中国清洁能源的分布?
清洁能源,即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它包括核能和“可再生能源”。主要种类如太阳能、风能,生物能、水能,地热能,核能等。
我国主要的风能可用于风力发电的风场主要分布于东南沿海及附近岛屿、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北和青藏高原等部分地区,另外就是部分内陆地区的高山地区。
太阳能主要分布在高原地区。
水能主要分布与黄河长江上中游地区和西南河流密集地区。
潮汐能主要分布于东南沿海。
生物能和核能就要取决于选址了。
可再生能源包括:风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能。水能最主要的应用形式是水利发电项目,例如水电站,风能受地形影响较大,我国东南沿海、内蒙古、新疆等部分地区风能资源比较丰富,太阳能的应用包括太阳能光伏发电、太阳能的热应用等,满意请采纳
风能风能是指风所负载的能量,风能的大小决定于风速和空气的密度。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿,风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示,我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦,主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外,我国海上风能资源也很丰富,初步估计是陆地风能资源的3倍左右,可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。
太阳能太阳能是指太阳所负载的能量,它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量,包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有:光伏(太阳能电池)发电系统,将太阳能直接转换为电能;太阳能聚热系统,利用太阳的热能产生电能;被动式太阳房;太阳能热水系统;太阳能取暖和制冷。
小水电水的流动可产生能量,通过捕获水流动的能量发电,称为水电。小水电在我国是指总装机容量小于或等于5万千瓦的水电站。
生物质能生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源,如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。
地热能地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能,它可以用来发电,也可以为建筑物供热和制冷。根据测算,全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。海洋能海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如,潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力,涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能;潮汐和风又形成了海洋波浪,从而产生波浪能;太阳照射在海洋的表面,使海洋的上部和底部形成温差,从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。
一是总量比较丰富。化石能源和可再生能源资源较为丰富。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。油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力比较大。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。
二是人均拥有量较低。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相当世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%,生物质能源开发也受到制约。
三是赋存分布不均。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。而我国主要能源消费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。
四是开发难度较大。与世界能源资源开发条件相比,中国煤炭资源地质开采条件较差,大部分储量需要井工开采,极少量可供露天开采。石油天然气资源地质条件复杂,埋藏深,勘探开发技术要求较高。未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷,远离负荷中心,开发难度和成本较大。非常规能源资源勘探程度低,经济性较差。
中国已经成为利用新能源和可再生能源的第一大国。当前,我国可再生能源装机容量占全球总量的24%,新增装机占全球增量的42%,已经成为世界节能和利用新能源、可再生能源第一大国。
我国清洁能源取得快速发展,能源结构进一步优化。到2015年底,预计水电、风电、光伏发电装机分别达到3.2亿千瓦、1.2亿千瓦、4300万千瓦左右。可再生能源发电总装机达到4.8亿千瓦左右。
新能源和可再生能源的瓶颈
可再生能源发展面临瓶颈制约。“三北”地区弃风弃光、西南地区弃水问题进一步加剧,部分地区弃风率超过30%,西北地区弃光问题开始显现。“十三五”期间,水电、风电和光伏发电装机规模将进一步扩大,可再生能源消纳面临更大压力。
四是终端能源消费清洁替代任务艰巨。实施天然气、电力替代煤炭、石油等化石能源,是实现节能减排和结构优化的重要途径。天然气替代受价格、输气管网等体制机制因素制约,市场出现低水平供应能力富裕现象,开拓市场压力较大;电力替代也面临着成本、基础设施、关键技术等因素制约。
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。
中国成为利用新能源和可再生能源的第一大国。
为减少碳排放,实现2030年碳达峰目标,我国大力发展水电、风电、太阳能发电、核能发电等,2016年我国就成为利用新能源、可再生能源第一大国。
五大挑战亟待突破
