2021年我国可再生能源开发利用规模如何
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。
我非常认可国家进行可再生能源的替代行动,但要想大规模普及,不仅要考虑到清洁能源大规模项目所铺设的人力技术和资源成本。相关的法律规定和政策扶持也必须要尽快跟上。
对于清洁能源的替代和可再生能源的使用,不仅可以促进民生生活的秩序和空气的良好,也能够保障我国的现有生活和未来发展。但在现阶段还有更多的技术难关仍需解决和突破,这也是值得注意和考虑的。
可清洁能源的使用将会造福人民群众,并减少环境污染。
我们本身和自身的环境存在着相互影响的情况,通过可清洁能源不仅可以替代燃料燃烧可能产生的有害废物,也可以更好的保护家园,从而避免未来产生极端的频繁灾害天气对生活和出行造成影响。因此清洁环保能源的存在是非常重要的,对于未来国家之间的能源使用甚至外太空的能源使用技术而言都有着非常重要的前景方向。
许多可再生发电项目会受到地理环境以及天气周期的影响,影响了发电技术的运行和改进。
但不可忽视的是,相关的阻力和问题比如说水能,风能太阳能等,这些清洁项目虽然不会产生污染,但其发电规模和其发电设备会受到地理环境以及天气周期的影响,对于维持地区的长久和稳定发电而言,其实只能起到辅助作用。目前类似诸如核能以及其他的清洁煤发电项目,也受到了国家的关注和行业的研究。
针对可清洁能源的市场推进和研发,相关政策和扶持规定也有待完善。
要想真正的促进替代行动的落实和到位,相关法律法规的政策和扶持规定也是有待完善的。针对于某些企业的研发和分析给予一定的支持,并派遣相应的科研人员进行辅助帮助,可以更好的推进这类可再生能源替代项目的落地。
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。
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。
物质、能量与信息。
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:¾¾ 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
u 能源的定义与源头
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。
能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
而能源是产生能量的源头。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能。
在我们生活的地球上,能源形形色色。总起来说有三个初始来源。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000 万吨煤。
u 能源结构与储量
地球上有哪些能量资源可供我们使用?它们还能维持多久?我们该怎么办?
能源的种类
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源;
二次能源:汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源,
一次能源和二次能源能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
煤的时代
能源结构的变迁历史上,伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油资源的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计
煤炭:~200年
石油、天然气:~50年
核能:无穷多
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移,核能的比例将不断增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用?据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力那么水能呢?我们知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展情况来看,在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易裂变核素
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
易聚变核反应
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀的成份
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要原料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来源于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
专家们预测,核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
1.2 变脏的地球与干净的核电
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染环境吗?核能真是可持续能源吗?
u 能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
能源利用与环境的可持续发展
能源危机
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
浓烟滚滚的火电厂
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%,到2020年达到20%。
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。
4. 全球化
由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
1、实现“双碳”目标:改善能源消费结构是关键
当前,化石能源消耗是我国碳排放的主要来源,数据显示,2019年,煤炭、石油和天然气的消耗占我国CO2排放量的比重合计达90%以上。因此,如何优化能源消费结构,减少化石能源的消耗,是实现“双碳”目标的关键。
据国网能源研究院预测,至2035年,我国化石能源消费量占比将下降至60%至2060年,化石能源消费量占比将下降至81%。而以新能源及可再生能源为主的非化石能源消耗比重将从2020年的18%提升至2060年的81.
