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可再生能源的利弊

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2023-01-24 15:53:07

可再生能源的利弊

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2026-05-12 08:34:17

可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。

大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。

随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。

·太阳能

·地热能

·水能

·风能

·生物质能

·潮汐能

所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。

木材

柴是最早使用的能源,透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要,它让人们在寒冷的环境下仍可生存。

动物牵动

传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。

生物质燃料

此种燃料原为可再生能源,如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物,就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用,残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。

水力

磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国这样满是河流的国家。此外,中国有很长的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。

风力

人类已经使用了风力几百年了。

太阳能

太阳直接提供了能源给人类已经很久了,但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。

潮汐能

潮汐发电利用潮水涨落,世界已有电站容量16GW。

从地球蕴藏的能源数量来看,自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言,太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量,大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过,由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力,科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源,可以利用的仅占微乎其微的比例,因而,继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化,逼迫使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展,依仗能源的可持续供给,这就必须研究开发新能源和可再生能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时(3.78×1024J),相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计,可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽,用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能,降低开发和转化的成本,是新能源开发中面临的重要问题。

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦,列世界第三位,有广阔的开发前景。风能是一种自然能源,由于风的方向及大小都变幻不定,因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。

对于核电站,人们有许多误解,其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变,核燃料是铀、钚等元素,核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质,例如钍,本身并非核燃料,但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。

近年来,许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种优惠政策的鼓励下,全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮,尤其是近年来,由于全国性缺电严重,民企投资小水电如雨后春笋,悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的,2003年开始,特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年,根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划,中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。

氢是一种二次能源,一种理想的新的含能体能源,在人类生存的地球上,虽然氢是最丰富的元素,但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水,其次就是各种矿物燃料(煤、石油、天然气)及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料,还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢,如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等;化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电,其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善,氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库,仅地下10千米厚的一层,储热量就达1.05×1026焦耳,相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力,新技术业已成熟,并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面,未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的,不受天气状况的影响,既可作为基本负荷能使用,也可根据需要提供使用。

海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富,分布广,清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年,法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气,推动风力发动机组发电的装置,把1千瓦的电力送到岸上,开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。

此外,还有生物质能,是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量,目前发展中的开发利用技术主要是,通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等,通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等,通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。

最新回答
虚幻的外套
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2026-05-12 08:34:17

一是能源消费体量大。

我国已经成为世界第一大能源消费国。按照BP世界能源统计的数据计算,2014年,我国一次能源消费量为29.72亿吨油当量,相当于德国的9.6倍、日本的6.5倍、英国的15.8倍。

二是能源消费总量还处于递增阶段。

我国工业化和城市化均未完成,能源消费总量在一段时期内依然有继续增长的内在动力。相比之下,德国、日本、英国和其他后工业化国家已经进入能源消费总量下降阶段。

原因:人类要探究月球,是由于据美国探测月球得出月球上具有很多地球所短少或许没有的矿物质,这些丰厚的矿物质可以应用起来成了化解以后地球资源干涸的形势。

除了贮藏有丰厚的矿藏之外,地球上还就有丰厚的太阳能以及原料氦,这种情节的才能随着太阳的辐射隐藏在地球的土壤中,假如人类可以开发运用,那麼地球将可以源源不时地从月球取得清洁、高效、安康的动力需求,从而保证地球至多几千年的物质需求。

扩展资料:

影响我国向可再生能源转型的障碍主要表现:

1、能源转型被简化为单纯“提高可再生能源份额”问题,能源转型的推进也被简单归结为完全取决于政府的“决心”,似乎只要政府政策力度大、补贴到位,能源转型就能成功。但实际上,巨额补贴已成为政府难以承受之重。

2、目前的主流观点倾向于把可再生能源的成本竞争力作为向可再生能源转型的关键问题,认为随着风电和光伏发电成本进一步下降到可以与常规能源竞争,向可再生能源发展面临的问题就迎刃而解。

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2026-05-12 08:34:17

应该增加新能源和可再生能源在能源消费结构中的比例。

新能源又称非常规能源。新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等。

可再生能源指在自然界可以循环再生的能源。除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭、石油、天然气等化石能源,主要通过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。

