光伏电站--碳减排和碳交易 如何核算?如何进行CCER开发?
碳减排、 碳交易 、碳配额、 碳资产管理
全球二氧化碳的大量排放不仅造成严重的环境污染问题,也造成全球灾害性天气频发,严重的威胁着人类和地球其它生命的生存。
碳达峰、碳中和目标的出台,为我国未来绿色低碳发展绘制了美好蓝图。但也要看到,我国处于工业化发展阶段,工业技术和耗能、排放水平比发达国家仍有较大差距,我国要实现碳达峰和碳中和的目标面临着巨大的压力和挑战。要实现这个目标,我国不仅要努力提高制造业技术水平,加大节能减排力度,更需要改变能源结构,减少高耗能。
我国碳达峰和碳中和的目标的确定,将进一步推进绿色经济发展和城镇化、工业化、电气化改革,对新能源特别是电力清洁化发展有着重要意义。
近年来,碳排放交易已经逐渐成为一个热门话题。今天我们来谈谈光伏发电站到底能减排多少二氧化碳温室气体。
我们以一个1MW的光伏发电站为例来做计算。首先需要说明的是我国地缘辽阔,各地的太阳能辐射资源不同,不同地区安装的同容量的光伏发电站的发电量是有很大差异的。如果我们以江浙地区和甘肃河西走廊地区的光伏发电站为例来做分析。
▲工商业屋顶光伏电站
我们知道,江浙一带的最佳倾角光伏阵列表面年太阳能辐射量通常在1300kWh/m²左右,而西北地区河西走廊一带太阳能辐射资源比较丰富,大约是2000kWh/m²左右。
江浙一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达100万kWh。
河西走廊一带的1MW光伏发电站电站首年发电量可达160万kWh。
与常规煤热发电站相比,1MW的光伏发电站每年分别可节省405-630吨标准煤, 减排1036-1600吨二氧化碳,9.7-15.0吨二氧化硫,2.8-4.4吨氮氧化物。
按照目前碳排放40元/吨左右的平均交易价格计算,1MW的光伏电站每年碳减排交易的收益约4.1-6.4万元左右。
1997年,全球100多个国家签署了《京都议定书》,碳排放权成为了一种商品,碳交易成为碳减排的核心手段之一。目前,全球有几十个碳交易体系。2020年,全球碳市场交易规模达2290亿欧元,同比上涨18%,碳交易总量达103亿吨。碳排放价格从平均每吨25欧元翻倍至2021年5月初的每吨50欧元左右。
我国碳交易工作也已经开展了十余年了,全国有北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、和福建等八个地区已经开展了碳交易试点,完成了近5亿吨二氧化碳排放量的交易,成交额上百亿元。同时各地科技厅等部门都有从事的清洁能源机制的机构或碳排放管理部门。
据了解,目前我国碳排放交易价是每吨20-52元,和国际市场比,碳排放价格还是比较低的,但是随着国家“双碳”目标和国际化的推进,碳排放价格上涨的趋势是必然的。我国目前有装机240GW的光伏发电站,年发电量1172亿kWh减排二氧化碳11684.8万吨。每年有价值约4000万元-6000万元的排放配额指标可用于市场交易。光伏发电不仅可以直接通过售电获得经济效益,同时还可以通过碳排放交易获得额外的经济收入。
我们认为,未来我国将进一步加大各地碳排放配额管理和发展碳排放市场交易,推动新能源的发展和“双碳”目标的实现。
(注:计算公式:1 度电 = 0.39 kg 煤 = 0.997 kg 二氧化碳 = 0.00936 kg二氧化硫 = 0.00273 kg 氮氧化物)
那如何计算二氧化碳减排量的多少呢?
以发电厂为例,节约1度电或1公斤煤到底减排了多少“二氧化碳”?
根据专家统计:每节约1度(千瓦时)电,就相应节约了0.328千克标准煤,同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。每使用光伏电站所发的一度电是同样道理。
以1MWp光伏电站为例。
减少二氧化碳减排量:
近日,浙江省乐清市有序用电工作领导小组办公室文件印发 乐有序用电办[2021]4号《关于调整C级有序用电方案的通知》,文件中明确:轮到停用的企业当天0点到24点全部停止生产用电,但是企业屋顶光伏发电不在控制范围!免受限电影响,能控制用电成本还想增加碳交易收入的各位企业可以尽快在屋顶安装光伏电站了!
