其他清洁能源开发领域的新成果
一、核能开发的新进展
1．推进新一代核裂变反应堆的研制
合作建造第四代核裂变反应堆。2006年11月28日，俄联邦原子能署对外宣称，俄国与美国专家正在合作建造第四代高温气冷核反应堆。第四代核反应堆概念，由世界多国核能专家在2000年共同提出，包括多项要求：一是发电成本与本地区其他能源相比有竞争性；二是投资成本相对低廉，建造周期短；三是不发生堆芯严重损伤事故，不发生需要场外应急措施的事故；四是采用高燃耗的燃料，产生最少的放射性废物；五是可以杜绝核燃料循环产生的材料被用于核扩散等目的。
据介绍，俄美合作建造的新型反应堆的工作温度，将达到920～950℃，能把反应堆中钚等有害的放射性同位素彻底烧掉，因而是一种安全环保反应堆。它以气体作为堆芯冷却和热能传递介质，与传统的水冷反应堆有所区别。此外，它还有一大优点，能在提供热能的同时，顺带产生大量宝贵的副产品氢，这有利于人类摆脱油气等传统能源的依赖，加快进入新能源时代。
这种新型反应堆，由美国通用原子能公司和俄罗斯试验机械制造设计局联合研制。目前，俄美双方每年对该项目投资为数千万美元，随着项目的推进，投资还会增加，整个项目预计总耗资将达到20亿美元。
2．推进热核聚变实验装置的研制
⑴开建热核聚变实验堆。2006年11月21日，欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度等7方，在法国爱丽舍宫，签署了国际热核聚变实验堆联合实施协定，决定在法国南部小镇卡达拉舍开建国际热核聚变实验堆（ITER）项目。
这个实验堆项目，将模拟太阳中心能源产生的模式，通过核聚变为人类提供新能源。有关资料显示，1公斤核聚变燃料，可以产生相当于1000万升石油的能量。该项目将耗资100亿欧元，46亿用于反应堆的建设，48亿用于后期开发，剩余资金则用于实验结束之后的拆除工作。欧盟承担其中50％的费用，总部设在西班牙巴塞罗那的“国际热核聚变实验堆欧洲局”，负责协调欧盟各国的资金分摊工作。作为项目参与国，中国将承担10％的费用，这是我国参加的规模最大的国际合作项目。
另外，法国电力公司决定在芒什海峡地区的弗拉芒维尔，建造一座第三代核反应堆核电站，将于2012年投入运营。同时，抓紧启动第四代核电站的设计和建造计划，提出第一个第四代核电研究反应堆将在2020年实现投入运行。
⑵顺利推进热核聚变发电实验装置的研制。2009年12月14日，韩国媒体报道，作为国际间寻找清洁能源努力的一部分，韩国的超导热核聚变研究装置试验，获得顺利推进。
韩国国家热核聚变研究所有关人士表示，在不久前进行的一次试验中，该装置在1000万℃的温度下，成功获得电流为320千安的等离子体放电，持续时间约3.6秒。这一成果，达到设计性能的30%。该研究所负责人说，由于这项装置刚刚于不久前结束调试状态，其性能表现远超预期，这将为韩国专家，在国际热核聚变实验堆（ITER）项目中发挥更重要作用奠定良好基础。
该装置建造在韩国大德研究基地的韩国国家核聚变研究所。建造工作耗时12年，总投资约3亿美元。其主体工程于2007年竣工，2008年开始产生等离子体。据悉，它是全球第八台热核聚变实验装置，也是首台约束体全部由超导材料制作的热核聚变试验装置，其原理和结构同ITER最为相似。ITER的研究方向，是可约束的氘热核聚变反应。热核聚变过程能够释放巨大能量，且不产生温室气体和高放射性废弃物，但是持续的热核聚变需要在1亿摄氏度的高温条件下才能实现。
这是韩国迈向“能源自主”的第一步。此前，韩国宣布将在21世纪30年代中期建设一座示范性质的热核聚变发电站，21世纪40年代建设装机容量100万千瓦的商业性热核聚变发电厂。
⑶组装完成世界最大仿星器受控核聚变装置。2014年5月20日，德国教研部发布的消息，德国建造的世界最大仿星器受控核聚变装置“螺旋石7-X”主要组装工作，已于近日结束，进入运行准备阶段。
德国教研部长约翰娜·万卡在组装完成仪式上说：“全球不断增长的能源需求，使我们有必要探索获取能源的所有可能形式，‘螺旋石7-X’将作为全球同类别中最大的研究装置，显著扩充我们对核聚变技术的了解。”
受控核聚变的原理，是模拟发生在太阳上的核聚变，把等离子态的氢同位素氘和氚约束起来，并加热至1亿℃左右发生聚变，以获得持续不断的能量。
等离子体约束技术是受控核聚变的一个核心课题，仿星器借助外导体的电流等产生的磁场约束等离子体，优点是能够连续稳定运行，是目前较有希望的受控核聚变装置类型之一。
