中华人民共和国可再生能源法
第一章 总则第一条 为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,制定本法。第二条 本法所称可再生能源,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。
水力发电对本法的适用,由国务院能源主管部门规定,报国务院批准。
通过低效率炉灶直接燃烧方式利用秸秆、薪柴、粪便等,不适用本法。第三条 本法适用于中华人民共和国领域和管辖的其他海域。第四条 国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施,推动可再生能源市场的建立和发展。
国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用,依法保护可再生能源开发利用者的合法权益。第五条 国务院能源主管部门对全国可再生能源的开发利用实施统一管理。国务院有关部门在各自的职责范围内负责有关的可再生能源开发利用管理工作。
县级以上地方人民政府管理能源工作的部门负责本行政区域内可再生能源开发利用的管理工作。县级以上地方人民政府有关部门在各自的职责范围内负责有关的可再生能源开发利用管理工作。第二章 资源调查与发展规划第六条 国务院能源主管部门负责组织和协调全国可再生能源资源的调查,并会同国务院有关部门组织制定资源调查的技术规范。
国务院有关部门在各自的职责范围内负责相关可再生能源资源的调查,调查结果报国务院能源主管部门汇总。
可再生能源资源的调查结果应当公布;但是,国家规定需要保密的内容除外。第七条 国务院能源主管部门根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,制定全国可再生能源开发利用中长期总量目标,报国务院批准后执行,并予公布。
国务院能源主管部门根据前款规定的总量目标和省、自治区、直辖市经济发展与可再生能源资源实际状况,会同省、自治区、直辖市人民政府确定各行政区域可再生能源开发利用中长期目标,并予公布。第八条 国务院能源主管部门根据全国可再生能源开发利用中长期总量目标,会同国务院有关部门,编制全国可再生能源开发利用规划,报国务院批准后实施。
省、自治区、直辖市人民政府管理能源工作的部门根据本行政区域可再生能源开发利用中长期目标,会同本级人民政府有关部门编制本行政区域可再生能源开发利用规划,报本级人民政府批准后实施。
经批准的规划应当公布;但是,国家规定需要保密的内容除外。
经批准的规划需要修改的,须经原批准机关批准。第九条 编制可再生能源开发利用规划,应当征求有关单位、专家和公众的意见,进行科学论证。第三章 产业指导与技术支持第十条 国务院能源主管部门根据全国可再生能源开发利用规划,制定、公布可再生能源产业发展指导目录。第十一条 国务院标准化行政主管部门应当制定、公布国家可再生能源电力的并网技术标准和其他需要在全国范围内统一技术要求的有关可再生能源技术和产品的国家标准。
对前款规定的国家标准中未作规定的技术要求,国务院有关部门可以制定相关的行业标准,并报国务院标准化行政主管部门备案。第十二条 国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步,降低可再生能源产品的生产成本,提高产品质量。
国务院教育行政部门应当将可再生能源知识和技术纳入普通教育、职业教育课程。第四章 推广与应用第十三条 国家鼓励和支持可再生能源并网发电。
建设可再生能源并网发电项目,应当依照法律和国务院的规定取得行政许可或者报送备案。
建设应当取得行政许可的可再生能源并网发电项目,有多人申请同一项目许可的,应当依法通过招标确定被许可人。第十四条 电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议,全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量,并为可再生能源发电提供上网服务。第十五条 国家扶持在电网未覆盖的地区建设可再生能源独立电力系统,为当地生产和生活提供电力服务。
一、选择题
1、《中华人民共和国可再生能源法》通过的日期是:
A 2005年2月28日
B 2005年10月28日
C 2004年2月28日
D 2003年10月1日
2、以下哪一项不是制定《中华人民共和国可再生能源法》的直接目的:
A 促进可再生能源的开发利用
B 增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全
C 保护环境,实现经济社会的可持续发展
D 促进节能
3、《中华人民共和国可再生能源法》是在哪次会议上通过的:
A 第九届全国人民代表大会常务委员会第十次会议通过
B 第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过
C 第十届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过
D 第十届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过
4、以下哪种能源利用方式不是《中华人民共和国可再生能源法》的适用范围:
A 通过低效率炉灶直接燃烧方式利用薪柴
B 通过低效率炉灶直接燃烧方式利用粪便
C 通过低效率炉灶直接燃烧方式利用秸秆
D 以上三项都不是
5、《中华人民共和国可再生能源法》规定,为发展可再生能源,国务院教育行政部门应当将可生能源知识和技术纳入__________。
A 小学、中学教育课程
B 普通教育、职业教育课程
C 中学、大学教育课程
D 职业教育课程
6、《中华人民共和国可再生能源法》的颁布,不可能标志着:
A 我国的能源问题很快就能解决
B 我国对可再生能源的开发利用在认识上的提高
C 我国在可再生能源法制建设上迈出了关键一步
D 我国对可再生能源的重视程度有较大提高
7、下列哪个选项不属于可再生能源产业标准:
A 全国范围内统一技术要求的有关可再生能源技术的国家标准。
B 国家燃煤火电并网技术标准
C 全国范围内统一技术要求的有关可再生能源产品的国家标准
D 国家可再生能源电力的并网技术国家标准。
8、按照我国法规性质分类,《中华人民共和国可再生能源法》是:
A 国家法律
B 中央行政部门的规章
C 地方性法律
D 地方政府的行政规章
9、为了促进可再生能源的利用,《中华人民共和国可再生能源法》规定,国家制定可再生能源发展的中长期目标与规划,以下法律要求含义表述不正确的是哪一项:
A 国家制定可再生能源开发利用中长期总量目标
B 省、自治区、直辖市独立制定可再生能源利用中长期总量目标
C 国家编制全国可再生能源开发利用规划
