可再生能源发展史
人类生存和发展的三要素
物质、能量与信息。
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:¾¾ 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
u 能源的定义与源头
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“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”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。
能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
而能源是产生能量的源头。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能。
在我们生活的地球上,能源形形色色。总起来说有三个初始来源。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)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。
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。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能。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。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000 万吨煤。
u 能源结构与储量
地球上有哪些能量资源可供我们使用?它们还能维持多久?我们该怎么办?
能源的种类
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源;
二次能源:汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源,
一次能源和二次能源能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而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。
煤的时代
能源结构的变迁历史上,伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油资源的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计
煤炭:~200年
石油、天然气:~50年
核能:无穷多
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移,核能的比例将不断增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用?据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力那么水能呢?我们知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展情况来看,在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易裂变核素
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
易聚变核反应
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀的成份
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要原料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来源于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
专家们预测,核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
1.2 变脏的地球与干净的核电
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染环境吗?核能真是可持续能源吗?
u 能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
能源利用与环境的可持续发展
能源危机
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
浓烟滚滚的火电厂
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%,到2020年达到20%。
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。
4. 全球化
由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
能源、矿产、水、土地和海洋资源,是国民经济和社会发展不可缺少的生产要素和物质基础。如何依靠科技进步来实现资源的集约利用,从而提高能源和资源对经济社会发展的保障程度,保证经济、社会和生态环境的协调与可持续发展,是我国经济社会生活中最为迫切的问题之一。为此,记者采访了《国家中长期科学和技术发展规划战略研究》能源、资源与海洋发展科技问题研究专题组组长王大中。
目前世界能源产业的现状和发展趋势是什么?
目前全世界能源总消费量约为134亿吨标准煤;其中化石能源占85%以上;呈现出向可再生能源过渡的趋势,欧洲、日本等正大力发展风电、太阳能、生物能等可再生能源。从实现工业化国家的经验看,人均GDP达到1万美元,即相当于中等发达国家水平之前,其人均能源消费量增长较快,人均GDP达到1万美元,其人均能源消费量在4吨标准煤以上,在这之后增长变缓。
世界能源科技的发展趋势又是怎样的?
化石燃料高效和清洁开发和利用技术取得快速发展。上世纪70-80年代的两次石油危机推动了全球的节能技术革命,如1973年以来,机动车的燃油经济性提高了近一倍,主要工业国家单位GDP的能耗下降了30%以上;
可开发能源迅速发展。上世纪90年代可持续发展观念的兴起,推动了可再生能源技术的迅速发展。近年来,风力发电、光伏发电的年增长超过30%,世界各主要国家都将可再生能源作为可持续发展的基本选择;
核能出现复苏迹象。美国计划在2010年前开工建设新的核电站,芬兰招标建设新的核电机组。在科研上,美国等十国提出了第四代核电技术。同时,由俄罗斯倡导,国际原子能机构推动了先进核燃料循环计划国际合作。日本、法国、俄罗斯、美国等国正在推进等离子体及聚变科学的研究,以期实现核聚变能的远期商业应用;
二氧化碳近零排放成为煤炭利用的新方向;氢能将作为未来清洁能源的理想选择;电网安全和可靠保障也越来越引起重视。
我国能源现状如何?
我国已成为世界能源生产和消费大国,一次能源消费量居世界第二位,一次能源生产量居世界第三位。2002年,我国一次能源产量为13.87亿吨标准煤,其中煤炭产量13.8亿吨,居世界第一位;原油1.67亿吨,居世界第五位;天然气产量居世界第十六位;发电装机容量3.57亿千瓦,发电量居世界第二位,其中水电居世界第四位。
我国全面建设小康社会与能源分不开,未来能源需求状况如何?
根据国家发改委能源所的分析预测,2020年,我国一次能源的需求在25~33亿吨标准煤之间,将是2000年的两倍;2050年,我国为实现达到目前中等发达国家水平的目标,人均GDP将达到1万美元,届时我国能源需求量约为50亿吨标准煤。
未来,我国能源将面临更大的挑战。根据预测,2020年我国石油对外依存度将超过55%%,天然气的进口依存度为25~40%左右。2020年后,我国国内能源供应缺口将进一步扩大。
面对这样的挑战,我国能源科技将如何应对?
到2020年,我国能源科技发展将按三个重点领域部署7个优先主题。节能重点领域优先主题为“节能和能源效率的改进”;常规能源重点领域的3个优先主题是 “煤的高效、清洁、安全开发与利用技术”、“保障石油安全的技术支撑”、“先进可靠的电力输配系统”;新能源和可再生能源重点领域的3个优先主题是“先进核能技术”、“可再生能源规模化利用技术”、“氢能与燃料电池技术”。在以上基础上,还提出来两个重大专项:“以煤气化为基础的多联产示范工程”和“大型先进压水堆核电站工程”。
据资料显示,我国矿产资源总量约占世界总量的12%,人均排名却在第53位。我国矿产资源的未来需求状况如何?
