高中研究性学习报告---浅谈可再生能源

现阶段世界能源消费呈现以下热点：1）受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加；2）世界能源消费呈现不同的增长模式，发达国家因进入后工业化社会，经济向低能耗、高产出的产业结构发展，能源消费增长速率明显低于发展中国家；3）世界能源消费结构趋向优质化，但地区差异仍然很大；4）世界能源资源仍比较丰富，但能源贸易及运输压力增大。未来，伴随着能源消费的持续增长和能源资源分布集中度的日益增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂；同时，化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重。面对以上挑战，世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化趋势发展。鉴于国情，我国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，并积极借鉴国际先进经验，建立和完善我国能源安全体系。能源是人类社会发展的重要基础资源。但由于世界能源资源产地与能源消费中心相距较远，特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环境污染加重和环保压力加大。近几年我国出现的“油荒”、“煤荒”和“电荒”以及前一阶段国际市场超过50美元/桶的高油价加重了人们对能源危机的担心，促使我们更加关注世界能源的供需现状和趋势，也更加关注中国的能源供应安全问题。

一、世界能源消费现状及特点

1. 受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加

随着世界经济规模的不断增大，世界能源消费量持续增长。1990年世界国内生产总值为26.5万亿美元(按1995年不变价格计算)，2000年达到34.3万亿美元，年均增长2.7%。根据《2004年BP能源统计》，1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿吨油当量，2003年已达到97.4亿吨油当量。过去30年来，世界能源消费量年均增长率为1.8%左右。

2. 世界能源消费呈现不同的增长模式，发达国家增长速率明显低于发展中国家

过去30年来，北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太等六大地区的能源消费总量均有所增加，但是经济、科技与社会比较发达的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢，其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降，北美由1973年的35.1%下降到2003年的28.0%，欧洲地区则由1973年的42.8%下降到2003年的29.9%。OECD(经济合作与发展组织)成员国能源消费占世界的比例由1973年的68.0%下降到2003年的55.4%。其主要原因，一是发达国家的经济发展已进入到后工业化阶段，经济向低能耗、高产出的产业结构发展，高能耗的制造业逐步转向发展中国家；二是发达国家高度重视节能与提高能源使用效率。

3. 世界能源消费结构趋向优质化，但地区差异仍然很大

自19世纪70年代的产业革命以来，化石燃料的消费量急剧增长。初期主要是以煤炭为主，进入20世纪以后，特别是第二次世界大战以来，石油和天然气的生产与消费持续上升，石油于20世纪60年代首次超过煤炭，跃居一次能源的主导地位。虽然20世纪70年代世界经历了两次石油危机，但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气的比例上升。同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局。到2003年底，化石能源仍是世界的主要能源，在世界一次能源供应中约占87.7%，其中，石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%。非化石能源和可再生能源虽然增长很快，但仍保持较低的比例，约为12.3%。

由于中东地区油气资源最为丰富、开采成本极低，故中东能源消费的97%左右为石油和天然气，该比例明显高于世界平均水平，居世界之首。在亚太地区，中国、印度等国家煤炭资源丰富，煤炭在能源消费结构中所占比例相对较高，其中中国能源结构中煤炭所占比例高达68%左右，故在亚太地区的能源结构中，石油和天然气的比例偏低（约为47%），明显低于世界平均水平。除亚太地区以外，其他地区石油、天然气所占比例均高于60%。

4. 世界能源资源仍比较丰富，但能源贸易及运输压力增大

根据《2004年BP世界能源统计》，截止到2003年底，全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨，其中，中东地区占63.3%，北美洲占5.5%，中，南美洲占8.9%，欧洲占9.2%，非洲占8.9%，亚太地区占4.2%。2003年世界石油产量为36.97亿吨，比上年度增加3.8%。通过对比各地区石油产量与消费量可以发现，中东地区需要向外输出约8.8亿吨，非洲和中南美洲的石油产量也大于消费量，而亚太、北美和欧洲的产消缺口分别为6.7亿、4.2亿和1.2亿吨。

