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新能源介绍

新能源介绍


   新能源:又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

  1980年(庚申年)联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能(原子能)

   新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能等能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。从近年全球能源消费情况来看,石油、煤炭、天然气位居前列,近几年,天然气和可再生能源增速较快。

   一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

  一、概况

  据分析,2001年以来我国能源消费结构并没有发生显著的改变。石化能源,特别是煤炭消费在一次能源消费中一直居于主导地位,所占的比重分别达到九成和六成以上。

  据估算,每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦,其中可开发利用500~1000亿度。但因其分布很分散,能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤,一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦,因风力断续分散,难以经济地利用,今后输能储能技术如有重大改进,风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等,理论储量十分可观。限于技术水平,现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟,故只占世界所需总能量的很小部分,今后有很大发展前途。

  二、未来最有发展前景的几种新能源

  (1)太阳能

  太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。

  太阳能光伏

  光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

  国内主要太阳能电池制造商正遭遇少有的“阴雨天”。由于95%以上的产能出口,且过于倚重欧洲市场,国内太阳能电池企业近几个月来连续受到多个利空因素干扰:欧洲债务危机、欧元急跌、欧洲削减太阳能补贴等。这一连串不利因素表明国内太阳能电池制造商既有近忧,还有远虑。不过,善于应变的国内企业正在试图从成本和需求两端控制经营风险。2009年,国内太阳能电池产能约为240万千瓦,但国内太阳能发电装机容量仅为12万千瓦,95%的产能出口,其中欧洲是最重要的市场。过去数年,欧洲一直是世界太阳能光伏发电的重心。2009年,德国、西班牙、意大利和捷克的新增装机容量超过420万千瓦,占全球60%上。从年初开始,希腊、西班牙等欧元区国家爆发债务危机,欧元汇率急转直下,欧元兑美元汇率下跌超过12%,国内太阳能电池厂商损失严重。

  太阳能光热

  现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

  太阳光合能

  植物利用太阳光进行光合作用,合成有机物。因此,可以人为模拟植物光合作用,大量合成人类需要的有机物,提高太阳能利用效率。

  (2)风能

  风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路,水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛,为风力发电的主流机型。

  风力发电

  是当代人利用风能最常见的形式,自19世纪末,丹麦研制成风力发电机以来,人们认识到石油等能源会枯竭,才重视风能的发展,利用风来做其它的事情。

  (3)核能

  核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特.爱因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要有三种形式:

  核电站

  A.核裂变能

  所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、钚-239等)的裂变释放出的能量

  B.核聚变能

  由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。

  C.核衰变

  核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用

  核能的缺陷

  (1)资源利用率低

  (2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决

  (3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

  (4)核不扩散要求的约束,即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

  (5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大

  中英核能合作

  英国核能发展居世界领军水平,是核能企业寻求商务与技术合作的理想伙伴。英国的核能产业拥有巨大的消费市场,其发展也获得了政府机构和政策上的大力支持;与此同时,英国核能产业还拥有世界领先的技术经验以及人才基地;不仅如此,英国核能成套的产业链及完备的配套服务体系也为行业发展创造了稳定健康的环境。

  在英国2008年通过的《气候变化法案》中,规定了能源发展的长期目标:到2050年,英国的温室气体排放量需在1990年的基础上减少80%。为了实现这一目标,英国正在进行一场巨大的能源重组计划,即:将传统发电厂退役,同时启动包括核能在内的新能源发电项目。英国能源研究合作组织(ERP)、国家核实验室(NNL)、英国工程与自然研究理事会(EPSRC)、核退役管理局(NDA)和能源技术研究所(ETI)组成的项目联盟发布了《英国核裂变能技术路线图:初步报告》。报告指出,英国必须制定一项明确具体的核能产业中长期发展战略和路线图,同时假设:英国若要在2050年之前拥有安全、低碳的能源结构,核电必将发挥更大作用。

  伦敦时间2013年10月21日,英国政府正式批准了中国广核集团与中国核工业集团公司参与投资当地新核电站的计划,这标志着中国核电企业终于如愿登陆西方发达国家。此前,中英两国政府在10月15日北京举行的第五次中英经济财金对话(EFD)之后签署了《关于加强民用核能领域合作的谅解备忘录》。英国财政部商业大臣戴顿勋爵(LordDeighton)作为英方代表参与了此备忘录的签订,这为英国政府正式批准中国核电企业参与欣克利C角的建设作了铺垫。

  英国是民用核电历史最悠久的国家,中国则是民用核电发展最快的国家。这项合作会同时使中英双方受益。中国拥有全球最大的核电装备制造能力,同时拥有全球最为充沛的资金,这也正是中国核电企业走向海外的一大动力。

  中俄能源合作

  俄罗斯是世界主要能源资源富集国,天然气储量和出口量、石油产量和出口量及煤、铀、铁、铝等资源储量均居世界前列。作为中国最大邻国,俄罗斯与我国的政治关系成熟牢固,将我国视为主要合作伙伴,对华能源合作既有意愿也有能力,还有天然地缘优势和互补特点,是我国维护能源安全和可持续发展可借重的合作伙伴。

  随着中俄关系的快速发展,两国能源合作规模逐渐从小到大,从单纯贸易到涉及油、气、核、煤、电、新能源等各领域的全面合作。中俄原油管道2011年1月建成投产,俄每年对华输油1500万吨。中俄双方正在商谈通过管道增供原油项目。未来20年,这条能源动脉将累计对华输油达数亿吨。俄实现了石油出口多元化,我国有了稳定的陆路石油供应。除管道供油外,两国石油上游开发、下游炼化领域合作逐步推进。中俄合作建设的田湾核电站项目安全高效运营。两国煤炭、电力贸易大幅增长,2012年我国自俄进口煤炭2000万吨,进口电力26亿千瓦时。未来这两个数字还会日益增大。

  中法核能合作

  2013年4月25日,中广核集团与法国阿海珐集团以及法国电力集团签署了长期合作联合声明,三家公司共同签署的一系列文件中规定,他们将联合研制先进反应堆,促进世界核电工业整体安全水平的提升。这是30年来中法开展的第三次重大核电技术合作。中法有30年的核电合作基础。自上世纪80年代初起,法国电力公司就参与到中国大亚湾核电项目的建设和运营中,在30年后的此次合作中,玛氏路强调,法国电力公司是世界最大的核电运营商,中广核集团是世界最大核电发展计划的拥有者,两者有必要加强核电交流与合作,互利双赢。

  截至2013年4月,中广核在运核电机组数量为7台,总装机容量721万千瓦,占中国大陆在运核电总装机容量的53%;在建机组15台,总装机容量1775万千瓦,占中国大陆在建核电总装机容量的56%。

  在国务院办公厅提出的《能源发展战略行动计划(2014-2020)》中明确提出,到2020年,核电装机容量要达到5800万千瓦,在建容量达到3000万千瓦以上。

  截至2015年2月底,我国并网风电装机容量首次突破1亿千瓦,达到10004万千瓦,继续稳居我国第三大发电类型和世界风电装机首位。全国31个省份均有并网风电场,其中内蒙古、甘肃并网风电装机容量分别达到2125万千瓦和1053万千瓦,河北、新疆、山东和辽宁超过500万千瓦。