科技名詞定義
中文名稱:新能源 英文名稱:new energy resources 定義:在新技術(shù)基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地開發(fā)利用的可再生能源。如核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽?、氫能等?所屬學(xué)科:資源科技(一級(jí)學(xué)科);能源資源學(xué)(二級(jí)學(xué)科) 本內(nèi)容由全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布
百科名片
新疆的風(fēng)能發(fā)電機(jī)新能源又稱非常規(guī)能源。是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。
目錄
分類
新能源概況
太陽(yáng)能簡(jiǎn)單介紹
太陽(yáng)能U盤
1.太陽(yáng)能光伏
2.太陽(yáng)熱能
3.太陽(yáng)光合能
核能A.核裂變能
B.核聚變能
C.核衰變
核能的利用存在的主要問(wèn)題:
海洋能簡(jiǎn)單介紹
波浪發(fā)電
潮汐發(fā)電
風(fēng)能簡(jiǎn)單介紹
風(fēng)力發(fā)電
生物質(zhì)能簡(jiǎn)單介紹
生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀
地?zé)崮?br />氫能
海洋滲透能
水能
新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
新能源的開發(fā)策略
新能源的環(huán)境意義和能源安全戰(zhàn)略意義環(huán)境意義和能源安全
未來(lái)的幾種新能源
舊燃料新能源發(fā)動(dòng)機(jī)效率趨向100%的舊燃料新能源
青藏高原發(fā)現(xiàn)可燃冰至少350億噸油當(dāng)量
分類
新能源概況
太陽(yáng)能 簡(jiǎn)單介紹
太陽(yáng)能U盤
1.太陽(yáng)能光伏
2.太陽(yáng)熱能
3.太陽(yáng)光合能
核能 A.核裂變能
B.核聚變能
C.核衰變
核能的利用存在的主要問(wèn)題:
海洋能 簡(jiǎn)單介紹
波浪發(fā)電
潮汐發(fā)電
風(fēng)能 簡(jiǎn)單介紹
風(fēng)力發(fā)電
生物質(zhì)能 簡(jiǎn)單介紹
生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀
地?zé)崮?br />氫能海洋滲透能水能新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)新能源的開發(fā)策略新能源的環(huán)境意義和能源安全戰(zhàn)略意義
環(huán)境意義和能源安全 未來(lái)的幾種新能源舊燃料新能源
發(fā)動(dòng)機(jī)效率趨向100%的舊燃料新能源 青藏高原發(fā)現(xiàn)可燃冰至少350億噸油當(dāng)量展開 分類
新能源的各種形式都是直接或者間接地來(lái)自于太陽(yáng)或地球內(nèi)部伸出所產(chǎn)生的熱能。包括了太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、核聚變能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出?lái)的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量。也可以說(shuō),新能源包括各種可再生能源和核能。相對(duì)于傳統(tǒng)能源,新能源普遍具有污染少、儲(chǔ)量大的特點(diǎn),對(duì)于解決當(dāng)今世界嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題和資源(特別是化石能源)枯竭問(wèn)題具有重要意義。同時(shí),由于很多新能源分布均勻,對(duì)于解決由能源引發(fā)的戰(zhàn)爭(zhēng)也有著重要意義。 據(jù)世界斷言,石油,煤礦等資源將加速減少。核能、太陽(yáng)能即將成為主要能源。 新能源
聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類:大中型水電;新可再生能源,包括小水電(Small-hydro)、太陽(yáng)能(Solar)、風(fēng)能(Wind)、現(xiàn)代生物質(zhì)能(Modern biomass)、地?zé)崮埽℅eothermal)、海洋能(Ocean)(潮汐能);傳統(tǒng)生物質(zhì)能(Traditional biomass)。 一般地說(shuō),常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源,而把太陽(yáng)能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽芤约昂四?、氫能等作為新能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立,過(guò)去一直被視作垃圾的工業(yè)與生活有機(jī)廢棄物被重新認(rèn)識(shí),作為一種能源資源化利用的物質(zhì)而受到深入的研究和開發(fā)利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術(shù)的一種形式。 新近才被人類開發(fā)利用、有待于進(jìn)一步研究發(fā)展的能量資源稱為新能源,相對(duì)于常規(guī)能源而言,在不同的歷史時(shí)期和科技水平情況下,新能源有不同的內(nèi)容。當(dāng)今社會(huì),新能源通常指核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫氣等? 按類別可分為:太陽(yáng)能 風(fēng)力發(fā)電 生物質(zhì)能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽車 燃料電池 氫能 垃圾發(fā)電 建筑節(jié)能 地?zé)崮?潮汐能 二甲醚 可燃冰等。