人类使用再生能源的原因主要有以下几点:

1、科技的进步让此类能源更加“好用”;

2、化石能源是有限的,不仅其价格会日渐增涨,而且终会有枯竭的时候;

3、某些再生能源(如风能、水力、太阳能)不会排放温室气体(如二氧化碳),因此不会增加温室效应的风险;

4、为了增进能源供应安全,减少对进口化石能源的依赖,并满足对可持续性能源的需求。

甚至,更进一步地,有些国家开始在思考“百分百的可再生能源政策”,因为可再生能源长久之来被认为,充其量仅能作为化石或核电等能源之补充。

然而,德国很多市、县及乡镇正在证明,传统工业国之能源政策可以被彻底改变,亦即可以百分百地依靠可再生能源,并且充足供应工业及现代生活所需的能源。在德国约有300个地区(小的只是乡下小镇,大的有如慕尼黑之百万都市)于2010年3月间已宣布:最晚2030年要达到百分百可再生能源的目标。

以上内容参考:百度百科-新能源(能源资源学术语)、百度百科-再生能源

害怕的板凳
昏睡的水池
2026-05-12 08:34:17
我国新能源及其发展状况的思考

摘要:20世纪的后工业时代,人类生存和社会发展对能源的依赖越来越大,能源危机也在一定程度上拖慢了经济发展的速度。本文从我国能源发展现状和新能源、可再生能源的开发利用及其特点着眼,分析了太阳能、风能、核能等清洁可再生能源的可利用价值和利用途径,针对我国现阶段的发展状况进行思考,并做出了总结。

关键词:新能源;开发利用;太阳能;风能;核能

1 引言

谈及中国未来的发展,能源问题是无论如何也绕不过的。在很大程度上,可以说能源是中国进一步发展的前提。中国未来能源中可再生能源的比重很可能要比现在高得多,陈旧过时、设计落后的输电网将被淘汰,也就是说,由尖端数控、电子配电和更高负荷输电线路构成的智能输电网所替代。2009年12月,全球瞩目的新一轮联合国气候变化大会在丹麦首都哥本哈根召开,虽然未达成实质性的协议,但是哥本哈根会议有望成为世界全面向低碳时代转型的历史转折点。从大的方向上看,可持续的低碳和绿色经济,也必将是未来世界发展的大势所趋,这将会给新能源、环保等新兴产业带来机遇[1]。

低碳经济的迅速蔓延并非偶然。早在各国意识到传统化石能源不可再生的危机时,低碳经济就已经开始孕育。在席卷全球的金融危机和全球气候变化的巨大压力下,各国政府纷纷推出绿色政策,低碳经济模式得到普遍认可。低碳时代要求高效利用能源、开发清洁能源、追求绿色GDP,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳式发展模式的一个关键环节就是发展绿色新能源,主要包括太阳能、风能、核能以及地热能、氢能等多种能源,它们的特点是污染少,能量可持续或者是能量来源成本较低。本文中着重介绍太阳能、风能以及核能等重要新能源的利用现状和发展前景。

2 新能源的来源和简介

2.1 太阳能

2.1.1 太阳能的定义及发展史

太阳能(Solar Energy),又称太阳辐射能,指的是太阳以电磁辐射形式向宇宙空间发射的能量,也可以描述为太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能,其中约二十亿分之一到达地球大气层,是地球上光和热的源泉。

随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下,才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。

2.1.2 太阳能的分类

(1)太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋提供照明,并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

(2)太阳热能

现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

2.1.3 太阳能的开发途径

(1)光热利用

它的基本原来是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(<200℃)、中温利用(200~800℃)和高温利用(>800℃)。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。

(2)太阳能发电

未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种:

①光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换,后一过程为热—电转换。

②光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。

(3)光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。

(4)光生物利用

通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。

2.1.4 太阳能发电的优点

照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。

2.2 风能

2.2.1 风能的定义及发展史

风能是因空气做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高,动能越大。现在人们通常用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机,以产生电力。据统计到2008年为止,全球以风力产生的电力约有94.1百万千瓦,供应的电力已超过全球用量的1%。风能虽然还不是大多数国家的主要能源,但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。

