可再生能源中长期发展规划的发展状况
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
随着人类对地球资源的无节制的获取和利用,地球的有限资源将在未来的几百年枯竭,地球的生态系统也会受到巨大的影响。人类只有减少非再生能源的使用,逐渐向可再生能源转型,这样才可以维持人类的可持续发展。可再生能源主要包括风能,太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能和核能等。
可再生能源的意义。地球上的不可再生资源主要包括煤炭、石油和天然气。这些资源探明的储备量已经远远无法满足人类的使用了。石油只够使用50年,天然气只够使用60年,而煤炭只够使用200年,其他金属矿产只够使用不到200年,不过虽然人类技术的提高,金属的回收利用的效率也会提升。人们面临的最大问题就是能源危机。除了能源危机以外,不可再生资源的燃烧和利用会产生大量的有害气体和温室气体,多生态环境的影响是巨大的。所以大力发展可再生能源就是人类的未来,而且这些能源最大的优点是清洁无污染。
可再生能源的种类。可再生能源中最常见的就是太阳能,该能源主要来自于太阳辐射,目前人类的卫星和航天器都用太阳能提供持续的动力,未来可以提高给汽车和飞机使用,也可以普及居民用电,光伏产业目前已经成为全世界关注的焦点。风能是地球表面空气的运动而产生的,风力发电是目前最常见的使用领域。水能和潮汐能都是利用水的运动而产生的能源,目前主要用于发电,这类能源是取之不尽用之不竭的能源。生物能主要包括沼气、生物制氢、生物燃料乙醇等,但是该能源如果不合理的开发会对生态系统造成影响。核能是人类文明最重要的发现,虽然技术含量较高,但是能源的持续性较好,而且宇宙中的原材料是取之不尽的。
能源是现代社会赖以生存和发展的基础,清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展,是国家战略安全保障的基础之一。可再生能源主要包括太阳能、风能、地热能、生物能海洋能等。全球风电发展最快的国家是德国,菲律宾、萨尔瓦多、肯尼亚、尼加拉瓜和冰岛等国地热能利用率很高,英国积极开发和利用海洋能,德国的生物能利用技术世界领先。
风能
风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦,列世界第三位,由广阔的开发前景。风能是一种自然能源,由于风的方向及大小都变幻不定,因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。
全球风电发展最快的国家是德国(1697.6万千瓦)、西班牙(826.3万千瓦)、美国(674万千瓦)、丹麦(311.7万千瓦)以及印度(300万千瓦)。德国应用先进的风力发电和光伏发电技术等可再生能源的利用,使得2002年全国6.8%的电力来自可再生能源。到2020年德国将有20%的电力来自可再生能源。
由于风电属于新能源范畴,无论是成本还是技术同传统的火电、水电相比还有较大的差距,因而风电的快速发展需要国家政策的大力扶持。中国对风电的政策支持由来已久,力度也越来越大,政策支持的对象也由过去的注重发电转向了注重扶持国内风电设备制造。
地热
地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库,仅地下10千米厚的一层,储热量就达1.05×1026焦耳,相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。
地热能(资源)可以被用来取暖,也可以用于发电。做何种应用取决于资源的温度范围,资源的经济开发取决于地热田的资源特性和地理位置。地源热泵是低温地热资源的一种利用形式,被广泛用于建筑物的取暖和制冷。地热发电在世界范围内也取得广泛应用,在过去的50内年增长率为7%。目前,利用先进技术,用于发电的地热资源可以低于100℃。2004年,全球25个国家的地热发电装机总计达到873.5万千瓦,每年发电546亿千瓦时。地热发电厂的功率因素在70%-95%之间,适合于带基荷。在有些国家,地热发电开发利用率很高,可达到全部电力供应的13%-16%。这些国家是菲律宾、萨尔瓦多、肯尼亚、尼加拉瓜和冰岛。地热发电成本在可再生能源应用中是最低的,可以低至4-5美分/千瓦时。