2、新能源发电技术:有潜力实现50%的“碳减排”
随着清洁能源发电技术的不断成熟和发电成本的下降,据高盛预测,新能源及可再生能源技术将有潜力促进中国约50%的人为温室气体排放“去碳化”,是中国实现“碳中和”目标中最重要的技术。
在发展重点方面,根据《绿色技术推广目录(2020年)》及相关规划,风能、太阳能发电技术是新能源发电技术的发展重点,其中,有2项风电技术入选《目录》,有3项太阳能发电技术入选《目录》,每项技术的节能、碳减排效益如下:
3、新能源企业技术实践情况
而在技术实践方面,我国代表性新能源企业不断创新研发,将新能源技术广泛应用于国内外项目中:
4、“十四五”时期新能源发电技术发展趋势
在新能源发电技术中,风电和光伏技术是中国能源消费转型的重点。“十四五”时期,我国新能源发电及利用技术的重点如下:
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》
1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多,人均能源消费水平低, 能源需求增长压力大,能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本 上解决我国的能源问题,不断满足经济和社会发展的需要,保护环境, 实现可持续发展,除大力提高能源效率外,加快开发利用可再生能源 是重要的战略选择,也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基 本要求。
2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石 能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,二 氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保, 开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农 村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区,能源基础设施落后,全 国还有约 1150 万人没有电力供应,许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再 生能源资源丰富,加快可再生能源开发利用,一方面可以利用当地资 源,因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题,另一 方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源,使可再生能源成 为农村特色产业,有效延长农业产业链,提高农业效益,增加农民收 入,改善农村环境,促进农村地区经济和社会的可持续发展。
4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。同时, 可再生能源也是高新技术和新兴产业,快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对 调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会 的可持续发展意义重大。
当前,国际石油价格一再飙升,能源消费大国苦不堪言,因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。
到如今为止,可再生能源在全世界的研究热潮方兴未艾,其原因之一,是能源危机日益临近,照2003年的煤炭开采速度,中国的煤炭还可以开采80多年,而中国,是世界上煤炭储藏量最多的国家。海湾地区的石油,在不足四十年之内,也将枯竭。我们设想,如果这一天到来,我们人类会怎么办呢?
所以,无论那个国家,都在瞄准这一方向努力,希望获得技术突破,从而在真正的危机来临之前,摆脱被动的局面。获得世界的主导权。这是一个国家的战略的问题。有一个西方的政治元老说的好,“二十一世纪的能源科技,将会极大的改变世界的政治格局和地缘政治。”
可再生能源的意义远不止此,它还将改变人们的观念。可再生能源是大自然赋予我们的慷慨的礼物,它能极大的摆脱资源的限制,从而减少资源争夺的争斗,给世界带来和平。天凤海雨,取之不尽,用之不竭。并且能从此摆脱人类发展工业带来的环境困扰。它的意义,无论怎样形容,都是毫不过分的。将会给人类带来不仅是生活方式并且还有观念上的新的革命。
再生能源目前取得突破性进展的是风力发电。我国起步较早,但现在落后了。可以看我的《我国风力发电落后的原因》。目前我国的风力发电机组单机容量不大,而国外正在开发的已经达到了7500千瓦,投入运行的德国的风力发电机组已经达到单机容量5000千瓦。落后了不只一代。这两年我国一窝蜂的上风力发电机组,其主机都是从国外进口的,目前发电的成本还高于火电,要靠国家的财政补贴才能度日,就算这样,完全收回成本,也需要十年时间。也就是说,十年之中,我们是给洋鬼子扛活。做洋奴。
