的地?zé)岚l(fā)電廠。然而，閃蒸蒸汽廠是最常見的類型的地?zé)岚l(fā)電廠在使用今天。這些工廠使用超過182°C（360°F）的汽化水。最后，二進(jìn)制循環(huán)發(fā)電廠在107°至182°C（225°至360°F）的溫度下運(yùn)行。美國(guó)繼續(xù)創(chuàng)造世界上最多的地?zé)岚l(fā)電，主要在該國(guó)西部地區(qū)產(chǎn)生了超過3.5千兆瓦。這一數(shù)額足以為大約350萬個(gè)家庭供電。
7、水電
水力發(fā)電是由水流產(chǎn)生的一種能量形式。利用水資源的做法可以追溯到2000多年前，古希臘人用水來驅(qū)動(dòng)谷物研磨機(jī)。我們通常利用水壩或?qū)Я鹘ㄖ飦砀淖兯w的流動(dòng)，以收集水力發(fā)電或水力發(fā)電。大壩系統(tǒng)使用渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，隨后通過電網(wǎng)分配給各個(gè)物業(yè)。水力發(fā)電是最早用于發(fā)電的資源之一，直到2019年，水力發(fā)電占中國(guó)、美國(guó)、巴西等國(guó)每年可再生能源發(fā)電總量的大部分。
6、生物能發(fā)電
生物質(zhì)是一種可再生的有機(jī)資源，來源于動(dòng)植物。自從最早的穴居人用木柴生火做飯和取暖以來，人類就一直在使用生物質(zhì)能，或從生物中獲得的能量。今天，我們利用生物質(zhì)發(fā)電機(jī)和其他機(jī)械。目前，木材仍然是最常見的生物質(zhì)能來源。其他潛在的來源是糧食作物、草本植物和木本植物、富含石油的藻類、農(nóng)業(yè)或林業(yè)殘留物以及工業(yè)和城市廢物的有機(jī)成分。甚至垃圾填埋產(chǎn)生的氣體（其中含有甲烷，天然氣的主要成分）也可以用來產(chǎn)生生物質(zhì)能。直到19世紀(jì)中葉，生物質(zhì)一直是很多國(guó)家年能源消耗總量的主要來源。在許多國(guó)家，尤其是發(fā)展中國(guó)家，生物質(zhì)是一種常見的烹飪和取暖燃料。為了盡量減少化石燃料的二氧化碳排放，一些工業(yè)化國(guó)家正在增加生物質(zhì)燃料在運(yùn)輸和能源生產(chǎn)中的使用。
5、氫能源
水、植物、動(dòng)物和人都含有大量的氫原子。然而，盡管它存在于幾乎所有生物體的分子中，但它作為氣體卻很稀少。然而，一旦它從分子中分離出來，它就可以被用作發(fā)電的燃料。天然氣，核電，沼氣，以及太陽能和風(fēng)能等可再生能源都可以用來產(chǎn)生氫氣。氫氣是一種環(huán)境友好型燃料，在燃料電池中燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生水。正因?yàn)槿绱耍且环N很受歡迎的交通和發(fā)電燃料。我們可以利用它在汽車，家庭，便攜式電源，和其他應(yīng)用。氫已成為一種流行的技術(shù)，用于存儲(chǔ)可再生能源，供以后使用。今天，有幾種生產(chǎn)氫燃料的方法。天然氣重整（熱處理）和電解是最常用的技術(shù)。太陽能和生物過程也是可行的。
4、潮汐能
潮汐能是地球、太陽和月球之間引力相互作用的結(jié)果，來自海洋潮汐和海流的自然漲落。當(dāng)水通過一個(gè)收縮，這導(dǎo)致水移動(dòng)速度更快，潮流創(chuàng)造了足夠的能量收獲。潮汐落差大（漲潮和落潮之差）、潮汐通道和水道變小、潮流變強(qiáng)的地方是收集潮汐能的好選擇。雖然許多示范項(xiàng)目正處于不同的建設(shè)階段，但在目前很少有商業(yè)運(yùn)作的潮汐能發(fā)電廠。