新能源概況
據(jù)估算,每年輻射到地球上的太陽(yáng)能為17.8億千瓦,其中可開發(fā)利用500~1000億度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地?zé)崮苜Y源指陸地下5000米深度內(nèi)的巖石和水體的總含熱量。其中全球陸地部分3公里深度內(nèi)、150℃以上的高溫地?zé)崮苜Y源為140萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,目前一些國(guó)家已著手商業(yè)開發(fā)利用。世界風(fēng)能的潛力約3500億千瓦,因風(fēng)力斷續(xù)分散,難以經(jīng)濟(jì)地利用,今后輸能儲(chǔ)能技術(shù)如有重大改進(jìn),風(fēng)力利用將會(huì)增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水溫差能等,理論儲(chǔ)量十分可觀。限于技術(shù)水平,現(xiàn)尚處于小規(guī)模研究階段。當(dāng)前由于新能源的利用技術(shù)尚不成熟,故只占世界所需總能量的很小部分,今后有很大發(fā)展前途。
太陽(yáng)能
簡(jiǎn)單介紹
太陽(yáng)能一般指太陽(yáng)光的輻射能量。太陽(yáng)能的主要利用形式有太陽(yáng)能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式。 新能源
廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源,如風(fēng)能,化學(xué)能,水的勢(shì)能等由太陽(yáng)能導(dǎo)致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。 利用太陽(yáng)能的方法主要有:太陽(yáng)電能池,通過(guò)光電轉(zhuǎn)換把太陽(yáng)光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能;太陽(yáng)能熱水器,利用太陽(yáng)光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電等?,F(xiàn)在很多公司已經(jīng)開始著手利用太陽(yáng)能,例如青島凌鼎新能源有限公司就利用太陽(yáng)能研發(fā)了太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能烤箱、太陽(yáng)灶反光膜、太陽(yáng)能開水器等系列產(chǎn)品。太陽(yáng)能清潔環(huán)保,無(wú)任何污染,利用價(jià)值高,太陽(yáng)能更沒(méi)有能源短缺這一說(shuō)法,其種種優(yōu)點(diǎn)決定了其在能源更替中的不可取代的地位。
太陽(yáng)能U盤
矽谷學(xué)人是首家研發(fā)太陽(yáng)能U盤的專家。 矽谷學(xué)人是世界著名的高新技術(shù)企業(yè)的聚集地。矽谷學(xué)人是由歸國(guó)留學(xué)的高科技團(tuán)隊(duì)共同組成,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建于2000年,經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展,已經(jīng)成為從事silicom矽谷閃存盤研發(fā)、加工、生產(chǎn)及銷售的專業(yè)廠商
1.太陽(yáng)能光伏
光伏板組件是一種暴露在陽(yáng)光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置,由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒(méi)有活動(dòng)的部分,故可以長(zhǎng)時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表及計(jì)算機(jī)提供能源,較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋照明,并為電網(wǎng)供電。 光伏板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產(chǎn)生更多電力。近年,天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。
2.太陽(yáng)熱能
現(xiàn)代的太陽(yáng)熱能科技將陽(yáng)光聚合,并運(yùn)用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運(yùn)用適當(dāng)?shù)目萍紒?lái)收集太陽(yáng)能外,建筑物亦可利用太陽(yáng)的光和熱能,方法是在設(shè)計(jì)時(shí)加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽(yáng)熱力的建筑材料。 新能源