煤炭资源的分布也存在巨大的不均衡性。截止到2003年底，世界煤炭剩余可采储量为9844.5亿吨，储采比高达192（年），欧洲、北美和亚太三个地区是世界煤炭主要分布地区，三个地区合计占世界总量的92%左右。同期，天然气剩余可采储量为175.78万亿立方米，储采比达到67。中东和欧洲是世界天然气资源最丰富的地区，两个地区占世界总量的75.5%，而其他地区的份额仅分别为5%～7%。随着世界一些地区能源资源的相对枯竭，世界各地区及国家之间的能源贸易量将进一步增大，能源运输需求也相应增大，能源储运设施及能源供应安全等问题将日益受到重视。

二、世界能源供应和消费趋势

根据美国能源信息署（EIA）最新预测结果，随着世界经济、社会的发展，未来世界能源需求量将继续增加。预计，2010年世界能源需求量将达到105.99亿吨油当量，2020年达到128.89亿吨油当量，2025年达到136.50亿吨油当量，年均增长率为1.2%。欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量的比例将继续呈下降的趋势，而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势。伴随着世界能源储量分布集中度的日益增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂，由能源争夺而引发冲突或战争的可能性依然存在。

随着世界能源消费量的增大，二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒物等环境污染物的排放量逐年增大，化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重。据EIA统计，1990年世界二氧化碳的排放量约为215.6亿吨，2001年达到239.0亿吨，预计2010年将为277.2亿吨，2025年达到371.2亿吨，年均增长1.85%。

面对以上挑战，未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化方向发展。

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.

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2021 年 1 月 7 日， 中国科学技术大学 宣布，中国科研团队成功实现了跨越 4600 公里 的 星地量子密钥分发 ，标志着我国已构建出 天地一体化广域量子通信网 雏形，该成果已在英国《自然》杂志上刊发。

2021 年 2 月 3 日，我国自主研制的 70 米口径全可动天线 于今日完成验收，将投入使用。 这是目前亚洲最大的单口径天线， 将用于我国火星探测任务,负责接收“天问一号”回传数据。天线可以 360 旋转 ,俯仰角度可达 0 -90 ，能精准定位到火星。

2021 年 2 月 21 日，在第六十八届国际 固态电路 会议上，该所发布了一款 高性能 77 兆赫兹毫米波芯片及模组 ，在国际上首次实现 2颗 3 发 4 收 毫米波芯片及 10 路毫米波天线单封装集成，探测距离达 38.5 米 ，刷新了当前 全球毫米波封装天线最远探测距离的纪录 。

2 月 19 日，中国慧眼卫星团队在京宣布， 慧眼卫星 发现首个跟神秘的快速射电暴相关联的 X 射线暴，确认其来自银河系内的磁星 SGR J1935+2154，并在国际上首先证认该X 射线暴包含的两个 X 射线脉冲是快速射电暴的高能对应体。这一发现， 证明快速射电暴可以起源于磁星爆发 ，破解了快速射电暴的起源之谜，并为理解快速射电暴的辐射机制和磁星的爆发机制提供了至关重要的数据。

2021 年 2 月 27 日电，由中国工程院院士、军事科学院军事医学研究院研究员 陈薇 领衔的团队研发的我国 重组新冠病毒疫苗（腺病毒载体） ，25 日获国家药品监督管理局附条件批准上市注册申请。这是我国 首家获批的腺病毒载体 新冠病毒疫苗，这也是全球第一个进入临床的新冠疫苗。

3 月 5 日，我国空间物理学家、 山东大学 空间科学研究院 张清和 教授率领的国际研究团队，首次在 北极上空 发现了类似台风的 “太空台风” 。这一最新研究成果被《自然·通讯》在线发表，并被《自然》选为研究亮点。

3 月 12 日， 中国科学技术大学张捷 教授团队与中国地震局合作，推出世界首个 人工智能地震监测系统——“智能地动”监测系统 ，可 1 秒内 精确估算地震震源机制参数。

3 月 13 日，由中国科学院国家天文台牵头、西藏自然科学博物馆等单位参加联合申报的 “高海拔地区科研及科普双重功能一米级光学天文望远镜建设” 项目日前正式启动， 这意味着世界上口径最大的折射式光学望远镜将落地 拉萨 。