“螺旋石7-X”由马克斯·普朗克协会下属等离子物理研究所承建，位于德国北部城市格赖夫斯瓦尔德。该设备接下来将进行真空性能测试和磁测试等，预计将于2015年春季开始第一阶段的等离子体测试。
“螺旋石7-X”项目在20世纪末期就开始筹划，组装阶段于2005年4月开始。该项目成本约为10亿欧元，其中德国联邦政府承担大约七成费用，此外还获得欧洲多家科研机构和企业的支持。
二、海洋能利用的新成果
1．利用洋流和潮汐发电的新成果
⑴世界首台洋流发电机组并网发电。有关媒体报道，2006年4月，世界首台海洋流发电机组，在意大利南部墨西拿海峡安装调试完毕，与意大利国家电力公司的电力输送网实现并网发电。这个研发项目，是由意大利阿基米德桥公司负责完成的。
据介绍，这台海洋流发电机组，由固定在海底的涡轮机、旋翼和电气部件组成，设计装机容量最高为130千瓦。
研究人员认为，海洋流与风能、太阳能等一样，是一种无污染可再生的新型能源，有着巨大的发展潜力。研究人员表示，研究海洋流发电，是基于技术创新和保护环境的双重考虑，它尤其适合为那些远离大陆的小岛屿提供电力能源。利用海洋流发电，不仅节省了建设大量基础设施而需要的高昂成本，而且有利于保护环境。
“海洋流发电”是意大利的专利项目。它从20世纪90年代初起，一直受到欧盟及联合国相关机构的关注，并得到一定经费的资助，逐步在意大利及其他欧盟沿海地区进行试验。2001年，意大利研制出世界上第一台海洋流发电机样机，并通过试运行。目前，该项目已开始推广到亚洲的中国、印尼和菲律宾等国家的沿海地区。
⑵世界最大潮汐发电站正式投产。2011年8月3日，韩国建在京道安山市始华湖的潮汐发电站，已正式投入运营，10台发电机合并发电容量达25. 4万千瓦，年发电量可达5.52亿千瓦。作为利用潮汐水位差发电的潮汐发电站，其发电量的规模，在世界上是属于最大的。
这座潮汐发电站，自2004年开始建设，历时7年，从2010年4月进入阶段性试运转。首批启动的这6台发电机，较原计划提前了3个月，其余4个机组到11月试运转结束即投入生产。
报道称，该发电站通过防波提外部涨潮带来的水位差，利用水压推动水轮机旋转从而产生电力。涨潮进来的海水会在退潮时通过另外的闸门倾泻出去。由于只有涨潮时发电机才能启动，发电机每天只能启动两次，每次5个小时。韩国政府期望，该发电站全部投入生产后，将能够减少86.2万桶原油进口，每年约节省8000万美元，届时能够向50万人口的城市供应利用潮汐生产的环保电力。
据悉，除始华湖之外，韩国政府还在忠南的泰安、仁川的江华、京畿的平泽、永宗岛北端等西海岸4处，同时推进潮汐发电站建设。
2．开发利用波浪能发电的新进展
⑴将建造欧洲大陆第一个波浪能发电站。2004年8月3日，西班牙第二大电力公司宣布，将在西班牙北部的桑托尼亚，建造欧洲大陆第一个波浪能发电站。
据介绍，该发电站占地2000平方米，由10多个海上浮体波浪能发电装置组成，单个浮体波浪能发电装置，其最小装机容量为125千瓦，最高可达250千瓦。按计划，该电站将为附近1500户家庭提供洁净的可再生能源。
波浪能，是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪能是海洋能源中，能量最不稳定的一种能源，它是由风把能量传递给海洋所产生，实质上是吸收了风能而形成的。能量传递速率和风速有关，也和风与水相互作用的距离即风区有关。
自20世纪70年代爆发石油危机后，世界各国开始把注意力转移到利用本地资源，大力支持开发新型洁净无污染的可再生能源，众多沿海国家便把希望寄托在汹涌澎湃的巨浪上。与太阳能或风能相比较，波浪能有以下几个优点：在最耗费能源的冬季，可以利用的波浪能量最大，而太阳能则恰恰相反；波浪随时可以利用，海面极少平静，而风则时有时无。目前，利用波浪发电所遇到的困难主要是造价贵、发电成本高。
⑵研制出实验型波浪能发电系统。海洋中的波浪周而复始的翻来滚去，昼夜不停地拍击着堤岸，这里面蕴藏的波浪能，是一种取之不尽的可再生能源。为了简便有效地利用这一能源，圣彼得堡可再生能源中心研制出实验型波浪能发电系统。
这一系统的波浪能采集装置，安装在距海岸不远且固定在海底的支架上。这一装置上部有一根杠杆，较长的杠杆臂上有一个浮标，较短杠杆臂则与一台水泵的活塞相连。当波浪推动浮标上下移动时，较短的杠杆臂会控制水泵的活塞，将海水通过管道一直压入位于岸上的一个蓄水塔里。此后，海水会在重力作用下从蓄水塔内涌出，推动水力发电机的涡轮叶片转动并产生电能。这一发电系统的动力组件除需要源源不断的波浪外，不需要其他能源。
