1.3 新能源“新”在何处
无论是太阳能、风能，还是生物质能，从应用历史分析，它们都普遍早于化石能源。因此，若就应用历史而言，难言其新。新能源的“新”集中体现在：人类在以新的技术和新的工程手段转换利用这些能源，以契合现代用能体系需要。
工业革命之前，人类对太阳能、风能和生物质能的利用还仅仅是太阳能干燥、风力机提水磨面、生物质炊事取暖等原始方式。显然，这种利用方式无法满足现代人类社会对能源的需要。
就根源而言，风能和生物质能均源自太阳能（图1.17）。太阳光是一种电磁辐射，它可以通过多种途径直接或间接转换为人类所需的热能、电能和化学能（燃料）。
太阳能可以通过光伏效应产生电能，还可以先通过光热转换，再进一步转换为电能。图1.18是世界上首座商业化运行的太阳能热发电站，该电站于2007年在西班牙正式投产运行，电站采用平面反射镜将太阳光汇聚于安装在塔架顶部的接收器。该电站的塔架高115m，共安装了624块反射镜，在260℃和40atm（1atm=101325Pa）条件下产生水蒸气，最大发电功率10MW。2009年又建成一个由1255块反射镜组成的发电系统，装机容量20MW。图1.19是建于美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠的9座槽式抛物面太阳能热发电站，该电站峰值功率354MW。
图1.17 太阳能的间接利用方式
图1.18 西班牙南部安达卢西地区的世界首座商业化塔式太阳能热发电站
风电机组单机容量不断增加，技术也日益复杂，而且风电场建设正由陆地向海上延伸。单机容量5～6MW的风电机组已经投入商业化运营，7MW风电机组美国已研制成功，正在研制10MW机组，挪威正在研制14MW机组，欧盟正在考虑研制20MW风电机组。图1.20是丹麦最大的海上风电场，由111座风电机组组成，装机容量400MW。该风电场可以满足丹麦4%的电力需求，可供400000个丹麦家庭用能。图1.21是西门子公司开发的用于6MW机组的长75m的叶片。
图1.19 美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠的槽式抛物面太阳能热发电站
新能源在提供燃料方面主要依赖生物质能。通过物理、生物和化学转化等途径，秸秆、木材、有机垃圾等生物质资源，可以被转化为生物质成型燃料、沼气、燃料乙醇、生物柴油、氢能等各种燃料（图1.22），从而实现对煤、石油和天然气等各种化石燃料的替代。
图1.20 丹麦Anholt海上风电场
图1.21 模具中用于6MW机组的长75m风电机组叶片
图1.22 生物燃料及相关转化利用设施
上述各种能源转换或转化均需要大量现代技术作为支撑，涉及材料学、化学、物理学、生物学、热学、电气学、机械学等诸多学科的知识。因此，新能源技术是具有显著学科交叉特征的高科技。
新能源的历史使命在于推动人类构建可持续发展社会。历史上新型通信技术与新型能源系统的结合，预示着重大经济转型时代的来临。这是被誉为未来预测大师的杰里米·里夫金在其所著的《第三次工业革命》中所阐明的观点。按照他的观点，我们正处在信息技术与能源体系相融合的时代。互联网信息技术与包括新能源在内的所有可再生能源的结合，正使人类迎来新的工业革命。在这样一个时代，数以百万计的人们将实现在家庭、办公场所和工厂中自助生产绿色能源的梦想，任何一个能源生产者都能将自己所生产的能源通过能源互联网与他人分享，使人们从单纯的能源消费者转变为能源“产消者”，从而构建出人类与大自然和谐相处的可持续发展社会。
站在新的历史起点，如果让你对2050年的能源体系做个设想，在你的构思中能源体系将会呈现出怎样的一幅图景呢？
[1] British thermal unit的缩写，为英制热量单位，1Btu=1055.05585J。
[2] 引自黄其励院士.加快能源结构调整，积极发展可再生能源.现代电力，2007，24（5）：1-5。
[3] 引自卢安武，洛基山研究所.重塑能源：新能源世纪的商业解决方案.湖南科学技术出版社，2015。
[4] 引自Dukes，J.S.Burning buried sunshine：human consumption of ancient solar energy.Chim.Change，2003，61：31.
[5] 引自Nicola Armaroli，Vincenzo Balzani.Energy for a sustainable world from the oil age to a sun-powered future.Weinheim：WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA，2011.