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　　光伏发电的主要原理是半导体的光电效应，利用光照使不均匀、半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差，实现光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程。一般的光伏发电系统主要由太阳能电池板（实现光电转换）、控制器和逆变器（实现送电上网）三大部分组成。近年来，国家大力鼓励发展太阳能光伏发电。自2012年国家能源局《太阳能发电发展“十二五”规划》，2013年国务院《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》之后，国务院办公厅的《能源发展战略行动计划（2014-2020）》中也提出了大力发展光伏发电。2014年“光伏扶贫”开展、电价补贴、税收减免等一系列政策切实促进了光伏项目的全面铺开。

　　目前我国地热发电仍在探索阶段，西藏羊八井地热电站3MW机组由我国自行设计和制造，是我国最主要的地热发电站。此外，直接利用地热能的做法在我国更为常见，2013年国家能源局等印发《关于促进地热能开发利用的指导意见》，2014年2月在河北雄县召开全国地热能开发利用现场会，总结“雄县模式”，在全国部署推动地热能开发利用。截至2015年底京津冀地区地热供暖面积已达1.3亿平方米。2017年1月《地热能开发利用“十三五”规划》出台，提出2020年地热供暖面积累计达到16亿平方米、地热能供暖年利用量4000万吨标准煤的目标。

　　伐薪烧柴是最古老的能量获取方式，一度被现代文明淘汰。但在少用或不用化石燃料的要求下，有越来越多的人重新将目光转回了生物质当中蕴含的能量——当然不是回到烧柴时代，而是开发新的、更高效的利用方式。比如，农业生产中不能食用的部分，像是稻壳（占稻谷质量的20%）、秸秆（占穗重的20%）、甘蔗渣（与蔗糖各占50% ）等，以及修剪的树木枝条，甚至包括造纸、制革、酿酒等工业的有机物含量极高的废水，都是潜在的能量来源。

　　用来自生物质的“生物柴油”替代来自化石燃料的柴油或汽油，是当前一个比较常见的思路。生物柴油（Biodiesel）是指所有以生物质为原料制成的替代燃料。狭义的生物柴油特指脂肪酸甲酯类物质，主要指植物油(如篦麻油、菜子油、大豆油、花生油、玉米油、棉子油等）、动物油(如鱼油、猪油、牛油、羊油等)、废弃油脂或微生物油脂与甲醇或乙醇发生反应后得到的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。在实际应用中，生物柴油的原料来源很广泛，各种食用油和餐饮废油、屠宰场剩余的动物脂肪甚至一些油子和树种，都可以作为生物柴油的原料。目前我国生物柴油已产业化发展，废弃油脂回收再利用工作也有开展。

　　除了化石燃料，新能源大多是可再生的，它们看起来都很美好，但是它们真的都完全没有碳排放吗？这个问题属实有些不好回答。首先，在使用电能的时候我们经常无法区分火电和绿电，一不小心就会掉进碳排放的陷阱；其次，即使是光伏或风力发电，看似产生完全无碳的绿电，但如果考虑全生命周期，那么这些新型发电设备的生产、运输过程都有可能是高能耗，甚至高污染的。地热发电也有它的问题，不当开发很有可能导致底层中的二氧化碳进入大气——当然量不会很大，但也足够我们给它的“零”碳打上引号。再例如生物质发电，虽然碳排放没有燃煤高，但生物质燃烧仍然是显而易见的产生碳排放的过程。然而，如果结合CCS技术捕捉并封存这部分碳，甚至可以建立大气-生物-发电-封存流程的从大气中去除现有二氧化碳的方法（当前研究热点之一的BECCS），那么它甚至可能是“负碳”的。