年度“中国十大能源新闻”评选备选新闻和电化学技术在新能源中的利用

PAGEPAGE12011年度“中国十大能源新闻”评选备选新闻国家能源局新闻办公室、中国能源报联合主办1、多晶硅行业准入门槛提高1月24日，工信部、国家发改委以及环保部等三部委联合发布《多晶硅行业准入条件》，以促进多晶硅行业节能降耗、淘汰落后和结构调整，引导行业健康发展。根据该《条件》，新建和改扩建多晶硅项目投资最低资本金比例不得低于30%；新建太阳能级多晶硅项目每期规模大于3000吨/年，半导体级多晶硅项目规模大于1000吨/年。《条件》自发布之日起实施。2、国务院常务会议决定对我国核设施进行全面安全检查国务院总理温家宝3月16日3、“十二五”能源发展政策取向主线确定4月12日，国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男出席“中国—巴西：超越互补合作共赢”研讨会，并就中巴经济和能源合作做了主题发言。指出“十二五”政策取向主线是：着力“两个创新”，即科技创新和体制机制改革创新；推动“两个变革”，即能源生产方式变革和能源利用方式变革；实现“两个提高”，即提高能源加工转换效率，逐步构建现代能源产业体系，提高能源使用效率，合理控制能源消费总量。4、加强煤电油气运调节确保市场稳定4月23日，全国经济运行工作会议在海口召开。各省、自治区、直辖市及计划单列市、副省级省会城市和新疆生产建设兵团经济运行调节部门负责人参加了会议。国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男同志出席会议并做重要讲话，要求：一是按照增加供给、优化需求、确保重点的原则，加强综合协调，确保重要领域、关键时段、重点地区煤电油气运供应。二是全力做好电力迎峰度夏工作，早研判、早准备，对可能出现的供应缺口，制定周密应对措施，做好有序用电方案，确保居民生活和重点领域用电，绝不允许拉限居民生活用电。三是充分利用能源资源约束增强形成的市场倒逼机制，加强电力、天然气需求侧管理，合理控制能源消费总量，提高能源利用效率，推进结构调整。四是按照远近结合、标本兼治的要求，加快推进煤炭应急储备、能源价格形成机制改革等经济运行调节长效机制建设；加快推进应急物资储备建设，完善应急预案，加强应急物资保障综合协调，提高应急反应和物资保障能力。5、新一轮农网改造升级启动5月16日，国家发改委发布《关于实施新一轮农村电网改造升级工程的意见》，“十二五”期间实施新一轮农村电网改造升级工程，加强农村电力基础设施建设，满足农民生活和农业生产用电需要，进而加快改善农村民生，缩小城乡公共事业发展差距。根据通知，中央将加大资金支持力度，中西部地区农村电网改造升级工程项目资本金主要由中央安排，继续执行每千瓦时电量加收2分钱的农网还贷资金政策，专项用于农村电网建设与改造升级工程贷款的还本付息。通知还提出了农村电网改造升级的主要目标：“十二五”期间，全国农村电网普遍得到改造，农村居民生活用电得到较好保障，农业生产用电问题基本解决，县级供电企业“代管体制6、渤海发生大规模溢油事故6月4日、17日，中海油蓬莱19—3油田B平台和C平台分别发生溢油事故。7月5日，负责监管的国家海洋局正式通报了溢油事故，称该事故对附近海域造成重大污染。7月6日，中海油、康菲就溢油道歉，随后康菲被勒令停产。8月19日，国家海洋局牵头，联合国土部、能源局等七部委组成联合调查组，彻查事故原因。11月12日，联合调查组认定该事故为责任事故。7、全国电力迎峰度夏电视电话会议召开6月10日，国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男出席2011年全国电力迎峰度夏电视电话会议，全面部署迎峰度夏工作。刘铁男指出要努力做好增加电力供应、增加煤炭有效供给、强化需求侧管理等七项工作，确保迎峰度夏平稳顺利。刘铁男强调，在任何时候都要把居民生活等重点用电摆在突出位置，全力予以保障。要通过结构调整和产业升级，实现节能减排和控制能源消费总量，这是缓解当前能源供需矛盾的治本之策。8、海上风电工作座谈会召开6月22日，国家能源局在江苏省南通市召开了海上风电工作座谈会，重点交流讨论海上风电建设经验，研究海上风电技术发展和建设管理，对海上风电发展进行工作部署。国家能源局副局长刘琦在会上指出，“十二五”期间，“稳妥积极”将是推进海上风电开发的基本思路，他同时透露，国家能源局将于今年下半年启动第二批海上风电特许权项目的招标准备工作，预计明年上半年完成招标，总建设规模将在150至200万千瓦之间，较第一轮招标100万千瓦的规模有所提高。