求一篇新能源利用方面的科技论文
楼主你好!很高兴能回答你的问题!国际油价破百之后,新能源再次被人们关注。然而,新能源在缓解能源危机这个大舞台上,到底能发挥多大的作用?哪些新能源又值得消费者期待呢? 面对高油价和潜在的石油供应危机,各国政府都把解决能源问题作为维护国家安全的战略问题提到议事日程中来。中国工程院博士冀星说,摆在各国政府面前的有两条道路:一是开源节流,寻求更多的石油供应渠道,并提高石油的使用效率;二是开发新能源。 为了促进新能源的开发利用,2006年1月1日,我国正式颁布实施了《可再生能源法》。该法将可再生能源的范围进行了限定,即风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。国家还出台了一系列政策和措施,旨在推动以秸秆、甘蔗、玉米等农林产品以及畜牧业生产废弃物等为代表的生物能源发展。 2007年,国家发改委发布的《能源发展“十一五”规划》,描绘出一幅未来5年我国能发展的蓝图。 乙醇汽油推广范围逐渐扩大 在众多新能源中,目前我国唯有乙醇汽油真正得到了推广,并且范围逐渐扩大。现在吉林、辽宁、黑龙江、河南、安徽五省及湖北、山东、江苏、河北、广西五省的部分地区都在使用乙醇汽油。 乙醇俗称酒精,车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。它基本不影响汽车的行驶性能,还可以减少有害气体的排放量。 虽然乙醇汽油的技术成熟,推广也一直稳步进行,但就在国务院2007年举行的一次关于可再生能源的会议上决定,我国将停止新建的粮食乙醇燃料项目。据了解,出台这一政策是为了保证粮食安全,保证玉米、小麦和其他农产品的种植比例平衡。农业部农村经济研究中心的有关专家认为,由于利用率最高、价格最为低廉,以木薯资源制造酒精前景广阔,我国燃料乙醇由此向非粮乙醇转折。 中国汽车技术研究中心高海洋博士认为,从长远角度讲,推广乙醇汽油是节约能源,提高环保质量的有力举措,但就试点情况来看,在全国范围推广则要在成本、价格、政策等方面加以规范,这需要整个供求市场的磨合,而不是一朝一夕的事。 生物柴油三年后进入正规加油站 生物柴油作为传统柴油的替代能源已经得到世界各国的重视,我国的中国石油、中国石化、中国海洋石油和中粮集团都设立了专门的机构研究生物柴油。有关方面预测,三年后生物柴油能进入正规加油站。 生物柴油是以动植物油脂为原料的可再生能源,与传统石化柴油相比,生物柴油具有润滑性能好,使用安全等优势,目前全球生物柴油的主要应用领域是为汽车提供动力燃料。使用生物柴油车辆无需改装,只要与普通柴油按照一定比例调和即可。 2006年,国家颁布《中华人民共和国可再生资源法》。虽然已有法规确定生物柴油的合法地位,但广大消费者近两年内还很难在正规加油站购买到。 据了解,国家对成品油的监管非常严格,而目前生物柴油的质量参差不齐,如果在加油站销售,质量无法保证。另外,产量太小也是制约生物柴油走进正规加油站的重要原因。国家发改委对生物柴油今后的推广已经有初步的计划,就是按照乙醇汽油的推广方式来分区域封闭式推广。 中国工程院博士冀星透露,根据国家发改委的整体规划和四大集团研究实验进度,预计三年后生物柴油才能进入正规加油站。 氢能源应用在车上有待时日 与生物质能源相比,氢能源的发展势头略显弱势,但世界各国的研究机构和汽车制造企业在研究开发氢技术方面都取得了一些成绩。美国的通用汽车公司把远期目标定位在氢能源车,“雪佛兰Sequel”是该公司最新一代的氢能源概念车。 氢能源是一种二次能源,目前主要的来源是利用水资源制取的。我国氢的来源极为丰富,制造提取的技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法都已形成规模。 虽然氢能源来源广泛,但作为新能源在车辆上推广还有一定难度。首先,提取氢能源的成本极高;第二,需要对车辆进行较大改造;第三,大量提取氢能源的难度较大;第四,需要广泛建造氢加注站点。业内专家认为,获得大量廉价的氢,是实现氢能利用的根本。 太阳能汽车的美好前景 1999年,巴西圣保罗大学的科研人员设计出一款新型太阳能汽车,这种汽车全部使用太阳能作为能源,发动机和车轮之间没有传输装置,最高时速超过100公里。这是世界上有报道的第一款真正意义上的太阳能汽车。 2003年,由日本大学生制造的氢(hydrogen)和太阳能汽车成功穿越澳洲。