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可再生能源的发展与趋势The Development of RenewableEnergy and Trends年 级： 092级 学 号： 5702109071 姓 名： 吴 航 专 业：材料科学与工程指导老师： 卢宗武 二零一零年十二月摘要可再生能源相对于化石能源而言，能够被周而复始地利用，例如太阳能、水能等；化石能源不可再生，其成因是古代的地质变迁动植物被埋藏以后转化为碳氢化合物，现在主要用作燃料，如煤炭、石油、天然气等。生物质能也可算作常规能源，从古代的柴草时期到后来的煤炭时期，生物质能运用得都很广泛。但生物质能现在被部分纳入了新能源范畴，因为其利用形式不再是简单地直接燃烧，而被转换为现代利用的电力、液体或气体燃料。化石能源使用过程中排放的大量二氧化碳是造成全球气候变暖的主要原因，而化石能源消费的快速增长及其不可再生性也让全球面临着严峻的能源危机。正因为如此，现在国际上对“低碳经济”、“低碳社会”呼声很高，全世界有一个共识：未来必须大规模发展新能源、可再生能源，并希望它们能够在可期望的时间内逐步替代化石能源。未来是否会有某种革命性的能源可以取代石油?应该说到目前为止，这样的能源还未完全被我们所掌握。展望未来，人们较为一致地寄予厚望的，主要有核聚变，以及太阳能、风能等可再生能源。关键词：可再生能源、化石能源、替代性、发展及问题AbstractRenewable energy relative to fossil energy is concerned, can be appended to use, such as solar energy, water, etc. Fossil energy non-renewable, whose cause is an ancient geological change - plants and animals buried later converted into hydrocarbons, now used mainly for fuel, such as coal, oil and gas, etc. Biomass can also be counted as conventional energy from ancient straw period to the subsequent periods, biomass energy use coal went very extensive. But the biomass energy is now part of enrolledThe new energy category, because of its use form is no longer simply direct combustion, and is converted into modern utilization of electric power, the liquid or gaseous fuels.Fossil energy use process emissions of co2 is caused by the main cause of global warming, and the fossil energy consumption of rapid growth and irrefragable also let the world faces a severe energyCrisis. Because of this, the world now on low carbon economy, low carbon society much-fancied worldwide, a consensus: future must the large scale development of new energy, renewable energy, and hope they can in expectationsTime gradually alternative to fossil energy.Future whether there will be a revolutionary energy can replace the oil? Should say so far, such resources