可再生能源小知识
1.怎样利用可再生能源
可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,主要包括太阳能、风能、水能、生物 质能、地热能和海洋能等。
以水能为例,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;狭义的水能资源仅指河流的水能资源。 水力发电厂以流水为动力,水涌入 涡轮机,涡轮机推动发电机产生电流。
只要有水源,水力发电厂可以运行若干年。 但它也不是完全没有问题的,拦截河流可能会破坏自然环境,造成严重后果。
尽管如此,许多科学家相信,人类将来还会拦截更多河流,比如说亚洲和非洲的大江大河。 对于一个发展中国家来说,建造大型水力发电厂对其经济的发展有着 决定性意义。
而另一方面,要考虑到水电厂对自然可能造成的破坏并不是件易事。许多人认为,在新的千年,生物能源会占有一席之地。
燃烧木材就是利用生物能源的一种形式,在贫穷国家尤为常见。在非洲的小村落,人们主要靠燃烧木材获 取能源。
这种燃料的大范围使用正是非洲森林遭到砍伐的原因之一。未来,人们还会继续燃烧木材,但不应砍伐原始森林,而是利用那些生长期短、专门用于获取能源的树木。
其他植物也能用做生物燃料,欧洲许多国家已经成功地用油菜籽提炼出菜籽油代替柴油。目前,欧洲有上千辆汽车使用菜籽油作为燃料。
生物燃料的最大优点在于,它们能代替化石燃料,并且不会增强温室效应。只要不断种植,新长成的植物就能吸收燃烧植物时产生的二氧化碳。
但生物燃料并不是完全洁净的,在燃烧时同样会产生有害物质,还有一个问题就是植物种植需要大量的空间。在21世纪,要想种植大量用于燃料的树木和油菜十 分困难,尤其是还存在粮食紧缺的问题。
在过去几十年,还有一种能源受到越来越多的关注,即风能。现代风车体积庞大,扇叶一般都有20米甚至更长,可以向20 ~ 30家住户供电。
风力发电有很多优点,它不会排放任何有害物质,只要地球上有风,就能不断产生电源。科学家预计, 欧洲的大部分能源需求都能通过风能解决。
因此,许多地方在风能利用方面投入越 来越大。荷兰被称做“风车的故乡”,20世纪90年代生产的风车有半数都产自荷兰。
2000年,整个荷兰用电量的1/20都来自风力发电,按这个趋势继续下去的话,到 2030年,荷兰用电量的一半都将由风力发电来满足。 风力发电存在的主要问题是选址。
每个风车之间必须间隔足够的距离,才能有效地产生能源。因此,一个大型的“风车园”会占用较大空间。
不过,风车占用的 地面面积很小,人们可以放心地将风车立在草场上,绵羊和奶牛在旋转的风车下吃 草和穿行毫无问题。在欧洲之外,风车的利用率明显低得多。
美国和日本主要使用其他能源,而对发展中国家来说,利用风力发电成本太高。另外也不能忘记,风车只能立在风力充 足的地方才有意义。
由此可见,地球上的大部分地区还是得寻求其他能源。只有你倾听之后,你才能向孩子提出自己的建议。
孩子也许表现出心不在焉,但调查表明大部分年轻人实际上都采纳了父母的建议。 S>4受,不能盲目照搬,也不能完全排斥。
2.请问什么是可再生能源
从自然界获取的、可以再生的非化石能源,对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用, 包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
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。我国北方和东南沿海地区一些岛屿的风能可 再生能源丰富,据估计,我国陆地和海上可开发的风能资源 分别为2。
53亿千瓦和7。 5亿千瓦。
地处东南沿海的浙江 的风能资源较为丰富。 太阳能是指太阳所负载的能量,由太阳的直接辐射和 天空散射辐射两部分组成,与日照时数密切相关。
浙江省 的全年日照时数介于1400〜2200小时,全年总辐射能约为 100万〜120万卡/平方米。 水能是指流动的水所负载的能量,一般通过捕获水流 动的能量发电,成为水电。
生物质能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。生物质能是仅次于 煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能 源,在整个能源系统中占有重要地位。
我国拥有丰富的生 物质能资源,我国理论生物质能资源相当于50亿吨左右标 准煤。目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包 括农作物秸秆、薪柴、畜禽粪便、城市固体有机垃圾和工业 有机废弃物等。
现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧 发酵制取甲烷,用热解法制成燃料气、生物油和生物炭,用 生物质制造甲醇和乙醇燃料,以及利用生物工程技术培育 能源植物,发展能源农场。 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,也可以为建筑供热和制冷。
据测算,全球潜在地热 资源总量相当于493亿吨标准煤(也称为煤当量,每千克标 准煤的热值为700千卡)。 海洋能是波浪能、潮汐能、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 能量以波浪、潮汐、温度差、海流等形式存在于海洋之中。
例如因月亮和太阳对地球的吸引力而带来的在涨潮和落潮 之间所负载的能量称为潮汐能;潮汐能和风共同作用形成 了海洋波浪,从而产生波浪能;太阳能照射在海洋表面,使 海洋的上部和底部形成温差,从而形成温差能。所有这些 表现形式的海洋能都可以用来发电。
3.常规能源、可再生能源都包括什么尽可能详细一些