该车从柏斯穿越沙漠行驶到悉尼,行程4084公里。汽车的排放物包括纯净水,悉尼市长特恩布尔在汽车抵达悉尼后,将水一饮而尽。 南京理工大学车辆工程系吴小平教授分析说,太阳能汽车进入商业时代,至少还要30-50年,但太阳能在汽车上的局部应用,10年之内应可见到。比如随着汽车上空调、多媒体等大量需要耗用发动机动力供电的电器设备的使用,燃油发动机已经越来越难以满足需要,那么用太阳能电池替代发动机的部分功能,就既可减少汽车尾气排放量,又可提高发动机工作效率。另外,高尔夫球场、风景区等对环保要求较高,而对动力要求不高的场所,可能会使用太阳能小车做工作车或游览车。 神秘的“可燃冰” 在全世界寻找替代能源的努力中,一种神秘的物质逐渐浮出水面,它就是深藏在海底的比石油、煤燃烧值高数倍,被称为后石油时代能源的“可燃冰”。 这种天然气水合物的晶体叫“可燃冰”,学名为“天然气水合物”,它透明无色,形似笼状的独特的冰结晶体,点火即燃烧,常温下分解出天然气,所以又叫“气冰”、“固体瓦斯”,是一种高能量的能源。我国在西海北部已经发现可燃冰的存在。 目前,很多国家都只是证明其在某一地区内含有“可燃冰”这种资源,但却很难说出具体的可采储量。由于“可燃冰”分布于海底,因此勘探起来有很大难度,至少现阶段世界各国都不能像探测石油、天然气一样,通过分析地质构造和进一步勘探确认“可燃冰”的探明可采储量。 “采集实物样本还具有一定的难度,‘可燃冰’的开发利用就更是难上加难。”专业人士指出,开发“可燃冰”非常危险,由于水化物是在低温高压下形成的。且开采时还有可能导致海床崩塌使甲烷大量释放,释放过程中一旦失控,难免酿成灾难。因此业界认为“可燃冰”成为新能源只是人类的一个希望。 电动汽车蓄势待发 电能汽车也称电动汽车,其工作原理是依靠蓄电池的电力使汽车发动机运转,使电能转化为机械能,从而驱动汽车。 电能汽车可以有效解决传统汽车燃油的污染问题,很多国家和机构都在研究电能汽车,而电能汽车的主要问题是蓄电池的蓄电能力大小,它直接影响着汽车的行驶速度和行驶距离。 现在,国内外各知名汽车厂商都开始下大力气开发电能汽车。 比亚迪首款电动汽车F3e使用电能驱动,没有排放,没有污染,甚至没有汽缸发动机的噪音,充足电以后以140-150公里/小时的速度可行驶570公里,这种环保汽车的远景变得越来越清晰。 电能汽车的发展将有效缓解能源危机,成为新能源动力车的重要组成部分。 编后 石油仍是当前最廉价的车用能源 除了燃料乙醇、生物柴油和氢能源以外,风能、太阳能、水能等都可以作为替代能源用于车辆,但目前它们还停留在概念的范畴,石油仍是当前最廉价的车用能源。 石油价格上涨已经变成了不可逆转的趋势。除非找到真正具有市场实用价值的替代能源,否则整个世界都将不可避免地沦为“石油的奴隶”。 寻找新能源的意义不在于最终完成了什么样的研发,而在于它给我们提供了一种全新的思路、一种可能。 希望我能够帮到你!呵呵~
可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源 ,是取之不尽,用之不竭的能源,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源,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。
对可再生能源利用要遵循以下基本原则:
1、坚持开发利用与经济、社会和环境相协调。
2、坚持市场开发与产业发展互相促进。
3、坚持近期开发利用与长期技术储备相结合。
4、坚持政策激励与市场机制相结合。
扩展资料:
根据国际能源署可再生能源工作小组,可再生能源是指“从持续不断地补充的自然过程中得到的能量来源”。可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。
随着能源危机和高油价的出现,对气候变化忧虑,还有不断增加的政府支持,都在推动增加可再生能源的立法,激励和商业化。新的政府支出,法规和政策,协助业界在抵御全球金融危机中的表现中优于其他许多行业。
参考资料来源:百度百科——可再生能源
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉.通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量.