9、我国积极支持国际能源署释放战略石油储备措施6月23日，国际能源署（IEA）宣布，包括美国和欧洲在内的各成员国将在未来一月内联合释放战略石油储备，以应对西亚北非局势导致的石油供应短缺。24日，国家能源局发表声明对上述行动给予积极的评价和支持，并表示将密切关注释放石油储备行动对国际油价和国际原油市场的影响和作用。26日，国际能源署署长田中伸男在第二届全球智库峰会的发言中表示，“非常感谢中国公开支持我们的释放储备的行动。”10、中国正式启动700℃6月24日，国家能源局组织召开了国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟第一次理事会和技术委员会会议，这标志着70011、西气东输二线工程干线贯通投产6月30日，中石油西气东输二线东段工程在广东从化正式投产，标志着中亚－西气东输二线工程干线全线贯通。西气东输二线每年可输送天然气300亿方，可稳定供气30年以上。该工程2008年2月动工，总投资1422亿元，管线总长8704公里，由一条干线和八条支线构成。起于新疆霍尔果斯，途径新疆、甘肃、宁夏、湖北、广东等15个省区市，直达珠三角，重点抵达香港。预计到2012年6月30日，包括通往香港在内的所有支线将全部建成。12、高耗能行业是用电量增长主要拉动力量7月8日，能源局发布电力需求增长相关数据：前5个月，全社会用电量累计18545亿千瓦时，同比增长12%。电力、钢铁、建材、有色、化工和石化等六大行业对全社会用电增长的贡献率高达42.7%，全国用电需求增长的12个百分点中，有5.1个百分点是六大高耗能行业拉动，六大高耗能行业仍然是全社会用电增长的主要拉动力量。13、全国农村能源工作会议在京召开7月9日至10日，国家能源局、财政部、农业部联合召开全国农村能源工作会议，这是近30年来，国家部委第一次围绕农村能源召开专题会议。会议明确了农村能源重点工作：一是全面启动绿色能源示范县建设。到2015年，要建成200个绿色能源示范县；二是实施新一轮农网改造升级工程，实现城乡用电同网同价目标。通过扩大电网覆盖面与使用小型分散可再生能源开发利用，到2015年力争全部解决500万无电人口的用电问题；三是大力发展农村可再生能源。到2015年生物质发电装机达到1300万千瓦、集中供气达到300万户、成型燃料年利用量达到2000万吨、生物燃料乙醇年利用量达到300万吨、生物柴油年利用量达到150万吨。建成1000个太阳能示范村。14、江浙迎峰度夏燃气电站保供发挥重要作用为确保江苏省和浙江省迎峰度夏用电需求，充分发挥燃气机组调峰作用，国家能源局就两省燃气机组夏季发电用气短缺问题进行了协调，在缺电高峰时段燃气电站发挥了重要作用。国家能源局下发通知，要求中石油、中石化确保两省电力迎峰度夏用气需求。截止7月中旬，江苏省6台西气东输直供燃气机组基本实现满负荷发电，发电量增加约1000万千瓦时/天；浙江省平均增加1-2台9F燃气机组，发电量增加约1100万千瓦时/天。15、中国首座实验快堆并网发电7月21日，我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆成功实现并网发电。中国实验快堆被列入国家“863”项目，该堆采用先进的池式结构，核热功率65兆瓦，实验发电功率20兆瓦，是目前世界上为数不多的大功率、具备发电功能的快堆。实验快堆充分利用固有安全性并采用多种非能动安全技术，安全性已达到第四代核能系统要求。中国实验快堆项目由科技部、国防科工局主管，中国核工业集团公司组织，中国原子能科学研究院具体实施，2009年5月开始系统热调试，2010年7月21日16、18项风电“新国标”出炉8月5日，国家能源局在北京组织召开能源行业风电标准技术委员会一届二次会议暨能源行业风电标准化工作会议。国家能源局副局长刘琦、国家标准化管理委员会副主任孙晓康出席会议并讲话。会议审定并发布了“大型风电场并网技术规范”等18项重要标准，这些标准涉及大型风电场并网、海上风电建设、风电机组状态监测、风电场电能质量、风电关键设备制造要求等方面，将于今年11月1日实施。17、光伏标杆电价出台8月初，国家发改委发布关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知。业界呼唤已久的标杆电价出台。通知称，2011年7月1日以前核准建设、2011年12月31日建成投产、国家发改委尚未核定价格的太阳能光伏发电项目，上网电价统一核定为每千瓦时1.15元。虽然有专家认为，1.15元对西部之外地区并无吸引力，但是光伏从业人士均表示，标杆电价无疑是打开国内光伏市场的“金钥匙”。之后，青海等西部省份果然迎来了光伏建设的热潮。

