美国主要靠什么发电

美国夏威夷州的人民和政府将“超越可能”，实现可持续发展目标。可持续发展目标是世界各国为到2030年减少贫困、保护地球和确保所有人的和平与繁荣而商定的一系列目标。夏威夷在2016年推出了自己的倡议——“可持续夏威夷”，以支持可持续发展目标。

作为国际劳工组织“工作中的尊严”项目的一部分，联合国新闻采访了夏威夷州长大卫·伊格尔（David Ige）。

为什么可持续发展目标对夏威夷很重要？

夏威夷是地球上最孤立的岛屿社区，距离最近的陆地有2500英里，我们真实地看到了气候变化和海平面上升的影响。这些影响几乎每天都在发生。在过去的五年里，我们至少经历了五次“500年事件”——通常每500年才发生一次的事件。2018年，我们经历了有史以来24小时内最多的降雨量：51英寸，这是人类历史上有记录以来最多的一次。

在2015年，夏威夷在有记录以来第一次在岛屿周围出现三次四级飓风。我们经历了四次珊瑚漂白事件。我们经历了“大潮”和暴雨，所以我们知道气候变化是真实的，会影响我们的天气和社区。

那是非常令人担心的…

的确如此。例如，随着海平面上升，我们看到我们的道路系统受到更大的侵蚀，这给夏威夷州造成了物质成本，因为我们知道这些高速公路早晚都要迁移，这对于维护我们的交通系统至关重要。

所以，我们知道我们必须开始对海平面上升进行筹划。

夏威夷州长大卫·伊格尔 (左) 出席了奥阿胡岛上太阳能工厂的开工仪式。

Clearway Energy Group 夏威夷州长大卫·伊格尔 (左) 出席了奥阿胡岛上太阳能工厂的开工仪式。

你们现在正在采取什么缓解措施？

“可持续夏威夷”是我们在2016年发起的一项倡议，与联合国的可持续发展目标相一致。夏威夷承诺到2045年实现100%的清洁可再生能源发电。该倡议还包括管理和保护我们30%的优先流域，因为我们知道淡水始于近海流域。这意味着管理30%的近海水资源。

我们一直在积极研究传统和本土的做法，包括简化我们的许可程序，允许在全州范围内恢复传统的渔场。我们知道，一千多年前，夏威夷是完全自给自足的，渔场和海洋资源管理是自给自足的一个保障。

可持续发展的夏威夷还包括防止物种入侵。夏威夷的濒危物种比地球上任何地方都多。我们确实有许多在世界其他地方找不到的物种，这在一定程度上是由于我们与所有其他地方在地理上相对隔离。

