传统能源有哪几种?
一、煤炭
古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一,进入二十一世纪以来,虽然煤炭的价值大不如从前,但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一,煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定,煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环
二、石油
气态、液态和固态的烃类混合物,具有天然的产状。石油又分为原油、天然气、天然气液及天然焦油等形式,但习惯上仍将“石油”作为“原油”的定义用。
石油是一种粘稠的、深褐色液体,被称为“工业的血液”。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。是地质勘探的主要对象之一。
三、天然气
自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。
而人们长期以来通用的“天然气”的定义,是从能量角度出发的狭义定义,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中,通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主,并含有非烃气体。
四、水
由氢、氧两种元素组成的无机物,无毒,可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体,被称为人类生命的源泉。水是地球上最常见的物质之一,是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
扩展资料
一、一次性能源
煤炭、石油、天然气,它们在地壳中是经千百万年形成的,这些能源短期内不可能再生。
二、再生能源
水、电,如葛洲坝水电站和三峡水电站,只要长江水不干涸,发电也就不会停止。
参考资料来源:百度百科-煤炭
参考资料来源:百度百科-石油
参考资料来源:百度百科-天然气
参考资料来源:百度百科-水
参考资料来源:百度百科-常规能源
问题一:新能源有哪些 新能源的各种形式都是直接或丁间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 据世界断言,石油,煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。 新能源
联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电(Small-hydro)、太阳能(Solar)、风能(Wind)、现代生物质能(Modern biomass)、地热能(Geothermal)、海洋能(Ocean)(潮汐能);传统生物质能(Traditional biomass)。
太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 潮汐能 二甲醚 可燃冰等。
问题二:新型能源有哪些? 新型能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。
问题三:新型燃料包括哪些能源 新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。1、新能源按其形成和来源分类:(1)、来自太阳辐射的能量如:太阳能、水能、风能、生物能等。(2)、来自地球内部的能量,如:核能、地热能。(3)、天体引力能,如:潮汐能。2、新能源按开发利用状况分类:(1)、常规能源,如:水能、核能。(2)、新能源,如:生物能、地热、海洋能、太阳能、风能。3、新能源按属性分类:(1)、可再生能源,如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。(2)、非可再生能源,如:核能。4、新能源按转换传递过程分类:(1)、一次能源,直接来自自然界的能源。如:水能、风能、核能、海洋能、生物能。(2)、二次能源,如:沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。
问题四:新能源包括哪些能源啊? 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。
据世界断言,石油,煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。
联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能(潮汐能);穿透生物质能。
一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
问题五:新能源产业包括哪些 1、新能源按其形成和来源分类:
(1)、来自太阳辐射的能量,如:太阳能、水能、风能、生物能等。
(2)、来自地球内部的能量,如:核能、地热能。
(3)、天体引力能,如:潮汐能。
2、新能源按开发利用状况分类:
(1)、常规能源,如:水能、核能。
(2)、新能源,如:生物能、地热、海洋能、太阳能、风能。
3、新能源按属性分类:
(1)、可再生能源,如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。
(2)、非可再生能源,如:核能。
4、新能源按转换传递过程分类:
(1)、一次能源,直接来自自然界的能源。如:水能、风能、核能、海洋能、生物能。
(2)、二次能源,如:沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。
来源
太阳能
太阳能有广义狭义之分:狭义太阳能是指现代能用现代技术直接利用转化的太阳辐射;广义的太阳能除包括狭义太阳能还包括间接获得到太阳能量,如由于太阳辐射引起的大气流动――风能、远古植物形成煤等。
风能
风能(wind energy)地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。
水能
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;
狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源一次能源。
生物质能
生物质能(biomass energy )就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
核能
核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量。
地热能
地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。
问题六:目前地球上有哪些新能源? 太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式 <br>广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。 利用太阳能的方法主要有:太阳电能池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。 太阳能可分为2种: 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。 核能 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・爱因斯坦的方程E=mc^2,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要有三种形式: A.核裂变能 所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量 B.核聚变能 由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素―氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。 C.核衰变 核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用 核能的利用存在的主要问题: (1)资源利用率低 (2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决 (3)反应堆......>>
问题七:新能源股都有哪些? 天威 (600550)形成太阳能原材料、电池组件的全产业布局
小天鹅 (000418)大股东参股无锡尚德太阳能电力
岷江水电 (600131) 参股 *** 华冠科技涉足太阳能产业
生益科技 (600183)控股的东海硅微粉公司是国内最大硅微粉生产企业
维科精华 (600152)成立的宁波维科能源公司专业生产各种动力、太阳能电池
安泰科技 (000969)与德国ODERSUN公司合作薄膜太阳能电池产业
长城电工 (600192)参股长城绿阳太阳能公司涉足太阳能领域
乐山电力 (600644)参股四川新光硅业主要生产多晶硅太阳能硅片
华东科技 (000727)国内最大的太阳能真空集热管生产商
春兰股份 (600854)大股东计划投资30亿开发新能源
威远生化 (600803)实际控股股东新奥集团从事太阳能等新能源产品生产
力诺太阳 (600885)太阳能热水器的原材料供应商 *** 药业8.181.11% (600211)发起股东之一为 *** 科光太阳能工程技术公司
新华光 (600184)太阳能特种光玻基板
特变电工 (600089)控股的新疆新能源从事太阳能光伏组件制造
航天机电 (600151)控股的上海太阳能科技电池组件产能迅速提升
南玻A (000012) 05年10月拟首期2亿元建设年产能30兆瓦太阳能光伏电池生产线。
交大南洋 (600661)控股的交大泰阳从事太阳能电池组件生产
杉杉股份 (600884)参股尤利卡太阳能,掌握单晶硅太阳能硅片核心技术
王府井 (600859)全资子公司深圳王府井联合了中国最大的太阳能专业研究开发机构――北京太阳能研究所成立了北京桑普光电技术公司
风帆股份 (600482)投巨资参与太阳池、锂电、太阳能电池等项
(2)风能
金山股份 (600396)风力发电,风力发电设备安装及技术服务
湘电股份 (600416)控股股东与德国莱茨鼓风机有限公司签订了合资生产离心风机协议,目前风电资产主要在控股股东中
粤电力 (000539)
(3)风力发电
特变电工 (600089)与沈阳工业大学等设立特变电工沈阳偿大风能有限公司
