世界首个特高压柔性直流换流阀是由中企研制的

一、煤电装机将受严控

二、风电+光伏成增量主体

2020年12月12日，在联合国气候雄心大会上，中国首次设定了光伏风电装机目标，到2030年我国风电、光伏总装机容量达到12亿千瓦以上。

三、核电成基荷电源增量主体

在以可再生能源为主的电力结构中，随着煤电的角色淡化，核电正成为基荷电源的增量主体。与风电、太阳能发电的波动性、间歇性相比，核电具有能量密度大、输出稳定、低碳排放等优势，是“去煤电”情景下增加基荷能源的首选

四、储能、抽水蓄能建设将提速

2021年7月23日，国家发改委、国家能源局发布关于加快推动新型储能发展的指导意见。意见提出，到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。根据意见，预计2025年装机规模达3000万千瓦以上。新型储能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。

五、特高压电网建设将加快

考虑到风电、光伏分散式的特点，以及大型电厂地理位置偏远，主要集中“三北”地区，在无法实现就近消纳的情况下，电力的输送、存储成为决定制约清洁能源装机比例的一大瓶颈。同时，随着近年户用光伏装机增长迅猛，部分城镇、农村电网的变压器容量也成为影响装机的一大因素。因此，在大幅提高清洁能源装机比例的情况下，特高压电网、农村电网的配套工程也需要改善。

“万物生长靠太阳”，生物能源是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物能源就取之不尽。生物能源的转化过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物能源的使用过程又生成二氧化碳和水，形成一个物质的循环，理论上二氧化碳的净排放为零。生物能源是一种可再生的清洁能源。利用高技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要部分。

21世纪是生物的世纪，是科学技术飞速发展的新世纪，而可持续发展是当前经济发展的趋势所在。面对化石能源的枯竭和环境的污染，生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。生物能源作为可再生、污染极小的能源，具有无可比拟的优越性，必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的推动力。

当前，生物能源的主要形式有四种：沼气、生物制氢、生物柴油和燃料乙醇。

（1）生物能源——沼气

沼气是一种可燃气体，由于这种气体最早是在沼泽、池塘中发现的，所以人们称它“沼气”。我们通常所说的沼气，并不是天然产生的，而是人工制取的，所以它属于二次能源。沼气对于目前我国广大农村来说，是一种比较理想的家庭燃料。它可以用来煮饭、照明，既方便，又干净，还可节约大量柴草。

沼气多为就地制取、就地使用的能源，不需要远距离运输和传送，减轻了运输负担，也减轻了农民的经济负担。

沼气不仅是一种干净的能源，而且在工业生产上可作为化工原料使用。沼气的主要成分是甲烷，这种气体在高温下能分解成碳和氢，因此，沼气可用来制造氢气和炭黑，并能进一步制造乙炔、合成汽油、酒精、塑料、人造纤维和人造皮革等各种化工产品，用途日益广泛。

沼气的发现与沼气发酵的发展

沼气是由意大利物理学家A．沃尔塔于1776年在沼泽地发现的。1916年，俄国人B．Ⅱ．奥梅良斯基分离出第一株甲烷茵，但不是纯种。1980年，中国首次分离甲烷八叠球菌成功。目前世界上已分离出的甲烷菌种近20株。

世界上第一个沼气发生器（又称自动净化器）是由法国L．穆拉于1860年将简易沉淀池改进而成的。1925年在德国、1926年在美国，分别建造了备有加热设施及集气装置的消化池，这是现代大、中型沼气发生装置的原型。第二次世界大战后，沼气发酵技术曾在西欧一些国家得到发展，但由于廉价的石油大量涌入市场而受到影响。后随着世界性能源危机的出现，沼气又重新引起人们重视。1955年新的沼气发酵工艺流程——高速率厌氧消化工艺产生。它突破了传统的工艺流程，使单位池容积产气量（即产气率）在中温下由每天1立方米容积产生0.7～1.5立方米沼气，提高到4～8立方米沼气，滞留时间由15天或更长的时间缩短到几天甚至几个小时。

20世纪20年代初期，罗国瑞在广东省潮梅地区建成第一个沼气池，随之成立了中华国瑞瓦斯总行，以推广沼气技术。目前中国农村户用沼气池的数量达1300万座。而高速率厌氧消化工艺生产性试验装置已在糖厂和酒厂正常运行。

（2）绿色能源——生物柴油

生物柴油是生物质能的一种，是清洁的可再生能源。它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料。

生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。

（3）巴西打造生物能源大国——生物燃料

现今全世界都在进行生物能源的开发，但是最成功的例子就是巴西。巴西可再生能源占全国能源的比例高达44.7％，而全球平均仅为13.3％。巴西的可再生能源主要是乙醇和水力发电，其中乙醇的比重日益提高。

