什么是生物能源，生物能源能不能替代石油等不可再生能源

生物学特征： 无花果为落叶灌木或小乔木，高达10米，具乳汁；树皮暗褐色。分枝多，小技直立，粗壮，无毛。叶互生，厚纸质，倒卵形或卵圆形，长10～15厘米，宽8～14厘米，顶端钝，基部心形，边缘波状或具粗齿，3～5深裂，掌状脉明显，表面深绿色，粗糙，背面有短毛；叶柄长3～7厘米，光滑或有长毛；托叶三角状卵形，淡红色，长约l厘米。隐头花序，花单性同株，小花白色，极多数，着生于花托的内壁上；花托单生叶腋，梨形，带绿色，成熟时黑褐色，肉质而厚：瘦果三棱状卵形。花期5 ～6月；果期10月。

以生物质为载体，由生物质产生的能量，便是生物质能。生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。

据科学家估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍。生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍。虽然不同国家单位面积生物质的产量差异很大，但地球上每个国家都有某种形式的生物质，生物质能是热能的来源，为人类提供了基本燃料。

开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。至少有14个工业化国家在开发“绿色能源”方面取得了良好成绩，其中有些国家通过实施“绿色能源”政策，在相当大程度上缓解了本国能源不足的矛盾，而且显着改善了环境。

到2020年，西方工业国家15％的电力将来自生物能发电，而目前生物能发电只占整个电力生产的1％。届时，西方将有1亿个家庭使用的电力来自生物能。生物能资源的开发和利用还能为社会创造大约40万个就业岗位。

我国拥有丰富的生物质能资源，我国理论生物质能资源50亿吨左右。目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。然而，由于农业、林业、工业及生活方面的生物质资源状况非常复杂，缺乏相关的统计资料和数据，以及各类生物质能资源间以各种复杂的方式相互影响，因此，生物质的消耗量是最难确定或估计的。

我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用技术的研究与开发，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等，取得了多项优秀成果。

2005年2月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》，2006年1月1日起实施，并于2006年陆续出台了相应的配套措施。这表明我国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持。

人类的文明进步和社会生产力的发展使得人类对能源的需求越来越大，而严峻的能源形势日益成为全世界关注的焦点。地球上亿万年积累的化石能源（石油、天然气、煤等），仅能支撑300年的大规模开采就将面临枯竭。人们终于认识到，化石能源的使用不是无限的。未雨绸缪，利用现代科技发展生物能源，是解决未来能源问题的一条重要出路。人类对能源的依赖和获取正面临着重大转折。