are not completely by our hands. Looking to the future, people more consistently have great expectations, basically have nuclear fusion, and solar energy, wind energy, and other renewable.Keywords：Renewable energy, fossil energy and alternative, development and problems一、可再生能源的发展及问题近年来中国很重视新能源和可再生能源的发展，新的能源品种得到了一定程度的开发、利用，但同时也各自面临着困难与挑战。(一)核能现在核电采用的是核裂变。核聚变放出的能量比核裂变更大，有关核聚变的研究攻关已经进行很多年，但进展比预期要慢。现在国际上合作在搞“国际热核聚变实验反应堆计划”(ITER)，中国也参加了。按照目前的规划，2050年能够建成一个实验堆。但何时能真正商业化?很难预期，只能说起码是2050年以后的事。中国核电起步不算晚，但是进展不算大，现在又逐渐重视。朱镕基任总理时，国家确定了八台核电装置重点发展。但由于这八台装置分别从法国、俄罗斯、加拿大进口，国内研制的只有一台，所以没有形成产业化的标准。前几年，中国开始专门研究国产化驱动装置，现在从美国引进了技术，目前正在攻关。第一台国产化驱动机组(100万千瓦)正在研发中，如果成功，接下来就可以扩大生产。至于扩大到多少规模，最早提出要在2020年发展到3000万4000万千瓦，现在来看，这还是不能满足形势的要求，所以又有人提出要发展到7000万甚至1亿千瓦。总之，比较普遍的观点是，希望能够扩大核电发展的规模。中国2007年发布的核电发展专题规划中提到，核电发展目标是到2020年“占电力总装机容量的4”。而近日，国家发展和改革委员会副主任、国家能源局局长张国宝表示，中国力争到2020年时，核电装机容量占电力总装机容量的比重达到5。5是多少千瓦?如果到2020年全国电力装机15亿千瓦，核电就要达到7500万千瓦。这个目标是相当有挑战性的。 另外，核电是高技术，虽然操作起来简单，只需按按钮，但是对操作人员的技术素养要求很高。所以核电发展还有制造能力、运行维护能力、人才培养跟不跟得上的问题，要综合考量，谨慎进行，否则欲速则不达。像日本这样的国家，在技术、教育等方面的水平并不低，但核电应用上小问题不断，比如小的核泄露、误操作、隐瞒核事故之类。所以，我认为核电技术首先要追求可靠性，先进性首先要表现在可靠性上。(二)生物质能中国近些年对生物质能利用进行了广泛探讨，一些科学家也极力提倡，认为中国生物质能开发潜力很大。两院院士石元春曾提出，如果中国能积极种植能源植物，可能建成两个大庆的液体燃料年产量。但关于生物质能源，现在争议较多。对于用粮食来做液体燃料，世界上的反对力量很强，认为这是和人争口粮，对穷人很不公平。中国也曾以陈化粮为原料，年生产102万吨燃料乙醇，但也就到此为止，已经叫停。生物质的进一步发展，要求用纤维素来制燃料，相关技术全球还都在攻关、实验当中。在一些森林覆盖率较高、森林残余物很多的国家，还普遍用生物质直接燃烧来发电。中国的林业在历史上由于种种原因没有得到很好的保护，植被遭到很大破坏，所以现在主要是利用农林废弃物的秸秆。中国可获得的农林废弃物秸秆资源量到底是多少?现在来看，数量不是那么惊人，可能也就十亿吨左右。但生物质的“吨”与化石能源的“吨”不是一个概念，要是化成当量，它的发热值可能只有煤炭的一半。还有一种说法，认为中国有很多“边际土地”既不能种粮，也不能正规开采，但可以种植能源植物。现在，这方面温度也有点下降。首先，边际土地到底在何方?加上生物质体积大但能量密度较低，收集很费力。从一个很偏远的地方种植、收集，再进行运输和集中进行工业生产，成本就会增加。比如说秸秆发电，现在国内已经上了很多项目，但主要问题就是生物质秸秆收集比较困难，收集半径有限。收集半径太大，经济效益、规模就要受影响，所以只能小规模地、分散地利用。另外，秸秆的价格也会因需求量增多而被抬高，国家又很难强制收购。所以，生物质能源要成为主导性能源比较难。(三)太阳能太阳能被称为是取之不竭、用之不尽的能源，只要有空间、有装置，就可以进行太阳能热利用。中国太阳能热水器已商业化，生产应用世界第一。现在主要考虑的是建筑一体化问题。