3 月 16 日，利用我国 西藏羊八井 的 AS γ 实验阵列，中日两国研究团队在国际上首次发现，距地球 2600 光年的超新星遗迹 SNRG106.3+2.7，发射出了超过 100 万亿电子伏特的伽马射线。这些伽马射线可能是被超新星遗迹中的激波加速到 拍电子伏特 （1000 万亿电子伏特）的宇宙射线与附近的分子云碰撞产生的。因此，该超新星遗迹成为银河系中一个候选的 “拍电子伏特宇宙线加速器” ，为解开超高能宇宙射线的起源之谜打开了重要窗口。

3 月 16 日，安徽 合肥 综合性国家科学中心超导回旋质子治疗系统成功实现 200MeV（ 兆电子伏）稳定质子束流从治疗室引出，这标志着国产世界上 最紧凑型超导回旋质子治疗系统研制成功 。

3 月 17 日， 山东大学 “太阳爆发及其对行星空间环境的影响” 攀登计划创新团队 夏利东 教授课题组，携手中国科学院云南天文台，利用我国自主研制的 50mm 白光日冕仪在 四川稻城 成功观测到太阳白光日冕图像。这是我国首次在国内观测址点获得 K 冕白光 图像。

3 月 18 日，在 2021 年世界工程日中国庆祝活动上，中国科协宣布成立 中国工程师联合体 ，旨在团结起 4200 多万工程 科技 人才，激发广大工程师创新活力，服务 科技 经济融合发展，深度参与工程领域全球治理。

3 月 18 日， 广东聚华新型显示研究院 获 科技 部批准组建 国家新型显示技术创新中心 ，这是我国在新型显示领域唯一的国家级技术创新中心。

3 月 23 日，国家知识产权局支持在 浙江依托杭州高新技术产业开发区建设物联网 产业知识产权运营中心；在 青岛 市依托 海尔 智家股份有限公司建设 智慧家庭 产业知识产权运营中心；在 大连市 依托 中国科学院大连化学物理研究所 等单位建设 洁净能源 知识产权运营中心。

3 月 24 日，中国科学技术大学 潘建伟、徐飞虎 团队等实现超过 200 公里 的远距离 单光子三维成像 ，首次将成像距离从 十公里突破到百公里量级。

5 月 8 日，中国科学技术大学 潘建伟院士 团队近期成功研制了目前国际上 超导量子比特数量最多 的量子计算原型机 “祖冲之号” ，操纵的超导量子比特达到 62 个 ，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。

3 月 24 日， 科技 部官网公布，支持 苏州市、长沙市 建设国家 新一代人工智能 创新发展试验区。

3 月 29 日， 中国科学院青藏高原研究所 利用俄罗斯杜布纳联合核子研究所的快重离子加速器、美国阿贡实验室原位离子辐照等大科学装置，并将离子加速器与透射电镜相连，该所研究人员在国际上首次直接观察到 核径迹 在高能离子轰击下半径缩小、长度变短的完整过程。这一观察将更精准地限定 岩石 的年龄，进而分析解读地球和生命的演化。

3 月 30 日，中国-世界卫生组织新冠病毒溯源联合研究报告在日内瓦正式发布。报告认为， 新冠病毒“极不可能”通过实验室传人 ， “比较可能至非常可能”经由中间宿主引入人类 。

3 月 30 日，中科院上海光机所，上海超强超短激光实验装置已逐步向用户开放，其输出功率高达 10 拍瓦，即 1 亿亿瓦，脉冲压缩后宽度达到飞秒量级，相当于 10 个太阳 辐射到地球的总功率汇聚到一根头发丝上，由此得名 “羲和” ——传 说中“十个太阳的母亲” 。

4 月 6 日，中国科学院南京地质古生物研究所领衔的科研团队在我国 内蒙古宁城县 发现了 1.25 亿年前的“宁城中华草” ， 这是迄今世界范围内发现的最早的 单子叶 植物化石，为科学界研究植物进化提供了重要依据。

