广东省发展可再生能源有哪些举措和成就?
广东省在可再生能源利用技术领域的研发和产业化方面具备优势,省内主要研发机构承担的新能源领域国家科技攻关项目占全国同类项目总数的25%左右,大型生物质气化发电产业化关键技术、大型太阳能空调示范系统、地热能高温热泵技术等都具有国内领先水平,有些甚至达到国际先进水平。除了技术以外,广东省还拥有丰富的新能源和可再生能源资源:
①、风力资源:陆地可开发风能约600万千瓦,加上近海的风电场,风电可开发容量达2000万千瓦,相当于2020年预计电力总装机容量的20%左右。我国正在积极开发第三代风力发电机组。特点是重量轻,单位面积获能大、可靠性高、装机费用低,发电成本将大幅下降。
②、生物质资源:生物质能作为一项低碳能源技术受到广泛的重视。英国、德国、法国、日本、美国及原苏联等国家早在50年代就利用厌氧消化技术处理城市和工厂污水,既治理了污染,又获得了能源。广东每年产生稻草、甘蔗渣在1000万~1500万吨之间,还有大量的城市和工业可燃废弃物及稻壳、蔗渣、木薯、速生林等能源作物,直接发电或通过热解气化供热发电,估计目前广东省的生物质能资源达到1000万吨标准煤。利用液化技术将生物质转换成液体燃烧替代石油是科学家的长期愿望,80年代在巴西、美国等国家已经实现。我国近年来为了进一步改进生物质能利用技术,提高利用效率,还开展了把秸秆等农林废弃物转换为优质气体、液化燃料等新技术的研究和开发,加上农业废弃物和城市有机垃圾,均可通过一定的工艺技术转换为电力,还可以直接、间接地转换为液体燃料,新的可再生能源的发展潜力仍然很大。
③、太阳能资源:广东属于亚热带地区,太阳辐射强而且濒临南海,广东省年均日照在2000小时左右,太阳能资源比较丰富。节能、环保的太阳能,每年日照时间超过2000小时的广东地区,广东日照时间长、辐射总量大,而且每年阴天只有60到80天;即使在阴天,太阳能热水器也能吸热,如果阴天的时间长了,还可以配合电能及煤气使用。利用太阳能热水器也非常省钱。以三口之家为例,初装费两三千元,但装好后每天至少省电八九度,一年就可省电费1000多元,两三年即可收回成本。国产太阳能热水器平均每平方米每年可节约100—150公斤标准煤,被动式太阳房平均每平方米建筑面积在暖期可节约20—40公斤标煤,太阳灶每台每年可节约柴草500—700公斤,节能和社会效益十分明显。当前广东太阳能利用有了一定数量推广应用的覆盖面,在缓解当前常规能源短缺和减轻生态和环境恶化等方面收到实效。
④、沼气:顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是自然界天然发生的沼气。由于农村燃料短缺,造成森林过度樵采,植被破坏,生态环境恶化。因地制宜,大力开发利用新能源和可再生能源,所以广东农村沼气的推广使用,可以直接引发农民的厨房革命,带动农村能源结构的调整,大大缓解了农村能源紧张问题,发展农村沼气对解决农民生活用能,促进农村地区脱贫致富,使农村经济和生态环境协调发展,对实现小康具有重大意义,改善农村的生产生活条件,增加农民收入,减少薪柴消耗,实现造林绿化,充分发挥山区和农村环境的生态屏障功能有非常积极的意义。沼气综合利用与生态农业和农村持续发展密结合,蓬勃发展,方兴未艾。
⑤、海洋能资源:广东的海洋能资源也较丰富。海水是取之不尽的资源,主要作为制盐原料和海洋能资源。广东省沿海有27个县市产盐,盐田总面积1.6万多公顷。海洋能资源有潮汐能、潮流能和波浪能等。可开发的潮汐能资源坝址,在大陆沿岸有23处,理论总装机容量为16.29兆瓦,年总发电量为32.24×106千瓦小时;上述这些条件是广东具备开发新的可再生能源的资源基础。
可再生能源大赛获奖率高。
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可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,是取之不尽,用之不竭的能源。
我国太阳能利用发展历程及出台的相关政策
1973年10月的中东战争,引发了世界性的“能源危机”。许多国家,尤其是工业发达国家,加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持,在世界上掀起了开发利用太阳能的热潮。当年,美国政府就制定了阳光发电计划,太阳能研究经费大幅度增长;并成立太阳能开发银行,促进太阳能产品的商业化。1974年,日本政府也很快制定了“阳光计划”,对本国的太阳能研究利用给予大力支持。
世界上出现的开发利用太阳能热潮,对我国也产生了巨大的影响。1975年在河南安阳召开了“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”,推动了我国太阳能带来的发展。太阳能研究和推广工作随后纳入了我国的政府计划,获得了专项的经费和物资支持。
