可再生能源综述
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能源资源开发研究文献综述可再生能源的利用与发展随着全球经济的快速发展和人口的持续增长,对能源资源的需求也日益增加。
然而,传统能源资源的开采和利用不仅对环境造成了严重的污染,还导致了能源资源的枯竭和供给不足的问题。
为了解决这一难题,人们开始转向可再生能源的开发和利用。
本文将对可再生能源的利用与发展进行综述,探讨其在能源资源开发领域的重要性和前景。
一、可再生能源的概念及分类可再生能源是指在人类活动中不断生成的能源,其来源主要包括太阳能、风能、水能、生物能、地热能等。
根据能源的来源和性质,可再生能源可以分为多种类型,如气候能源、生物质能源、水能、风能、太阳能等。
这些能源具有取之不尽、用之不竭的特点,对环境影响较小,是未来能源发展的重要方向。
二、可再生能源的利用现状目前,全球各国对可再生能源的重视程度不断提高,投入大量资金用于可再生能源的研发和利用。
太阳能光伏发电、风能发电、水力发电等已经成为主流能源,取得了显著的成就。
同时,生物质能源、地热能等新型可再生能源也逐渐受到关注,为能源结构的转型升级提供了新的选择。
三、可再生能源的发展趋势随着科技的不断进步和社会的发展需求,可再生能源的发展前景十分广阔。
未来,可再生能源将在能源供给、环境保护、气候变化等方面发挥越来越重要的作用。
同时,随着可再生能源技术的不断创新和成熟,其成本将逐渐降低,竞争力将不断增强,有望取代传统能源成为主导能源。
四、可再生能源的挑战与对策尽管可再生能源具有诸多优势,但其发展仍面临一些挑战。
比如,可再生能源的不稳定性、间歇性和地域性限制了其大规模利用。
为了克服这些挑战,需要加大对可再生能源技术的研发投入,提高能源转换效率,建立完善的能源存储和调度系统,推动可再生能源与传统能源的混合利用,实现能源供给的多元化和可持续发展。
五、结语可再生能源是未来能源发展的必然选择,其利用与发展对于实现能源安全、保护环境、促进经济可持续发展具有重要意义。
各国应加强合作,共同推动可再生能源技术的创新和应用,为建设清洁、低碳、高效的能源体系作出积极贡献。
生物质能利用的高效转化技术研究综述生物质能作为一种可再生能源资源,具有丰富的来源和潜在的应用价值。
然而,由于其复杂的化学结构和不完全可控的反应特性,生物质能的利用一直面临着技术挑战。
针对这一问题,近年来,研究人员们通过不断探索和创新,提出了一系列高效转化技术,以实现对生物质能的合理利用和能源价值的最大化。
本文将对目前主要的生物质能高效转化技术进行综述和分析。
首先,生物质能的高效转化需要解决的一个主要问题是生物质的预处理。
由于生物质的复杂组分和结构特点,其直接利用往往效果不佳。
因此,预处理技术被广泛应用于生物质原料的改性和优化。
常见的预处理技术包括物理法(如研磨、热压等)、化学法(如酸处理、碱处理等)和生物法(如酶法、微生物处理等)。
这些预处理技术能够有效地破坏生物质的纤维结构,使其更易于后续的转化和利用。
其次,在生物质能高效转化的过程中,催化剂的选择和设计也是关键因素。
催化剂能够促进生物质的化学反应,提高转化效率和产物选择性。
在催化剂的选择方面,金属催化剂和酸催化剂是当前研究的热点。
金属催化剂具有较高的活性和稳定性,能够催化生物质的氧化和加氢反应。
酸催化剂则适用于生物质的酸解、酯化和缩合等反应。
此外,纳米催化剂和复合催化剂的设计和制备也是未来研究的重点。
第三,生物质能高效转化的另一个关键环节是反应体系的优化。
通过调控反应温度、压力和溶剂等条件,可以有效改善反应反应速率和产物选择性。
例如,高温高压条件下的生物质气化能够实现生物质的全热解和气化产物的合理分离。
此外,利用离子液体等无溶剂体系不仅可以提高反应速率,还可以避免催化剂的毒性和环境污染问题。
除了以上几个方面,生物质能高效转化还可以通过微生物发酵和生物电化学等生物技术实现。
微生物发酵是将生物质通过微生物代谢产生的酶和菌类转化为基础化学品、燃料和生物材料的过程。
生物电化学则是利用微生物或生物酶催化电分解、电还原和电生成反应,实现对生物质能的高效转化和提取。
中国可再生能源发展现状中国是全球最大的能源消费国和二氧化碳排放国,人们对中国可再生能源发展的关注度一直很高。
近年来,随着对环境问题和可再生能源的重视,中国在可再生能源方面取得了显著的进展。