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成.主要是通过风力发电机来获得能量.
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能.主要是通过水力发电机来获得能量.
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的.潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响.主要是通过潮汐的动能来发电.
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变.可以用于地热发电和供暖.
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量.
8、核能:通过核能发电站来取得能量.
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源.
利用以上这些能源的技术
一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。
可再生能源在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生,是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。
扩展资料:
人类使用再生能源的原因主要有以下几点:
1、科技的进步让此类能源更加“好用”;
2、化石能源是有限的,不仅其价格会日渐增涨,而且终会有枯竭的时候;
3、某些再生能源(如风能、水力、太阳能)不会排放温室气体(如二氧化碳),因此不会增加温室效应的风险;
4、为了增进能源供应安全,减少对进口化石能源的依赖,并满足对可持续性能源的需求。
在19世纪中叶煤炭发展之前,所有使用的能源都是可再生能源。除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。
像生物能和煤炭、石油、天然气等化石能源,主要通过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。
参考资料来源:百度百科——可再生能源
再生能源技术专题
一、指南说明
本专题针对国家能源战略需求、未来能源技术发展的主要方向和可再生能源技术发展趋势,结合我国可再生能源技术发展现状,重点支持可再生能源技术的原始创新、集成创新,探索新的技术途径或解决方案。主要研究内容为:生物质能技术、太阳能技术、风能技术、地热能技术和海洋能技术等。
通过专题的实施,旨在提高我国可再生能源技术领域的原始创新和集成创新能力,获取一批自主知识产权的创新性成果,突破一批核心关键技术并进行系统集成,为可再生能源低成本、规模化开发利用提供技术储备或研究基础。
2006年度本专题共发布5个研究方向,包括风能技术、太阳能技术、海洋能、地热能技术等3个探索导向类和风电机组设计技术、聚光太阳电池及系统集成技术等2个目标导向类,立项30个课题,支持经费3500万元。
此次发布的是本专题2007年度课题申请指南,在探索导向类课题和目标导向类课题两方面支持13个研究方向,拟支持课题55个左右,计划安排经费6400万元左右。
在探索导向类课题方面,2007年度支持纤维素、木质素制备液体燃料新技术、生物质燃油制备新技术、风电机组技术、风电场及离网风电技术、太阳能热利用技术、太阳能光伏发电技术、地热能技术和海洋能技术等8个研究方向的课题,计划安排国拨经费3500万元左右,课题支持强度参见相关研究方向的说明,课题实施年限不超过3年。
在目标导向类课题方面,2007年度支持太阳能光电-光热综合利用技术、太阳能塔式电站用空气吸热器及系统、风电机组及风电场控制优化和运行保障技术、风力机组叶片先进翼型族技术、海洋潮流能发电技术示范系统等5个研究方向的课题,计划安排国拨经费2900万元左右,课题支持强度参见相关研究方向的说明,课题实施年限不超过3年。
二、指南内容
(一)探索导向课题
1、纤维素、木质素制备液体燃料新技术
主要研究内容(申报者可从以下内容中选择其一申请课题):(1)纤维素、木质素原料发酵前预处理新工艺(物理、化学或生物法);(2)纤维素及木素酶固定化技术与反应器;(3)纤维素原料全糖发酵技术;(4)纤维素原料同步酶水解-乙醇发酵技术;(5)纤维素原料酶水解丁醇发酵技术;(6)纤维素、木质素酶的酶活提高及酶的制备新工艺;(7)纤维素原料水解油脂发酵技术(8)其它具原始创新的纤维素、木质素原料制备液体燃料的新工艺和新技术。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性和创新性的纤维素、木质素原料制乙醇等液体燃料的发酵新工艺、新技术。课题成果形式为专利、实验验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题8-10个,每个课题支持强度不超过70万元。
2、生物质燃油制备新技术
主要研究内容(申报者可从以下内容中选择其一申请课题):(1)生物质裂解液化用技术;(2)生物质延迟焦化制备液体燃料技术;(3)制备生物柴油的新型催化剂及工艺技术;(4)生物柴油高质化技术与工艺;(5)生物质合成气制备、净化及合成液体燃料新工艺;(6)其它具原始创新的生物质能源利用新途径、新工艺或新装置。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的生物质燃料油制备新途径、新工艺、新技术。课题成果形式为专利、原型样机或验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题7-8个,每个课题支持强度不超过80万元。
3、风电机组技术