[1] 國(guó)內(nèi)主要太陽(yáng)能電池制造商正遭遇少有的“陰雨天”。 由于95%以上的產(chǎn)能出口,且過(guò)于倚重歐洲市場(chǎng),國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池企業(yè)近幾個(gè)月來(lái)連續(xù)受到多個(gè)利空因素干擾:歐洲債務(wù)危機(jī)、歐元急跌、歐洲削減太陽(yáng)能補(bǔ)貼等。 這一連串不利因素表明國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池制造商既有近憂,還有遠(yuǎn)慮。不過(guò),善于應(yīng)變的國(guó)內(nèi)企業(yè)正在試圖從成本和需求兩端控制經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。 國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池制造業(yè)具有兩個(gè)鮮明特點(diǎn)。一是以“國(guó)內(nèi)速度”高速發(fā)展,全球占有率由2003年的1%飆升至2009年的30%,涌現(xiàn)出尚德、英利、天合光能等電池制造商。 二是過(guò)于依賴歐洲市場(chǎng)。2009年,國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池產(chǎn)能約為240萬(wàn)千瓦,但國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量?jī)H為12萬(wàn)千瓦,95%的產(chǎn)能出口,其中歐洲是最重要的市場(chǎng)。 過(guò)去數(shù)年,歐洲一直是世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電的重心。2009年,德國(guó)、西班牙、意大利和捷克的新增裝機(jī)容量超過(guò)420萬(wàn)千瓦,占全球60%上。 從年初開始,希臘、西班牙等歐元區(qū)國(guó)家暴發(fā)債務(wù)危機(jī),歐元匯率急轉(zhuǎn)直下,歐元兌美元匯率下跌超過(guò)12%,國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池廠商損失嚴(yán)重。[2]
3.太陽(yáng)光合能
植物利用太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用,合成有機(jī)物。因此,可以人為模擬植物光合作用,大量合成人類需要的有機(jī)物,提高太陽(yáng)能利用效率。
核能
核能是通過(guò)轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質(zhì)量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:
A.核裂變能
所謂核裂變能是通過(guò)一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、钚-239等)的裂變釋放出的能量
B.核聚變能
由兩個(gè)或兩個(gè)以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結(jié)合成一個(gè)較重的原子核,同時(shí)發(fā)生質(zhì)量虧損釋放出巨大能量的反應(yīng)叫做核聚變反應(yīng),其釋放出的能量稱為核聚變能。
C.核衰變
核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用
核能的利用存在的主要問(wèn)題:
(1)資源利用率低 ?。?)反應(yīng)后產(chǎn)生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術(shù)尚未完全解決 ?。?)反應(yīng)堆的安全問(wèn)題尚需不斷監(jiān)控及改進(jìn) (4)核不擴(kuò)散要求的約束,即核電站反應(yīng)堆中生成的钚-239受控制 (5)核電建設(shè)投資費(fèi)用仍然比常規(guī)能源發(fā)電高,投資風(fēng)險(xiǎn)較大
海洋能
簡(jiǎn)單介紹
海洋能指蘊(yùn)藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),是一項(xiàng)亟待開發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。
波浪發(fā)電
據(jù)科學(xué)家推算,地球上波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)90萬(wàn)億度。目前,海上導(dǎo)航浮標(biāo)和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電來(lái)照明。大型波浪發(fā)電機(jī)組也已問(wèn)世。我國(guó)在也對(duì)波浪發(fā)電進(jìn)行研究和試驗(yàn),并制成了供航標(biāo)燈使用的發(fā)電裝置。將來(lái)的世界,每一個(gè)海洋里都會(huì)有屬于我們中國(guó)的波能發(fā)電廠。波能將會(huì)為我國(guó)的電業(yè)作出很大貢獻(xiàn)。
潮汐發(fā)電
據(jù)世界動(dòng)力會(huì)議估計(jì),到2020年,全世界潮汐發(fā)電量將達(dá)到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國(guó)北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發(fā)電能力24萬(wàn)千瓦,已經(jīng)工作了30多年。中國(guó)在浙江省建造了江廈潮汐電站,總?cè)萘窟_(dá)到3000千瓦。
風(fēng)能
簡(jiǎn)單介紹