参加研发的研究人员介绍说，在模拟实验中，长杠杆臂上体积约5立方米的浮标，能在浪级达到2～3级时，带动一系列组件工作并发电，其整个系统的发电功率不小于5千瓦。而进一步的数据演算显示，这一系统的发电功率可以达到10千瓦。
有关专家指出，挪威、葡萄牙、日本等国都在研制波浪能发电系统，其中多数系统完全建在海中，所生产的电能需通过预设的电缆送到岸上。而俄罗斯这一系统的发电部分设置在海岸上，既便于组装，又省去了在海中铺电缆的麻烦。此外，该系统工作原理简单，所需零部件均容易生产和组装，因此建设成本较低。未来这样的发电系统很适合海滨度假村和一些供电不足的沿海地区使用。
⑶研发出海洋波浪气象站发电机。2007年6月，英国媒体报道，海洋波浪发电，给人类提供了一个令人振奋的可再生能源方式，未来将成为越来越多的国家使用的新能源之一。近日，苏格兰海洋可再生能源会议在珀斯举行，苏格兰海洋能源有限公司宣布，该公司的自动气象站发电机系统，通过简单而高效的阿基米德波浪摆动原理与技术，为采集海洋波浪发电这一重要资源，提供了可能。
苏格兰海洋能源有限公司证实，该公司的波浪能源系统，将于2008年正式启动使用。该系统计划将于2010年开始，为英国、葡萄牙等国提供清洁可靠的电力。在10年内，自动气象站发电机将对世界能源供应做出重要贡献。
自动气象站的波浪能量转换器，是一个固定于海底的圆筒形浮标，位于波浪中的充气套管与底部的缸体上下运动，即可将动能转化为电力。当一个波峰来到时，缸顶与上部“浮子”压缩气缸来平衡压力。相反，波峰过后，汽缸膨胀。这种相对运动在浮子下部的缸筒内转换为电流，通过液压系统及电动发电机组发电。该装置结构非常简单，利用现有的水下技术，使用与维修都相对容易。在大西洋北部，在具有连续输出平均功率高达1000千瓦的惊涛骇浪中，自动气象站负荷率达到25％～30％。
苏格兰海洋能源有限公司成立于2004年5月，主要利用海浪发电系统，生产清洁的可再生能源。现在，该公司所开发的技术，已成为世界上首屈一指的波浪能量转换技术。自2004年在葡萄牙外海安装中级试验装置至今，该公司的自动气象站发电机，已经得到成功运转。经过第三方专家评估，自动气象站发电机，与其他海洋发电系统相比具有一些明显优势，具体体现在以下方面：
生存能力：自动气象站被淹没在至少6米以下的海里，因此避免了其装置受到日光照射，降低了系统的成本和风险损失。
功率大：前面提到1000千瓦，可产生负荷电量的幅度为25％～30％。自动气象站的发电功率高达10倍以上，优于目前其他海洋波浪发电系统。
可维护性：自动气象站高，有一个主要运动和辅助部分。这大大降低了发生故障的风险及维修的需要。自动气象站的设计简单、维修方便。在生产中一旦出现故障，一天时间便可恢复正常。
环保：该自动气象站没有嘈杂的高速旋转设备，因此，对环境的影响是微不足道的，甚至视觉污染也不存在。
成本低：该自动气象站有较高比例的能源生产能力，加上低维修要求，电力生产成本低于其他波浪发电机。
最后，该自动气象站是一个大功率发电机，旨在为大型电网生产电力，它最适合于安装在波涛汹涌的海洋，例如英伦三岛、爱尔兰、法国、西班牙和葡萄牙都具有可行性。
⑷建成商业化波浪能电厂。2010年9月，有关媒体报道，近日，以色列雅法港海岸建成一个新的波浪能发电厂，它有望并入更大的波浪能发电系统中。
SDE公司表示，该波浪能发电厂容量为60千瓦，是以色列第一所大规模的商业化海浪能电厂。它位于雅法港防波堤附近，是该地区计划中的6万千瓦项目的第一步。
SDE公司在防波堤安装了感应海浪的浮标。浮标的动作能产生水压，然后被转化成电能。该装置系统有大约10％淹没在水里，而90％位于陆上。该公司表示，这减少了系统在风暴和其他自然灾害时的脆弱性。
该项目是SDE公司得到以色列工业和贸易部支持以来，建设的第九个海浪发电场。这些支持让该公司建设了8个示范项目，其中的第8个项目是一个40千瓦的系统。
SDE公司还透露，一家以色列电力公司，愿意以每千瓦12美分的价格购买该项目所产生的电力。
SDE公司的国际市场营销和业务发展经理因娜·布雷弗曼说：“即使是在SDE拥有商业运作项目之前，外界对SDE的独特技术就有强烈兴趣。但现在，SDE已经有了商业运作的项目，我相信公司的发展和增长将会势不可挡。”
