中国的超级电网什么时候建成的?
2014年开始。
从欧洲超级电网计划可以看到,虽然单独的可再生能源发电系统输出受地形、气候等外界因素影响,与大电网的交换功率水平波动范围大,具有间歇J险和易变性,但在大空间尺度下能够彼此互补,即广域范围内的调度能够平衡可再生能源的输出波动。
国内外己有专家学者针对可再生能源的广域互补性进行了研究。 以美国东海岸上分布的海上风电系统实测数据为基础,研究了风力发电在大空间范围的互补性,得出风电能源的互补性随着调度范围增大而变强的结论。 针对光伏发电系统进行了研究,认为利用光伏电站在广域范围的互补性能够有效平滑功率输出。 基于中国气象局的风速和光照强度测量值,研究分析了中国北部和东部沿海区域风能和太阳能的互补J险,并提出通过调整两种发电设备在组合中的比例能够提高广域互补性。
以上研究证明,广域调度能够有效减少可再生能源发电系统对电网的负面影响,提高可再生能源的利用率,充分发挥可再生能源发电对电网的支撑作用,对中国可再生能源发展具有启示作用。
中国能源负荷分布严重不均衡:中东部地区城市化水平高、人口密集、大型企业集中,负荷水平占全国总负荷的近70 %而传统能源电力,如大型火电厂主要分布在包括东北、华北、西北的“三北”地区,水力发电厂则主要集中在水力资源丰富的四 、云南、西藏等西南部地区,均远离负荷中心。
在中国政府的大力发展推动下,大规模利用可再生能源发电的新型电厂蓬勃发展。截至2014年年底,中国风力发电累积并网装机容量达到96. 37 GW,占全部发电装机容量的7%,占全球风电装机容量的26%,位居世界首位。其中,陆上风电主要集中在“三北”地区,合计占全国风电总量的87 %,而且随着大型风电基地建设的推进,并网风机装机占比将持续提高。近海地区也在发展海上风电,全国共建成海上风电示范项目5个,总装机容量达到390 MW,开展前期工作项目17个,总装机容量3. 95 GW。光伏发电经过多年探索,近年来快速发展,截至2014年年底,全国并网光伏发电装机容量达到26. 52 GW,同比增长67 %。西北地区,如山西、甘肃、青海、宁夏和新疆等地,海拔高、日照时间长,太阳能资源充足,光伏电站并网容量占全国总量的75.5 %。
由黄河水电开发公司承建的青海省一座2.2吉瓦太阳能光伏电站已并网发电。
建成后的电站是中国同类电站中最大的,也是世界第二大电站。此前,中国最大的太阳能电站是位于西北部宁夏的腾格尔沙漠太阳能园区,容量为1.54吉瓦;而印度的巴德拉太阳能园区(Bhadla Solar Park)是全球最大的太阳能电站。
据悉,黄河的电站耗资22亿美元(1,486亿元人民币),是计划中的16吉瓦可再生能源发电综合体的一部分,其中包括两座8吉瓦的换流站。SupChina表示,该电站的建设在4个月内完成,其中包括由阳光电源(Sungrow)提供的202.9兆瓦储能系统。
据报道,国家电网公司负责这条价值31.8亿美元(2,149亿元人民币)的特高压电力线。
1、山西大同国家先进技术光伏示范基地(3000MW)
这是我国首个促进先进技术光伏产品应用的大规模太阳能光伏电站,是国家能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目,总规划装机量3000MW,分三年实施。基地旨在规模化应用先进技术光伏产品,同时,示范基地将发展光伏发电、新能源与治理采煤沉陷区相结合,对于探索采煤沉陷区生态修复,进而推动资源型城市能源发展方式转变都有重要意义。
2、山西阳泉国家先进技术光伏发电基地(2200MW)
为推动国家光伏产业升级转型,引领电价下降,调整以煤电为主导的产业结构,阳泉市采煤沉陷区建设国家先进技术光伏发电示范基地,总规划装机量2200MW,分两期实施,其中2016年一期建设1000兆瓦。根据基地规划总体布局,一期共分13个单体项目,其中光伏发电示范项目12个,平台项目1个。建设期截至2017年中,开发经营期为25年(不含建设期)。
3、宁夏(盐池)新能源综合示范区电站(2000MW)
这是截止目前全球最大的单体光伏电站项目,总规划装机量2000MW,占地约6万亩。按照宁夏的光照条件,这一2000MW项目建成后,年平均上网电量289419万度。以该发电量计算,与火电相比,每年可节约标准煤101万吨。该示范区还将建设风、光、生物质、储能多元互补可再生能源发电系统、绿色现代牧业养殖示范基地、绿色现代牧草种植示范基地、全球最大光伏旅游基地等项目。
4、山东新泰光伏发电示范基地(2000MW)
中德新能源示范市重点支撑项目,中国光伏电站领跑者计划重点实施项目,全国最大的采煤沉陷区农光互补示范基地,总规划装机量2000MW,总占地12万亩,总投资200亿元。作为规模较大的中国太阳能发电站之一,项目全部建成后,年销售收入15亿元,可帮助当地贫困户尽快脱贫。新泰市在2016-2020年期间利用集中连片采煤沉陷区建设28座光伏电站。
5、腾格里沙漠太阳能发公园(1547MW)
腾格里沙漠太阳能发公园被称为太阳能“长城”,建成初期是规模最大的中国太阳能发电站,占地面积43平方公里,总规划装机量1547MW。该太阳能光伏电站位于中国的腾格里沙漠,有着足够的扩展空间,目前占该地区干旱地区的3.25%,比纽约中央公园大10倍以上,并且能够产生1.5千兆瓦的功率,可与大多数核电站的电力容量相媲美。
6、河北张家口奥运廊道领跑者项目(1500MW)
这座中国太阳能电厂的总规划装机量为1500MW,2016年10月一期获批指标总容量为500MW,这500MW共分给了14个项目。按照张家口奥运廊道规划图,1500MW的项目总量,主要分布在张家口宣化区、下花园区以及怀来县三个县区,项目地点分散、土地利用率不高等是该基地的主要特点。由于项目规划过多,有的还不到1MW,建设成本间接增加。
7、内蒙古乌海光伏领跑技术基地(1300MW)