据我国45种主要矿产可供利用储量对消费需求的保证程度的最新研究成果表明,2010年可以保证消费需求的矿产21种,其它24种矿产难以保证需求; 2020年可以保证需求的矿产仅为9种,其他36种矿产难以保证需求。特别是铁、锰、铬铁矿、铜、铝铁矿、钾盐等关系国家经济和安全的大宗矿产将长期短缺。为此,我国矿产资源发展应开源和节流并举,实施“加强勘察、集约开发、安全生产、保护环境、科学利用两种资源、节约保护矿产资源”的可持续发展战略。促进我国由矿产资源生产消费大国向资源勘查开发技术强国转变。中长期规划提出了2个优先主题:“建立现代成矿地质理论与立体勘查方法技术体系”和“矿山资源高效开发技术和矿山环境优化”。
2002年在南非召开的可持续发展世界高峰会议上,一致通过将水资源危机列为未来十年人类面临的最严重挑战之一。我国的水资源现状及未来需求如何?
水资源短缺和时空分布不均是我国的基本国情,我国人均占有的水资源仅为世界平均值的31%%左右,亩均水资源量为世界平均值的61%%。未来我国水资源需求将持续增长,供应能力面临严峻考验。因此我国水资源发展必须坚持科学发展观,遵照经济、社会、环境协调发展的方针,采取多种综合措施分阶段逐步解决供需矛盾。可分为三个阶段(2020年、2035年、2050年)部署解决,从沿海到内陆,从东部到西部,逐步解决我国水资源短缺、生态环境恶化和洪涝灾害威胁等重大问题。争取到2050年基本实现水资源供需总体平衡、水环境状况良好、人与洪水和谐共处的战略目标。
中长期规划如何应对我国人多地少的土地资源状况?
我国将进入人口高峰期和城市化、工业化加速发展时期,到2020年,我国人口将达到15亿,城市化水平将达55%%,土地资源紧缺,人地矛盾将进一步加剧。未来20年,我国应施行“保护优先,保障有力,提高效益,防止退化,在开发中保护,在保护中开发”的土地资源集约利用战略,发展农用地保护技术,保障国家粮食安全;发展城市及建设用地集约利用技术,保障经济社会发展的土地有效供给;发展土地评价与规划技术,保障土地资源的科学配置;开发和集成国土整治技术,实现土地资源的高效利用。
21世纪是人类开发利用海洋的新世纪,海洋开发关系到国家安全和权益。我们如何利用先进的科学技术,促进海洋资源开发和海洋环境的保护?
我国大陆海岸线总长度超过1.8万公里,管辖海域近300万平方公里,海洋生物资源、油气资源、固体矿产资源丰富。2003年海洋产业增加值占全国GDP的近4%,成为国民经济的新增长点,2010年增加值将达到全国GDP的近5%,2020年为6%。
我国已形成了学科比较齐全的海洋科学技术体系,在海洋学研究、海洋技术开发方面取得了许多重要成果。但是由于过去对海洋科技发展的重视和投入不足,最近 15年来,虽然有多种专项计划推动海洋科技发展,但这些科技计划之间整合衔接机制不完善,科技计划与各种海洋事业发展计划缺乏协调,影响了海洋科技的全面发展。目前,我国海洋科技总体水平落后于先进国家15年左右,这制约了我国海洋经济、海上安全、海洋环境保障事业的发展和参与国际竞争。
未来20年,我国应实行“维护海洋权益和安全、发展海洋经济、建设海洋强国”的海洋开发战略。海洋科技发展以建设海洋强国为目标,以维护海洋主权、权益和安全、促进海洋可持续利用与协调发展为主线,面向海洋开发从浅海向深海发展的需求,发展海洋安全环境保障、海洋生物资源多层面的开发与可持续利用、海底资源勘探、深海探测和深海研究等方面的科学技术。2020年以后使我国逐步成为海洋经济发达、海洋科技先进、海洋综合力量强大、在国际海洋事务中发挥重大作用的海洋强国。
参考资料: http://zhidao.baidu.com/question/3193797.html?fr=qrl3
21世纪人类面临的四大难题是:粮食问题、人口问题、能源问题、环境污染问题。
1、粮食问题:世界粮食生产地区不均。发达国家人口占世界1/4,生产粮食占世界1/2。发展中国家人口占世界3/4,生产粮食占世界1/2,因此人均产粮少、消费少。由于发展中国家人口增长过快,许多国家缺粮问题日益严重。另一方面,少数发达国家又苦于粮食“过剩”卖不出去。
2、人口问题:人口问题,是由于人口在数量、结构、分布等方面快速变化,造成人口与经济、社会以及资源、环境之间的矛盾冲突。