18、国家加快制定页岩气发展规划8月15日，国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男主持召开页岩气“十二五”发展规划征求意见专题会议，刘铁男指出，我国页岩气资源比较丰富，具有良好的发展前景。国务院领导对页岩气发展高度重视，多次做出重要批示，要求加快页岩气勘探开发工作。目前，国家能源局会同有关部门编制完成了页岩气“十二五”发展规划。刘铁男强调要做好以下工作：一是扎实做好资源评价工作，摸清我国页岩气资源家底。二是加大科研攻关力度，形成适合我国地质条件的页岩气勘探开发技术，并实现页岩气重大装备自主生产制造。三是制定页岩气产业政策，明确行业准入门槛和标准，形成有序竞争的页岩气发展格局。四是加大政策支持力度，推进页岩气产业快速发展。在规划中要明确部门分工，形成工作合力，使规划目标、任务落到实处。19、能源局上收审核权规范风电发展8月25日，国家能源局正式印发《风电开发建设管理暂行办法》。《办法》明确，省级政府投资主管部门核准的风电场工程项目，要按照报国家能源局备案后的风电场工程建设规划和年度开发计划进行。风电场未按规定程序和条件获得核准擅自开工建设的，不能享受国家可再生能源发展基金的电价补贴，电网企业不接受其并网运行，违规擅自开工建设的项目一经发现，省级以上能源主管部门将责令其停止建设，并依法追求有关责任人责任。20、中国与中亚三国深化能源务实合作

为了落实中国领导人和中亚三国领导人关于进一步深化和扩大能源合作的共识，9月2日—9日，国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男率代表团出访乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦和土库曼斯坦。2011年9月6日，刘铁男局长出席中哈天然气管道南线项目的开工仪式时表示，中亚天然气管道将与哈干线输气网及西部主要油气区连通，这有效提升了中哈两国油气合作的战略层次，并为中哈能源合作开辟了更广阔的空间。这一管道始于哈国曼格斯套州的别伊涅乌，在南哈萨克斯坦州的奇姆肯特与中亚天然气管道相连，全长1475公里，设计年输气能力为100亿立方米，可扩至年150亿立方米。21、世界首台AP1000核电机组进入关键主设备安装阶段9月22日，位于浙江三门的中国第三代核电自主化依托项目、世界首台AP1000核电机组成功吊装“心脏”设备—反应堆压力容器，这一工程节点的完成意味着该机组进入关键主设备安装阶段。这次吊装的反应堆压力容器由美国西屋公司设计，中国一重生产锻件，韩国斗山重工承制。作为全球首台AP1000核电机组，自2009年4月正式开工以来，三门核电一期工程已完成32个里程碑节点。22、欧亚国家能源部长会议发布《西安倡议》拟加快启动上合组织能源俱乐部9月23日-24日，欧亚国家能源部长会议在西安召开。参加会议的有中国、吉尔吉斯斯坦、俄罗斯、塔吉克斯坦等能源部负责人，土库曼斯坦、伊朗、巴基斯坦、印度等国代表参加了会议。会后，举行了欧亚国家能源部长会议新闻发布会，各国能源代表联合发布了《西安倡议》。《西安倡议》称，与会者认识到，有必要加快启动上合组织能源俱乐部工作，以扩大上合组织成员国能源战略、政策和安全问题交流，发展能源技术合作，培养能源专业人才。23、国家能源局召开迎峰度夏工作新闻发布会9月29日，国家能源局召开迎峰度夏工作新闻发布会指出，国家能源局高度重视迎峰度夏工作，采取有针对性措施积极应对部分地区电力、煤炭等供应紧张的局面。保障有力，实现了平稳度夏。用电负荷快速增长的主要动力来自于高耗能行业，要调整产业结构，合理控制能源消费总量。24、新电力格局划定两辅业航母起航9月29日，两大电力建设航母—中国电力建设集团有限公司、中国能源建设集团有限公司挂牌终于尘埃落定。与此同时，国家电网、南方电网与两家新集团签订分离企业整体划转移交协议仪式也同步在北京举行。至此，历时多年的电网主辅分离改革重组再次取得重大进展，中央电力企业布局结构调整迈出历史性步伐。25、资源税改全面启动

