国内外新能源应用现状与发展前景

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1、国内外新能源应用现状与发展前景姓名：丁仲侣姓名：丁仲侣 院系：自动化院电气工程及其自动化专业院系：自动化院电气工程及其自动化专业 班级：电气一班班级：电气一班 学号：学号：1010190102 指导老师：蔡卫峰指导老师：蔡卫峰摘要：摘要：在全球的电源结构中，传统化石燃料也仍然占据绝对主流地位，占全部发电量的 60%以 上。一次能源的大量消耗导致全球能源短缺和气候恶化，已经成了迫在眉睫的全球性问题。 在巨大的环境压力下，全球积极开发应用新能源，在传统的火电、水电的基础上，大力发 展核能、太阳能、风能等新能源发电。与常规能源相比,新能源最大优势是地域分布比较均 衡且资源量巨大,其资源量相比人类需求

2、来说,可谓资源无限。开发利用新能源有利于优化能 源消费结构、保护生态环境、保障能源安全。同时也是拉动内需、培育新的经济增长点、 增加就业机会、促进经济和社会可持续发展的战略选择。新能源大多存在能量密度低、资 源分散等问题,难以在短时期内大规模替代化石能源,对其开发利用需要在技术、成本、管理 等诸多方面做更大努力。关键词关键词：不可再生能源不可再生能源 新能源发电技术新能源发电技术 开发利用现状开发利用现状 发展态势发展态势 研究热点研究热点 发展前景与展望发展前景与展望引言引言：本文将主要围绕 21 世纪中期的主要能源和人类如何最终解决能源问题做出探讨。 新能源与可再生能源是指除常规化石能源和

3、大中型水利发电、核裂变发电之外的太 阳能、风能、生物质能、海洋能以及地热能等一次能源 这些能源资源丰富、可以再生、清 洁干净，是最有前景的替代能源将成为未来世界能源的基石。 可再生能源具有清洁、环保、持续、长久的优势，成为人们应对能源短缺、气候变化 与节能减排的重要选择之一，越来越受到世人的强烈关注。联合国环境规划署 2009 年全球 可持续能源投资趋势报告显示，尽管全球投资市场普遍疲软，但 2008 年全球可再生能源投 资达 1550 亿美元，再创历史新高。2008 年全球可再生能源投资总额较 2007 年增长 5。 据专家预测：到本世纪 50 年代，新能源和可再生能源在全球能源消耗中的比例

4、将达到 50。 从可持续发展看，人类当前主要依靠的化石能源终将耗竭，未来的主要能源只能依赖 于可再生能源和受控核聚变能，对此，科技界已形成比较一致的共识。近年来，世界已开 始了向可持续能源系统过渡的积极努力，期望在二十一世纪上半叶能形成初始的体系框架， 发展大规模可再生能源是主要措施之一。正文：正文： 1.不可再生旧能源不可再生旧能源 21 世纪中期天然气、石油、煤炭依然是人类的主要能源，而各种新能源将会得到很大发展，作为辅助能源。（1 1）天然气：天然气：天然气是 21 世纪消费量增长最快的能源，石油和煤炭消费领域里有 70%以上 都可以用天然气取代。由于天然气具有较好的经济性与环保性，成为

5、市场上最受欢迎的能 源品种，在传统能源中增长最快。“天然气21 世纪的能源主角”已成为人们的共识。我国、俄罗斯、中亚、中东 和亚太地区天然气储量都极为可观。除了常规天然气外，世界上还存在储量巨大的非常规 天然气储量，如天然气水合物，即“可燃冰”，它被视为未来的清洁能源。我国南海海底 的天然气水合物储量就相当于我国现有石油储量的一半。然而，虽然由于天然气水合物大 部分赋存于低温高压的深海海域，开采和利用难度大，还容易扰动海底环境，一旦开采不 当，导致甲烷气体大量泄漏，可能会造成海啸、海底滑坡、海水毒化、温室效应等灾害。 所以开发“可燃冰”的技术还不够成熟，在它成为人类能源之前还需要一定的科技发展