京能热电 (600578)为国华能源第二大股东,间接参与风能建设
东方电机 (600875)
(4)风电设备制造
核能中核科技 (000777)大股东为中国核工业总公司
中成股份 (000151)与清华大学等共同研究开发核能源,科技含量高
G申能 (600642)投资33601万元收购核电秦山联营公司12%股权以及投资10559万元收购秦山第三核电公司10%的股权
(5)地热
京能热电 (600578)为北京地区主要供电单位,具备地热发电和风力发电等题材
(6)乙醇汽油
丰原生化 (000930)是安徽省唯一一家燃料乙醇供应单位
华润生化 (600893)控股股东华润集团控股吉林燃料乙醇和黑龙江华润酒精二大定点企业。
广东甘化 (000576)利用甘蔗、玉米等可再生性糖料资源生产燃油精,成为汽油代替品
华资实业 (600191)利用可再生性糖料资源生产燃油精,成为纯车用汽油代替
荣华实业 (600311)赖氨酸(豆粕的替代品)新增产能最大的企业之一
华冠科技 (600371)在国内率先拥有了玉米深加工多项最新技术的所有权或使用权(7)氢能
同济科技 (600846)公司与中科院上海有机化学研究所、上海神力科技合资组建中科同力化工材料有限公司开发燃料电池电动车。
中炬高新 (600872)子公司中炬森莱生产动......>>
问题八:新能源发电有哪些类型 与广泛使用的常规能源(如煤、石油、天然气、水能等)相比,新能源是指在新技术基础上开发利用的非常规能源,包括风能、太阳能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核聚变能、天然气水合物能源等。 新能源发电是指把新能源转换为电能的过程。 风力发电和太阳能发电作为技术成熟、具有规模化开发和商业化应用的新能源发电方式,发展速度居于新能源前列,其主要特点有:可再生、分布广、低污染;能量密度低、单机容量小;间歇性、周期性、随机性、波动性;大量采用电力电子技术;有分散和集中开发两种典型的接入电网方式。 ◎名词解释: 可再生能源:在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充或重复利用的能源。例如太阳能、风能、水能、生物质能、潮汐能等非化石能源。 清洁能源:消耗后不产生或很少产生污染物的可再生能源、低污染的化石能源(如天然气),以及采用清洁能源技术处理后的化石能源(如清洁煤、清洁油)。 信息来源:《智能电网知识问答》
问题九:现在的新能源有哪些 正在开发太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等新能源。 新能源( NE):又称非常规能源。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
问题十:我们现今使用的有哪些新型能源 新能源是指和长期广泛使用,技术上较为成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能等)对比而言,以新技术为基础,系统开发利用的能源,即人类新近才开发利用的能源,包括太阳能、潮汐能、波浪能、海流能、风能、地热能、生物能、氢能、核聚变能等,是一种已经开发但尚未大规模使用,或正在研究试验,尚需进一步开发的能源。 科学家认为,21世纪,波能、可燃冰、煤成气、微生物、绿藻将成为人类广泛应用的新能源。 波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽、用之不竭的无污染再生能能源。据科学家推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。 可燃冰:这是一种与水结合在一起的固体化合物,它的外形与冰相似,故称“可燃冰”。据科学家测算:可燃冰蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。煤成气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。科学家估计,地球上煤成气可达2000万亿立方米。 微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,科学家利用微生物发酵,可将它们制成酒精,用其稀释汽油所配制的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。科学家还研究成功利用微生物制取氢气,开辟了能源的新途径。 绿藻:当石油和天然气耗尽时,氢也许是一种理想的燃料,问题在于要找到一个廉价地生产氢燃料的方法,科学家称,这个问题的答案可能是一种普通的池塘绿藻。目前,一升绿藻培养液每小时可以生产出3毫升氢气。研究人员认为, 绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍,而这一点有待于技术的进一步提高。
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。
非化石能源包括:风电、水电、太阳能、核电、生物质发电。
非化石能源,指非煤炭、石油、天然气等经长时间地质变化形成,只供一次性使用的能源类型外的能源。我国明确,到2020年,非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右,到2030年达到20%左右。截至2015年,这一比重仅为12%。
