《新能源與可持續(xù)發(fā)展》第4章 新能源的現(xiàn)狀及應(yīng)用

第4章新能源的現(xiàn)狀及應(yīng)用1新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第一節(jié)新能源開發(fā)現(xiàn)狀及趨勢(shì)2能源是整個(gè)世界社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長的基本驅(qū)動(dòng)力是人類賴以生存的基礎(chǔ)。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論新能源主要包括各種可再生能源和核能，相比傳統(tǒng)能源，新能源具有污染小、儲(chǔ)量大、無枯竭的特點(diǎn)。新能源對(duì)緩解當(dāng)今全球的環(huán)境污染問題，化解資源枯竭問題具有重要意義。3(一)新能源開發(fā)現(xiàn)狀從趨勢(shì)上：人類近幾年來在太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、新型核能等各品種新能源開發(fā)利用方面取得了一些突破性的進(jìn)展，新能源和可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量持續(xù)快速增長，新能源和可再生能源發(fā)電裝機(jī)所占比重也持續(xù)增長。從并網(wǎng)運(yùn)行上：新能源發(fā)電受限原因主要包括：新能源分布較為分散，電網(wǎng)調(diào)峰能力有限，外送通道與電網(wǎng)建設(shè)不匹配，電網(wǎng)輸出能力有限，存在諸多關(guān)鍵技術(shù)問題和薄弱環(huán)節(jié)，還有一些地區(qū)受網(wǎng)架約束影響等。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論42010-2016年新能源和可再生能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量萬KW）新能源與可持續(xù)發(fā)展概論52010-2016年各種新能源發(fā)電量（萬KW）新能源與可持續(xù)發(fā)展概論6經(jīng)過近幾年發(fā)展，我國部分新能源開發(fā)利用技術(shù)水平已邁入世界前列，新能源裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展；我國新能源發(fā)展面臨諸多現(xiàn)實(shí)問題：如風(fēng)電和光伏發(fā)電仍存在電熱和電網(wǎng)配套送出、規(guī)律建設(shè)不同步、建立消納困難、補(bǔ)貼資金不能及時(shí)到位問題；新能源產(chǎn)業(yè)面臨標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全、產(chǎn)能相對(duì)過剩、低水平重復(fù)等問題。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論7水電我國水電資源主要分布在四川、云南為代表的西南地區(qū)；在水電裝機(jī)迅速增長和用電增速持續(xù)低迷的雙重壓力下，四川、云南等水電大省連續(xù)多年棄水。棄水由階段性電力供需失衡直接引發(fā)，但其背后卻是清潔能源跨區(qū)配置的能力與機(jī)制存在的諸多矛盾第一，發(fā)電裝機(jī)增長較快，省內(nèi)用電和外送負(fù)荷小于裝機(jī)規(guī)模，電力電量工大于求矛盾突出第二，水電外送面臨“價(jià)格陷阱”，水電企業(yè)電價(jià)普遍低于原上網(wǎng)電價(jià)，不能充分體現(xiàn)水電等清潔能源價(jià)值第三，西南水電外送通道嚴(yán)重不足且推進(jìn)緩慢。第四，在供需失衡與外送受阻的情況下，電力本地消納也存在困難第五，中東部地區(qū)接納西南水電意愿有所減弱。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論82010~2016年水電裝機(jī)情況2010~2016年水電發(fā)展情況新能源與可持續(xù)發(fā)展概論9