光伏电站碳交易额外创收计算案例
这里以上数据可以看出,1MW光伏电站每年可以减少1196.4吨的二氧化碳减排量。按20元/吨(23日碳市场收盘价43.85元/吨)成交价计算,这座1MW的光伏电站每年可获得2.4万元左右的收益。25年将获得60万左右收益,这还没有算更高的发电收益。按市场价格(排除原料涨价因素),一座1MW光伏电站的投入成本大概350万左右,碳排放权交易给工商业光伏电站带来的额外收益还是非常明显的!
一、年发电量是多少?
根据北京市太阳能资源情况,安装角度为35°时,光伏年峰值利用小时数为1536.65h,考虑到79%的系统效率,等效年发电利用小时数为1213.95h,在25年的运营期,光伏组件的发电衰减率按20%计算。
根据分布式光伏发电量常用的简化计算公式:L=W×H×η,其中L为年发电量,W为装机容量,H为年峰值利用小时数,η为光伏电站的系统效率,H×η为年等效利用小时数。
计算可知,20kW光伏电站的首年发电量为:
20kW×1213.95h=24.28MWh
按照10年衰减10%,25年衰减20%计算,25年的发电量情况见下表:
表1 北京地区20kW分布式光伏电站发电量计算
二、碳减排量是多少?
根据《联网的可再生能源发电》、《可再生能源并网发电方法学》、《广东省安装分布式光伏发电系统碳普惠方法学》等与分布式光伏发电相关的自愿碳减排量核算方法学,分布式光伏碳减排量核算周期以自然年为计算单位,减排量即为基准线排放量,也就是不安装使用分布式光伏发电系统,使用电网供电所产生的二氧化碳排放量。简化的减排量计算公式:
式中:ERy为安装并运行分布式光伏发电系统在第y年的减排量(tCO2/yr),BEy是第y年的基准线排放量(tCO2/yr),EGPJ,y是第y年由于安装分布式光伏发电系统并运行所发电量(MWh/yr),EFgrid,CM,y是第y年区域电网组合边际CO2排放因子(tCO2/MWh)。
根据《CM-001-V02可再生能源并网发电方法学》(第二版),组合边际CO2排放因子EFgrid,CM,y计算方法如下:
式中:EFgrid,OM,y和EFgrid,BM,y分别为第y年电量边际排放因子和容量边际排放因子,单位均为tCO2/MWh,采用国家发改委最新公布的区域电网基准线排放因子。WOM和WBM分别为电量边际排放因子和容量边际排放因子的权重。
根据方法学规定,对于太阳能发电项目,第一计入期和后续计入期,WOM=0.75,WBM=0.25。
查阅官方资料,最新公布的排放因子为生态环境部2020年12月29日发布的2019年度减排项目中国区域电网基准线排放因子。
北京市属于华北区域电网,其2019年度的组合边际CO2排放因子:
按照2019年度的电网基准线排放因子,北京地区20kW分布式光伏电站的首年碳减排量为:24.28×0.8269=20.08(tCO2);
25年运营期的年均碳减排量为:21.62×0.8269=17.88(tCO2);
25年的总减排量为:540.45×0.8269=446.9(tCO2)。
随着清洁能源装机比例的不断提高,电网基准线排放因子也有逐年降低的趋势,因此,实际核准的总碳减排量可能会比本文计算结果偏低。
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三、碳交易实现路径?
上节计算得出了分布式光伏的碳减排量,怎样才能在碳市场通过交易获得收益呢?
财政部于2021年8月在对关于可再生能源补贴问题的回复中指出:“将进一步完善我国绿证核发交易管理机制和碳排放权交易机制,通过绿证和碳排放权交易合理补贴新能源环境效益,为新能源健康发展提供有力支撑”。以下分别从碳交易和绿证交易进行分析。
一、CCER碳交易是什么?