常规能源:人们把煤、石油、天然气叫做常规能源,人类消耗的能量主要是常规能源. 常规能源的储藏是有限的. 常规能源的大量消耗带来了环境问题 (1)温室效应:温室效应是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的.石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳. (2)酸雨:大气中酸性污染物质,如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等,在降水过程中溶入雨水,使其成为酸雨.煤炭中含有较多的硫,燃烧时产生二氧化硫等物质. (3)光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾,主要成分是臭氧. 另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染. 常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康,又影响动植物的生长,破坏经济资源,损坏建筑物及文物古迹,严重时可改变大气的性质.使生态受到伤害. 可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。
可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。 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。 。
4.(初中人教)|可再生能源|不可再生能源|一次能源|二次能源|归纳总结
可再生能源有:
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严格来说,是人类历史时期内都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
如:太阳能,地热能,水能,风能,生物质能,潮汐能
不可再生能源:
泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源,叫“不可再生能源”。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的演化而形成的(故也称为“化石燃料”),一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”。
如:煤、石油、天然气、核能
一次能源:
自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。又称天然能源。包括化石燃料(如原煤、原油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源,前者指能够重复产生的天然能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等,这些能源均来自太阳,可以重复产生;后者用一点少一点,主要是各类化石燃料、核燃料。
二次能源:
二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源,包括电能、汽油、柴油、液化石油气,氢能等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“合能体能源”,电能就是应用最广的过程性能源,而汽油和柴油是目前应用最广的合能体能源。二次能源亦可解释为自一次能源中,所再被使用的能源,例如将煤燃烧产生蒸气能推动发电机,所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用后,经由电风扇,再转化成风能,这时风能亦可称为二次能源,二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。
一定程度上来说会很大的程很快度上影响他们这些国家的经济发展,这些长期依赖着石油出口的国家。。在在面临着新能源的出现,并且已经可以投入市场,必然会突然的惶恐。。由于长期依赖石油所形成的产业发展严重不协调,石油生产技术先进,而其他的行业任处于落后甚至停滞状态,,所以在我新能源出现后如果他们能迅速找到出口转变或许仍有希望,但如果找不到突破口,那么真的会走向贫穷。。【我说的这种情况完全是在新能源已经可以达到普及,价格不贵的情况下】,求楼主看在我用手机打了这么多字的情况下,能够给分采纳。。。。
个人感觉,在这个辩论中,对比非常重要,对比产生的反差,更有利于你们确立优势
首先,明确定义,什么是生物能源
生物能源是蕴藏在生物质中的能量,
是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。
煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。
生物能源是可再生能源,[这个非常重要,是你们的重要优势,一定要在后面反复强调,对比]
生物能源是一个与化石能源相对应的概念,从广义上说,它是由自然界植物及有机质形成的各种能源,包括了人类早期利用能源的一些形式,如秸杆燃料、沼气等;
然后再说说,生物能源来源通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。[说这些有点费时间,但是应该借此向大家强调,生物能源更多的是"变废为宝",对比对方所支持的化石能源的"消耗\耗费",是更符合发展需要的]
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如果反方说
1)生物能源会将粮食当能源,影响粮食供应……
提醒对方,上面说了,生物能源更多的来源是废料,别把粮食当成“生物能源”的全部!我们不会因为您吃的饭里有颗沙子,就说您是吃石头长大的……
2)有的国家为了种植生物能源的原材料不惜砍掉大量森林……
森林的乱砍滥伐问题已经持续百年以上,并不是因为“种植生物能源的原材料”才引起的,目前也没听说哪个国家是“为了种植生物能源的原材料”去砍森林的,对方辩友别因为“将来可能会有”而将其直接封杀。难道您会因为今天晚饭可能吃到沙子,就决定今天不吃晚饭了吗?