风能量是丰富、近乎无尽、分布广泛、环保无污染。人类利用风能的历史可以追溯到西元前,但数千年来,风能技术发展缓慢,没有引起人们足够的重视。自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,风能作为解决生产和生活能源有着重要的意义。即使在发达国家,风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。

2.2.2 风能的来源

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的,风能是太阳能的一种转化形式。空气流动所形成的动能即为风能。太阳辐射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的运动形成风。风能就是空气的动能,风能的大小决定于风速和空气的密度。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

2.2.3 风能的利用和经济性

风能利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能量。在赤道和低纬度地区,太阳高度角大,日照时间长,太阳辐射强度强,地面和大气接受的热量多、温度较高;在高纬度地区太阳高度角小,日照时间短,地面和大气接受的热量小,温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异,形成了中国南北之间的气压梯度,使空气作水平运动。

利用风来产生电力所需的成本已经降低许多,即使不含其他外在的成本,在许多适当地点使用风力发电的成本已低于燃油的内然机发电了。风力发电年增长率在2002年时约25%,现在则是以38%的比例快速成长。2003年美国的风力发电成长就超过了所有发电机的平均成长率。自2004年起,风力发电更成为在所有新式能源中已是最便宜的了,在2005年风力能源的成本已降到1990年代时的五分之一,而且随着大瓦数发电机的使用,下降趋势还会持续。

2.2.4风能的优缺点

(1)优点

风能是一种洁净的能量来源,随着风能设施逐渐进步,大量生产降低成本,在一些地区,风力发电成本低于发电机。风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态环境。风力发电是可再生能源,很环保。

(2)风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类,目前的解决方案是离岸发电,离岸发电价格较高但效率也高。在一些地区,风力发电存在经济性不足:许多地区的风力存在间歇性。风力发电需要大量土地兴建风力发电场,才可以生产比较多的能源。进行风力发电时,风力发电机会发出庞大的噪音,所以需要空旷的地方来兴建。现在的风力发电还未成熟,还有相当大的发展空间。

2.3 核能

2.3.1 核能的定义

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特•爱因斯坦的质能方程E=mc2,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要包括核裂变能、核聚变能、核衰变能三种形式。

2.3.2 核能发电原理

核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热,将热水加热成高温高压,核反应所放出的热量较化石燃料所放出的能量要高很多(相差约百万倍),比较起来所需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀-235纯度只约占3%-4%,其余皆为无法产生核分裂的铀-238。核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。

2.3.3 核能发电的优缺点

(1)优点

核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染,同时也不会产生二氧化碳等温室气体。而且核电的燃料铀燃料到目前为止没有其他的特别用途。燃料费在核能发电的成本中所占比例较低,核能发电的成本比较稳定,不易受到国际经济形势的影响。

(2)缺点

核能发电时仅将1/3的热能转化为电能,其余2/3的余热需藉循环冷却水排出厂外,冷却水的最佳来源就是天然海水,故核电厂多设置于海边(或河边)。因此废水的排出会对海洋环境造成一定的影响。水温因废水会增高2-3℃,如果持续很久会对无脊椎动物及海藻类生物都有不良影响。例如南湾核三厂附近的珊瑚大量白化死亡。而且废料的处理也是一大问题。

3 我国新能源的开发利用现状

3.1 太阳能

3.1.1 太阳能发电的应用

虽然太阳能有多种开发途径,但是目前应用最广泛且最有前景的途径就是太阳能发电。

太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响,但可以分散地进行,所以它适于各家各户分批进行发电,而且要联接到供电网络上,使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司,不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决,关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律,保证进行太阳能发电的家庭利益,鼓励家庭进行太阳能发电。太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%。

3.1.2 太阳能电池的应用

太阳能电池是一个对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。

(1)通信卫星供电

上世纪60年代,科学家们就已经将太阳电池应用于空间技术——通信卫星供电,上世纪末,在人类不断自我反省的过程中,对于光伏发电这种如此清洁和直接的能源形式已愈加亲切,不仅在空间应用,在众多领域中也大显身手。