D 省、自治区、直辖市制定本行政区的可再生能源开发利用规划
10、国家安排资金,除用于支持可再生能源开发利用外,还支持下列哪项工作:
A 可再生能源新技术科学研究和应用示范
B 可再生能源的产品标准和技术规范的制定
C 可再生能源新产品和新技术的应用示范工程
D 以上三个方面都是
11、《中华人民共和国可再生能源法》分为几章。
A 8
B 3
C 5
D 10
12、下列哪一项不属于可再生能源利用:
A 羊八井地热能发电站
B 边远地区的户用光伏发电
C 利用燃气轮机进行天然气发电
D 大中型畜禽养殖场的沼气发电
13、下列哪一项属于可再生能源利用:
A 安装碳捕获技术的煤电
B 户用风力发电系统
C “煤变油”技术
D 洁净煤利用技术
14、以下哪项不是狭义海洋能的表现形式:
A 海上风能
B 潮汐能
C 波浪能
D 温差能、盐差能和海流能
15、以下哪项属于地热能的应用:
A拉萨羊八井的地热发电站
B 云南腾冲旅游风景区的温泉洗浴
C 天津民用住宅的地热集中供热
D 以上三项都是
16、根据《中华人民共和国可再生能源法》,对于可再生能源开发利用的科学技术研究,国家将实施以下哪项措施:
A 将其列为科技发展的优先领域
B 将其列为高技术产业发展的优先领域
C 将其纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划
D 以上三项都正确
17、关于水电,以下哪项是不正确的:
A 2004年我国已经开发了水电3亿千瓦
B我国的水能资源经济和技术可开发量约4亿千瓦
C 水电原理主要是利用河流落差,利用势能发电的
D 水电是清洁的可再生能源
18、根据《中华人民共和国可再生能源法》,我国将采取以下哪项措施促进可再生能源技术的推广利用:
A 将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域
B 推动可再生能源市场的建立和发展
C 国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用,
D 以上三项都正确
19、以下哪项不是我国的能源消费中存在的问题:
A 消费总量大、人均消费水平低、利用技术落后
B 清洁能源所占比例太大
C 能源供应安全问题凸现,石油进口依存度高
D 化石能源消费对环境的压力大
20、我国在编制可再生能源利用规划过程中可以征求以下哪些方面的意见:
A 某省能源办公室
B 李教授,某大学的能源专家
C 李芳,青海偏僻山区农民,她的家还没有用上电
D 以上三项都有可能
21、国务院教育行政部门将可再生能源知识和技术纳入相关教育的课程,以下哪项是其主要目的:
A 提高社会对可再生能源的认识和知识水平
B 提高教育质量,普及中小学教育
C 保证所有人都参与能源开发工作
D 提高人口素质,鼓励计划生育
22、以下哪项不可能得到国家可再生能源科学技术研究支持:
A 可再生能源技术发展路线图的发展
B 电热器的使用推广
C 沼气发电改进技术改进
D 风电高峰值测定方法改进
23、国家扶持在电网未覆盖的地区建设可再生能源_____电力系统。
A 独立
B 并网
C 综合
D 集中
24、可再生能源发电的上网服务由_____提供。
A 发电企业
B 电网企业
C 供电企业
D 变电站
25、按照国务院____主管部门或者___人民政府的规定,石油销售企业应将生物液体燃料纳入燃料销售体系。
A 资源 省级
B 燃料 县级
C 能源 省级
D 能源 县级
26、为了促进太阳能的利用,《中华人民共和国可再生能源法》规定,国家鼓励单位和个人安装和使用以下哪种系统:
A 太阳能热水系统
B 太阳能供热采暖和制冷系统
C 太阳能光伏发电系统
D 以上都是
27、国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能利用系统,国务院建设行政主管部门应当会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的_____。
A 技术政策
B 经济政策
C 技术经济政策
D 行政管理政策
28、 《中华人民共和国可再生能源法》规定,在建筑物的设计和施工中,_____应当为太阳能利用提供必备条件。
A 房地产开发企业
B 建筑单位
C 设计单位
D 施工单位
29、 对已建成的建筑物,在不影响_____的前提下,住户可以安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统。
A 质量
B 安全
C 美观
D 质量与安全
30、 《中华人民共和国可再生能源法》规定,农村地区可再生能源发展规划应由_____以上地方人民政府管理能源工作的部门会同有关部门制定。
A 地区级
B 县级
C 省级
D 市级
31、 各地制定农村地区本地可再生能源发展规划,应当考虑当地________的实际情况。
A 经济社会发展
B 生态保护
C 卫生综合治理需要
D 以上都是
32、 《中华人民共和国可再生能源法》规定,农村地区应因地制宜地推广可再生能源应用技术。下列不属于在农村地区推广的技术类型是:
A 户用太阳能
B 小型风能
C 小型水能
D 大型水电站
33、 制定可再生能源发电上网电价的原则是_______。
A 有利于促进可再生能源开发利用
B 经济合理
C A和B都是
D 成本有效
34、 可再生能源上网电价高于____发电平均上网电价的部分,可以分摊。
A 煤炭
B 天然气
C 石油
D 常规能源
35、 可再生能源上网电价管理具体办法由国务院_______主管部门制定。
A 能源
B 财政
C 价格
D 税收
36、 可再生能源发电费用分摊具体办法由国务院_______主管部门制定。
A 能源
B 财政
C 价格
D 税收
37、 公共可再生能源独立电力系统的销售电价执行同一地区____销售电价。
A 统一
B 分类
C 特殊
D 一般
38、 国家投资或补贴建设的公共可再生能源独立电力系统合理的运行和管理费用超出_____的部分,可依照《中华人民共和国可再生能源法》第二十条规定的办法分摊。
A 平均上网电价
B 煤电上网电价
C 销售电价
D 民用电价
39、 可再生能源热力和燃气的价格制定原则与可再生能源发电价格制定的原则_____。
A 相同
B 不同
C 部分相同
D 以上都不正确
40、 进入城市管网的可再生能源热力和燃气的价格,根据____管理权限确定。
A 行政
B 价格
C 成本
D 职能
41、 如果在中国东部发达地区和西部贫困地区分别开发风力发电项目,且两地风力资源状况相同,那么两地风电上网电价_____。
A 东部高
B 西部高
C 一样
D 关系不确定
42、 生物质发电上网电价中高于电网平均上网电价的部分,可以在____中分摊。
A 发电成本