目前,我国除青海、云南、贵州等少数省区外,其他省区都在不同程度地推广地源热泵技术。目前,全国已安装地源热泵系统的建筑面积超过3000万平方米。据不完全统计,截至2006年底,中国地源热泵市场年销售额已超过50亿元,并以20%的速度在增长。
海洋能
海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富,分布广,清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。
英国在海洋能利用上走在世界前列。从70年代以来,制定了强调能源多元化的能源政策,鼓励发展包括海洋能在内的多种可再生能源。1992年为实现对资源和环境的保护,又进一步加强了对海洋能源的开发利用,把波浪发电研究放在新能源开发的首位,曾因投资多,技术领先而著称。潮汐发电是潮汐能最主要的利用方式,其原理是利用潮水涨落产生的水位差来发电。SeaGen潮汐能源系统长约37米,好似一个“水下风车”,旋翼由潮汐流带动工作。潮汐发电机的原理与风力发电类似,只不过把风力推动改为潮汐和水流推动,由此而产生更为环保的电力。该系统自2008年5月开始试运行,于2008年7月联入英国国家电网,现发电能力12兆瓦,可满足大约1000户家庭的平均用电需求,位居世界潮汐能系统发电量首位。
我国海洋能开发已有近40年的历史,迄今建成的潮汐电站8座,80年代以来浙江、福建等地对若干个大中型潮汐电站。我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验,小型潮汐发电技术基本成熟,已具备开发中型潮汐电站的技术条件。但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小,单位千瓦造价高于常规水电站,水工建筑物的施工还比较落后,水轮发电机组尚未定型标准化。
生物能
生物质是一种多样性的能源资源,在世界范围内有着广泛的应用,主要有作物的残余物,例如谷类的秸秆、稻壳、棕榈油、甘蔗渣、城市固体废弃物、森林废弃物,以及来自畜禽养殖场和工业处理过程中的有机废水。生物质能源的主要利用形式有:大型火电系统,例如直接燃烧生物质或与煤混燃产生蒸汽发电和供热;大型生物质气化发电系统(10MW以上);每年集中处理农场和工业有机废水1万吨以上的厌氧发酵供热发电系统;垃圾填埋气回收供热和发电系统;还有生物油的生产(乙醇、生物柴油等等)。
欧盟15国,2000年全部电力的1.5%来自于生物质能,并计划将生物质能的开发作为其实现2010年22%可再生能源发电目标的主要内容。德国在利用厌氧发酵处理废弃物发电技术方面,走在了世界的前列,目前已有1900个厌氧发酵厂,2004年装机27万千瓦。
目前我国生物质能源的发展面临一些瓶颈问题,包括生物质资源不足、品质不佳、收集困难、难于转化;生物质催化与转化效率低下,过程能耗和水耗高;生物转化工艺难以低成本规模化放大以及生物能源终端产品品质不佳、产品标准欠缺等。
尽管欧盟2021 2027年财务预算谈判正陷入僵局,但是欧盟委员会(下称“欧委会”)仍表示将全力投资新能源领域。
欧委会日前公布一份“近海可再生能源战略”,旨在大幅度提升可再生能源使用率,预计到2050年欧盟整体海上风电产能将增加至300千兆瓦。欧盟将向该领域投资7890亿欧元,约三分之二用于电网基础设施建设,另三分之一用于发电设施建设。
欧委会副主席蒂默曼斯(Frans Timmermans)称,欧盟海上可再生能源投资项目已是全球性成功案例。目前欧盟正面临更大的机会,发展清洁能源产业、推动可持续发展。
欧盟缘何推广海上风电投资?