主要研究内容(申报者可从以下内容中选择其一申请课题):(1)新型风电机组关键零部件设计与制造技术;(2)适于我国极端气象条件下风电机组润滑技术;(3)风电机组低电压穿越技术;(4)风电机组及关键部件测试技术;(5)其它具原创性的风能利用新途径和新技术。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的风力发电新机型、新技术、新产品。课题成果形式为专利、原型样机和样品或验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题5-7个,每个课题支持强度不超过100万元。
4、风电场及离网风电技术
主要研究内容(申报者可从以下内容中选择其一申请课题):(1)风电场功率预测技术;(2)风能资源评估集成软件技术;(3)风电场微观选址技术;(4)复杂地形风电场新技术;(5)海上风电场新技术(6)离网型风力发电与储能技术。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的风电场新技术。课题成果形式为专利、样机或实验验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题5-7个,每个课题支持强度为不超过100万元。
5、太阳能热利用技术
主要研究内容(申报者可从以下内容中选择其一申请课题):(1)与建筑热环境相关的太阳能利用技术;(2)太阳能中高温储热技术;(3)槽式太阳能聚光器用真空管技术;(4)高效太阳能空气集热技术;(5)新型太阳能热泵技术;(6)基于太阳热发电的斯特林机关键技术的前期探索;(7)其它具原创性的太阳能热利用新途径和新工艺。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的高效、低成本太阳能热利用新技术、新工艺和新装置。课题成果形式为专利、原型样机或验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题6-8个,每个课题支持强度不超过70万元。
6、太阳能光伏发电技术
主要研究内容(申报者可从以下内容中选择其一申请课题):(1)新型薄膜太阳电池系统及应用技术;(2)光伏发电系统与电网的匹配技术;(3)新型高效、低成本光伏电池技术;(4)新型光伏标准电池制备及测量技术;(5)其它具原创性的太阳光伏技术。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的低成本太阳光伏电池制备新技术、新工艺,以及光伏系统新技术。课题成果形式为专利、原型电池或验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题5-6个,每个课题支持强度不超过80万元。
7、地热能技术
主要研究内容(可从以下内容中选择其一申请课题):(1)地热井下换热器供热技术;(2)地热水防腐防垢技术;(3)中低温地热发电与综合利用新技术;(4)其它具原创性的地热能利用新途径和新工艺。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的地热能利用新技术和新途径。成果形式为专利和验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题4-5个,每个课题支持强度为80万元。
8、海洋能技术
主要研究内容(可从以下内容中选择其一申请课题):(1)海洋温差发电技术;(2)海洋潮汐发电新技术。
说明与要求:本方向重点支持具有探索性、创新性的海洋能发电新技术、新装置。成果形式为专利、原型样机或验证系统,要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向2007年度拟支持课题2个,每个课题支持强度不超过100万元。
(二)目标导向课题
1、太阳能光电-光热综合利用技术
研究目标:掌握高效、低成本光电光热复合系统的关键技术,提高太阳能综合利用效率,建成实验电站系统。
主要研究内容:聚光光伏电池-光谱分频-温差发电-热水系统中的关键技术,普通光伏电池与高效太阳能集热基板层压技术,高效传热技术及其复合应用系统。
主要指标:复合发电系统效率达到20%以上;光热温差发电系统发电贡献率为5%;太阳能光伏-热水模块综合效率大于55%;光伏-空气集热模块综合效率大于45%;建成5-10千瓦实验电站系统。
说明与要求:要求课题申请单位有前期研究基础及研发技术力量,以及配套经费支持,要求与企业联合申报。课题成果为专利、实验电站系统,系统可靠性和技术经济评价报告。
本方向2007年度拟支持课题1个,课题支持强度不超过300万元。
2、太阳能塔式电站用空气吸热器及系统
研究目标:研制太阳能塔式电站用空气吸热器,掌握太阳能空气吸热器的单元及全系统设计方法。研制可实用的高温空气吸热器及空气传输系统。
主要研究内容:空气吸热器在不连续、非均匀、高热流密度边界条件下的复杂传热过程及结构应力消除技术,空气吸热器的质量、安全性及热性能测试评价技术,空气吸热器系统的结构、运行和控制技术及运行规范。
主要指标:空气吸热器正常工作时出口空气温度可达800℃-1000℃,吸热面材料及吸热器结构长期耐温>1200℃,峰值输出热功率>1MW,峰值热效率>80%(以采光口面积计);建立包含空气吸热器、风机、阀门、管路及监控设备在内的完整的空气吸热器系统,并制订运行规范。
说明与要求:要求课题申请单位有前期研究基础,有研发技术力量和实验条件,以及经费配套支持。课题成果形式为专利,太阳能塔式电站用空气吸热器和空气传输系统。
本方向2007年度拟支持课题1个,课题支持强度不超过400万元。
3、大型风电机组智能控制技术及风电场优化运行保障技术
研究目标:研究典型的变速变桨距风电机组运行特性和优化运行规律,开发具有预警功能、故障诊断以及载荷优化控制技术的新一代智能化控制系统,提高我国大型风电机组的使用寿命和运行安全可靠性。研究开发先进的风电机组集中及远程监控技术,掌握风电场设备的在线监测、预警及故障诊断技术,提高我国风电场运行质量。