[多穿插几个和“沙子”有关的幽默元素,反复多次在同一个元素上制造效果,最容易让评委和观众留下深刻印象,甚至到了后面,一听到这个语素,观众就会笑]
……而且制作过程中会燃烧化石燃料,导致大量排放二氧化碳……
您自己说的,大量排放二氧化碳的,恰恰正是“燃烧化石燃料”,你这不正是说明,与化石能源相对应的生物能源(前面定义中强调过),才是更好的能源解决方案吗?!谢谢对方支持我们的观点!!!
再附送你一些:
生物能源一直是人类赖以生存的重要能源,数据表明,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源!
有专家估计,生物能源极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分(请注意这个“可持续),到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
我强调这个“可持续”,因为,我相信在座没有人愿意看到地球能源枯竭的那一天……
如果对方认为将来怎么样,现在还没有定论,那么让我们看看现在和过去:
“生物能源……包括了人类早期利用能源的一些形式,如秸杆燃料、沼气等”(还是前面说过的定义)
恰恰是从远古开始,人类就一直在使用生物能源,人类的文明才能发展到今天,几千年的人类文明史,难道对方认为,不是“长远的发展”吗?对方可以将过去几千年来的人类文明发展完全抹杀吗?
当然,我们并不是说应该让“生物能源”来一枝独秀,其它更新型、更清洁的能源的开发与利用,也应该是未来能源结构的重点,
但是,否定“生物能源”,否定“生物能源有利於世界长远发展”,必定是短视而且必将被事实证明为绝对错误的……
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以上除了定义和数据为引用之外,全部原创,希望能对楼主有所帮助
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测,全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量,世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计,全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的,将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为,到2030年世界能源需求将增长60%,届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门,运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出,C02排放也将增多,减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为,中东将增加投资以扩增常规石油资源产能,非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用,氢能将有少量应用,可再生能源将有更大发展潜力。到2030年,替代能源尤其是可再生能源,不仅将成为不可或缺的重要能源,而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快,世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术,风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中总的比例将达30%,无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度,2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元,其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划,克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里,安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍,法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告,将从2010年正式启动生物能源计划,并与美国和欧盟共同开发可再生能源,建设500个示范区。预计将投资2600亿日元,而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家,越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
自200年前的工业革命工业革命发生在18世纪后期到19世纪初期。当时,农业、制造业和交通领域都发生了重大变革,它们对英国的社会经济学和文化等都产生了重大影响。这些变化不久就蔓延至整个欧洲和北美大陆,最终波及全球,导致了全世界的工业化进程。工业革命的发生标志着人类社会重要的转折点。人们日常生活几乎所有的层面都受到了不同程度的影响。以来,人类就对化石燃料产生了依赖。人们几乎从未想过会有所改变。也许环保人士危言耸听,也许有些良心不安,也许会把中央空调调低一两格,或者买辆低油耗汽车。但实际上能够停止使用这些人们所必需的用品吗?
“难以想象:真的没有选择了吗?”
