煤,石油之后,代替的能源是什么?
在我国的能源安全策略中,发展替代能源是未来战略的重中之重。 在更大的时空视野中,这其实是一场科技研究的竞赛,是一场看不见硝烟的战争。美国、德国、日本等发达国家,由于较早进行研发投入,在研究替代燃料及推广新能源方面已有一批新成果。 对核心技术的追求,是我国长期不懈的重要坚持。中国是一个大国,必然寻求对未来国家能源安全的主导能力,并且为全球未来能源做出贡献。 经过多年努力,我国一批具有自主知识产权的替代能源技术已逐步成熟,部分产业化示范工程即将投入使用,乙醇汽油等替代燃料试点进展顺利,为进一步发展替代能源打下了良好基础
在我国现有能源供给的约束条件下,我国面临着能源供需结构性矛盾,能源自给安全压力以及巨大的环保压力。
发展替代能源,实现传统能源之间、传统能源和新能源之间的替代是解决我国能源供需瓶颈,供需结构性矛盾以及减轻环境压力的有效途径。
我国未来的能源消费格局中,决定不同形式能源的应用及发展前景的决定因素有两点,一是能源使用过程中的内外部成本,二是后继储量以及是否可再生。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出可再生能源再2020年我国能源消费中的比重将达到16%。
水能
水能是一种可再生能源,水能或称为水力发电,是运用水的势能和动能转换成电能来发电的方式。以水力发电的工厂称为水力发电厂,简称水电厂,又称水电站。水能主要用于水力发电,其优点是成本低、可连续再生、无
污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。水容易受到污染,也容易被地形,气候等多方面的因素所影响。我国的水能资源理论蕴藏量有6.78亿千瓦,年发电量5.92万亿千瓦时,居世界第一位,有美好的开发前景。我国著名的水电站有:三峡水电站、葛洲坝水电站、小浪底水电站。其中三峡水电站是世界上最大的水电站。
风电
风电是目前最具成本优势的可再生能源,风力资源较好的地区的风力发电成本与燃油发电或燃气发电相比,已经具备成本竞争力。目前我国风力发电装机容量仅占我国可利用风力资源的0.1%。风电到2020年很可能超越核电,成为我国第三大发电形式。2006年到2015年风机设备市场容量总计达到1000亿元以上,目前我国风机设备的国产化率仅有25%,对风电场招标有70%国产化率的要求,本土风机制造商面临巨大市场空间。
太阳能
太阳能是最丰富的可再生能源形式,是所有化石能源及多种可再生能源的源头。多晶硅价格上涨对于多晶硅太阳能电池行业的影响并非完全负面,行业内不具备竞争优势的厂商的电池片产能和组件产能成为无效产能,避免了电池片和组件价格的恶性竞争,行业优胜劣汰得以更快的实现。高价多晶硅的压力下,优势企业也会有极强的动力削减成本,比如应用更先进的硅片切割技术,提高太阳能电池转换效率等,以求获得成本优势和竞争力。多晶硅太阳能行业极有可能08-09年重新进入黄金发展期。
其他替代能源
在我国能源消费新格局中,中国富煤少油的能源禀赋格局决定了煤变油,煤代油具备比较成本优势。生物质能油品具有清洁环保,可再生的特点,中长期将成为重要的交通用能源。醇醚燃料是潜力巨大的替代能源,尤其是二甲醚是替代LPG的最佳选择。当油价高于35美元/桶的时候,煤液化和煤制醇醚燃料具有竞争优势;对煤头和气头醇醚燃料作经济分析的结果是,每立方米1元的天然气价格生产的醇醚燃料成本对应的约是400元/吨的煤炭价格;原油价格跌倒40美元/桶,煤制烯烃仍有竞争优势。甲醇作为燃料和原料,其需求必将大幅增长;而煤液化由于投资大和技术风险,国家对此仍持谨慎的态度;而甲醇制烯烃由于其成本低,是较有前景的煤化工发展方向。
正值高温酷暑的用电高峰期,在金沙江下游峡谷里,奔腾的江水从横跨两岸的巨坝间喷薄而出,将绿色电能从大凉山腹地送往长江下游的华东地区。