报告目录

第一章 生物质能的概念与地位

1.1 生物质能概述

1.1.1 生物质能的含义

1.1.2 生物质能的种类与形态

1.1.3 生物质能的优缺点

1.1.4 与常规能源相比的特性

1.1.5 生物质能的利用途径

1.1.6 生物质能资源的储量

1.2 生物能源的开发范围掠影

1.2.1 植物酒精成为绿色石油

1.2.2 利用甲醇的植物发电

1.2.3 生产石油的草木

1.2.4 藻类生物能源的利用

1.2.5 海中藻菌能源开发

1.2.6 薪柴与“能源林”推广

1.2.7 变垃圾为宝的沼气池

1.2.8 人体生物发电的开发利用

1.2.9 细菌采矿技术的研究

1.3 生物质能的地位与重要性

1.3.1 是重要的绿色可再生能源

1.3.2 在能源结构中有重要地位

1.3.3 在我国能源体系中的重要性

1.3.4 是中国最廉价高效率的能源

1.3.5 是清洁能源发展的重要方向

第二章 全球生物质能的开发和利用

2.1 国际生物质能开发利用综述

2.1.1 生物质能开发受到世界各国重视

2.1.2 经合组织建议大力开发生物质能

2.1.3 欧盟生物质能开发利用富有成效

2.1.4 欧洲生物质能开发利用现状

2.1.5 欧洲生物质能利用的技术研究及特点

2.2 美国

2.2.1 美国将生物质能列为最重要的新能源

2.2.2 美国生物质能开发利用领先世界

2.2.3 美国要依靠生物能走上能源独立之路

2.2.4 美国将大力开发燃料乙醇和生物燃油

2.2.5 美国的生物燃油政策介绍

2.3 德国

2.3.1 德国生物质能的研发和应用情况

2.3.2 德国积极发展生物质能替代石油

2.3.3 德国加大汽车生物柴油的使用

2.3.4 德国加快开发生物燃油的步伐

2.4 法国

2.4.1 法国制定生物能源发展计划

2.4.2 农业为法国发展生物燃料奠定基础

2.4.3 法国生物甲醇技术开发取得重大进展

2.5 日本

2.5.1 日本生物发电生命力强

2.5.2 日本生物发电应用状况

2.5.3 日本政府的生物能源战略

2.5.4 日本生物质能开发利用的新措施

2.6 其它国家

2.6.1 英国政府加大生物能源投资力度

2.6.2 瑞典的生物质资源与市场

2.6.3 巴西大力开发生物质能

2.6.4 泰国积极拓展生物能源领域

第三章 中国生物质能开发和利用状况

3.1 中国生物质能概述

3.1.1 我国传统的生物质能资源

3.1.2 我国现代的生物质能资源

3.1.3 中国生物质能利用技术与产业化

3.1.4 我国开发生物质能的有利政策

3.1.5 中国优先发展的生物能源项目介绍

3.1.6 中国生物质能替代石油战略起步

3.1.7 利用生物质能应考虑的几个因素

3.2 全国各地生物质能利用情况

3.2.1 四川省生物质能资源及利用

3.2.2 内蒙古生物质能源开发建议

3.2.3 湖北省生物质能集约化应用方向与途径

3.3 生物质能利用技术发展概况

3.3.1 生物质能利用技术的研究现状

3.3.2 中国生物质热解液化技术概要

3.3.3 生物质能转化为液体燃料的技术研究

3.3.4 生物质循环流化床气化发电装置工作流程

3.3.5 生物质气化发电与燃煤发电对比研究

3.3.6 海南生物质气化发电厂综合分析

3.3.7 中国生物质能利用技术开发建议

3.4 生物替代能源的必要性

3.4.1 是替代石油能源危机的必然选择

3.4.2 替代战略将改变我国资源劣势

3.4.3 自主开发生物能源替代石油条件成熟

3.4.4 发展石油替代产业尚须政府总体规划

3.4.5 国外生物燃料替代石油产业的经验

3.5 中国开发生物质能的战略意义

3.5.1 是我国可再生能源系统的重中之重

3.5.2 有利于优化我国的能源结构

3.5.3 是缓解未来能源危机的有效途径

3.5.4 给中国林业发展带来新契机

3.5.5 生物质能进一步发展的四个环节

第四章 中国农村生物质能开发利用状况

4.1 中国农村能源现状

4.1.1 中国农村能源发展建设概况

4.1.2 我国农村能源消费形势分析

4.1.3 我国农村能源需求的典型分析

4.1.4 农村能源供应与消费的结构性变化

4.2 农村的生物质能资源情况

4.2.1 中国农业废弃物资源概况

4.2.2 中国农作物秸秆资源丰富

4.2.3 中国畜禽养殖场粪便资源情况

4.2.4 中国林业及其加工废弃物资源状况

4.2.5 中国农村生物质能发电的资源潜力

4.3 生物质能对于农村的重大意义

4.3.1 在农村能源供应与消费中占重要地位

4.3.2 对于发展能源农业有重大意义

4.3.3 对于农业增效的重大意义

4.4 农村能源面临的挑战与对策

4.4.1 当前农村能源发展仍面临严重挑战

4.4.2 农村发展低碳生物能源的选择与挑战

4.4.3 中国农村生物质能的开发方略

4.4.4 综合利用秸秆能源开发农村循环经济

4.4.5 农村能源发展的政策保障与战略思考

第五章 生物柴油

5.1 生物柴油概念

5.1.1 定义

5.1.2 主要特性

5.1.3 基本优势

5.1.4 生产方法

5.1.5 质量标准

5.1.6 生化柴油的经济性分析

5.2 生物柴油生产的原料来源

5.2.1 油菜成为生物柴油的首选原料

5.2.2 用廉价废旧原料生产生物柴油

5.2.3 花生油下脚废料开发出生物柴油

5.2.4 潲水油可以成为生物柴油原料

5.3 国际生物柴油的发展

5.3.1 国外生物柴油的研究近况

5.3.2 国外生物柴油开发利用概述

5.3.3 国外生物质液化燃料的开发利用

5.3.4 国际生物柴油产业发展迅速

5.3.5 生物柴油的市场竞争力不断提高

5.3.6 国外生物柴油产业现状与发展前景

5.4 世界各国生物柴油生产应用动态

5.4.1 美国生物柴油的产业概述

5.4.2 德国加大开发生物柴油的力度

5.4.3 法国开发出生物能源廉价生产技术

5.4.4 英国大型生物柴油厂开始商业生产

5.4.5 印度生物柴油发展战略解析

5.4.6 巴西生物柴油规划开始实施

5.4.7 马来西亚利用资源优势开发生物柴油

5.5 我国生物柴油产业发展现状

5.5.1 我国生物燃油产业概况

5.5.2 我国生物柴油产业尚在初级阶段

5.5.3 国内生物柴油发展应尽快行成产业

5.5.4 我国生物柴油商业化的障碍与可行性

5.5.5 克服生物柴油产业发展瓶颈的对策

5.6 国内外发展生物柴油相关政策

5.6.1 中国“生物柴油”质量标即将出台

5.6.2 美国生物柴油税优惠政策得到延长

5.6.3 欧盟有关生物燃料的目标计划

5.7 关于生物柴油产业发展的探讨

《绿色能源与环境》。第一本立足于绿色能源与环境领域的英文期刊GreenEnergyEnvironment（《绿色能源与环境》，以下简称GEE）在中国本土诞生。综述了国内外绿色能源的现状，如燃料电池、太阳能、风能、生物质能、自然冷能、水能等。

