新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式。同时也是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。
 
      新能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据能源来源、基本形态、性质、对环境影响、使用的类型、形态特征或转换与应用的层次、商品能源等不同的划分方式,可分为不同的类型。
 
      根据能源使用的类型,右划分为非常规油气、再生能源、其他能源等三大类。
 
一、非常规油气
 
       非常规油气是指在成藏机理、赋存状态、分布规律或勘探开发技术等方面有别于常规油气资源的烃类资源。它又可分为非常规石油资源和非常规天然气资源。非常规石油资源包括油页岩、油砂等,非常规天然气资源包括煤层气、页岩气、致密砂岩气、天然气水合物等。
 
       油页岩又称母页岩,是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩。它和煤的主要区别是灰分超过40%,与炭质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩经过低温干馏可以得到页岩油。页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生藏,一起被开采出来。
 
      油砂指富含天然气沥青的沉积砂,实质上是一种沥青、砂、富矿黏土和水的混合物。其中沥青储量为10%~12%,砂和黏土等矿物占80%~85%,余下为3%~5%的水,具有高密度、高黏度、高碳氢比和高金属含量的油砂沥青油。
 
      煤层气俗称瓦斯,是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13千克汽油、1.21千克标准煤,与天然气热值相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气在空气中深度达到5%~16%时,遇明火就会爆炸,这就是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。在采煤之前,如果先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%~85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效:提高瓦斯事故防范水平,具有安全效应;有效减排温室气体,产生良好的环保效应;作为一种高效、洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益。
 
      页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主要位于暗色泥页岩或高碳泥页岩。页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气。它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上,以游离相态(大约50%)存在于裂缝、孔隙及其他储集空间,以吸附态(大约50%)存在于干酪根、黏土颗粒及孔隙表面,极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油天然气中,也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,甚至砂岩地层中,是天然气生成之后在源岩层内的就近聚集表现,为典型的原地成藏模式,与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同,页岩既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此,有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等,常是最好的页岩气发育条件。
 
       致密砂岩气是指以渗透率小于0.1毫达西的砂岩地层天然气。致密砂岩气可以埋藏很深,也可以埋藏很浅;可以高压,也可以是低压;可以是低温,也可以是高温;可以是单层,也可以是多层;可以是均质,也可以是非均质的。按照我国的标准,有效渗透率小于或等于0.1毫达西、孔隙度小于或等于10%的气藏为致密气藏。可见,世界上对致密砂岩气并无统一的标准和界限,不同的国家是根据不同时期的石油资源状况和技术经济条件来制定其标准和界限的,而在同一国家、同一地区,随着认识程度的提高,致密砂岩气的概念也在不断地发展和完善。
 
      天然气水合物因其外观像冰一样而且遇火可燃,所以又被称为“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。天然气水合物被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源。天然气水合物是一种新型高效能源,其成分与人们平时所使用的天然气成分相近,但更为纯净,开采时只需要将固体的“天然气水合物”升温减压,就可释放出大量的甲烷气体。天然气水合物使用方便,热值高,清洁无污染。据了解,全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍,具有广阔的开发前景。美国、日本等国均已在各自海域发现并开采出天然气水合物。据测算,中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量,约相当中国目前陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。
 
二、再生能源
 
       再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,具有取之不尽、用之不竭的特点,主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。
 
      太阳能是来自地球外部天体的能源,人类所需能量的绝大部分,都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能,在植物体内储存下来。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。
 
       风能是由地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后,气温变化不同以及空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率,与风速的三次方和空气密度成正比关系。
 
      水能是指水体的动能、势能和压力能等能量资源,是清洁能源、绿色能源,。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源,是常规、一次能源。人们目前最易开发和利用的比较成熟的水能也是河流能源。水能主要用于水力发电,其优点是成本低、可连续再生、无污染,缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制。水容易受到污染,也容易被地形、气候等多方面的因素所影响。
 
       生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。对于石油行业来说,目前最为关切的是生物柴油。它是生物质能的一种,是指以油料作物、野生油料植物和水生植物油脂以及动物油脂、餐饮等为原料油,通过酯交换工艺制成的可以代替柴油的再生性燃料。另外,燃料乙醇也越来越受到关注。
 
       地热能是赋存于地球内部岩石的流体中的热能。它是驱动地球内部一切热过程的动力源,其热能以传导形式向外输送。地球内部温度高达7000℃,这些巨大的热能透过地下水的流动和熔岩涌动至离地面1~5千米的地壳,热力得以被转送至接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热。这些加热了的水,最终会渗出地面,运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
 
       海洋能指依附在海水中的可再生能源。海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量。这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式,存在于海洋之中。地球表面积约为5.1亿平方千米,其中陆地表面积为1.49亿平方千米,占29%;海洋面积达3.61平方千米,占71%。以海平面计,全部陆地的平均海拔约为840米,而海洋的平均深度却为380米。整个海水的容积多达13.7亿立方千米。一望无际的大海,不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量。它将太阳能以及派生的风能等,以热能、机械能等形式蓄在海水里,不像在陆地和空中那样容易散失。
 
三、其他能源
 
       除非常规油气、可再生能源之外的能源,称为其他能源。主要有核能、煤制气、煤制油等。
 
       核能是通过转化其质量从原子核释放的能量。核电就是利用核反应堆中核裂变所释放出兵热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似,只是以核反应堆及核能发电站蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。
 
      煤制气是以煤炭为原料加工制得的含有可燃组分的气体。煤气化得到的是水煤气、半水煤气、空气煤气。这些煤气的发热值较低,故又统称为低热值煤气。煤干馏法中焦化得到的气体称为焦炉煤气,属于中热值煤气,可供城市作民用燃料。煤气中的一氧化碳和氢气是重要的化工原料,可用合成氨、合成甲醇等。
 
      煤制油是以煤炭为原料,通过化学加工过程生产出来的油品。煤制油技术包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤的直接液化是将煤在高温高压条件下,通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料,并脱除硫、氮等元素。煤的直接液化首先把煤气化,再通过费托合成转化烃类燃料。
 
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