欧盟在全球海上风力发电领域占据重要地位,目前全球42%的海上发电能力分布在欧洲沿海,北海是世界海上风电的最佳位置。
自本届欧委会上台以来,绿色经济成为了其产业政策重要抓手。欧委会相继出台加强传统行业绿色转型、扶持新能源 汽车 等细分产业政策,并通过调整能源税、推动碳排放交易机制改革等方式提供资金支持。
此次欧委会再推海上风力发电政策,首要原因在于,海上风电是欧盟实现中长期减排目标的主导因素。
国际能源署执行主任罗尔(Fatih Birol)认为,如果顺利实施海上风力发电的大规模部署,欧盟有望在2050年实现净零排放的目标。2025年后,核电、光伏等发电方式将保持相对稳定发展态势,欧盟希望到2050年全面消除煤炭市场,剩余的能源转型重担将由海上风电完成。
陈晓径也认为,欧盟于3月首次将“绿色协议”写入气候法案,要求重工业部门实现“零排放”,能源系统实现“去碳”与“绿色电力”的要求迫在眉睫,海上风电将在新能源转型中扮演重要角色。
其次,欧盟具有海上风电领域的先发优势。1991年,丹麦设立全球首个海上风力发电场。过去十年,欧盟海上风能技术日益成熟、实现规模化生产,成本大幅下降。
陈晓径表示,欧盟在海上浮动风力发电、波浪能与潮汐能利用、漂浮式光伏系统等方面优势明显,也享有北海、波罗的海、地中海、大西洋、黑海等丰富的海洋资源。欧盟推出该计划,预计仅需占用3%的海上空间即可达到大幅生产可再生能源的效果。
再次,欧盟正在海上风电领域受到其他国家的挑战。拜登曾宣布,将带领美国重回《巴黎协定》,并加大在新能源领域的投资。英国上月提出“全民风电”目标,计划2030年利用海上风电为全英所有家庭供电。2018年,全球近一半的海上风电投资都发生在印度等亚洲国家。
欧洲能源专员西姆森(Kadri Simson)称,欧盟要保持海上可再生能源的领导者地位,必须激发在海上风能领域的所有潜力,并通过发展波浪、潮汐和浮动太阳能等不断提高技术水平。
欧委会:希望私有部门加大投资
欧委会称,该计划不仅可以推动欧盟在新能源领域更进一步,还可以推动经济复苏,预计该计划可以为欧盟创造6.2万个就业机会。但是,正如欧盟在其他领域的投资一样,如何筹措资金成为目前投资的首要难题。
国际能源机构(IEA)称,海上风电行业的效益正以每年2.2%的速度增长,未来两年至少需要吸引8400亿美元的投资。未来达到2050年气候目标,各方必须加速投资。过去十年,欧盟每年对电网基础设施的投资约为300亿欧元。
欧洲风能协会(Wind Europe)称,欧盟首先要加强在海上风电基础设施的投资,同时还要兼顾陆上电网方面。未来十年,欧盟的港口也需要65亿欧元的投资。
欧委会称,将从“恢复基金”中拿出1500亿欧元投资该领域,并将重点放在碳密集中度和化石燃料使用率最高的地区。此外,各成员国政府也将为此提供支持。
但是,目前因匈牙利和波兰两国反对,“恢复基金”迟迟未获批。即使未来最终获批,该计划也将面临6500亿欧元的资金缺口。
欧委会寄希望于欧盟的私有部门,希望公共事业和能源领域的巨头能向其提供支持。
欧委会称,预计私有部门将提供投资中的大部分资金,公有部门将发挥战略催化剂的作用。那么,私有部门是否愿意响应欧盟机构的号召,该方案是否具有可行性?
对此,陈晓径认为,私人资本占大多数符合欧盟惯例与“绿色协议”要求,公私合作解决资金需求是当前形势下的可行做法。
她进一步解释称,一方面,公共资金相对充足,但受疫情影响并不宽裕。预计2020年欧盟国内生产总值(GDP)将下降7.4%,欧盟的理念是公共资金要发挥引导、杠杆、“战略催化剂”作用,而非融资为主。其功能是帮助成熟技术尽快进入市场、实现规模化并降低成本,帮助起步技术创造市场并引导私人融资、降低不确定性等。
另一方面,对于私人资本而言,欧盟已建立《可持续金融分类方案》为代表的成熟框架,对如何引领私人融资有着详细规定,这可以协助其达成长期减排与发展目标。
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源。楼上有提到氢能的,它应属于可再生能源,因为生产氢能的原料是取之不尽、用之不竭的。但它是经过人类加工的二次能源。如果这样举例的话,沼气、焦炭、蒸汽(蒸汽机的动力)也是可再生能源。