B 销售电价
C 平均电价
D 收购电价
43、 从本质上来讲,可再生能源发电实行电价分摊机制,最终由_____承担其电价超出电网平均上网电价的部分。
A 发电企业
B 电网企业
C 供电企业
D 消费者
44、 可再生能源上网电价应____。
A 10年内保持不变
B 向社会公开
C 各地区必须相同
D 商业秘密,不可公开
45、 “实行招标的可再生能源发电项目上网电价,与国务院价格主管部门确定的同类可再生能源发电项目的上网电价完全无关。”这种说法_____。
A 正确
B 不正确
C 不完全正确
D 以上都不对
46、 可再生能源发电项目的上网电价,可根据可再生能源_____的发展适时调整。
A 总装机容量
B 设备成本的变化
C 生态环境状况
D 开发利用技术
47、下面的可再生能源开发利用工作,哪一项不能得到国家财政设立的可再生能源发展专项资金的支持。
A科学技术研究
B产品和技术标准的制定
C产品销售
D示范工程
48、_____生活用可再生能源的项目,可以获得可再生能源发展专项资金的支持。
A农村地区、牧区
B全国各地
C城市
D沿海
49、下列哪些项目可以获得可再生能源发展专项资金支持:
A 某企业建设热电联产项目
B 某可再生能源研究所开发新型太阳能利用技术
C 某县新建一座10MW天然气发电厂
D 某地建立超临界发电厂的示范工程
50、下列哪项活动可以获得可再生能源发展专项资金的支持:
A某单位开展可再生能源资源评价
B 通过“村村通电”工程,解决偏远山区用电问题
C 某研究单位开展引进消化风力发电技术
D 以上三项。
51、下列哪项经济活动,有可能获得可再生能源发展专项资金的支持:
A投资建设海上试验风电场
B制定兆瓦级大型风机设备的技术标准
C太阳能光伏发电产业化技术创新
D以上都有可能
52、可再生能源发展专项资金,可以用于支持偏远地区和海岛可再生能源_____电力系统建设。
A并网
B综合
C集中
D独立
53、对列入国家可再生能源产业发展指导目录、符合信贷条件的可再生能源开发利用项目,可以获得_____提供的财政贴息贷款。
A财政部
B农业部
C金融机构
D政府机构
54、如果某生物质能发电项目符合国家可再生能源产业发展指导目录,并按规定核准验收,可以享受的经济激励是:
A享受国家规定的税收优惠政策
B 享受国家规定的上网电价
C 享受电网公司提供的上网服务
D 以上都是
55、国家对符合条件的可再生能源的项目给予税收优惠,条件是:
A列入产业发展指导目录
B列入国家发展规划
C列入区域发展战略
D获得生产许可证
56、可再生能源发展税收优惠的具体办法由_____规定。
A 人民代表大会
B物价部门
C国务院
D 以上都不对
57、电力监管机构可以对电力企业进行检查,检查要_____。
A为企业保守秘密
B按照规定的程序进行
C公布企业秘密
D A和B
58、有权对电力企业的可再生能源发电资料进行检查和监督的部门是:
A统计局
B电网公司
C 电力监管机构
D发电企业
59、《中华人民共和国可再生能源法》规定电力企业要记载和保存_____的有关资料。
A所有发电形式
B可再生能源发电
C天然气发电
D燃煤发电
60、下列有关电力监管机构监管的几种行为,正确的是:
A公开企业的商业秘密
B向被监管企业收取检查费用
C要求转让企业经营权
D 电力监管机构应该为被检查的电力企业保守商业秘密
61、《中华人民共和国可再生能源法》规定了行政责任,对在可再生能源开发利用监督管理工作中违反该法的主管人员应依法给予_____。
A行政处分
B撤销职务
C弥补损失
D刑事处罚
62、如果县级人民政府的能源管理部门违反了本法规定,应由_____责令改正。
A国务院
B县级人民政府
C市级人民政府
D以上三种均有可能。
63、如果经营燃气管网的企业不准许符合入网标准的燃气入网,则应由_____管理能源工作的部门责令限期改正。
A乡级人民政府
B国务院
C省级人民政府
D县级人民政府
64、经营热力管网的企业应当准许符合入网_____标准的热力入网。
A技术
B经济
C工艺
D价格
65、为促进可再生能源开发利用,石油销售企业应当将符合国家标准的_____纳入其燃料销售体系。
A生物液体燃料
B燃料
C石油
D汽油
66、《中华人民共和国可再生能源法》中对生物质能的定义,是指利用自然界的植物、粪便以及城乡_____转化成的能源。
A有机废物
B 无机废物
C有机物
D无机物
67、《中华人民共和国可再生能源法》中对可再生能源独立电力系统的定义,是指不与_____连接的单独运行的可再生能源电力系统。
A居民区
B用户
C用电单位
D电网
68、《中华人民共和国可再生能源法》中对能源作物的定义,是指经专门种植,用以提供_____的草本和木本植物。
A 能源原料
B能源
C生物质能
D 能量
69、《中华人民共和国可再生能源法》中对生物液体燃料的定义,是指利用_____生产的甲醇、乙醇和生物柴油等液体燃料。
A生物质资源
B生物
C石油产品
D 生物的分泌物
70、《中华人民共和国可再生能源法》从_____起施行。
A 2006年1月1日
B 2005年3月1日
C 2007年1月1日
D 2005年10月1日
二、判断题
1、 我国出台可再生能源法的主要目的是应对气候变化。
2、 国务院价格主管部门对全国可再生能源的开发利用实施统一管理。
3、 在《中华人民共和国可再生能源法》通过以前,我国已经通过法律规定了可再生能源开发利用的中长期总量目标。
4、 国家能源主管部门负责组织和协调全国可再生能源资源的调查和评价工作。
5、 经过国务院批准的《可再生能源开发利用规划》的全部内容应当向社会公布(保密的内容除外)。
6、 国家应当制定技术标准用以规范可再生能源技术的发展。
7、 2004年我国能源消费量超过了30亿吨标准煤。
8、 现在我国的太阳能热水器生产和使用量均居世界第一位。
9、 水电不是可再生能源。
10、 我国的风力发电装机居世界第三位,亚洲第一位。
11、 内蒙古自治区是我国风能资源最丰富的地区之一。
12、 根据可再生能源法的规定,可再生能源发电价格由地方政府制定。
13、 可再生能源法鼓励生物质燃料的推广应用,允许符合技术标准的生物燃气和热力进入城镇燃气和热力系统。
14、 地方政府有权确定生物燃气和热力的入网价格。
15、 太阳每秒钟照射到地球上的能量大概就相当于500万吨煤。
16、 发展可再生能源的目的之一是保护环境。
17、 目前,全球每年生产和消费的能源总量90%左右是可再生能源。
18、 天然气是可再生能源。
19、 我国已经成为世界上第二大能源消费国。
20、 可再生能源可以部分解决偏僻无电地区上百万农牧民人口的用电问题。
21、 按照我国的国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。
