高中研究性学习报告---浅谈可再生能源
浅谈可再生资源摘要： 本文在深入分析可再生资源开发利用对我国社会经济可持续发展的意义，我国可再生资源综合开发利用的现状、存在的问题以及这些问题的成因的基础上，分析并提出我国可再生资源综合发利用方面的对策和建议。关键词： 资源；回收；利用引言众所周知，资源是人类在地球上赖以生存的必要保证。人类为了满足目益高涨的生活需求，不断地加强对资源开发利用的强度，甚至采用了掠夺式的开发手段。资源的枯竭已经使人类的生存面临着严重的威胁。如何合理地开发和利用资源已经是人类必须认真对待的一个重要而迫切的问题。进入21世纪，人类所面临的最大挑战是如何实现社会和经济的可持续发展问题。中国目前正在实施国民经济和社会发展的第十一个五年计划，进入全面建设小康社会和和谐社会的新阶段，向2l世纪中叶基本实现现代化的目标迈进，但面对我国严峻的资源现状，如何实现人口、资源、环境的协调发展已经成为确保我国经济和社会可持续发展以及实现全面小康社会和和谐社会的关键。因此，如何选择一种更加合理、健康、节能的生活方式和社会经济发展模式，用尽量少的资源消耗去获得更为丰富多样的社会需求满足，并且从体制建设上保障可再生资源综合利用，已经成为一个我们必须面对和解决的现实问题。可再生资源即我们通常所说的废弃物资源，其基本定义是：在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有原使用价值并以各种形态存在，但可以通过某些回收加工途径使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称(包括工业生产中的废水、废气、废渣、粉尘等，农业生产的副产品，如农作物秸秆等以及生产生活中的废弃物如废钢铁、废纸、废塑料等)。这里的再生，实际上是指废弃物资源的再生利用。废弃物资源在物质性能上的可再生性，是其可再生利用的根本。利用循环再生原料是人类社会工业技术进步的结果，也是保证自然资源的合理开发利用，保持资源循环利用的必要手段和发展循环经济的内在要求。循环经济理念是在科学发展观的基本思想指导下，为促进环境保护和资源合理利用而发展起来的，其核心就是资源的循环利用。20世纪80年代联合国有关组织提出可持续发展原则时，就把资源的永续利用作为其基本原则之一，是指对可再生资源的开发利用不超过其自身的再生和更新能力，保障资源总量的稳定；对不可再生资源主要是循环利用，以实现降低资利用成本、能耗，保护环境的目的。由于非再生自然资源是有限的，而人类社会发展对自然资源的需求是不断增加的，这就必然产生社会发展和人们生活水平不断提高对自然资源的旺盛需求与自然资源逐渐减少和不足的矛盾，解决的办法一是通过技术开发和研究，提高对自然资源的开发利用率，减少对资源的消耗，或者开发新的替代资源，以满足社会发展和人民生活水平不断提高对资源的需求。二是积极开发利用可再生资源，即：工业生产的废弃物、农牧业生产的副产品以及人们生活中产生的废弃物和城市垃圾。通过开发利用这些可再生资源，不仅可以减少社会发展对自然资源需求的压力，还可以产生相当的社会和经济效益，对生态环境保护也有一定的积极作用。而且从可持续发展和科学发展的角度来看，积极开发利用可再生资源具有十分重要的意义。l 我国可再生资源开发利用现状我国从20世纪50年代开始就建立了遍及城乡的废旧物资回收系统，但我国目前废旧物资回收市场比较混乱，废物收购环节多、价格低，再加上生活水平提高，老百姓收集并出卖废旧物品的积极性不如从前，导致大量可以回收再利用的废旧物资作为垃圾被抛弃了，这又反过来增加了城市生活垃圾的产量，因而也增加了国家在城市垃圾处理方面的人力、物力和财力投人。1．1 已形成再生资源循环加工体系多年以来，在国家一系列优惠政策的支持下，我国再生资源业得到了较快发展，已初步形成遍布全国的网络纵横的再生资源循环加工体系，并取得了显著的经济和社会效益。1．2 再生资源处理能力高，回收量成倍增长近些年我国很多城市开始采用不同颜色的垃圾桶收集不同类型的垃圾，并分别把生活垃圾转换成家畜饲料、有机肥料或燃料电池用燃料，先进的“垃圾发电”也已经被采用，有色金属和贵金属的循环和提纯能力也大大提高，再生资源处理能力日益科学化。同时，我国每年废旧物资的回收量也大幅增长，方便了人民生活，减少了环境污染，为工业生产提供了大量再生材料，为国家的经济建设和社会发展做出了巨大贡献。1