(2)离网发电系统

太阳能发电控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时,控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池。蓄电池组的任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。

(3)并网发电系统

并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。网发电系统是太阳能风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。

3.1.3 我国太阳能开发现状

中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。目前,我国太阳能产业规模已位居世界第一,是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项:太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。

《可再生能源法》的颁布和实施,为太阳能利用产业的发展提供了政策保障;京都议定书的签定,环保政策的出台和对国际的承诺,给太阳能利用产业带来机遇;西部大开发,为太阳能利用产业提供巨大的国内市场;原油价格的上涨,中国能源战略的调整,使得政府加大对可再生能源发展的支持力度,所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。

3.2 风能

3.2.1 风能发电的应用

风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选。风能作为一种新兴的环保的可再生能源已越来越受到关注,人类对其的利用技术也日趋成熟。我国风能有相当大的开发和利用空间,在风能充沛的地区广泛建立风力发电站可以大大的缓解我国能源缺乏的问题。

3.2.2 我国的风能利用

我国位于亚洲大陆东部,濒临太平洋,季风强盛,内陆还有许多山系,地形复杂,加之青藏高原耸立我国西部,改变了海陆影响所引起的气压分布和大气环流,增加了我国季风的复杂性。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆,那里空气十分严寒干燥,冷空气积累到一定程度,在有利高空环流引导下,就会爆发南下,在此频频南下的强冷空气控制和影响下,形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下,主要影响我国西北、东北和华北,直到次年春夏之交才消失。夏季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风,东南季风影响遍及我国东部地区,西南季风则影响西南各省和南部沿海,但风速远不及东南季风大[2]。

青藏高原地势高亢开阔,冬季东南部盛行偏南风,东北部多为东北风,其他地区一般为偏西风,夏季大约以唐古拉山为界,以南盛行东南风,以北为东至东北风。我国幅员辽阔,陆疆总长达2万多公里,还有18000多公里的海岸线,边缘海中有岛屿5000多个,风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6米/秒以上。一般认为,可将风电场风况分为三类:年平均风速6米/秒以上时为较好;7米/秒以上为好;8米/秒以上为很好。

中国风力资源极为丰富,风能发电很可能作为可再生能源的主力军在今后能源产业中起到领军作用。中国气象科学院研究员朱瑞兆提供的数据显示,中国风能资源仅次于美国和俄罗斯,居世界第三[3]。已探明的中国风能理论储量为32.26亿千瓦,可利用开发为2.53亿千瓦。风能如果能够全部利用起来,将满足当前能源需求的近1/4。

3.3 核能

3.3.1 世界核能发电现状

核能发电作为核能应用中发展最快的一支,第一座商业用核电厂1957年在美国宾州开始运转。1986年,前苏联切尔诺贝利核电厂发生重大事故,这一历史上最严重的核能事故,除了导致人员伤亡、土地污染等后果外,某种程度上也直接影响了核工业的前进脚步。核能从世界发展最快的能源沦为发展最慢的能源。当然,当时全球电力过剩、油价低廉、经济不景气等原因也进一步促使核电发展“一蹶不振”,二十多年后的今天,在国际能源危机的背景下,已在适应经济的快速增长和对环保的迫切要求上显示出巨大竞争力的核电,再次被提上议事日程,法国有关专家认为,芬兰建造的第三代核电站和法国兴建的同样的核电站将开启新一轮的核电发展高峰。

全世界核电当前状况有很大的不同。在30个已经具有核发电能力的国家中,核反应堆的发电百分比从法国的78%到中国的仅仅2%。截至2008年3月,全世界总计有439座核反应堆,另有35座正在建造。美国最多,有104座,法国次之,有59座,日本55座,而俄罗斯有31座并另有7座在建造中。核电发展集中在亚洲。正在建造中的35座反应堆中总共有20座在亚洲,而最近并网发电的39座反应堆中的28座也是在亚洲[4]。

3.3.2 核能应用全球升温

有越来越多的人在讨论核能发电,常常涉及诸如全球变暖和气候变化之类的更广泛的问题。是什么推动了对核电期望的上升呢?能源预测一直表明世界对能源的需求有持久的长期增长。同时新的环境限制——像京都议定书的生效等存在着避免温室气体排放的一些实际财政利益。