因此，我们当然致力于将入侵植物和动物排除在我们的生态系统之外，最重要的是，当入侵物种进入我们的岛屿时，我们能够做出反应。

风能和太阳能是化石燃料的有效替代品，在可再生能源领域，一些新奇的想法正在成为现实。

不知道为什么，柏林君跟发电这件事杠上了，可能是因为好消息实在太多了。

一家澳大利亚的公司 Wave Swell Energy 正在开发一种新的装置，将海浪的机械能转化为电能。

通俗地说，就是“海浪发电”。

随着《巴黎协议》于去年 11 月生效，近 200 个国家承诺在本世纪末之前，保持全球气温升高控制在工业前水平 2 摄氏度。

这个计划的核心在于，如何更高效地使用传统能源、探索和利用可再生能源。

比如，去年是“太阳能发电”的最热一年，包括太阳能发电在内的可再生能源发展已经超过了煤炭。

说回这个海浪发电。Wave Swell 的结构是在海上装置一个的混凝土柱，将中心海浪排除，导致空气通过水面上方的进气口吸入以驱动涡轮机。

所以它利用的其实是海浪的运动，并不是海浪形成的海风。

该装置本身尺寸为 20 米× 20 米，高 18 米，海面上有8 米的突出。

这套系统本质上是一个人造气孔，就像在水面下方开放的洞穴，顶部保持密封。

当海浪经过结构时，水将流入洞穴并向内流入，取代了上面的空气并通过一系列阀门排出。然后当波浪下降时，阀门关闭。

然后在室内产生部分真空，吸入空气来驱动涡轮机，那就是发电。

Wave Swell Energy 将被用在位于塔斯马尼亚和澳大利亚大陆之间的 King Island 海域进行实验。

该岛人口少于 2000 人，是可再生能源试验的完美地点。在 2015 年，整个岛上的可再生能源已经获得了100％ 增长。

像任何可再生能源一样，波浪也是间歇性的，但是当它与 King Island 已经建立的太阳能和风力发电基础设施相结合时，可再生能源发电的利用效率就会大大提高。

该装置将于 2018 年正式运行。

作为孤岛，电价昂贵但是海浪资源丰富的夏威夷是该公司的另外一个目标。

不过，同样的尝试也发生在夏威夷。去年，美国海军就在夏威夷进行了海浪发电测试。

工程师在夏威夷海岸放置了 2 个巨大的浮标，利用海浪的起伏发电，并透过海底电缆将电力传送至军事基地，这也是海浪发电计划首次在美国输出电力。

据科学家测算，海洋运动产生的能量能够满足美国四分之一的能源需求，大幅减少该国对石油、天然气和煤炭能源的依赖。

但是眼下，海浪发电技术远远落后于风力和太阳能发电技术，仍然有许多技术难题等待解决。

比如，这些浮标必须能够抵御强风暴、海洋持续不断的冲击和海水的腐蚀作用。

同时，一两个浮标装置可能肉眼不可见，但为了扩大生产规模，在海岸附近设置大量的浮标和装置是否会对环境造成伤害也未可知。

其实，海浪发电和海上风电有一定的技术共同性，未来应该是可以考虑技术创新结合的。

“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。

国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

（1）智能电网是电网技术发展的必然趋势。通讯、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术与信息技术在电网中的应用，为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持，使电网自愈成为可能。调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网应运而生。

（2）发展智能电网是社会经济发展的必然选择。为实现清洁能源的开发、输送和消纳，电网必须提高其灵活性和兼容性。为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰，电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。为降低运营成本，促进节能减排，电网运行必须更为经济高效，同时须对用电设备进行智能控制，尽可能减少用电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展，改变了传统的供用电模式，促使电力流、信息流、业务流不断融合，以满足日益多样化的用户需求。 日本计划在2030年全部普及智能电网，同时官民一体全力推动在海外建设智能电网。在蓄电池领域，日本企业的全球市场占有率目标是力争达到50%，获得约10万亿日元的市场。日本经济产业省已经成立“关于下一代能源系统国际标准化研究会”，日美已确立在冲绳和夏威夷进行智能电网共同实验的项目。

在中电联获悉，2020年中国将建成以华北、华东、华中特高压同步电网为中心，东北特高压电网、西北750千伏电网为送端，联结各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地，各级电网协调发展的坚强智能电网。华北、华东、华中特高压同步电网形成“五纵六横”主网架。 在绿色节能意识的驱动下，智能电网成为世界各国竞相发展的一个重点领域。

智能电网是电力网络，是一个自我修复，让消费者积极参与，能及时从袭击和自然灾害复原，容纳所有发电和能量储存，能接纳新产品，服务和市场，优化资产利用和经营效率，为数字经济提供电源质量。

智能电网建立在集成的、高速双向通信网络基础之上，旨在利用先进传感和测量技术、先进设备技术、先进控制方法，以及先进决策支持系统技术，实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的高效运行。

它的发展是一个渐进的逐步演变,是一场彻底的变革,是现有技术和新技术协同发展的产物，除了网络和智能电表外还饱含了更广泛的范围。

建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网，全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性，坚强是基础, 智能是关键。 其重要意义体现在以下几个方面：

（1）具备强大的资源优化配置能力。我国智能电网建成后，将实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送，区域间电力交换能力明显提升。

（2）具备更高的安全稳定运行水平。电网的安全稳定性和供电可靠性将大幅提升，电网各级防线之间紧密协调，具备抵御突发性事件和严重故障的能力，能够有效避免大范围连锁故障的发生，显著提高供电可靠性，减少停电损失。

（3）适应并促进清洁能源发展。电网将具备风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制，结合大容量储能技术的推广应用，对清洁能源并网的运行控制能力将显著提升，使清洁能源成为更加经济、高效、可靠的能源供给方式。

（4）实现高度智能化的电网调度。全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统，实现电网在线智能分析、预警和决策，以及各类新型发输电技术设备的高效调控和交直流混合电网的精益化控制。

（5）满足电动汽车等新型电力用户的服务要求。将形成完善的电动汽车充放电配套基础设施网，满足电动汽车行业的发展需要，适应用户需求，实现电动汽车与电网的高效互动。

（6）实现电网资产高效利用和全寿命周期管理。可实现电网设施全寿命周期内的统筹管理。通过智能电网调度和需求侧管理，电网资产利用小时数大幅提升，电网资产利用效率显著提高。

（7）实现电力用户与电网之间的便捷互动。将形成智能用电互动平台，完善需求侧管理，为用户提供优质的电力服务。同时，电网可综合利用分布式电源、智能电能表、分时电价政策以及电动汽车充放电机制，有效平衡电网负荷，降低负荷峰谷差，减少电网及电源建设成本。

（8）实现电网管理信息化和精益化。将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系，实现电网数据管理、信息运行维护综合监管、电网空间信息服务以及生产和调度应用集成等功能，全面实现电网管理的信息化和精益化。

（9）发挥电网基础设施的增值服务潜力。在提供电力的同时，服务国家“三网融合”战略，为用户提供社区广告、网络电视、语音等集成服务，为供水、热力、燃气等行业的信息化、互动化提供平台支持，拓展及提升电网基础设施增值服务的范围和能力，有力推动智能城市的发展。

（10）促进电网相关产业的快速发展。电力工业属于资金密集型和技术密集型行业，具有投资大、产业链长等特点。建设智能电网，有利于促进装备制造和通信信息等行业的技术升级，为我国占领世界电力装备制造领域的制高点奠定基础。

刘守新,李海潮,张世润 文献来自: 中国林副特产 2001年 第03期 caj下载 pdf下载

木材是生物能源的主体,开展木质生物能源利用技术研究工作具有非常重要的理论及现实意义。 1木质生物能源 木材是生物能源的主体,它是最古老的能源物质。 20世纪 70年代以来,世界上很多国家都对木质生物能源的利用给予 ...