SDE公司发言人表示，建立一所1000千瓦的SDE发电站的成本起价为65万美元，而相同煤发电站的费用为150万美元，天然气电站为90万美元，太阳能电站为300万美元，风能电站为150万美元。此外，SDE电站的生产成本只有每千瓦时2美分，与煤的3美分，天然气 3.5美分，太阳能12美分和风能的3.6美分相比，有着优势。
该公司希望其他港口，如海法，阿什杜德等，也能容许其在防波堤和其他潜在地点部署他们的的技术。最近由商业研究和咨询公司弗罗斯特－沙利文公司进行的一项研究估计，全球波浪能资源每年可以产生高达6000太瓦小时的清洁电力。
3．发明海水与淡水混和发电的方法
2005年12月，有关媒体报道，荷兰可持续用水技术研究中心，与挪威一个独立研究机构，已经成功研发出一种混和海水与淡水发电的新方式。
虽然这种技术，目前还只能在高科技的实验室中进行，但资助这项研究的欧盟认为，这种技术付诸实用的时间即将到来。欧洲委员会的能源部门官员称，欧洲非常可能使用这种新的发电方式，它是一种可再生能源，不会导致任何环境破坏，他们还认为，这种新发电方式，有助于其完成增加可再生能源的目标。
随着全球变暖和油价攀升，全世界的科学家都已经把目光转向可持续能源，包括太阳能、风能、生物技术、氢燃料电池、潮汐能等。但是，挪威和荷兰的科学家认为，还有其它产生能量的方式，包括海水与淡水混和。挪威与荷兰科学家发明的淡水与海水混和发电，是利用一种自然变化过程。当河水从出海口进入海洋中时，由于淡水和海水含盐浓度不同，混和时会有大量的能量释放出来，而人们可以从这种自然过程中获得能量，而且是可持续的，不会释放出任何温室气体。
在研发过程中，荷兰和挪威的科学家使用两种不同的方法。荷兰使用了一种被称为逆向电渗析装置，而挪威科学家使用的是一种渗析装置，但两种方法都依靠一种用于化学分离的特殊金属隔膜板。在荷兰的研究中，海水与淡水的分离是由带电流的隔膜板进行的，这使它就像是一块水中的电池。挪威科学家则是利用压力使水注入隔膜舱，就像将一块“热狗”放入热水中，热狗的皮就充当了隔膜，它可以使进入的淡水量远远超过流出的海水量，从而可增加内部的压力。由于淡水是被带入到压力很大的海水中，混和后的海水与淡水就会产生能量，水就会喷射出隔舱，冲入水力发电涡轮中，从而发出电力。
荷兰和挪威的两种发电方式，虽然已经在试验室中获得成功，但要进入商业应用仍需要时日。荷兰的研究计划由一个荷兰商业协会资助，它还没有在试验工厂中进行测试。挪威的研究项目则更加先进，它的研发开始于20世纪90年代，它的发明者已经建造了两个小型发电站，但还没有建成发电量更大的发电站。
与其他可替代能源技术相比，混和海水与淡水发电也面临着成本上的障碍。据称，海水与淡水混和发电的成本，比风力或太阳能发电要高出几倍。
三、地热开发的新进展
1．开发出新型的地热采暖系统
法国一家地热采暖设施制造商，通过埋入地下的传感器，利用天然的地下能源供暖，不久前，推出了一套新开发的设备，它一种把热泵安装于室外的地热取暖系统。
这套设备中的能源传感器，是一个外包聚乙烯保护套的铜管网络，制冷剂在铜管内循环。铜管网络埋于室外地下50厘米到60厘米深处。这一传感器采集潜层土壤能源，并传输到热泵主机。利用潜层地能的优势在于：气候温度的变化并不影响该能源传感器的正常工作；太阳和雨水迅速补充潜层土壤能源，保证备用能量的充足。
这套设备是为室外安装而设计的，节省室内的空间。它不怕日晒雨淋，可置于靠近住房外墙，或住宅领地边缘，独立外露或篱笆掩体之中。操作系统和水组件安装于室内。
与煤气、重油、木柴、煤等传统的采暖系统相比，这种地热式的采暖系统为零污染：无二氧化硫，无二氧化氮，无粉尘排放，是真正意义上的的生态系统，对土壤和人都无害。
2．开发干热岩发电的新进展
⑴提出“热干岩层法”发电前景光明。2004年5月，德国媒体报道，瑞士能源专家表示，地热发电在未来能源生产中将占据显著位置，利用“热干岩层法”汲取高温高压的地下水发电的应用前景光明。
瑞士能源技术协会主席维利·格雷尔说，我相信今后20年内，借助地热装置产生的电量有望达到全球发电总量的10％。格雷尔负责德国西门子公司在瑞士的发电项目。他认为，与只能利用和输送火山活跃地区地下热源的方法相比，“热干岩层法”适用于地球上更多的地方，因而其开发前景广阔。
“热干岩层法”，主要针对地下4公里至6公里深的结晶岩岩层，那里分布着大量的高压水，水温约200℃。采用这一方法时，须首先在地面上用水泵把水通过事先打好的钻孔注入结晶岩岩层，并通过另外两个生产钻孔来，把高温高压的地下水提取上来。高温高压地下水，将直接被输送至地面的一个热交换装置，并由它推动蒸汽轮机旋转，从而带动发电机发电。从蒸汽轮机中排出的被冷却的地下水，会重新被注入地下。