6、。 天然气将是 21 世纪的能源主角，加快天然气工业的发展将成为不可扭转的趋势。 石石 油油 ：纵观全球石油供求的形势，一个基本的判断是：预计在 21 世纪中叶，全球石油供 求基本平衡的大格局不会发生根本性的变化，石油仍将是世界的主要能源。全球经济和交 通运输业的发展，也将会导致石油需求增长而不是下降。 据国际能源机构的预测，全球石油可采资源总量预测为 5000 亿吨，目前探明的剩余 可采石油储量 1700 多亿吨。按年产油 38 亿吨计算，石油储采比 40：1。也就是说，即使 今后不再发现新的石油资源，理论上还可以开采 40 年。 市场需求增长、新技术出现与地缘政治事件等正一起改变着石油能源

7、作用与地位。 “从商业上讲，不需要没完没了地进行石油勘探开发，勘探开发到一定程度，石油企业的 积极性就会下降。”金融危机改变了前几年石油消费增加趋势的状态，现在国际油价并没 有往下落，而且保持在一个相对比较高的程度，这是因为石油供应方在控制产量。 煤煤 炭：炭：21 世纪煤炭仍是人类赖以生存的主要能源之一，作为主要基础能源的地位不会改 变。原因主要有：煤炭资源丰富，全球探明可采煤炭储量 103161 亿吨， 按目前生产水 平可开采 200 年以上，而石油仅 45 年，天然气仅 65 年；煤炭作为传统能源，开采、使用 技术成熟，并已形成规模的生产、应用链；洁净煤技术的推广应用已可能使煤炭成为清洁

8、、 无污染燃料。 煤炭在能源发电、生产、消费中仍处于不可替代的重要地位。 煤炭本身不是污染，是可以通过技术进步实现洁净利用的；从可采资源、保障供应、 经济性和技术等方面看，煤炭仍将是不可替代的基础能源，提供优质煤炭、保障能源供应、 提高煤炭效率、减少煤炭污染，是 21 世纪煤炭工业的重要责任。（1 1）2、国外新能源发电技术发展情况：、国外新能源发电技术发展情况： 随着全球范围内能源危机的冲击和环境保护及经济持续发展的要求，开发利用 新能源和可再生能源成为大多发达国家和部分发展中国家 21 世纪能源发展战略 的基本选择。（2）21 太阳能发电太阳能发电：美国是世界上太阳能发电技术开发较早的国家

9、，太阳能槽式发电系 统已经积累了 10 多年联网营运的经验，1104kW 塔式和 525kW 盘式太阳能发电系统 正处于示范阶段。法国、西班牙、日本、意大利等国太阳能发电的应用也有一定发展。太 阳能光伏发电最早用于缺电地区，从 80 年代开始，联网问题得到很大重视。目前，在世界 范围内已建成多个兆瓦级的联网光伏电站，光伏发电总装机容量约 1103M W 。 22 风力发电风力发电：风力发电经历了从独立系统到并网系统的发展过程，大规模风力田的建设 已成为发达国家风电发展的主要形式。目前，风力田建设投资已降至 1000 美元/kW，低于 核电投资且建设时间可少于一年，其成本与煤电成本接近，因而具有

10、很大的竞争潜力。世 界上最大的风力田位于美国加利福尼亚州，年发电约 221108kW.h。全世界风电装机容量 已达 17706MW。美国将在俄勒冈州至华盛顿州沿线建立一个世界最大的风力发电基地，德 国计划 30 年后用风力发电取代核电，风力发电在德国供电系统中的比重将占到 25 %。 23 地热能发电地热能发电：地热发电的相关技术已经基本成熟，进入了商业化应用阶段。美国拥有 世界上最大的盖塞斯地热发电站，装机容量达 2080MW。菲律宾的地热发电装机容量也高达 1050MW，占该国电力装机总容量的 15 %。目前全世界地热发电站约有 300 座，总装机 容量接近 1104MW，分布在 20 多

11、个国家，其中美国占 40%。 24 海洋能发电海洋能发电：目前，世界各地已建成了许多潮汐电站，其中规模最大的是法国的郎斯 电站，装机容量 240MW。规模较大的还有加拿大的安那波利斯电站、中国的江厦电站和幸 福洋电站、原苏联的基斯洛电站等。 25 生物能发电生物能发电：城市垃圾发电是 30 年代发展起来的新技术，最先利用垃圾发电的是德 国和美国。目前，美国垃圾焚烧发电约占总垃圾处理量的 40 ，已建立了几百座垃圾电 站，其中底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾 4000t 的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧 发电技术发展更快，垃圾焚烧处理的比例已接近 100%。 26 燃料电池发电燃料电池发电：美国

