新能源开发与利用

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1、新能源开发与利用中文关键字： 新能源 发展 现状 开发利用可持续发展 英 文 关键 字 ： new energy ； development ；the present situation ； development and utilization；sustainable development； 摘要： 近年来 , 新能源在世界范围内得到迅速发展。作为当代大学生，关心 环境和未来是我们的责任。 因此，笔者查证文献， 分析了国内外新能源技术发展 现状、前景，希望能对关心新能源开发利用的朋友有所帮助。 英文摘要： In recent years, new energy have been deve

2、loped rapidly around the world. As a contemporary college student, being concerned about the environment and the future is our responsibility. Therefore, I verify documents, analyze the domestic and foreign development and prospects of the new energy technologies, with the hope that friends who conc

3、ern for new energy development and utilization can gain some help from this text. 引言： 能源问题已经刻不容缓 , 减少碳排放让世界目光聚焦新能源。虽然传 统能源在国际能源消费中的比例仍然居多, 但许多国家都把发展新能源作为缓解 高油价压力、 应对气候变暧以及实现可持续发展的重要途径和长远战略。而在我 国, 支持新能源发展的方针被明确写进了今年的政府工作报告, 这意味着发展新 能源的春天已经到来。一 研究背景在经济高速发展的今天， 能源越来越凸显出其重要性。 能源是国民经济的基 础产业，对经济持续快速健康发展和人

4、民生活的改善发挥着十分重要的促进与保 障作用。而对于中国来说， 我们加入 WTO 之后，意味着我们处在一个更加开放的 环境中，我们的着眼点不应该局限于中国。应该放到更大的背景下去看。而更加 重要的是，我们正处于工业化阶段， 而且大部分的研究表明我们正处于重工业化 的阶段，我们面临能源紧张的危机， 所以我们对新能源的开发和利用显得尤为重 要。 为了保证人类所需的能源得到稳定而持久的供应，减轻和防止环境污染对人 类的危害，世界各国特别是经济发达国家都高度重视新能源的开发利用和新能源 技术的发展， 把新能源技术摆在新技术革命支柱技术的重要位置，制定规划， 采 取措施，加大投人，积极发展。 地球上的各

5、种能源，有的已被大规模开发和广泛利用，如煤炭、石油、天然 气、水力等，称常规能源; 还有一些能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、海 洋能、核能、生物质能源等，是正在以新技术为基础, 系统开发和利用的能源， 被通俗地称为新能源。 它们的共同特点是资源丰富、可再生、没有污染或很少污 染。研究和开发清洁而又用之不竭的新能源, 是21 世纪发展的首要任务 , 将为人 类可持续发展做出贡献。氢能具有清洁、无污染、效率高、重量轻、储存和输送性能好等诸多优点， 其开发利用首先必须解决氢源问题，大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。 目前, 世界上氢的年产量是 3600 万吨, 但绝大多数是从石油、煤炭和天然

6、气中制 取。由水电解制氢技术上是成熟的, 但因消耗电能太多 , 经济上不合算。 因此，必 须寻找一种低能耗、 高效率的制氢方法。 如利用太阳能光解水制氢将是一种非常 有前途的制氢方法。同时，安全、高效、高密度、低成本的储氢技术，是将氢能 利用推向实用化、规模化的关键。目前, 研究新的经济上合理的制氢储氢方法是 一项具有战略性的研究课题。 太阳能资源是指到达地面的太阳辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射 辐射的总和。 它受地理位置和地面反射等因素的影响，各地差异较大。 太阳每年 辐射到地球表面的能量为 50 1018 千焦 , 相当于目前全世界能量消费的113 万 倍, 因此利用太阳能的前景非