具体而言,CCER是指国家核证自愿减排量,排放企业需要按照减去自愿减排量的排放量来进行生产经营活动,如果排放超额,就要受到处罚,如果不想受到处罚,则可以向拥有多余配额的企业购买排放权。
在这一机制下,可以促进企业进行技术升级来减少碳排放量,从而达到节能减排的效果,同时也提高了生产经营效率。
目前我国的碳排放交易体系正在不断的完善当中,国内首个碳排放交易市场于2013年6月18日在深圳启动,目前国内共有7家碳排放交易所,碳排放交易第一阶段涉及16个行业,包括钢铁、石化、有色、电力等10个工业行业,以及航空、港口、机场、宾馆等6个非工业行业。
二、如何申请CCER
1、申请的过程
2、申请过程项目业主的工作
三、项目开发的前期评估
项目开发之前需要通过专业的咨询机构或技术人员对项目进行评估,判断该项目是否可以开发成为CCER项目,主要依据是评估该项目是否符合国家主管部门备案的CCER方法学的适用条件以及是否满足额外性论证的要求。
方法学是指用于确定项目基准线、论证额外性、计算减排量、制定监测计划等的方法指南。截止到目前,国家发改委已在信息平台分四批公布了178个备案的CCER方法学,其中由联合国清洁发展机制(CDM)方法学转化173个,新开发5个;含常规项目方法学96个,小型项目方法学78个,林业草原项目方法学4个。这些方法学已基本涵盖了国内CCER项目开发的适用领域,为国内的业主企业开发自愿减排项目提供了广阔的选择空间。
另外,《指南》也规定了国内CCER项目开发的16个专业领域,如下表所示。
额外性是指项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的, 即这种项目及其减排量在没有外来的CCER项目支持情况下, 存在财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素, 依靠项目业主的现有条件难以实现。
如果所评估项目符合方法学的适用条件并满足额外性论证的要求,咨询机构将依照方法学计算项目活动产生的减排量并参考碳交易市场的CCER价格,进一步估算项目开发的减排收益。CCER项目的开发成本,主要包括编制项目文件与监测计划的咨询费用以及出具审定报告与核证报告的第三方费用等。项目业主以此分析项目开发的成本及收益,决定是否将项目开发为CCER项目并确定每次核证的监测期长度。
2.项目开发流程
CCER项目的开发流程在很大程度上沿袭了清洁发展机制(CDM)项目的框架和思路,主要包括6个步骤,依次是:项目文件设计、项目审定、项目备案、项目实施与监测、减排量核查与核证、减排量签发。
(1)设计项目文件
设计项目文件是CCER项目开发的起点。项目设计文件(PDD)是申请CCER项目的必要依据,是体现项目合格性并进一步计算与核证减排量的重要参考。项目设计文件的编写需要依据从国家发改委网站上获取的最新格式和填写指南,审定机构同时对提交的项目设计文件的完整性进行审定。2014年2月底,国家发改委根据国内开发CCER项目的具体要求设计了项目设计文件模板(第1.1版)并在信息平台公布。项目文件可以由项目业主自行撰写,也可由咨询机构协助项目业主完成。
(2)项目审定程序
项目业主提交CCER项目的备案申请材料后,需经过审定程序才能够在国家主管部门进行备案。审定程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、审定准备、项目设计文件公示、文件评审、现场访问、审定报告的编写及内部评审、审定报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。
另外,项目业主申请CCER项目备案须准备并提交的材料包括:
① 项目备案申请函和申请表;
② 项目概况说明;
③ 企业的营业执照;
④ 项目可研报告审批文件、项目核准文件或项目备案文件;
⑤ 项目环评审批文件;
⑥ 项目节能评估和审查意见;
⑦ 项目开工时间证明文件;
⑧ 采用经国家主管部门备案的方法学编制的项目设计文件;
⑨ 项目审定报告。
国家主管部门接到项目备案申请材料后,首先会委托专家进行评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。
(3)减排量核证程序
经备案的CCER项目产生减排量后,项目业主在向国家主管部门申请减排量签发前,应由经国家主管部门备案的核证机构核证,并出具减排量核证报告。
核证程序主要包括准备、实施、报告三个阶段,具体包括合同签订、核证准备、监测报告公示、文件评审、现场访问、核证报告的编写及内部评审、核证报告的交付并上传至国家发改委网站等7个步骤。
项目业主申请减排量备案须提交以下材料:
① 减排量备案申请函;
② 监测报告;
③ 减排量核证报告。
监测报告是记录减排项目数据管理、质量保证和控制程序的重要依据,是项目活动产生的减排量在事后可报告、可核证的重要保证。监测报告可由项目业主编制,或由项目业主委托的咨询机构编制。
国家主管部门接到减排量签发申请材料后,首先会委托专家进行技术评估,评估时间不超过30个工作日;然后主管部门对减排量备案申请进行审查,审查时间不超过30个工作日(不含专家评估时间)。
四、项目开发周期
如前所述的CCER项目备案申请的4类项目中,第一类项目为项目业主新开发项目,开发周期相对较长;第二类项目虽然获得作为CDM项目的批准,但是在开发流程上与第一类项目相同,开发周期同样较长;而第三、四类项目由于是在CDM项目开发基础上转化,开发周期相对较短。一个CCER项目的开发流程及周期如下图所示。
据此估算,一个CCER的开发周期最少要有5个月。在整个项目开发过程中,还要考虑到不同类型项目的开发难易程度、项目业主与咨询机构及第三方机构的沟通过程、审定及核证程序中的澄清不符合要求,以及编写审定、核证报告及内部评审等环节的成本时间,通常情况下一个CCER项目开发时间周期都会超过5个月。
除上述项目开发流程,一个CCER项目成功备案并获得减排量签发,还需经过国家发改委的审核批准过程。由上述项目审定及减排量签发程序,可以推算国家主管部门组织专家评估并进行审核批准的时间周期在60~120个工作日之间,即大约需要3~6个月时间。
综上累加上述项目开发及发改委审批的时间,正常情况下,一个CCER项目从着手开发到最终实现减排量签发的最短时间周期要有8个月。
国内碳排放权交易试点的“两省五市”碳交易体系已为CCER进入各自的碳交易市场开放通道,皆允许CCER作为抵消限制进入碳交易市场,使用比例为5%~10%。作为抵消机制的CCER进入“两省五市”碳排放权交易市场,将会扩大市场参与并降低减排成本。
可再生能源是指取之不尽用之不竭的能源,如风能、太阳能、水能.风能的利用是用风车发电机把风能转化为电能.水能是把水的重力势能通过涡轮发电机转化为电能,像三峡水电站.太阳能的利用是指通过太阳能电池板把光能转化为电能.或者直接利用热能,太阳能热水器.
摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),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。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能特点
1) 可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
生物质能应用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,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,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,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。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能在新农村建设中的应用意义
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它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。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。
生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。
生物质能与中国新农村建设
084386 汉语言文学 兰艳丽
摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),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。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能特点
1) 可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
生物质能应用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,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,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,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。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能在新农村建设中的应用意义
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它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。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。
生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。
【1】 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.
【2】 闫廷满.生物质能: 秸秆发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4
【3】 田永淑. 新型秸秆气化炉及净化工艺. 河北唐山,可再生能源 2003.4
【4】 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期
【5】 陈亚中 生物质能源应用前景分析 2008
【6】 百度百科
从风电发展来看,相对于行业发展速度,标准是滞后的。新能源法修改后强调的是规划,同时强调了电网公司的义务,也强调了发电企业的义务。其实政策和行业标准都是推动这个行业发展的手段和方式,标准并不是限制行业发展的。比如,风电大规模发展,国内外的各种标准,恰恰是保障这个行业有序稳定发展相适应的政策。目前风电行业出现的问题,是和标准滞后有关联的,包括设备制造业。因此,标准和相应检测手段是支撑这个行业稳定和发展的基础性工作。
我国的光伏并网产业还处于发展的初级阶段,光伏并网标准还不够健全,目前已经颁布的光伏并网标准主要有:GB/Z19964-2005《光伏发电站接入电力系统技术规定》、GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》、GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》、SJ/T11127-1997《光伏(PV)发电系统过电压保护-导则》、Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》、Q/GDW618-2011《光伏电站接入电网测试规程》等。
目前,正在制定的标准有国标9项、行标18项、企标5项,主要有:GB19964《光伏发电站接入电力系统技术规定》(修订)、光伏发电站无功补偿技术规范(国标)、光伏发电系统接入配电网技术规定(国标)、光伏发电站接入电网检测规程(国标)、光伏发电站并网运行控制规范(国标)、光伏发电站低电压穿越检测技术规程(行标)、光伏发电站逆变器防孤岛效应检测技术规程(行标)、光伏发电站逆变器电能质量检测技术规程(行标)等。