除了风力发电,生物质能发电也方兴未艾,主要是直接燃烧生物质,例如秸秆发电,目前国电集团有很多小热电机组投产,效益不错。它的发电方式和常规火电差不多,使用的是链条炉。没有多少技术创新之处。另外的主要是沼气发电,利用细菌发酵产生沼气,燃烧后推动燃气轮机,发电效率较高。但是造价不菲,光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了,最好用半发酵的原料,比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂,但是技术也主要是引进的,光菌种的使用专利,就是不小的费用。太能能发电,在我国近年也有较快的发展,单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内,把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说,尽管太阳能电池板价格下降比较快,它发电的成本竟然是火电的五倍多,投入商业运营还有漫长的路要走。
上面说的几种发电方式,其最大的缺点是在电力系统中无法做主力机组,不能满足电力的大量使用,并且稳定性差。比如风力发电,尽管我国的风力资源很丰富,但是由于风力发电的不稳定性,它的电量经过潮流计算,大约只能占到总发电量的百分之十,如果机组过多,就会影响整个电网的稳定运行,因为风力是不可控的。而另外形式的发电机组,发电量又比较小,难以满足需求。
另外,还有潮汐发电,世界上最大的潮汐电站装机容量达到了20多万千瓦,已经十分可观了。以中国的海岸条件来说,能量密度不大。潮头最高的是浙江、广东沿海。最高的地区潮头达到了8.5米左右。另外还有必须建拦海大坝,施工相当复杂、困难。坝体的维护、机器的防海水腐蚀都需要不菲的费用。费用不说,坝址的选择多有困难。目前我国的海洋局作了海水的能源考察报告,认为我国目前可以开发的潮汐电站大约有一千万千瓦。那么这么一点电量,是远远不能满足需求的。
我国的能源政策,以前写入教科书的是:“大力开发水电,适当发展核电,控制发展火电。”主要是关停小的火电机组。热电例外。我国的电网实际状况是:火电发电量占百分之八十,水电占百分之二十。其余是核电,还占不上个零头。别的发电方式基本可以忽略不计。最近的政策我尽管不了解,但是大力发展核电肯定是提上了日程。因为我国的小水电开发的还不错,能够被利用开发的水电资源也不会很多了。火电日益向大机组、大容量发展。目前已经投产运行的最大的火电机组是100万千瓦。
核电的问题大家尽管不太了解,我个人了解的也不是很深入,但是我想谁也不愿意生活在一个原子弹旁边。这是不得已而为之的一种举措。前苏联的切尔诺贝利电站的泄露事件依然让世人心有余悸。
既然那么多发电方式都有问题,难道能源问题就没有出路了吗?答案是否定的,车到山前必有路。能源的短缺其实是相对的。一方面是燃料价格的不断上扬,一方面随着科学的进步,可再生能源的价格在不停的下降。当二者持平的时候,投资必然向后者倾斜。一个新时代就到来了。但是完全满足电力的需要,除核电外,别的只能作为补充。而不能担任主力机组。这是我们面临的主要问题。也就是说,不发展核电,我们是不是另有出路,这是个问题。
目前显现曙光的是海水的波浪能发电和海流发电。这是比较好的发电方式。不仅国家的研究机构,民间的研究机构和个人也都在一直不停的探索。这种探索甚至可以追溯到三十年前,一位福建的农民用波浪发电船发出了7千瓦功率的电。它的大规模实验还是较近的事。英国投入了大量的资金搞这方面的研究,这个国家地域狭小,资源贫乏,但是四面环海,海洋能十分丰富。另外研究波浪能走在前面的是日本鬼子。
全世界波浪利用的机械设计数以千计,获得专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854-1973年的119年间,英国登记了波浪能发明专利340项,美国为61项。在法国,则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。
60年代,日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产,产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外,还出口,成为仅有的少数商品化波能装备之一。
该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒,靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气,推动涡轮机发电。