该座中国光伏电站总规划装机量1300MW,三年逐步实施建设(2016-2019年)。根据乌海市发改委规划,该基地单体项目于2017年9月开发建设,项目位于海勃湾区金沙湾和小加工园,总投资8亿元,上网电价0.5元/千瓦时,拟通过金沙湾220千伏变电站接入电网。起步阶段本着节约、集约利用的原则,利用现有电网为主,就近接入、就地为周边负荷供电。
8、山西芮城光伏领跑技术基地(1020MW)
2016年国家能源局批复的全国8大光伏基地之一,是唯一一个县级国家级光伏基地,总规划装机量1020MW,总投资88亿元,当年12月开工建设。作为规模较大的中国太阳能发电站之一,共规划达13处场地,涉及中条山沿山一带7个乡镇,年可增加地区生产总值12亿,实现财政收入1.5亿;为贫困群众提供就业岗位600多个,年可增加农民收入800余万。
9、山东济宁光伏发电示范基地(1000MW)
总规划装机量1000MW,其中任城区规划100MW,邹城市规划装机量100MW,曲阜市规划装机量100MW,鱼台县规划装机量140MW,微山县规划装机量560MW。该座中国太阳能发电站的初期建设于2016年展开,计划安装容量为50万千瓦,共划分7个单体项目,其中光伏发电示范项目6个,平台项目1个,开发经营期为25年(不含建设期)。
10、龙羊峡大坝太阳能公园(850MW)
该中国太阳能电厂位于中国西北部青海省的青藏高原,由中国五大发电企业之一的国家电力投资公司运营,是世界上最大的太阳能公园之一,总规划装机量850MW,面积约27平方公里,甚至从太空中也可以俯瞰到龙羊峡太阳能电站。该站可为20万户家庭供电,其第一建设阶段于2013年完成,第二建设阶段于2015年完成,总建设成本约为60亿元人民币。
11、广西兴宾渔光互补光伏发电项目(300MW)
全国建成并网的渔光互补太阳能光伏电站共13家,广西兴宾渔光互补光伏发电项目,是目前中国最大规模的“渔光互补”光伏发电站,总规划装机量300MW,占地6000亩,总投资15亿元,是广西首家渔光互补光伏电站,位于兴宾区蒙村镇。所谓的“渔光互补”,即是指渔业养殖和光伏发电相结合,水面上方架设光伏板阵列,光伏板下方水域进行鱼虾养殖。
12、中国格尔木太阳能公园(200MW)
在青海省格尔木市东109国道两侧的荒漠上,太阳能电站一个接一个,星罗棋布,十分壮观,这就是中国光伏电站群中知名的格尔木太阳能公园。格尔木太阳能电站总规划装机量200MW,总投资约32.6亿人民币,于2010年10月底建成投产,由中国电力投资集团开发。该发电站累计发电量已达28.9亿千瓦时,节约标准煤93万吨,减少二氧化碳排放约305万吨。
13、昆明石林太阳能光伏并网实验示范电站(166MW)
这是在石笋、石芽大面积外露的喀斯特地貌特征的丘陵地区建设起的“中国太阳能发电站”,有效利用石漠化土地5445亩,是云南在石漠化荒地上探索利用太阳能发电的一次重大举措。其总规划装机量166MW,总投资90亿元,2015年建设完成,年发电量将达1.88亿千瓦时,年减排二氧化碳17.54万吨。该电站在发电的同时还承担着一系列太阳能科研项目。
14、安徽省淮南水上漂浮式光伏发电站(150MW)
世界上最大的水上漂浮式光伏发电站,同时亦是三峡集团首个水上漂浮式光伏项目,总规划装机量150MW,总投资约10亿元。该电站年发电量约1.5亿度,相当于支撑国家17.64亿元的gdp,年纳税约2500万元以上;相当于种植阔叶林约530公顷;相当于年节约标准煤约5.3万吨,减少二氧化碳排放约19.95万吨,减少森林砍伐约5.4万立方米,可以照亮约9.4万户城乡家庭。
15、甘肃敦煌熔盐塔式光热电站(100-110MW)
中国首批光热发电示范项目的建设基地之一,总规划装机量100-110MW,拥有全球单机最大的聚光集热镜场,共12078余台定日镜,是全球聚光规模最大、吸热塔最高、储热罐最大、可24小时连续发电的100兆瓦级熔盐塔式光热电站,标志着中国成为世界上少数掌握百兆瓦级光热电站技术的国家之一。该电站在夏季工况下,可24小时连续发电突破180万千瓦时。
16、浙江宁波海曙大路村屋顶光伏项目(13MW)
全国最大的光电建筑一体屋顶光伏项目,总规划装机量13MW。项目一期装机容量760千瓦,年发电量约80万度,二期项目装机容量540千瓦。项目建成后,根据现有光伏政策,每发一度电,可带来0.6653元/度的收益。全村435户人家每户每年可免费使用360度电。投资回收期满后,企业与村集体按照60%和40%分享发电实际收益,每年村集体创收约7万元。
17、八达岭太阳能热发电实验电站(1MW)
亚洲最大的塔式太阳能热发电电站,总规划装机量1MW,年发电量可达195万千瓦时。这个发电站在八达岭长城脚下,集科研、示范、试验和展示为一体,是我国863高技术科学试验项目,也是中国第一座拥有自主知识产权的兆瓦级塔式太阳能热发电实验电站。此发电站共使用定日镜达100面,总面积一万平方米,占地八十亩,预计使用寿命为二十年。
1、太阳能资源取之不尽,用之不竭,而且太阳能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
2、太阳能资源随处可得,,可就近供电,不必长距离输送。
3、光伏发电的能量转换过程简单,是直接从光能到电能的转换,没有中间过程和机械运动,不存在机械磨损。
可再生能源不需要消耗不可再生能源就能获得电能。如光伏:
1光的资源取之不尽用之不竭
照射到地球上的能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳光能在地球上分布广泛,只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统,不受地域、海拔等因素的限制。
2太阳能资源随处可得,可就近供电
不必长距离输送,避免了长距离输电线路所造成的电能损失,同时也节省了输电成本。这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件。