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优点:
①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区; ④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点:
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③发电成本高
2地热能
优点:
1.地热能是较为可靠的可再生能源,这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。
2.地热能确实是较为理想的清洁能源,能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体, 地热发电现状对地球环境不产生危害。
缺点:
1.严格的地域限制
2.需要大量资金和技术
3.核能
优点:
1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。
2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。
3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。
4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。
5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。
缺点:
1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。
3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。
4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。
5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。
6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。
4.生物能发电
优点:
1.原料丰富
2.潜力将十分巨大
3.环保,无污染
缺点:
1:缺乏核心技术和设备:因为到目前为止,用于生物质焚烧发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备都产自国外,国内尚未制造厂家。所以投资后的物质发电产业很有可能长时间受制于国外
2:发电营运成本偏高:生物质发电成本远高于常规能源发电成本,约为煤电的1.5倍。成本高主要有:
1初期投入高,生物质发电投入成本为10000元/kw左右,而常规火电投入成本仅为6000元/kw。
2机组热效率低于常规火电,现在新建的常规火电机组一般都在300MW以上,而国内可建的发电机组最大容量为30MW
3燃料成本较高
3生物质秸杆燃料组织困难:主要有3点(1)收购难(2)储存难(3)运输难
5潮汐能
优点:
1.潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源
2.它是一种相对稳定的可靠能源,很少受气候、水文等自然因素的影响,全年总发电量稳定,不存在丰、枯水年和丰、枯水期影响。
3.潮汐电站不需淹没大量农田构成水库,因此,不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题
4.潮汐能开发一次能源和二次能源相结合,不用燃料,不受一次能源价格的影响
5.机组台数多,不用设置备用机组
缺点:
1.潮差和水头在一日内经常变化,在无特殊调节措施时,出力有间歇性,给用户带来不便
2.潮汐存在半月变化,潮差可相差二倍,故保证出力、装机的年利用小时数也低
3.潮汐电站建在港湾海口,通常水深坝长,施工、地基处理及防淤等问题较困难
4.潮汐电站是低水头、大流量的发电形式。涨落潮水流方向相反,敌水轮机体积大,耗钢量多, 进出水建筑物结构复杂
6风能
优点:
1、清洁,环境效益好;
2、可再生,永不枯竭;
3、基建周期短;
4、装机规模灵活。
缺点:
1、噪声,视觉污染;
2、占用大片土地;
3、不稳定,不可控;
4、目前成本仍然很高。
5、影响鸟类。
7.氢能
优点:
1启动快和比较灵活
2结构简单,维修方便
3.可吸收多余的电来进行电解水,生产氢和氧
4.氢和氧还可直接改变常规火力发电机组的运行状况,提高电站的发电能力
缺点:
1.成本过高
2.氢气来源问题
3.技术不过关
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北京 — 如果全世界上人口最多的国家:中国,为了国家发展的需要,多采用例如风力和 分类: 地理 时间:2006/12/17 哪个国家有使用可再生能源???急...急...急...10分!!!!!! 中国香港对可再生能源未来会有咩发展???中国香港在发展可再生能源方面未能追上很多已发展国家,原因之一,是现时两间电力公司没有开放电网,亦不需要联网,令可再生能源的发电成本大大增加。这不但不利于本地的再生能源发展,亦不利于从广东省输入可再生能源来港。为了长远发展可再生能源而作好准备, *** 实在有必要促请两间电力 分类: 环境自然 时间:2007/03/14 什么是「不可再生能源」和「可再生能源」? 电力是我们日常生活中不可或缺的部分。然而, 地球的化石资源始终有限,因此我们不时会听到有人谈到可再生能源。可再生能源其实是自然产生、循环不息的能源,除了直接或间接来自太阳,亦可由地底深处的热能产生。此外,由水力、地热、风力、太阳能和潮汐、波浪和海洋等产生的能源,也属于可再生能源。地球上有多少种类的可 分类: 其他 时间:2006/12/07 中国可再生能源 中国