10月10日，国务院发布《关于修改<中华人民共和国资源税暂行条例>的决定》，明确修改后的新《条例》将从今年11月1日起施行。根据新《条例》，油气税率从去年新疆资源税试点时的5%改为5%—10%；焦煤征税标准则从原来的0.3—5元/吨提高为8—20元/吨，一般煤炭则仍为0.3—5元/吨，二者均采取从量计征方式。26、发展天然气分布式能源指导意见出台10月13日，国家发展改革委、财政部、住房和城乡建设部、国家能源局正式下发《关于发展天然气分布式能源的指导意见》。意见指出，“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域，意见专门提出电网方面要加强对天然气分布式能源并网的配合，并提出今后将在财政、标准等多方面，进一步加强对天然气分布式能源的支持。27、美对中国太阳能企业双反今年，中国光伏产业迎来标杆电价的好消息，也遭遇了有史以来最大规模的双反调查。10月19日，以SolarWorld为首的7家美国光伏电池厂商向美国政府提出申请，对来源于中国的晶硅光伏电池产品提起反倾销、反补贴调查。一石激起千层浪，11月29日下午，英利、尚德、天合光能、阿特斯等企业在北京举行新闻发布会，表明态度：中国光伏企业对该“双反”调查申请表示强烈反对，中国光伏企业将团结一致，采用法律手段，积极应对。28、稳定天然气供应确保迎峰度冬

10月21日，国家发展改革委、国家能源局在济南组织召开2011年全国天然气工作会议，国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男出席会议，就迎峰度冬供应保障及天然气发展“十二五”规划的制定实施等工作进行了部署。表示将采取针对性措施保障迎峰度冬天然气稳定供应，始终把确保居民生活用气放在首位。29、核电安全大检查进入报告会签期10月30日，国家环保部副部长、国家核安全局局长李干杰透露，继现场检查完成后，核电安全大检查的文字报告目前正在会签阶段，将尽快上报国务院审订。福岛核事故后的3月16日，国务院常务会议决定，将全面审查在建核电站，并严格审批新上核电项目。抓紧编制核安全规划，调整完善核电发展中长期规划，核安全规划批准前，暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。自“国四条”提出后，全国范围内的核设施安全大检查随即展开。30、煤层气“十二五”规划初定产能酝酿大扩张

全国煤矿瓦斯防治现场会11月11日至12日在安徽合肥召开。中共中央政治局委员、国务院副总理张德江在现场会上强调，要以瓦斯抽采达标和落实综合防治措施为重点，进一步加大瓦斯防治工作力度。国家能源局局长刘铁男透露，煤层气开发利用“十二五”31、2010年全国淘汰落后产能目标任务全面超额完成2011年11月15日，工信部和国家能源局发布公告，根据国务院淘汰落后产能工作部际协调小组对各省（区、市）淘汰落后产能目标任务完成情况检查考核结果，2010年全国淘汰落后产能目标任务全面超额完成。根据检查考核情况，2010年全国18个工业行业淘汰落后产能炼铁4100万吨、炼钢1186万吨、焦炭2533万吨、铁合金245.6万吨、电解铝37.8万吨、铜冶炼24.7万吨、水泥14031万吨等，涉及企业2349户。淘汰电力落后产能1690万千瓦，涉及企业225户；淘汰煤炭落后产能2.31亿吨，关闭小煤矿2173处。32、破煤电僵局国家出台价格调控“组合拳”为缓解今年以来因煤电矛盾导致的电力紧张局面，中国政府打出一套“限煤价涨电价”的“组合拳”。国家发展和改革委员会11月30日宣布，对发电用煤实施价格临时干预措施，同时上调火电企业发电价格及工商业用电价格，并打破单一居民电价转而试行阶梯电价制度。33、云水电送粤两条直流输电工程开工12月2日，国家“十二五”重点工程—糯扎渡电站送电广东±800千伏直流输电工程和溪洛渡右岸电站送电广东±500千伏同塔双回直流输电工程开工仪式在普洱举行。这是南方电网“十二五”期间投资最多、输电容量最大、输送距离最长的电网建设项目，将新增输电容量1140万千瓦，约占目前南方电网西电东送规模的一半。34、青藏直流联网工程投入试运行12月9日，中共中央政治局常委、国务院副总理李克强在北京出席青藏直流联网工程投入试运行仪式，宣布工程投入试运行，向广大工程建设者表示慰问。他指出，青藏联网工程建成和投运，结束了西藏电网长期孤网运行的历史，标志着我国内地电网全面互联，实现了北京国家电力调度中心对西藏电力的直接调度，为从根本上解决西藏城乡居民生活和工农业生产用电问题打下了基础。国家发展改革委主任张平出席了仪式，国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男出席并主持。35、德班大会敲定新协议12月11日，联合国气候变化大会在南非德班闭幕，大会通过了4份决议，体现了发展中国家的两个根本诉求：发达国家在《京都议定书》第二承诺期进一步减排；启动绿色气候基金。中国政府决心在5年内综合运用多种手段，大幅度降低碳排放强度。

