由于氣候變化的影響，可再生能源替代化石能源在世界範圍内得到廣泛認可。2015年的巴黎聯合國氣候變化大會成為了可再生能源發展的分水嶺，再次強調了可再生能源發展的重要性，大會指出，通過到2030年将可再生能源比例增加一倍，即可再生能源占最終能源消耗總量的比例達到36%，來控制氣候變化、實現可持續發展目标。面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生态系統退化的嚴峻形勢，我國也大力發展可再生能源，并提出了《中國可再生能源發展路線圖2050》，指出到2050年，一次能源供應量為34億噸标準煤，可再生能源占比達到62%，逐步擺脫對化石能源的依賴，實現能源結構的調整是不可逆轉的前進方向。

傳統意義上，清潔能源指的是對環境友好的能源，意思為環保，排放少，污染程度小。但是這個概念不夠準确，容易讓人們誤以為是對能源的分類，認為能源有清潔與不清潔之分，從而誤解清潔能源的本意。清潔能源的準确定義應該是：對能源清潔、高效、系統化應用的技術體系。含義有三點：第一清潔能源不是對能源的簡單分類，而是指能源利用的技術體系；第二清潔能源不但強調清潔性同時也強調 經濟性；第三清潔能源的清潔性指的是符合一定的排放标準。簡單來說狹義的綠色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風能、地熱能和海洋能。這些能源消耗之後能夠恢複補充，很少産生污染。廣義的清潔能源則包括在能源的生産、及其消費過程中，選用對生态環境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤、核能等。新能源指近幾年發展的二次能源技術，如燃料電池、新型二次電池。

一、太陽能

太陽能清潔能源是将太陽的光能轉換成為其他形式的熱能、電能、化學能，能源轉換過程中不産生其他有害的氣體或固體廢料，是一種環保、安全、無污染的新型能源。與其它能源相比，太陽能具有很多優點，例如:(1)地球上一年接受的太陽能總量遠遠大于人類對能源的需求量。(2)分布廣泛，不需要開采和運輸。(3)不存在枯竭問題，可以長期使用。(4)安全衛生，對環境無污染等。因此太陽能必将在未來的能源結構中占有重要的地位，目前其開發利用已經受到人們高度重視，并取得較大的進展。

二、生物能

生物能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質是獨特的，它是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉化成常規的固态、液态和氣态燃料。

三、氫能

氫能的性能很好，有很多優點，無毒，除生成水和少量氮化氫外不會産生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質，少量的氮化氫經過适當處理也不會污染環境，氫能一直被認為是一種終極能源，氫氣相比于其他燃料其燃燒産物最清潔，基本隻産生無污染的水，而且燃燒産生的水又可以繼續制氫，反複利用。其次，氫氣燃燒的能量是比較高的，除核燃料以外氫氣的發熱值是所有燃料中最高的，是汽油發熱值的3倍。再者，它“輕如鴻毛”，作為我們了解到的最輕的物質，即使是加壓液化後的液态氫，密度也不及鋼鐵的1/10，這種低密度的性質使得它可以減輕燃料自重，增大運輸工具的有效載荷量，從而有效降低運輸成本。

四、風能

風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩種形式，其中又以風力發電為主。以風能作動力，就是利用風來直接帶動各種機械裝置，如帶動水泵提水等這種風力發動機。是空氣流動所産生的動能，太陽能的一種轉化形式。由于太陽輻射造成地球表面各部分受熱不均勻，引起大氣層中壓力分布不平衡，在水平氣壓梯度的作用下，空氣沿水平方向運動形成風。風能資源的總儲量非常巨大，一年中技術可開發的能量約5.3X10^13千瓦時。風能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，但它的能量密度低（隻有水能的1/800），并且不穩定。在一定的技術條件下，風能可作為一種重要的能源得到開發利用。風能利用是綜合性的工程技術，通過風力機将風的動能轉化成機械能、電能和熱能等。

五、海洋能

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

六、地熱能

地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球内部的熔岩，并以熱力形式存在，是引緻火山爆發及地震的能量。現在許多國家為了提高地熱利用率，而采用梯級開發和綜合利用的辦法，如熱電聯産聯供，熱電冷三聯産，先供暖後養殖等。

七、水能

水能是一種可再生能源，是清潔能源，是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。随着礦物燃料的日漸減少，水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及湧浪等水運動均可以用來發電。

從長期來看，我國的能源形勢非常嚴峻，同時能源生産與環境的矛盾也越來越大。從可持續發展的戰略眼光來看，開發利用清潔能源勢在必行。清潔能源不僅解決了能源短缺的危機，也解決了能源與環境的盾。而能源材料又是各類能源中的關鍵組成部分，因此研究和開發用于節能、貯能、發電、太陽能應用相關材料，對能源的合理應用，對新能源和清潔、無污染可再生能源的開發都将有着重大的理論意義和應用前景。

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