本文将对中国可再生能源发展现状进行综述,并对未来发展提出一些建议。
首先,中国在可再生能源装机容量方面取得了巨大的成就。
根据中国国家能源局的数据,截至2024年底,中国可再生能源装机容量已达到790多万千瓦,其中水电占比最高,其次是风电和太阳能发电。
中国是全球最大的风电和太阳能市场,尤其是风电装机容量超过两个二氧化碳排放最多的国家,美国和印度的总和。
此外,中国还大力推动生物质能、地热能等可再生能源的发展,通过政策支持和技术创新,取得了积极进展。
其次,中国在可再生能源发电方面也取得了重要成果。
根据国家能源局的数据,2024年,中国可再生能源发电量约为2107亿千瓦时,占全国发电总量的27.9%,其中水电发电量最大,其次是风电和太阳能发电。
在华北和东北地区,风电发电量已超过火电,成为主导能源之一、此外,中国还推动可再生能源与电力系统的融合,大力发展储能技术,以解决可再生能源波动性的问题,提高可再生能源的可靠性和可用性。
第三,中国在可再生能源政策支持和市场机制建设方面进行了一系列。
中国颁布了一系列政策措施,包括可再生能源电价补贴、并网上网电价等,以吸引投资和推动可再生能源的发展。
此外,中国还建立了碳排放权市场,推动企业减少碳排放并提高能源效率。
这些政策和市场机制的为中国可再生能源的快速发展提供了坚实的基础。
然而,中国在可再生能源发展过程中仍面临一些挑战。
首先,可再生能源的成本相对较高,这也是制约可再生能源发展的主要因素之一、虽然随着技术进步和市场规模扩大,可再生能源的成本逐渐下降,但在短期内仍需要政府和企业的支持和投资。
其次,可再生能源的波动性和不可控性也是一个重要问题,需要发展储能技术和建立智能电网系统,以确保可再生能源的稳定供应。
海洋可再生能源——温差能发电系统研究现状综述摘要:当前我国能源结构主要为含碳化石能源,此类能源的使用过程中会向空气中排放大量温室气体。
,中国政府于第七十五届联合国大会上发表重要讲话:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
充分体现了大国担当。
推动我国清洁能源结构转型,改变主要能源组成结构,对控制碳排放量至关重要!21世纪,是人类从陆地迈向蔚蓝海洋的全新纪元,以海洋为中心的方向重构世界能源格局。
优化区域能源结构的重点就在于探索并利用清洁能源、促进海洋经济又好又快发展、促进区域经济协同绿色发展、推动海洋经济由量变到质变的发展等一系列举措,是传统能源理念转变至清洁可再生能源的重要路径,对帮助我国拜托能源依赖的重要手段,其战略意义十分重大[1]。
关键词:海洋温差能;清洁能源;热点转换;协同发展1.我国发展海洋可再生能源技术的必要性潮汐能、波浪能和温差能等均为新时代下的海洋可再生能源获取方式。
海洋温差能因其发电稳定性强、全时间段运行、对储能系统依赖小和清洁可再生等的特点,其发电模式与我国现阶段大范围使用化石能源相似,日前,海洋温差能发电系统已成为国内外清洁能源领域重要的研究方向。
热力循环技术,是利用海洋温差能进行热电转换(OTEC ,Ocean Thermal Energy Conversion)的概念和理论模型,其基本原理是利用海洋表层的高温海水和低沸点工质实现热能传递,使低沸点的工质在汽化过程中,带动其透平进行发电。
温差能的发电技术按照使用工料和工艺上的差异,可有开式、闭式和混合型朗肯循环等三种形式。
迄今为止以美国、日本、法国等为代表的发达国家,因其前期基础工业体系完善,起步早的特点,对海洋温差能理论研究、试验平台落地均取得了显著的研究成果。
从温差能利用效率的角度考虑,自2010年之后国际上建成的温差能发电系统均采用闭式朗肯循环[2]。
高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述1、研究背景新型电力系统具有高比例可再生能源与高比例电力电子设备等主要技术特征,即大规模可再生能源发电具有强间歇性、随机性与波动性等特点,且风光发电呈日内以及季节性波动特性,与负荷需求不匹配。
同时,转动惯量的缺乏削弱了电力系统抗故障冲击的能力,大量电力电子设备并网使得系统动态特性复杂化。
因此,如何在多时间尺度上保持发电与负荷功率平衡、如何保持含高比例电力电子设备的电力系统稳定性、如何对清洁能源进行高效消纳与优化配置将成为未来电力系统长期规划的主要挑战。
为此,论文对电力系统长期规划的研究现状进行综述与展望。
