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进入21世纪，人类正面临着严重的能源危机和环境恶化的双重巨大压力，人类对全世界的能源必须进行一场大规模的技术革命。传统的能源体系是以石油为骨干（时下石油在全球紧缺），以煤炭为基础（煤炭却一再涨价），以天然气、电力为动力，它们都必须逐步向清洁能源、新能源、可再生能源及储藏丰富的核能、太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等新型综合能源体系过渡。倘真如此，就可有望从根本上解决能源危机和环境恶化问题了。

世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需求。2011年利比亚战争分明是争夺石油基地的战争。煤炭、石油等化石能源的利用会排放大量的温室气体，污染环境。所谓温室气体是指大气中的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氯氟碳（CFCS）、水蒸气等可以使短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以长波辐射，因此，这些气体有类似温室的作用，故称以上这些气体为“温室气体”，由此产生的效益为温室效应。温室效应是一个自然过程，如果没有它，地球表面的温度将不在是现在的15℃，而是－18℃。当前存在的问题是由于人类活动导致大气中温室气体增加了，温室效应加强了，因而导致全球气候变暖。这一系列问题都使可再生能源开发利用在全球范围内升温。从世界各国目前既定能源战略来看，大规模地开发利用可再生能源已成为未来世界各国能源战略的重要组成部分。据专家预测，到2020年，可再生能源在能源消费总量中将达到30%，到2050年，可再生能源占全球能源需求的份额可达30%～40%，中国将接近30%。用现代技术大力开发利用可再生能源势在必行。那么，什么是可再生能源呢？

1.可再生能源的概念

实现可持续发展的社会，必须具有可持续发展的能源，面向21世纪，开发替代化石燃料的新能源是迫在眉睫的大事。作为21世纪的新能源，需具有哪些条件呢？笔者认为，其基本条件应有如下四个方面：一是可持续的永久性能源；二是不给土地增加负荷的能源；三是生产量达到供应人均年间1.5～2.5kg（按石油换算）程度的能源；四是价格上幅度超过现代化石燃料的价格。再生能源成为21世纪能源的一个必要条件。

所谓再生能源是指不随本身的变化或被利用而日益减少的能源，如风能、水能、海洋能、地热能、太阳能、生物质能或受热核聚变能。它们可以从自然界源源不断得到补充。而非再生能源的化石燃料（煤炭）、石油、核燃料是随着被人类利用而逐渐减少的能源，特别是化石燃料将面临着枯竭的危机。

可再生能源是指在自然界不断再生，直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种能源资源。它是可持续发展的能源，被称之为新能源、清洁能源或永久性能源。

2.可再生能源的种类

我们知道非再生能源，当代已被人类广泛利用在生产和生活中并起重要作用的能源，主要有五大类，即煤炭、石油、天然气、水电和核裂变能，也被称为五大初级能源或常规能源。随着世界工业的发展，从18世纪的以蒸汽推动机器转动的第一次产业革命到19世纪中叶汽车、飞机的出现，人类对能源的需求越来越大。进入20世纪以后，产业的规模进一步扩大，加之世界人口的急剧增长，世界能源消耗显著增加。然而，前面所提及的世界上五大常规能源是有限的。据国际能源组织或专家们预测，就目前勘探发现地球上煤炭虽然储量较多，但充其量也只能再用200～300年；石油储量包括海底储量最多也只能用270年。现今仍然处于大量使用石油的时代，由于世界石油蕴藏量分布不均以及国际政治局势的影响，需要对五大初级能源的消耗结构做新的变动。

1973年秋的第一次石油危机造成的石油供应中断对进口石油的依赖性，开始制定关于能源安全保障的长期计划。1979年第二次石油危机出现之后，能源供求的紧缩化日益明显。由于世界石油资源的有限性，由于世界石油经济所消耗能源不断扩大，能源供求结构的改变已经成为愈来愈紧迫的问题。世界能源的开发与消耗，正从即将枯竭的碳水化合物燃料（如石油、天然气）向储藏量较丰富的化石燃料（如煤炭）、原子能，进而向太阳能、地热能等可再生能源进行长期的转变。即世界能源的开发利用正在进入一个新的时期。

进入21世纪，中国经济进入新一轮高速增长的时期的同时，也再次遭遇能源瓶颈的阻击，缺煤、缺电、缺油几乎同时出现。所以中国不得不重新考虑能源发展战略，于是可再生能源开发利用就提上了议事日程。在这种背景下，我国《可再生能源开发利用促进法》（草案）基本框架于2004年提交5月15日～16日的全国人大常委会办公厅会议上通过应运而生，国家发改委能源局介绍了到2020年中国可持续能源发展战略与规划设想。

我国尚待开发利用的可再生能源种类主要有水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等七大类，即水能及开发利用、风能及开发利用、太阳能及开发利用、生物质能及开发利用、地热能及开发利用、海洋能及开发利用、氢能及开发利用。本书就是依据《可再生能源法》所涉及的内容从这七个方面阐述可再生能源开发利用技术，由于在生物质能源方面，沼气的开发利用在21世纪的第一个10年发展迅速，所以将沼气的研究和开发利用前景作为一个部分来探讨，同时增加了“可再生能源发展现状及前景”，故本书从以下九个部分阐述可再生能源开发利用技术。本书可供生产沼气的农户、养殖场沼气工程、大中型沼气工程企业及农村能源工作者、“三农”工作者和各种可再生能源开发者阅读。由于编著水平有限，资料积累和经验不足，难免文字词及组织结构上有不妥之处。敬请读者斧正。