北京 — 如果全世界上人口最多的国家:中国,为了国家发展的需要,多采用例如风力和太阳能等的可再生能源;既可以制止气候恶化,也为13亿人民提供无穷无尽、清洁和安全的能源,那将是一件多么理想的事情! 这并不只是“理想”,现实是,中国作为发展中国家的领导者,正在迈出发展可再生能源的重要一步。广东的 分类: 中小学校 时间:2006/11/24 全球人口及用再生能源 全球人口趋势 『联合国人口基金会』于一九九八年七月十二日--世界人口日宣布,全球人口于一九九九年六月将超过六十亿。基金会最近一次发布统计数字是在去年七月,当时全球人口为五十八亿,媒体预测,二○二五年全球人口将多达八 十亿四千万。 世界人口成长的最高峰期是一九六○年代初期,当时世界人囗每年大约 分类: 气象 时间:2007/01/27 可再生能源 可再生能源电力是我们日常生活中不可或缺的部分。然而, 地球的化石资源始终有限,因此我们不时会听到有人谈到可再生能源。 风轮机可再生能源其实是自然产生、循环不息的能源,除了直接或间接来自太阳,亦可由地底深处的热能产生。此外,由水力、地热、风力、太阳能和潮汐、波浪和海洋等产生的能源,也属于可再生能源。地 分类: 其他 时间:2007/03/29 再生能源系咩黎?? <新 及 可 再生能源>「 新 能源 」 或 「 新 及 可 再生能源 」 泛指 传统 化石 燃料 ﹝ 石油 、 煤 、 天然气 ﹞ 及 核能 以外 的 能源 资源 或 能源 载体 , 包括 可 再生 及 不可 再生 的 分类: 其他 时间:2006/11/22 12345678910 下一页 .search.yahoo/search/kp?p=%E5%86%8D%E7%94%9F%E8%83%BD%E6%BA%90+&ei=UTF-8&fr=FP-tab-web-t-ac&x=drt
参考: .search.yahoo/search/kp?p=%E5%86%8D%E7%94%9F%E8%83%BD%E6%BA%90+&ei=UTF-8&fr=FP-tab-web-t-ac&x=drt
可以循环再用的能源 好似太阳能 风能 呢一D都系再生能源
参考: 自己
可再生能源(英语:Renewable Energy)为来自大自然的能源,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,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。
可再生资源包括气候资源、生物资源、水资源和土地资源四类。
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、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,会自动再生,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源。中国已经下令所有输电公司要把所有可再生能源发电设施接入电网,以结束大量清洁能源闲置的瓶颈。
新能源技术种类:
1、洁净煤:
采用先进的燃烧和污染处理技术和高效清洁的煤炭利用途径(如煤的气化与液化),减少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成为我国乃至全世界的一项重要的战略性任务。
2、太阳能:
太阳向宇宙空间辐射能量极大,而地球所接受的只是其中极其微小的一部分。因地理位置以及季节和气候条件的不同,不同地点和在不同时间里所接受到的太阳能有所差异,地面所接受到的太阳能平均值大致是:北欧地区约为每天每一平方米2千瓦/小时,大部分沙漠地带和大部分热带地区以及阳光充足的干旱地区约为每平方米6千瓦/小时。目前人类所利用的太阳能尚不及能源总消耗量的1%。
3、地热能:
①据测算,在地球的大部分地区,从地表向下每深人100米温度就约升高3℃,地面下35公里处的温度约为1100℃一1300℃,地核的温度则更高达2000℃以上。估计每年从地球内部传到地球表面的热量,约相当于燃烧370亿吨煤所释放的热量。如果只计算地下热水和地下蒸汽的总热量,就是地球上全部煤炭所储藏的热量的1700万倍。
②现在地热能主要用来发电,不过非电应用的途径也十分广阔。世界第一座利用地热发电的试验电站于1904年在意大利运行。地热资源受到普遍重视是本世纪60年代以后的事。目前世界上许多国家都在积极地研究地热资源的开发和利用。地热能主要用来发电,地热发电的装机总容量已达数百万千瓦。中国地热资源也比较丰富,高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。
4、核能:
①核能与传统能源相比,其优越性极为明显。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200一300万吨原煤,大约是每天8列火车的运量。同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。所以,即使不计算把节省下来的煤用作化工原料所带来的经济效益,只是从燃料的运输、储存上来考虑就便利得多和节省得多。据测算,地壳里有经济开采价值的铀矿不超过400万吨,所能释放的能量与石油资源的能量大致相当。如按目前速度消耗,充其量也只能用几十年。不过,在铀235裂变时除产生热能之外还产生多余的中子,这些中子的一部分可与铀238发生核反应,经过一系列变化之后能够得到怀239,而怀239也可以作为核燃料。运用这些方法就能大大扩展宝贵的铀235资源。
