清洁能源技术研究与发展现状

清洁能源技术研究与发展现状环境科学与工程学院给排水13班李蓉13133413内容提要：众所周知，中国是世界第二大能源生产国和第二大能源消费国。不仅如此，中国有世界第一位的水能资源蕴藏量，世界第三位的煤炭探明储量，世界第10位的石油探明储量和世界第19位的天然气探明储量，同时中国具有丰富的可再生能源资源。可是中国人口众多，能源资源的人均占有量只相当于世界平均数的51％。由此可知中国是一个能源资源相对贫乏的国家。油气资源依赖进口，能源开发和运输成本较大，能源消费引起的环境污染严重。但近年来中国的节能技术取得了较大的进步。通过自主研和引进国外的先进技术和设备，已使国内许多行业从中受益，并形成了良性发展的势头。总体来看，中国能源开发与节约工作取得了重大进展，能源效率有所提高。尽管与发达国家相比，中国能源效率水平依然偏低。但是随着中国经济的进一步发展，中国的清洁能源技术还是获得了很好的发展。关键词：清洁能源技术研究1、清洁能源技术概述清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。既而，清洁能源技术是指在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。太阳能技术，太阳能热利用太阳能热的基本来源是将太阳辐射能收集起来,通过与无害的相互作用转换成热能加以利用。太阳能光伏发电、太阳能制氢、太阳能建筑及太阳能的其他利用形式。风力发电技术、水利发电技术、生物质能技术、核能发电技术、地热能技术、海洋能技术、洁净煤技术。国家和政府要大力扶持节能技术发展和应用。政府首先应该在政策上给予节能产业倾斜其次在节能技术的研发上给予足够的资金支持。在节能技术的推广上也要积极的去引导企业。在现有的能源基础上努力提高能源的利用率。这样可以减轻我国现在能源和环境压力。调整我国的能源消费结构。在大力发展节能技术的同时要不断地调整我国的能源消费结构。减少一次性能源和高污染能源的使用?大力发展低污染和可再生资源的使用。减轻我国现在的环境污染压力。调整产业结构向低能耗产业发展。不断调整经济结构降低高耗能行业和高能耗产品的比例是提高我国能源效率的前提?也是实现可持续发展的先决条件。在发展高科技低能耗产业的同时要用新技术改造我国的高能耗的工业，实现资源使用的最大化。2、清洁能源技术目前研究与应用热点当前中国清洁能源技术的应用近年来中国的节能技术也取得了较大的进步。通过自主研发和引进国的先进技术和设备，已使国内许多行业从中受益，并形成了良性发展的势头。总体来看，中国能源开发与约工作取得了重大进展，能源效率有所提高。但与发达国家相比，中国能源效率水平依然偏低。洁净煤技术自产业革命以来，作为矿物燃料的煤炭逐渐取代生物质能等可再生能源，成为人类消费的主要能源。中国一次商品能源以煤为主。洁净煤技术是针对使用煤炭对环境造成污染而提出的技术对策，是最大限度利用煤的能源，同时将造成的污降到最小限度的技术方案。从概念上说，洁净煤技术是指煤炭从开发到利用的全过程中，减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称。它将经济效益、社会效益与环保效益结合为一体，成为能源工业中国际高新技术竞争的一个主要领域。节约石油和替代石油技术。中国的最终石油可采资源量只有世界人均水平的1/5左右。我国石油消费增长速度明显高于原油产量增长速度，供需缺口越来越大。目前我国石油利用效率明显偏低。但是，无论使用多么先进的节油技术，石油都属于不可再生资源。因此发展替代石油产品，才是未来动力机械燃料的出路。现在发展的主要替代技术有以下几种：甲醇替代石油、乙醇替代石油、天然气替代石油、天然气热、其他，如等离子无油点火、燃油乳化、燃油添加剂等节油技术。电力节能技术。变频调速节能装置目前变频调速技术在电厂得到广泛应用，电厂辅机安装变频调速置后，节能效果显著，一般节电率20%以上。新型电力变压器节能近年来，随着新型电力变压器逐渐普及，变压器的整体损耗水平有较大幅度的下降，但电力传输中的能量浪费仍十分巨大。为此诞生了更先进的电力变压器，如采用多级接缝的铁心结构与非晶合金铁心材料，显著降低空载损耗，采用高温超导技术具有低损耗与低成本的优势，是极具发展前景的电力变压器节能技术。降低线路损耗在10KV以下配电线路上，采用单、三相变压器混合供电的方式，以高压进户，缩短低压线路降低线损，使配电线路线损有较大幅度降低，提高了供电可靠率和电压合格率。可再生资源利用技术。我国有丰富的可再生资源，风能，太阳能，地热能，海洋能等。风能我国可开发的风能为2.5亿千瓦，在技术研究开发上，目前最大问题是尚不具备大型风力发电机组关键部件的制造技术和能力，一直依赖引进国外的设备和技术。