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。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
人类是一种智慧生物，智慧生物不可能不消耗能源。而减少消耗能源，在很多时候意味着生活水平的降低，意味着文明的退步。有没有什么办法，能够让大家既享受现代文明的好处，又不至于破坏环境呢？答案很简单，就是使用新能源。
未来世界的竞争，新能源开发是一个重要的领域；谁掌握的新能源技术越多，谁就越能获得竞争的优势和主动权。
1.万能之源——太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8×1023千瓦，其中二十亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为80万亿千瓦，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光点火以及利用太阳能来干燥农副产品。1615年，法国工程师所罗门·德·考克斯发明了世界上第一台太阳能驱动的发动机。
发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能电池在为人造卫星提供能源方面也已经得到了广泛应用。太阳能资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
2.绿色电力——太阳能光伏发电
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高。在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
近几年，国际上光伏发电快速发展，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。相信在不远的将来，太阳能光伏发电将会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
3.新时代“古老”能源——风能
在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。
风能是太阳辐射下空气流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。
风力发电是当代人利用风能最常见的形式。1977年，联邦德国在著名的风谷——石勒苏益格·荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。丹麦虽只有500多万人口，却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国，世界十大风轮生产厂家有5家在丹麦，世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术，丹麦是名副其实的“风车大国”。
4.来自地底深处的能源——地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100千米的深度处，温度会降至650～1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1～5千米的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。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成本最低的方法，就是直接取用这些热源。地热能是可再生资源。
现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三联产，先供暖后养殖等。
5.前景诱人的海洋能
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。
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。
6.固体石油——油页岩
有一种石头叫油页岩，是由生物的残体混同泥沙变成的，它同石油一样，所以可以用来炼油。
据调查，全世界油页岩的储量要比煤、石油或天然气多得多。我国是世界上油页岩储量最丰富的国家之一。以吉林的农安与桦甸、广东的茂名和辽宁的抚顺为最多，广东茂名地区已探明的油页岩储量就有70多亿吨。
油页岩很像石油，除了液态的碳、氢物质外，还含有少量氧、氮和硫的化合物。油页岩经过进一步加工提炼，可以制得汽油、煤油、柴油等液体燃料，具有与石油相同的作用。
在油页岩炼油过程中还能得到许多副产品：硫酸铵可制作肥料；酚类和吡啶可生产合成纤维、塑料、染料、药物等化工原料；排出的气体，如同煤气一样，是气体燃料；留下的油页岩灰渣，可用来制造水泥熟料、陶瓷纤维、陶粒等建筑用材。油页岩可谓“全身是宝”。
7.能源“水晶”——可燃冰
谈到能源，人们立即想到的是能燃烧的煤、石油或天然气，很少想到晶莹剔透的“冰”，而“可燃冰”就是一种可燃烧的“冰”。它是天然气水合物，外貌极似冰雪，点火即可燃烧。天然气水合物存在于海底或陆地冻土带内，是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态笼状化合物。纯净的天然气水合物呈白色，形似冰雪，可以像固体酒精一样直接被点燃，因此，又被称为“可燃冰”。1立方米的天然气水合物可以释放出164立方米的天然气。
迄今为止，在世界各地的海洋及大陆地层中，已探明的“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量的2倍以上，其中海底可燃冰的储量够人类使用1000年。同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气，避免了最让人们头疼的污染问题。如此数量巨大的能源是人类未来动力的希望，是21世纪具有良好前景的后续能源。
然而，天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时，对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷，其温室效应为二氧化碳的20倍，温室效应造成的异常气候和海面上升正威胁着人类的生存。开采不当，后果绝对是灾难性的。另外，陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难，一旦出了井喷事故，就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。所以，可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”，需要小心对待。
8.充满希望的新能源——生物能源
生物能源又称绿色能源，是指从生物质得到的能源。它是人类最早利用的能源，也一直是人类赖以生存的重要能源。古人钻木取火、伐薪烧炭，实际上就是在使用生物能源。