4 月 7 日，中 国科学技术大学田志刚院士、 彭慧教授、 孙汭教授 与 法国马赛大学 埃里克· 维维尔教授团队合作，首次发现 成年肝脏造血前体细胞向 1 型天然淋巴细胞（ 肝脏定居 NK 细胞） 的分化潜能及调控机制， 由此揭示天然淋巴细胞的骨髓外发育新路径，为阐释肝脏天然免疫优势状态形成原因提供了重要理论依据。

4 月 10 日，我国智能科学技术领域重要奖项 “吴文俊人工智能科学技术奖” 在北京揭晓，共评出 100 个获奖项目成果。中国工程院院士 李德毅 在计算机工程、自动控制、 认知科学和无人驾驶等人工智能领域取得多项国际公认的领先成果， 荣获“吴文俊人工智能最高成就奖” 。本次评选适逢该奖项十周年纪念，并首次设立“吴文俊人工智能专项奖芯片项目”。

4 月 12 日， 坐落于 广东东莞 的 中国散裂中子源（CSNS） ， 就像一台 “超级显微镜” ， 它是探测物质微观结构的重要手段。 中国散裂中子源隧道内装置建在 13米到 18 米深的地下，主要包括一台负氢离子直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站、 3 台中子谱仪等。这一国之重器通过国家验收，成为 世界上第四个脉冲散裂中子源装置 。

4 月 13 日， 重庆阴条岭国家级自然保护区 管理局发布消息，在近期开展的植物多样性调查时，发现了一种非常奇特的物种，将其命名为 巫溪虾脊兰 ，最终确定为虾脊兰属的新种。（重庆阴条岭国家级自然保护区优越的地质及气候条件非常有利于植物生长、 动物的繁衍和生存， 称得上是生物多样性丰富的“世外桃源”， 也被誉为 “三峡的生态明珠” 。）

4 月 14 日至 15 日， 联合国教科文组织 2021 年 Netexplo 创新论坛在网上举行。 由技术领域全球知名大学组成的 Netexplo 大学网络历时一年， 在全球范围内遴选出了 10 项极具突破性的 数字创新技术 ， 中国量子计算机“九章”入选 。

4 月 17 日，国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”通过验收及成果鉴定，标志着我国具备了研制 液氦温度（零下 269 摄氏度）千瓦级 和 超流氦温度（零下 271 摄氏度）百瓦级 大型低温制冷装备的能力。

5 月 7 日，世界卫生组织宣布将 中国国药集团 的一款新冠疫苗列入世卫组织紧急使用清单，这款疫苗成为列入世卫组织紧急使用清单的 第六款疫苗 。并且是列入世卫组织紧急使用清单的 首款灭活疫苗 。

5 月 7 日， 湖南大学刘渊 教授团队使用 范德华金属集成法 ，成功展示了 超短沟道垂直场效应晶体管 ，其有效沟道长度最短可小于 1 纳米 。这项“微观世界”的创新，为“后摩尔时代”半导体器件性能提升增添了希望。

5 月 9 日，中国工程院院士 袁隆平“超优千号” 超级杂交稻品种今年在 三亚 种植了50 亩地进行高产攻关，以中国科学院院士谢华安为首的专家组对这片攻关地进行测产验收。在随机选取 3 块田进行全田机收测产后，最终成绩揭晓：平均亩产 1004.83 公斤，这是 热带地区首次 实现超级稻大面积种植亩产 超 1000 公斤 。

5 月 11 日，总部位于法国巴黎的国际能源署发布《2021 年可再生能源市场报告》。报告说， 2020 年全球新增可再生能源装机容量比前一年增长 45%以上 ，创下自 1999 年以来的最大年度增量。报告指出，2019 年和 2020 年， 中国的可再生能源年度装机容量均占全球总量的 80%以上 ，这主要是因为中国大量陆上风电、光伏发电项目等在 2020 年底前实现并网。

5 月 17 日，中国科学院高能物理研究所与 Springer Nature 联合发布了重大发现——国家重大 科技 基础设施“ 高海拔宇宙线观测站 （ LHAASO ）”在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到来自 天鹅座 内的最高 1.4 拍电子伏伽马光子（拍=千万亿）。专家表示，这是人类观测到的最高能量光子，改变了人类对银河系粒子加速机制的传统认知，开启“超高能伽马天文学”的时代。

