新能源利用势在必行

报告类别：分析报告
行业分类：能源
研究机构：hc360慧聪网化工行业频道
报告来源：hc360慧聪网化工行业频道

报告内容：

　　我国能源探明储量丰富，但是由于市场需求的急剧增长，仍然出现了供不应求的局面。各地的煤炭、电力、石油供给纷纷拉响了警报。

　　为解决供需矛盾，我国政府也推出了一些相应的措施，如，限制用电、限制耗能项目建设、积极拓展供应渠道等等，但是这些措施只是治标不治本，要想彻底解决能源紧张局面，现在就已经是动员各方力量开发利用新能源的必要时期了。

　　中国具有丰富的新能源和可再生能源资源。据统计，太阳能年日照时数在2200小时以上的地区约占中国国土面积的三分之二以上，具有良好的开发条件和应用价值。可开发的风能资源储量为2.53亿千瓦。地热资源远景储量相当于2000亿吨标准煤，已勘探的40多个地热田可供中低温直接利用的热储量相当于31.6亿吨标准煤。生物质能资源也十分丰富。

　　随着技术的进步和生产规模的扩大以及政策机制的不断完善，在今后15年左右的时间内，太阳能热水器、风力发电和太阳能光伏发电、地热采暖和地热发电、生物质能利用技术可以逐步具备与常规能源竞争的能力，有望成为替代能源。这些技术都有利于减排温室气体和保护环境，并有望成为下个世纪清洁能源供应的一种有效选择。　　

二十一世纪的能源科学

　　20世纪能源科学技术的发展使人类社会发生了翻天覆地的变化，人类为这一发展引以自豪的成就有以下几个方面。

　　核能的利用 核能的利用是20世纪能源科学的主要成就。核能又称原子能，是原子核中的核子重新分配时释放出来的能量。核子指的是组成原子核的基本单位粒子，是质子和中子的统称。人类和平利用核裂变能的关键技术是实现链式裂变反应。链式裂变反应指的是原子核的连续裂变过程。核反应堆是维持可控核裂变链式反应的装置。核反应堆一般由堆芯、控制棒、反射层、堆内支撑机构、反应堆容器等组成。

　　高效燃烧技术 70年代出现石油危机后，高效燃烧技术得到很大发展。高效燃烧技术是相对于能源利用效率较低的技术来讲的。高效燃烧煤技术的总称。例如，流化床燃烧技术是70年代出现的一种新的燃烧方法。

　　太阳能热利用技术 这是一项在本世纪取得很大进展的技术。太阳能热利用技术是通过光-热转换来利用太阳能的一种形式。太阳能集热器技术和太阳能温室是常见的太阳能热利用设备。太阳能温室技术是一种不太复杂的技术，目前在农业生产中得到广泛应用。

　　大容量风力发电技术 70年代后，美国和西欧等发达国家集中力量发展风力发电技术，并取得一定进展。大容量风力发电是并网供电风力发电，并网供电风力发电机组的研制是其中的关键。由于并网供电风力发电机组这种供电方式不需要蓄能装置，系统简单，因而经济效益好，应用广泛。风力发电是继水电之后的主要可再生能源发电技术。到1993年底，全世界风力发电装机容量超过300万千瓦。

　　21世纪能源科学将为人类文明再创辉煌。展望21世纪，能源自然科学技术可能在下列几个方面有所作为。

核聚变能

　　自1938年H．A．贝特提出核聚变是太阳巨大能量的来源后，科学家一直在努力研究，希望实现人类利用核聚变能的目标。核聚变堆是人类利用核聚变能的关键技术，它是通过可控核聚变反应以释放核能的装置。有预测认为，商用核聚变堆的建成时间在2025～2050年间。

氢能

　　氢能是一种清洁的新能源和可再生能源。氢多作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中，显示出高效率和高效益的特点。如超音速飞机使用氢燃料比使用常规燃料效率要高38%，氢气内燃机汽车的效率约为汽油汽车效率的2.5倍；氢燃料电池在固定动力站应用中效率可达80%，在催化加热器中的热效率可接近100%。随着制氮技术的发展，氢能将成为其他新能源和对再生能源的最佳载体替代化石燃料。

燃料电池

　　燃料电池是将氢、天然气、煤气、甲醇、肼等燃料的化学能直接转换成电能的一类化学电源。与燃煤、燃油等火力发电相比，燃料电池无中间燃烧环节，因此能量转换效率可以大大提高。若实行热电联产，其燃料总效率可达80%以上。更引人注意的是，用燃料电池发电时，不产生氮氧化物（NO2和硫化物（SO2、SO3），产生的二氧化碳也很少。所以，推广应用燃料电池；可以大大减少光化学烟雾、酸雨及温室效应对地球生态环境的危害。据估计，如果以燃料电池发电力式取代常规的火力发电方式，那么全球二氧化碳排放量可降低40%-60%。这对深受环境污染困扰的人类而言，不啻提供了一种理想能源。因此，70年代以来，美、日、中等许多国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目。燃料电池的结构与普通电池相同，也有阴极、阳极，通过电解质将两电极隔开，所不同的是，燃料电池运行过程中要求连续供给反应物，以保持连续供电。

