新能源的开发与利用
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新能源的开发与利用
【前言】:能源是人类社会生存和发展的必需品,高速发展的经济使得能源危机和环境污染已经成为21世纪国际关键词。如何缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾,新能源给我们提供了一种新的选择,它将成为破解中国乃至世界难题的利剑,引领世界跨入强劲增长的新能源经济时代。
【关键词】:能源开发利用技术进步
一、开发利用新能源的意义
还是1
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境、走经济社会可持续发展之路的重大措施。
3、新能源和可再生能源是世界不发达国家的20多亿无电人口和特殊用途解决供电问题的现实能源
有些领域,如海上航标、高山气象站、地震测报台、森林火警监视站、光缆通信中继站、微波通信中继站、边防哨所、输油输气管道阴极保护站等,在无常规电源等特殊条件下,其供电电源由新能源和可再生能源提供,不消耗燃料,无人值守,最为先进、安全、可靠和经济。
二、我国新能源研究开发活动的现状
1.新能源领域的研究开发(R&D)投入不断增加,但份额较低。
2001—2006年,财政科技预算中可再生能源的R&D支出从0.53亿元增加到3.25亿元2。“十五”期间,科技攻关计划、863计划、973计划和产业化计划等国家科技计划,共安排lo多亿元资金,支持太阳能光伏发电、并嘲发电、太阳能热水器、氢能和燃料电池等领域先进技术的研发和产业化。但总体来看,我国的新能源技术发展水平与发达国家有较大的差距,资金投入力度甚至还不如一些发展中国家3。如,为了开发纤维乙醇技术,2007—2008年,美国政府财政预算拨款2.7亿美元。目前,我国能源行业R&D支出中,传统能源占大头。根据2004-年的经济普查结果4,石油天然气行业的R&D占全部能源行业的41%,煤炭行业占35.4%,电力行业占22.8%,热力和燃气占0.5鬈,其他占0
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2004
源发电(.58%、0.54R&D
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中央政
85.84
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2003—2007年,我国在三大检索系统中发表的有关氢燃料电池的论文占世界同类论文的8.7%,而专利数量仅占世界的2.2菇。同期,我国太阳能晶体硅领域的三大检索系统论文数量占世界的11.08%,发明专利的数量仅占世界的0.88%6。与国际上主要新能源利用国家相比,我国的新能源技术的基础研究大都居中等以上,大学和科研院所的实验室研究与国际水平接进,应用开发水平较不高,研究成果转化滞后。中间试验薄弱,有些新设备没有经过严格的工程验证就大规模投入使用。
5.根据发展规模调整R&D支出结构。
“十五”期间,政府的新型可再生能源R&D支出以太阳能和风能为主,太阳能和风能的平均R &D份额为44.6%和40.6%,生物质能与海洋能源的平均份额仅8%。随着风电技术趋于成熟,装机规模不断扩大,国产化程度提高,“十一五”政府的可再生能源R&D支出结构进行了调整。2006年,太阳能的份额增加到60%,生物质能和海洋能的份额提高到15%,风能的比例降至25鬈(见表1)
表1我国政府可再生能源R&D投入情况(2001-2006)(名)
年份总投入(亿元)太阳能风能生物质能与海洋能
月)图表整理。
1、400
30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂,浓缩铀为燃料,包括压水堆和沸水堆)、重水堆(重水慢化和冷却,天然铀为燃料)、石墨气冷堆(石墨慢化,二氧化碳或氦冷却,浓缩铀为燃料)、石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,浓缩轴为燃料),这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上,这种堆型还在进行商业规模示范试验。
2、核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。所以世界各国极为重视。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。
(二)太阳能
1、太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多。
2、太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用
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径97.5
电;
14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。
(五)海洋能
1、海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。
2、海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
3、海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律,编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报,预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。
4、海洋能属于清洁能源,也就是海洋能一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。
四、在新能源开发利用方面的问题及原因
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而美国
展。
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年立项的“863
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设备制造领域,通过引进技术消化吸收,我国已经基本实现了风能设备和太阳能光伏电池制造国产化,但因没有掌握核心技术,与国际先进水平相比,国产设备和装置的能源转化效率较低。尽管目前我国的太阳能光伏电池及组建的加工规模居世界第三位,但不掌握硅材料的核心技术,加工光伏电池及其组件的设备主要靠进口。由于国外控制硅材料的核心技术,引进硅材料生产线,单位产品耗能高;光伏电池的效率普遍与国际先进水平相差4‰又如,国内用户反映国产风电设备的稳定性差,可发电区间小等。