2、论文所解决的问题及意义新型电力系统长期规划面临的主要挑战与解决方法如图1所示。
论文首先分析与总结新型电力系统的主要技术特征;在此基础上,总结能源供应安全与能源供应的经济-政策不确定性两方面挑战,其涵盖参数不确定性、政策不确定性、电力系统灵活性、电力系统充裕性、电力系统安全性、多时间尺度功率平衡等环节;然后,从长期不确定性、短期不确定性、安全性评估、可靠性评估4个着眼点开展研究,对不同方法的研究思路、应用场景与优缺点进行了比较分析。
最后,对新型电力系统长期规划模型的构建与应用进行总结与展望。
图1 新型电力系统长期规划面临的主要挑战与解决方法3、论文重点内容论文就以下五个方面进行综述:(1)电力系统长期规划面临的挑战电力系统长期规划指以能源供给与技术发展为基础,采用优化算法优化满足能源需求等约束条件下成本最优的技术选择,其决策变量通常是在给定的时间与空间范围内对发电技术、发电容量与输电容量的选择。
研究框架如图2所示,其可用于电源规划、电网规划、或者电源–电网协同规划,也能评估不同能源政策、潜在技术发展等对能源系统的影响。
图2 新型电力系统长期规划框架电力系统长期规划面临的挑战主要来自两方面:1)能源供应的经济-政策不确定性方面;长期不确定性指由于政府政策、能源价格波动、新兴技术等因素使得模型参数具有高度不确定性。
《光伏发电功率预测方法研究综述》篇一一、引言随着环境问题日益严峻,清洁可再生能源的发展受到了世界范围内的广泛关注。
光伏发电作为清洁能源的重要一环,在全球范围内的装机容量持续增加。
然而,光伏发电受气候条件、季节变化等外部因素影响,其输出功率的波动性给电网稳定运行带来挑战。
因此,准确预测光伏发电功率成为了迫切需要解决的问题。
本文旨在综述光伏发电功率预测方法的研究现状、存在的问题及发展趋势。
二、光伏发电功率预测方法概述光伏发电功率预测方法主要分为两大类:物理模型法和数据驱动法。
1. 物理模型法物理模型法主要是基于气象、光照等物理因素,建立光伏发电系统的物理模型进行预测。
这种方法考虑了影响光伏发电的各种因素,包括光照强度、温度、风速等。
通过对这些因素的测量和预测,结合物理模型进行计算,从而得出光伏发电功率的预测值。
物理模型法的优点是准确性较高,但需要大量的气象数据和复杂的计算过程。
2. 数据驱动法数据驱动法主要是利用历史数据、统计方法等手段进行预测。
该方法无需建立复杂的物理模型,而是通过对历史数据的分析和学习,发现数据间的规律和趋势,从而对未来的光伏发电功率进行预测。
数据驱动法包括时间序列分析、机器学习等方法。
其中,机器学习方法在光伏发电功率预测中得到了广泛应用,如支持向量机、神经网络等。
三、光伏发电功率预测方法的研究现状目前,国内外学者在光伏发电功率预测方面进行了大量研究。
在物理模型法方面,研究人员不断改进模型结构,提高模型的准确性和稳定性。
同时,越来越多的学者开始关注数据驱动法在光伏发电功率预测中的应用。
其中,机器学习方法在光伏发电功率预测中表现出了良好的性能。
此外,随着深度学习技术的发展,深度学习模型如卷积神经网络、循环神经网络等也被广泛应用于光伏发电功率预测中。
四、存在的问题及挑战尽管光伏发电功率预测方法取得了一定的研究成果,但仍存在一些问题和挑战。
首先,现有的预测方法在面对复杂的气候条件和季节变化时,其准确性有待进一步提高。
可再生能源驱动放电等离子体助推双碳目标策略与路线1. 内容综述在当前全球气候变化和环境问题日益严峻的背景下,实现“双碳”目标(即碳达峰和碳中和)已成为各国政府及国际组织的共同战略目标。
可再生能源作为清洁、可持续的能源形式,对于推动低碳经济发展、减少温室气体排放具有至关重要的作用。
放电等离子体作为一种高能粒子流,在材料加工、能源转换等领域展现出巨大潜力。
本策略旨在将可再生能源与放电等离子体技术相结合,探索一种高效、环保的能源助推双碳目标实现的途径。
随着太阳能、风能等可再生能源技术的快速发展,其发电成本不断降低,应用范围逐渐扩大。
由于可再生能源固有的间歇性和不稳定性,其在电力系统中的渗透率仍然受到一定限制。
放电等离子体技术作为一种创新的能源转换方式,通过高压放电产生高能电子和离子,能够实现能量的瞬时释放和高效利用。
将二者结合,不仅能够充分发挥可再生能源的潜力,还能克服其不稳定性的问题,为双碳目标的实现提供有力支撑。