从我国可再生能源发展现状来看，基于我国的资源禀赋与负荷中心呈逆向分布特点，资源和负荷匹配相对较差，且部分地区就地消纳困难“三北”地区电源结构中调峰电源相对较少，特别是自备电厂供热机组比例较大，在冬季供热期调峰能力进一步受限我国经济进入了新常态，电力需求放缓，装机出现了相对过剩辅助服务政策不到位，或落实不力可再生能源发展建设速度较快，配套电网规划建设相对滞后，电能通道输送能力尚待提高。
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。
该竞赛紧紧围绕创建世界知名高水平大学的标杆和学校创新人才培养等中心工作，紧密结合学校可再生能源发展战略，办好此次竞赛是对我校办学实力、办学水平最好的宣传，扩大我校在社会上的积极影响，展示我校在拔尖创新人才培养方面取得的优异成绩，在社会引领服务方面做出的贡献。竞赛章程
第一章 总则
第一条 大学生节能减排社会实践与科技竞赛（以下简称“节能减排竞赛”）是节能减排全民行动的重要组成部分。举办竞赛目的在于，通过竞赛进一步加强节能减排重要意义的宣传，增强大学生节能环保意识、科技创新意识和团队协作精神，扩大大学生科学视野，提高大学生创新设计能力、工程实践能力和社会调查能力。
第二条 节能减排竞赛由教育部高等教育司主办，委托教育部高等学校能源动力学科教学指导委员会组织，部分高校承办，赞助企业协办。
第三条 节能减排竞赛每年举办一次，原则上申报时间为1月份，竞赛时间为8月份。
第二章 组织机构及其职责
第四条 节能减排竞赛设竞赛委员会，竞赛委员会下设专家委员会和组织委员会。
第五条 竞赛委员会由教育部高等教育司聘请教育部高等学校能源动力学科教学指导委员会委员、部分高校有关负责人与专家教授组成。设主任委员一名，副主任委员若干名、秘书长一名、委员若干名，聘期三年。秘书处设在浙江大学。根据工作需要，竞赛委员会可聘请顾问若干名。
第六条 竞赛委员会工作职责：
1、制订、审议、修改竞赛章程和评审规则；
2、聘任专家委员会成员；
3、确定获奖比例；
4、讨论和确定竞赛的承办单位；
5、负责涉及竞赛活动的其他重大问题。
第七条 专家委员会成员由竞赛委员会聘请。设顾问若干名，主任委员一名，副主任委员若干名，委员若干名，秘书长一名。
第八条 专家委员会工作职责：
1、根据评审规则制定本次竞赛的评审实施细则；
2、对参赛作品进行评审，并确定获奖作品等级；
3、负责处理竞赛过程中的有关专业技术问题。
第九条 组织委员会由承办单位有关人员组成。设主任委员一名，副主任委员若干名，委员若干名，并根据工作需要下设若干工作组。具体组织形式由承办单位自定。
第十条 组织委员会工作职责：
1、根据竞赛委员会的决定，实施竞赛的组织筹备工作；
2、负责具体组织实施竞赛的全过程；
3、负责竞赛所需的经费。经费的筹集、管理和使用必须符合国家相关的法律、法规及学校的相关财务制度。
第三章 参赛资格和作品申报
第十一条 参赛学校为普通高等院校。参赛队员应为在竞赛报名起始日前正式注册的全日制非成人教育的高等院校在校中国籍专科生、本科生、研究生（不含在职研究生）。
第十二条 申报参赛的作品以小组申报，每个小组不超过七人。
第四章 作品展示、出版和学术交流
第十三条 参赛作品在现场展览或演示，供专家委员会评审和其它人员观摩。
第十四条 组织委员会在竞赛期间，可以组织多种形式的学术交流活动，如：报告会、论坛、讲座、专家点评等，加强对节能减排活动的宣传。
第十五条 竞赛委员会拥有参赛作品实物模型、结集出版竞赛获奖作品介绍及评委评语的使用权。参赛作品可由作者自行取回，不取回者不退还。
第五章 奖 励
第十六条 节能减排竞赛设立等级奖、单项奖和优秀组织奖三类奖项。
第十七条 等级奖设特等奖（可空缺）、一等奖、二等奖、三等奖和优秀奖。获奖比例由竞赛委员会根据参赛规模的实际情况确定。