“万物生长靠太阳”，生物能源是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物能源就取之不尽。生物能源的转化过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物能源的使用过程又生成二氧化碳和水，形成一个物质的循环，理论上二氧化碳的净排放为零。生物能源是一种可再生的清洁能源。利用高技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要部分。
21世纪是生物的世纪，是科学技术飞速发展的新世纪，而可持续发展是当前经济发展的趋势所在。面对化石能源的枯竭和环境的污染，生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。生物能源作为可再生、污染极小的能源，具有无可比拟的优越性，必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的推动力。
当前，生物能源的主要形式有四种：沼气、生物制氢、生物柴油和燃料乙醇。
（1）生物能源——沼气
沼气是一种可燃气体，由于这种气体最早是在沼泽、池塘中发现的，所以人们称它“沼气”。我们通常所说的沼气，并不是天然产生的，而是人工制取的，所以它属于二次能源。沼气对于目前我国广大农村来说，是一种比较理想的家庭燃料。它可以用来煮饭、照明，既方便，又干净，还可节约大量柴草。
沼气多为就地制取、就地使用的能源，不需要远距离运输和传送，减轻了运输负担，也减轻了农民的经济负担。
沼气不仅是一种干净的能源，而且在工业生产上可作为化工原料使用。沼气的主要成分是甲烷，这种气体在高温下能分解成碳和氢，因此，沼气可用来制造氢气和炭黑，并能进一步制造乙炔，合成汽油、酒精、塑料、人造纤维和人造皮革等各种化工产品，用途日益广泛。
（2）绿色能源——生物柴油
生物柴油是生物质能的一种，是清洁的可再生能源。它是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料。
生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
（3）巴西打造生物能源大国——生物燃料
现今全世界都在进行生物能源的开发，但是最成功的例子就是巴西。巴西可再生能源占全国能源的比例高达44.7%，而全球平均仅为13.3%。巴西的可再生能源主要是乙醇和水力发电，其中乙醇的比重日益提高。
巴西利用甘蔗发酵生产酒精，因为甘蔗的含糖量高，所以酒精的产量也很高。巴西的法律规定，汽车的燃料中必须加入10%～25%的酒精作为燃料。而且在上个世纪，巴西就发明了乙醇汽车，是以纯酒精作为燃烧动力，这样不仅使他们国家的石油进口量减少，而且环境也得到很大的改善。不仅如此，酒精的大面积生产带给巴西的经济效益也是巨大的。巴西成功的例子是世界上发展生物能源学习的模范。
（4）世纪的理想能源——氢能
氢气是高效、清洁、可再生的能源，在全球能源系统的可持续发展中将起到显著作用，并将对全球生态环境产生巨大的影响。采用氢能源是当前世界公认的可代替石油能源的主要出路之一。氢本身是可再生的，在燃烧时只生成水，不产生任何污染物，甚至也不产生二氧化碳，可以实现真正的“零排放”。此外，氢与其他含能物质相比，还具有一系列突出的优点。首先是氢的能量密度高，是普通汽油的2.68倍；用于贮电时，其技术经济性能目前已有可能超过其他各类贮电技术；将氢转换为动力，热效率比常规化石燃料高30%～60%，如作为燃料电池的燃料，效率可高出1倍；氢适于管道运输，可以和天然气输送系统共用。在各种能源中，氢的输送成本最低，损失最小，优于输电；氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。小型的低温固体离子交换膜燃料电池可用在汽车和火车机车上；氢也能直接作为发动机的燃料，因此国际上一些著名的汽车公司已经开始大力开发电动汽车产品。
早在1965年，外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。中国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车。氢能汽车行车路远，使用的寿命长，最大的优点是不污染环境。近年来，国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破，而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。因此氢能汽车具有广阔的应用前景。
9.魔鬼与天使——核能
核能是人类历史上的一项伟大发明。在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。
核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，已得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中。
不论是重元素铀，还是轻元素氘、氚，在海洋中都有相当巨大的储藏量。以目前世界能源消费的水平来计算，地球上能够用于核聚变的氘和氚的数量，可供人类使用上千亿年。因此，有关能源专家认为，如果解决了核聚变技术，那么人类将能从根本上解决能源问题。
核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式，它与火力发电极其相似，其奥妙主要在于核反应堆。与火电厂相比，核电站是非常清洁的，不排放有害物质也不会造成“温室效应”，因此能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态环境。
但是，在核工业生产和科研过程中，会产生一些不同程度的放射性物质，这些物质的含量虽然很低，危害却很大，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害，必须慎重处理。几乎所有的国家，包括技术和管理最先进的国家，都不能保证核电站的绝对安全，前苏联的切尔诺贝利事故和美国的三里岛事故影响都非常大，日本也出现过核泄漏事故。核电站还是战争或恐怖主义袭击的主要目标，遭到袭击后可能会产生严重的后果，所以目前发达国家都在缓建核电站。
我国最早的核电站是坐落于海盐县秦山双龙岗的秦山核电站，它面临杭州湾，背靠秦山。秦山核电站附近不仅风景如画、水源充沛、交通便利，还靠近华东电网枢纽，是建设核电站的理想之地。它是我国第一座自己研究、设计和建造的核电站，1984年破土动工，1991年12月15日并网发电，设计寿命30年。厂区主要包括七个部分：核心部分、废物处理、供排水、动力供应、检修、仓库、厂前区等。秦山核电站设计广泛采用了国外现行压水堆核电站较成熟的技术，并进行了相当规模的科研和试验工作，始终把安全放在首位。为防止放射性物质外泄，设置了三道屏障，第一道系统内把燃料蕊块密封组成燃料元件棒；第二道为高强度压力容器和封闭的回路系统；第三道屏障则为密封的安全壳，防止放射性物质外泄。此外，还有安全保护系统、安全壳空气净化和冷却系统、应急柴油发现机组等，使反应堆发生事故时，能自动停闭和自动冷却堆蕊。秦山核电站的建成结束了中国大陆无核电的历史，机组运营状态一直处于良好状态，是我国自力更生和平利用核能的典范。经过二、三期工程的建设，秦山核电站已经成为总装机容量300万千瓦的中国核电基地。