風(fēng)能是太陽(yáng)輻射下流動(dòng)所形成的。風(fēng)能與其他能源相比,具有明顯的優(yōu)勢(shì),它蘊(yùn)藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對(duì)交通不便、遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。目前風(fēng)能最常見(jiàn)的利用形式為風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電目前有兩種思路,水平軸風(fēng)機(jī)和垂直軸風(fēng)機(jī)。水平軸風(fēng)機(jī)目前應(yīng)用廣泛,為風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。
風(fēng)力發(fā)電
是當(dāng)代人利用風(fēng)能最常見(jiàn)的形式,自19世紀(jì)末,丹麥研制成風(fēng)力發(fā)電機(jī)以來(lái),人們認(rèn)識(shí)到石油等能源會(huì)枯竭,才重視風(fēng)能的發(fā)展,利用風(fēng)來(lái)做其它的事情。 1977年,聯(lián)邦德國(guó)在著名的風(fēng)谷--石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個(gè)世界上最大的發(fā)電風(fēng)車。該風(fēng)車高150米,每個(gè)漿葉長(zhǎng)40米,重18噸,用玻璃鋼制成。 截止2009年底,全球累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了1.59億千瓦,2009年全年新增裝機(jī)容量超過(guò)3千萬(wàn)千瓦,漲幅31.9%。從累計(jì)裝機(jī)容量看,美國(guó)已累計(jì)裝機(jī)3516萬(wàn)千瓦,穩(wěn)居榜首;我國(guó)為2610萬(wàn)千瓦,位列全球第二。
生物質(zhì)能
簡(jiǎn)單介紹
生物質(zhì)能來(lái)源于生物質(zhì),也是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來(lái)源于植物的光合作用。生物質(zhì)能是貯存的太陽(yáng)能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的燃料。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富,而且是一種無(wú)害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸,其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀
2006年底全國(guó)已經(jīng)建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池1870萬(wàn)口,生活污水凈化沼氣池14萬(wàn)處,畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)和工業(yè)廢水沼氣工程2,000多處,年產(chǎn)沼氣約90億立方米,為近8000萬(wàn)農(nóng)村人口提供了優(yōu)質(zhì)生活燃料。 中國(guó)已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)狻?006年用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺(tái),村鎮(zhèn)級(jí)秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?,000萬(wàn)立方米。
地?zé)崮?br /> 地球內(nèi)部熱源可來(lái)自重力分異、潮汐摩擦、化學(xué)反應(yīng)和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。我國(guó)地?zé)豳Y源豐富,分布廣泛,已有5500處地?zé)狳c(diǎn),地?zé)崽?5個(gè),地?zé)豳Y源總量約320萬(wàn)兆瓦。
氫能
安全環(huán)保:氫氣分子量為2, 僅為空氣輕1/14, 因此,氫氣泄漏于空氣中會(huì)自動(dòng)逃離地面,不會(huì)形成聚集。而其他燃油燃?xì)饩鶗?huì)聚集地面而構(gòu)成易燃易爆危險(xiǎn)。無(wú)味無(wú)毒,不會(huì)造成人體中毒,燃燒產(chǎn)物僅為水,不污染環(huán)境。 高溫高能:1kg氫氣的熱值為34000Kcal, 是汽油的三倍。氫氧焰溫度高達(dá)2800度,高于常規(guī)液氣。 熱能集中:氫氧焰火焰挺直,熱損失小,利用效率高。 自動(dòng)再生:氫能來(lái)源于水,燃燒后又還原成水。 催化特性: 氫氣是活性氣體催化劑,可以與空氣混合方式加入催化燃燒所有固體,液體、氣體燃料。加速反應(yīng)過(guò)程,促進(jìn)完全燃燒,達(dá)到提高焰溫、節(jié)能減排之功效。 還原特性:各種原料加氫精煉. 變溫特性:可根據(jù)加熱物體的熔點(diǎn)實(shí)現(xiàn)焰溫的調(diào)節(jié)。 來(lái)源廣泛:氫氣可由水電解制取,水取之不盡,而且每kg水可制備1860升氫氧燃?xì)狻? 即產(chǎn)即用:利用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù),由氫氧機(jī)按照用戶設(shè)定的按需供氣,不貯存氣體。 應(yīng)用范圍廣:適合于一切需要燃?xì)獾牡胤? 氫能的缺點(diǎn):(1)制取成本高,需要大量的電力 ?。?)生產(chǎn)、存儲(chǔ)難:氫氣密度小,很難液化,高壓存儲(chǔ)不安全
海洋滲透能