第十八条 单项奖由专家委员会提出设立，报竞赛委员会批准。
第十九条 优秀组织奖，由竞赛委员会对竞赛组织中表现突出的单位进行表彰。
第二十条 对参赛获奖的学生和单位，给予不同形式奖励。
第六章 附 则
第二十一条 通过预审的作品，设置十五天公示期。若收到投诉或异议，由竞赛委员会秘书处组织调查，并上报竞赛委员会讨论。经调查确认有违规行为的，则取消该作品参赛资格，并予以通报。
第二十二条 竞赛承办单位可以节能减排竞赛委员会的名义寻求赞助和冠名，经主办单位审核后，方可实施。
第二十三条 为了补充竞赛所需经费，参加全国竞赛作品的作者所在学校应交纳一定数额的参赛费。
第二十四条 竞赛要提倡节约，体现节能减排精神。
第二十五条 本章程未尽事宜，由节能减排竞赛委员会负责解释。
第二十六条 本章程自节能减排竞赛委员会审议通过之日起生效，解释权归竞赛委员会。
芬兰拉彭兰塔工业大学（LUT University）太阳能经济学教授克里斯蒂安·布雷耶的研究小组，对通往未来零排放能源系统的过渡转化途径进行了建模。他说：“世界必须尽快、安全且经济高效地实现零温室气体净排放，需要对能源系统进行去化石化，要做到这一点，需要为世界每个地区提供技术上可行、成本优化的能源系统转化的过渡途径。我们的计算对如何实现转化给出了答案。”
LUT的成本优化模型发布于2019年，模型展示了如何实现净零碳排放的全球能源系统。在该模型中，实现零排放的一年中，太阳能光伏板（PV）满足了所有用途的全球能源总需求的69％。其余的来自风能、生物质和废物、水力发电和地热能。
布雷耶强调，他的零排放情景不包括核电，因为它“太贵了”。光伏技术正变得越来越便宜；另一方面，核电站的建设成本却在上升。此外，安装和运行太阳能发电厂更容易、更快、风险更低。
LUT研究人员基于太阳能的模型提出了两个问题。
首先，如果要实现将全球变暖保持在1.5摄氏度（2.7 F）以下的国际公认目标，那么到什么时间点地球温室气体排放必须达到净零排放呢？
其次，如果要实现这一气候目标，必须建成多少座太阳能电池板制造厂呢？何时建成才能满足太阳能在所有能源生产中高达三分之二呢？
英国利兹大学的气候科学家Piers Forster说：到2021年初，要使全球变暖保持在1.5摄氏度以下，人类最多可以向空气中释放出1,950亿吨二氧化碳，而自工业革命开始以来，人类已经向大气排放了1,700亿吨二氧化碳。
仅在2019年，全球排放总量约为40亿吨二氧化碳。如果未来几年的排放量大致维持在2019年的水平（很有可能），则剩余的二氧化碳排放预算将在2025年底之前用完。在那之后，世界将处于碳超标状态，并可能导致气候变化更危险。
布雷耶说：“我们必须在2025年之后尽快实现零排放。目前零排放的政治目标年是2050年，为时已晚。”
为了避免危险的气候变化和长期海平面上升，现在释放到大气中的大部分碳都必须在未来几十年内收回，那将是非常昂贵的。布雷耶认为，更快地扩展可再生能源系统并尽快关闭燃煤发电厂将便宜得多。
原因如下：产生一兆瓦时的燃煤电力会导致大约1吨的二氧化碳排放。从长远来看，如果将二氧化碳永久存储起来，每吨成本可能约为100欧元。相比之下，到2020年，一兆瓦时的电力在德国的电力平均交换成本为33欧元。这意味着燃煤发电实际上比没有碳排放的光伏发电或风力发电厂的电价贵四倍。
布雷耶表示：“这还不包括燃煤发电厂排放的重金属的 健康 成本。公共卫生专家估算，仅在德国，这种污染每年就造成约5,000人过早死亡，而在亚洲，这一数字将近一百万。”
LUT模型估计，实现净零排放的地球，将有90％来自电力，而不是化石燃料，其中69％的电力将来自太阳能光伏。为了实现这一目标，需要多少个巨型光伏组件工厂呢？需要何时建成呢？
这取决于我们对世界仅剩的200亿吨二氧化碳碳预算的紧张程度。让我们想象一下到2035年完全由可再生能源驱动的全球系统，并假设新的光伏工厂将在2025年建成，因此它们可以在10年内完成工作。
迄今为止，全球最大的光伏组件工厂正在中国安徽省建设。根据开发商协鑫集成 科技 股份有限公司的公告，其年生产能力为60GW（GW或吉瓦，功率单位，1GW=10亿瓦），该项目总投资180亿元，其中固定资产总投资约120亿元，在2020年至2023年分四年四期投资建设。2020年全球光伏产能约为200GW，其中大部分在中国。