22、 乙醇汽油已经在我国部分省市推广应用,中央政府出台了专门的政策鼓励乙醇汽油的生产和销售。
23、 煤矿瓦斯是可再生能源。
24、 房地产开发企业不需要为太阳能利用提供必备条件。
25、 对已建成的建筑物,住户不可以安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统。
26、 建设可再生能源并网发电项目不需要政府的行政许可。
27、 开发利用可再生能源只是电网企业的责任。
28、 电网企业应当与政府许可的可再生能源发电企业签订并网合同,并提供上网服务。
29、 国家支持在无电地区建设可再生能源电力系统的目的是为当地生产和生活提供电力服务。
30、 石油销售企业应当将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
31、 国家鼓励安装使用太阳能热水系统,但是不支持太阳能光伏发电系统。
32、 建筑与太阳能光伏利用结合的技术规范可以由房地产开发企业自行制定。
33、 可再生能源发电的上网电价可以适时调整。
34、 实行招标的可再生能源发电项目,应该按照中标确定的价格执行,招标电价可以超过国家公布的固定电价。
35、 电网企业为收购可再生能源电量而支付的合理费用可以计入电网企业输电成本。
36、 电网企业为收购可再生能源电量额外支付的费用,可以从销售电价中回收。
37、 法律要求电网企业为可再生能源发电上网提供服务,因此电网企业可以决定可再生能源发电上网的优惠价格。
38、 县级以上人民政府应当对农村地区的可再生能源利用项目提供财政支持。�
39、 国家要求每个县级以上的行政区都要设立可再生能源发展专项基金。
40、 对列入国家可再生能源产业发展指导目录、符合信贷条件的可再生能源开发利用项目,金融机构应当提供无息贷款。
41、 国家对列入可再生能源产业发展指导目录的项目给予税收优惠。具体办法由各级人民政府规定。
42、 国家可再生能源专项资金不支持可再生能源开发利用设备的本地化生产。
43、 电力监管机构有权对可再生能源发电企业的一切资料进行检查和监督。
44、 县级以上地方人民政府管理能源工作的部门在可再生能源开发利用监督管理工作中,违反本法规定,构成犯罪的,依法追究刑事责任。
45、 电网企业未全额收购可再生能源电量,造成可再生能源发电企业经济损失的,而且拒不改正的,应当处以经济惩罚。
46、 经营热力管网的企业不准许符合入网技术标准的热力入网,应当处以热力生产企业经济损失额一倍的罚款。
47、 石油销售企业应当将所有生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
48、 所有的乙醇、甲醇、二甲醚等都是生物液体燃料。
49、 能源作物,是指经专门种植,用以提供能源原料的草本和木本植物。
50、 《中华人民共和国可再生能源法》于2005年2月通过后,立即生效,开始施行。
可再生能源相当于能源领域里的一个小孩子,必须在政策上给予一定的扶持,让它尽可能地快点长大。但补贴并不是长远之计,发展起来以后成本必须降下来。
《可再生能源法》的最终目的是让可再生能源不再依赖补贴,独立去走市场竞争化道路。现阶段可再生能源还在成长,需要在政策上给予一定的支持,但是在明年可能将会出现两个变化:一是从现行的高补贴向通过竞争方式降低补贴这个方向倾斜;二是从过去单纯追求扩大规模变成追求质量和效益。未来可再生能源的发展一定要注意实际的贡献,而不是说单纯追求多大的装机规模,这个意义不大。
根据2014年发布的《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》,到2020年,风力发电将与煤电上网电价相当,不再给予补贴;光伏发电提出的目标是到2020年在用户侧与电网销售电价相当,分布式这类也不再享受补贴。这意味着到时候上述可再生能源电力在度电成本下降的前提下可以不再依赖补贴,可以通过市场竞争得到发展。
与传统能源相比,可再生能源的发电成本较高,所以一定要想办法降低度电成本,这样才具有市场竞争力,即使脱离补贴也存在一定的生存空间。另外,要解决长期存在的弃风、弃光现象以及补贴拖欠的问题,使得可再生能源投资者有一个合理正当的利润回报。要落实可再生能源电力配额制,确保可再生能源电力能够顺利上网。同时要注重追求电站质量,尽可能多发电才能有更好的收益。
(2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过)
第二条 本法所称可再生能源,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。
水力发电对本法的适用,由国务院能源主管部门规定,报国务院批准。
通过低效率炉灶直接燃烧方式利用秸秆、薪柴、粪便等,不适用本法。
应选c
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
风力发电是一种清洁的、可再生的能源。下面我整理了风力发电技术论文,欢迎阅读!
风力发电技术论文篇一风力发电技术
摘要:随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展,加之人们对环境保护的要求,人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源,它是取之不尽用之不竭的能源,还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用,从风车到风力发电,证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力2012》报告,报告中指出到2020年,世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%,我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出,中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较,具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大,风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。
关键词:风力发电技术
一、风力发电国内外发展现状
1、 国外风力发电发展现状