如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那么把兩種溶液放在一起并用一種滲透膜隔離后,會(huì)產(chǎn)生滲透壓,水會(huì)從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河里流動(dòng)的是淡水,而海洋中存在的是咸水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入??冢乃畨罕群K乃畨焊?,如果在入??诜胖靡粋€(gè)渦輪發(fā)電機(jī),淡水和海水之間的滲透壓就可以推動(dòng)渦輪機(jī)來(lái)發(fā)電。 海洋滲透能是一種十分環(huán)保的綠色能源,它既不產(chǎn)生垃圾,也沒(méi)有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說(shuō)是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發(fā)電廠的發(fā)電效能會(huì)更好,比如地中海、死海、我國(guó)鹽城市的大鹽湖、美國(guó)的大鹽湖。當(dāng)然發(fā)電廠附近必須有淡水的供給。據(jù)挪威能源集團(tuán)的負(fù)責(zé)人巴德·米克爾森估計(jì),利用海洋滲透能發(fā)電,全球范圍內(nèi)年度發(fā)電量可以達(dá)到16000億度。
水能
水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動(dòng)能、勢(shì)能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規(guī)能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)地球上水循環(huán),使之持續(xù)進(jìn)行。地表水的流動(dòng)是重要的一環(huán),在落差大、流量大的地區(qū),水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運(yùn)動(dòng)均可以用來(lái)發(fā)電。 可以利用電解水分子和光以及化學(xué)分解水分子的方式,來(lái)分解到可燃燒的氫氣,它可作為新的,多用途的能源來(lái)替代現(xiàn)有的礦物質(zhì)能源。水分子的分解過(guò)程簡(jiǎn)而易行,投資少見(jiàn)效快。這給水能的綜合利用帶來(lái)了廣泛的前景,在地球上,水是一種到處可見(jiàn)的液態(tài)物質(zhì)。通過(guò)水的分解裝置,制備出氫燃料,可用于汽車,航天航空,熱力發(fā)電等工業(yè)和民用方面,在較大的程度上,緩解了人類對(duì)礦物質(zhì)資源的過(guò)分依賴。
新能源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,并在世界各地形成了一定的規(guī)模。目前,生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能以及水力發(fā)電、地?zé)崮艿鹊睦眉夹g(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用。 國(guó)際能源署(IEA)對(duì)2000~2030年國(guó)際電力的需求進(jìn)行了研究,研究表明,來(lái)自可再生能源的發(fā)電總量年平均增長(zhǎng)速度將最快。IEA的研究認(rèn)為,在未來(lái)30年內(nèi)非水利的可再生能源發(fā)電將比其他任何燃料的發(fā)電都要增長(zhǎng)得快,年增長(zhǎng)速度近6%在2000~2030年間其總發(fā)電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質(zhì)能將占其中的80%。 目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國(guó)家的重視程度與政策有關(guān),另一方面與可再生能源技術(shù)的成本偏高有關(guān),尤其是技術(shù)含量較高的太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等據(jù)IEA的預(yù)測(cè)研究,在未來(lái)30年可再生能源發(fā)電的成本將大幅度下降,從而增加它的競(jìng)爭(zhēng)力??稍偕茉蠢玫某杀九c多種因素有關(guān),因而成本預(yù)測(cè)的結(jié)果具有一定的不確定性。但這些預(yù)測(cè)結(jié)果表明了可再生能源利用技術(shù)成本將呈不斷下降的趨勢(shì)。 我國(guó)政府高度重視可再生能源的研究與開發(fā)。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制定了新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“十五”規(guī)劃,并制定頒布了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》,重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)能光熱利用、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地?zé)崮艿睦?。近年?lái)在國(guó)家的大力扶持下,我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電、海洋能潮汐發(fā)電以及太陽(yáng)能利用等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。 新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等。