12、每年投资数亿元开发燃料电池，掌握了许多最先进的技术。日本 也大力开展燃料电池及发电技术的研究，仅磷酸型燃料电池(PAFC)发电装机就已超过 30MW。加拿大、韩国以及欧洲许多国家也在燃料电池的研究与应用上取得了很大进展。 目前，PAFC 是技术最成熟、商业化应用最广泛的燃料电池，其价格已降至 1500 美元 /kW。已有数百座 PAFC 型电站在美国、日本以及欧洲各国投入运行，容量最大的是东京电 力公司的五井电厂(11MW)。（2）3、开发利用概况：、开发利用概况： 不同种类的新能源在资源分布、技术难度、使用成本等多方面存在相当大的差异,因而 新能源的开发利用程度各不相同。在新型可再生能源中,

13、太阳能、风能、生物质能和地热能 发展势头良好,已经进入或接近产业化阶段,尤其是太阳能热水器、风电以及生物燃料,已经 形成较大的商业规模,成本也降至可接受水平。核能技术已经成熟,核电在国外已过发展高峰 期,在我国则刚刚兴起。核聚变、氢能、天然气水合物、海洋能仍处于研究和发展之中,距离 商业化还有较大距离。 （5）截止到 2009 年 2 月,全球核电装机已达 3.72 亿 kW,年发电量 2.6 万亿 kWh,在全球一次能源结构中的比重约为 6%左右。相比而言,新型可再生能源的开发利用程度还很低,以 2006 年为例,其在全球一次能源供应量中的比重仅为 1%左右,占全部可再生能源的比例也仅 为

14、8%左右。2007 年,全球新型可再生能源发电装机量为 1.65 亿 kW,相当于全球电力装机总 容量的 3.7%。德国、美国、西班牙、日本等发达国家的可再生能源产业化水平已达到较高 程度,其市场规模和装备制造水平跟其他国家相比具有明显优势。我国也是世界重要的可再 生能源大国,太阳能热水器产量和保有量、光伏电池产量、地热直接利用量以及沼气产量都 位居世界第一。不过,我国对新型可再生能源的开发多集中在技术含量较低的供暖和制热领 域,在可再生能源发电技术水平和利用规模方面跟国外相比还存在较大差距。我国新型可再 生能源发电装机容量仅为 905 万 kW,占全球 5.5%,远低于我国电力装机总容量占全

15、球 16% 的比重。（5）3 3、世界主要国家新能源发展态势、世界主要国家新能源发展态势 20 世纪 70 年代石油危机之后，世界各国对替代能源的兴趣和研究逐渐热络起来。 1981 年 8 月，联合国在内罗毕召开新能源和可再生能源会议，推动了利用新能源和可再生 能源的升温。（3）美国：美国：奥巴马新政府将推广可再生能源作为保障国家安全、提供就业机会、降低二氧 化碳的排放量、净化空气、减小对进口石油依赖的重要途径之一。奥巴马政府已明确提出， 把“绿色能源计划”作为“美国复兴和再投资计划的重要内容，将投入上千亿美元支持新 能源技术的研发和推广。 德国德国：2000 年通过了可再生能源法，保证可再生

16、能源的地位。确定了以下几个重点领域： (1)大力发展风能，促进现有风力设备的更新换代。(2)将清洁电能的使用率由 2004 年的12提高到 2020 年的 25一 30，将热电年供的使用率提高 25。(3)至 2020 年，建筑 取暖中使用太阳能、生物燃气、地热等清洁能源比例由 2004 年 6提高 2020 年 14。 日本日本：。2009 年 4 月，日本政府推出“日本版绿色新政”四大计划，其中对可再牛能源的 具体目标是对可再生能源的利用规模要达到世界最高水平，即从 2005 年的 105提高到 2020 年的 20。在太阳能方面，提出要强化太阳能的研制、开发与利用计划太阳能发电 2020 年比现在增加 20 倍。 法国法国：从 2005 年 1 月 1 日起，政府对可再牛能源生产能源的设备实施税收抵免 40的政 策，并在 2006 年将抵幅度进一步提高到 50。与此同时，国家还制定 r 一系列的扶持计 划，其中包括国家电力公刊和其他电力供应公司不得拒绝收购食业利用