电化学技术在新能源中的利用一.能源的概况1.能源的重要性1.能源的重要性自古以来,人类就为改善生存条件和促进社会经济的发展而不停地进行奋斗.在这一过程中,能源一直扮演着重要的角色.从世界经济发展的历史和现状来看,能源问题已成为社会经济发展中一个具有战略意义的问题,能源的消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志,能源问题对社会经济发展起着决定性的作用.2.能源的种类2.能源的种类大自然赋予人类的能源是多种多样的,一般可分为常规能源和新能源两大类.常规能源包括煤炭,石油,天然气和水能,而新能源有生物质能,核能,风能,地热能,海洋能,太阳能和氢能等.其中煤炭,石油,天然气被成为化石能源,水能,生物质能,风能,太阳能和氢能等是可再生能源.3.化石能源的问题(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,是国民经济发展的命脉,但目前主要使用的化石能源的储量不多.据2002年世界探明的化石能源的储量和使用量统计,世界上煤,石油和天然气的储采比分别为204,40和60年,中国的情况更为严峻,据2002年统计,中国煤,石油和天然气的储采比只有82,15和46年.这表明在人类历史的长河中,只有很短的一段时间能使用化石能源.随着我国经济的持续高速增长,对能源的需求也持续攀升.我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿吨标准煤,上升到2002年的14.3亿吨.据估计,我国在2004,2020和2050年的石油消费量达3,4.5和6亿吨,其中进口量分别为1,2.7和4亿吨.4亿吨的进口量相当于目前美国的石油进口量,这不但会制约我国经济的可持续发展,而且对国家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料的使用引起的环境污染,排放的CO2会造成温室效应,使全球气候变暖.有关机构已向联合国发出警告,如再不对CO2的排放采取严厉措施,在10年内,世界的气候将产生不可逆转的变化.我国的环境污染问题更是日趋严重,目前,我国CO2排放量占世界总排放量的14%,在美国之后位居第二,估计到2025年,将位居第一.在本世纪初联合国关于环境污染的调查中,发现在世界上十个环境污染最严重的城市中,七个在中国.它们是太原,北京,乌鲁木齐,兰州,重庆,济南和石家庄.4.21世纪世界能源发展趋势世纪世界能源发展趋势(1)节能技术将备受重视节能技术将备受重视节能就是提高能源利用率,减少能源的浪费.目前节能技术水平已是一个国家能源利用情况的综合性指标,也是一个国家总体科学技术水平的重要标志.许多研究报告指出,依靠节能可以将能源需求量降低2530%.我国在能源利用方面的效率很低,我国的能耗很高,是世界平均水平的2倍,发达国家的5-10倍,因此更应重视节能技术,我国应该充分重视化石能源的高效利用.(2)世界能源系统将发生重大变革世界能源系统将发生重大变革据预测,20世纪形成的以化石燃料为主的世界能源系统将在21世纪转换成以可再生能源为主的新的世界能源系统.在20世纪末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.据世界能源委员会(WEC)和国际应用分析系统研究所的研究报告认为,在20世纪上半叶,化石燃料仍将是世界一次能源的主体,但到21世纪下半叶,太阳能,生物质能,风能等新能源将占世界能源的50%左右.(3)煤炭将作为过渡能源而受到重视煤炭将作为过渡能源而受到重视由于石油和天然气的储量较少,而煤炭储量相对较多,因此煤炭将作为一种过渡能源而在21世纪上半叶受到重视.主要发展的技术是洁净煤技术,煤液化和汽化技术.(4)新化石能源的开发将得到强化新化石能源的开发将得到强化近年来发现,在海洋300米深处有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的开发已经受到特别的关注.据估计,世界甲烷水合物的储量可能超过石油,天然气和煤炭储量的总和.因此,甲烷水合物作为储量巨大的未开发能源开始受到世界各国的高度重视.