3、能源问题:世界经济的现代化,得益于化石能源,如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。 然而,由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。
4、环境污染问题:环境污染指自然的或人为的向环境中添加某种物质而超过环境的自净能力而产生危害的行为。由于人为因素使环境的构成或状态发生变化,环境素质下降,从而扰乱和破坏了生态系统和人类的正常生产和生活条件,由此给人类的健康生活带来了难题。
解决能源问题的方法:
1、节约能源,提高能源利用率。
普通发电厂的能源效率只有35%,而多达65%的能源都作为热白白浪费掉。联合热电就要将这部分热用来发电或者为工业和家庭供热,因此可使能源利用率提高到85%以上,大大节约了初级能源。
2、开发“绿色能源”是解决能源危机的重要途径。
太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物能等存在于自然界中的能源被称作“可再生能源”,由于这些能源对环境危害较少因此又叫做“绿色能源”。开发“绿色能源”是解决能源危机的重要途径。
3、开发核能,从根本上解决能源危机。
目前科学家正在研究开发的替代能源有核能、风能、太阳能、地热、生物能和水力发电等最有希望的新能源是核能。核能有两种:裂变核能和聚变核能。可开发的核裂变燃料资源可使用上千年,核聚变资源可使用几亿年,这能根本上解决能源危机。
石油危机后科学家总是想找一种稳定的替代能源,因此就盯上了天然气和煤炭,其中煤炭的储量是石油的几十倍甚至更多,但对于化石燃料来说,无论其体量有多大,总是用一点少一点,而人类需要一种可持续能源,甚至是无限能源!
“石油树”就是科学家从众多替代的可持续能源中找出来的,因为它们的含油率很高,只要有太阳就能产油,存在相当高的利用价值,那么石油树未来真可能代替石油吗?
石油树到底是什么树?
一般所指的就是石油树大都是指桐油树,或者叫麻风树,这种树很常见,果实可以榨油作为木材的防腐层,是重要的工业用油提供者,它的果实产油率很高,种子含有约20%的饱和脂肪酸和80%的不饱和脂肪酸,以及它们产油率25%-40%(重量),但一般直接榨取只能达到26%,如果用化学溶剂萃取法则可达40%以上。
它的油脂是生物柴油的优质原料,2007年,英国石油公司在印度安得拉邦投资1000万美元,种植了8000公顷的桐油树,收获的果实将被用作制造生物柴油!
桐油树的好处是它不像粮食作物制造酒精需要挤占口粮份额土地,可以生长在荒山野岭上,对土地要求很低,而且需水量不大,因此它是一种比较理想的能源来源。印度政府认为,只要将印度没有被利用的荒地都种上桐油树,将会满足印度未来的能源需求。
还有哪些“石油树”?
据中国热带农业科学院网站的一篇报道,海南正在尝试多种“石油树”,比如天然生长在海南省沿海沙滩地带的灌木植物牛角瓜,其茎、叶的汁液中即可提取轻质油类,可以称为石油的替代品,另外黄宗道院士临终前的一份建议书中也指出马来西亚牛角瓜和马来西亚引进的最高产油棕,未来都有潜力成为替代石油的植物。
海南还有很多“产油”的植物,比如早期没有电灯时代用来点灯的油楠,等树长到十几米高时,在树干上钻个孔,经过两三个小时后就能流出5~10升黄色液体,不需要任何加工即可点灯,甚至稍作过滤即可作为柴油机燃料,因此油楠也被称为“柴油树”。
另外绿玉树浑身白色汁液尽管有毒,大却能作为加工石油的原料油,还有橡胶树、椰子树都是有潜力的石油植物。
“石油树”到底能否替代石油?
生物柴油非常优势明显,首先可以降低二氧化碳和硫化物的排放,也能降低芳烃75%-90%的排放,致癌物也大幅下降,对环境比较友好,特性与石油提取的燃料油类似,发动机不需要改装,另外生物柴油等制品的闪点很高,甚至比石油柴油还高,非常安全。
而且它还容易降解,泄漏后28天,即可降解85~90%,对自然界危害比较小,另外生物毒性也很低,对皮肤刺激也低,几乎浑身都是优点,从可持续角度来看,石油树是完全可持续发展,只要有土地和阳光,石油就能源源不断地产出,一直到天荒地老、海枯石烂........
而且那么为什么还不全国推广呢?