格雷尔说，位于瑞士巴塞尔的一家发电厂，将在商业运营中采用“热干岩层法”。据他介绍，与其他可再生能源相比，利用地热发电更有竞争力，采用“热干岩层法”的发电费用约为每千瓦小时12欧分。
据专家介绍，地热资源储量巨大，集中分布在地壳构造板块边缘一带。地热资源中的高温高压地下水或蒸汽的用途最大，它们主要存在于干热岩层中。
⑵将开发干热岩用于发电。2005年1月，澳大利亚媒体报道，南澳大利亚将成为世界生产“清洁和绿色能源”的先锋。新能源可大幅削减温室气体排放，使之成为该国能源的主要提供者。
日前，已有两个公司表明态度并开始行动，尝试开发地球表面之下干热岩所产生的地热能，并在2005年年底前用地下干热岩发电。据悉，干热岩发电进入商业运行，则是“几年之后的事”，其他国家已经使用了此项技术，但未达到商业规模。
有关人士称，干热岩发电潜力非常大，无论环保还是经济都具备成功的机会。这可能是澳洲发展史上最伟大的发展之一，澳大利亚未来的电力可能出自这里。人们可能还需要石油和天然气供汽车使用，但有理由相信，干热岩能将在10年之内，对澳大利亚的发电作出贡献。目前准备在库坡盆地建设一座小型地热能电厂，售电要等到明年晚些时候。
专业人士称，干热岩资源非常大，是许多燃煤电厂的替代品。从理论上讲，库坡盆地一公里干热岩所发的电就够澳大利亚用75年。如果成本降低，干热岩发电即可成为胜者。目前获得科学家、工程师、市场的支持仍是个问题。政府已经意识到，这是个巨大而独特的资源，全世界都在观望。澳大利亚环境部长西尔说，开发干热岩技术是很好的一件事。
⑶着手建立首座使用干热岩技术的地热发电站。2005年11月，澳大利亚“地球动力”公司日前宣布，将建造全球首座使用干热岩技术的用地热发电站。建成后的发电站，将完全依赖通过钻探所获取的地层深处热能。
地下热能，是一种可用来替代石油等化石燃料的“清洁能源”。目前，地热资源在美国、冰岛、日本、新西兰和菲律宾等国均已投入商业应用。俄罗斯也于数年前在堪察加半岛建造了首座“穆特诺夫”地热发电站。但是，到现在为止，所有的地热发电站使用的，均是直接来自地下热源的水蒸汽。
而澳大利亚“地球动力”公司计划建造的地热发电站，将首次直接从地层深处获取发电所需的热能。他们使用的是一种被称为干热岩的技术——先通过加压的方式，把水注入深度在3000米～5000米之间的钻孔中，当遇到地下高温的花岗岩后，这些水会在瞬间被加热为沸腾状态握，并从附近的另外一处钻孔中喷出地面。喷出的热水，将被注入到一个热交换器中，以便把其他沸点较低的液体加热到气态，这样生成的气体，将用来驱动蒸汽涡轮机以产生电能。而冷却后的水将被再次注入上文提到的钻孔中。
据专家们介绍，干热岩存在于地壳浅层的某些构造区，是一种清洁的热能供应源。初步的计算显示，地壳中干热岩所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。
当然，并不是在任何地区都可应用这项技术，电站所在地必须埋藏有温度不低于250°C的花岗岩。“地球动力”公司的负责人表示，温度在这里起着关键性的作用——花岗岩的温度每下降50℃，发电成本便会增加一倍。
幸运的是，“地球动力”公司在南澳大利亚沙漠中品，找到一处理想的建站地点。目前，该公司已在那里钻探出两个深度达4.5公里的深孔，分别命名为“强辣酱1”和“强辣酱2”。据悉，钻孔底部的温度达到了270℃～300℃。“地球动力”公司，现在正在对该地区的热能储量进行评估。初步的分析显示，从这两个钻孔中至少可以获取10亿瓦的电能。预计，“地球动力”公司将在2006年初做出建造首座应用干热岩技术的地热发电站决定。
据“地球动力”公司公布的数据，利用地热进行发电的成本，与那些以煤炭和天然气为燃料的火力发电站的成本大体相当，是风力发电的一半，只有太阳能发电的1/8到1/10。需要提醒的是，澳大利亚并未签署有关限制温室气体排放的《京都议定书》。不过，澳大利亚政府已计划拨款3.65亿美元，用于支持一系列长期发展计划，以便将温室气体排放量减少2％。
⑷利用增强型地热系统开发深层地热资源。2008年8月，有关媒体报道，增强型地热系统，是指在干热岩技术基础上提出来的。美国能源部的定义是，采用人工形成地热储层的方法，从低渗透性岩体中，经济地采出相当数量深层热能的人工地热系统。