2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比,美国保持第1 名,中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名,印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名,前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计,2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW,增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW,增长率为42%,突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh,占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。尽管风电的发展仍然存在着很多困难,如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等,但相比于常规能源,经济性优势逐步凸显,世界各国都对风电发展充满了信心。
2、 我国风力发电的现状
我国的风力发电始于20世纪50年代后期,在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场,但其后就处于停滞状态。直到1986年,在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后,从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段,但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场,总装机容量为4.215MW,其最大单机容量为200kW。在此基础上,风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段,到1995年,全国共建成了5座并网型风电场,装机总容量为36.1MW,最大单机容量为500kW。1996年后,风力发电进入了扩大建设规模的阶段,其特点是风电场规模和装机容量均较大,最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计,2007年中国除台湾省外新增风电机组3,144 台。与2006 年相比,2007年当年新增装机增长率为145.8%,累计装机增长率为126.6%。2007年中国除台湾省外累计风电机组6,458台,装机容量5,890MW。
各种风力发电机的优缺点
风力发电机组主要由两大部分组成:
风力机部分它将风能转换为机械能
发电机部分它将机械能转换为电能。
根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征,再加上它们的不同组合,风力发电机组可以有多种多样的分类。
(1) 按照功率传递的机械连接方式的不同,可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。
有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性,可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。
而直驱型风机则另辟蹊径,配合采用了多项先进技术,桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴,使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构,减少了故障几率,优点很多,现多用于大型机组上。
(2) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为:
“定桨距(失速型)机组”桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时,桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机组结构简单、性能可靠,在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。
“变桨距机组”叶片可以绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化,其性能比定桨距型提高许多,但结构也趋于复杂,现多用于大型机组上。
(3) 按照叶轮转速是否恒定可分为:
“恒速风力发电机组”设计简单可靠,造价低,维护量少,直接并网缺点是:气动效率低,结构载荷高,给电网造成电网波动,从电网吸收无功功率。
“变速风力发电机组”气动效率高,机械应力小,功率波动小,成本效率高,支撑结构轻。缺点是:功率对电压降敏感,电气设备的价格较高,维护量大。现常用于大容量的主力机型。
(4) 根据风力发电机组的发电机类型分类,可分为两大类:
“异步发电机型” “同步发电机型”
只要选用适当的变流装置,它们都可以用于变速运行风机。
异步发电机按其转子结构不同又可分为:
(a) 笼型异步发电机转子为笼型。由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网,而在小、中型机组中得到大量的使用
(b) 绕线式双馈异步发电机转子为线绕型。定子与电网直接连接输送电能,同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。
同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为:
(a) 电励磁同步发电机转子为线绕凸极式磁极,由外接直流电流激磁来产生磁场。
(b) 永磁同步发电机转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极,通常为低速多极式,不用外界激磁,简化了发电机结构,因而具有多种优势。 二、相关风力发电控制技术
随着经济节约型社会的逐步推进,风能作为清洁的可再生能源,实现风力发电也越来越受到人们关注。然而面对风况的可变性(锋速的大小、方向的随机性)以及风电场中风力发电机组布置的分散性,要实现风电低成本、超大规模开发利用,作为其可靠、高效运行的关键技术,控制技术需要进行不断地改进,并具有广阔的研究前景。
三、风力发电机组控制系统构成