生物質(zhì)能在經(jīng)過(guò)了幾十年的探索后,國(guó)內(nèi)外許多專家都表示這種能源方式不能大力發(fā)展,它不但會(huì)搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會(huì)導(dǎo)致社會(huì)不健康發(fā)展;地?zé)崮艿拈_發(fā)和空調(diào)的使用具有同樣特性,如大規(guī)模開發(fā)必將導(dǎo)致區(qū)域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞,必將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化;而風(fēng)能和太陽(yáng)能對(duì)于地球來(lái)講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今后替代能源主流。 太陽(yáng)能發(fā)電具有布置簡(jiǎn)便以及維護(hù)方便等特點(diǎn),應(yīng)用面較廣,現(xiàn)在全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電,在德國(guó)甚至接近全國(guó)發(fā)電總量的5%-8%,隨之而來(lái)的問(wèn)題令我們意想不到,太陽(yáng)能發(fā)電的時(shí)間局限性導(dǎo)致了對(duì)電網(wǎng)的沖擊,如何解決這一問(wèn)題成為能源界的一大困惑。 風(fēng)力發(fā)電在19世紀(jì)末就開始登上歷史的舞臺(tái),在一百多年的發(fā)展中,一直是新能源領(lǐng)域的獨(dú)孤求敗,由于它造價(jià)相對(duì)低廉,成了各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相發(fā)展的新能源首選,然而,隨著大型風(fēng)電場(chǎng)的不斷增多,占用的土地也日益擴(kuò)大,產(chǎn)生的社會(huì)矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。 早在2001年,MUCE就為了開拓穩(wěn)定的海島通信電源而開展一項(xiàng)研究,經(jīng)過(guò)六年多研究和實(shí)踐,終于將一種成熟的新型應(yīng)用方式MUCE風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)向社會(huì)推廣,這種系統(tǒng)采用了我國(guó)自主研制的新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(H型)和太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行10:3地結(jié)合,形成了相對(duì)穩(wěn)定的電力輸出。在建筑上、野外、通信基站、路燈、海島均進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,獲得了大量可靠的使用數(shù)據(jù)。這一系統(tǒng)的研究成果將為我國(guó)乃至世界的新能源發(fā)展帶來(lái)了新的動(dòng)力。 新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(H型)突破了傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速高、噪音大、抗風(fēng)能力差、受風(fēng)向影響等缺點(diǎn),采取了完全不同的設(shè)計(jì)理論,采用了新型結(jié)構(gòu)和材料,達(dá)到微風(fēng)啟動(dòng)、無(wú)噪音、抗12級(jí)以上臺(tái)風(fēng)、不受風(fēng)向影響等性能,可大量用于別墅、多層及高層建筑、路燈等中小型應(yīng)用場(chǎng)合。以它為主建立的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),具有電力輸出穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性高、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),也解決了太陽(yáng)能發(fā)展中對(duì)電網(wǎng)沖擊等影響。 隨著能源危機(jī)日益臨近,新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。其中太陽(yáng)能已經(jīng)逐漸走入我們尋常的生活,風(fēng)力發(fā)電偶爾可以看到或聽(tīng)到,可是它們作為新能源如何在實(shí)際中去應(yīng)用?新能源的發(fā)展究竟會(huì)是怎樣的格局?這些問(wèn)題將是我們?cè)诮窈蠛荛L(zhǎng)時(shí)間里需要探索的。
新能源的開發(fā)策略
作為一種綠色環(huán)保型的能源,矽谷學(xué)人太陽(yáng)能的開發(fā)一直都是大家關(guān)注的領(lǐng)域,而對(duì)于IT產(chǎn)品來(lái)說(shuō),也逐漸受惠于太陽(yáng)能的開發(fā)。最新的消息顯示,目前一種神奇的多功能太陽(yáng)能數(shù)碼產(chǎn)品已經(jīng)面市,該產(chǎn)品命名SUN Drive,其本身能夠通過(guò)吸引進(jìn)行能源的存儲(chǔ),并通過(guò)內(nèi)置的USB接口多媒體播放器產(chǎn)品提供電能。 矽谷學(xué)人技術(shù)人員透露,Sun Drive能夠?yàn)槭謾C(jī)提供100分鐘左右的通話時(shí)間或者為多媒體播放器提供35個(gè)小時(shí)的音樂(lè)播放時(shí)間,對(duì)于用戶應(yīng)急來(lái)說(shuō)還是不錯(cuò)的
新能源的環(huán)境意義和能源安全戰(zhàn)略意義
環(huán)境意義和能源安全