眼下气候变化问题争论得甚是激烈,根源就是安于现状,缺乏对未来的设想。“节约能源”——不错的环保口号,但无济于事。除非此刻经济停止增长,如果情况不是这样(也不可能这样),则就算用最“有效”的手法也只能暂时缓和,不管节约多少,很快就会被更高的人均能源消费所吞噬。即使人们像苦行僧一样生活,也是换汤不换药的做法。环保主义者哀叹他们预计的暗淡前景似乎就会成为现实。油价已经突破了历史最高限度,石油储量告急,当这些不再是窃窃私语、市井传言而成为公开议题时,人们有理由相信,世界末日真的不远了……但也并不是每个人都如此悲观。在物理学家、生物学家和工程师的眼中,另一个世界正在成型。如本书所述,化石燃料经济时代结束后的计划已经在制定中,而且没有多少痛苦的转型过程。提倡新能源的人士不会威逼吓唬,而是去诱导人们,为他们勾画出一个超出想象却又同样舒适,甚至更加美好的世界。
可替代能源听起来像在逃避现实。风能和太阳能似乎都很难像现在的锅炉和蒸汽轮机那样给这个繁忙而自我的世界提供足够的电力。电池驱动的汽车似乎有点搞笑,就像送奶的马车,离名牌跑车还差得远,但新的可替代能源的支持者却非常认真。尽管他们中不少人看中其环保价值,但更多的却是为了钱。
因此不管是什么替代品,必须要便宜(至少不必像现在这么高),又要容易使用(至少不比现在难)。对于石油的替代品来说,价格突然不是什么问题了。在未来可替代能源领域中,生物燃料或者电池将会比今天的石油更有竞争力。当然,今天的石油价格不是一成不变的,石油的价格或许会跌。但随着农作物的改良,制造加工技术、生产流程和燃烧效率的提高,生物燃料价格也会下降。与此同时,在可预见的未来,电力会比汽油便宜。未来的电动汽车插上插座就能充电,如同现在用油泵加油一样。日本本田公司近期公布的新车型依然属于氢燃料电池驱动车,而电池汽车不需要新渠道输送能量。现有的电网调整优化后,能提高发电站输出电能的使用效率,这样,基础设施就已足够用了,关键是用什么发电。另外两种能源似乎会是更合适的替代品。风力已经赶上天然气,后者的价格随着石油的价格水涨船高,而风力价格已经接近煤炭价格,太阳能也只落后几年。大多数现代体系已经认可了风力这种档次的价格。事实上,两个行业都非常成功,以至于制造业都无法跟上它们的发展步伐。其实它们价格本不该如此,只因受制于供应不足的瓶颈而被迫提高。煤炭是最便宜的发电燃料,但燃烧时产生的二氧化碳对气候有很大影响,这迫使人们为气候变化而付出巨大的代价。如果对其收取特殊税将有助于替代能源的发展。然而,就算不需支付这种税,一些雄心勃勃的企业家已经开始讨论采用比煤炭更便宜的替代能源了。
力量与荣耀
未来技术的大发展很可能主要取决于可替代能源。人人都需要一个繁荣昌盛的市场,而最繁荣的市场取决于科技革新的成果。世界上一些敢于冒险的企业家都从20世纪80年代的计算机大普及,90年代的互联网大发展和21世纪初的纳米技术与生物技术的飞跃中获利。目前,他们正在寻找下一个科技大发展的领域。他们认为自己已经找到了这一领域:能源。
以往的许多繁荣都曾得益于能源:燃煤蒸汽机、燃油内燃机、电力的大发展,甚至航空旅行的激增等。但是,在过去的几十年中,与能源相关的繁荣却没有什么重大突破。煤炭是廉价的,天然气也是廉价的。除了20世纪70年代那段时间,石油也是便宜的。一种真正的新奇事物就是核能的闪亮登场,改革的压力已降至最低。在两年时间里,一切都发生了改变。石油已不再廉价——达到历史最高点。
能源构成