风力发电机组控制系统由本体系统和电控(总体控制)系统组成,本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构电控系统由不同的模块构成,主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等,辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且,在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如,空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制,保证了风能转化的最大化,功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制,分为主、被动迎风两种模式,目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合,对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。
根据风电机组不同的分类标准,可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性,发电机类型等分类,通过技术不断改进,控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制,随之发展为变桨距变速恒频控制。此外,据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型,前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。
1.变桨控制
变桨控制是风电机组控制系统的研究重点,其实际上即对功率的控制。相对于定桨距控制无法解决桨叶自动失速,功率不稳的问题,该系统通过改变桨距角,使得在低风速(即低于额定风速)时,风机处于最优的风能捕获状态,桨距保持为零,实现风能的最大利用率在高风速(即高于额定风速)时,改变攻角变化,降低叶片空气动力转矩,又能达到调节速度、限制功率的目的。减小风速、风向可变性对机组的影响。因相应的风轮特性的不同,变桨控制分为主动和被动控制。
2.偏航控制
偏航系统又称对风装置,是风电机组特有的伺服控制系统,将风向改变的信号经过一系列的控制系统程序,调整风轮与风向一致,保证了风电机组的平稳运转,使得风能高效利用,进而大大降低发电成本并有效保护电机。作为随动系统,连续跟踪风向很可能造成电缆缠绕,偏航系统也具有自动解缆的功能。同样对应不同的风电机组,应用不同的偏航装置,分为尾舵对风、侧风轮对风、伺服电机或调向电机调向,前两者为被动迎风,后者为主动迎风。
3.变流系统
变流系统采用全功率变流,完成风电机组输出功率的变换与并网。现今并网系统包括直接并网、降压并网、准同步并网、软并网,而软并网目前使用最普遍。
风电机组启动时,变流控制原件实现风电机的并网,在正常工作中,变流控制单元又要接受主控器的命令,控制输出功率,实现了电网有功功率与无功功率的灵活控制。
四、风力发电技术发展趋势的展望
在我国大力发展以风能太阳能新发电方式为代表的电力系统成为长期的国策,新能源电力不远将来成为我国电力建设不可缺少的部分,随着洋品牌不断降价,整机厂介入,新一轮竞争越来越激烈,要和国内整机厂结合起来大家要做。电网友好耗型的故障穿越式的技术是国产变流器必须解决的问题,国产化使我们国家整个技术水平上一个台阶。
五、风力发电前景的建议
1 做好风能资源的勘察
风资源的测定是发挥风电作用的前提基础,因此将来应该在这方面增大投入,对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解,为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况,必须加快开展风能资源的普查工作。这方面,不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入,各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察,认真调查确定可开发风电场的分布和规模。
2 提高风电机组的制造技术
要提高我国风力发电应用的技术水平,需要不断增进与发达国家的交流,学习其先进技术,只有清楚彼此差距,才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出,到2010年风电装机要有80%的国产化率,必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定:“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。
3 依托政策发展风电
2006年国家正式实施了《可再生能源法》,2008年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。
中国的风电发展迄今已经有30多年,取得了显著进步。但由于基础薄弱,风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台,以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高,风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机,为风电的全面发展作一个系统可行的规划,逐步解决风电发展中的困难,完善风电机制,在提高风电战略地位的同时,早日使风电普及惠民。
点击下页还有更多>>>风力发电技术论文
油价上涨、煤价上涨、电价上涨……能源价格“涨”声此起彼伏。能源问题一直是近年来的社会热点问题,如何解决能源危机及其带来的一系列问题给中国政府以及中国企业带来了严峻的考验。
随着2006年《可再生能源法》的正式实施,风能、太阳能等新能源为严峻的能源现状带来了一线曙光。专家认为,在新能源由于技术等一系列问题还无法取得立竿见影的效果的情况下,节能产业遇到了发展的新契机,成为中国直面能源问题的首要举措。
能源价格“涨”声一片
对于2005年来说,油价上涨一直是热点中的热点。欧佩克最大的两个原油生产国沙特和伊朗分别由于面临恐怖威胁和核问题的升温等一系列问题,导致国际油价攀升不止。国际油价上涨直接导致了国内油价的攀升,中国汽油价格已由2002年的每升2元多涨到了现在的4元多。
中国煤炭价格也从2003年开始大幅上涨。2005年,中国煤炭价格较2004年上涨了20%左右,现在每吨煤的价格超过了300元人民币。煤价上涨直接导致了电价的上涨。“煤电之争”愈演愈烈,目前电煤价格已出现上涨迹象,而电价的上涨也几乎不可避免。
油、煤、电,能源价格“涨”声一片,而随着能源价格的上涨,交通运输、冶金、石化、轻工、渔业、农业等许多行业都受到不同程度的影响。专家认为,能源价格上升将导致消费和投资减少,进而影响国民经济增长。
开源还是节流?