中国目前面临着能源需求的急剧增长,因此正在十余利用一切可能的能源包括核能来扩大其发电容量。目前中国的核电仅占全国能源总量的2%,但是为了配合国家能源结构调整,中国首先要发展的就是核电。中国核电发展的最新目标是:到2020年前要新建核电站31座,在运行核电装机容量4000万千瓦,在建核电装机容量1800万千瓦[5]。

4 中国新能源发展的战略思考

我国具有丰富的新能源和可再生能源资源:水能可开发资源为3178亿千瓦,目前已开发利用11%;生物质能资源,包括农作物秸秆、薪柴和各种有机废物,利用量约为216亿吨标准煤,占农村生活能源消费的70%,占整个用能的50%;我国太阳能年总辐射量超过60万焦耳/平方厘米,开发利用前景广阔;风能资源总量为16亿千瓦,约10%可供开发利用;地热资源尚待继续勘探,目前已探明的地热储量约为4626亿吨标准煤,现利用的仅约十万分之一;我国海洋能源资源亦十分丰富,其中可开发的潮汐能就有2000万千瓦以上[6]。

我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。我国政府承诺到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%~45%,到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比例达到15%左右[1]。

从第四届新能源国际高峰论坛获悉,2009年中国可再生能源在一次性能源消费结构中所占的比例已从2008年的8.4%提升至9.9%。2009年,国内一次性能源消费结构中,煤炭占68.7%,石油占18%,天然气占3.4%,非化石能源,即可再生能源消费比重上升到9.9%。根据国务院2009年年底提出的目标,到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。从9.9%至15%,可再生能源需提升的比重虽不算太大,但考虑到未来中国能源需求的巨大增长,上述目标的实现仍面临考验。2009年,我国能源消费总量为30亿吨标准煤。专家预测,到2020年,能源需求总量可能高达45亿吨标准煤,这意味着新能源领域必须加大投入才能确保消费比重稳定提升。根据初步分析判断,要实现可再生能源消费比重达15%的目标,到2020年我国水电装机容量要达到3亿kw以上,核电投运装机容量达到6000万kw至7000万kw,风电、太阳能及其他可再生能源利用量达到1.5亿吨标准煤以上[7]。

因此,中国长远目标应该是以风能、太阳能以及核能为主,适当发展生物质能、垃圾焚烧、沼气、地热等能源,建立多元化的新能源利用体系,合理均衡地发展新能源。

5 总结与讨论

20世纪的后工业化时代,能源和人类生存有着紧密的关系,能源危机拖慢了经济发展的速度。电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,我国作为能源消耗大国,不得不考虑改变能源结构,走可持续发展道路,保证能源的可持续供给。能源枯竭和环境恶化已成为人类可持续发展的重大威胁,新能源开发迫在眉睫。新能源即将成为人类历史上的“第四次能源革命”,新能源产业将成为战略性新兴产业已经成为全球共识[8]。

欧美日等发达国家以及众多的发展中国家,纷纷投入到新能源领域,以在未来国际竞争中占有一席之地。中国也顺应潮流将新能源发展提上战略日程,但却面临缺乏规划、技术创新不足、应用障碍多、发展不均衡等问题。通过出台战略规划加强引导,通过加大技术创新、完善基础设施、建立补贴机制和能源利益调节等完善提高实用性,通过产业政策和市场培育政策完善产业链条扩展市场容量,通过多元化策略建立合理的新能源体系,是中国在新能源发展方面的必然战略选择。

发展新能源任重而道远。在未来中国,新能源将会,也必须得到大力发展。这样在未来的“低碳经济”时代,中国才有机会掌握应有的话语权,才能在国际竞争中立于不败之地。

参考文献:

[1] 胡兴军,新型能源迎来大发展机遇,新材料产业,2010(4),53~57

[2] 风能:领军新能源,消息,华北电力技术,2010(5),50

[3] 朱瑞兆,风电场风资源卫星遥感地理信息综合评估和选址研究,中国气象科学研究院年报,1997(00),41~50

[4] Alan McDonald,世界核电形势,国际原子能机构通报,2008,49(2),45~48

[5] 2007年中国能源发展报告

[6] 姚岩峰,我国新能源开发利用现状及未来发展趋势研究分析,中国市场,2010(22),16~17

[7] 能源经济资讯,中国可再生能源消费比重达到9.9%,能源技术经济,2010(22),68

[8] 柳士双,中国新能源发展的战略思考,经济与管理,2010,24(6),5~9

儒雅的大船
正直的芝麻
2026-05-12 08:34:17

被新的一期The Economist的社论的标题吸引,遂翻了这篇文章,谨供参考,欢迎交流观点,同时指正不足之处。

ALMOST 150 years after photovoltaic cells and wind turbines were invented, they still generate only 7% of the world’s electricity.

在太阳能光伏发电和风力涡轮发电技术问世将近150年后,它们依然只产生全球7%的电力。

Yet something remarkable is happening. From being peripheral to the energy system just over a decade ago, they are now growing faster than any other energy source and their falling costs are making them competitive with fossil fuels.

可有些令人瞩目的事情却在发生。十年前还是能源系统里微不足道的一部分,而现在它们比其他任何能源都发展的要快,不停降低的成本使得它们能够同化石燃料旗鼓相当。

BP, an oil firm, expects renewables to account for half of the growth in global energy supply over the next 20 years. It is no longer far-fetched to think that the world is entering an era of clean, unlimited and cheap power. About time, too.

BP,一家石油公司,作出预期认为可再生能源将在接下来的20年内占到全球供能数量增长的一半。认为世界即将进入一个干净,无限且廉价能源的时代不再是不着边际的想法。同时,也该是时候了。

There is a $20trn hitch, though. To get from here to there requires huge amounts of investment over the next few decades, to replace old smog-belching power plants and to upgrade the pylons and wires that bring electricity to consumers.

然而,这还存在着一道200亿美刀的鸿沟。从现在的境地到理想的状态需要接下来的几十年中投入巨额的资金,来取代那些喷云吐雾的发电厂,同时将给消费者输送电力的电缆塔和电线进行更新换代。

Normally investors like putting their money into electricity because it offers reliable returns. Yet green energy has a dirty secret. The more it is deployed, the more it lowers the price of power from any source.

通常情况下投资者喜欢将他们的资金投入到电力产业中因为这会提供可靠的收益。 然而,绿色能源却有一个肮脏的秘密——它投入使用的越广泛,来自其他资源产生的能源的价格就将降得越低。

That makes it hard to manage the transition to a carbon-free future, during which many generating technologies, clean and dirty, need to remain profitable if the lights are to stay on. Unless the market is fixed, subsidies to the industry will only grow.

这使得向没有碳排放的未来的转型变得困难了,因为在这个过程中,许多供能的厂家,无论清洁与否,都需要保持盈利,如果灯还需要亮着的话。除非市场的问题解决了,给能源产业的补贴将只会继续增长。

Policymakers are already seeing this inconvenient truth as a reason to put the brakes on renewable energy. In parts of Europe and China, investment in renewables is slowing as subsidies are cut back. However, the solution is not less wind and solar. It is to rethink how the world prices clean energy in order to make better use of it.

政策的制定者已经看到了这个尴尬的事实,同样也将其作为缘由放缓了可再生能源的进一步投放。在欧洲和中国的部分地区,对可再生能源的投资正在放缓,而这正是因为补贴被降低了。然而,解决方法不是减少风或者太阳能,还是去重新思考世界应当如何去给清洁能源定价,进而更好的发挥它的作用。

At its heart, the problem is that government-supported renewable energy has been imposed on a market designed in a different era.

问题的中心在于政府所支持的可再生能源,被投放在了一个与之时代上不相同步的市场里。

For much of the 20th century, electricity was made and moved by vertically integrated, state-controlled monopolies.

20世纪的大多数时间,电力产业都被垂直一体化的国有垄断企业所生产,运输。

From the 1980s onwards, many of these were broken up, privatised and liberalised, so that market forces could determine where best to invest.