(5)核能的利用将进一步得到重视核能的利用将进一步得到重视据国际原子能机构统计,在20世纪末,全世界运行的核电站有436座,总发电量为3.5亿千瓦.这些电站主要分布在美,法,日,英,俄等31个国家,近年来,由于担心核电站运转的安全性,核废料对环境的影响和核技术扩散对世界安全性的影响,核能的发展在发达国家已有下降趋势,但在亚洲地区仍有强劲的增加趋势,我国准备在今后几年内建造4座核电站.受控核聚变是一直受人们关心的技术,因为在海水中大约有23.4亿万吨氘,如受控核聚变技术在21世纪能得到应用,在21世纪末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的开发将越来越受到重视可再生能源的开发将越来越受到重视鉴于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起严重的环境污染和气候异常,人们对新能源的开发越来越重视.其中水力能,地热能,海洋能和风能的可利用资源有限,因此,太阳能,生物质能和氢能的利用将倍受关注.二.生物质能的利用1.生物质能的优点.(1)生物质来源丰富地球上每年生长的生物质总量约14001800亿吨,相当于目前世界总能耗的10倍,我国的生物质能也极为丰富,可作为能源开发的生物质能总量可达4.5亿吨标准煤.加上生物质能可再生.因此,生物质能的高效,规模化利用可有效缓解世界能源供需矛盾.(2)生物质能可多途径利用(a)直接燃烧.其热能和蒸汽可发电,技术成熟,但效率低.(b)生物转化.包括制沼气和水解发酵制取醇类.生物质制甲醇和乙醇技术基本成熟,但生产成本较高.生物质制沼气技术相当成熟.2002年全国已建1300多万个沼气池.(c)光热转化.通过气化,裂解,光催化等技术,获得气,液体燃料来发电.(d)生物柴油.从油料植物提取植物油,经甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃烧效率高等优点.(3)生物质能利用的环境污染少由于生物质利用过程中释放的CO2是其生长过程通过光合作用从环境吸收的,所以生物质能的利用过程不排放额外的CO2,而对环境污染少.生物质能的利用还能降低污染.如可利用生物质热解汽化技术处理生活垃圾等,可得到以甲烷为主的燃气,实现垃圾的减量化,无害化,资源化.2.生物质能利用的问题2.生物质能利用的问题生物质能利用的缺点主要是生物质分布广,大面积收集成本高,经济的收集半径在50公里以内,只适合建立小型,分散的生物质能利用系统.而小型转换系统的效率低,不提高生物质能的利用效率就不能获得好的经济效益,这是生物质能至今未能实现规模化应用的关键问题之一.因此,如何在小型,分散体系实现能量的高效,清洁及规模化利用是迫切需要解决的问题.三.太阳能的利用1.太阳能的优点太阳能的优点(1)太阳能来源丰富太阳能来源丰富太阳能来源丰富是众所周知的,这似乎是一种用之不绝,取之不尽的能源.太阳内部不停地进行热核反应,释放出巨大的能量,辐射到地球上的能量只占起辐射总能量的极小部分,约1/22亿,但地球每年接收的太阳能至少有6×1017千瓦小时,相当于74万吨标准煤的能量.其中被植物吸收的仅占0.015%.可见,开发太阳能利用的潜力很大.(2)太阳能的使用没有污染问题太阳能的使用没有污染问题这也是众所周知的,太阳能的使用基本上没有污染问题.(3)太阳能可多途径利用太阳能可多途径利用(a)太阳能的热利用.如太阳能热水器,太阳灶,太阳能蓄热池发电等.(b)太阳能发电.如太阳能电池和光电池.(c)光催化和光电催化制氢.主要用这两种技术从水或生物质中制得氢气.2.太阳能利用的概况太阳能利用的概况近年来,太阳能的利用发展很快,据1997年的数据,全球太阳能发电量已达800兆瓦.到2000年,日本已有7万个住宅用上太阳能电池,美国和欧盟计划在2010年前安装100万套太阳能电池.特别是把太阳能电池与屋顶瓦结合成光电发电系统,目前欧洲已有300套,年发电量为1亿千瓦.这种系统不但可供应清洁能源,而且美观耐用,寿命可达25年.太阳能的热利用发展更快.特别在我国,太阳能热水器的年产值已达60多亿元,居世界首位.3.太阳能利用的问题太阳能利用的问题开发太阳能利用的主要问题是如何提高太阳能的转换效率,其次是降低成本,这对我国特别重要,目前我国生产太阳能电池的能力已达几百兆瓦,但由于价格高,基本上都销往国外.第三,一些技术,如光催化和光电催化制氢技术还没成熟,没有达到实用化的阶段,应该抓紧这方面的研究和发展.四.氢能的利用1.氢能的优点氢能的优点(1)氢是自然界储量最丰富的元素.