新能源开发与利用

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：newenergy；development；thepresentsituation；developmentandutilization；sustainabledevelopment；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：Inrecentyears,newenergyhavebeendevelopedrapidlyaroundtheworld.Asacontemporarycollegestudent,beingconcernedabouttheenvironmentandthefutureisourresponsibility.Therefore,Iverifydocuments,analyzethedomesticandforeigndevelopmentandprospectsofthenewenergytechnologies,withthehopethatfriendswhoconcernfornewenergydevelopmentandutilizationcangainsomehelpfromthistext.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43756GW·h/a,地热的直接利用36910GW·h/a。但据估计人类利用地热发电的潜力可达12000TW·h/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,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阳能热水器成本为美国和欧洲的1/5~1/8。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2．6亿吨标准煤，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，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(RenewlePort11standard)，也称《新能源法》，即可再生能源配额制政策，以配额的形式通过法律对能源行业从业者利用新能源的义务进行规定。其中规定电力销售业者必须利用一定比率的新能源（如风能、太阳能、生物质能、地热能等）及不超过1万千瓦的小水力进行发电。RPS制度推行后，2003年度日本新能源发电设备供给总量达4014.1万千瓦；其中，太阳能发电1472万千瓦、风力发电989.9万千瓦、中小水力发电838.2万千瓦、生物质能发电2038.8万千瓦。日本对新能源和节能技术的利用主要包括太阳能发电、太阳热利用、风力发电、生物质能源（包括能热利用、生物质能发电和生物质能燃料制造）、废弃物热利用（包括废弃物发电和废弃物燃料制造）、清洁能汽车（如甲醇汽车）、地热发电、天然气混合循环发电、燃料电池、温度差能源、冰雪热利用等。3.俄罗斯:能源多元化俄罗斯是石油储藏大国之一，天然气探明储量世界第一。近年世界原油等能源价格高