因为生产它很麻烦,比如“石油树”之称的桐油树,它的种子含油率40%,但那是干果,需要一个个去捡拾回来(成熟时会掉落),油楠需要一棵棵去割取回来,其它的“石油树”同样存在这样或者那样的诸如采集或者加工麻烦,成本其实是比较高的。
只有等油价高企,或者难以获取时,这些石油树才会体现出真正的价值,而在现代仍然有大量石油蕴藏可以去发现或者技术提升即可开采时,生物柴油这些生物来源,仍然只是一个替代品,它无法大规模替代石油,当然石油另外一个功能是工业原料,比如塑料和各种高分子材料都是石油制品,生物油脂中这部分无法替代!
国内生物柴油公司经营状况
无论是生物油脂还是化石燃料,归根结底都是来自太阳能,植物转换太阳能的效率最高也只有4-6% 左右,而石油树有很大一部分的太阳能用作了本身的生长,因此能成为油脂的部分可能连1%都不到,保守估计可能在0.1%左右,当然植物面积可以很大,所以它们的产量仍然是十分可观的!
但我们的太阳能电池很容易就能达到20%以上,至少是植物的20倍,未来的效率更高的太阳能电池甚至是油脂类植物最终产油效率的几百倍,现在存在的问题并不是太阳能如何获取的问题,而是如何储存!
因为太阳能发电技术不难,但发电时却不一定是用电高峰期,很多弃光弃风(放电)的现象就这样发生了,因此未来真正的替代能源方式不是“石油树”(当然它也是一种来源),因为我们不缺能源,而是发明一种高效储存太阳能或者风能等可再生能源的蓄电池,这才是王道!
但更理想的未来是实现核聚变,届时所谓的太阳能、生物柴油.....这些都是过眼云烟,这是宇宙中终极的能源,可惜现在还遥遥无期!
在1928年的时候,科学家首次在野外发现“石油树”的存在,并且含有多个种类,但是在当时地球上并没有发生“能源危机”,所以人类对“石油树”并不重视,也就是科学家们看看罢了,在发现的时候,生活在“石油树”附近的居民已经利用这些植物的树皮、树干、树根、树叶和果实中流出的液体作为燃料,并且是不需要进行任何处理就可以做到,所以“石油树”的利用还是非常方便。
但是在几十年之后,也就是1973年的时候,随着人类对能源需求的扩大,“石油树”再次成为了科学家们的热议点,当年美国科学家几乎跑遍了全球,终于再次发现了“石油树”的存在。但是这个时候数量已经不多了,后期继续寻找和研究才知道更多的“石油树”物种出现。
“石油树”是一种什么树
按照科学家们的寻找情况来看,其实“石油树”的种类很多,其中在巴西的卡尔文,科学家们发现了一种名叫“苦配巴”的树,这种树堪比“石油树”之中的最优者,该树木是一种乔木,最大可以长岛30米高,1米粗。更加令人惊讶的是,这种树只要在树干上钻一个直径5厘米孔,就可以流出一种类似于柴油的物质,并且在两三小时流出的“油”可达一二公升,当然也是可以直接进行使用的。
所以这种树非常的好,但是不知道为什么,科学家们并没有将这种树延续下来,后面也就没有什么消息了。而如今我们看到最多的“石油树”也就是以麻疯树为主,其次就是橡胶树,这些树种每1株树年产量高达40升的类似燃料油的物质,所以如今全球很多国家也在种植这些树。而我国就是有大量的“麻疯树”,并且分布在广东,广西,四川,贵州等多个省份。
这些植物原产于热带美洲,我们也是看到了这种“石油树”的好处,所以才算是栽培的。麻疯树果实含油率高达60%,可以提炼出不含硫、无污染、符合欧四排放标准的生物柴油,所以成为了我国的很重要的能源资源,并且利用荒山荒地种植麻疯树的规模还是不小,所以这种植物是非常受欢迎的,当然同样道理,是可以直接利用油脂进行使用的,所以也是“石油树”的一种。
“石油树”——麻疯树有多强?
首先这里需要说明一个问题,那就是麻疯树的茎、叶和皮、种子都含有剧毒的汁液,这个需要重点注意下,但是由于麻疯树又是一种出油高的物种,所以让人类是“取舍”难以抉择。但是随着地球资源越来越少,人类也就要避开其坏处来进行种植了。上面我们也说了,麻疯树果实含油率高达60%,而它的籽粒的含油率也是达到了60-80%。如果按照每公顷的麻疯树种植情况来看。
预计是可以产出2.7吨麻疯树油,所以可以直接供应上千户人家的使用,这完全可以将麻疯树作为“能源救星”。当然这也是“石油的救星”,只不过如今人类还未大量的将“石油树”运用起来,所以很多人了解也比较少。同时除了我们已经介绍的“石油树”之外,还有一些相似的树木,例如:续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木等均属此类植物,都是属于“石油树”的种群,所以科学家们在不断扩大石油树的种群,都是为了缓解能源。
“石油树”是否有望解决能源危机问题?