5 月 22 日 13 时 02 分，中国科学院院士、我国肝胆外科的开拓者和主要创始人之一、原第二军医大学副校长 吴孟超 同志，因病医治无效在上海逝世，享年 99 岁。吴孟超院士被誉为 “中国肝胆外科之父” ，从医 70 多年来，成功救治了 1.6 万余名患者。

5 月 28 日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（ EAST ）创造新的世界纪录，成功实现可重复的 1.2 亿摄氏度 101 秒 和 1.6 亿摄氏度 20 秒等离子体运行， 将 1 亿摄氏度 20 秒的原纪录延长了 5 倍。科研人员称新纪录进一步证明核聚变能源的可行性， 也为迈向商用奠定物理和工程基础。

6 月 17 日，国家发展改革委例行新闻发布会上表示，根据《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》， 我国在 京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝 ，以及贵州、内蒙古、 甘肃、 宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。 这 8 个枢纽节点，将作为我国算力网络的骨干连接点，发展数据中心集群，开展数据中心与网络、 云计算、 大数据之间的协同建设，并作为国家 “东数西算” 工程的战略支点， 推动算力资源有序向西转移，促进解决东西部算力供需失衡问题。

6 月 21 日， 云南大学 自然资源药物化学重点实验室与多个研究团队合作，在国际权威专业期刊《药物化学杂志》上在线发表了一项 从中药五味子 中获得联苯环辛烯类木脂素物质靶向 TRBP 蛋白治疗肝癌的研究成果。

6 月 25 日，《 医用同位素中长期发展规划（2021—2035 年）》 正式发布。这是我国首个针对 核技术 在医疗卫生应用领域发布的纲领性文件，对提升医用同位素相关产业能力水平、保障 健康 中国战略实施具有重要意义。

7 月 8 日， 2021 世界人工智能大会 在 上海 开幕，300 余家国内外参展企业带来了最新的技术和产品。其间还将举办 100 多场论坛，包括图灵奖、 诺贝尔奖得主在内的上千位国内外嘉宾将共同探讨人工智能助力城市数字化转型等前沿话题。

7 月 11 日电，中国科学院自动化研究所(中科院自动化所)成功研发的跨模态通用人工 智能(AI)平台“紫东太初” 9 日正式对外发布，其以多模态大模型为核心，基于全栈国产化基础软硬件平台， 可支撑全场景 AI 应用。

7 月 19 日， 双季早粳稻新品种“中科发早粳 1 号” 现场会在 江西省上高县 举行，这一品种实现了我国双季早粳稻“零的突破”。

7 月 27 日， 第 23 届中国科协年会在北京开幕，本届年会围绕 科技 社团发展与治理、 碳中和、“90 后” 科技 人才成长 等领域， 设置 25 项专题活动陆续在京津冀三地展开。 年会期间，还将成立“一带一路”绿色智造产业联盟，并发布《2021 重大科学问题和工程技术难题》 等系列报告。

8 月 2 日获悉， 国务院办公厅日前印发《关于完善 科技 成果评价机制的指导意见》， 围绕 科技 成果 “评什么”“谁来评”“怎么评”“怎么用” 完善评价机制，作出明确工作安排部署。《意见》要求， 科技 成果评价要坚持 质量、绩效、贡献 为核心的评价导向。

8 月 18 日获悉， 国务院办公厅近日印发《关于改革完善中央财政科研经费管理的若干意见》。 意见》提出，要 扩大科研经费管理自主权 ，加大科研人员激励力度，提高间接费用比例，对数学等纯理论基础研究项目，间接费用比例可提高到 不超过 60% 。

9 月 11 日， 由中国科协、 中宣部等 13 部门联合举办的 2021 年 全国科普日 活动开启，今年的主题是 “ 百年再出发， 迈向高水平 科技 自立自强” 。

9 月 22 日， 清华大学正式成立碳中和研究院 。

中国科学院天津工业生物技术研究所研究员 马延和 带领团队，采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了 11 步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从 二氧化碳到淀粉分子 的全合成。核磁共振等检测发现，人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。