巴西利用甘蔗发酵生产酒精，因为甘蔗的含糖量高，所以酒精的产量也很高。巴西的法律规定，汽车的燃料中必须加入10％～25％的酒精作为燃料。而且在上个世纪，巴西就发明了乙醇汽车，是以纯酒精作为燃烧动力，这样不仅使他们国家的石油进口量减少，而且环境也得到很大的改善。不仅如此，酒精的大面积生产带给巴西的经济效益也是巨大的。巴西成功的例子是世界上发展生物能源学习的模范。

（4）世纪的理想能源——氢能

氢气是高效、清洁、可再生的能源，在全球能源系统的可持续发展中将起到显著作用，并将对全球生态环境产生巨大的影响。采用氢能源是当前世界公认的可代替石油能源的主要出路之一。氢本身是可再生的，在燃烧时只生成水，不产生任何污染物，甚至也不产生二氧化碳，可以实现真正的“零排放”。此外，氢与其他含能物质相比，还具有一系列突出的优点。首先是氢的能量密度高，是普通汽油的2.68倍：用于贮电时，其技术经济性能目前已有可能超过其他各类贮电技术；将氢转换为动力，热效率比常规化石燃料高30％～60％。如作为燃料电池的燃料，效率可高出1倍，氢适于管道运输，可以和天然气输送系统共用。在各种能源中，氢的输送成本最低，损失最小，优于输电：氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。小型的低温固体离子交换膜燃料电池可用在汽车和火车机车上：氢也能直接作为发动机的燃料，因此国际上一些著名的汽车公司已经开始大力开发电动汽车产品。

早在1965年，外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。中国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车。氢能汽车行车路远，使用的寿命长，最大的优点是不污染环境。近年来，国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破，而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。因此氢能汽车具有广阔的应用前景。

优点：

①无枯竭危险；

②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；

③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区； 　④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；

⑤能源质量高；

⑥使用者从感情上容易接受；

⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。

缺点：

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。

③发电成本高

2地热能

优点：

1.地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。

2.地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体， 地热发电现状对地球环境不产生危害。

缺点：

1.严格的地域限制

2.需要大量资金和技术

3.核能

优点：

1.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。

2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 　

3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。 　

4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 　

缺点：

1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。

3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。

4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。

4.生物能发电

优点：

1.原料丰富

2.潜力将十分巨大

3.环保，无污染

缺点：

1：缺乏核心技术和设备：因为到目前为止，用于生物质焚烧发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备都产自国外，国内尚未制造厂家。所以投资后的物质发电产业很有可能长时间受制于国外

2：发电营运成本偏高：生物质发电成本远高于常规能源发电成本，约为煤电的1.5倍。成本高主要有：

1初期投入高，生物质发电投入成本为10000元/kw左右，而常规火电投入成本仅为6000元/kw。

2机组热效率低于常规火电，现在新建的常规火电机组一般都在300MW以上，而国内可建的发电机组最大容量为30MW

3燃料成本较高

3生物质秸杆燃料组织困难：主要有3点（1）收购难（2）储存难（3）运输难

5潮汐能

优点：

1.潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源

2.它是一种相对稳定的可靠能源，很少受气候、水文等自然因素的影响，全年总发电量稳定，不存在丰、枯水年和丰、枯水期影响。

3.潮汐电站不需淹没大量农田构成水库，因此，不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题

4.潮汐能开发一次能源和二次能源相结合，不用燃料，不受一次能源价格的影响

5.机组台数多，不用设置备用机组

缺点：

1.潮差和水头在一日内经常变化，在无特殊调节措施时，出力有间歇性，给用户带来不便

2.潮汐存在半月变化，潮差可相差二倍，故保证出力、装机的年利用小时数也低

3.潮汐电站建在港湾海口，通常水深坝长，施工、地基处理及防淤等问题较困难

4.潮汐电站是低水头、大流量的发电形式。涨落潮水流方向相反，敌水轮机体积大，耗钢量多， 进出水建筑物结构复杂

6风能

优点：

1、清洁，环境效益好；

2、可再生，永不枯竭；

3、基建周期短；

4、装机规模灵活。

缺点：

1、噪声，视觉污染； 　

2、占用大片土地；

3、不稳定，不可控；

4、目前成本仍然很高。

5、影响鸟类。

7.氢能

优点：

1启动快和比较灵活

2结构简单，维修方便

3.可吸收多余的电来进行电解水，生产氢和氧

4.氢和氧还可直接改变常规火力发电机组的运行状况，提高电站的发电能力

缺点：

1.成本过高

2.氢气来源问题

3.技术不过关

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