人们正日趋关注这样一个问题:随着消费量的持续增加,石油供应的峰值可能会很快到来,已有的石油资源会被耗尽,而新的油气资源又难以找到。人们越来越关注自己的汽车油箱内的燃料,而不是从地下采出更多的石油。这似乎是一种近乎狂热的经济行为。人们目前并不认为可以用车载电池来取代汽车的油箱。天然气价格与石油价格同步增长,这也带动了电价的上涨。相比之下,风能与太阳能的价格并不算高。实际上,煤炭的价格依然便宜,而且是正在工业化的亚洲发电厂所喜欢的燃料。但是,富裕国家观察事物的角度是不同的。从理论上讲,美国仍有大量待建的燃煤发电厂。但在过去的15年中,仅建成了为数不多的此类发电厂,相当多的待建项目或被推迟或被取消,其主要原因如下。
首先,美国已建了大量工厂。其次,美国的电力公司担心自己很快就会因二氧化碳的排放而支付特殊的污染费用。富裕世界的其他地区已经开始实施这一措施。人们已经为燃气发电厂大量投资,但很快就发现自己进入了一个价格不断上涨的陷阱,人们不想再犯同一种错误。风能与太阳能所面临的是巨大的资金缺口与空前的发展机遇。这些零资源能源的未来价格是可知的,即使目前人们对风力与太阳能发电厂的投资已经超过了燃煤发电厂的投资,但前者的经济价值依然难以判定。风能与太阳能发电大发展的前景不够明朗,人们对它们的认识还可能改变。当经济下滑时,全球变暖全球变暖是自20世纪以来地球表面空气与海水平均温度升高的现象,而且地球温度仍然在继续升高。从2005年底向前100年内,全球地球表面的平均温度上升了0.74±0.18℃(1.33±0.32°F)。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)总结认为:“自从20世纪中叶以来,绝大多数所观察到的全球平均温度上升很可能是人为产生的温室气体浓度增加所致。”即温室效应增加的后果。太阳变化、火山活动等自然现象可能不会对前工业化时期到1950年期间的全球变暖造成明显的影响。而在1950年以前,全球气温还略有下降。这些基本的结论已经得到至少30个科学团体和学术机构的赞同,包括主要工业化国家的国家级科研机构。(这是一种长期现象)可能并不为绝大多数人所关注。当新的油气资源满足了亚洲地区日益增长的需求时,高油价就可能下跌。但这些原因可能都不会完全消失。
“如果敌对的政府能够被和平地更迭且资源变得更加多样化,则人类的能源供给就会得到保障。”
如果石油意味着传统的、能够很便宜地从地下开采出来的资源,则石油峰值石油峰值是指全球石油开采达到最大值的时间点。从这个时间点以后,石油的生产就进入了最终的衰减阶段。这一概念是根据对单口油井开采率而得出的。一口油井的总生产率在达到峰值之前一直呈增加状态,到达峰值后就开始下降,而且这种产量下降往往是相当迅速的,一直到油田枯竭。用这一概念可以总结一个国家的国内生产率,并可用于全球石油开采率的分析。重要的在于人们应注意到石油峰值并不是指石油正在被耗尽,而是指石油开采率达到峰值以及随后的减少。可能很快就将到来。自然界中存在着丰富的其他种类的油气资源(如油砂等),因此油气资源在一个较长的时期将不会被耗尽。但它的生产成本将更为昂贵,而且以后的生产费用将会高于今天的费用。此外,任何政治风险都将危及石油的安全,因为政治风险常常与政府相关,原因很简单——石油资源的存在也会引起政府的腐败,这种政府根本无法控制它们的政治家的行为。