从1980s开始,许多这些垄断企业都被分解,私有化或解体了,进而市场力量可以决定哪儿是最好的投资方向。

Today only about 6% of electricity users get their power from monopolies. Yet everywhere the pressure to decarbonise power supply has brought the state creeping back into markets.

今天只有6%的用户从垄断企业获取电力,然而无处不在的对无碳排放能源的需求使得国家不得不走回原先市场化的道路。

**This is disruptive for three reasons. **

而这件事情将是极具破坏性的,有三个原因。

The first is the subsidy system itself. The other two are inherent to the nature of wind and solar: their intermittency and their very low running costs.

首先是补贴体系自身,另外二者则关于风力和太阳能的本质:它们的间歇性以及极低的运作成本。

All three help explain why power prices are low and public subsidies are addictive.

如上三点解释了为什么能源价格非常低然而公众补贴却仍然是不可或缺的。

First, the splurge of public subsidy, of about $800bn since 2008, has distorted the market. It came about for noble reasons—to counter climate change and prime the pump for new, costly technologies, including wind turbines and solar panels.

第一,公众补贴的随意挥霍,自08年起的约8亿美刀,已经扰乱了市场。它投放时打着高尚的旗号——为了抵制气候变化并且要采取措施促使新兴且昂贵的科技,包括风力涡轮和太阳能光伏技术的发展。

But subsidies hit just as electricity consumption in the rich world was stagnating because of growing energy efficiency and the financial crisis. The result was a glut of power-generating capacity that has slashed the revenues utilities earn from wholesale power markets and hence deterred investment.

但是补贴入市的时机恰好是发达世界中电力消费因逐渐提高的能源效率以及经济危机而遭遇滞涨的时刻。

Second, green power is intermittent. The vagaries of wind and sun—especially in countries without favourable weather—mean that turbines and solar panels generate electricity only part of the time. To keep power flowing, the system relies on conventional power plants, such as coal, gas or nuclear, to kick in when renewables falter. But because they are idle for long periods, they find it harder to attract private investors. So, to keep the lights on, they require public funds.

第二,绿色能源是间歇性的。风和太阳的不可预测性——尤其是在没有有力天气情况的国家——意味着涡轮和光伏电板仅仅只能部分时间产生电力。为了保证能源的供应,这个系统还需要依赖传统的发电方式,比如煤,天然气或者是核能,在可再生能源无法工作的时候接手。但是正因为可再生能源的长期搁置,它们很难能够吸引到私人投资者。所以,为了能够持续供电,它们需要公共的资金支持。

Everyone is affected by a third factor: renewable energy has negligible or zero marginal running costs—because the wind and the sun are free. In a market that prefers energy produced at the lowest short-term cost, wind and solar take business from providers that are more expensive to run, such as coal plants, depressing power prices, and hence revenues for all.

每个人都被第三个因素所影响:可再生能源有着微乎其微甚至可以不计的边际运作成本——因为风能和太阳能是免费的。在一个倾向于短期能源生产成本最低的市场中,风能和太阳能从供应商手中接手过来运营成本更高的供电方式比如火力发电厂,进而压低供能价格,造福整个市场。

注释:我个人对该段的理解是,从短期上来说,新能源收益是非常低的,进而没有投资者愿意投资建厂来提供新能源,这是供不足;而现在越来越多的人有保护环境的意识,进而有对绿色清洁能源的需求,导致需求大,供需之间有缺口,政府却通过给传统能源提供补助的方式来促使人们使用传统能源而非清洁能源,进而有了“清洁能源从供应商手中接过运营成本更高。。。进而造福整个市场”(因为它间接性的拉低了其他能源的供应价格)

The higher the penetration of renewables, the worse these problems get—especially in saturated markets. In Europe, which was first to feel the effects, utilities have suffered a “lost decade” of falling returns, stranded assets and corporate disruption.