“8月2日,左岸机房的7号水轮机组顺利投产发电,至此,川滇两岸山下16台我国自主研发的百万千瓦水轮发电机组已投运10台,已投产装机容量达到1000万千瓦。”中国三峡集团白鹤滩工程建设部副主任康永林说。
白鹤滩水电站是在建规模全球第一、装机规模全球第二大水电站。全部机组投产发电后,一天的发电量可满足16万个家庭全年的用电量。溯长江而上,葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德等长江干流6座梯级水电站勾连起世界最大清洁能源走廊。截至2022年5月4日,6座梯级水电站累计发电量突破3万亿千瓦时清洁电能,相当于节约标准煤约9.1亿吨,减排二氧化碳约2.4亿吨。
能源是国民经济的命脉。党的十八大以来,中国能源绿色低碳转型加快推进。国家能源局数据显示,我国可再生能源发电装机历史性突破11亿千瓦,水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模稳居世界第一。
在青海省海南藏族自治州共和县塔拉滩,一排排蓝色光伏板与湛蓝天空交相辉映。40公里外,位于黄河上游的龙羊峡水电站和它们组成了世界最大装机容量的水光互补工程——国家电投龙羊峡水光互补电站。自电站投产以来,年均发电量14.94亿千瓦时,相当于节约标准煤46.46万吨、减少二氧化碳排放约122.66万吨。
“我国能源发展的总体思路是在保证能源安全的前提条件下,持续推进能源绿色低碳转型。趋势就是化石能源消费总量要逐步减少,风电、光伏为增长最快的可再生能源,在能源新增供应量中占较大的比重。”国家能源局局长章建华说。
一组数据见证发展:2014年以来,我国单位国内生产总值能耗累计降低20%,以年均约2.9%的能源消费增长支撑了6.2%的国民经济增长。煤炭消费比重从2014年的65.8%下降到2021年的56%,年均下降1.4个百分点,是历史上下降最快的时期;清洁能源消费比重同期从16.9%上升到25.5%,占能源消费增量的60%以上。
在能源技术创新方面,我国已建立了完备的清洁能源装备制造产业链,成功研发制造全球最大单机容量100万千瓦水电机组,具备最大单机容量达10兆瓦的全系列风电机组制造能力,光伏电池转换效率多次刷新世界纪录。
此外,同100多个国家和地区开展绿色能源项目合作,“华龙一号”等自主核电技术装备出口实现突破,特高压直流输电技术在海外落地,光伏产业为全球市场供应超过70%的组件……在推动自身转型的同时,也为促进全球能源可持续发展,建设更加清洁、美丽的世界贡献了重要力量。
“十四五”是碳达峰的攻坚期、窗口期,在全球能源供应紧张的情况下,中国狠抓“十四五”能源规划和能源领域碳达峰方案的落地实施。统筹好非化石能源特别是新能源与化石能源之间的互补和优化组合、积极推动煤炭的清洁高效利用、加强终端用能的清洁替代……一系列举措背后,是走好能源绿色低碳转型和高质量发展之路的决心。
美国近年不断扩大再生能源布局,并已取得成效。根据美国能源情报局(EIA)数据,4月水电、太阳能和风能发电量接近6,850亿度电,已超越燃煤发电的6,000亿度电,绿色能源成为仅次天然气的第二大电力来源,若转换成用电来源比率,太阳能、风能与水力等绿色能源发电占比达23%,燃煤电力为20%。
虽然4月适逢部分燃煤发电厂的春季检修,发电量是多年来的最低点,未来随着这些电厂回归,燃煤发电厂又会夺回亚军宝座。
不这与此同时,也是美国有史以来再生能源发电量最高点,近年来节能减碳已成世界趋势,绿色能源成本更是大幅下降,美国太阳能、风能的设备量正日渐增长,2018年再生能源发电创 历史 新高,达到7,420亿度电,占全美发电量17.6%,与2008年的3,820亿度电相比,接近倍数增长。
截至2019年4月底,美国已装设18座、容量共1,545 MW风力电厂和102座、总容量为1,473 MW太阳能电厂,再加上4座新设水力发电厂,再生能源装设比率已达21.56%。