10 月 20 日悉， 全国首个 煤炭智慧矿山创新实验室人工智能计算中心 在 山西 建成， 可实现安全、 少人无人、 高效的生产模式， 帮助煤炭行业进行数字化、 智能化转。

可再生能源指的是在自然界可以循环再生，取之不尽，用之不竭的能源。比较常见的可再生能源有太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。

不同类型的可再生能源

通过使用以下类型的可再生能源，我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源，还将有助于减少污染。

1.太阳能

当我们想到可再生能源时，太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天，太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终，其中一些到达了地球，我们可以以各种不同的方式利用它。

尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一，但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告，该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。

太阳能光伏

太阳能光伏（PV）是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里，太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后，他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。

这样的太阳能光伏板可以发电。

我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电，供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里，大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。

太阳能热

太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里，我们可以利用来自太阳的能量来加热流体（例如水）。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型，称为“平板”和“真空管”收集器。

太阳能热真空管集热器。

太阳能热电厂也存在，可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中，然后沸腾并产生蒸汽。然后，蒸汽能够为涡轮机提供动力，涡轮机使发电机转动，从而产生电能。

2.风能

风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来，我们一直以风船和风车的形式利用风。如今，我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。

许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置，它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合，可以在陆地（陆上风电场）和海上（海上风电场）中找到。

风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24％，太阳能达到20％。

这样的风力涡轮机可以发电。

3.地热能

地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面，从太阳吸收热量。在地球深处，岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。

家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时，它吸收了地面的热量，并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。

地热热泵使用类似的管道来加热水。

地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中，然后再产生蒸汽，然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效，例如火环。由于这一地理限制，地热发电不如太阳能，风能和水力发电受到欢迎。

4.水能

水能包括利用流动的水来发电。数百年来，我们一直以水车的形式使用该技术。如今，我们主要将其用于发电。

水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括：

水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水，在此过程中旋转涡轮机。

潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出，涡轮机旋转，然后借助发电机发电。

波浪动力–比上面的动力少，但具有利用波浪动能的潜力。在这里，大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时，它们能够将波浪能转化为电能。

在考虑可再生能源时，我们经常忽略水力发电。但是，根据IRENA的2019年报告，到2018年底，水能占可再生能源发电能力的50％。这不仅仅是太阳能和风能的总和！

截至2018年底，水力发电容量最高的三个国家是中国，巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦，领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。

这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。

5.生物质能

生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种：

木材–就发电而言，主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑，锯末，原木和树皮。

作物-包括小麦，玉米，甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物，例如油菜籽，油菜籽，大豆和向日葵。

动物与人类废物–包括肥料，污水，泥浆和动物垫料。

园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。

就生物能源而言，我们可以以不同的方式利用以上内容。

生物质能

在这里，木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽，该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤，石油或天然气的传统发电厂的过程类似。

生物燃料

我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料，例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中，以替代汽油和柴油。

沼气

这使用了称为“厌氧消化”的过程，该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热，它分解得更快并产生甲烷。然后，我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖，有时用于运输。

像这样的厌氧消化池可以产生沼气。

生物能源问题

关于生物质是否可再生存在一些争论。但是，通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持，它所使用的有机物就会一直存在。

当然，生物质确实会带来一些环境影响，应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳，但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。

回顾

随着全球能源需求逐年增加，寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能，风能，地热能，水能和生物质能可以帮助实现这一目标。

可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势，因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。

根据最近的一项研究，Eviart/Shutterstock的科学家们公布了一份详细的路线图，到2050年将139个国家的可再生能源转移到100%。斯坦福大学的

能源专家报告说，使用风能、太阳能、地热和水（水力发电，（潮汐和波浪）为所有需要电力运作的经济部门供电的能源，包括电网本身、运输、供暖和制冷、工业以及农业、林业和渔业，将大大减少能源消耗，减少空气污染造成的死亡，创造数以百万计的就业机会，斯坦福大学大气与能源项目主任马克·雅各布森在接受《生活科学》杂志采访时说：“稳定能源价格，节省数万亿美元的医疗保健和气候相关费用。我们为139个国家中的每一个制定了各自的计划，这些计划占全球排放总量的99%以上。”。[十大最疯狂的环保理念]