1992年联合国在巴西召开了“世界环境与发展大会”,通过了《里约热内卢环境与发展宣言》等一系列重要文件。世界各国都加强了清洁能源技术的开发,将利用太阳能与环境保护结合在一起。世界环保大会以后,我国政府对环境与发展十分重视,提出10年对策和措施,明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”,制定了《中国21世纪议程》,进一步明确了太阳能重点发展目标。1995年,国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》(1996~2010),明确提出了我国在1996~2010年新能源和可再生能源的发展目标任务以及相应的对策和措施。
1996年9月,津巴布韦召开的“世界太阳能高峰会议”提出了在全球无电地区推行“光电工程”的倡议时,我国政府立即作出积极响应,制定实施“中国光明工程“的计划。同年由国家计委牵头制定了“中国光明工程”计划。计划到2010年,利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的用电问题,使他们达到人均拥有发电容量100W的水平,相当于届时全国人均拥有发电容量1/3的水平。同时还将解决地处边远地区的边防哨所、微波通讯站、公路道班、输油管线维护站、铁路信号站的基本供电问题。
我国太阳能发电的成果及现状
目前,我国已具有15MW的太阳能发电容量,光伏产业也形成了较好的基础。虽然光电成本仍然高于煤电,但在边远地区,与拉设电网相比,小型太阳能发电设施仍然相对便宜适用。
近年来,太阳能光伏电池的应用在我国西部地区逐渐扩大。国家电力公司在西藏无水利资源的地区先后建设了10座光伏电站,解决了7个无电县的工业和生活用电,1.2万余人从中受惠。而过去这些县大多用柴油机发电,各县财政每年要花数十万元购买柴油。另外,西藏还建立了众多的太阳能道班、学校、边防哨所、气象站和广播电视微波中继站。青海及周边地区的6万余无电散居户,利用便携式小功率光伏系统解决了家庭生活用电问题。青海省还在电网无法延伸也无水利资源的地区建成了10个太阳能光伏电站,深受当地干部群众的欢迎。新疆则在亚欧光缆、南北疆光缆等工程必经之地的无电地区,安装了100多座无人值站的光伏电源。在西藏地区已有7个县靠太阳能解决了用电困难。
相比于蓬勃发展的世界光伏工业,中国光伏工业还处于起步阶段。光伏产量和安装容量仅为世界1%左右。国际上方兴未艾的光伏集成建筑和非硅系列多晶薄膜电池领域在我国还几乎是空白。在国家实施西部大开发战略和国内绿色环保工业开始升温的背景下,近两年中国光伏工业保持了较快的增长速度,正向光伏工业世界十强挺进。
目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地。该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体、一期工程完成后可达到年产3MW多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面的多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。另外,云南半导体器件厂、宁波太阳能电池厂等太阳能光伏企业正在积极进行技术改造;经国家和地方政府批准立项,除河北保定外,广东深圳以及天津也正在筹建年生产能力达3~5MW的多晶硅和非晶硅太阳能电池生产工厂。
但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产厂,年产量约有4.5MW,工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达18.3%,比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍,我国太阳能电池平均转换效率不高,其主要原因是专用材料国产化程度低,如封装玻璃就完全依赖进口,低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求,科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。
我国的太阳能资源及市场前景
我国拥有丰富的太阳能资源。据统计,每年中国陆地接收的太阳辐射总量,相当于24000亿t标煤,全国总面积2/3地区年日照时间都超过2000h,特别是西北一些地区超过3000h。另一方面,随着当前世界光电技术及其应用材料的飞速发展,光电材料成本成倍下降,光电转换率不断提高,这将带来太阳能发电成本的大幅度下降。世界光伏界一般认为,到2010年太阳能光伏电池成本将降低到可以与常规能源竞争的程度。这为中国大力开发太阳能资源提供了可能。