3太阳能光伏发电的能量转换过程简
是直接从光到电的转换,没有中间过程(如热能转换为机械能,机械能转换为电磁能等)和机械运动,不存在机械磨损。根据热力学分析,光伏发电具有很高的理论发电效率,可达80%以上,技术开发潜力巨大。
物质、能量与信息。
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:¾¾ 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
u 能源的定义与源头
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。
能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
而能源是产生能量的源头。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能。
在我们生活的地球上,能源形形色色。总起来说有三个初始来源。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000 万吨煤。
u 能源结构与储量
地球上有哪些能量资源可供我们使用?它们还能维持多久?我们该怎么办?
能源的种类
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源;
二次能源:汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源,
一次能源和二次能源能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
煤的时代
能源结构的变迁历史上,伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油资源的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计
煤炭:~200年
石油、天然气:~50年
核能:无穷多
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移,核能的比例将不断增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用?据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力那么水能呢?我们知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展情况来看,在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易裂变核素
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
易聚变核反应
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀的成份
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要原料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来源于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
专家们预测,核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
1.2 变脏的地球与干净的核电
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染环境吗?核能真是可持续能源吗?
u 能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
能源利用与环境的可持续发展
能源危机
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
浓烟滚滚的火电厂
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%,到2020年达到20%。
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。
4. 全球化
由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
现状前景
太阳能发电是新兴的可再生能源技术,已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点,是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质,再利用传统蒸汽发电设备发电,近年来产业化示范项目开始增多。
中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策,尤其是在受到美国和欧盟的双反挤压之际,相应的扩大了国内的装机市场,保护国内产业的可持续发展。
针对大型光伏发电标杆上网电价,《意见稿》针对四类地区给出了四个不同的上网电价,分别为0.75、0.85、0.95、1元/千瓦时。
我国2012 年新增光伏装机5.04GW,累计建设容量达7.97GW,其中大型光伏电站4.19GW,分布式光伏系统3.78GW。目前我们判断2013 年新增装机可能在8.5GW左右。
中国太阳能光伏建案的备案量随着年底的到来而激增。2015年11、12月间,中国河北、山西、山东等三个华北地区省份新增的光伏备案量达到2GW,共有约120个专案申请,多是分布式或农业光伏专案,且有部分与扶贫政策结合。