能源的市场非常庞大。目前全球人口每年消耗的能量约为15太瓦(1太瓦等于1万亿瓦)。做一个商业性转换,这相当于一年全世界经济产出的十分之一。到2050年,全球电力消耗量可能将会达到30太瓦。如果它被物质化,而且它在目前占主导地位,尤其是那些依靠信息技术的能源市场的份额将达近几千亿美元。新的技术不断更新产生了突破性效应,迫使人们更换现有的设备。然而,建造风能发电厂并不需要关闭燃煤的火力发电厂。出于上述两种原因,任何从一种以化石燃料为基础的经济过渡到另一种以可再生能源为基础的经济,即向绿色能源的转换都可能是一个缓慢的过程。过去,这方面的改变并不大。另一方面,从市场供应规模来看,可替代能源的机遇使得它们已处在转化的边缘并已渐成潮流,风能的利用正是如此。一些能源技术具有创新性和突破性潜力。比如“插入式”(Plug-in)汽车就可以电力为动力来源,其费用相当于每升汽油25美分。然而,这可能会对石油、汽车制造业和电力工业造成冲击。
过去的几十年中,技术创新为能源工业的发展提供了有利机遇。实际上,在能源领域中,生物技术与纳米技术并不会有太大的发展,主要掣肘于它们的工业应用,而工业应用也将会促使它们的发展,同时也会使这些技术重现辉煌,也会产生许多新的技术。能源的新技术并没有太多的突破。埃隆·马斯克(Elon Musk)是一位发明家,与人共同开发出一种电池动力的运动型小汽车。拉里·佩奇(Larry Page)与谢尔盖·布林(Sergey Brin)是谷歌(Google)的创始人,他们已经启动了一项名为Google.Org的计划,旨在找到一种能使可再生能源真正比煤炭更为便宜的途径。这种对能源领域中可再生能源的兴趣正在产生大量的新观念,其中一些是颇具前景的,而另一些观念则是离奇古怪的,它们可以令人想起网络公司大繁荣的时代。随着这种大繁荣,绝大多数此类观念将会变得无足轻重。但是,在它们中间,没准就会出现像Paypal、Google或Sun这样的成功企业。一些更为传统的公司也正在引起人们的兴趣。通用电气公司(General Electric,GE),是美国最大的工程企业,也已大力发展风力涡轮机技术并积极致力于它们的太阳能利用开发业务。美国纽约的Schenectady实验室的能源研究者正在充分地享受着自己企业的科学民主气氛,他们的研究经费非常充足。
同时,英国石油公司与壳牌公司正在成为学术与创新的领头羊;一些拥有充满希望的企业,如杜邦(DuPont)公司(世界上最大的石油化工企业之一),它们也投入了可再生能源的开发利用。当然,也并不是所有的企业都投入此类研发工作。埃克森—美孚石油公司(Exxon-Mobile),这家世界上最大的私营石油公司就没有从事此类研发工作。但是,在大量的可再生资源研发过程中,也不可能不受环境保护人士的指责。一些人抱怨,许多已有的可再生能源依靠额外的补贴或者其他形式的特殊处理才可被利用。从表面上看,此话当真。但深入分析起来,地球上的所有能源都得依靠“补贴”才可获取,它们既明晰又隐秘,而且它们的开采成本也不尽相同。所以,人们就为发电寻求可再生能源,如风能涡轮机就正是这种可再生能源的施展领域。在多云天气的德国、运营的太阳能工业以及美国人所使用的以玉米为原料的乙醇工厂等都是可再生资源利用的实例,当然,巴西人所使用的以糖为原料制成的乙醇则要便宜得多。虽然这种由非化石燃料进行的发电已经在电力生产中占据了一定的比例,但是似乎这种特殊的发电技术目前还并未形成大气候,它们仅停留在市场上展示创新发明的阶段。
如果世界是理性的,则所有这些关于能源的限制都将被一扫而光,而且正如时下在欧洲所发生的那样,它们会由适当的碳税所替代。根据英国投诉 IPCC的建议,风能的交易价格已经进入了总量管制与排放交易体系。如果目前的风力发电已经具备了与化石燃料的竞争力,那么,其他可再生资源的大发展也就为时不远了。但很遗憾,对这种资源替代的特殊做法可能是相当不错的,但这种调整需要特殊的工艺技术,它们既不喜欢华而不实的好大喜功,也不能在不需要时就匆匆放弃。