可再生能源渗透的越深,这些问题就会变得越严重——尤其是在饱和的市场中。欧洲已经首先感受到了这些影响,公用事业已经遭受了一个“失落的十年”——收益下降,资产滞胀以及企业破产。

Last year, Germany’s two biggest electricity providers, E.ON and RWE, both split in two. In renewable-rich parts of America power providers struggle to find investors for new plants. Places with an abundance of wind, such as China, are curtailing wind farms to keep coal plants in business.

去年,德国两家最大的电力公司,E.ON和RWE,都分裂成了两家。在可再生能源盛行的地区,美国的能源供应商努力寻找投资商开设新的电厂。有充足风力的地区,比如中国,都已经雪藏了风力发电厂,以保持火力发电厂的运营。

The corollary is that the electricity system is being re-regulated as investment goes chiefly to areas that benefit from public support.

必然的结果就是电力系统正在被重新设立规则,伴随着投资大部分流向能够从公共补贴中收益的区域。

Paradoxically, that means the more states support renewables, the more they pay for conventional power plants, too, using “capacity payments” to alleviate intermittency. In effect, politicians rather than markets are once again deciding how to avoid blackouts.

矛盾的是,这也意味着支持可再生能源的国家越多,他们支付给传统发电厂的也越多,因为他们用“支付能力”来缓解可再生能源的间歇性问题。实际上,是政客而非市场在又一次在选择如何规避停电的发生。

They often make mistakes: Germany’s support for cheap, dirty lignite caused emissions to rise, notwithstanding huge subsidies for renewables.

他们却又总是犯错误:德国支持廉价的能源,引擎点火导致的污染排放却增加了,尽管为可再生能源发放了巨额的补贴。

Without a new approach the renewables revolution will stall.

The good news is that new technology can help fix the problem.

没有新办法的话,可再生能源的改革将要停滞了。而好消息是新的科技将帮助解决这个问题。

Digitalisation, smart meters and batteries are enabling companies and households to smooth out their demand—by doing some energy-intensive work at night, for example.

数字化,智能电表以及电池都在帮助企业和家庭缓和他们的需求——通过例如将能源密集型的工作放在夜晚。

This helps to cope with intermittent supply. Small, modular power plants, which are easy to flex up or down, are becoming more popular, as are high-voltage grids that can move excess power around the network more efficiently.

这有效解决了间歇性供应的问题。同时易于上下弯曲的小型模块化发电厂正在变得十分流行,能够使得更多额外能源更有效的在电路网络中运行的高压系统网络亦然。

The bigger task is to redesign power markets to reflect the new need for flexible supply and demand. They should adjust prices more frequently, to reflect the fluctuations of the weather.

更大的任务是重新设计能源供给市场,以反应对灵活的供需关系的需要。他们应当更为频繁的调整价格,以反应天气的变化。

At times of extreme scarcity, a high fixed price could kick in to prevent blackouts. Markets should reward those willing to use less electricity to balance the grid, just as they reward those who generate more of it.

在极度稀缺的年代,一个高昂的固定价格能够很好的起到防止市场崩溃的作用。市场应当奖励那些愿意用更少的电的人,来调控市场,正如它们奖励那些生产的更多的人。

Bills could be structured to be higher or lower depending how strongly a customer wanted guaranteed power all the time—a bit like an insurance policy. In short, policymakers should be clear they have a problem and that the cause is not renewable energy, but the out-of-date system of electricity pricing. Then they should fix it.

账单价格的高低可以根据客户有多想要无时无刻供应的稳定的能源来制定,有一点像保险的售卖政策。总而言之,政策的制定者应当明确他们目前面临着一个问题并且这问题的原因不是可再生能源,而是早已过时的电力价格机制。他们应该修复这问题。

写在文末的一些感想:这篇文章提出的一些问题确实值得我们思考,比如中国将风力发电弃之不用,目的是为了火力发电厂的持续运作。这的确是我们国家,甚至是全球都需要面对的问题,在转型期间,原有的能源结构如何平稳的过渡,how to get to there from here,在考虑可持续发展的长远目标的同时,又要如何控制住当下的成本,维持经济发展,的确是很棘手的问题。我们不可能违背客观规律,那么可能正如文中所提出的,要么从价格机制上予以调控,要么,就寄希望于科技,改变我们的未来吧。