《工程热力学》课程设计（论文）我国新能源开发与利用现状
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我国新能源开发与利用现状
王宝增
能源学院
摘要：概述了世界和中国的能源危机与环境压力，阐述了我国新能源开发利用概况。分析了我国新能源应以太阳能和风能为开发重点,分析了我国在可再生能源开发利用过程中存在的问题，并提出推进新能源开发的政策。
关键词：新能源；开发利用；太阳能；风能；问题；政策
1能源危机与环境压力
随着世界经济的发展,各国对能源的需求量也越来越大.在当前的世界能源结构中,人类所利用的能源主要是石油、天然气、煤炭等化石能源.19 9 9 年世界能源结构见表 1.
2004年中国和世界能源消费结构见图1
随着经济的发展,人口的增加,社会生活水平的不断提高,预计未来能源消耗量以每年2.7% 的速度递增,此速度前世界能源储量仅供全球消费1 7 2 年.根据目前国际上通行的预测,石油能源可用4 0 年,天然气6 0 年内枯竭,煤炭也只能用2 2 0 年.正是化石能源的大量利用,使二氧化碳:等温室气体的排放也大幅度增加,致使地球在过去10 0 年里平均气温上升0.3一0.6 ℃,全球海平面平均上升1 0 ~ 2 5 cm.如不对温室气体采取措施,在未来几十年内,全球平均气温每 1 0 年可上升. 0 2 ℃.到 2 10 0 年全球平均气温升高1一3.5 ℃,这对人类和地球的危害是无法估量的.因此必须改变当前能源的开发、利用方式.着重开发新能源和可再生能源,有计划、有步骤地开发化石能源,合理高效利用能源.
我国一次能源结构见表2. 其中煤炭比例近7 0 % ,加上净化设施较差,致使对大气的污染十分严重.如二氧化硫的排放引起的酸雨污染已占全国土地面积的 4 0 % ;城市悬浮颗粒物( T S P ) 亦严重超标.严峻的生态环境形势迫使我国只有生态环境形势迫使我国只有在有计划、有步骤开发石油、天然气、煤炭等化石能源的基础之上,除依靠高效节能技术、洁净煤技术之外,着重开发利用各种新能源和可再生能源,减缓化石能源的枯竭,改善生态环境,走可持续发展之路.
2我国新能源开发利用概况
我国具有丰富的新能源和可再生能源资源: 水能可开发资源为3. 78亿千瓦, 目前已开发利用11%; 生物智能资源, 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%, 占整个用能的50% ; 我国太阳能年总辐射量超过60万焦耳/平方厘米, 开发利用前景广阔; 风能资源总量为16亿千瓦, 约10 %可供开发利用; 地热资源尚待继续勘探, 目前已探明的地热储量约为4626亿吨标准煤, 现利用的仅约十万分之一; 我国海洋能源资源亦十分丰富, 其中可开发的潮汐能就有2000万千瓦以上。
风能开发利用继续发展。我国风力发电总装机容量达到2 . 6万千瓦。20世纪80年代以来, 50~ 200瓦的微型风力发电机相继研制成功并投入批量生产, 目前有12万余台在内蒙古、新疆、青海等牧区草原和沿海无电网地区运行, 解决了渔、牧民看电视和照明问题。1千瓦~ 20千瓦的中、小型风力发电机组达到小批量生产阶段, 目前正在研制50千瓦~200千瓦的中、大型风力发电机有14个风电场正在建设当中。与此同时, 低扬程大流量和高扬程小流量两种新型风力提水机已研制成功。此外, 全国风能资源调查显示, 在风力机性能测试技术基础理论研究、风能综合利用、国外风力机引进技术的消化吸收及风电场的试验运行方面均取得进展。其他新能源和可再生能源的开发利用, 也有了一定的发展。我国地热资源现已利用的相当于400万吨标准煤。值得一提的是我国西藏的地热开发利用, 羊八井地热电站现装机总容量2 5万千瓦, 年发电量达9700万度, 为拉萨电网供电的50%, 是我国目前最大的地热电站。氢能等极应用前景的新能源技术开发尚处于实验室试验研究阶段。近20年来, 我国新能源和可再生能源的开发利用有了很大发展, 已经成为现实能源系统中不可缺少的组成部分。目前各类新能源和可再生能源, 年提供约3亿吨标准煤(其中大部分是生物质能源, 在目前的商品能源统计数字中并未计入), 这对促进国民经济发展和满足广大农村和边远地区人民生活的能源需求起到了重要作用。