确实从能源的角度来讲,“石油树”确实能够缓解能源危机,但是要彻底解决能源的问题,这个可能性不大,从我们简单的介绍就可以知道,“石油树”的所产生的油,虽然可以作为生活之中的一部分食用油,但是都是一些相似的“石油产品”,而并非是绝对性的石油,所以肯定要经过处理才可能将其使用起来,因为如今使用石油最多的就是交通工具为主,全球有多少交通工具使用,这完全是没办法估量的。
同时从1公顷所产生2.7吨油的情况来看,对一辆大型车来说,2.7吨的油也用不了半年的时间,所以能够解决能源的危机完全不可能,但是缓解还是可能的,所以这算是一种“新能源”或者“天然”的绿色能源,但是要想解决能源危机,这个差距还是非常的大。如果“石油树”真的能够解决能源危机,那么人类如今也不会因为能源的问题而开启了竞争模式。
总结
所以综合情况来说,虽然“石油树”的种类多,但是它们集体所产生的能源也并不是很大,就算是1公顷的麻疯树,所产生2.7吨油,也用不了多久,所以还是非常的少。这就是大概的情况,能源危机要解决,可能还是需要人类从节约资源做起,同时开展一些风能,太阳能,水能等等,这样还是有一定概率缓解能源危机,但是要彻底解决能源危机基本上就不可能了,地球资源只会越用越少,需求总是大于了再生能力。
我优美生态环境保卫者,很高兴能回答您提出的问题。
前几天我刚刚写了一个回答,就是地球的能源多长时间就要枯竭,我把地球上除了直接利用的太阳能外,其它的常见能源都简单地分析了一下,结果是如果按照现有的消耗速度,二百年左右地球能源就会耗尽,即使提高科学技术水平,提升能源利用效率以及发现一些新型能源,一千年左右地球常规能源也会告罄,所以说我们地球面临的能源危机压力还是非常大的。
近年来,随着能源 科技 水平和生物技术的发展,人们越来越意识到,我们从生物质中提取合成化学产品和能量将会有广阔的发展前景,因为每年地球上的植物所合成的生物质,折算下来估计能够达到2000亿吨以上,当然,大部分的植物靠光合作用形成的生物质是碳水化合物,不能直接合成由碳氢化合物构成的石油。不过,科学家们经过深入的调查实验研究,陆续发现了不少可以通过光合作用合成碳氢化合物的植物,这些植物的光合作用非常彻底,它们流出来的油有些可以直接用于柴油 汽车 ,有些经过些许工艺也能制造出柴油来。所以这些植物被科学家命名为“石油树”或者“柴油树”,目前还没有发现可以用来提取汽油的植物。
下面举几个“石油树”的例子。
1、桉树:不同的桉树其含油量不同,目前世界上500多种桉树其含油量较高的有20-30种,比如辐射桉含油量可以达到4-5%,枫桉可以达3-4%,灌木桉2%、蓝桉和柠檬桉1%,等等,这几种是桉树的叶片和嫩枝含油量是相对很高的。有的科研机构做过实验,种植以上含油量较高的桉树种,1公顷1年可产“石油”90升左右。
2、油楠:这个树种我国海南、广东、广西就有分布,它的木质芯材部分,含有淡棕色可燃性油质液体,如果树长到10米以上,那么在树干划开一个口子或者折断树枝,油液就会自行流出。据统计,一棵成熟的油楠一天就可以产出“柴油”6升以上,经过滤后可直接供柴油机使用。
3、麻疯树:原产美洲,现在我国两广和云贵地区也有分布,它含油量较高的部分是果实,含油量可达60%以上,经过测算,一般1公顷1年可提炼出1300升生物柴油。
4、美洲香槐:有的报道说这个是世界上产油率最高的植物,原产美洲,我国南部和西南部的省区都有一定分布。它的含油部分是流出的类似乳胶的物质,经测算,1公顷1年可产油1500升左右。
与传统的化石能源相比,生物质能源更为清洁、更加环保、而且可再生, 展示出了它特有的优越性,目前,世界各国都越来越重视生物质能源的开发利用,发展生物质能源产业已经成为各国政府的重大战略举措。 但受到植物光合效率及植物占地面积这两大因素的制约,如果按照现有石油消耗的速率,即使在地球上全部可种树的地方种植这样的树种,也达不到我们的需求量。而且,目前我们的生物技术、分子化学技术还只能从中提取生物柴油,开发出燃料的品种非常单一,也决定了当前“石油树”不能代替传统石油的状况。
我相信,随着各国的不断重视和不断地增加投入,我们将会发展、创新更多的生物质高新技术,生物质领域的产业发展前景会越来越广阔,加之越来越发展 成熟 的核能、太阳能、地热能等新能源利用,地球上的能源危机会逐渐缓解的。
众所周知,石油是现代生产生活中不可或缺的重要资源。然而,地球上的石油蕴藏量却是有限的,经过不断开采和利用,人类可能会在不久的未来面临能源枯竭危机。因此,人类一直在不断研究寻求新的可替代能源。
科学家在上世纪经过大量的考察研究,陆续发现了一些可以从中提取类似“石油”的植物。这其中,有一些“石油树”流出的油甚至可直接发动 汽车 ,有一些只需稍加些许处理便可作为燃料。那么都有哪些石油树?它们是否有可能解决能源危机问题?