LUT模型预计，当全球实现碳中和，全球已安装的可再生能源发电量为78,000GW。其中包括63,400GW的太阳能PV，约8,800GW将在欧洲。
我们能否在2024年之前建成足够多的工厂，并到2035年生产所需数量的太阳能电池板呢？答案是：差远了！根据当前的行业计划，到2024年，将仅建立400GW的年PV生产能力，并且全球仅生产、安装了约1,500GW的PV。为了在2035年之前实现零排放且三分之二的能源来自太阳能，在2025至2035年之间生产、安装另外62,000GW的光伏，即每年6,200GW。
这意味着想要应对气候变化挑战，到2024年，我们将需要至少再建设100个与安徽60GW光伏组件工厂相同规模的超级工厂，以实现合计6,000 GW的年生产能力。如果欧洲要生产自己的光伏组件，而不是进口光伏组件，那么这100家巨型工厂中的15家必须设在欧洲。
这些数字告诉我们，作为全球净零排放竞赛的核心要素，可再生能源的快速扩张在技术上是可行的。毕竟，人类肯定有能力建造和经营100家巨型工厂。当前面临的关键问题是：我们是否会认真对待气候科学家的警告，撸起袖子加油干呢？
去年12月16日-18日召开的中央经济工作会议上，第一次将“做好碳达峰、碳中和工作”列入年度重点任务之一。也是第一次将碳达峰和碳中和目标，写入正在编制的经济和 社会 发展“五年”规划。
此前高层指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。（又称30.60目标）这是中国首次向全球明确实现碳中和的时间点，也是迄今为止各国中作出的最大减少全球变暖预期的气候承诺。
在高层明确任务之后，多部委也开始响应：
12月20日，发改委强调要部署开展碳达峰、碳中和相关工作；
12月21日，央行表示为了实现碳中和目标，会加大对新能源产业、能源高效利用产业的金融支持；
12月22日，生态环境部副部长透露，生态环境部正制定2030年前碳排放达峰行动计划、行动方案，支持有条件的地区率先达到碳排放峰值。
不过，我国碳排放强度依然很大。从行业看，电力行业碳排放占比达到41%，因此加速调整能源结构迫在眉睫。据《中国实现碳中和的路径建议》研究报告，实现“碳中和”目标的多种可行方案中，“加速可再生能源转型”是其中最有效的路径之一。即如果中国持续提升公路运输、建筑和工业领域的直接电气化程度，且通过普及零碳电力（太阳能等清洁能源发电）供应，构建规模更大、更清洁化的电力系统。那么，电力行业的碳排放量最快可于2024年达峰，此后将迅速下降。
国家能源局新能源司的最新预计是，到今年年底光伏发电装机规模将超过风电，成为全国第三大电源。根据国家能源局目前的测算情况，“十四五”新增光伏发电装机规模需求将远高于“十三五”。中国光伏行业协会也预计，中国年均光伏新增装机规模将在70GW到90GW之间，是当前年均新增装机量的两倍有余。
此外，用户光伏空间正在打开。华创证券指出，预计今年我国光伏新增装机量将会在35GW左右，如用户新增装机量达到10GW，占比将会超过28.5%，意味着光伏正在走向寻常百姓家。用户光伏潜在空间巨大，价值尚未被完全开发。按10%的渗透率和3.5元/W的单瓦价值计算，市场空间或达1.4万亿元。
据不完全统计，除目前已实现“碳中和”的苏里南和不丹两个国家外，瑞典、英国等6个国家已立法“碳中和”，欧盟作为整体和加拿大等5个国家地区处于“碳中和”立法状态（进程），中国、日本等14个国家发布了“碳中和”政策宣示文档。
全球范围“碳中和”目标的实现，都绕不开依赖于发展、利用以光伏为代表的可再生能源、清洁能源。2019年，中国硅料、硅片、电池片、组件占全球产量的比重分别达到了67%、98%、83%和77%，而中国生产的光伏产品，60%-70%出口到了全球各地。全球光伏组件出口商前十名中，绝大多数都是中国企业。作为全球最大的光伏生产基地，全球碳中和也意味着，全世界电力系统将更加依赖于中国光伏！