我國(guó)能源需求的急劇增長(zhǎng)打破了我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)自給自足的能源供應(yīng)格局,自1993年起我國(guó)成為石油凈進(jìn)口國(guó),且石油進(jìn)口量逐年增加,使得我國(guó)接入世界能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。由于我國(guó)化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對(duì)不足,未來(lái)我國(guó)能源供給對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的依賴程度將越來(lái)越高。 國(guó)際貿(mào)易存在著很多的不確定因素,國(guó)際能源價(jià)格有可能隨著國(guó)際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定,但也有可能隨著國(guó)際局勢(shì)的動(dòng)蕩而波動(dòng)。今后國(guó)際石油市場(chǎng)的不穩(wěn)定以及油價(jià)波動(dòng)都將嚴(yán)重影響我國(guó)的石油供給,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成很大的沖擊。大力發(fā)展可再生能源可相對(duì)減少我國(guó)能源需求中化石能源的比例和對(duì)進(jìn)口能源的以來(lái)程度,提高我國(guó)能源、經(jīng)濟(jì)安全。 此外,可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環(huán)境污染少。
未來(lái)的幾種新能源
波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無(wú)污染可再生能源。據(jù)推測(cè),地球上海洋波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)9×104TW。近年來(lái),在各國(guó)的新能源開發(fā)計(jì)劃中,波能的利用已占有一席之地。盡管波能發(fā)電成本較高,需要進(jìn)一步完善,但目前的進(jìn)展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價(jià)值。日本的一座海洋波能發(fā)電廠已運(yùn)行8年,電廠的發(fā)電成本雖高于其它發(fā)電方式,但對(duì)于邊遠(yuǎn)島嶼來(lái)說(shuō),可節(jié)省電力傳輸?shù)韧顿Y費(fèi)用。目前,美、英、印度等國(guó)家已建成幾十座波能發(fā)電站,且均運(yùn)行良好。 可燃冰:這是一種甲烷與水結(jié)合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱“可燃冰”??扇急诘蜏馗邏合鲁史€(wěn)定狀態(tài),冰融化所釋放的可燃?xì)怏w相當(dāng)于原來(lái)固體化合物體積的100倍。據(jù)測(cè)算,可燃冰的蘊(yùn)藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。 煤層氣:煤在形成過(guò)程中由于溫度及壓力增加,在產(chǎn)生變質(zhì)作用的同時(shí)也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產(chǎn)生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產(chǎn)生130m3氣;從泥炭到無(wú)煙煤每噸煤產(chǎn)生400m3氣??茖W(xué)家估計(jì),地球上煤層氣可達(dá)2000Tm3。 微生物:世界上有不少國(guó)家盛產(chǎn)甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發(fā)酵,可制成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無(wú)污染等特點(diǎn),用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料豐富,成本低廉。據(jù)報(bào)道,巴西已改裝“乙醇汽油”或酒精為燃料的汽車達(dá)幾十萬(wàn)輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可制取氫氣,以開辟能源的新途徑。 第四代核能源:當(dāng)今,世界科學(xué)家已研制出利用正反物質(zhì)的核聚變,來(lái)制造出無(wú)任何污染的新型核能源。正反物質(zhì)的原子在相遇的瞬間,灰飛煙滅,此時(shí),會(huì)產(chǎn)生高當(dāng)量的沖擊波以及光輻射能。這種強(qiáng)大的光輻射能可轉(zhuǎn)化為熱能,如果能夠控制正反物質(zhì)的核反應(yīng)強(qiáng)度,來(lái)作為人類的新型能源,那將是人類能源史上的一場(chǎng)偉大的能源革命。
舊燃料新能源
舊能源新效率無(wú)熱引擎出新路:索羅斯投資(投機(jī))新能源的另解
發(fā)動(dòng)機(jī)效率趨向100%的舊燃料新能源