为实现这一目标,本策略将从以下几个方面展开研究:首先,深入研究可再生能源发电系统的优化调度方法,提高其输出的可预测性和稳定性;其次,创新放电等离子体发生器的设计,提高其能量转换效率;再次,开展放电等离子体在储能系统中的应用研究,拓展其在电力系统中的作用;建立完善的监测、评估和管理体系,确保可再生能源与放电等离子体的安全、高效运行。
本策略以可再生能源驱动放电等离子体为核心,通过技术创新和政策支持,旨在构建一个清洁、高效、可持续的能源体系,为实现双碳目标提供有力保障。
1.1 背景及意义随着全球气候变化和环境污染问题日益严重,各国政府和国际组织都在积极寻求可持续发展的解决方案。
减少温室气体排放、提高能源利用效率和开发可再生能源是实现双碳目标的关键途径。
在这个背景下,可再生能源驱动放电等离子体技术作为一种高效、清洁的能源转换技术,具有巨大的发展潜力和应用价值。
全球气候变化和环境污染问题日益严重,主要表现为极端气候事件频发、生态系统破坏、空气质量恶化等。
生物质能应用现状及发展前景
张媚紫 1202032004
一、生物质能概述
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。
而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。
目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。
生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。
地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。
地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
二、中国生物质能源行业发展现状
《中华人民共和国可再生能源法》和《可再生能源中长期发展规划》的制定,以及国内相关鼓励政策的推行,加快了我国生物质利用技术的发展。
近年来我国生物质能源行业发展迅速,主要利用方式有以下5 种:
(1)生物质成型燃料
目前国内生物质成型燃料主要用于发电厂和工业锅炉的燃料等,仍处于市场发展初期,能实现规模化生产的企业不多。
大部分企业的生产规模较小,企业生产工艺不稳定、生产设备的技术不成熟,故障率比较高,对下游生物质成型燃料应用市场的开拓工作较为滞后。
(2)生物质气体燃料
①沼气
沼气技术是我国发展最早、最普遍推广的生物质能源利用技术。
户用沼气在我国已经有几十年的发展历史,目前已基本成熟。
据农业部统计,“十五”期间政府累计投资34 亿元用于农村户用沼气的建设。
至2010 年,全国农村户用沼气总数达到4,000 万户,占适宜农户的30左右,年生产沼气155 亿立方米。
②生物质可燃气(BGF)
在缺氧条件通过高温气化工艺,将固体生物质原料转化为清洁的燃气。
瑞典、美国、意大利、德国在该领域处于领先水平。
国外生物质气化装置一般规模较大,自动化程度高,工艺较为复杂,以发电和供热为主。
近年来,我国生物质气化技术取得了重要突破,发行人与中科院广州能源所联合开发了BGF 代油/气技术,并拥有这一技术的知识产权,该技术目前已成功应用于华美钢铁60 万吨/年钢铁加热炉生产线。
(3)生物质发电
随着《可再生能源法》和相关可再生能源财政补贴政策的出台,尤其是国家对生物质发电厂的上网电价优惠措施的实施,我国生物质发电发展迅速。
截至2010 年底,全国投产和在建的秸秆直燃发电项目170 多个,总装机容量约400万千瓦,其中已投产的装机容量约为150 万千瓦(资料来源:国家发展改革委有关负责人就《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》有关问题答记者问)。
目前,我国生物质发电行业尚处于起步阶段。
(4)生物质液体燃料
①生物乙醇
我国生物乙醇生产规模相对较大,主要以粮食为原料。
由于我国人均耕地面积不足1.4 亩,不足世界平均水平的40%,使得我国以粮食为原料的生物乙醇发展潜力有限,大规模利用存在原料供应的瓶颈。
为了避免“与人争粮、与粮争地”,2007 年9 月,国家发改委发布《关于促进玉米深加工健康发展的指导意见》指出,“十一五”期间我国原则上不再核准新建玉米深加工项目,要求各地立即停止备案玉米深加工项目,而且对在建、拟建项目进行全面清理,对已备案尚未建的项目全面叫停,并大力鼓励发展非粮食作物为原料开发生物乙醇。