贫瘠的世界变得更绿。对此,至少富裕的世界是这么认为的。即使一些西方的政治家和商人对此持否认态度,但那些贫穷的、正在迅速发展的国家已经在越来越多地关注着可再生能源的开发利用。事实是,中国正在以众所周知的速度大建燃煤发电厂。但中国也拥有自己庞大的风力发电能力。在2008年,这种风力发电能力有望增加三分之二。中国拥有数量上排名世界第二的太阳能镜面板,这还不算遍布中国大地的屋(楼)顶的太阳能热水装置——那是世界第一的。巴西拥有仅次于美国的世界第二大风力资源以及最具经济效益的生物质能燃料工业。生物燃料在巴西人的小汽车燃料消费中已经占到了40%的份额,而且很快就会占到发电量中15%的份额(通过制糖废料的燃烧发电)。南非正在成为新型的、安全而简单的核反应器应用的领头羊。从严格意义上讲,核能并不是可再生能源,但核能是无碳排放的,因此,越来越受到人们的欢迎。这些国家以及一些与它们相似的国家正在准备放弃化石燃料。这些国家将因地制宜就地取材地获取自己的能源。所以,如果可再生能源和其他可替代能源在价格方面能具竞争力的话,则穷国和富国都将接受它们。
如果政治的与经济的变化仅仅出现在高价和资源量短缺阶段,而与人类对石油峰值到来的恐慌无关的话,那么,经济变化对这些油气进口国的伤害在很大程度上将取决于石油峰值期之后石油进口量如何快速下降的情况。出口国家的模拟模型表明,人们所能开采出来的石油量在全球范围内下降的速度大大地快于石油出口国的石油产量,因为这些石油出口国的石油需求量也在快速增长。产量的下降(因此供应量也会下降)将会导致油价大幅飙升,如果人们的需求量能够保持在一个计划中的适当水准,并使用替代能源,则这种情况可得到缓解。在石油峰值期到来的20年中,我们一直需要这样行事。根据乐观的预测,石油生产的峰值期将出现在2020年至2030年左右,而对替代能源的重大投资应该在这种危机出现之前就进行,以避免在一些发达国家中人们的生活方式和水准发生明显改变。这些模型表明,石油的价格先会逐步上升,然后随着其他类型燃料和能源的投入使用,油价就会下跌。根据悲观的预计,如果以目前的速度开采,石油的峰值期已经达到或即将到来,任何积极的措施可能都不会有什么作用。据此预测,全球的油气产量将会下降,并可能导致全球市场上一系列连锁反应,还可能造成全球工业文明的倒退。在2008年初,有迹象表明,不断攀升的油价将会使可能衰退的经济形势更加岌岌可危。面对能源危机,广泛采用绿色能源和保持适当的节能生活方式已为人们广泛接受。这已促使人们对可替代动力和燃料能源研究的关注,比如燃料电池技术、液态氮技术、氢燃料技术、生物乙醇制取技术、生物柴油、克里斯低温碳处理技术(Karrick Process)、太阳能利用技术、地热能使用技术、潮汐能、波浪能以及风能与核聚变能的利用等。目前从天然气中获得氢气,为一种纯能量损失过程,而在北美洲和世界其他地区这种氢气的产量正在下降。一旦停止从天然气中提取氢气,人们依然需要从其他能源中获得氢气,当然,其加工处理过程依然需要消耗大量能源。然而,这也使得人们将氢认定为一种能量的携带者,像电力一样,但不是一种资源。未经检验的脱氢加工过程也已证明,水可以作为一种能源。效率机制,例如大功率的发电厂能够明显地更加有效地利用目前已有的发电能力。这是一个用于描述日益增加的交易效率的名词,应用消耗功率去增加可以实现的市场供应而不是增加发电厂的发电能力。因此,目前是一个可替代能源的买方市场。可再生资源有效地利用了自然资源,如太阳光、风、雨水、潮汐以及地热等,它们是可以自然补充的,而且目前的技术水平是可以利用太阳能、风能、水力发电和微型水电能力、运输业中的生物质能与生物燃料。