3、波浪能量
波浪能是由海浪產(chǎn)生的一種可再生能源。潮汐能是由地球引力引起海平面的升降而產(chǎn)生的，而波浪能則是由風(fēng)引起的穿過海洋表面的波浪所產(chǎn)生的。波能技術(shù)可分為三類。第一種是利用浮子或浮標(biāo)從海浪中發(fā)電，然后再用來驅(qū)動(dòng)液壓泵。第二種形式通過振蕩水柱在圓柱形軸內(nèi)上升和下降的水來發(fā)電。在第三類中使用的是一個(gè)逐漸變細(xì)的水道，無論是在海上還是在海上。所有這些方法都可以是陸上或海上的。波和潮汐能比許多其他可再生能源更可靠，因?yàn)樗鼈兊氖褂脡勖L(zhǎng)，效率更高。其他可再生資源，如太陽能和風(fēng)能，一直是不可預(yù)測(cè)的，波浪和潮汐能，像他們一樣，在性質(zhì)上是可變的。然而，與許多其他可再生能源不同，波浪和潮汐模式更可預(yù)測(cè)。
2、核能發(fā)電
裂變，或核反應(yīng)堆中鈾原子的突發(fā)，是核能產(chǎn)生的方式。原子核（或核心）是由質(zhì)子和中子組成，周圍環(huán)繞著電子。使原子核保持在一起的鍵包含著巨大的能量。當(dāng)這些化學(xué)鍵被核裂變破壞時(shí)，這種核能就被釋放出來，可以用來發(fā)電。核能是一種利用鈾燃料束將水燒開產(chǎn)生蒸汽動(dòng)力渦輪機(jī)發(fā)電的有效方法。一個(gè)直徑和長(zhǎng)度約為1厘米的鈾芯，其能量相當(dāng)于3桶石油、1000公斤（2200磅）煤或5181立方米（17000立方英尺）天然氣。每個(gè)鈾燃料芯塊可以提供足夠的熱量供五年發(fā)電。鈾是地球上儲(chǔ)量最豐富的金屬之一，因此它可以在未來數(shù)年內(nèi)為商業(yè)核電站提供燃料。然而，核能通常被認(rèn)為是一種不可再生的能源。核能本身就是一種可再生能源。然而，核電站使用的材料卻不是。
1、海洋熱能轉(zhuǎn)換（OTEC）
海洋熱能轉(zhuǎn)換（OTEC）利用深海和近表面水域之間的溫差產(chǎn)生電能，以運(yùn)行熱機(jī)。OTEC的工作系統(tǒng)類似于雨水循環(huán)的工作系統(tǒng)。當(dāng)白天太陽升起水分子蒸發(fā)到云中時(shí)，雨的循環(huán)（水文循環(huán)）就發(fā)生了。然后，風(fēng)把他們吹向陸地。當(dāng)云中發(fā)生凝結(jié)時(shí)，原先以氣體形式存在的水又變成了液體，然后降落到陸地上。OTEC模仿了這一系統(tǒng)，即泵送高溫（溫暖）的表層海水并將其蒸發(fā)到渦輪機(jī)中來發(fā)電，然后將其與來自深海的冷海水再次冷凝，然后重復(fù)這一循環(huán)。較高的電費(fèi)、對(duì)全球變暖的更大擔(dān)憂以及政府對(duì)能源安全的承諾最近使熱帶島嶼社區(qū)的第一次OTEC商業(yè)化在經(jīng)濟(jì)上具有吸引力，那里的石油被用來制造大量電力。這個(gè)技術(shù)的市場(chǎng)是巨大的，在國(guó)際上，它要大很多倍。隨著OTEC技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)使發(fā)電變得更具成本效益。
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