石油树
我们熟知自然界绝大部分的绿色植物经光合作用,生成的有机物主要是碳水化合物。
不过,经过科学家深入世界各地对植物的了解研究发现,有些特殊的植物可以通过光合作用产生碳氢化合物。这种化合物正好是石油的主要组成成分。这类植物就被称为“石油树”。从这些石油树的树皮、树干、树根等部位中流出来的汁液,可作为燃料。有的可以直接用来为柴油 汽车 提供动力,有的只需稍作加工提炼,就可以制造出柴油来,而目前还未发现能够用来提取汽油的植物。
利用植物提供能源的做法, 称为“生物质能”,生物质能源是从太阳能转化而来的。也就是说,对石油树的开发利用,其实是利用光合作用将太阳能转化为化学能(烃类)。从石油树中获取石油,本质上是对太阳能的利用,属于是一种可再生能源。
那么,如此神奇的石油树都有哪些呢?
在巴西有一种叫“苦配巴”的大树,是一种高大乔木,可长至30 米高,1米粗。只要在树干上钻一个几厘米的小孔洞,即可不断地流淌出一种油状汁液,两三小时流出的“油”可达1-2公升。苦配巴产出的“油”不必加工提炼,就可以当燃料使用,可用直接用来发动柴油 汽车 。美国、日本都曾将引“苦配巴”引种到自己国内。在美国加利福尼亚州种植试验场,据估计,100棵“苦配巴”树每年能产一二十桶柴油。
在我国海南岛也生长着一种能生“柴油”的油楠树,高度可达二三十米,一般长到12-15米高时,就能产“油”。在树干上钻洞或砍破树干,即流出淡黄色的油液,点火即可燃烧。一棵大油楠树每年最高可产50公斤的柴油。
还有原产于美洲,现广泛分布在全球热带地区的麻疯树,是最为多见的石油树种。它是一种落叶小乔木或灌木,其果实含油率高达50%—80%,可提炼出不含硫、无污染、符合欧四排放标准的生物柴油,因此成为我国重点开发的绿色能源树种,在我国引种有300多年的 历史 ,在海南、两广、云贵川等南方地区均有大规模种植。该树种树枝产生的汁液,稍加处理就可用于各种柴油发动机。
此外,还有油棕、桉树、光棍树、银合欢、黄连木等等石油植物。
是否有望解决能源危机问题?
地球内部的石油需要经过至少200万年的漫长演化才能形成,开采石油又是一项技术活,而且开采成本还很高。相比之下,从植物中榨油,则要经济、省事太多。那么,如果能大力开发这些石油植物,人类是否有望解除能源危机呢?
要依靠“石油树”彻底解决能源问题,基本上是一件不太可能的事。相比人类对石油的巨大消耗量,石油植物的产量显然是不够大的。据估算,一棵大石油树的产油率,约为每小时一公斤左右。要将大规模的石油树,从小树苗开始栽培到可以量产“石油”,是需要耗费大量的时间、人力、物力以及财力的。这并不一定会比勘探开采石油容易。
并且,这类植物石油能源,虽说可以直接当柴油来用,但燃烧效率并不高,需进一步加工提炼。再者,绝大多数这类能源依然不是清洁能源,在燃烧时,和石油一样,也是会释放温室气体的。
所以,要想解决能源问题,还是需要开发利用一些可持续的绿色清洁能源才是正解。
随着 社会 发展和 科技 进步,能源问题越来越突出。一方面是能源供给不足,世界范围内的能源分布不均匀;另一方面是化石能源的使用排放了大量的温室气体,对环境产生了巨大的危害。保障一国的能源安全对其经济发展和民生有重要的保障作用。如果没有能源我们的车就跑不起来,我们的电就无法使用,我们的 社会 就无法正常地运转起来。
后来,科学家发现了一种可生产燃料的石油树,这种“石油树”是什么呢?它能够成为人类解决能源问题的救命稻草吗?