由于引进国外机组价格较高,每千瓦超过1万元人民币,因此要进一步发展我国风力发电事业，必须在引进消化吸收基础上不断创新，走大型风力发电机国产化的道路。太阳能我国太阳能年日照时数大于2000小时，全国总面积的2/3以上有较好的利用条件。在光电直接发电上，我国已在海拔4500米以上的西藏阿里地区建起4座10~25KW的独立光伏电站及太阳能卫星电视地面接收站，解决了当地的照明和电视收看问题，是迄今世界上海拔最高的太阳光伏电站。海洋能我国大陆海岸线长达1.8万公里，有近200个海湾和河口可开发潮汐能，可开发的潮汐能年总发电量为619亿。目前我国运行的潮汐电站已有十多座，东南沿海有很多能量密度较高。自然境条件优越的坝址,如钱塘江口等。3、风电清洁能源技术当前的研究挑战和商用存在的问题分析风电是我国新能源发展的重点,海上风电是风电产业发展的新趋势。我国海上风能资源丰富,具备大规模发展海上风电的资源条件。与陆上风电相比,海上风电的发展面临着一些新的问题和挑战。与陆上风电相比，海上风力发电环境更为复杂。高湿度高盐分的海风、盐雾、侵泡、海浪飞溅形成的干湿交替区等强腐蚀环境，对海上风机设备的防腐提出了更高的技术、性能要求。另外，海上风电场的造价约为陆上风电场的2～3倍，平均发电成本也远远高于一切陆上风电，海上风电场的初装成本中的基础建设、并网接线盒安装等费用在总投资成本中所占的份额要比陆上风电场高，其成本占比随着风电场的离岸距离和水深程度等情况大幅变动，维修费用和折旧费用占运营成本比例远大于陆上风电场。加紧研发海上风电设备防腐蚀的新技术也是当务之急。值得关注的是，与陆上风电相比，海上风电设备所需防腐技术更为复杂、要求更高。钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所副所长曲政认为，“海上风机所处环境恶劣，所需防腐蚀技术比较复杂，需要分部分、针对性的进行。海上风电机组下部承托平台为对钢筋混凝土结构，防腐蚀工作重在对钢筋锈蚀的保护；而海面以上的部分主要受到盐雾、海洋大气、浪花飞溅的腐蚀”。选择合适的防腐技术对于风电系统来说至关重要，不仅关系到风电系统的安全问题，更关系到整个风电系统成本投入。对于风电钢结构、机组这些部分来说，锈蚀对其的侵害会造成严重的经济损失，锈蚀后的维修费和折旧费是一笔不小的费用，所以解决好风电钢结构与机组的防腐问题对于大力发展风电产业来说有着很重要的意义。“锌镍渗层黑金属防腐工艺”是一种高耐蚀、高耐磨、性价比高的表面防腐技术。较之市面上常用的防腐技术，“锌镍渗层防腐工艺”防腐耐蚀性能更加卓越，中性盐雾试验可达6000小时以上，可替代不锈钢。锌镍渗层防腐技术是一种通过低温化学置换原理，即渗层金属在一定温度和活化剂的作用下向待渗钢铁基材表面内扩散而达到的冶金结合的表面处理技术。该技术实现了钢铁制件表面合金化，达到了高耐蚀、高耐磨的应用需求，且不改变钢铁制件自身的机械性能，保证了在钢铁制件允许的自身使用周期内全寿命防锈。全球风电在持续快速大规模发展，其对整个电力系统产生的影响也将越来越大。在当前风电产业占比加重的同时，也面临着与现有电力系统相互适应和融合的新挑战。在美国和欧洲等一些风电大国，已通过立法，加强电力基础设施建设和技术创新。同时已初步建立起适应新能源大规模发展的电力运行体系和政策法规制度。在我国目前风电装机规模世界第一的前提下，一些地方存在的弃风现象，反映了传统能源体系、管理体制和政策措施还不能完全适应风电等新能源发展的需要。国家能源副局长刘琦在会上发言时表示，加快风电发展必须破除体制机制障碍和束缚。促进中国风电产业持续健康发展是一项重要的系统工程。同时他表示，今后我国将会在以下几个方面作出努力：加强电力系统建设，扩大配置风能资源的范围，建立更大区域的电力市场，推动风电在更大的电力市场中消纳；完善政策法规体系，落实可再生能源法，完善配套政策，研究制定可再生能源电力配额制，促进风电全额保障性收购；优化风电开发布局，坚持集中开发与分散发展并行，优先建设市场条件好的陆上风电，积极稳妥发展海上风电，保持适度的风电建设规模；创新风电利用方式，适应风电间歇性的特点，开发农业提水灌溉，促进风电就地消纳；加强同世界风电技术发达国家的合作，提升风电装备水平，增强中国风电企业创新能力，参与国际标准和规则的制定。参考文献：中国网：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司风电，产业发展从量变走向质变百度百科：清洁能源搜狐社区：风电产业的挑战-解决了防腐问题就赢得了更好的互动百科：清洁能源技术专业论文网：中国风能发展的几点思考海上发电，风力发电的新趋势确立新能源重大战略地位保障经济可持续发展百度学术：环境危机与清洁能源豆丁网：能源与生活清洁能源生产中华文本库：关于清洁能源