7、常诱人。阳光普照大地, 单位面积上的辐射并不大, 如何把分散的热量聚集在一起成为有用的能源是有效利用太阳能的关键。 风能利用的主要方式有风力发电、风力提水和风帆助航等。 按人均风电装机 容量算 , 丹麦遥遥领先 , 已经从风能中获得其电力的将近15 % , 其次是美国和荷 兰。庞大的 1615 亿千瓦涡轮机的问世及其它进展, 使风能的成本从 1980 年以来 已经下降了 90 %。在一些地方 , 风力发电比石油或天然气火力发电所产生的电力 要便宜。据设在华盛顿的思想库世界观察研究所说,10 年来, 全世界的风力发电 量一直以每年 25 %的平均速度递增 , 超过了任何其它的能源。 地热主要由地

8、幔的岩浆作用或火山的运动而形成。地热的利用主要分为地热 发电和直接利用两类。全球地质资料表明, 世界上存在两大地热带。一是地中海 喜玛拉雅地热带 , 包括意大利、 我国青藏高原、 菲律宾、 印度尼西亚 , 直到南 太平洋的新西兰； 另一个是环太平洋地热带 , 包括美国西海岸、 冰岛、日本等地。 目前，人类利用地热发电已达43756 GW h/a, 地热的直接利用 36910 GW h/a 。 但据估计人类利用地热发电的潜力可达12000 T Wh/a 。 海洋能是指海洋本身所蕴藏的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、温差 能、盐差能和化学能。另外, 科学家已经探明 , 海底埋藏着大量的甲烷 ,

9、 总储量估 计是诸如石油和煤炭等其他矿物燃料总储量的2倍以上。作为有价值的气体能源 , 它既能直接燃烧提供热能, 又能作为燃料电池的动力。如何安全经济的加以开发 和利用海底甲烷将是又一新的研究课题。 20世纪30年代，随着对原子核研究的深入， 人类发现了原子核内蕴藏着巨大 的可开发能量， 并致力于和平利用原子能的研究。经过半个多世纪的努力， 迄今 世界上已有 30多个国家建成 440多座核电站， 其发电量占全球发电量的 18% 。与火 电相比，核电是廉价、洁净、安全的能源。随着将来受控热核聚变的成功，核能 必然成为未来的能源支柱。 生物质能指的是利用自然界的植物以及城乡有机废物转化成的能源。它

10、们主 要由碳氢化合物组成 , 也是一种可供人们利用的能源。二 新能源开发利用的现状（一） 国内新能源开发利用的现状我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约 4 万亿吨标准煤， 居世界 第三位。我国在能源领域面临的主要挑战是：(1)人均能源资源占有量不足，且 分布不均。 (2)人均能源消费量低，单位产值的能耗高。(3)能源构成以煤为主。(4)工业部门消耗能源占有很大的比重。(5)农村能源短缺，以生物质能为主。 (6) 从能源安全角度考虑，我国能源面临挑战。(7)能源品种结构不合理，优质能源 供应不足。 (8)能源工业技术水平有待进一步提高。(9)节能提效工作亟待加强。 中国国家中长期科学和技

11、术发展规划纲要(2006-2020 年)中，关于优先 展新能源部分指出 : “要重点研究开发大型风力发电设备，沿海与陆地风电场和 西部风能资源密集区建设技术与装备，高性价比太阳光伏电池及利用技术，太阳 能热发电技术，太阳能建筑一体化技术，生物质能和地热能等开发利用技术。 中国的风能资源十分丰富， 储量约为 32亿千瓦，可开发利用的风能约 10亿千 瓦，可开发的装机容量约 2.53亿千瓦 , 风能资源居世界首位。.风力发电是中国增 长最快的发电技术，仅 2006年就使现有能力翻了一番。2007年，中国拥有 4家主 要的风力涡轮制造商，另有6家国外的子公司制造商，以及超过40公司开发和商 业化生产

12、风力涡轮。按照规划，到2020年中国将建 MW 级的风电机组 2-3 万台。 中国同样有着良好的太阳能利用条件，每年陆地接受的太阳辐射能相当于 2.4 万亿吨标准煤。中国对太阳能的开发利用已颇具规模：中国太阳能光伏生产 能力已从 2005年350兆瓦增加到 2006年超过 1000兆瓦， 2007年约为 1500兆瓦，几 家中国公司拥有高效益的上市股票，有些价值数十亿美元， 使全球对中国太阳能 光伏产业刮目相看； 太阳能热水系统的设置能力已从2000年3500万平方米提高到 2006年底1亿平方米，仅 2006年就增加了 2000万平方米，太阳能热水器使用量稳 居世界第一，中国一些公司现生产太

