什么是可再生能源?其类型有哪些
可再生能源指的是在自然界可以循环再生,取之不尽,用之不竭的能源。比较常见的可再生能源有太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。
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。
是不可在生的一、全球淡水资源现状——人类面临严峻的挑战
(一)淡水资源的应然状态 地球上总的水体积大约为14亿立方千米,其中只有2.5%是淡水,或者说只有0.35亿立方千米的淡水。大部分的淡水以永久性冰或雪的形式封存于南极洲和格陵兰岛,或成为埋藏很深的地下水。能被人类所利用的水资源主要是湖泊、河流、土壤湿气和埋藏相对较浅的地下水盆地。这些水资源中可用的部分仅有20万立方千米――不足淡水总量的1%,仅为地球上水资源总量的0.01%。这些能够利用的水很多都位于远离人类的地方,进而为水利用带来了复杂的问题。 淡水补给依赖于海洋表面的蒸发。每年海洋要蒸发掉50.5万立方千米的海水,即1.4米厚的水层。此外,陆地表面还要蒸发7.2万立方千米。所有降水中有80%降落到海洋中,即45.8万立方千米/a,其余11.9万立方千米降落于陆地。地表降水量和蒸发量之差(每年约11.9万立方千米减去7.2万立方千米的差额)就形成了地表径流和地下水的补给——大约4.7万立方千米/a。所有径流中,半数以上发生在亚洲和南美洲,很大一部分发生在同一条河中,即亚马孙河,这条河每年要带走6000立方千米的水。
(二)淡水资源实际现状
1、水量缺乏:全世界约有1/3的人生活在中度和高度缺水的地区,在这些地区的淡水消费量超过可更新水资源总量的10%。大约有80个国家,40%的世界人口在1990年代中期严重缺水(CSD 1997b)。根据1997年9月联合国秘书长关于淡水综合估计的报告,人类现在直接或间接利用着世界水供应量的一半以上,全球人均淡水可用量从1950年的17000立方米下降到1995年的7000立方米。到2020年,水的使用量将会提高40%,其中17%以上的水将要用于满足人口增长说引起的食品生长。(世界水联合会2000a)。
2、在过去的一个世纪里,人口增长、工业发展和灌溉农业的扩张是引起水需求增长的三个主要因素。而生活水平的提高也不能不视为水资源需求增长的重要因素。过去的20年中,农业消耗了经济发展中的大部分淡水。规划者一直认为通过增加更多的基础设施来控制水文循环,这样就可以满足不断增长的需水量。从传统上,修筑河坝是保障灌溉用水、水力发电和生活用水的主要手段。世界上最大的227条河流中,已经有大约60%被堤坝、引流、运河等强烈地或者中等程度地切割,同时对淡水生态系统也造成了影响(WCD 2000)。从增加粮食产量和水力发电等方面来看,这些基础设施的确带来了很大的好处。同时,这些基础设施的造价也非常之大。在过去的50年里,堤坝改变了世界河流的形状,使得不同地区约4000万-8000万人口迁移(WCD 2000),导致临近的生态系统发生了不可逆转的变化。
中国已经成为全球可再生能源投资领军者,我国在高度重视环境保护,采取了一系列保护环境的措施,制定了保护环境的相关法律法规,还专门设置了环境保护机构,重视环保志愿者的组织以及开展环保知识全国性宣传教育活动,也因为有完善的体系,在环境保护的领域中得到国际的肯定。
一:中国环境保护政策我们要以预防为主,强化环境管理,落实到每位公民,采取有效的措施,坚决采取谁污染谁负责制度,解决工业污染的问题,整治污染、噪音、污水排放等问题。目前我国有完整的保护环境体系,把环境污染控制在一定的范围内,减少对环境的污染和破坏,有关部门要控制和减少因管理不善带来的环境污染和破坏。
二:宣传环境保护除了要有完整体系之外,大力宣传环境保护是不可少的,我们必须通过各种不同的手段来宣传环境保护。开展公益环境保护讲座,把保护环境的知识带进社区,普及公民环境保护意识,真正把保护环境落到实处,加强环保意识,倡导使用环保袋,减少塑料袋的使用,还要把环保知识传送到每个学校,让孩子从小就有保护环境的意识,只要人们的意识提高了,才能构建干净整洁的家园。
三:空气污染的防空城市的环境空气污染是一个比较严重的问题,必须切实改善空气质量,完善周边交通工作,重视机动车污染问题,尽量选择绿色出行,对特别突出的地方要强化管理检查,采取有效的措施, 严格管控渣土运输带来的环境污染,根据存在的问题改善空气质量方案,通过不断调整制定最符合当地区的措施,从而减少空气环境的污染。
近日,国家能源局在国新办发布会,会上表示我国可再生能源开发利用规模稳居世界第一,可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时,较2012年增长14.6个百分点。据了解,可再生能源具体包括太阳能、风能、水能等。
由于世界人口在不断增多,像石油、煤这些不可再生能源终有一日会枯竭,不可再生资源不仅资源量有限,对大气的污染也不容忽视,现如今已经造成了全球能源紧张和环境恶化。要寻求可持续性发展不能只看眼下,更要着眼未来。随着环境问题和能源危机问题的日益突出,发展可再生新能源刻不容缓。近日,国家能源局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,这和我国对可再生能源开发的重视分不开。
可再生能源指的是来自大自然的能源,例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等,是取之不尽,用之不竭的能源,并且对环境无害或危害极小,同时资源分布广泛,适宜就地开发利用。一、太阳能。太阳辐射能的光热、光电和光化学可直接转换为能源。 二、地热能。地热能独立于太阳能,指来自地球内部的热能资源。三、水能。指的是运用水的势能和动能转换成机械能或电能。四、风能。风力能转化为机械能、电能、热能等各种形式的能量。五、生物质能。植物通过光合作用将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部。六、潮汐能。海水在潮涨和潮落时形成的水能。
能源是我们现代社会赖以生存和发展的基础,能源的供给能力影响着国民经济的可持续性发展,也是国家战略安全保障的基础之一。因此,开发和利用好可再生能源已成为紧迫的课题。
可再生能源替代主要从新能源开发入手。
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。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;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少,水能是非常重要且前景广阔的替代资源。
部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。