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2. 我国未来可再生能源开发利用的战略思考

李俊峰,王仲颖,梁志鹏,时景丽 文献来自: 中国能源 2004年 第03期 caj下载 pdf下载

我国也应加大可再生能源的开发利用量。4.4开拓新的经济增长领域的良好机遇可再生能源的开发利用主要是使用当地资源和人力物力,对促进地区经济发展具有重要意义,同时快速发展的可再生能源和新能源也是一个新的经济增长领域。我国太阳能热水器 ...

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3. 一种新型生物塑料(phb)的研究进展和开发前景

郭秀君,于昕 文献来自: 生物工程进展 1997年 第05期 caj下载 pdf下载

一种新型生物塑料(phb)的研究进展和开发前景郭秀君于昕(山东大学微生物学系塑料作为高分子聚合物成为现代社会不可缺少的重要材料。塑料制品在国民经济各部门发挥着重要作用。但这类化学合成的高分子不能被生物降解。所以一旦 ...

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4. 21世纪的新能源及其开发和利用

韩志萍,霍文兰 文献来自: 榆林学院学报 2003年 第01期 caj下载 pdf下载

包括氢能、太阳能、生物质能、风能、地热能、海洋能等,了解其在世界范围内的开发和利用的现状和前景,对我国的能源开发与建设是很有借鉴意义的。[1]中国科学院化学学部展望21世纪的化学[m ] ...

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5. 能源的开发利用与节能

梁荣光,简弃非,翁仪璧,许石嵩 文献来自: 内燃机 2001年 第06期 caj下载 pdf下载

今后应加大开发力度。核能是一种量大、洁净而廉价的能源。一些工业发达的国家都把它作为一种主要能源来开发利用 ,如日本占 2 5 %。价格以日本为例 ,利用核能、煤、天然气、重油发电 1 k w? h的价格依次为 1 2 , ... 能源的开发利用与节能@梁荣光$华南理工大学交通学院!广东广州510640 @简弃非$华南理工大学交通学院 ...

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6. 细菌磁的生物技术开发和利用

任修海 文献来自: 生物学杂志 1995年 第01期 caj下载 pdf下载

这样即有可能将有关的基因或基因组转移到其它细菌或高等动植物以进行更大规模的生物磁生产,从而促进进一步的开发和利用细菌磁的生物技术开发和利用@任修海$上海大学生物工程系 ...

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7. 国内外能源植物资源及其开发利用现状

能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。

“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

那么，究竟什么是“能源”呢？关于能源的定义，目前约有20种。例如：《科学技术百科全书》说：“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”；《日本大百科全书》说：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；我国的《能源百科全书》说：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。

确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。

通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。

能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。

分类

能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。

1、按来源分为3类：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。

①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。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。

②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。

③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。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。

2、按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源，， 文秘杂烩网 http://www.rrrwm.com

由于传统能源会严重破坏环境，于是聪明的人类开发出了许多种新能源，不仅成功解决了环境污染问题，还解决了传统资源不足的问题，那么新能源都有哪些呢？赶紧来看看吧。

01

太阳能：

①太阳能热利用技术比较成熟，例如我们所使用的太阳能热水器、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等；

②太阳能光电转换技术，通过太阳能光电池把光能转换成电能（直流电），主要是光电池制造技术，这种发电技术利用最方便，但大功率发电成本太高；

③光化学转换技术，利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气，氢气是很干净的燃料。

02

风能：风能是一种机械能， 风力发电是常用技术，目前世界上最大风力发电机为3200千瓦，风机直径97.5米，安装在美国夏威夷；我国风力发电装机总共20万千瓦，最大风力发电机为120千瓦。

03

生物质能：

①热化学转换技术，把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气，或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭；

②生物化学转换技术，主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气，沼气的主要成分是甲烷；

③生物质压块成型技术，把烘干粉碎的生物质挤压成型，变成高密度的固体燃料。

04

氢能：氢气热值高，燃烧产物是水，完全无污染；而且制氢原料主要也是水，取之不尽，用之不竭，所以氢能是前景广阔的清洁燃料。

05

潮汐能：潮汐发电技术是低水头水力发电技术，容量小，造价高；我国海岸线长达14000公里，有丰富潮汐能；据估算，全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦，年发电700亿千瓦时。