1、中国的太阳能发展将以边远、欠发达地区为先导
目前,我国尚有7656万无电人口,16个无电县,828个无电乡和29783个无电村。由于这些县城、村镇及散居牧户地处边远,远离电网,用电负荷小而且分散,近20年之内不可能通过延伸电网实现供电。我国太阳能资源丰富,2/3以上地区的年日照大于2000h,年均辐射量约为5900MJ/m2。青藏高原、内蒙古、宁夏、甘肃北部、陕西、河北西北部、新疆南部、东北以及陕甘宁部分地区的光照尤为突出。而我国大多数无电人口恰好主要分布在这些地区。而且,这些地区的风力资源也相当丰富,发展风电也比较适宜。
从经济性上来讲,对于边远地区的村落(或其它集体),年光照大于2500h,在年平均风速大于5m/s的地区,当电网距离为25km以上时,常规电网供电成本大于光伏发电和风力发电的成本。在年光照大于2500h的地区,月用电量大于2100kW·h时,光伏发电系统的经济性就优于柴油发电机组。而对于分散的用户来说,在边远地区常规电网和内燃机发电成本是无法与风力发电、光伏发电户用系统竞争的。在风、光资源良好的地区,用户可以按照自己的需求选择不同的配置,其用电成本为2~6.5元/ kW ·h。通过技术经济分析,结论是显而易见的,在目前条件下采用风力发电和光伏发电技术(或风光互补)解决边远地区分散供电是可行的,符合可持续发展的政策,比延伸电网或柴油发电有明显的优势。
目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持,国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一,他们于1998年在国内首家引进了76 kW 国际上先进的屋面太阳能发电系统,至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12 kW ·h以上,可满足1个小康之家用电要求。河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿(Piikington)太阳能国际有了公司在中国独家总代理,现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料。其基地于1999年11月已在我国率先安装了100多m2的光电玻璃幕墙示范建筑物,现已竣工投入应用,其运行使用效果良好,已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。
另外,2008年奥运会,北京将成为我国在太阳能应用方面的最大展示窗口,“新奥运”将充分体现“环保奥运、节能奥运”的新概念,计划奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能光伏发电技术;采用全玻璃真空太阳能集热技术,供应奥运会90%的洗浴热水。届时在整个奥运会期间,我们将看到太阳能路灯、太阳能电话,太阳能手机、太阳能无冲洗卫生间等一系列太阳能技术的应用。
可以相信,通过北京2008年的这次“绿色奥运”,我国的太阳能发电产业能够得到一次长足的发展;而且,通过在首都举办的这次世界盛会,太阳能发电技术将成为我国发达地区提倡环保、建设环保,大举采用太阳能电力作为替代能源的良好开端。
2、国际组织、国外政府对我国太阳能发展的有关支持项目
我国对太阳能产业发展付出了不竭的努力。在技术开发上,除对相关产业出台了一系列有利其商业化的优惠、扶持政策外,还在“863高科技攻关计划”中专门设立了“太阳能薄膜电池”技术研究项目,中科院在其西部行动计划中,也计划在两年内投入2.5亿元开展一系列基础性、战略性、前瞻性的课题研究,包括建立若干太阳能发电、太阳能空调、太阳能供热、风光互补电站、地热利用等示范工程,并适时开展区域性推广工作。而“光明工程”更是专门的太阳能发展扶贫工程计划。
与此同时,我国也积极利用国际组织和国外政府的对华援助项目,积极从事太阳能利用事业。从1994年起,国家经贸委在有关部委的支持和配合下,积极组织利用全球环境基金、世界银行、联合国开发计划署和亚洲开发银行的资金,支持我国新能源和可再生能源产业化、商业化发展。目前,正在准备和实施的太阳能项目包括:
全球环境基金太阳能光伏发电项目 该项目将利用全球环境基金赠款2200万美元,支持我国西北地区(甘肃、青海、内蒙古和新疆以及西藏、四川西北部等地区)发展20~30万户太阳能光伏发电户用系统(总规模约10MW,平均每套系统发电容量为30至50峰瓦),为边远地区无电成民提供电力。其中全球环境基金赠款1500万美元将用于直接补贴,平均每瓦补贴1.5美元,其余费用由用户承担。同时,700万美元赠款支持建立太阳能户用光伏发电市场化体系、销售网络和技术服务、技术引进以及相应的机构能力建设。