非可再生能源:煤、石油、天然气、核矿石等一次能源,以及汽油、柴油、煤油等二次能源。
有六个重要的天然资源,土地,分别是:1)水,2)森林,3)陆地物种,4),5)矿山,6)化石燃料(煤,石油和天然气) />矿产资源
地球是人类的庇护所,食物和服装来源。 3300已知矿物在地球上,构成了多种矿产资源。人类超过95%的能量使用,80%以上的工业原料和70%以上的农业生产来自矿产资源。
矿产资源一般分为金属矿产,非金属矿产,能源和矿物质,有固体,液体,气体三种形式。
地球的资源是有限的,不可再生,滥挖矿产资源的不合理开发和利用,将会带来资源的枯竭和全球环境的负面影响。合理和有效地利用地球资源,以维持人类的生存环境,已成为当今世界共同关心的。
矿产资源被称为现代工业的“粮食”和“血液”,是人类社会发展的命脉。矿产资源不仅是一个重要的物质基础,为人类社会的生存和发展,全球经济产业基地。
不仅在经济领域,在政治领域显示相同的矿产资源的重要价值。寻找在上世纪大大小小的战争,两次世界大战,海湾战争中,除了争夺领土,拥有的矿产资源品种数以百计的往往是引发战争的爆发的一个导火索。为了确保国家安全处于非常时期,在世界上有许多国家早已进行矿产资源战略储备。
资源利用,人口增长和环境污染,人口,资源和环境的环境问题主要有三个类型。
资源利用率:使用任何环境中的自然资源。某些天然资源可以是天然在一个相对较短的时间以恢复或再生,被称为可再生资源。再生资源包括太阳,风和树木。一些自然资源无法恢复或再生,我们称它们为不可再生资源,如煤,石油,其他金属和非金属矿产资源。当不可再生资源的过度开采,最终会被耗尽。
人口增长:医药,农业的发展和卫生条件的改善,寿命不断延长,亡率开始下降,全球人口的不断增长。然而,随着人口的增长,资源,需求同步增长。因此,人口和资源是人类社会发展的一个主要矛盾。
环境污染:环境中的任何变化称为环境污染生物有负面影响。环境污染往往伴随着有益的人类活动,如煤炭发电带来的空气污染,农作物农药杀害虫带来了土壤环境的污染。一个重要的因素,人类活动对地球环境污染的侵害。
能源
能源是天然的资源,人力,物力基础,为人类的生存和社会发展的项目,可以提供能量。
煤炭
:煤是由古代植物在地下埋藏了坚实的化石燃料。
煤炭燃烧造成环境污染,但在接下来的100年里,煤炭仍然是主要的能源。清洁煤燃烧技术已成为能源开发领域的一个热点,许多国家都在发展方法,以保持空气的清洁煤燃烧技术。
油:油被称为原油,这是从数百数百万年以前生活在海洋中浅内陆海中的小动物,藻类,原生生物形成一个厚厚的黑色液体。大部分的石油储量在地下的砂岩或石灰岩层的孔。数百数百万年形成的石油从这个意义上说,它是一种不可再生的资源。
地下石油开采原油加热蒸馏可以分离的燃料及其他产品。石油占超过1/3的世界能源消费,这是大多数汽车,飞机和轮船的燃料。许多家庭还使用油加热。来自原油,塑料,涂料,医药和化妆品。
天然气:天然气是一种可燃气体存储在地下多孔岩石或油,其原因和油的原因是相似的。因为它是比油轻,常位于在上部的油状物。独立成矿庞大的天然气储备在中国西部。
天然气清洁,低价格和供应的安全性,所以它的缺点是高度易燃气体泄漏可能导致爆炸和火灾。
发展清洁能源:像其他活动,自然资源的生成需要消耗一定量的能量,转化的大型水,土地复垦,地貌,因此不能做没有大量的能源消耗。化石能源的广泛使用,危害地球环境恶化所造成的。人类唯一的出路是寻求替代能源 - 可再生能源。
可再生能源:水电能源,风能,波浪能,潮汐能,地热能,生物质能,太阳能等。
地球上的自然资源分为“
再生
,包括水电能源,风能,波浪能,潮汐能,地热能,生物质能,太阳能等。
不可再生
可再生自然资源的太阳光的作用下,可以继续他们的可再生材料。分为两类。最典型的植物,生物质能,太阳能,风能等可再生资源。
地球不可再生的天然资源,主要有石油,煤,天然气和其他矿产资源,经过数百万年的时间形成的,因此,不可再生。这些储备资源作为人类消费的越来越少。
地球上的生物物种也是宝贵的不可再生的天然资源,任何一种生物的灭绝意味着地球已经永久地失去了一个独特的,有价值的,一个物种的基因库。因此,如果它是由人类活动造成的物种灭绝,损失将是不可估量的