人类未来的能源将会是什么？当下都有哪些主流新能源

1 新能源的定义

随着技术的进步和政策的出台，新能源逐渐成为一个影响国家或地区发展的重要因素。新能源与传统能源的划分是相对的，二者并没有明显的界限，可以简单地根据人类文明和科技进步依次使用的能源来划分，例如在古代人们就学会用水作为动力促进生产，有专家学者认为古埃及金字塔的建造是当时人类使用了太阳能（凸透镜），经过漫长的发展人类学会使用化石能源（煤、石油、天然气），风能，核能，太阳能，地热能，潮汐能等。目前普遍认为的传统能源又称为常规能源，它是指已经被大规模生产和应用的能源，如：化石能源、水电等。新能源主要包括：光伏发电、风电、核能（人类对原子世界认识还很少，未来也许会有更先进的核能出现）、氢能、地热能、潮汐能等。

2 新能源的分类

目前普遍认为的新能源是指风电、光伏、核能、地热能、潮汐能、氢能等。被市场热炒的新能源主要是风电、光伏、氢能（注：锂电只是储能装置，并非发电装置），它们能成为市场的热点归因于人类科技的进步，如大型风电装置、光伏发电效率的提升、多项氢燃料电池技术的突破。接下来主要介绍市场上比较火热的三类新能源：风电、光伏、氢能。

2.1 风电

人类掌握的风电技术主要是将风能通过叶轮（就是风车）转化为动能，然后经过电机将动能转化为电能。风能是太阳能的一种形式，风能的产生需要具备三个条件，第一太阳不均匀地加热了大气，第二地球表面的不规则性，第三地球的自转。

中国各地的风流模式和风速差异很大，并受到水体、植被和地形差异的影响。这种气流有许多用途:航行，放风筝，甚至发电。

风力涡轮机利用旋翼叶片产生的空气动力将风能转化为电能，旋翼叶片的工作原理类似于飞机机翼或直升机的旋翼叶片。当风流过叶片时，叶片一侧的空气压力减小，叶片两侧的空气压力差产生升力和阻力，升力比阻力更强，这导致转子旋转。风力涡轮机最早出现在一个多世纪以前，在19世纪30年代发明了发电机之后，工程师们开始尝试利用风能发电。风力发电发生在1887年和1888年的英国和美国，但现代风力发电被认为是在丹麦首先发展起来的，在那里水平轴风力涡轮机建于1891年，一个22.8米高的风力涡轮机在1897年开始运行。

风能是发展最快的可再生能源技术之一。使用量在全球范围内呈上升趋势，随着技术的进步风力发电成本一直在下降。根据IRENA的最新数据，在过去20年里，全球陆上和海上风力发电装机容量增长了近75倍，从1997年的75亿瓦跃升至2018年的约564亿瓦。2009年至2013年间，风能发电量翻了一番，2016年风能发电量占可再生能源发电量的16%。世界上许多地方都有很强的风速，但风力发电的最佳地点有时是偏远地区，海上风力发电提供了巨大的潜力。

风能的发电量取决于涡轮机的大小和叶片的长度。输出与转子的尺寸和风速的立方成正比。从理论上讲，当风速翻倍时，风力发电潜力增加了8倍。随着时间的推移，风力涡轮机的容量也在增加。在1985年，典型的涡轮机额定容量为0.05兆瓦(MW)和转子直径15米。今天，新的风力发电项目的涡轮机容量陆上约为2兆瓦，海上约为3-5兆瓦。商业上可用的风力涡轮机已达到8兆瓦容量，转子直径达164米。风力涡轮机的平均容量从2009年的1.6兆瓦增加到2014年的2兆瓦。

2.2光伏发电

什么是太阳能?太阳的辐射给我们的星球带来光和热。所有的生物都需要太阳的能量才能生存。太阳每小时照射到地球上的能量(4.3 x 1020)比地球上一年消耗的能量(4.1 x 1020)还要多。然而，太阳能电力目前仅占我们总电力供应的百万分之一，这意味着开发太阳能电力的潜力是巨大的。

只要有太阳照射，太阳能就可以利用，但其强度取决于天气条件和地理位置。太阳能以直线传播，可能会被云层等物体阻挡。从袖珍计算器到装有光伏板的多层建筑，几十年来，太阳能在我们的日常生活中得到了广泛的应用。只要有充足的阳光，即使在最偏远的地区，这种独特而丰富的资源也可以用来发电。太阳光可以利用光伏电池直接发电。由光伏电池组装而成的光伏板，可以组合成阵列，为实际应用产生电能。光伏电池利用晶体或非晶硅半导体直接将阳光转化为电能。与传统的晶硅型光伏组件相比，非晶硅薄膜光伏组件在制造过程中使用了很少的半导体材料和较少的能源需求。因此，TFPV具有较短的能源回收时间，导致较低的资金成本。

2.3.氢能

氢的主要类型包括灰色、黑色、蓝色和绿色。目前，全球主要从天然气中生产氢气，这种供应被归类为灰色。每生产1千克灰氢，就会排放约10千克二氧化碳。在中国，氢主要是从煤中产生的，煤被归类为黑色。如果副产物CO2被捕获和隔离，氢被定义为蓝色。由风能和太阳能等可再生能源驱动的水电解产生的氢被归类为绿色。2019年，蓝色和绿色氢的生产占全球氢总来源的不到1%。目前，日本每年对氢的需求达到130万吨，主要用于炼油、氨生产和石油化工等工业部门。有文章指出中国海上风电电解水制氢将会成为日本氢能源进口的一大选项。