3新能源的开发重点
我国新能源的开发重点为太阳能和风能。
3. 1关于太阳能
我国太阳能的开发利用与国际先进水平相比,差距仍较大,特别是在太阳能光电利用方面,产品供不应求,市场缺口较大。应将太阳能的开发利用作为新能源发展的中近期重点,加大投资力度,加速产业化。
要集中力量攻克太阳能光伏电池可大规模使用的关键性难点。这里主要是指大幅度降低太阳能光伏电池( PV) 元件的造价,及延长使用寿命。应集中力量开发价格便宜、寿命长、便于大规模制造的染料纳米半导体材料PV 系统,实现跨越式的发展。西部太阳能丰富,大规模
使用光伏电池是大有前途的,而且还能缓解目前电池给环境造成的污染压力。
现有技术已经能够满足太阳热水系统与建筑完美结合的要求。选择先进、可靠的太阳能应用技术在住宅建筑设计时同步考虑、应用,将会更加方便用户,同时对推动我国改善环境,促进可持续发展有重要的意义。
被动太阳能降温技术在我国做的工作还不多,但近年来随着人民生活水平的提高,空调能耗直线增加,如何降低制冷负荷已是当前节能工作的迫切课题之一。此外,太阳能热发电、太阳能海水淡化、太阳能工业热利用等都应是太阳能开发的重点。
3. 2关于风能
我国位于亚洲大陆东部,濒临太平洋,季风强盛,有较丰富的风能资源。根据全国气象台部分风能资料的统计和计算,中国风能分区及占全国面积的百分比见表3。
表3 中国风能分区及占全国面积的百分比
着手大规模的风电建设,使我国风电在“十五”中有一个大发展。对风力资源比较丰富的地区,可以采用多年来我国对海上、陆上石油和天然气已使用过的比较成功的开发方法,即划出地块,以长期租赁的办法邀请国外投资者来竞标,连续不断地实施大规模开发。地方( 或电网) 与投资者签定发电量收购合同,宜先定一个最高限价。这一方面使投资者有利可图; 另一方面可“迫使”投资者遵从竞争机制,尽量降低设备成本,引进先进技术,增加国产化份额,以推动我国风力发电设备制造业形成大规模产业,使风力发电真正步入“快车道”。高速度、大规模发展风电只有立足于商业性开发,而只有当风力发电成本低于售电价格时才具备商业性开发的可能。大中型风力发电机并网发电,已经成为世界风能利用的主要形式。
3. 3地热能、海洋能等的不断开发
地热利用中,能源利用率、资源的梯度开发和尾水回灌等技术方面的重视和提高是很重要的。地热发电可以再进一步得到开发。而对于中、低温地热,可以利用其蕴含的丰富矿物质的生理作用和药理价值而应用于医疗。
海洋能源由于密度低,转换装置庞大,技术复杂所造成的一次性投资大,单位装机造价高,在经济上还不能与常规能源发电相比。但随着科学技术的发展及常规能源燃料费用的上涨,海洋能源作为可再生的新能源是有一定竞争力的。海洋能发电,可同时搞海水养殖、围垦、灌溉、植树、交通、旅游等等,可以增加收益,成本还可降低。
此外,生物质能的现代化应用也是很有前途的。从长远看,生物质能除了炊用、采暖外还可以发电,政府应解决允许多余电力上网的问题。另外,这对于降低环境污染有益。
4新能源开发利用中存在的问题
4.1 市场开发、盲目投资的问题
目前，我国新能源市场规模不大，一方面，主要是因为一些认证标准和相应的法规及质量监督系统，在整体上还缺乏系统的技术规范。另一方面，市场上新能源的成本过高，这样就缺乏市场的竞争力，影响了市场的扩大。同时，还没有做到有效的宣传和信息的传播，没