13、阳能热水器成本为美国和欧洲的1/51/8 。 生物质能资源，包括农作物秸秆、薪柴和各种有机废物，利用量约为26 亿吨标准煤， 占农村生活能源消费的 70，整个用能的 50。中国从农业途径产 生的废弃物可望一年产生800亿立方米生物气体，高于政府到2020年年产生 440 亿立方米的目标。 2006年，中国生物质发电能力约为2GW ，大多数来自采用甘蔗 废弃物为主要原料的热电组合（CHP ）装置 我国新能源发电取得良好成绩。 根据中电联公布的数据， 我国2006年运行核 电机组的装机容量685万千瓦，风力发电机组装机容量187万千瓦，同比增加 76.7%。 另据国家发改委统计， 2006年全国在

14、建秸秆发电项目总装机约120万千瓦， 有三座总装机 8万千瓦的秸秆发电站已投产。据此测算，包括核电、风电和生物 质能发电在内的新能源占全部装机容量的1% 。新能源发电装机容量上升， 主要是 受资源和环保的压力增加驱使。 但有统计显示，我国可再生能源资源量是每年73亿吨标准煤，开发量尚不足。 目前除了小水电外， 中国可再生能源发电成本远高于常规能源发电成本，如小水 电发电成本约为煤的 1.2 倍，生物质发电成本为煤电的1.7 倍，风力发电为煤电的 1.7 倍，光伏发电为煤电的 11倍至18倍。成本偏高抑制了可再生能源市场，市场 狭小又会给可再生能源的成本降低造成障碍。这种恶性循环， 桎梏了可再生

15、能源 的产业化 近年来，我国可再生能源开发利用技术取得明显进展，已进入产业化发展阶 段，再加上国内法规体系日臻完善，特别是2005年可再生能源法的颁布和施 行，极大地调动了各方面发展可再生能源的积极性，大规模开发利用可再生能源 的时机基本成熟。 在政策倾斜下， 新能源产业化规模将不断扩大， 具有规模优势及资源优势的 新能源企业将有更大的发展空间。国家经贸委组织制定的 2000-2015年新能源 与可再生能源产业发展规划要点指出：中国今后将大力发展新能源和可再生能 源，到 2015年新能源和可再生能源年开发量将达到4,300万吨标煤。 2015年新能源和可再生能源产业将成为国民经济的一个新兴行业

16、，潜在市场价值约1,000亿 元。（二）国外新能源开发利用的现状1美国 : 能源自立 布什的“能源自立”计划，是要以新的方式为美国住宅、办公室和汽车提 供能源。美国将增建零排放燃煤电厂; 开发革命性的太阳能和风能技术; 加大对洁 净与安全核能建设的投资; 加强混合动力汽车、电力汽车和以氢气为动力的防污 染汽车的研究 ; 资助乙醇生产先进方法的进一步研究，以期在 6年内使乙醇燃料变 得实用而有竞争力。 布什提出要建设超越基于石油的经济，使美国对中东石油的 依赖成为过去。 2，日本：开源节流 日本对能源的集约利用特点可以总结为4 个字：开源节流。 开源，即大力开 发可再生能源， 也就是我们所说的新能源； 节流，即节约利用常规能源和不可再 生能源，大力发展节能降耗技术，并注重强调节能与环境保护相结合。 为达到 2010 年导入新能源占初级能源供给7 的目标， 日本政府遵循法治 原则，通过立法为节能降耗提供支撑， 并通过政策税收优惠和提供辅助金等措施 鼓励企业大力开发新能源。 日本政府于 2003年 4月开始实施 RPS 法令( Renewle