发展非化石能源,提高其在总能源消费中的比重,能够有效降低温室气体排放量,保护生态环境,降低能源可持续供应的风险。
注意:发展非化石能源,提高其在总能源消费中的比重,能够有效降低温室气体排放量,保护生态环境,降低能源可供应的风险。
可见非化石能源是指除煤炭、石油、天然气等化石能源以外的可再生能源和核能。当前,应对气候变化、减排二氧化碳已成为世界性课题,而降低碳强度和化石能源强度的最好办法就是提高非化石能源在能源消费总量中的比重。
中国作为发展中国家,如何提高非化石能源占能源消费的比重,这个问题值得思考。非化石能源的概念非化石能源的概念比清洁能源、绿色能源和新能源都要明确得多。对于清洁能源和绿色能源存在不同的认识,有人认为的某些清洁能源并不一定是真正绿色的。
比如有人认为电力是清洁能源,但是如果电力是由煤炭、石油或天然气等化石能源生产的,虽然电力使用时不排放污染物,但在化石能源转换成电力时,还是要排出污染物和二氧化碳的。又如氢能,需要用电解水制取,或用石油、天然气等碳氢化合物制取。
能源按来源可分为三大类:
(1) 来自太阳的能量。包括直接来自太阳的能量 (如太阳光热辐射能) 和间接来自太阳的能量 (如煤炭、石油、天然气、油页岩等可燃矿物及薪材等生物质能、水能和风能等)。
(2) 来自地球本身的能量。一种是地球内部蕴藏的地热能,如地下热水、地下蒸汽、干热岩体;另一种是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能。
(3) 月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量,如潮汐能。
副标题回答:
水能属于来自太阳能源。水能指水的重力势能,也就是水电站的拦水大坝,先将水拦住,使水面升高,积蓄其重力势能,然后在水坝较低的位置开导流通道,引导水流冲击发电机的水轮叶片,这是先将重力势能转化成水流的动能,再推动发电机转变为电能。
水是高山冰雪融水或者地表水经过聚积形成的河流,冰雪和地表水来源于大气降水,大气降水来源于江河湖海的蒸发,而水的蒸发则是由于太阳的辐射热。所以说水能是来自于太阳的能源。
扩展资料:
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。
来源分类:
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。
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,如原子核能、地热能等。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。
③地球和其他天体相互作用而产生的能量,如潮汐能。
能源资源是能源发展的基础。新中国成立以来,不断加大能源资源勘查力度,组织开展了多次资源评价。中国能源资源有以下特点:
—能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中,煤炭占主导地位。2006年,煤炭保有资源量10345亿吨,剩余探明可采储量约占世界的13%,列世界第三位。
已探明的石油、天然气资源储量相对不足,油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时,经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时,相当于世界水力资源量的12%,列世界首位。
—人均能源资源拥有量较低。中国人口众多,人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%,石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%,制约了生物质能源的开发。
—能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区,水力资源主要分布在西南地区,石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。
中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区,资源赋存与能源消费地域存在明显差别。大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送,是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。
参考资料:百度百科——能源
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。
煤炭作为发电燃料的历史已经很长了,而且还会继续保持下去,当今,发电量的50%以上是由燃煤产生的。核能发电是第二大来源,在美国没有新的发电厂建成的前提下,核能的发电能力已经达到17% 。天然气为第三位,约占14%,但几乎所有新建的发电厂都表示要以天然气为燃料。而且,目前还有一种将燃煤转变为燃气的发展趋势,其余的发电能力为燃油和水电(图11.1和图11.2)。
图11.1 1950—2020年用于发电的燃料