生物化学技术

　　生物质能的高效和清洁利用技术生物质能是以生物质为载体的能量。生物质是指一切有生命的可以生长的有机物质，包括动植物和微生物。所有生物质均具有一定能量，而可以作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物、能源植物，也包括人、畜粪便和有机废弃物。生物质能是由太阳能转换而来的，它是地球上的绿色植物、藻类和光合细菌通过光合作用贮女的化学能。

分散能源系统技术

　　限于规模经济的原因，以前人类所建造的能源系统，如电力系统和天然气系统，是向着规模越来越大的方向发展。分散能源系统将会越来越多，它将尽可能多地利用当地可冉牛能源技术，通过技术集成，为家庭和小团体提供能源需求。现在这一技术主要用来为农村和边远地区提供电力。到下世纪中叶，它可能成为富人私家利用的技术。

太阳能发电技术

　　太阳能发电技术是利用太阳能来生产电力的技术。根据现在人们的认识，有三种途径。实现这一目的：一种是把太阳能转换为热能，利用热能发电；另一种是直接把太阳能转换为电能，它是利用特殊半导体材料的光生伏打效应将太阳能直接转换成电能，其能量转换的器件称为太阳电池；还有一种是通过太阳能-化学能转换，将水分解成氢和氧，利用氢来发电。从近几年的发展来看，通过太阳电池实现太阳能发展的技术进展较快，它也属于21世纪较有发展前景的技术。

洁净煤技术

　　广义的洁净煤技术泛指比传统燃煤过程能降低二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和微尘污染的多种先进用煤技术。狭义的洁净煤技术专指燃煤电厂更清洁、更有效的先进燃煤技术。洁净煤技术最早是在1985年由德鲁·刘易斯和威廉·戴维斯提出的，目的是想解决美国和加拿大两国的酸雨问题。洁净煤技术在21世纪较有发展前景的原因主要有两个；①煤炭在自然界的储量很大，它是石油和天然气资源耗尽后的主要化石能源；②煤炭的使用对环境污染比较大。

能源软科学

　　能源软科学是在70年代发生“能源危机”和环境运动之后，由四方国家的研究者倡导发展起来的。目前仍处于发展中。一般所讲的能源系统工程、能源系统分析、能源经济学、能源管理学、能源政策科学等都属于能源软科学。由于人类社会的发展需要越来越多的能源，人类在使用能源的过程中总是伴随着比较大的环境影响，能源工业本身又是国民经济发展的一个重要组成部分，因此，如何协调经济-能源-环境之间的关系，使得社会的发展建立在自然资源可以承受的基础之上，能源软科学将会发挥巨大作用。

我国新能源开发利用已初具规模

　　经过近二十年的研究、开发和试验，中国在新能源和可再生能源的开发利用方面已取得了显著进展，技术水平有了很大提高，产业已初具规模。

　　到1990年底，中国共有24个风力发电场，并网风力发电总装机容量超过26万千瓦；太阳热水器已形成400万平方米的年生产能力，累计拥有量超过1500万平方米，占世界第一位；太阳光伏电池的生产能力为4.5兆瓦，光伏发电系统累计装机容量超过13兆瓦；全国建成和营运的工业废水和禽畜粪便沼气工程分别有200个和540个，年生分别达到3.2亿立方米和0.6亿立方米；户用沼气池约有600多万个，年产气量约16亿立方米；已建成的160多个村级秸秆气化集中供气示范工程年供气约0.7亿立方米小水电累计装机容量已达2200万千瓦；低温地热供热系统供暖面积超过800万平方米，高温地热发电装机容量达25兆瓦；其它新能源如潮夕能、波浪能、氢能等方面的研究和开发也取得了进展。

　　目前，中国新能源和可再生能源每年的开发利用量大约为300万吨标准煤，占中国商品能源消费总量的0.2%左右。这一比例没有包括农村地区传统利用方式的生物质能和小水电。至今，中国九亿农村居民的生活用能仍以生物质能为主，年消费的秸秆和薪柴分别为3亿吨和1.5亿吨左右，相当于2.1亿吨标准煤，约占农村生活总能耗的55%。此外，每年2200万千瓦小水电装机也提供近600亿度电力，大约相当于2600万吨标准煤。

新能源开发利用前景广阔

　　据了解，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：我国今后将大力发展风能、太阳能、地热、生物质能等新能源和可再生能源，到2015年我国新能源和可再生能源年开发量将达到4300万吨标准煤，占当时能源消费总量的2%。　　　

　　从长远来看，大力发展新能源和可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的能源结构，尤其是电力供应结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，缓解与能源相关的环境污染问题，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标。从近期来看，开发利用新能源和可再生能源除了能够增加和改善能源供应外，还对解决边疆、海岛、偏远地区的用电用能问题、实现消灭无电县和基本解决无电人口供电问题、农村电气化等目标以及进一步改善我国农村及城镇生产、生活用能条件，都将起到非常重要的作用。

　　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，拉动机械、电子、化工、材料等相关行业的发展；对减轻大气污染、改善大气环境质量作用明显，将减少3000多万吨碳的温室气体及200多万吨二氧化硫等污染物的排放；提供近50万个就业岗位，为 500多万户边远地区农牧民（约2500多万人口）解决无电问题。　　　

　　加大新能源开发利用力度，增加新能源在能源消费中的比重，改变目前仍以煤炭为主的传统能源结构，是我国今后能源建设所面临的一个重大问题。

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