主要研究内容:典型的变速变桨距风电机组的数学模型、仿真及检测技术,风电机组在随机动态载荷作用下(疲劳载荷和极端载荷)的运行特性和全风速范围内的优化运行规律;风电机组主要部件、各个控制环节之间的相互耦合关系;风电机组关键部件重要参数的在线监测技术、基于专家系统的预警与故障诊断技术、风电机组的载荷优化控制技术,高效、高安全可靠性的新一代智能化控制系统。风电机组及风电场设备集中及远程在线监测、故障诊断、事故预警和安全控制技术;抗强电磁干扰的无线数据和图像传输技术;风电场传感器网络数据融合技术;开发完成先进的风电集中和远程监控系统。
主要指标:针对典型的变速变桨距风电机组(双馈式、直驱和半直驱式),完成2套具有在线监测、故障诊断与预警、载荷优化控制功能的智能化控制系统,完成2套风电场集中及远程监控系统,并在实际机组上及风电场运行考核3000小时以上,降低结构疲劳载荷5%,年发电量提高2%以上。
说明与要求:本方向要求课题申请单位有前期研究基础,有研发技术力量和实验条件,以及经费配套支持;要求电力电子及控制技术研发机构与具有风电机组设计分析、检测能力或经验的单位联合申报,并落实应用的风电机组整机和风电场。课题成果形式为自主知识产权的专利和软件著作权,形成具有在线监测、故障诊断与预警、载荷优化控制功能的智能化控制系统。
本方向2007年度拟支持课题2个,每个课题支持强度不超过500万元。
4、风力机组叶片先进翼型族技术
研究目标:形成具自主知识产权的风力机翼型族技术,建立风力机叶片设计所需的风力机翼型数据库及设计方法。研制完成利用新开发的翼型设计制造的实用风力机叶片。
主要研究内容:风力机叶片翼型计算设计和试验方法,风力机翼型空气动力特性数值模拟和物理模拟试验,风力机翼型族技术在风力机叶片设计中的应用。
主要指标:每个申请单位均应提供2个以上有自主知识产权的风力机翼型族,每个翼型族具有5个不同相对厚度的翼型,提供每个翼型族的气动外形几何参数和空气动力特性数据及数据库;至少1个风力机翼型族应用于风电机组叶片设计,并在实际机组成功应用。
说明与要求:本方向要求课题申请单位有前期研究基础,有研发技术力量和实验条件,以及经费配套支持;要求与企业联合申报。课题成果形式为专利和具自主知识产权的风力机翼型族技术。
本方向2007年拟支持课题2个,每个课题支持强度不超过500万元。
5、海洋潮流能发电技术示范系统
研究目标:通过国际合作和自主开发,研制海上长期自动运行的潮流能发电技术示范和演示验证系统。
主要研究内容:适应于潮流双向运动特性的能量高效转换技术,恶劣海洋环境下潮流发电机组安全性与保护技术;潮流发电系统运行、检测与维护技术,电能稳定变换与并网技术,潮流电站支撑结构、叶轮及其关键部件的设计与制造技术、基于潮流发电站建设的海洋环境测量与分析、潮流电站系统安装、海上施工工艺与技术、潮流电站海上运行与系统性能的分析研究,潮流发电技术示范演示系统。
主要技术指标:研制海上潮流发电机组与示范系统1台套,电站系统装机容量大于120kW,海洋环境小于10级风,适应潮差3.5m,双向潮流条件下机组自启动流速小于1.2m/s,系统全自动运行,设计运行寿命大于5年,每年运行时间大于300天。
本方向拟支持课题1个,课题支持强度不超过250万元。
说明与要求:本课题要求科研单位和用户联合申报。
不同类型的可再生能源
通过使用以下类型的可再生能源,我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源,还将有助于减少污染。
1.太阳能
当我们想到可再生能源时,太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天,太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终,其中一些到达了地球,我们可以以各种不同的方式利用它。
尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一,但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告,该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。
太阳能光伏
太阳能光伏(PV)是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里,太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后,他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。
这样的太阳能光伏板可以发电。
我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电,供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里,大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。
太阳能热
太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里,我们可以利用来自太阳的能量来加热流体(例如水)。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型,称为“平板”和“真空管”收集器。
太阳能热真空管集热器。
太阳能热电厂也存在,可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中,然后沸腾并产生蒸汽。然后,蒸汽能够为涡轮机提供动力,涡轮机使发电机转动,从而产生电能。
2.风能