石油树
早在1928年的时候,就有美国的科学家发现了“石油树”,但是那时候能源危机尚未出现,能源需求尚小,人们对于将树木当成石油燃料的概念还尚未形成。那么石油树到底是什么呢?
有一些植物的汁液是含有碳氢化合物的,也就是说从这些植物的树皮、树干、树根、果实等流出的液体都是可以燃烧的,这就是我们所说的石油树。
树木本身就含有很多的碳,所以它们的枝干都能当作柴火来烧。但是石油树和我们平日所见的树木最大的差别就是,它们产出的“油”是可以烧的。我们不用将树木砍掉,就可以获得“油料”。
1973年,美国的科学家卡尔文在巴西发现了一种叫做“苦配巴”的树,这种树木很高大,能够长高到30米,直径达1米。这种树木最为神奇的地方就在于它们可以流出一种油状的汁液,成分接近柴油,不用进行任何的加工就可以直接进行燃烧。不仅如此,这种树木的出油量也不少,在两个小时之内就可以得到2-4斤的油。
令人欣喜的是,这种石油树并不少,而且很可能广泛存在我们的身边。据说在北美、西欧和非洲地区,有一种含油大戟,它们所流出的胶汁状的液体也是类似石油的燃料。除此之外,还有油棕榈树,油楠树等等。
科学家通过对部分“石油树”进行实验种植均得到了许多不错的成果,产油的成果非常喜人。通过种树产油这种做法直接挖石油感觉更环保,种树不仅获得了新鲜的空气,还获得了大量的“石油”,这颇有点一举多得的感觉。而且,我们获得的更像是“可再生燃料”。
石油树能解决能源危机吗?
从多个纬度上来看,石油树的开发对人类来说都是一件利大于弊的事情。但是我认为要依靠石油树解决石油问题还是很难的,因为产量不够大。一棵树在一个小时之内只能得到2斤左右的石油,要规模化地获得这些燃料是非常昂贵的,不一定比勘探石油容易多少。
此外,还有另外一个问题就是,石油树最多就是为人类提供了新的石油的替代品,仍然不是清洁能源,即使人们想办法获得了这种可再生的能源,依然会产生大量的温室气体。大多数石油树所获得的油都是不能直接用作燃料的,还有很多需要进一步加工,量产难度大,可能会导致燃料成本过高。
尽管如此,石油树的出现还是让我们看到了一种解决能源问题的可能性,我们的身边可能存在着很多我们意想不到的答案。在生态环境和气候环境不断恶劣的今天,我们除了确保能源的正常供应外,我们还应该选择清洁地使用能源,使用清洁能源。
小结:
能源问题是21世纪以来人们最为重大的一个问题,解决能源问题对人类的长久发展有重大的意义。科学家早在20世纪70年代的时候就发现了石油树,这种树的汁液具有石油和柴油的特性,虽然可再生,但是难以量产,而且还会产生大量温室气体。
你认为石油树的价值大吗?能够解决能源问题吗?
不用再考虑这些了。开发磁动力吧。开发起来什么都解决了。
石油树 石油是一种碳氢化合物,它是古代生物变成的。地底下或海底下的石油是几百万年前沉积在地底的生物残骸,在微生物的作用下腐烂,经过泥沙覆盖加压加温而形成的,这样形成的石油来得太慢、数量也有限。早在1928年,美国科学家艾迪逊在研究橡胶树时,就发现好几种植物的液汁中含有碳氢化合物。从这些植物的树皮、树干、树根、树叶和果实中流出的液体,都可以燃烧。有些植物的液汁,在科学家来研究它们之前,当地的老百姓就将它们用来当燃料了。可惜的是,当时还未发生能源危机,人们对用植物生产燃油的兴趣并不大,所以没有引起重视。
不能,种植这些需要消耗大量的土地。比如中国,中国不可能有多余的地去种这些。中国每年要进口大量的大豆就是因为没有那么多地去种植大豆。
现实生活中,甲醇、乙醇已经可以部分取代石油!从技术角度看,有机物可以合成汽油,就看经济可行性了!