(2)氢是除核燃料外发热量最大的燃料.(3)氢燃烧生成水,是世界上最清洁的燃料.(4)燃烧性能好,可燃范围大,燃烧速度快.(5)氢可用多种方法大规模生产.(6)氢的利用形式多,可通过燃烧发电,通过燃料电池发电等.2.对氢能利用的重视2002年加拿大举办了以"氢行星"为主题的第14届世界氢能源大会.2003年在华盛顿召开15个国家和地区参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.冰岛计划用40年时间将冰岛建成"氢社会".布什将投资120亿美元来促进氢能源的发展.过去5年,工业化国家在氢能开发领域的投入年均递增20.5%.氢将取代天然气,油和煤而成为未来世界的主要能源,进入氢能时代已成为近年来的热门话题,21世纪将是氢能世纪.布什举着使用氢燃料的照相机我国对发展氢能经济也开始重视,参加了2003年在华盛顿召开的有15国家参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.2004和2005举办了两次关于氢能经济的中美双边会议.今年一月,中国科学院院士局召开了关于"石油替代能源"的研讨会,主要讨论石油资源可持续性分析,石油的替代能源,氢能燃料和我国的石油替代能源.并要组织人员进行软课题研究.3.氢能的问题3.氢能的问题(1)氢的价格氢的制备,储存和运输中的价格问题,是影响走进氢能时代的很关键的问题.要降低其价格,必须形成氢的制备,储存和运输的网络.(2)廉价清洁的制氢技术问题(2)廉价清洁的制氢技术问题目前制氢效率很低,氢的制取要消耗大量的能量,因此寻求大规模的廉价清洁的制氢技术是各国科学家共同关心的问题.(a)化石燃料制氢:目前,96%氢从化石燃料制备,技术成熟,但要造成环境污染.(b)电解水制氢:技术成熟,但耗能多,价格高.一般每生产1立方米的氢气,需要消耗4.2-6度的电能,其能量转化率不到32%.(c)生物质制氢:有可再生,产量大,可储存,碳循环等优点,从中长期看是最有前途的制氢方式.目前生物质制氢效率低.(d)生物制氢:国内外在选育高效产氢菌株工作进展不快,制氢效率低.(e)风能制氢:用风能发电来电解水产生氢,技术上没有问题,降低成本和风能发电量少是主要的问题.(f)太阳能制氢:该法还处在基础研究阶段,离商业化还有较远的距离.(3)氢的储运问题(3)氢的储运问题氢的储运技术主要解决储运的安全性和成本,现在由于储运技术不过关,因此浪费了许多氢.许多工业过程,如炼油,炼焦,氯碱,合成氨,合成甲醇及煤气制造等多有大量的副产品氢气,只是由于储运技术的问题而不能被利用.我国每年放空和烧掉的氢气至少在1010标立方米以上.因此解决氢的储运问题也是走进氢能时代的一个很关键的问题.目前氢的储运还有很大问题.(a)高压储氢:储氢量少,只有1%左右,还有不安全的问题.(b)液氢储氢:很不方便,储氢设备大,蒸发损失大.(c)吸附储氢:这是目前的研究热点,但储氢容量还较低,一般不超过2%.镁合金储氢在3%,但储放不可逆.热门一时的纳米碳管储氢也已没有了希望,最终的储氢量也只有1%左右.(e)化合物储氢:放氢不容易.(4)燃料电池还没有商品化用氢作燃料的燃料电池的出现是促进氢能利用的重要原因.近年来,由于化石燃料资源短缺和环境污染日趋严重,各国对燃料电池的研究十分重视.美国《时代周刊》把燃料电池列为21世纪十大高新科技之首,燃料电池已被认为是21世纪极具应用前景的一种新型能源系统.虽然燃料电池有很诱人的优点,而且燃料电池的发展已有100多年的历史,但至今还没有一种燃料电池已经真正商品化,因此,燃料电池何时才能商品化是一个与氢能利用密切相关的问题.4.反对氢能的意见4.反对氢能的意见(a)氢以化合物形式存在,制氢要消耗能源.它不是一种能源,而是能源的流通手段.(b)氢的泄漏会改变气候.氢不可避免泄漏,泄漏量可达15%.泄漏的氢会在大气形成水雾,它会象二氧化碳一样,使天气变暖.(c)现在一般用高压氢作燃料电池燃料,氢的泄漏会产生很大的不安全性,手机等的火花就会使泄漏的氢发生爆炸.(d)冰岛能做的,其他国家不一定能做,冰岛的氢都是电解水制得的,因该国70%的电是由地热和水电站产生的.(5)氢的清洁生产要用风能和太阳能.据估计,如用风能发电制氢,当风能发电量达到美国6%的用电量,风能发电机要占的面积要有半个加州那么大.(6)布什承诺投资120亿美元用于氢能的研究是一个微不足道的投资.美国去年用于核能和矿物质燃料方面的研究经费大于氢燃料的研究经费.美国推行"健康婚姻"的预算就有150亿美元.