增强型地热系统，通过注入井注入水在地下实现循环，进入人工产生的、张开的连通裂隙带，水与岩体接触被加热，然后通过生产井返回地面，形成一个闭式回路。这个概念本身是一个简单的推断，是模仿天然发生的热水型地热循环系统，即现在在全世界大约71个国家，商业生产电能和直接利用热能所采用的系统。
建立增强型地热系统的第一步是进行勘探，以鉴别和确定最适宜的开发区块。然后施工足够深度的孔钻，达到可利用的岩体温度，进一步核实和量化特定的资源及相应的开发深度。如果钻遇低渗透性岩体，则对其进行水压致裂，以造成采热所需的大体积储水层，并与注入井、生产井系统，实现适当的连通。如果钻遇的岩体，在有限的几何界限内，具有足够的自然渗透性，采热工艺就可能采用，类似于石油开采所采用的注水或蒸汽驱油的成熟方法。其他的采热办法，包括井下换热器或热泵，或交替注入和采出(吞吐)的方法。
干热岩地热电站在运行中没有温室气体排放、土地使用适度、总的环境影响小，成本低廉，技术也较成熟，具有深度开发的潜力。
四、人车动能开发的新成果
1．人体动能和热能开发的新进展
⑴设计出利用人潮脚步发电的地下发电机。2008年6月8日，英国《星期日泰晤士报》报道，风力和水力等能源都已陆续用于发电，如今，人类的脚步有望成为最新的无污染能源。英国工程师最近设计出一种地下发电机，能够利用人潮脚步发电。这一发明将很快用于各大超市和地铁站。
这项新的脚步发电技术，能够利用脚步对地板的压力推动地板下液体的流动，继而带动迷你涡轮旋转，产生电能并贮存在电池中。
研究人员已经在伦敦中部的维多利亚地铁站试验这一技术。结果证实，每小时3.4万人的客流量,能够提供6500个灯泡的电能。
这种利用脚步发电的装置，将首先应用于英国朴茨茅斯的三角帆塔上。三角帆塔是一座高170米的观景塔，利用脚步发电的迷你发电机，将安装在供游客使用的每一级楼梯下方。
开发脚步发电的专家大卫·韦布说：“我们不仅要利用人群的脚步，还将利用整个三角帆塔上所有的轻微摇动来发电，所有建筑物都会轻微摇动。当然，如果有像电视天线那样的摇动再好不过。”
除了安装在地板下利用人群脚步发电，这项装置还可安装在铁轨下或桥下，利用经过的火车和汽车释放出的能量发电。
事实上，这项技术，2007年已在英国米德兰兹的一座桥下试用成功。桥下的发电机成功把火车经过时释放的能量转化为电能，供洪水监测器使用。
研究人员说，这种安装在地下的发电机，还能在人流大的体育场或人行天桥使用。理论上说，这种装置能够在任何人流拥挤的地方使用。但是，考虑到这种技术的高昂成本，目前几年内可能都无法将其广泛推广。
今后，这项技术还可能用于个人。例如，将iPod播放器，连接到使用者的鞋跟处充电。使用者鞋跟处安装有小型电池，贮存走路时积聚的能量。
⑵研制出新一代便携式步行发电机。2009年6月，加拿大不列颠哥伦比亚省西蒙弗雷泽大学，与加拿大仿生电力公司一起，成功研制出新一代的便携式步行发电机。使用者可将它缚在膝关节支架上，他们所迈出的每一步都将为发电机提供动能。步行一分钟所产生的能量可供手机通话十分钟。这对于部队行军、野外探险、灾区紧急救援等情况来说，这种便携式步行发电机都将发挥重大的作用。
研究人员认为，行走时膝关节产生的大量动能一直为人所忽略。步行发电机可以截获这些源源不断的能量，从而避免能量的浪费。
仿生电力公司计划为加拿大军队的现场测试，推出仅重两磅的精简版步行发电机。在为时两天的演习中，士兵们将携带重达30磅的一次性电池，以便为收音机、电脑、测距仪以及热像武器瞄准具等设备充电。一次性AA电池的单价仅为1美元，然而测试现场的电池成本高达30美元。加拿大国防部门有关人士指出，一直来，军方都在设法节省电力方面的开支。新一代便携式步行发电机的问世，意味着军队不仅可以延长演习的时间，还可减少电池的消耗。
便携式步行发电机的出现，意味着战场上的士兵、身处边远哨所的救护人员，以及巨大灾害面前的紧急救援人员，可以一边行进一边充电。
⑶研制出可利用膝盖活动发电的新装置。2012年6月，英国克兰菲尔德大学研究人员米歇尔·波齐等人组成的一个研究小组，在《智能材料和结构》杂志上发表研究报告说，他们研发的一种新型发电装置，可利用人们走路时膝盖的活动来发电，能为随身携带的电子设备供电，这项发明在军事等多个领域都有广阔的应用前景。
研究人员说，目前研发出的原型装置发，电功率约为2毫瓦，但在进一步改进后，其功率可超过30毫瓦，这足以为一些随身携带的电子设备供电，如心率监测器、电子计步器和新型GPS定位设备等。
这种装置呈圆盘形，包含一个中心轴和可绕其旋转的外环。将它绑定在膝盖位置，走路时随着大腿和小腿之间夹角的变化，其外环就会绕中心轴转动，使其中的一些特殊器件产生电力。