石油树刚听说,目前我还没有见过,石油树石油的产量是多少啊,总产量没有多少,只是个笑话吧
面对即将到来的能源危机,全世界认识到必须采取开源节流的战略,即一方面节约能源,另一方面开发新能源。
1、节约能源,提高能源利用率。目前世界一些工业化国家都在采取节能措施,联合热电(又称“同时发热发电”)就是比较热门的话题之一。普通发电厂的能源效率只有35%,而多达65%的能源都作为热白白浪费掉了。联合热电就要将这部分热用来发电或者为工业和家庭供热,因此可使能源利用率提高到85%以上,大大节约了初级能源。
例: “原煤气化发电”
2、开发“绿色能源”是解决能源危机的重要途径。太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物能等存在于自然界中的能源被称作“可再生能源”,由于这些能源对环境危害较少因此又叫做“绿色能源”。开发“绿色能源”是解决能源危机的重要途径。近年来,面对能源危机,许多国家都在下大力气研究和开发利用“绿色能源”的新技术新工艺,并且取得了相当可观的成就。目前“绿色能源”在全球能源结构中的比重已达到15%~20%。
3、开发核能,从根本上解决能源危机。目前科学家正在研究开发的替代能源有核能、风能、太阳能、地热、生物能和水力发电等。据今年7~8月份的美国《未来科学家》杂志报道,科学家预计,到2010年,风能、太阳能、地热、生物能和水力发电将占到全部能源需求的30%。目前,最有希望的新能源是核能。核能有两种:裂变核能和聚变核能。可开发的核裂变燃料资源可使用上千年,核聚变资源可使用几亿年,这能根本上解决能源危机。
能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油,电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会使得经济休克。很多突如其来的经济衰退通常就是由能源危机引起的。事实上,电力的生产价格的上涨导致生产成本的增加。从一个消费者的角度,汽车或其他交通工具所使用的石油产品价格的上涨降低了消费者的信心和增加了他们的开销。
未来可替代的能源
很多学者认为世界能源危机的主要原因是石油价格过于便宜,以致于使世界对其产生了过度的依赖性而迅速消耗殆尽,他们主张减少对化石燃料的依赖,增加研究经费用于对能源/燃料替代用品的研究,目前主要的替代能源有:燃料电池、甲醇、生物能、太阳能、潮汐能和风能等。但是迄今为止只有水力发电和核能有明显的功效。参看未来能源开发。
跨过安宁河谷、穿过原野,来到德昌县麻栗镇,安宁河谷地带,一架架白色风车伫立在田间地头。放眼望去,风车悠悠地转动,就像进入童话世界。
“安宁河谷一期示范工程开发建设,实现了四川省风电开发“零”的突破,拉开了四川省新能源开发的序幕。”提到风电开发,德昌风电开发有限公司副总经理刘兴何满脸骄傲。
“一台机组转一圈发的电,产值约1.1元,当风力正常,机器满载时,每分钟转13圈。”站在麻栗风电场核心区,向北眺望,刘兴何告诉记者,河谷这一片共有87台机组。
目前,凉山州水电、风电、光伏发电装机量,均居四川首位。2011年以来,凉山电网以年均55%的增速,源源不断地对外输送着清洁能源,目前总送出能力达2370万千瓦。
德昌风电主要分为峡谷风电场和山地风电场两部分,其中峡谷风电场、“德昌风电场”是中国首个山谷风力发电场,也是四川首座风力发电场,位于德昌县麻栗镇、德州镇、南山乡境内安宁河两岸,分五期开发建设,总装机规模20.2万kW,总装机20.2万kW,已于2016年3月全部并网发电。
巨大的风力发电机在河谷、在高山旋转,在生产电力的同时,也给这片土地带来了别样的风光。
那么,这些风电设备的叶片和电机等是怎么生产的呢?
采访团来到了德昌风电装备制造产业园的东方电气风电(凉山)有限公司,工人们正在巨大的厂房内操作,叶片生产的第一道工序铺层,全手工操作,正常情况下,这道工序需40至50人,近7小时才能完成。
厂房外,一排排制成的叶片正“躺”在车间外准备运往各地。85米长的叶片只有当你站在面前,才能真正体会到它的体积和分量。
“从2015年到现在,我们基地已经为凉山州提供了350万KW的供电装备,为省外提供了近40万KW的供电装备,在省内的占比达到了43.6%.”东方电气风电(凉山)有限公司 综合管理部主任汤学军介绍到。
近年来,德昌县以国家发展可再生能源为契机,不断优化投资环境,做大做强绿色能源产业,在德昌境内建成装机20.75万kW的山地风电场,并于2020年1月全部投产发电于2022年6月启动德昌县腊巴山风电场项目,该项目装机容量19.2万kW,计划于2023年9月全部机组投产发电同时还不断延伸上下游产业链,推动风电等装备制造业集群扩规升级,风电发展势头强劲。
据了解,眼下的凉山,正全力打造四川绿色低碳优势产业发展重要增长极,全力构建以清洁能源基地为支撑的绿色能源产业体系。
潜力从两个方面讲:一是传统能源的节能降耗、利用率提高,我国85%的能源为化石能源,而总的利用率水平比国际先进水平低10%左右,在节能降耗、提高利用率方面有很大的潜力;二是新能源技术的开发与应用,风能、核能和太阳能具有很大的发展空间,具有很大的发展潜力,从市场、技术、资源、政策各个方面都保证新能源会有较好的发展前景。