一是传统能源产能过剩矛盾加剧。今年1至11月,钢铁、建材行业煤炭消费量同比分别下降3.2%和8.2%,用电量同比分别下降6.4%和8.4%。煤炭可能会面临产能长期过剩的局面,电力过剩的苗头也越来越明显。
原油一次加工能力超过7亿吨,产能利用率不足70%。如不注重把握市场趋势和规律,片面追求产能扩张,今后将造成越来越严重的产能过剩局面。
二是能源系统整体运行效率有待提高。能源系统调峰能力不足,电力系统主要靠火电机组调峰,消纳可再生能源上网能力较差,系统效率低,污染排放大;天然气储气调峰建设滞后。能源需求侧响应机制和能力建设亟待加强。
三是可再生能源发展面临瓶颈制约。“三北”地区弃风弃光、西南地区弃水问题进一步加剧,部分地区弃风率超过30%,西北地区弃光问题开始显现。“十三五”期间,水电、风电和光伏发电装机规模将进一步扩大,可再生能源消纳面临更大压力。
四是终端能源消费清洁替代任务艰巨。实施天然气、电力替代煤炭、石油等化石能源,是实现节能减排和结构优化的重要途径。天然气替代受价格、输气管网等体制机制因素制约,市场出现低水平供应能力富裕现象,开拓市场压力较大;电力替代也面临着成本、基础设施、关键技术等因素制约。
五是资源环境约束问题更加突出。水资源与化石能源呈逆向分布,煤炭和石油的主产区集中在缺水区域,14个大型煤炭基地有11个缺水,水资源已成为能源发展的重要约束。
大气污染和应对气候变化形势严峻,雾霾已经成为影响大众身心健康和社会高度关注的热点问题。加快调整能源结构、增加清洁能源供应迫在眉睫。
2月17日,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局四部门联合印发通知,宣布将在京津冀、长三角等8地启动建设国家算力枢纽节点,规划10个数据中心集群。
继“南水北调”“西电东送”“西气东输”等工程之后,又一个国家重大战略工程拉开了序幕。
毕竟,在碳中和目标确定的背景下,数据中心减碳压力明显。国家发改委人士公开表示,加大数据中心在西部布局,将大幅提升绿色能源使用比例,就近消纳西部绿色能源,同时通过技术创新、以大换小、低碳发展等措施,持续优化数据中心能源使用效率。
促进东西部协同联动
所谓“东数西算”,“数”指数据,“算”是算力,即对数据的处理能力。“东数西算”是通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系,将东部算力需求有序引导至西部,优化数据中心建设布局,促进东西部协同联动。
分析人士认为,“东数西算”工程的本质,在于解决目前各类数字经济业态蓬勃发展所需要的算力需求与我国算力增长速度之间不匹配的矛盾。
国家发改委高技术司相关负责人表示,目前,我国数据中心规模已达500万标准机架,算力达130EFLOPS(每秒一万三千亿亿次浮点运算)。随着数字技术向经济 社会 各领域全面持续渗透,全 社会 对算力需求仍十分迫切,预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。
同时,我国数据中心大多分布在东部地区,西部地区数据中心上架率仍处在较低水平。《2021年中国数据中心市场报告》显示,目前全国整体上架率为50.1%,华东、华北、华南约在65% 68%,华中为39%,而西部地区的西北和西南分别为 34%和41%,低于平均水平。
然而,由于土地、能源等资源日趋紧张,在东部大规模发展数据中心难以为继,需要通过技术和空间的重新配置来缓解这种矛盾。
从工程推进节奏来看,数据中心的布局调整呈梯次推进。一方面,对于后台加工、离线分析、存储备份等对网络要求不高的业务,可率先向西转移,由西部数据(内蒙古、贵州、甘肃、宁夏)中心承接。另一方面,对于网络要求较高的业务,比如工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗、视频通话、人工智能推理等,可在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等东部枢纽布局,确保算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续。
西部地区的能源潜力
值得注意的是,数据中心的布局之所以向西部转移,首先在于数据中心迫切的减碳需求。
作为能耗和碳排放贯穿其全生命周期的能耗“巨兽”,近年来,数据中心能耗和碳排放增长迅速。
据生态环境部环境规划院专家测算,2021年,全国数据中心能源消耗达到2166亿千瓦时,较2020年增加44%,占全 社会 用电量的2.6%左右;二氧化碳排放量约1.35亿吨,较2020年增加3915万吨,占全国二氧化碳排放量的1.14%左右。
同时,上述专家预测,“十四五”“十五五”期间,在钢铁、水泥、化工、有色等行业逐步实现碳达峰并进入平台期时,数据中心成为二氧化碳排放持续增长的少数行业。
到2025年,全国数据中心能源消耗总量将达到3500亿千瓦时,约占全 社会 用电量的4%,电能利用率(PUE)1.30;二氧化碳排放2.1亿吨,占全国二氧化碳排放量的比例接近2%,碳排放强度(CUE)为0.76。到2030年,全国数据中心能源消耗总量5915亿千瓦时,占全 社会 用电量5%以上,电能利用率(PUE)降到1.30以下;二氧化碳排放约3.4亿吨,占全国二氧化碳排放量的比例接近3%。
另一方面,我国西部地区资源充裕,特别是可再生能源丰富,具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。据了解,西部地区可再生能源资源占全国资源总量的70%以上。其中,风力资源占85%以上,太阳能资源占90%左右。
更重要的是,数据中心的算力及负荷需求将大幅提升绿色能源使用比例,缓解我国可再生能源资源与用电负荷的时空矛盾。
尽管目前我国弃风、弃光率不断下降,风光消纳不断向好,但从区域分布来看,西部尤其是西北部地区仍是消纳“洼地”。
全国新能源消纳监测预警中心公布的数据显示,2021年,全年光伏利用率达98%,风电利用率达96.9%,但其中青海地区的风电利用率为89.3%,光伏利用率为86.2%;新疆和蒙西的风电利用率分别为92.7%及91.10%。
国家发改委人士表示,下一步,还将强化能源布局联动,加强数据中心和电力网一体化设计,推动可再生能源发电企业向数据中心供电。支持数据中心集群配套可再生能源电站。
西部证券研报显示,通过“东数西算”能够将高耗电的数据中心放置在西部具有丰富风、光、水电资源的地区,不仅能够实现减碳目标,也能够拉动新能源及配套设施的建设需求。
风能一般适合在寒带的开阔地区或者海岸附近开发,因为这些地方的风量往往十分丰富而持久。
太阳能适合在温带、热带的沙漠地区开发。
海洋能包括潮汐能和波浪能。一般在靠近海岸的海面上开发。