经济发展增加了总电力的消耗,而技术的进步却可制止这一消耗。通货膨胀与有效价值也影响着电力价格与使用方式。美国的能源消费效率中,存在着一种进行长期改革的趋势。对电力需求的增加是未来能源消耗预期稳步增长的主要原因(表11.1)。
公共事业部门与非公共事业部门对燃料的选择是非常不同的。在公共部门所发出的电力中,最大比重(57%)是以煤炭为燃料的,但非公共事业部门所发出的电力中,以天然气发电为主占52%,水利或以木材为燃料的发电厂的发电比例达到令人惊奇的14%,而公共电力部门,所占比例则不到1%。这些统计指出了非公共事业部门电力生产者们的机会特征,它们中的一些已经转向非常规的燃料,以获得较低价的发电能力。
图11.2 2020年用于发电的燃料
表11. 1 美国能源需求
注:资料来自《油气杂志》(Oil and Gas Journal)。
煤炭发电
煤炭是发电的主打燃料,因为它的使用历史悠久且价格低廉。从20世纪80年代早期以来,由发电厂所支付的煤炭的使用费用呈稳定下降的趋势。送给发电部门的平均真实的炭价在1997年下降至23.27美元/t,从1996年以来下降了3%,从1987年算起,下降了39.2%。导致价格下降的因素有多种:包括工人的生产力增加,产品量的增加,从地下到地表开矿的生产技术的波动,以及新技术的应用等(图11.3)。
图11.3 煤炭开采的统计
美国煤炭生产在1997年创下了历史纪录,达到10.09×108t。这是历史上第4个煤炭产量上亿吨的年份。同年,电力工业也创下了相应的煤炭消耗历史记录,在发电厂使用的煤炭超过9×108t,比1996年的用量增加2.7%。这一生产增加的主要原因在于美国西部煤矿的地表采煤技术的提高,特别是位于怀俄明州的Power河盆地的低级煤炭的开采。而东部的煤炭生产依然保持稳定。在过去的30年中,一直稳定在5×108~6×108t的水平,西部的煤炭生产从1970年的不到5×107t一举增加到1997年的5亿多吨。Power河盆地的煤炭生产成为这一增长的主力,市场上越来越多的公共事业部门或多或少地认识到了在各种锅炉系统中煤炭为燃料的经济与技术的可行性。公共事业部门还从西部的低硫煤炭获利,这种煤炭的使用使它们达到1990年制定的《清洁空气法修正案》所规定的SO2排放标准。
煤炭的开采量在过去的20年中已经有明显的增加,从1976年的每个矿工开采1.78t/h增加到1996年的5.69t/h。产率在地表与地下开采之间存在着极大的差别。地表开采的开采率是地下开采率的两倍之多——可达每个矿工9.26t/h,而地下开采率仅为每个矿工3.58t/h。然而,值得注意的是,地面与地下的煤炭开采都发生了相似的产量大增,在过去的20年中,各自都增加了约200%。
生产获利已经通过开采薄层煤,投入更大型的、更高产的采掘装备,以及通过地下挖掘机械的技术进步(比如竖井系统)而实现的。
在美国,以煤炭为燃料的发电厂依然是低成本的发电者。比如,Basoh电力公司的1650M W的燃煤的Laramie河发电厂1996年的总生产费用为8.49美元/(MWh),在所有发电厂中高居榜首。然而,未来的发电燃料依然充满竞争与变数,这可能取决于关于环境的排放物的限定程度,尤其是CO2的排放。如果对CO2的限制程度提高,则除非排放物的处理方式得到了发展,否则燃煤发电厂是很难保持其在发电业中的优势的。
天然气发电
天然气正在成为美国发电业中的一个重要角色。高效的燃烧涡轮机和组合循环的进步与大范围普及已经对天然气的价格、可行性和分配造成了极大的压力。
在过去的10年中,美国国产天然气大幅度增加,以满足需求,到1997年达到了18.96×1012ft3,但依然赶不上需求量的快速增长,导致了同一时期天然气的进口增加量高达200%。 1985年所消费的天然气中,进口量仅占4.2%,而到了1997年,进口量就猛增至12.8%。加拿大的天然气资源很容易就进口到美国的市场,相似的商业哲理,对所谓的商业活动都是可以理解的,但在进口问题上则略有区别。虽然,从墨西哥的进口量与最近从加拿大的进口量相比是微不足道的——前者为15×109ft3,而后者则高达2880×109ft3,墨西哥的天然气用量在增长,经济的发展、国际贸易的增长都可能导致未来美国从墨西哥天然气的进口量的增加(图11.4)。
在过去的几十年中,美国天然气产量的增加导致了生产天然气井的数量大增,而且比单井的开采率的增幅更大。1997年,开采气井的总数达到了304000口,在1970年,仅为117000口,但产量却下降了——从1970年的每口井的433.6×103ft3d下降到1997年的每口井157.4×103ft3d。先进的科技,比如定向钻井,正广泛地被用来增加一些天然气井的产量,但是,为了满足需求,还需要钻更多的井,因为一些新钻的井的产量比不上以前的老井。
图11.4 美国历史上的天然气需求量
未来,以天然气为燃料发电的增长将取决于天然气价格的合理。虽然以往的预测认为天然气的资源量不能满足长期的需求,但天然气的产量有望到2020年一直保持着增长的势头,而且每年的储量增加都能满足当年的消费。由电力部门所支付的天然气价格在过去的几十年中保持着相对稳定,为2.00~2.50美元/kft3。这些价格促使发电厂主们和开发者们去增加以天然气为燃料的发电量并实施将天然气为燃料的发电技术。
对以天然气为燃料的发电选择的鼓励是高效的组合循环式发电设备的进步,它还具备有新型发电厂的资金耗费下降、建设周期短等优点,使用了最新燃气轮机的组合循环式发电设备的效率能够达到60%,这样就减少了每千瓦时所需要的燃料,减少了发电的费用,而且,与燃煤相比,也减少了每千瓦时所产生的排放物。组合循环式发电目前的总费用为400~500美元/kW,明显地低于那些新型的燃煤发电的费用——900~1000美元/kW。