相较之下,燃煤发电的比例已降至21.55%,根据EIA 1月公布的报告,美国已在过去10年中关闭约一半煤矿场。先前研调公司Rhodium Group也指出,在2010-2017年间,关闭的燃煤发电厂比剩下的还要多,更预计2030年前美国超过71GW(最坏情况是124GW)燃煤发电场会关门大吉。
美国加州与纽约也相继宣布朝全面再生能源供电迈进,据2018年8月底加州议会投票通过的新法案,加州得在2045年脱离燃煤与天然气发电;纽约则是在2019年2月时公布绿色新政,直言在2040年达100%绿色能源电力。
国际能源局(IEA)在2018年11月时表示,再生能源成本下滑与政策推动,未来电力结构将会略为所改变,之后再生能源将是各国首选技术,煤炭使用量将在2040年从如今的40%降到25%,风力发电与其他再生能源便会填补这电力空缺,将增长到40%以上。
最近国家能源局局长表示,过去的一年里,我国可再生能源发电量达到了2.2万亿千瓦,而这样的数量更是占到全社会用电量的29.5%,比起曾经几年来大概增长了9.5个百分点,这样的数字也让我们感到非常的惊奇,同时,对于我们国家利用这种可再生能源发电,也让我们感到保护环境这个理念真的在切切实实的发生。
我国现在主要提倡的理念就是绿色环保,持续可发展再生能源,而对于过去的一年利用可再生能源帮助我们的正常生活,也让我们感到非常的高兴,能够合理的利用可再生资源证明,对于我们之后的生活以及发展都有很大的好处,自从新中国成立以来,我们国家的可再生能源产业从小到大,从无到有,走过了很多不平凡的历程,而现在取得这样的成绩,也应该获得大家的瞩目。
很多人在看到这里,也会比较想要发问,可再生能源到底有哪些呢?
首先像我们熟知的太阳能,风能,水能,这些都是可再生能源,尤其是太阳能,直接来自于太阳辐射,这部分的能量可以为我们的日常生活中提供很大的热量以及电量,而且我们的日常生活中,每天几乎都会出现太阳,所以对于太阳能转化为我们需要的能量,这是一件非常好的事情。
其次,生物能也是一个可再生资源,植物通过光合作用,把太阳能转化为化学能,而这些能量在经过层层的传递就能到达我们人类的身体里,为我们人类提供动力,最终转化为热能散失掉,而这样的可再生资源也是我们比较喜欢的。
凡是在我们生活中常见的能源,基本上都是可再生能源,而利用可再生能源对我们未来的发展是有很大好处的。
脱核电和新再生能源,在未来与核电的能源总量和投入产出比、可持续性这几方面感觉没有可比性(核电的优势不是一般的大),只能在其他道路选择,比如投入规模小、配套使用装置小型化(如果电池储能技术上去了,也会与核电竞争),特殊的环境场合应用,替代部分对环境影响大的其他能源种类等。核电的高技术门槛(生产和应用),是其他大部分能源行业存活的条件。
今年前三季度,我国可再生能源发电累计装机容量达到11.02亿千瓦,同比增长10.8%,单月增长超过1亿千瓦。其中,非化石能源发电装机容量达到11.31亿千瓦,同比增长9.1%。光伏等可再生能源发电成为我国新的电力消费主体。据国家统计局统计,前三季度,我国发电装机完成13.7亿千瓦,同比增加1.3%发电量86522亿千瓦时,同比增长9.1%截至9月底累计发电量164125亿千瓦时。
水电、风电、光伏在总装机容量中占比分别为44.6%、16.7%和10.8%。其中光伏发电5439万千瓦、风电2286万千瓦、水电1100万千瓦。太阳能发电量2041亿千瓦时,同比增长12.5%风电发电量4033亿千瓦时,同比增长20.1%核电发电量423亿千瓦时。
2019年,我国风电、光伏发电量分别为4033亿千瓦时和4057亿千瓦时,同比增长20.1%和20.1%,两年平均增速分别为14.7%和11.1%。据统计,2019年1-9月我国新增风电并网容量超过1亿千瓦(不含跨省跨区交易风电)。截止2019年底,全国风电累计并网容量达9.96亿千瓦,同比增长16.6%。