波齐说，现在开发出的还是原型装置，如果今后能实用化并进行大规模生产，预计每个这种装置的成本可降到10英镑以下。
这种装置，对于要经常背负电子设备的士兵来说，具有很高的实用价值，有助于士兵们减少对电池的依赖，从而减轻负重，更轻松地行走。因此这次研究也得到英国军方的资助。
⑷制成可把人体热量转换成电能的热电装置。2012年2月，美国维克森林大学，纳米技术和分子材料中心主任戴维·卡罗尔主持，研究员科休·伊特等人参与的一个研究小组，在《纳米快报》期刊上发表研究成果称，他们开发出一个被称为纳米“动力毡”的热电装置，只需触摸它，即可将人体的热量转换成电流，可给手机电池充电。
研究人员介绍说，这种装置，是把微小的碳纳米管锁定于柔性塑料光纤之中，感觉像是面料。该技术利用的是温度差异产生电力来充电，例如房间温度与人体温度的不同。
“动力毡”可置于汽车座椅上，以确保电池的电力需求；也可衬于绝缘管道或屋顶瓦片下，收集热量以降低煤气费或电费；或者衬在服装里作为微电子充电装置；抑或包扎在静脉受伤位置，以更好地满足跟踪病人的医疗需求。
伊特说，我们以热的形式浪费了大量能源，但可以重新捕获这些能源，例如“夺回”汽车浪费的能源来提高燃油里程，给收音机、空调或导航系统增加动力。一般来讲，热电是一个欠发达的捕获能源技术，但仍有很多的发展空间。
卡罗尔说：“试想一下，‘动力毡’作为应急配套配件包缠在手电筒上，或给手机充电收听天气预报。这种装置，可用于应对停电或意外事故等紧急情况。”
研究人员说，热电的成本，使其无法更广泛地应用于大众消费产品。标准的热电装置，使用更多的是一种被称为碲化铋的化合物，相关产品如移动冰箱和CPU散热器，高效地把热能转化成电能，但它每千克要花费1000美元。如果有一天将“动力毡”添加到手机盖上，成本可能仅需1美元。
目前，该织物堆积的72个管层，可产生约140纳瓦功率。该小组正在评估几种更多添加碳纳米管层的方法，使其甚至在更薄的状况下提高输出功率。
休伊特说：“虽然在‘动力毡’准备投入市场之前还有更多工作要做，已经想象到它可以作为温暖外套的热电内衬垫，当外界很冷时它可为人们驱寒保暖。如果‘动力毡’效率足够高的话，还可为iPod提供电力，它的持久力绝不会令人失望。这绝对是指日可待的。”
2．车辆动能开发的新成果
开发泊车发电的“动力路板”。2009年6月，有关媒体报道，英国塞恩斯伯里超市的格洛斯特分店，在店外路面嵌入“动力路板”， 顾客只需开车进入超市停车场，即可为超市供应电力，实现“车辆开进来、收款机动起来”的节能目标。这家店由此成为欧洲首家利用泊车供电的超市。
据介绍，车辆驶入超市停车场时，会压过“动力路板”。这种装置能“捕获”过去无用的压路动能，进而转化动能为电能，供超市使用。这种泊车发电，每小时能供电30千瓦，超出格洛斯特分店所有收款台运转所需的电量。
英国《每日邮报》写道，这种“动力路板”，如果嵌入主题游乐园车道，所生电能足以确保过山车运转。如果它嵌入高速路口，可产生公路系统照明用电。
五、其他能源开发利用的新技术
1．开发压缩空气能源储存新技术
2008年7月，国外媒体报道，随着国际石油价格最近不断创出新高，如何解决未来的能源短缺问题，再次成为科学家们关注的议题。美国科学家表示，推进压缩空气能源储存(CAES)技术研究和应用，也许有助于这一难题的解决。
美国科学家称，“压缩空气能源储存”的功能，类似于一个大容量的蓄电池。在非用电高峰期(如晚上或周末)，用电机带动压缩机，将空气压缩进一个特定的地下空间存储。然后，在用电高峰期(如白天)，通过一种特殊构造的燃气涡轮机，释放地下的压缩空气进行发电。虽然燃气涡轮机的运行，仍然需要天然气或其他石化燃料来作为动力，但是这种技术却是一种更为高效的能源利用方式。利用这种发电方法，将比正常的发电技术节省一半的能源燃料。
尽管这种“压缩气体能源储存”的概念，已经提出了30多年，但目前全世界仅有两家压缩空气发电厂。美国阿拉巴马州的压缩空气发电厂创建于17年前，而德国的压缩空气发电厂则已有30年历史。目前，两家压缩空气发电厂都运营正常。现在，美国爱荷华州正在建设全球第三家压缩空气发电厂。美国圣地亚国家实验室，已经得到来自美国能源部的资金支持，负责“爱荷华储存能源公园”(ISEP)项目的设计工作。“爱荷华储存能源公园”其实就是一个压缩空气发电厂，该发电厂将充分利用爱荷华州丰富的风力资源，作为发电厂的运行能源。爱荷华发电厂的压缩空气存储容量，可用于50小时的发电。这家压缩空气发电厂一旦建成开始运营，其每年发电量将占爱荷华州用电量的20%左右，每年可以爱荷华州节省大约500万美元的能源成本。