风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来,我们一直以风船和风车的形式利用风。如今,我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。
许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置,它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合,可以在陆地(陆上风电场)和海上(海上风电场)中找到。
风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24%,太阳能达到20%。
这样的风力涡轮机可以发电。
3.地热能
地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面,从太阳吸收热量。在地球深处,岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。
家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时,它吸收了地面的热量,并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。
地热热泵使用类似的管道来加热水。
地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中,然后再产生蒸汽,然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效,例如火环。由于这一地理限制,地热发电不如太阳能,风能和水力发电受到欢迎。
4.水能
水能包括利用流动的水来发电。数百年来,我们一直以水车的形式使用该技术。如今,我们主要将其用于发电。
水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括:
水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水,在此过程中旋转涡轮机。
潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出,涡轮机旋转,然后借助发电机发电。
波浪动力–比上面的动力少,但具有利用波浪动能的潜力。在这里,大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时,它们能够将波浪能转化为电能。
在考虑可再生能源时,我们经常忽略水力发电。但是,根据IRENA的2019年报告,到2018年底,水能占可再生能源发电能力的50%。这不仅仅是太阳能和风能的总和!
截至2018年底,水力发电容量最高的三个国家是中国,巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦,领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。
这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。
5.生物质能
生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种:
木材–就发电而言,主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑,锯末,原木和树皮。
作物-包括小麦,玉米,甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物,例如油菜籽,油菜籽,大豆和向日葵。
动物与人类废物–包括肥料,污水,泥浆和动物垫料。
园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。
就生物能源而言,我们可以以不同的方式利用以上内容。
生物质能
在这里,木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽,该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤,石油或天然气的传统发电厂的过程类似。
生物燃料
我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料,例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中,以替代汽油和柴油。
沼气
这使用了称为“厌氧消化”的过程,该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热,它分解得更快并产生甲烷。然后,我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖,有时用于运输。
像这样的厌氧消化池可以产生沼气。
生物能源问题
关于生物质是否可再生存在一些争论。但是,通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持,它所使用的有机物就会一直存在。
当然,生物质确实会带来一些环境影响,应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳,但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。
回顾
随着全球能源需求逐年增加,寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能,风能,地热能,水能和生物质能可以帮助实现这一目标。
可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势,因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。