②目前,核反应堆还只是利用核的裂变反应,如果可控热核反应发电的设想得以实现,其效益必将极其可观。核能利用的一大问题是安全问题。核电站正常运行时不可避免地会有少量放射性物质随废气、废水排放到周围环境,必须加以严格的控制。现在有不少人担心核电站的放射物会造成危害,其实在人类生活的环境中自古以来就存在着放射性。数据表明,即使人们居住在核电站附近,它所增加的放射性照射剂量也是微不足道的。事实证明,只要认真对待,措施周密,核电站的危害远小于火电站。据专家估计,相对于同等发电量的电站来说,燃煤电站所引起的癌症致死人数比核电站高出50一1000倍,遗传效应也要高出100倍。
5、海洋能:
①海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等,这些都是可再生能源。海水的潮汐运动是月球和太阳的引力所造成的,经计算可知,在日月的共同作用下,潮汐的最大涨落为0.8米左右。由于近岸地带地形等因素的影响,某些海岸的实际潮汐涨落还会大大超过一般数值,例如我国杭州湾的最大潮差为8一9米。潮汐的涨落蕴藏着很可观的能量,据测算全世界可利用的潮汐能约109千瓦,大部集中在比较浅窄的海面上。潮汐能发电是从上世纪50年代才开始的,现已建成的最大的潮汐发电站是法国朗斯河口发电站,它的总装机容量为24万千瓦,年发电量5亿度。我国从50年代末开始兴建了一批潮汐发电站,目前规模最大的是1974年建成的广东省顺德县甘竹滩发电站,装机容量为500。千瓦。浙江和福建沿海是我国建设大型潮汐发电站的比较理想的地区,专家们已经作了大量调研和论证工作,一旦条件成熟便可大规模开发。
②大海里有永不停息的波浪,据估算每一平方公里海面上波浪能的功率约为10x104至20x104千瓦。70年代末我国已开始在南海上使用以波浪能作能源的浮标航标灯。1974年日本建成的波浪能发电装置的功率达到100千瓦。许多国家目前都在积极地进行开发波浪能的研究工作。
③海流亦称洋流,它好比是海洋中的河流,有一定宽度、长度、深度和流速,一般宽度为几十到几百海里之间,长度可达数千海里,深度约几百米,流速通常为1一2海里/小时,最快的可达4?5海里/小时。太平洋上有一条名为"黑潮"的暖流,宽度在100海里左右,平均深度为400米,平均日流速30一80海里,它的流量为陆地上所有河流之总和的20倍。现在一些国家的海流发电的试验装置已在运行之中。
④水是地球上热容量最大的物质,到达地球的太阳辐射能大部分都为海水所吸收,它使海水的表层维持着较高的温度,而深层海水的温度基本上是恒定的,这就造成海洋表层与深层之间的温差。依热力学第二定律,存在着一个高温热源和一个低温热源就可以构成热机对外作功,海水温差能的利用就是根据这个原理。上世纪20年代就已有人作过海水温差能发电的试验。1956年在西非海岸建成了一座大型试验性海水温差能发电站,它利用20℃的温差发出了7500千瓦的电能。
6、超导能:
①超导储能是一种无需经过能量转换而直接储存电能的方式,它将电流导入电感线圈,由于线圈由超导体制成,理论上电流可以无损失地不断循环,直到导出。目前,超导线圈采用的材料主要有铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb3Sn)超导材料、铋系和钇钡铜氧(YBCO)高温超导材料等,这些材料的共同特点是需要运行在液氦或液氮的低温条件下才能保持超导特性。因此,目前一个典型的超导磁储能装置包括超导磁体单元、低温恒温以及电源转换系统等。
②超导磁储能具有能量转换效率高(可达95%)、毫秒级响应速度、大功率和大容量系统、寿命长等特点,但与其它技术相比,超导储能系统的超导材料及维持低温的费用较高。未来要实现超导磁储能的大规模应用,仍需在发展适合液氮温区运行的MJ级系统的超导体,解决高场磁体绕组力学支撑问题,与柔性输电技术结合,进一步降低投资和运行成本,分布式超导磁储能及其有效控制和保护策略等方面开展研究。
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080202机械电子工程
01机电一体化技术与设备
02电站设备优化设计与节能
03机电系统状态监测与故障诊断
04动力机械设计与控制技术
080203机械设计及理论
01数字化设计与制造
02风力发电技术与设备
03创新设计理论与方法
04电力装备结构设计与安全
05先进施工技术与设备
080502材料学
01高温材料性能与寿命评估
02亚微米、纳米表面工程
03电厂金属材料的劣化、磨损、腐蚀与防护
04先进陶瓷材料
05先进金属材料
080701工程热物理
01先进能量系统集成与优化
02强化传热与电力节能
03能量系统技术经济分析
04热力系统和设备的建模、仿真与控制
05分布式能量系统
06可再生能源和燃料电池发电技术
080702热能工程
01热力设备及大型回转机械的安全、经济运行与延寿技术
02节能理论与技术
03能源规划与管理
04电站机组运行优化技术
05电站锅炉技术
06热电联产海水淡化
07环境污染控制
08发电设备状态监测与故障诊断
09发电设备失效预防与绿色再制造技术
080703动力机械及工程
01动力机械优化设计及安全性评估技术
02动力机械状态检测、控制与优化维修
03动力机械运行优化与诊断技术
04风力机及风电场空气动力学
080704流体机械及工程
01泵、风机节能的理论与技术
02流体工程中的噪声、振动机理及控制
03电厂叶轮机械分析及优化设计
04旋转机械CFD技术及应用
05核反应堆热工水力学与结构力学