压缩空气发电厂建设的首要任务之一，就是找到一个支持空气压缩存储的地质空间。爱荷华储存能源公园项目研究人员，经过对厂址附近地区进行严密的地震检测，反复的计算机模拟，以及对其他压缩空气发电厂相关数据的认真分析，目前他们已经找到合适的空气存储空间。最近，圣地亚国家实验室，又开始研究风能利用与空气压缩能源储存两者组合技术。这种组合技术将首先应用于该项目中，继尔可能推广到全美其他发电厂。
但是大规模地储藏压缩空气，需要占用大面积土地。研究人员认为，可以使用特殊材料制成一个50米宽，80米高的巨型风袋，将其置于600米以下的深水中，根据计算，这样一个容积的袋子中，每立方米容积内可以储存25兆焦耳的能量。在压缩空气能源储存中，水下是关键，只有深水巨大的压力才能使能源的储量增大。研究人员认为，这种能源储存模式，尽管在准备相关设施时会产生很多费用，但它与制造电池相比，还是便宜得多。另外，在使这些压缩空气产生动力时，普通大小的风机难以满足其要求，所以必须通过技术创新，研制出更大更牢固的叶片。
研究人员说，可再生能源的发展，不仅在实际用途上为人类带来新的方向，也促进了科技的发展。海水中的储风袋，让风能成为当今更加时尚和引人注目的能源。或许在今后，更多不可思议的技术，将会给可再生能源更多的活力，也会给人们更多的惊喜。
2．研制环保型燃料的新技术
⑴把重油转换成环保型低价柴油可替代品的新技术。2008年11月，韩国媒体报道，在冬季取暖消耗大量燃料之际，韩国埃克斯燃油公司推出一项新技术，能够把重油转换成可替代柴油的环保型低价替代燃料，并已通过韩国政府的检测，为重油的再利用提供了一条新的途径。
据悉，韩国石油品质管理院，对韩国埃克斯燃油公司研制的生产工艺和技术进行了检测，批准这一技术及相关产品在韩国销售。
报道说，这种替代型燃料工艺，可将重油转换成类似柴油的燃料，并将燃烧后的硝化物和硫化物排放量，分别降低77％和27％，其热效率则要比普通柴油高20％～30％。由于使用重油做原料，它的价格每百升比柴油低13.5美元，比锅炉用燃油每升价格低6.8美元。
⑵有望利用大豆根部固氮细菌把一氧化碳变为环保燃料。2010年8月，美国加州大学欧文分校马库斯·里贝、加州理工学院乔纳斯·彼得斯等专家组成的一个研究小组，在《科学》杂志上发表论文称，他们发现从一种常见土壤细菌中提取的酶，可以把常见工业副产品一氧化碳转化为丙烷，还可以进一步转化为汽车燃料。有关专家认为，这一方法有望实现以低成本制造出碳中立的环保燃料，无需对汽车发动机的原有设计进行大幅改动。
研究人员介绍道，在大豆等粮食作物根系土壤中，生活着一种名叫棕色固氮菌的微生物。农场主之所以对含有棕色固氮菌的植物情有独钟，是因为这种细菌可制造并充分利用多种酶，把大气中毫无用途的氮气，变成重要的氨和其他化合物。接下来，其他植物吸收这些化合物，利用它们生长。
研究小组在研究过程中，从棕色固氮菌制造的酶中分离出钒固氮酶。在自然界中，这种酶能够利用氮气生成氨。现在，研究人员证实，它同样也可以用一氧化碳生成丙烷。丙烷是一种点燃后形成蓝色火焰的气体，美国家用火炉排放的气体通常都含有丙烷。
研究人员发现，当将氧气和氮气从钒固氮酶那里“夺走”，并用一氧化碳取而代之时，钒固氮酶会自动开始用一氧化碳来制造短的碳链，这些碳链只有两个或三个原子长。彼得斯认为，钒固氮酶的这种新能力，是一项意义深远的发现，将具有重要的工业应用。
不过，真正令人兴奋的，还是其用于制造汽车燃料的潜力。里贝表示，最终可对这种酶加以改造，使其不仅可以制造简单的3个碳原子链的丙烷分子，还能够生产出构成汽油的长链分子。他说：“很显然，如果我们能制造碳—碳长链，这将是一条生产合成液态燃料的新途径。”
汽车燃料的不完全燃烧，会产生含有一氧化碳的尾气，因此，在不远的将来，汽车或许可以利用自身排放的尾气来制造燃料以满足自己的某些需要；在更远的将来，直接从空气中“提取”燃料将成为可能，因为现在已有将二氧化碳分解为一氧化碳的技术存在；而最终，汽车从大气中“拿出”碳的速度，很可能要远远快于它们向大气排放碳的速度。
当然，这些美好前景，距离我们还有一段漫长的过程。里贝说，提取、培植并储存数量足够多的钒固氮酶“非常困难”。尽管在20多年前，科学家就已经分离出了编码钒固氮酶的基因，但是大批量制造有用钒固氮酶的技术，却是直到最近才开发成功的。