这项研究着眼于世界能源需求，从2012年开始，预测到2050年。2012年，世界用电量为12.105万亿瓦，相当于12.105万亿瓦。研究人员在研究报告中写道，到2050年，如果不发生任何变化，世界将需要20.604tw，而且每个国家都继续采用其目前用于满足能源需求的相同方法。

，但如果这些相同的商业部门转向可再生能源来满足其所有电力需求，世界将需要研究显示，仅需11.804TW就能满足全球电力需求。研究人员称，这是因为电比燃烧更有效。在解释研究要点的视频中，雅各布森举了一个例子：他说，在电动汽车中，80%到82%的电被用于移动汽车；其余的则被浪费为热量。另一方面，在以汽油为动力的汽车中，燃料中只有17%到20%的能量用于移动汽车，其余的能量被浪费为热量，他说，

能源也需要用于开采、提炼和运输化石燃料。因此，转向100%的可再生能源将消除这些能源密集型和环境破坏性的过程，报告作者说，在他们的研究中，雅各布森和他的同事展示了风、水、地热和太阳能如何满足全球对11.804太瓦能源的需求避免到2050年全球气温预计将比工业化前高出2.7华氏度（1.5摄氏度）。研究人员概述了这样做将如何拯救400万至700万人的生命，否则这些人可能死于由空气污染引起的疾病，为各国节省超过20万亿美元的健康和气候成本，雅各布森在接受《生活科学》采访时说：

“对我来说，这似乎是一件不费吹灰之力的事。

”

这项研究建立在雅各布森之前的工作基础上，雅各布森开始了他的研究科学家生涯，试图了解空气污染是如何影响气候的。”。他说，在最初的几年里，他专注于解决问题，但到了1999年左右，他开始寻找解决方案。

在2009年，雅各布森和马克·德鲁奇，加州大学伯克利分校交通研究所的研究科学家，雅各布森和德鲁奇在《科学美国人》杂志上发表了一份研究报告，概述了一项为全世界提供100%可再生能源的计划。

在接下来的几年里，致力于在州一级研究这些问题的后续研究，目前研究人员已将这项研究扩展到139个国家。世界上其余59个国家的详细能源数据并不存在，因此无法纳入该研究，科学家们说，“KDSPE”“KDSPs”是向100%可再生能源基础设施过渡的总成本——一个计划将国家首次移至80%可再生能源的计划。到2030年5月，乍一看，le energy似乎有些令人望而却步，但雅各布森和他的团队也计算出了这些数字。

雅各布森说，在所有国家平均起来，建设可再生能源系统（包括储存和传输）的成本是8.9%千瓦时。在一个没有过渡和保持现有化石燃料系统的世界里，成本是9.8美分/千瓦时。

不包括社会成本。

气候变化的价格

化石燃料能源伴随着健康和气候相关的成本。作者估计，到2050年，各国每年将在与全球变暖有关的环境、财产和人类健康问题上花费28万亿美元，包括洪水、房地产破坏、农业损失、干旱、野火、热应激和中风、空气污染、流感、疟疾、登革热、饥荒，海洋酸化等等。[气候变化将影响你健康的5种方式]

，如果世界不采取行动应对气候变化，地球两极的冰继续以目前的速度融化，世界7%的海岸线将被淹没，雅各布森说：

雅各布森说，可再生能源的社会总成本——包括健康和气候问题的成本，以及风能、水和太阳能的直接成本——约为化石燃料的四分之一。

“在其他世界，你可以将社会总成本降低约75%，“他说。”研究显示，这项技术的成本效益是巨大的。

几个国家已经开始转向可再生能源组合，以满足所有商业部门100%的电力需求。名单中包括塔吉克斯坦（76.0%）、巴拉圭（58.9%）、挪威（35.8%）、瑞典（20.7%）、哥斯达黎加（19.1%）、瑞士（19.0%）、格鲁吉亚（18.7%）、黑山（18.4%）和冰岛（17.3%）。