现在建设部抓得挺紧，考虑以后在建筑设计时规划进去，那么无论是美观问题，还是技术问题，就都解决了。所以，我想太阳能热利用和建筑物结合上今后会有一个较快的发展。利用太阳能发电，能源来源有保障，现在的关键问题是经济性。中国现在煤电销售电价每度才几毛钱；而用太阳能光伏发电，一千瓦要好几万元(最早是十万，现在可能已经下降到七万)，每度电成本要好几块钱，差不多相当于煤电的十倍。让老百姓花十倍的钱用这样的电当然很难普及。目前，中国太阳能电池板的生产能力已经居于世界前茅，但在国内的应用不足10，90以上出口。对于这种状况，业界也有很多担忧，因为国内市场不开辟，光依赖国际市场也有风险，一旦别国可以自己生产，国内厂家就有危机。此外还有其他隐患。太阳能电池板的硅单晶现在在国内已大量发展，过去是先在国内做出含硅量较低的，比如99，出口给人家去提纯、炼精，变成99.999999(小数点后最少六位九)。这个提纯的环节中国过去做得较差，现在则纷纷进口设备、技术，在国内生产。但是最近硅单晶国际价格又出现了大幅下降的趋势，对我们新投资的工厂不利。太阳能业界认为政府对太阳能支持不够，没有出台政策，规定电价。最近国家发展和改革委员会出台了“两个示范装置”上海东海大桥太阳能装置、鄂尔多斯太阳能装置的电价，规定为每千瓦小时四元钱。而今后太阳能的发展，我认为首先应该走招标定价而不是统一定价的道路。当前，太阳能技术发展很快，硅材料价格有可能大幅下降，光电元件的转换效率在试验室已有成倍的增长，低成本的薄膜电池已规模化投入生产，自适应跟踪聚光理论已经进入产业化，太阳能发电的价格已经进入下行的轨道。此时，如果我们能适时引入招标定价机制，经过竞争，必然会降低太阳能发电的电价。总之，太阳能要进一步发展，关键是应该在技术上、原理上有所突破，要有新意、求低价、求高效，增强其进入社会的竞争力。(四)风能世界上风电装机容量最高的是德国，2007年约1800万千瓦。风电在中国发展很快，也被寄予了厚望，设备制造厂整机厂大量兴起，2007年累计装机已超过600万千瓦。可再生能源中长期发展规划提出2020年全国风电总装机容量达到3000万千瓦，这个数肯定会突破。因为规划预计2010年全国风电总装机容量达到500万千瓦，而我们2007年就已超过，2008年可能会超过1000万千瓦。在中华人民共和国可再生能源法中，应该说风电是受惠最高的，现在其发展速度很快，业界也开始担心：设备制造的质量是否有保证?因为风电塔架很高，装上去要有问题再拆下来的话花费巨大，要使用高架吊车，而这种吊车不是每个风电厂都有。特别要注意的是，目前风电设备制造产业链上还有一些薄弱环节，譬如说轴承和电控的主要装置，都是靠进口。现在国内正攻关突破，但要真正完全替代进口产品还有距离。而风电最主要的问题是：有风才能发电，无风就没有电，受自然条件的影响较大。另外风电的谐波较大，而电网是正谐波，如果干扰波比例太大(国外过去的说法是不能超过20)，电网的稳定性可能会产生问题。因此，风电和其电网的建设有一个互相配合、协调发展的问题：电网建设如果不能够和风电发展相适应，就会制约风电的进一步发展；而风电本身的可靠性也是电网要求的一个重要内容。这方面还要加强研究。此外，中国地热能发展也很快。地热能在国际上主要用于高温发电，而中国高温地热能较少，中低温较多。现在由于热泵技术的发展，地热能、空气源、水源等，只要有温度差，就可以用热泵把低温热能变成中温热能，用来采暖。这方面的发展比较快，内蒙、华北地区进展都不错，但地热能不太可能成为中国主导的能源。二、前景：可再生能源是重要的补充性、替代性能源应该说可再生能源目前在技术实现、能源获得上障碍并不太大，而关键是经济性。相较于化石能源，可再生能源价格高出许多。而一种能源要替代另一种能源，价钱太贵会成为它进入社会的障碍。另外，可再生能源有一些弱点，例如能量密度较低、不连续等。如果技术进步能够克服这些缺点，那么可再生能源将会在世界能源结构中处于主导地位。大力发展可再生能源，对于中国未来应对世界能源危机有重大意义。过去有专家认为，可再生能源虽然先进，但在能源结构中的比例不过是2、3，起不了大的作用。这话不完全错，因为可再生能源现在要起主导作用确实还不行。但就目前来说，它可以起到一些补充作用，特别是在边远地区、不发达地区和农村地区，可再生能源能够显示出更多的优越性。这些地区不像大城市聚居地，可以集中为其供应能源，它们很偏僻、很分散，如果要靠长距离拉线供电，那就比较困难。比如说某个山顶有一幢别墅，接电线的话可能相当麻烦，但要