日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩,实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案,继续研究改进。
但是我国政府的重视程度明显是不够的,在三十年的时间里,投入的研究经费才一千万多,够几个干部买几辆轿车的钱。而英国在五年的时间里,就投入了数十亿英镑。
波浪能发电的好处显而易见,就是规律性强,能量周期性变化短,如果有大规模的蓄能装置,(比如水库)是可以大规模发电并且作为主力机组的。如果获得突破,取代火电的地位是完全有可能的。
如果要想使波浪能发电取代火电的话,蓄能环节必不可少,最便宜的蓄能方式就是水库,所以,我个人认为,岸上蓄水库加常规水轮发电机组的模式应该是研究方向。也就是说,利用海水的波浪能提水,送到岸边建立的蓄水库里。理由无他,主要是蓄水库蓄能最经济,并且不象常规拦河坝蓄水库一样需要建立很大的大坝。因为河水随着季节变化很大,有丰水期和枯水期。而大海水面几乎是不变化的。另外的理由是在岸上建立蓄水库施工极为方便,没有工程难度,并且维护费用比拦河坝节省多了。对海水腐蚀的影响也比较小。
新能源发电的发展前景
新能源发电的发展前景,我们大家都知道新能源发电的发展前景是挺不错的,可是具体是怎么样的就不太了解的,我 和大家一起来看看新能源发电的发展前景的相关资料,一起来看看吧。
新能源发电的发展前景1(一)全球新能源发电崛起
新能源发电的快速崛起,与世界各国日益重视环境保护,倡导节能减排密切相关。风电、光伏作为最为清洁的能源,受到全球青睐,各国纷纷出台了鼓励新能源发展的措施,促进了风电、光伏等新能源的发展。同时,由于技术的进步,新能源发电的成本也快速下降,是其崛起的另一重要推动力。从1997年-2021年这二十年间,全球新能源发展迅猛。风电装机从7.64GW增长到468.99GW,光伏装机从0.23GW增长到301.47GW,分别增长了60倍和1284倍。风电,光伏发电量快速增长,分别从1997年的12TWh、0.8TWh增长到2021年的959.5TWh、331.1TWh,风电发电量增长了79倍,光伏发电量增长了439倍,已经成为电力供应中不可忽视的电源。
(二) 能源替代,空间广阔
1、新能源在能源结构占比低
在新能源发电替代传统能源的过程中,除了替代传统的燃煤发电外,新能源汽车逐步替代燃油汽车,部分石油消费也可由电能来替代,新能源发电的增长空间非常广阔。从历史情况来看,石油、煤炭、天然气等化石能源在过去一直是满足世界能源需求增长的主要能源。近年来,虽然风电和光伏增长迅猛,但由于基数很低,在全球整个能源消费结构占比还非常小,风电在总的能源消费中占比仅为1.64%,光伏占比仅为0.57%。
2、新能源发电在总发电量占比同样较低
2021年,全球风电发电量在总发电量中的占比为3.87%,光伏占比为1.34%,二者合计仅为5.2%。但风电和光伏由于拥有清洁环保的优势,以及较大的成本下降潜力,未来的发展空间不可限量。
太阳能和风电将主宰未来电力系统。太阳能发电及陆上风电成本将在2040年前分别进一步下降66%及47%,可再生能源将在2030年前实现比大多数化石能源电厂更低的运营成本。到2040年,风电和太阳能将占全球装机总容量的48%及发电量的34%。报告预计新增可再生能源的投资总额将在2040年前达到7.4万亿美元,占全球新增发电投资总额10.2万亿美元中的72%。其中,太阳能投资2.8万亿美元,风电投资3.3万亿美元。
3、我国仍然以煤电为主,替代空间大
截止到2021年三季度末,我国煤电装机10.81亿千瓦,水电3.39亿千瓦,核电3582万千瓦,风电1.57亿千瓦,光伏1.2亿千瓦,生物质1423万千瓦;火电装机占全部装机容量的61.87%,水电装机占19.4%,核电占2.05%,风电占9.0%,光伏占6.87%,生物质占0.81%。从发电量来看,2021年前三季度,我国煤电发电3.45万亿度,水电8147亿度,核电1834亿度,风电2128亿度,光伏857亿度,生物质568亿度。煤电发电量占比高达71.84%,水电占16.95%,核电占3.82%,风电占4.43%,光伏占1.78%,生物质占1.18%。
在我国,煤电无论是装机量还是发电量均占绝对优势,风电、光伏的发电量合计仅占全部发电量的5.21%,而煤电发电量则占全部发电量的71.84%,风电、光伏替代煤电的空间非常巨大。当前,正处于能源替代的关键节点上,由于新能源成本逐步接近甚至低于传统能源,能源替代正在加速进行。
(四)新能源电力保障性政策强劲, , “弃风弃光率”明显好转
2021年以来,我国“弃风弃光率”现象已经明显好转,弃风率下降至12%,同比下降6.7%,弃风电量295.5亿度,同比下降103亿度,实现了弃风率和弃风电量的双降;风电设备利用小时数1386小时,同比增加135小时。弃光率同比下降4%,特别是甘肃、新疆弃光严重的地区,2021年前三个季度的.弃光率分别同比下降了9.2%和7.9%。
