再生能源“存”在哪儿

全文 1940 字，阅读大约需要 5 分钟 未经许可严禁以任何形式转载 南方能源观察 欢迎投稿，投稿邮箱： eomagazine@126.com 编辑 黄燕华 审核 冯洁 6月1日下午，国家发改委等九部委联合发布了《“十四五”可再生能源发展规划》（以下简称《规划》，明确了“十四五”可再生能源发展的主要目标，同时更加注重可再生能源的大规模开发、高水平消纳以及市场化发展。 大规模开发 中国已经承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和，明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。截至2020年底，全国风电和光伏发电装机达到5.3...全文

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。

特斯拉凭一己之力改变了 汽车 产业的走向，许多传统 汽车 制造商被迫调整策略，奋力追赶。现在几乎所有制造商都有自己的电动 汽车 ，就连怀疑者通用 汽车 、大众也开始生产电动 汽车 。

不过有一家公司没有让步，它就是丰田。丰田没有将所有鸡蛋全部放进电动 汽车 篮子里。当它推出电动 汽车 时，还在向燃料电池下注。

为什么？燃料电池技术不是已经输了吗？

用氢燃料的燃料电池

从字面上讲，燃料电池技术是应对气候变化的完美方案。液态氢通过燃料电池产生能量，驱动 汽车 前进，只生成水。与其它燃料相比，氢燃料的能量密度更高。

汽油的能量密度约为每千克46MJ，而氢燃料则是120MJ。在理想世界，让同一辆 汽车 跑相同距离的路，氢消耗的燃料要少很多。因为 汽车 只需要装备很少的燃料电池就足够了，所以 汽车 会更轻，现在的电池还太重。氢燃料还有另一个优势，添加燃料时比汽油更快。

为什么现在氢燃料普及度如此低

早在10多年前，加州州长施瓦辛格就倡导发起氢燃料革命，可惜没有成功。一是需求不高，二是供应问题，氢燃料难以普及，供应链也很脆弱。燃料添加站也不多，当中一些经常因为维护关闭。有时氢燃料供应还会中断。目前的氢燃料主要来自化石燃料工厂，工厂将水分离成氢与氧，变成氢燃料。

除了上述原因，成本过高也是一个问题。现在的燃料电池仍然很贵，氢的价格约为每加仑16美元。之所以价格高，原因之一时提炼时需要用到催化剂Platinum，它很贵。研究人员正在努力，试图减少Platinum的消耗量，或者完全放弃Platinum，以求降低成本。

不只如此，存储氢燃料的成本也很高。氢气虽然能量密度高，但按体积计算密度并不高，将它变成液体装进罐子需要制冷技术，所有这些都抬高了成本。正因如此，每次添加氢燃料成本都比汽油高，比电力更是高很多。如此一来，氢 汽车 价格居高不下，维护成本也不低。所以对于绝大多数人来讲购买氢 汽车 毫无意义。

为什么丰田不放弃

丰田很早就开始支持燃料电池，它推出了Mirai 汽车 ，不过大家并不热情。可能是因为 汽车 定价高达5万美元，也可能是燃料添加站太少。

有人可能会认为，商业失败将迫使丰田放弃氢 汽车 计划，不过丰田还是继续生产氢 汽车 ，每次还会升点级。据报道，丰田为求安全，在开发未来 汽车 时不打算将所有鸡蛋放进一个篮子里。它的确会向电动 汽车 投资，但会继续保留Mirai。另外，对于氢燃料电池丰田还有其它打算，远不限于 汽车 。Mirai只是氢燃料的一张“脸”，用来展示形象。

对于重型 汽车 来说氢燃料也许更有魅力，比如卡车、巴士、叉车。目前的锂电池太重，如果想驱动重型 汽车 ，需要安装大量电池，重量明显太重。如果换成氢燃料电池，重量会减少很多。

对于叉车、卡车这样的商务 汽车 来说，充电时间过长等于看着钱白白流走。氢燃料可以快速添加，能节约成本。另外，与其它燃料相比，氢燃料 汽车 可以跑更远的路。照估计，氢卡车的的续航里程可以达到500-750英里。

可能正是因为这些原因，Nikola才会努力开发氢卡车。有些地区已经出现氢巴士。事实上，丰田已经为奥运会准备100辆氢巴士，可惜奥运会推迟了。丰田还与中国企业合作开发燃料电池，供商务 汽车 使用，它们的目标是降低成本。

打造供应链

在美国加州，丰田推行一种名叫“cow to car”的能源供应模式，如果这种模式成功，它可以解决两个问题，提供清洁氢燃料，打造强劲供应链。牛会生成甲烷，它是一种温室气体，也是氢燃料之一。

丰田的计划就是利用厌氧消化池将农场动物粪便变成甲烷，将甲烷收集起来，用燃料电池处理就可以变成氢和电。收集甲烷甚至都不需要额外管道，直接注入现有天然气管道就可以了。氢可以输送到加油站，电可以输入电网。丰田本来准备根据这套方案建一个氢厂，不过推迟了。丰田还有一套方案，就是将废纸变成氢。不过要打造这样的工厂需要一些时间，技术不成熟，不过一旦建成，它也许可以提供常规氢燃料。

氢可以存储再生能源

再生能源很好，因为很干净，但它有一个绕不开的问题：不是连续的。

怎么办呢？在生产高峰将它存起来，在生产低峰使用。氢可以作为一种解决方案，利用可再生能源将水（或者海水）变成氢，然后通过燃料电池用氢生成电力。

不只 汽车 可以使用

未来，丰田肯定想让 汽车 用上氢燃料，但不仅仅如此，非 汽车 项目也可以用，比如航天产业就可以用。太空中氢的含量相当高，事实上，宇宙75%都是氢。丰田与日本航天机构JAXA合作设计月球车，里面就用到了氢燃料电池。月球车的续航里程达到1万公里。

也有人对氢动力航空感兴趣，但不知道丰田是否会向这一领域投资。

有一点倒是肯定的，那就是丰田对航海感兴趣，它正在开发燃料电池船舶。这是一个好消息，因为商务航运贡献的排放量占了整个排放量的2.5%。

丰田还准备打造氢城市，100%依赖氢。其中一个城市名叫Woven City，占地175英亩。它将会成为未来城市的典范，里面有无人驾驶系统、有机器人、有智能家庭、有AI。老实说，这套设想也许并不遥远。在全球一些阳光充足的地区，我们可以建设太阳能工厂，将海水变成氢，供城市、 汽车 使用。

有何意义

在特斯拉制造电动 汽车 之前，大众、宝马对电动 汽车 并不感冒。现在呢？所有 汽车 商都有自己的电动 汽车 。也许丰田看重的是未来，这一未来已经多次延期，所以有风险。大量供应清洁干净的氢能源，丰田的理念是否错了？未来会不会出现替代性技术，让氢燃料电池技术变成多余？或者说，未来将会出现突破技术，让氢变得足够便宜，被大家广泛使用？也许扩大生产追加投资可以解决氢能源存在的一些问题？无人知道未来会怎样。也许电动 汽车 会是 汽车 的未来，但在城市里，不论是巴士、卡车还是船舶，也许还得依靠氢。