全球环境基金技术开发项目 针对我国目前大型风力发电设备依赖进口,造成风力发电电价较高,初始投资大,限制大规模风力发电场发展的现状,将利用全球环境基金1000万美元赠款,通过竞标选择承担企业,重点支持大型风力发电和太阳能光伏发电设备关键部件的技术开发和技术引进,加快国产化步伐。
全球环境基金/联合国开发计划署加速中国可再生能源商业化发展能力建设项目 该项目由国家经贸委于1994年向联合国开发计划署提出,用全球环境基金支持。经过4年多的努力,1999年3月,该项目由联合国开发计划署、中国财政部和联合国经济与社会事务部签字生效,并于4月6日召开了项目启动会,项目已正式开始实施。该项目是联合国开发计划署在中国开展的投资最大的一个项目。项目总投资为2583万美元,其中赠款1443万美元。在1443万美元的赠款中,全球环境基金/联合国开发计划署赠款880万美元,澳大利亚政府赠款300万美元,荷兰政府赠款253万美元。项目引进国际上先进的可再生能源技术和设备,在山东、浙江、广东、广西等地组织示范项目和相关活动,包括:建立风光互补系统,解决偏远地区居民用电问题;工业规模的沼气利用;以蔗渣为燃料进行热电联产。同时,建立可再生能源工业协会,研究制定可再生能源发展的财政激励政策,帮助企业提高市场开拓能力,加强资源测评、信息传播工作和市场机制的建设。项目实施期为5年。
亚洲开发银行可再生能源开发技术援助项目 该项目1998年11月开始启动,项目资金总额为82.6万美元,其中亚行提供日本政府赠款65.6万美元。该项目涉及的可再生能源领域包括蔗渣发电、太阳能热利用系统和沼气系统。项目的主要内容有:对所选的可再生能源技术进行技术、财务、经济潜力评价;制定方针和激励政策,完善产品制造标准,促进可再生能源利用;提出增强可再生能源技术竞争力的措施;开发支持可再生能源商业化发展的财务机制;完成各子项目的技术性、财务性、经济性和环境性评价。项目主要在广西、广东、河北、江苏、河南、四川和云南等可再生能源资源丰富的省份实施。
中国科学院广州能源研究所成立于1978年,其前身为1973年成立的广东省地热研究室。1998年4月,原中国科学院广州人造卫星观测站并入广州能源所。2001年成为中国科学院知识创新工程试点单位之一。2015年进入中科院清洁能源特色研究所培育阶段,2017年参与筹建中科院清洁能源创新研究院和南海生态环境工程创新研究院。
广州能源所定位于可再生能源、新能源、节能环保及相关战略研究等领域的应用基础与关键技术、方法研发,围绕国家战略需求提供能源咨询服务。
中国科学院广州能源研究所考研试题
链接: https://pan.baidu.com/s/1u05u09ofNlHdVPPP4dyQog
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近日,世界技能组织向各成员通报,轨道车辆技术、移动应用开发、光电技术、增材制造、建筑信息建模、工业设计技术、工业4.0、可再生能源、机器人系统集成等9个项目已通过世界技能组织初步遴选,将有望成为2021年上海第46届世界技能大赛比赛项目。
新能源技术种类:
1、洁净煤:
采用先进的燃烧和污染处理技术和高效清洁的煤炭利用途径(如煤的气化与液化),减少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成为我国乃至全世界的一项重要的战略性任务。
2、太阳能:
太阳向宇宙空间辐射能量极大,而地球所接受的只是其中极其微小的一部分。因地理位置以及季节和气候条件的不同,不同地点和在不同时间里所接受到的太阳能有所差异,地面所接受到的太阳能平均值大致是:北欧地区约为每天每一平方米2千瓦/小时,大部分沙漠地带和大部分热带地区以及阳光充足的干旱地区约为每平方米6千瓦/小时。目前人类所利用的太阳能尚不及能源总消耗量的1%。
3、地热能:
①据测算,在地球的大部分地区,从地表向下每深人100米温度就约升高3℃,地面下35公里处的温度约为1100℃一1300℃,地核的温度则更高达2000℃以上。估计每年从地球内部传到地球表面的热量,约相当于燃烧370亿吨煤所释放的热量。如果只计算地下热水和地下蒸汽的总热量,就是地球上全部煤炭所储藏的热量的1700万倍。
②现在地热能主要用来发电,不过非电应用的途径也十分广阔。世界第一座利用地热发电的试验电站于1904年在意大利运行。地热资源受到普遍重视是本世纪60年代以后的事。目前世界上许多国家都在积极地研究地热资源的开发和利用。地热能主要用来发电,地热发电的装机总容量已达数百万千瓦。中国地热资源也比较丰富,高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。
4、核能:
①核能与传统能源相比,其优越性极为明显。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200一300万吨原煤,大约是每天8列火车的运量。同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。所以,即使不计算把节省下来的煤用作化工原料所带来的经济效益,只是从燃料的运输、储存上来考虑就便利得多和节省得多。据测算,地壳里有经济开采价值的铀矿不超过400万吨,所能释放的能量与石油资源的能量大致相当。如按目前速度消耗,充其量也只能用几十年。不过,在铀235裂变时除产生热能之外还产生多余的中子,这些中子的一部分可与铀238发生核反应,经过一系列变化之后能够得到怀239,而怀239也可以作为核燃料。运用这些方法就能大大扩展宝贵的铀235资源。
②目前,核反应堆还只是利用核的裂变反应,如果可控热核反应发电的设想得以实现,其效益必将极其可观。核能利用的一大问题是安全问题。核电站正常运行时不可避免地会有少量放射性物质随废气、废水排放到周围环境,必须加以严格的控制。现在有不少人担心核电站的放射物会造成危害,其实在人类生活的环境中自古以来就存在着放射性。数据表明,即使人们居住在核电站附近,它所增加的放射性照射剂量也是微不足道的。事实证明,只要认真对待,措施周密,核电站的危害远小于火电站。据专家估计,相对于同等发电量的电站来说,燃煤电站所引起的癌症致死人数比核电站高出50一1000倍,遗传效应也要高出100倍。
5、海洋能:
①海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等,这些都是可再生能源。海水的潮汐运动是月球和太阳的引力所造成的,经计算可知,在日月的共同作用下,潮汐的最大涨落为0.8米左右。由于近岸地带地形等因素的影响,某些海岸的实际潮汐涨落还会大大超过一般数值,例如我国杭州湾的最大潮差为8一9米。潮汐的涨落蕴藏着很可观的能量,据测算全世界可利用的潮汐能约109千瓦,大部集中在比较浅窄的海面上。潮汐能发电是从上世纪50年代才开始的,现已建成的最大的潮汐发电站是法国朗斯河口发电站,它的总装机容量为24万千瓦,年发电量5亿度。我国从50年代末开始兴建了一批潮汐发电站,目前规模最大的是1974年建成的广东省顺德县甘竹滩发电站,装机容量为500。千瓦。浙江和福建沿海是我国建设大型潮汐发电站的比较理想的地区,专家们已经作了大量调研和论证工作,一旦条件成熟便可大规模开发。
②大海里有永不停息的波浪,据估算每一平方公里海面上波浪能的功率约为10x104至20x104千瓦。70年代末我国已开始在南海上使用以波浪能作能源的浮标航标灯。1974年日本建成的波浪能发电装置的功率达到100千瓦。许多国家目前都在积极地进行开发波浪能的研究工作。
③海流亦称洋流,它好比是海洋中的河流,有一定宽度、长度、深度和流速,一般宽度为几十到几百海里之间,长度可达数千海里,深度约几百米,流速通常为1一2海里/小时,最快的可达4?5海里/小时。太平洋上有一条名为"黑潮"的暖流,宽度在100海里左右,平均深度为400米,平均日流速30一80海里,它的流量为陆地上所有河流之总和的20倍。现在一些国家的海流发电的试验装置已在运行之中。
④水是地球上热容量最大的物质,到达地球的太阳辐射能大部分都为海水所吸收,它使海水的表层维持着较高的温度,而深层海水的温度基本上是恒定的,这就造成海洋表层与深层之间的温差。依热力学第二定律,存在着一个高温热源和一个低温热源就可以构成热机对外作功,海水温差能的利用就是根据这个原理。上世纪20年代就已有人作过海水温差能发电的试验。1956年在西非海岸建成了一座大型试验性海水温差能发电站,它利用20℃的温差发出了7500千瓦的电能。
6、超导能:
①超导储能是一种无需经过能量转换而直接储存电能的方式,它将电流导入电感线圈,由于线圈由超导体制成,理论上电流可以无损失地不断循环,直到导出。目前,超导线圈采用的材料主要有铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb3Sn)超导材料、铋系和钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料等,这些材料的共同特点是需要运行在液氦或液氮的低温条件下才能保持超导特性。因此,目前一个典型的超导磁储能装置包括超导磁体单元、低温恒温以及电源转换系统等。
②超导磁储能具有能量转换效率高(可达95%)、毫秒级响应速度、大功率和大容量系统、寿命长等特点,但与其它技术相比,超导储能系统的超导材料及维持低温的费用较高。未来要实现超导磁储能的大规模应用,仍需在发展适合液氮温区运行的MJ级系统的超导体,解决高场磁体绕组力学支撑问题,与柔性输电技术结合,进一步降低投资和运行成本,分布式超导磁储能及其有效控制和保护策略等方面开展研究。