调查显示,目前中国已成为煤炭第一消费大国,油、电第二消费大国。面对如此严峻的能源问题,中国将如何面对?
专家指出,我们必须从两方面来着手考虑:一是开源,就是通过增加能源供给,缓解当前的能源紧张现状。二是节流,通过采用先进的节能设备和完善的节能解决方案来节省有限的能源使用量。在开源方面,我们的形式不容乐观。首先,在相当长的时期内,能源需求仍将保持上涨趋势,这给中国经济带来了严峻考验。其次,依靠开发新能源和可再生能源增加能源供给方面,短期内收效甚微。今年1月1日,《可再生能源法》正式实施。风能、太阳能等新能源为严峻的能源现状带来了一线曙光。但是,风能、太阳能等新能源对地区、环境的特殊需求以及新能源的技术壁垒等一系列问题,新能源仍然“远水不解近渴”,远远不能满足经济发展对能源的需求。
而在节流方面,有人算了一笔账,按目前的水平,仅就节电而言,中国每节电1%,就相当于80亿元的收益(以平均每千瓦时0.5元计算),其效益的可观性可见一斑。另据调查显示,目前我国的能源利用效率仅为30%左右,比发达国家低约10个百分点,产值能耗比世界平均水平高2倍多,中国已成为世界上产值能耗最高的国家之一。由此,我们看到了节能事业的迫切性以及巨大的节能空间。
国家统计局副局长张秡认为,在目前新能源无法满足能源需求的情况下,面对不断高涨的能源价格和需求,全民节约将是直面能源问题最有效的方式。建设资源节约型社会也已经正式写进了“十一五”规划中,这给节能产业的发展带来了新契机。
企业,是机遇更是责任
企业是经济发展的主体,对于能源问题来说更是首当其冲。而对于耗能最大和与节能问题关系最大的制造业企业来说,能源问题带来了新的机遇和挑战。专家认为,提高企业的节能意识,增强企业对节能产品的开发,将是大力发展节能产业,并解决能源问题的根本途径。
越来越多的中国企业已经认识到能源问题的严重性并采取了有效的措施。2005年12月,朗能集团与美国霍尼韦尔成功合作。据记者了解,霍尼韦尔产品的节能、环保优势为世界所公认,通过与霍尼韦尔的合作,朗能将获得在中国运作其品牌的权力,学到他的先进节能、环保技术。几乎在朗能成功携手霍尼韦尔的同时,朗能节能照明产品获得了“国家免检产品”称号。据了解,朗能三大产业中的节能产品如智能开关、插卡取电、声光控吸顶灯、节能灯、支架系列、低能耗换气扇等在市场上早已有口皆碑。朗能每年还投入大量的科研力量,继续致力于节能产品的开发,从而推动节能产业的发展。
有关专家认为,随着能源危机的加剧和消费者的节能诉求,节能产业无疑迎来了迅速发展的新机遇。而对于企业来说,重要的是如何真正抓住这个机会,一部分技术雄厚,品牌强劲的节能企业将会脱颖而出。
企业与社会应当是和谐发展的。随着能源价格上涨带来的能源问题,对于企业来说,节能产业不仅仅是企业发展的机遇,更是一种社会责任。
方先生是一名外地来杭工作的大学毕业生,今年30岁,工作5年了,有吸烟嗜好。父母均有退休金和医疗保障,身体健康,短期内无须照顾。此外,方先生最近正进入“恋爱季节”,爱情开销较大。
基本财务状况:小方目前在下沙经济开发区的一家外企从事财务工作,月平均收入8000元,银行存款40000元,股票市值40000元,但已被套,损失近20000元。现有经济型轿车一部,养车费
用每月约800元,每月支付房租1000元,日常生活开销每月1800元,交际费用每月3200元,不可预见开支每月500元。
保障情况:单位有社会养老保险和医疗保险,60岁时每月可领取1200元退休金。无商业保险。
近期生活目标:打算两年后结婚,结婚时出国旅游;计划在33岁前购买一套两居室的房子。
喜爱的投资模式:风险偏好型。
对于方先生这样的恋爱中的单身汉,应该如何理财,才能实现资产最大化呢?