燃气的组合循环式发电厂可能在两年之内实现运行—这远比那些具备竞争能力的、可以为短期缺电而建设的供电设备的建设速度快,而且还具有获得短期获利机会的优点。
核能发电
图11.5 1996—2020年可用的核能可用的商业性核能发电装置于1990年达到到高峰,为112套。 目从虽然由于水流的变化与核能具有的较高能量等因素,两者的比例关系会有所波动,核能与水力发电厂的发电量所占的百分比相似。核能发电量目前在美国约占18%,水电约占10%,核能与水力发电都面对着一个不可确定的未来(图11.5)。1978年以来,再没有新的核能装置投产。在1953—1997年间,大约有124套核能装置订单,但在建造之前就都撤销了。那些核能装置依然在不断地减少,到1997年底,仅剩107套。有好几个核电站已经被永久性关闭了,包括位于伊利诺依州的超过l000MW的Zion发电厂和位于密执安州的已经有30年历史的巨石点(BigRockpoint)发电站,这两座核电厂都已达到了它们的使用寿命,或者似乎在环境保护方面其发电费用已经不具有竞争力。
然而,有意思的是,人们在对核能发电厂的可靠程度、发电能力以及所有发电厂的竞争力等方面的兴趣都增加了。比如弗吉尼亚发电厂的北安纳核电站在1997年的发电费用为10.26美元/(MW·h)与美国最好的化石燃料发电厂相比,是有竞争力的。
解禁活动与开放竞争的最显著的意义之一就在于对核能发电的影响。GPU核能公司于1998年将其所有的三里岛核电站的1号装置出售给AmerGen能源有限公司(PECO能源公司与英国能源公司之间的合资公司)。这是在美国被出售的第一家在运行的核电站。AmerGen公司认为,这一购买很强地说明——在电力的商业活动中,核电厂具有良好的竞争优势。许多核电厂也正在开始努力更新它们的运营范围,以求增强它们在未来20中的竞争力。而且,预计有65套核电设备在2020年前将达到退役的年限,这将会使美国的电力生产中核电的份额稳步地减少。
核电的一个最大的复杂问题是废弃物的处理。美国能源部于1998年1月通过了不再开放国家级核燃料储备库的最后期限,即使还有16年的过渡时期,而且已经为核电站运行管理工作支付了140多亿美元。1998年2月2日,50多个州的政府机构以及自治政府递交了诉讼反对能源部,以迫使其及时地开发燃料储备计划。个别公共事业部门正在跟随这股潮流并递交各自的诉讼。
水力发电
由于要重新注册许可证,水电也正在面临着一个不确定的未来。对水力发电日益增长的负面影响,以及它对水生生物的冲击、对鱼和蛙类动物的产卵路径、经济模式、土地的使用和娱乐的机会等的影响,已经使得水力发电要重新获得官方许可的机会大大少于汽车业的了。
在1997年,对水力发电的反对导致了一座正在进行水力发电的大坝电站被迫关闭,当时FERC表决通过了一项决议,要求该大坝的拥有者拆除设在缅因州的3.5MW的爱德华兹大坝。FERC所提出的原因是允许多种鱼儿逆流而上迁移的社会价值要大于建筑大坝发电的经济价值。 目前尚不清楚的是这一决定是否代表一个特例,或者是水力发电工业消亡的先兆。美国国家水利电力协会(NHA)认为FERC在爱德华兹大坝的事情已经有越权行为,所以力主FERC放弃这一未经授权的决议。NHA引用“否定结局”的条款提出,如果这一决议成立,则NHA和其他工业协会组织相信,如果这一决议不废除,则它们在对FERC未来的决议的争辩中处于不利的位置。
此外,在1987—1996年间,经营许可证的办理费用表明对审查与改革的需求。1992年9月,一份DOE的总结报告认为,水电立法系统已经花费了国家数十亿美元而且造成了国家超过1000M W发电能力的损失。一个关键性的改革行动就是建立一个简单的、具有规范水电项目权力的机构。由于近来大量的机构被卷入了经营许可证的办理,包括美国的渔业和野生动物服务组织、森林服务组织、国家海洋与大气协会、市场机构以及FERC,所以要达成一致是非常困难的。FERC已经建立了一种进行水力发电重新注册的转机制度,这种机制更具灵活性并鼓励那些希望出于经济和社会的考虑而加强环境关注的所有股票持有者们尽早加入。用任何所提出的法律条款来实施这一机制,对于缓解水电注册的争论将是十分重要的。
可再生能源发电
即使公众的关注增加了,除水电类技术之外的可再生资源的发展,以及它们在总发电量中所占的比重依然是相当少的。国家电力中仅有2.3%的发电量来自非水电类可再生能源发电,仅仅比1989年的1.8%上升了一点。可再生能源发电拓展其商业领域的主要障碍是与常规的发电形式相比,可再生能源发电的费用过高。这就导致可再生能源发电的历史短,而且所设的发电装置也少(这种将置的费用近来因大批量生产而有所下降)。
在美国境内,正在开展(或者正在开发的)的“绿色发电”项目可能会促进非水力发电的大发展。在这些项目中,公共事业部门的用户们可能为他们每月的电费支付一笔额外的开支,这笔开支主要为以可再生能源为基础的发电转变形式,或者为保证以可再生能源为基础的发电将被用于代替由化石燃料与核能的发电而支付的。在大量的选举投票中,美国的用户们表现出为绿色发电额外付款的强烈愿望。此外,在一次投票中,超过70%的代表支持增加能源税,因为这些能源的使用会污染环境,而且利用这些款项减少职工的工资税。代表们还支持对污染空气和水的设施收税,支持征收这种环境的“过失税”的人数甚至略多于支持对烟卷和烈性酒征税的人。