氫能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能……新能源的方式,只是能量利用多步驟中前移的一環(huán)。而被忽視,潛力巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)或做功原理、觀念的革新更是未來(lái)能源開發(fā)的第一大方向! 現(xiàn)在的能量利用效率不高,浪費(fèi)驚人。經(jīng)典的熱機(jī)做功方式,能量做功的有用效率只有25%(1/4),最高也就1/3(33.3%).而100%能量中的75%(3/4)、或66.67%(2/3)都作為無(wú)用的熱浪費(fèi)掉了。另有意外,“班克斯熱機(jī)”是利用記憶合金制成的不要燃料,不耗電力的高效發(fā)動(dòng)機(jī)。 熱機(jī)做功的原理是燃料產(chǎn)熱=微觀粒子的無(wú)序運(yùn)動(dòng)。這個(gè)熱運(yùn)動(dòng),平均說(shuō)三維空間上每個(gè)方向的能量各占1/3,而熱機(jī)做有用功的也就三維方向中的一個(gè)方向維度。其他二維方向上的能量只好作為廢熱浪費(fèi)掉! 幾十年前已經(jīng)開始冷落的“絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)”沒(méi)有象“古典熱機(jī)原理”預(yù)測(cè)的那樣提升發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。證明古典熱力學(xué)機(jī)理模型有了問(wèn)題!而且是大問(wèn)題!熱機(jī)出口溫度與入口溫度的比不是決定發(fā)動(dòng)機(jī)效率的關(guān)鍵因素! “絕熱”顯然已經(jīng)不是提高熱機(jī)效率的好創(chuàng)意。原因何在?源自“新熱力學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)原理”!“無(wú)熱發(fā)動(dòng)機(jī)”。當(dāng)熱已經(jīng)產(chǎn)生,無(wú)序運(yùn)動(dòng)已經(jīng)出籠,魔獸就控制不住了!引擎的效率被這1/3或1/4極限桎梏住了。陶瓷“絕熱”只是沒(méi)有診斷對(duì)的“錯(cuò)方”,用錯(cuò)藥就是必然。 當(dāng)舊能源(包括新能源)沒(méi)有產(chǎn)熱,新引擎100%做功才會(huì)成為可能!也就是舊、新能源微觀做有序的一維的運(yùn)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)的效率才能回歸100%,浪費(fèi)的2/3或3/4能源才可引爾能發(fā),不向或少向環(huán)境排泄廢熱,污染環(huán)境,節(jié)約大自然的資源! 充分利用好舊能源,為新能源的完美浮出打好前站,做好基礎(chǔ)!
青藏高原發(fā)現(xiàn)可燃冰至少350億噸油當(dāng)量
中國(guó)國(guó)土資源部總工程師張洪濤先生2009年09月25日在北京介紹,中國(guó)地質(zhì)部門在青藏高原發(fā)現(xiàn)了一種名為可燃冰(又稱天然氣水合物)的環(huán)保新能源,預(yù)計(jì)十年左右能投入使用。 在當(dāng)天的新聞發(fā)布會(huì)上,張洪濤說(shuō),這是中國(guó)首次在陸域上發(fā)現(xiàn)可燃冰,使中國(guó)成為加拿大、美國(guó)之后,在陸域上通過(guò)國(guó)家計(jì)劃鉆探發(fā)現(xiàn)可燃冰的第三個(gè)國(guó)家。他介紹,初略的估算,遠(yuǎn)景資源量至少有350億噸油當(dāng)量。 可燃冰是水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì),具有使用方便、燃燒值高、清潔無(wú)污染等特點(diǎn),是公認(rèn)的地球上尚未開發(fā)的最大新型能源
參考資料
1
新能源 風(fēng)能
http://hi.baidu.com/ctguyfcy/album/item/ac1bb3060faff6f47b8947db.html
2
中國(guó)低碳產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟新能源頻道國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池制造業(yè)遭遇陰雨天
http://www.clciu.org.cn/bencandy.php?fid=10&id=982
擴(kuò)展閱讀:
1
新能源禮品www.86silicom.com
2
矽谷學(xué)人新能源禮品http://baike.baidu.com/view/3526723.htm
3
新能源行業(yè):新能源汽車仍是近期熱點(diǎn)http://www.clciu.org.cn/bencandy.php?fid=43&id=957
4
中國(guó)需605億美元投資幫助農(nóng)村利用生物質(zhì)能http://www.clciu.org.cn/bencandy.php?fid=48&id=1009
5
中國(guó)低碳產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會(huì)新能源頻道http://www.clciu.org.cn/list.php?fid=9
6
對(duì)發(fā)展潮間帶風(fēng)電新能源的幾點(diǎn)思考http://www.clciu.org.cn/bencandy.php?fid=47&id=995
7
參考了節(jié)能環(huán)保網(wǎng)資料 http://www.jnhbw.org
8
http://www.hudong.com/wiki/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90
9
太陽(yáng)能研發(fā)與利用:http://www.topntm.com/
10
國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池制造http://www.clciu.org.cn/
11
國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能電池制造業(yè)遭遇陰雨天http://www.clciu.org.cn/bencandy.php?fid=10&id=982