专家建议
先从方先生的家庭财务分析,方先生的个人经济状况有如下特点,属于中等偏高收入群体,同时,从支出来看,属于高消费群体,最终每月只有700元的财富积累,不到月收入的10%,积累明显偏低。如果两年后买房、结婚,那将使家庭固定支出大幅上升,未来经济负担将加重。
但方先生以及父母均有基本保障和保险,没有后顾之忧。方先生具有一定的投资意识和风险承受能力。
通过以上分析,建议方先生在控制消费和投资理财上“双管齐下”,只有这样,才能保证轻松地拥有爱情和房子。建议具体如下:
○发挥潜能开源节流
方先生目前所从事的职业未必能够用到全部技能,或是在完成本职工作之后尚有多余精力。建议其克服惰性,充分发挥潜力,利用所学的财务知识做第二职业等。杭州的中小企业很多,方先生可以利用自己在外企的工作经验给这些小企业兼职做财务顾问,也可考虑到一些职高兼职上课等,这既是单身汉时期的一种难得体验,同时也可积累丰富的知识和可观的资本。
开源固然重要,节流也不可或缺。按目前每月只有700元的积累,占收入的10%还不到,这样的积累方法对于两三年后的巨大支出,显然难以适应。因此,建议在不影响生活质量的前提下,尽量节约开支。首先可以考虑戒烟,这对身体健康和节省支出都非常有利;其次,降低社交费用,提高月储蓄月收入的比例,至少在25%以上较为合理,也就是每月积攒2000元。
○多方投资广开财路
方先生作为典型的工薪族,处于事业的发展初期,没有过多的时间和精力自己去打理股票,再加上股市近年来一直处于熊市,势必导致他在股票投资上无所收获。与其在股市盲目投资,不如让专家来理财。
虽然基金品种很多,但是较为适合方先生的是股票型基金和货币市场基金。在整体的投资计划上,主要以股票型基金为主,货币基金为辅,品种可选择积极成长类的股票型基金和老牌货币市场基金。具体的可以把近60000元的积蓄投资在股票型基金上,每月的2000元可以买入货币市场基金,然后定期按比例转为股票型基金,采用复利投资方式。
另外,还可以将资产分为几份,分别投资于保险、国债、股票、定期储蓄或保险、活期储蓄、风险投资等多项组合。这样一来,无论是应急用钱,还是保值增值,都可以照顾得到。
通过这样循序渐进的积累和投资,预期未来资产总额将在20万元左右。这样,方先生在3年后丰收的不仅是爱情,还能首付买一套市郊价值70万元以下的两居室房子了。
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.
能源转型加速推进,大力发展新能源已经上升到国家战略高度。但由于新能源发展速度较快,电网面临较大并网接入和调峰消纳压力,局部地区新能源建设运行管理不完善、发展成效不清楚、数据价值未挖掘等问题突出,制约了新能源行业的快速发展。因此,亟需建立全面科学准确的新能源管理、监测、分析、服务平台,实现新能源服务模式和管理方法创新,构建服务新能源发展的长效机制,促进新能源高质量发展。
国网新能源云技术有限公司自2018年10月启动建设以来,抽调国家电网公司系统内外部专家,健全项目组织,细化责任分工,打造360余人的柔性工作团队,召开协调推进会200余次,开展需求调研150余次,通过构建全环节、全覆盖的新能源数据体系,建立横向协同、纵向贯通的全过程闭环管理体系,开发小娜在线计算和预警功能,对外优化营商环境,在仅不到10个月的时间内,完成“资源分布、环境承载、规划计划、厂商用户、电源企业、电网服务、用电客户、电价补贴、供需预测、储能服务、消纳计算、技术咨询、法规政策、辅助决策、大数据服务”15个功能平台。
新能源云从示范效应来看,一是打造新能源服务共享平台,有效促进行业提质增效。二是构建共享服务新生态,切实服务新能源高质量发展。三是构建新能源服务新模式,加快培育新能源发展新动能。(国网新能源云技术有限公司供稿)
从经济效益来看,一是打通内外部专业壁垒,有效促进管理提质增效。二是降低新能源建设运营成本,助力行业快速 健康 发展。三是提供线上全流程服务,助力新能源企业复工复产。
从 社会 效益来看,服务《可再生能源法》落地实施,支撑政府制定能源电力规划、编制政策文件等,支持新能源的大规模应用,推动能源生产与消费革命。
同时,实现国家电网公司经营区全覆盖,接入新能源场站157万余座、装机容量3.6亿千瓦,服务企业超8000家,带动产业链上下游近十万家大中小企业融通发展,直接或间接带动就业超120万人。
未来,我们将继续以“服务国家能源安全战略、服务国家能源转型、服务新能源科学发展、服务我国可再生能源法、服务政府和智库决策、服务广大用户”为目的,以“建设中国特色国际领先的新能源数字经济平台”为目标,建立“横向协同、纵向贯通”和“全环节、全贯通、全覆盖、全生态、全场景”的新能源开放服务体系,到2025年,基本建成具有中国特色国际领先的新能源数字经济平台;到2035年,全面建成具有中国特色国际领先的新能源数字经济平台。