绿色发电项目并不仅仅由州立的公共事业部门进行开发,这些部门实质上的竞争已经展开(加利福尼亚州)或者即将展开(马萨诸塞州和宾夕法尼亚州),但在一些州中关于解禁的法令和开放竞争依然尚未开展(科罗拉多州和得克萨斯州)。美国全国范围内的公共事业部门已经认识到,绿色发电项目能够增加收入和支持可再生能源发电厂的重大投资项目,并提供一些非传统性发电方式的经验。
证书项目也为即将发出的电力贴上“绿色发电”的标签提供保证。在加利福尼亚州的一个非赢利性组织——“资源评价中心”是负责监督“绿色—e”的帖标签任务,这是一种为值得信赖的绿色能源标记和做广告而制定统一标准的义务性工业组织。“绿色—e”的首创精神就在于通过独立的第三方证据去保证至少有一半的绿色电力产品是可再生的——它对空气污染的比例要低于加利福尼亚目前所使用的能源所产生的任何污染的平均值。
另外一种促进可再生能源发电兴盛的工具是联邦的税收信用制度。目前设定为0.015美元/(kW·h),这些信用能够使可再生能源发电具备与常规发电厂一样的竞争力。也许在这些信用中的最大受益者就是风力涡轮发电项目,项目的资金花费也降到一定水平,0.015美元/(kWh)的电价信用使它们极具商业竞争力。美国风力协会提出一项5年规划,将这笔税收款投入到更多的可再生能源发电能力中,使其在美国的能源界中有立足之地。
未来发电预测
电力的需求在过去的几十年中已经变缓,已经从20世纪60年代的每年7%的极高的增长率降了下来。根据能源信息管理部门的年度能源展望报告,到2020年,预计电力需求增长率仅略高于每年1%。增长率的这种减少归因于设备的较高效率、公共事业部门对需求量的管理规划以及立法所要求的更高的效率(图11.6)。
虽然对电力的需求增长缓慢,但到2020年依然将需要新增403GW发电量,以保证需求量的增加并替换退役的设备。在1996—2020年间,目前所用中的52GW核能发电和73GW化石燃料—蒸汽发电设施将被淘汰。85%的新增发电量是以天然气或天然气与石油为燃料的组合式循环的或燃烧涡轮机技术而设计的。还有49GW的发电量,或者说12%的新增发电量是由燃煤所发出的,剩下的是由可再生能源发电所产生的。即使强调了将天然气和石油用于新的发电厂,但到了2020年煤炭将依然是主要的发电燃料,虽然燃煤的发电量到了2020年预计会下降到49%,以天然气为燃料的发电将会出现极大的增加,到2020年,将会从1997年的14%成倍地增加到33%(图11.7)。
根据EIA的预测,可再生能源发电,包括水力发电,仅仅可能有小幅度的增加,从1996年的4330×108kW·h增加到2020年的4360×108kW·h。几乎所有的增长都来自于可再生能源发电而不是水力发电,常规的水力发电中的下降会被非水力可再生能源发电34%的增长率所弥补。多种来源的固体废料(包括垃圾废气)、风和生物质能将成为可再生能源发电增长的主体。
图11.6 历史电力需求
图11.7 非传统天然气发电与电力的需求量
一、丹麦发展“低碳经济”成效显著,走在世界前列
丹麦是一个北欧小国,与大多数欧洲国家一样,能源自给率很低,在上世纪70年代以前,丹麦约93%的能源消费需要依赖进口。但70年代的两次世界石油危机让这个北欧小国逐渐意识到能源自给自足的重要性。从那时起,丹麦开始尝试改变过去依赖于传统能源的模式,在能源消费结构上努力实现从“依赖型”向“自力型”转变。从1980年起,丹麦掀起了两次能源革命,把发展低碳经济置于国家战略高度,并制定了适合本国国情的能源发展战略。随后,丹麦政府采取了一系列政策措施来推动零碳经济。
丹麦的一系列举措收效明显,从1980年至今,丹麦的经济累计增长了78%,能源消耗总量增长却几乎是零,二氧化碳气体排放量反而降低了13%。丹麦的绿色经验也向世界证明:提高GDP和改善人民生活水平,并不意味着要消耗更多能源。从1995年至今,哥本哈根的碳排放量已减少了逾40%。在这个过程中,不断制定新的发展目标并立法推进扮演着十分重要的角色。早在2009年,哥本哈根市通过了《哥本哈根2025年气候规划》,提出分两步建成碳中和城市:首先,到2015年使该市碳排放量比2005年减少20%,这一目标目前已提前实现;其次,到2025年实现零排放。现在,丹麦又雄心勃勃地提出了其2050年发展计划——到2050年,丹麦全国要完全摆脱对化石能源的依赖,100%使用可再生能源。
二、丹麦发展“低碳经济”的主要措施和成功经验
丹麦在发展“低碳经济”方面,积累了许多行之有效的成功经验和做法,概括起来主要有以下几条。
1、不断制定新的发展目标并立法推进。丹麦在发展低碳经济中,不断根据形势变化提出清晰和明确的低碳转型目标和战略。2009年就制定了到2050年完全摆脱化石能源消费的宏伟战略,并且在脚踏实地的进行实施,不是空谈。2020年他们的目标是风电占到全部发电的50%,可再生能源要占到全部能源消费的35%。在制定了一系列低碳经济发展目标后,丹麦政府又进一步加强立法来巩固既定政策的实施。自1993年通过环境税收改革的决议以来,丹麦逐渐形成了以能源税为核心,包括水、垃圾、废水、塑料袋等16种税收的环境税体制,具体举措则包括从2008年开始提高现有的二氧化碳税和从2010年开始实施新的氮氧化物税标准。与此同时,丹麦政府也对节能环保的产业与行为进行税收减免。