美国用于伊拉克战争的经费每月390亿美元.(7)氢燃料电池价格昂贵.目前内燃机成本为每千瓦50美元,而氢燃料电池为800美元.估计大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氢站也要花费大量的资金.五.燃料电池加速氢能利用1.燃料电池的优点.(1)燃料电池是一种高效清洁的能量转换系统,可降低环境污染和气候异常.(2)燃料电池能高效利用生物质转化产生的气,液物质和氢作燃料,因此,能促进氢能的利用.(3)燃料电池的发电效率不受体系规模限制,小型燃料电池同样能够实现高效发电,适合于生物质分散性的特点.2.燃料电池定义燃料电池是一种不经燃烧直接以电化学反应的方式将燃料的化学能转变成电能的装置,只要连续供应燃料,燃料电池就能连续发电.3.原理阳极反应:H2=2H++2e阴极反应:1/2O2+2H++2e=H2O总的反应:H2+1/2O2=H2O4.燃料电池分类碱性燃料电池(AFC)(1)碱性燃料电池(AFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Ag,氧化剂:氧电解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作温度:60-80oC用途:航天器和潜艇的动力源优点:比能量和比功率高缺点:对CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料电池(PAFC)磷酸燃料电池(PAFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:98%磷酸工作温度:200oC用途:家庭住宅能源和汽车动力源优点:稳定性好,已有商品生产缺点:用贵金属作催化剂,价格高.(3)质子交换膜燃料电池(PEMFC)质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含水的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:汽车和潜艇等的动力源优点:比能量和比功率高,寿命长,应用范围广缺点:对CO敏感,价格高,800美元/千瓦,而内燃机50美元/千瓦.氢源问题.(4)直接甲醇燃料电池(DMFC)直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极:催化剂:Pt合金,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含硫酸的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:可移动的小型电子仪器设备动力源优点:比能量高,体积小问题:Pt对甲醇氧化电催化效率低,易被甲醇氧化中间产物毒化,甲醇会透过质子交换膜.(5)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)阳极:催化剂:Ni,燃料:氢阴极:催化剂:NiO,氧化剂:氧电解液:熔融碳酸盐(NaCO3-LiCO3)工作温度:600oC用途:发电站优点:反应温度高,不需贵金属催化剂.可用含CO的燃料气.寿命长.能量转换率高,可达80%.问题:高温下,电解液会腐蚀电极材料.寿命2万小时,商业上要4万小时.(6)固体氧化物燃料电池(SOFC)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极:催化剂:NiZrO2,燃料:甲烷,氢阴极:催化剂:NaCrO4等,氧化剂:氧电解液:ZrO2,CeO2等工作温度:900oC用途:发电站优点:不需贵金属催化剂.寿命长.可用各种燃料气.抗中毒能力强.能量转换率最高,可达80%以上.问题:高温下,密封困难,放大困难.价格高.5.PEMFC发展现状发展现状(1)世界各国对世界各国对PEMFC的重视世界各国对的重视近十年来,近十年来,PEMFC技术的研究开发受到技术的研究开发受到许多国家的政府和跨国大公司的极大重视,许多国家的政府和跨国大公司的极大重视,已出现许多PEMFC电动车样车.电动车样车.已出现许多电动车样车我国计划,年奥运会期间,我国计划,到2008年奥运会期间,将有我年奥运会期间国生产的燃料电池电动车会小批量,国生产的燃料电池电动车会小批量,示范性地行驶在街头.性地行驶在街头.年世博会期间,辆燃料电池公交到2010年世博会期间,20辆燃料电池公