今年三季度全国风电平均利用小时数达到1735小时,与去年同期基本持平,其中西北地区平均利用小时数达到2200小时左右。太阳能发电方面,2019年前三季度,全国光伏发电新增装机容量5439万千瓦,同比增长67.5%截至9月底新增装机839万千瓦,同比增长33.4%全国可再生能源发电累计装机容量达11.02亿千瓦,同比增长10.8%截至9月底累计发电量164125亿千瓦时(其中太阳能发电2041亿千瓦时)。
国家能源局10月12日发布的《中国能源发展报告(2021)》(以下简称《报告》)显示,我国已建成全球最大清洁发电体系,年发电装机容量达到7.3亿千瓦,已成为全球唯一同时拥有常规发电和核电两大电源的国家,电力总装机达到14.3亿千瓦,是十年前的两倍以上。据了解,《报告》中,电力能源成为一大亮点。
清洁燃料发电是指以可再生能源为主要能源,以清洁的技术和管理为主要手段的清洁能源开发利用技术和管理模式。具体而言,就是将各种可再生资源利用于发电设备中:风、太阳能、地热能、生物质能和地热能等。目前,可再生能源发展迅速,已成为世界范围内能源消费增长的重要来源之一。国际清洁燃料联盟(ICEC)预计,到2050年,全球清洁燃料发电将增加到240亿千瓦,占电力生产总电量超过10%.所以,根据 ICEC最新报告所示:到2050年,清洁燃料将占全球总发电电量比重达到18%以上。
我国的水电、核电和常规水电等电源,发电量占全部发电装机的比例分别为47.2%、41.8%和46.5%。目前,在世界上范围内,水电在全球能源结构中占比最大,超过40%其次是核电,占比为23.8%而火电在我国占比达到22.5%水平,全球占比仅为4.4%。2021年《报告》显示,全国火电厂发电量约为14000亿千瓦时,其中,火电发电占比约为63.8%,核电发电占比约为23.4%。
随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,未来电网在保障电力安全方面还有很大潜力可以挖掘。我国的电力系统中大量的新能源已成为我国未来稳定运行的主要电源,但大部分新能源是间歇性、波动性运行的,需要持续投入很长时间才能达到负荷低谷。
近日,国家能源局在国新办发布会,会上表示我国可再生能源开发利用规模稳居世界第一,可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时,较2012年增长14.6个百分点。据了解,可再生能源具体包括太阳能、风能、水能等。
由于世界人口在不断增多,像石油、煤这些不可再生能源终有一日会枯竭,不可再生资源不仅资源量有限,对大气的污染也不容忽视,现如今已经造成了全球能源紧张和环境恶化。要寻求可持续性发展不能只看眼下,更要着眼未来。随着环境问题和能源危机问题的日益突出,发展可再生新能源刻不容缓。近日,国家能源局在国新办发布会上表示我国可再生能源开发利用规模稳居世界第一,这和我国对可再生能源开发的重视分不开。
可再生能源指的是来自大自然的能源,例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等,是取之不尽,用之不竭的能源,并且对环境无害或危害极小,同时资源分布广泛,适宜就地开发利用。一、太阳能。太阳辐射能的光热、光电和光化学可直接转换为能源。 二、地热能。地热能独立于太阳能,指来自地球内部的热能资源。三、水能。指的是运用水的势能和动能转换成机械能或电能。四、风能。风力能转化为机械能、电能、热能等各种形式的能量。五、生物质能。植物通过光合作用将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部。六、潮汐能。海水在潮涨和潮落时形成的水能。
能源是我们现代社会赖以生存和发展的基础,能源的供给能力影响着国民经济的可持续性发展,也是国家战略安全保障的基础之一。因此,开发和利用好可再生能源已成为紧迫的课题。