新能源发电的发展前景2新能源汽车的优点有:
1、新能源汽车环保。新能源汽车采用的主要是非燃油动力装置,不需要燃烧汽油、柴油等,而是采用清洁能源,比如:电力、太阳能、氢气等。这样,就减少了二氧化碳等气体的排放,从而达到保护环境的目的。
2、省钱。燃油车每公里油费大概0.6-0.8元,但是使用电只需要0.2元。另外,电机结构非常简单不易坏,不需要频繁保养。
3、新能源汽车不用限号出行。因为环境污染严重,为了减轻环境压力,很多城市都采用汽车限号的方式,限制私家车的出行。但是,新能源汽车几乎是零污染、零排放,所以也就不在限号范围内,更方便出行。
4、效率高。一般新能源汽车采用新技术,新结构,使它的效率更高。
新能源汽车的缺点有:
1、充电难、充电慢。因为现在新能源汽车暂未普及,因此很多城市或地区都缺少供新能源汽车充电的充电桩,所以给汽车充电不太方便。除此之外,新能源汽车动力装置系统并不是很成熟,充电比较慢,一般需要数小时,这就不太方便。
2、续航里程较短。对于采用电力的新能源汽车来说,汽车电池的蓄电量有限,所以汽车持续行驶的里程也会受限,一般不能进行较长距离的行驶。
3、售后服务还不成熟。新能源汽车作为汽车行业的“新星”,各方面都还在摸索、改善中,对于新能源汽车的售后维修,尚没有很多熟练的维修人员,不能及时维修,这就给车主带来很大不便。
4、成本较高。电动车为了能反复充电和续航,必然需要锂电池这个额外成本。目前动力锂电池成本大概在2000 元/千瓦时。一辆汽车如果续航500公里需要90度以上的电池。这个成本就是18万了。即使日后可以大规模减轻成本,能达到铅酸电池的成本,也需要8万~9万。
新能源发电的发展前景3新能源汽车的优点:
1、节约燃油能源。一般是用天然气、石油气、氢气、电力作为动力。
2、减少废气排放,有效的保护环境。电动汽车不产生尾气,没有污染。氢能源汽车尾气是水,对环境没有污染。因为基本属于零排放,所以也在限号范围外。
3、效率高。一般新能源汽车采用新技术,新结构,使它的效率更高。
4、噪声低。
新能源汽车缺点:
1、因为新能源汽车处于起步阶段,技术还不是很成熟。所以充电比较慢,需要数小时。
2、车辆保有量低,充电、加气、维修等不太方便。而且新能源汽车充电难,因为普及面小。
3、续航里程短。一般车辆排量较小,动力不足,不适合长距离行驶。
4、价格不低。现在价格在5-10万的新能源汽车,只有纯电动汽车有批量生产,选择性不是太大。
扩展资料:
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
新能源汽车两大阶段:
第一阶段是以混合动力汽车为主,燃料电池车等新能源汽车为辅的发展方向,开拓新能源汽车市场。
第二阶段是在纯电动汽车技术成熟的基础上,纯电动汽车逐步替代混合动力及燃料电池汽车以至于完全占据新能源汽车市场,实现零排放的阶段。中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来,我国提出“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
大力推行可替代能源,也就是说传统的资源将逐渐被替代,能源的结构将逐渐被改变,这是未来发展的最理想的状态,只是说现在是作为一个未来的趋势去推行,不代表现在立马就会推行,前景肯定是有,但难度肯定也不低。
有前景是说传统的资源就是被誉为现代工业发展的三大支柱,石油,天然气,煤炭,这都是不可再生资源。虽然按照现在地球的储量,你现在人类工业发展的速度以及生活的使用强度上来看,再用个两三百年应该是不成太大的问题,但是人们不能真的等到那时候才考虑去更改能源结构啊,那时候黄花菜都凉了。所以现在世界上主要的大国以及发达国家肯定会考虑去降低对传统能源的依赖。逐渐更新自己的能源结构,大的趋势在这肯定有前景。
有困难并且难度相当不小,是因为传统的煤炭石油天然气成为工业发展的三大支柱,并不是说别的能源就不能用。比如说氢气人们电解水就可以制造氢气,它就可以作为一种燃料,那为什么没有把它作为主要燃料呢?因为煤炭石油天然气这三种能源是保存最为实用环境,几乎没有什么限制的。就不说什么其他的新能源,现有的能源体系里面也存在一些可以作为燃料的能源,只不过它在制备保存安全性,使用条件要求等方面存在着较高的要求,不利于低成本的大范围的推广,自然就没有把它作为主要的燃料了。
那人们想真正实现能源结构的更替,去推行更多可替代的可再生能源,这是必然要涉及到一个能源使用模式的问题。现有的能源里面也存在一些可以作为燃料的东西,要让他们的成本更低,安全性更好,使用范围更加广泛,这个需要技术上的突破,不计代价的去推这个东西,结果肯定是失败的。因为要顺应经济发展的趋势,经济发展的需要就是低成本的可控性比较高的能源。