目前国内数家企业和科研单位都在积极开展纤维素乙醇的研究及产业化尝试。
②生物柴油
我国生物柴油产业化发展起步于本世纪初,随着生物柴油产业日益受到国重视,近年来,我国生物柴油发展较快。
根据《液态生物质燃料发展的社会经济影响分析》统计,2007 年全已建成的万吨级生物柴油生产企业大约20 家,年生产量约30 多万吨,主要原材料为油料作物、油料林木果实及各种植物油、废弃油。
③生物质裂解油
目前,我国在生物质裂解油方面也取得了一些进展,但仍未达到大规模产业化的阶段
三、生物质能的应用
生物质能转化利用途径主要包括燃烧、热化学法、生物化学法、物理化学法等,可转化为二次能源,分别为热量或电力、生物质燃气、生物原油或木炭、液化油、沼气、氢气和成型燃料等。
生物质发电是利用农作物秸秆、果树枝、林业加工废弃物、城市和工业有机废弃物、禽畜粪便等燃烧发电的技术。
生物质发电一共有四个主要过程,庄稼生长,收获并获得废料,运输废料,燃烧废料。
第一,植物通光合作用利用阳光和二氧化碳进行生长。
第二,庄稼收获,然后获得生物废料。
第三,收集这些生物废料并运输到生物发电厂。
第四,生物发电厂燃烧这些生物废料发电,释放CO2,并产生肥料灰。
据测算,运营1 台2.50 万kW的生物质发电机组,与同类型火电机组相比,每年可减少CO2 排放10 万t。
每年燃烧后产生的约8 000t 灰粉,可作为高品质的钾肥直接还田。
四、我国发展生物质能源潜在优势
其一,我国林业生物质能源原料丰富。
据专家介绍,我国发展林业生物质能源前景十分广阔,在已查明的油料植物中,种子含油率在40%以上的植物有150多种,能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。
目前,作为生物柴油开发利用较为成熟的有麻疯树、黄连木、光皮树、文冠果、油桐等树种。
国家能源办副主任徐锭明认为,我国有着发展林业生物质能源的巨大资源优势与潜力,丰富的林地和沙地等边缘土地资源,可以有计划地发展为林木生物质能源的基地。
充分利用这些资源开发生物质能源,对改善我国能源结构,减少对化石能源的依
赖,保障国家能源安全具有重大意义。
2006年11月,财政部、国家发改委、国家林业局下发了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》,对发展生物质能源产业和生物化工实施风险基金制度与弹性亏损补贴机制,国家对生物质能源及生物化工生产的原料基地龙头企业和产业化技术示范企业予以适当补助。
“十一五”期间,将最终使林业生物质能源达到从原料培育、加工生产到销售的“林油一体化”格局。
越来越多的企业将目光投向生物柴油。
中粮、中石油、中海油等大集团均投资生物柴油项目,建设多个能源林基地。
日前国家林业局与中国石油天然气股份有限公司签署协议,从今年起,将共同在云南、四川两省建设第一批林业生物质能源基地。
其二,利用边际性土地种植非粮能源作物。
耕地面积较少是我们国家的基本国情之一。
我国存在大量的山地、滩涂、盐碱地等边际性土地。
利用种粮难的边际性土地种植能源作物将为生物质能源提供充足的原料,例如,甜高粱、木薯等非粮农作物。
上世纪70年代,我国在山东等地的滩涂大面积试种菊芋获得成功,亩产上万斤,果糖含量超过甘蔗。
南方山地木薯种植前景也非常广阔。
其三,农林业的废弃物(包括城市工业的有机废弃物)都可作为生物能源原料。
我国每年生产粮食五亿吨,产生秸秆近七亿吨。
也是生物能源的主要原料之一。
目前我们国家已经有利用秸秆制造生物燃料的技术。
我国生物能源主力生产厂家安徽丰原集团成功突破了用秸秆生产乙醇燃料的关键技术,目前实验已取得阶段性成果,今年将建成年产300吨秸秆生产燃料酒精的中试项目。
由于秸秆的价格只有玉米的几分之一,生产成本将大为降低。
有人预言,用这种最经济的原料将生产出中国最需要的“新汽油”。
中科大还实现了“秸秆变油”,利用“生物质热解液化技术”成功用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种农林废弃物生产生物油,可以直接作为燃料使用。
另外农业生产中的畜禽粪便、森林中的枯枝腐叶等;城市的工业有机废弃物、城市生活中废弃的厨余垃圾、剩余倒掉的泔水等等,所有的有机物质都可以转化为生物能源。
现在我国已有一大批万吨以下生物柴油项目,多数是提取厨余垃圾、剩余倒掉的泔水中的油脂作为生物原料。