利用可再生能源

对世界日益增长的能源需求和石油储量迅速减少的前景的日益担忧，天然气,铀促使燃料开发可行的努力可替代能源来源。波动和不确定性石油在20世纪70年代的能源危机期间，由于石油运输的突然削减，燃料供应被戏剧性地推向了前台中东世界上许多高度工业化的国家。人们也已经认识到，严重依赖化石燃料有一个负面影响在环境．汽油发动机还有燃烧的蒸汽轮机发电厂煤炭或者天然气排放大量的二氧化硫和氮氧化物进入大气。当这些气体与大气中的水蒸气结合时，就形成了硫酸和硝酸，产生高酸性沉淀。的燃烧化石燃料也有释放二氧化碳．自19世纪中期以来，大气中这种气体的含量一直在稳步上升，这在很大程度上是气候变化的结果消费煤炭，石油和天然气。越来越多的科学家认为，大气中二氧化碳(以及其他工业气体，如二氧化碳)的积聚甲烷和氟氯化碳)可能会导致温室效应，通过增加二氧化碳的量来提高地球表面的温度热被困在低层大气中。这种情况会引起严重的气候变化影响自然和农业生态系统。(关于酸雨和温室效应的详细讨论，看到的文章全球变暖，气候变化与变化,水圈:酸雨而且温室气体的积聚．)

许多国家已经启动了开发可再生能源技术的项目，以减少化石燃料的消耗和随之而来的问题。核聚变装置被认为是最好的长期选择，因为它们的主要能源是在普通水中大量存在的氢同位素氘。其他正在积极追求的技术是那些旨在更广泛、更有效地利用阳光、风、流动的水和水中的能源的技术陆地热能(即地热能)。与世界能源需求相比，这种可再生和几乎无污染的能源的数量很大，但目前只有一小部分可以转化为能源电力以合理的价格。

各种各样的设备和系统被创造出来，以更好地利用阳光中的能量．其中最高效的是光伏发电系统辐射能通过硅或砷化镓太阳能电池直接将太阳能转化为电能。由数千个这样的半导体电池组成的大型阵列可以起到中央发电站的作用。其他仍在开发中的系统旨在集中精力太阳辐射不仅可以发电，还可以为各种应用产生高温工艺热。这些系统采用了许多不同的组件，包括大型抛物线集中器和斯特林发动机类型的热机(见上图)．另一种方法是使用平板太阳能收集器为商业和住宅建筑提供空间供暖。

虽然风是断断续续的并且扩散，它包含了巨大的能量。先进的风力涡轮机已被开发出来，将这种能量转化为电能。的利用风能系统在20世纪80年代有了明显的发展。例如，目前在夏威夷和加利福尼亚的特定地点，有超过15,000台风力涡轮机在运行。它们的总功率为1500兆瓦，大致相当于一个传统的蒸汽轮机发电装置的功率。

转换将水转化为电力的能源一直是一个长期存在的问题技术．然而,水力发电据估计，植物只能提供世界能源需求的2%。所涉及的技术非常简单:液压涡轮机将快速流动或下落的水的能量转化为机械能驱动发电机，产生电．然而，水力发电厂通常需要建筑昂贵的水坝。限制水力发电产量大幅度增加的另一个因素是，除了世界上某些区域之外，没有适当的地点来增加装置。

在世界的某些沿海地区，例如兰斯河河口的布列塔尼在美国，法国，水轮发电机组已被用于利用海洋潮汐中的大量能量。然而，在大多数这样的地点，建造水坝式的结构来捕捉和储存水的资本成本是令人望而却步的。

地热能源从热的内部流出地球以蒸汽或热水的形式到达地表，最常出现在活火山活动地区。地热水库温度为180°C或更高，适合发电。最早的商业地热发电厂建于1904年拉德，意大利．今天，从几百米深的钻井中喷出的蒸汽驱动着工厂的运转涡轮发电机可发电约190兆瓦。其他一些国家也建立了地热发电厂，包括萨尔瓦多、日本、墨西哥，新西兰，以及美国．美国的主要工厂，位于间歇泉北部旧金山该项目最大发电量可达1,900兆瓦，不过为了延长蒸汽场的使用寿命，该项目的产量可能会受到限制。