2008年全球所消耗的能源中,约14%来自于可再生能源,13%来自于传统的生物质能,如木材燃烧。水力是地球上第二大可再生资源,达3%。接下来是热水,占到全球能源消耗中的1.3%。现代技术所开发的地热、风能、太阳能以及海洋能在全球能源消耗中的贡献占0.8%。这些领域的技术应用潜力是极其巨大的,超过了所有其他可以获得的资源量。可再生能源技术往往会因为它们的间歇性或其他原因而备受指责,而可再生能源市场也正以多种形式发展着。
风能的利用以每年30%的速率增加,在全球范围内,装机容量已达100吉瓦,风能已在多个欧洲国家和美国得到了广泛的应用。2006年,全球的光伏(太阳能)工业所产生的电力已达2100兆瓦,太阳能(PV)发电已在德国广泛使用。在美国和西班牙的太阳能发电厂大量运营,其中最大的太阳能发电厂 SEGS坐落在美国的莫哈维(Mojave)大沙漠区,它的年发电量达354兆瓦。全世界最大的地热发电厂位于美国加利福尼亚州的Geysers(黄石公园地区),其发电量达750兆瓦。巴西的可再生能源发电厂是世界上最大的此类发电厂之一,所使用的燃料来源于制糖原料的生物乙醇,在全国汽车用燃料中,18%为生物乙醇。在美国,乙醇燃料也得到了广泛的应用。目前,一些国家已经制定了大型的可再生能源开发计划,可再生能源激活素目前在发电领域的应用尚不广泛,多用于偏僻而遥远的地区,而能源在人类社会的发展中则是至关重要的。肯尼亚的家庭太阳能拥有量占全球之冠,每年大约有30000个小型(20~100瓦)太阳能利用系统投入使用,气候变化与高油价有着密切的关系,石油峰值期和日趋增加的政府支持正在促进着可再生能源利用的相关立法,加速它们的利用与商业化。
所有可再生资源图示
根据国家能源局局长章建华30日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,为能源绿色低碳转型提供强大支撑。截至到2020年底,在我国,可再生能源发电装机总规模达增长14.6个百分点。而针对于可再生能源的利用水平,也持续的上升,占全社会用电量的比重达到29.5%,较2012年增长9.5个百分点,可再生能源的前景,可谓是一片光明。
可再生能源技术日益完善。利用可再生能源是未来发展的必然趋势,也是可持续发展的有效途径,在可探测的到的能力范围内,地球上的中石油,天然气,煤炭等能源,存储量是固定的,而且这些化石能源的使用,也会使全球温室气体的增加,导致气候变暖冰川融化,海平面上升等自然灾害的发生,而可再生能源有风能,太阳能,潮汐能,电能等依靠大自然能力而创造的能源,这些新能源遍布世界各地,比如利用风力发电,风力发电的优势在于清洁,无污染,最早利用风力的国家是丹麦,在1890年,而真正兴起,是世界各国对能源需要量剧增,不少国家也逐渐的注意到风力发电这种大自然神奇的力量,后来因为石油危机,环境恶化等情况的发生,世界各地环保呼声日益高涨,在科技高速发展的强有力推动下,风力发电技术更是迅猛发展,到如今发展成就,令人瞩目。
可再生能源观念日益高涨。随着最近各种自然环境灾害的频繁发生,每一个灾害都让人触目惊心,让每个人都知道,保护环境的重要性,等地球超出了它自身的承受能力和自我净化能力,就不能再好好的保护我们了,因此对于可再生能源的重视程度,越来越高,不仅仅上文说的风力发电,还有利用太阳能的辐射能量发电,利用海水潮汐重力作用下的水力发电,都是可再生新能源的优势。
总的来说,虽然可再生能源利用逐渐普及,但是现如今的技术,也存在着很多瓶颈,我们还是需要好好的节约资源,从自身开始,发挥为环境保护的微薄之力。