1、使用SCI查找综述文献检索思路为：主题（biomass energy）与 文献类型（review）。 2、使用CNKI查找中文文献检索的基本思路就是：主题（生物质能）与 题名（综述 或 进展或概况或概述），针对该数据库一个检索途径下可以输入两个检索词的具体情况，其检索式可以这样构造： ((题名=概述 或者 题名=概况) 或者 (题名=综述 或者 题名=进展))and (主题=生物质能)) 3、使用EI查找外文文献检索思路是：主题（biomass energy）与题名（review）以上简要说明了综述文献基本的检索方法，实际的文献需求更为复杂，相应的检索式也要复杂一些，比如复杂的研究主题需要逻辑组配、相近概念的逻辑组配等等。检索者可根据自己的文献需求和实际的检索情况做相应的调整。

共有八种

分别是内能，光能，动能，化学能，势能，核能，声能，电能

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试论煤炭价格形成机制的改革 (2002-12-25 13:08:42)

电煤市场缘何又吃紧？ (2002-12-25 13:06:45)

石油危机不会重演的十大理由 (2002-12-23 10:35:19)

探寻我国海洋石油 (2002-12-23 10:31:45)

塔里木油气开发给当地带来巨大实惠 (2002-12-20 11:00:08)

2002年4月全国分地区线损率和供电煤耗 (2002-12-19 11:08:25)

国家经贸委:煤炭行业近期发展导向 (2002-12-19 10:08:22)

化石燃料有几种 (2001-03-29 10:37:25)

海底石油的开采 (2001-03-29 10:36:51)

火力发电一、二、三 (2001-03-29 10:35:54)

变废为宝的生物质能 (2001-03-29 10:31:54)

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核废物 (2003-09-15 16:01:57)

核应急管理导则——放射源和辐射技术应用应急准备与响应 (2003-04-08 10:27:00)

中国的核进出口管制 (2003-02-11 09:23:25)

中国的核不扩散政策与国际核合作 (2003-02-11 09:22:16)

我国立法强化放射性污染防治 监测制度将实行 (2002-12-25 13:12:00)

朝鲜“核封条”是什么？ (2002-12-25 13:09:56)

俄罗斯人如何看待核盾牌和雷达站 (2002-12-24 15:32:01)

我国首次对核电厂辐射环保进行地方立法 (2002-12-23 15:51:13)

重水、硬水与核武器 (2002-12-23 10:43:57)

化学家质疑“气泡核聚变” (2002-12-20 10:51:57)

中国核电装机容量将达900万千瓦 (2002-12-20 10:43:36)

核电是一种安全可靠清洁的能源吗 (2002-12-18 13:11:15)

我国核电现状 (2002-12-18 13:09:39)

核武器的原理与分代（一） (2001-11-01 13:23:12)

我国建成首座高温气冷堆 (2001-06-18 16:14:57)

核技术发展方兴未艾 (2001-05-17 18:08:44)

什么是热中反应堆与快中子反应堆 (2001-05-17 18:07:19)

热中子反应堆 (2001-05-17 18:06:31)

二十世纪的核能之光 (2001-05-17 17:47:51)

21世纪主要能源核聚变能 (2001-05-17 17:18:27)

生物质能资源 (2005-01-04 14:40:58)

生物质能概况 (2005-01-04 14:40:15)

生物质能发展预测 (2005-01-04 14:39:13)

生物质能发展现状 (2005-01-04 14:38:21)

"可燃冰"将解千年能源忧? (2003-11-26 14:31:33)

地热能综述 (2003-05-23 16:37:18)

我国海洋能概况 (2003-05-23 16:36:43)

氢 能 简 介 (2003-05-23 16:35:59)

生物能简介 (2003-05-23 16:35:15)

新型太阳能电池 (2003-03-26 16:43:48)

甲烷高密度贮存 (2003-03-26 16:41:36)

日本推出一种新能源——甲醚 (2003-02-18 09:54:10)

新能源“生物柴油” (2003-01-20 17:08:09)

你听说过可以燃烧的冰吗？ (2003-01-08 16:57:03)

