国家自然科学基金委 工程热物理与能源利用学科发展战略 - 工程热物理与能源利用学科现状与发展趋势 6 可再生能源 6.1 学科内涵 近年来，随着我国国民经济的快速发展，油荒、煤荒、电荒几乎是一夜之间凸现在人们的面前。我国是人口大国，人均能源资源并不丰富。已探明储量的各类化石燃料中，煤炭资源最丰富，油气资源相对匮乏。受开采条件和资源枯竭等因素影响，我国传统能源供应模式日益面临危机，要实现能源供应的可持续发展，必须坚持“节能优先、结构多元、环境保护、市场推动”的能源发展战略。可再生能源利用是实现能源结构多元化的重要因素。 可再生能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热、海洋能等资源量丰富，且可循环往复使用的一类能源资源，其转化利用具有涉及领域广、研究对象复杂多变、交叉学科门类多、学科集成度高等特点。在可再生能源工程领域中，工程热物理学科主要研究可再生能源利用过程中能量和物质转化、传递原理及规律等相关热物理问题。可再生能源利用形式多样，涉及工程热物理各个分支学科，具有多学科交叉与耦合的特点。工程热物理学科相关分支学科的发展将为可再生能源利用技术的研究和发展提供理论基础和技术保障，而可再生能源利用的研究又不断为工程热物理学科提出新的研究方向和发展目标，促进工程热物理学科的发展。2006年开始实施的可再生能源法将大大推进中国在可再生能源的研究、开发和应用。可再生能源的开发利用已成为我国能源工业发展的重要战略目标，必须高度重视可再生能源利用技术的基础研究。 6.1.1 太阳能 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为 3.75×1026W）的22 亿分之一，但已高达 173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于 500 万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，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。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。 太阳能转换利用主要指利用太阳辐射实现采暖、采光、热水...