2、采取一系列政策措施鼓励可再生能源发展。丹麦是全球风电占全部发电量占比最高的国家,2013年发电量占到全部发电量32%,丹麦生物质能在全部能源消费中的比重也达到了18%。在可再生能源发展迅速的背后,是政府政策的强力推进,例如:利用财政补贴和价格激励;推动可再生能源进入市场,包括对“绿色”用电和近海风电的定价优惠;对生物质能发电采取财政补贴激励等。
3、建立了一套科学的可再生能源运行管理体系。目前丹麦已经是典型的分布式能源系统,具有未来电力系统的典型特征。过去是有限的几座大电站,现在已经变成了几百座分布式电站,除风电外,大部分以天然气和生物质能为燃料。丹麦50%电力是热电联产的电厂生产的,特别时期运行非常合理。丹麦热电联产普遍都有储热设施,把多余的热能存储起来,存满了就可以发电,这样的能源效率是非常高的。丹麦火电机组也具有非常强的灵活性,最低出力已可以降到最大出力的10%,这在我国是不可想象的。丹麦经验证明,可再生能源的规模化利用不仅需要有先进的技术产品,更重要的是先进的理念,并要建立适应可再生能源特点的能源运行和管理体系。
4、公私合营模式打造“零碳”世界。长期以来,公私部门和社会各界之间的有效合作(Public-Private Partnership)是丹麦绿色发展战略的基础。在发展绿色大型项目时,在商业中融合自上而下的政策和自下而上的解决方案,有效地促进了领先企业、投资人和公共组织在绿色经济增长中取长补短,更高效地实现公益目标。在这一领域,最为代表性的案例就是森讷堡的“零碳项目”。2007年,由丹佛斯公司倡导发起,森讷堡市政府、北欧联合银行基金、丹麦能源机构、以及包括丹佛斯在内的数家当地企业共同创建了森讷堡“零碳项目”,目标是在2029年之前,通过提高能效并改变能源结构,将森讷堡地区建设成零碳社区。而属于森讷堡的全丹麦最大企业丹佛斯也在这种模式之下,寻找到了新的商业机会——重塑区域能源(District Energy)。
三、我国应借鉴丹麦经验,实现经济的绿色低碳发展
近年来,我国可再生能源发展很快,特别是风电和光伏发电规模增加。与丹麦相比,我国能源供应主要是煤炭,非水电可再生能源在能源电力消费比重都比较低。特别近几年北方可再生能源丰富的地区,一方面大量燃烧煤炭,另一方面许多清洁电力无法并网的不合理现象普遍存在。这也表明我们还没有建立起适应可再生能源特点的电力运行管理体系,还没有建立起优先利用可再生能源的理念和意识。因此,我国急需借鉴丹麦经验,大力发展可再生能源,实现经济的绿色低碳发展。
(1)、来自太阳辐射的能量,如:太阳能、水能、风能、生物能等。
(2)、来自地球内部的能量,如:核能、地热能。
(3)、天体引力能,如:潮汐能。
2、新能源按开发利用状况分类:
(1)、常规能源,如:水能、核能。
(2)、新能源,如:生物能、地热、海洋能、太阳能、风能。
3、新能源按属性分类:
(1)、可再生能源,如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。
(2)、非可再生能源,如:核能。
4、新能源按转换传递过程分类:
(1)、一次能源,直接来自自然界的能源。如:水能、风能、核能、海洋能、生物能。
(2)、二次能源,如:沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。
来源
太阳能
太阳能有广义狭义之分:狭义太阳能是指现代能用现代技术直接利用转化的太阳辐射;广义的太阳能除包括狭义太阳能还包括间接获得到太阳能量,如由于太阳辐射引起的大气流动——风能、远古植物形成煤等。
风能
风能(wind energy)地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。
水能
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;
狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源一次能源。
生物质能
生物质能(biomass energy )就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
核能
核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量。
地热能
地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。
新能源又称非常规能源,主要包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等等。
一、新能源定义:
1、新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(尤其是化石能源)枯竭问题具有重要意义。
2、它的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部所产生的热能。包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段,也是环境治理和生态保护的重要措施,是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。
二、新能源共同的特点
1)资源丰富,可再生,可供人类永续利用;
2)能量密度低,开发利用需要较大空间;
3)不含碳或含碳量很少,对环境影响小;
4)分布广,有利于小规模分散利用;
5)间断式供应,波动性大,对继续供能不利;
6)目前除水电外,可再生能源的开发利用成本较化石能源