080705制冷及低温工程
01高效制冷空调系统理论与技术
02制冷与低温系统热物理过程
★080721可再生能源与清洁能源
01风力机叶片气动力分析和优化设计
02风电场优化设计和数值分析
03可再生能源发电技术
04核反应堆工程与安全
081404供热、供燃气、通风及空调工程
01空调系统和建筑节能
083002环境工程
01能源与环境系统工程
02不确定性能源与环境系统模拟与优化
03环境化学
04恢复生态学与基础生态学
002电气与电子工程学院
080801电机与电器
01交流电机及其系统分析与监控
02交流电机状态监测与故障诊断
03电机控制及节能技术
080802电力系统及其自动化
01电力系统分析、运行与控制
02电力系统安全防御与恢复控制
03电力经济分析
04电力系统规划与可靠性
05智能技术及其在电力系统中的应用
06电力系统继电保护
07电力系统自动化技术
08电力系统故障分析与诊断
09高压直流输电与柔性输配电技术
10现代电能质量分析与控制技术
11电力系统电磁兼容
12特高压输变电技术
080803高电压与绝缘技术
01电气设备在线监测与故障诊断
02电气绝缘技术
03放电理论及应用新技术
04电力系统过电压及其防护
080804电力电子与电力传动
01高压直流输电与柔性输配电技术
02现代电能质量分析与控制技术
03可再生能源发电及微电网技术
04电力系统分析、运行与控制
080805电工理论与新技术
01电磁场理论及其应用
02电网络理论及其在电力系统中的应用
03现代电磁测量技术
04电力系统电磁兼容
05电力信息分析与处理
06超导电力技术及应用
07特高压输变电技术
★080821电力经济
01电力系统规划与运行
02电力经济分析
03电力市场
080902电路与系统
01智能控制及应用
02功率电子学及应用
03系统芯片设计及应用
04集成电路设计与应用
05非线性系统及混沌应用技术
080904电磁场与微波技术
01光纤传感技术
02电磁兼容
03计算电磁学
04强辐射电磁场与微波
081001通信与信息系统
01通信网络管理
02传输网技术
03无线通信
04电力系统通信
05语音与图像处理
06现代传感与测量技术
07信息系统与信息安全
081002信号与信息处理
01语音与图像处理
02现代传感与测量技术
03信息系统与信息安全
04实时信号与信息处理
05现代电子系统
06嵌入式系统与智能控制
003可再生能源学院
081501水文学及水资源
01水(能)资源系统规划与管理
02水电能源经济
03水、火电调度自动化系统
04水安全与风险管理理论及应用
05水利水电工程移民监测和评估
06水工结构分析及流体结构相互作用研究
07水电厂和泵站优化运行及复杂水力过渡过程研究
004计算机系
081201计算机系统结构
01计算机体系结构
02嵌入式系统及应用
03计算机网络及应用
04网络信息安全
081202计算机软件与理论
01软件构件/架构技术
02电力智能软件技术
03图形、图像及信息可视化技术
04网络信息安全
081203计算机应用技术
01计算机网络及应用
02智能机器人技术
03人工智能及应用
04计算机测控技术
05数据库与信息系统
06网络信息安全
005自动化系
081101控制理论与控制工程
01电力企业信息化与节能优化技术
02大机组智能优化控制
03先进控制理论及应用
04复杂系统建模、仿真与控制
05智能控制与综合自动化
06网络控制系统
07故障诊断与容错控制
081102检测技术与自动化装置
01新能源系统控制技术
02现代测控新技术
03数据挖掘与信息融合
04智能仪器与智能监控系统
05先进传感技术与信息处理
081103系统工程
01系统综合评价与决策支持
02工业过程综合自动化
03系统建模与仿真
04最优化理论与应用
081104模式识别与智能系统
01智能系统
02分散控制系统
03现场总线装置与系统
04计算机视觉与模式识别
05网络化系统与控制
06语音处理技术与嵌入式系统
006英语系
050201英语语言文学
01语言学及应用语言学(含翻译)
02英美文学及文化
007工商管理学院
020205 产业经济学
产业管制理论与政策
产业组织理论与政策
能源经济与可持续发展
贸易经济与产业发展
投融资理论与应用
020209数量经济学
数量经济学理论与应用
经济计量分析与预测
电力市场经济分析
贸易与金融风险分析
保险与金融资产定价
120100管理科学与工程
管理科学理论与应用
工程建设管理
现代项目管理
信息管理及决策支持
数量模型分析与决策
120201会计学
会计理论与实务
财务管理理论与实务
审计理论与实务
纳税筹划
电力企业财务管理
120202企业管理
企业管理理论与应用
电力企业经营管理
企业信息管理与电子商务
市场营销
人力资源管理
120204技术经济及管理
技术经济评价理论与应用
电力市场理论与应用
技术进步与可持续发展
电力经济管理
工程经济与管理
008数理系
070104应用数学
01信息处理理论与计算技术
02非线性理论及其应用
03数学物理反问题的数值方法与应用
04金融数学中的数值方法与数值预报
05应用概率统计
06优化理论及其应用
07逼近论及其应用
070201理论物理
01计算流体力学
02计算凝聚态物理
03生物物理学
009人文与社会科学学院
030106 诉讼法学
01民事诉讼法学
02 刑事诉讼法学
03国际能源法学
04国际经济法学
05 环境与资源保护法
030505 思想政治教育
01马克思主义理论与思想政治教育
02中国传统文化与思想政治教育
03中外思想政治教育比较
120401行政管理
01政府管理
02公共政策分析
03非政府组织与行业管理