到目前为止，美国的可再生能源发电量仅占其总发电量的4.2%。但研究人员称，中国有优势。这项研究发现，像美国这样的国家，每人口拥有更多的土地，将有最容易的时间进行过渡。预计最困难的国家是那些地理位置小但人口众多的国家。据雅各布森说，新加坡、直布罗陀和香港等国家将面临100个可再生能源面临的最大挑战。“KDSPE”“KDSPS”仍有解决问题的方法。他补充说，这些地区可以转向海上风能，也可以与邻国交换能源。

“有了这些信息，我们给各国带来了信心，相信它们能够自给自足，”雅各布森说我希望不同的国家能在2050年和2030年分别承诺100%和80%的可再生能源。

这项研究于8月23日在线发表在《焦耳》杂志上。

最初发表在《生命科学》上。

从我国可再生能源发展现状来看，基于我国的资源禀赋与负荷中心呈逆向分布特点，资源和负荷匹配相对较差，且部分地区就地消纳困难“三北”地区电源结构中调峰电源相对较少，特别是自备电厂供热机组比例较大，在冬季供热期调峰能力进一步受限我国经济进入了新常态，电力需求放缓，装机出现了相对过剩辅助服务政策不到位，或落实不力可再生能源发展建设速度较快，配套电网规划建设相对滞后，电能通道输送能力尚待提高。

总体来讲，“十三五”时期要积极稳妥地发展水电，全面协调推进风电的开发，推动太阳能的多元化利用，因地制宜地发展生物质能，加快地热能开发利用，同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标：供热系统中太阳能热水器80000万平方米，地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨，生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。

你能致力于社会新能源建设，非常赞赏。你可能想完成关于阐述可再生能源（特别是风能发电）与发电成本及其发展前景的专项报告，本人曾从事过西部新能源工作（包括光伏、风电等），希望可以给你帮助：

一、你的命题中包括两个主题：1.可再生能源建设成本过高；2.风电相较于其他可再生能源具备更加接近商业化的优势。

二、针对所包含的两个主题，思路分析如下：

（一）可再生能源中确实有很多成本较高，较广泛的如光伏发电，目前西部发电成本为2.0元/WP以上，风电略低于光伏发电，这是事实；但同时也有部分可再生能源发电成本低于常规能源，如沼气能等；发电成本的因素很多，包括国内技术瓶颈导致的进口设备价格较高、建设地点一般地处偏远交通人力费用等；国内既然成本较高，就务必需要国家相关政策扶持（例如电价补贴），以此促进可再生能源的大力建设。目前风电电价在0.49-0.69元/W（各地区会有不同），对于太阳能电价，去年上半年国家发改委出台基本定在1.15元/WP(详细发布等记不太清了，你可以上网查一下)。

报告中一定要全面覆盖，为增加报告的完整及时效性，建议可以插入更新的概念（例如2010年在青海省海西地区发现的可燃冰，这也是一种新能源，储藏量可保证中国使用90年！当然它和可再生能源概念并不同，但是国家非常重视，同时单说可燃冰的开采成本，要远远高于光伏发电的发电成本），可以酌情阐述。

至于关键词，个人建议：发电成本、技术制约、政策扶持等。

（二）风电相较于其他可再生能源具备更加接近商业化的优势。这个命题必须结合（一）所说的国家政策扶持这点，之所以风电有优势，原因包括：1.国内沿海（如烟台的风电厂，电价0.69元/W）地区相较于西部地区本身经济、信息发展较发达，且早已具备风电发展的相关配套产业，而我国风能资源较好的地带主要地处经济相对较落后的西南、西北两块；2.前国内风电大部分仍是示范项目，并非商业化，只是接近商业化；

阐述过程中最好结合市场化（即商业化）这一主题，从其他产品商业化模式中求同取异，最好有自己的观点，同时需要提出制约风电市场化、商业化的关键问题以及解决办法，观点有偏颇没事，但一定要符合实际和逻辑；

至于关键词，个人建议：风力发电、发展障碍、大规模应用等。

另：很高兴可以与你交流分享关于可再生能源的问题，面对能源逐渐枯竭、环境日益恶化，积极参与到可再生能源建设队伍中，这不仅是利于社会的行为，也是个人实现社会责任感这一重大生活意义的高端表现，所以：努力，加油，成功！