高原奇葩--羊八井天然热喷泉 (2003-01-08 16:36:39)

可再生的海洋能源 (2003-01-08 16:33:20)

能源的新技术 (2003-01-06 15:33:05)

新能源和可再生能源产业发展规划要点 (2003-01-06 15:29:20)

太阳能简介 (2002-12-25 13:44:21)

生物能简介 (2002-12-25 13:37:41)

水能

风能

太阳能

垃圾发电

沼气

污水回用

地热能利用

海洋能利用

秸杆

生物燃油

乙醇

热泵

大气污染对人体的危害主要表现为呼吸道疾病；对植物可使其生理机制受抑制，生长不良，抗病抗虫能力减弱，甚至死亡；大气污染还能对气候产生不良影响，如降低能见度，减少太阳的辐射(据资料表明，城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10～30%和10～25%)而导致城市佝偻发病率的增加；大气污染物能腐蚀物品，影响产品质量；近十几年来，不少国家发现酸雨，雨雪中酸度增高，使河湖、土壤酸化、鱼类减少甚至灭绝，森林发育受影响，这与大气污染是有密切关系的。

各种大气污染物对人体的影响。

煤烟

引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒)，则可引起相应的尘肺等疾病。

硫酸烟雾

对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险。

铅

略超大气污染允许深度以上时，可引起红血球碍害等慢性中毒症状，高浓度时可引起强烈的急性中毒症状。

二氧化硫

浓度为1－5ppm时可闻到嗅味，5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以至窒息。

氧化氮

主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用，重者可臻肺坏疽；对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害，吸入高浓度氧化氮时可出现窒息现象。

一氧化碳

对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍，能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳。

臭氧

其影响较复杂，轻病表现肺活量少，重病为支气管炎等。

硫化氢

浓度为100ppm吸入2－15分钟可使人嗅觉疲劳，高浓度时可引起全身碍害而死亡。

氰化物

轻度中毒有粘膜刺激症状，重者可使意识逐渐昏，虽直性痉挛，血压下降，迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛，失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等。

氟化物

可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体，主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡。

氯

主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯的浓度达0.04～0.06毫克/升时，30～60分钟即可致严重中毒，如空气中氯的浓度达3毫克/升时，则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡。

据统计，全世界每年排入大气的污染物约有6亿多吨。污染源主要是以下三方面：

生活污染源：如家庭、商业服务部门等燃煤排放的烟尘和废气。

交通污染源：如汽车、火车、飞机、船舶等排放的废气。

工业污染源：如发电厂、钢铁厂、水泥厂、氮肥厂、烧碱厂及其它各类化工厂排放的废气和粉尘。

主要大气污染物有两大类：

气态污染物（如二氧化硫、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、氨、氯气等）

颗粒态污染物（如烟、雾、粉尘）

：水体受污染的原因

人类生产活动造成的水体污染中。工业引起的水体污染最严重。如工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。

工业废水，是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别，即使是同类工厂，生产过程不同，其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外，固体废物和废气也会污染水体。。。。。。

农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松，在土壤和地形还未稳定时降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的悬浮物。

还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收，其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中，通过降雨，经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。

城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水，它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液，其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。

世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里，而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。

水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并(a)芘等，还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，会引起多种传染病和寄生虫病。

重金属污染的水，对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸镉20毫克，就会造成死亡。铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱。六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。饮用含砷的水，会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。

我们知道，世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病，均由水的不洁引起。

(2)对工农业生产的危害

水质污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费，食品工业用水要求更为严格，水质不合格，会使生产停顿。这也是工业企业效益不高，质量不好的因素。农业使用污水，使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋生物死亡。

(3)水的富营养化的危害

在正常情况下，氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件，而且氧参加水中的各种氧化-还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”，进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多，这种水的水质差，不能直接利用，水中断鱼大量死亡。

可以,但是产气量会很少,首先要产生沼气必需有大量的产甲烷细菌,例如:甲烷杆菌、甲烷八叠球菌、产甲烷螺菌和瘤胃甲烷杆菌等,这些细菌的生长必需要有足够的营养物质存在于发酵液中,营养物质中很重要的就是C源和N源,而这两者量只有在一定的比例范围内才能保证产气细菌的快速繁殖生长,这个比例一般是20到30:1,只用秸秆不可能保证这个比例的,再就是细菌生长所需要的一些生长因子在秸秆里也是大量缺乏的,这又进一步限制了产气菌的生长.以只用秸秆发酵产沼气不可以,或者说不划算.

另外只用秸秆发酵的话发酵池启动时间会特别的长,产气量又慢,综合成本算一来还不如添加一定量的畜禽粪便在里面,再说畜禽粪便又不是什么金贵东西,到处都能找的到.

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

浅谈新能源技术论文篇一

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源风能燃料电池发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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