新能源與可持續(xù)發(fā)展概論10核電中國核電主要分布在浙江、江蘇、廣東、福建、遼寧、山東等省區(qū)。由于經(jīng)濟(jì)增長放緩等因素，我國部分省份的電力需求有所下降。從2015年上半年開始，有一些以往滿負(fù)荷運(yùn)行的核電機(jī)組漸漸出現(xiàn)電力過剩的情況，即時(shí)?！案C電”，被電網(wǎng)要求降功率運(yùn)行甚至停堆備用，以配合電網(wǎng)調(diào)峰。2010~2016年核電發(fā)展情況新能源與可持續(xù)發(fā)展概論11風(fēng)電我國風(fēng)電總裝機(jī)量持續(xù)大幅提高，東中部新增裝機(jī)占半數(shù)，但西北、東北風(fēng)電新增裝機(jī)減少。風(fēng)電棄風(fēng)電量繼續(xù)大幅增加，棄風(fēng)問題進(jìn)一步惡化。棄風(fēng)現(xiàn)象多發(fā)生在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、遼寧、寧夏等11個(gè)地區(qū)新能源與可持續(xù)發(fā)展概論122011~2016年全國棄風(fēng)情況2010~2016年風(fēng)電發(fā)展情況新能源與可持續(xù)發(fā)展概論13新能源與可持續(xù)發(fā)展概論14太陽能發(fā)電新能源與可持續(xù)發(fā)展概論15整體上，近年來我國的光伏發(fā)電設(shè)備及發(fā)電量顯著增加。具體情況是西北四省裝機(jī)量高，太陽能發(fā)電向中東部轉(zhuǎn)移。以累計(jì)裝機(jī)量來看，新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙古為前四大省份，裝機(jī)量均超過650萬千瓦；其中，新疆的累計(jì)裝機(jī)量更是高達(dá)862萬千瓦。分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展提速明顯。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2016年新增的3454萬千瓦光伏裝機(jī)容量當(dāng)中，有424萬千瓦為分布式系統(tǒng)，較2015年增長200%。西北地區(qū)棄光問題尚未緩解，新疆、青海全年棄光電量增量較大，主要在于當(dāng)?shù)叵{能力不足，而裝機(jī)規(guī)模增幅較大。2013~2016年太陽能發(fā)電發(fā)展情況新能源與可持續(xù)發(fā)展概論16(二)開發(fā)新能源的意義新能源是未來能源的基石，是化石能源的優(yōu)秀替代能源；新能源清潔干凈，與地球生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)；新能源是世界無電人口和特殊用途解決供電問題的現(xiàn)實(shí)能源；新能源與可持續(xù)發(fā)展概論17（三）新能源發(fā)展趨勢(shì)及前景世界各國都在積極探索和嘗試未來能源轉(zhuǎn)型的發(fā)轉(zhuǎn)路線，并將開發(fā)和利用新能源和可再生能源作為推動(dòng)未來能源轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)路徑。太陽能→光伏發(fā)電→世界能源供應(yīng)主體生物質(zhì)能→沼氣→變廢為寶

↘化學(xué)能→光明前景在世界地?zé)犷I(lǐng)域中，中國地?zé)岬闹苯永脭?shù)十年穩(wěn)居世界第一，而且呈現(xiàn)進(jìn)一步增長的態(tài)勢(shì)。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論18當(dāng)前我國能源產(chǎn)業(yè)人存在諸多問題：霧霾污染嚴(yán)重，清潔電力浪費(fèi)日益嚴(yán)重；在國家嚴(yán)控產(chǎn)能過剩的背景下，已嚴(yán)重過剩的煤電裝機(jī)仍在擴(kuò)大生產(chǎn)；在電網(wǎng)通道具備的情況下，通電端寧可選用當(dāng)?shù)孛弘姡膊贿x用便宜清潔的水電；在“風(fēng)電”補(bǔ)貼負(fù)擔(dān)越來越重的背景下，無須補(bǔ)貼的水電卻無法優(yōu)先消納；新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第二節(jié)新能源汽車概況19所謂新能源汽車，是指采用非化石能源為車用燃料作為動(dòng)力來源，綜合車輛驅(qū)動(dòng)和動(dòng)力控制的先進(jìn)技術(shù)形成的含有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。目前，新能源汽車主要有純電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，燃料電池電動(dòng)汽車，其他類型的新能源汽車。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論20秒懂新能源汽車新能源與可持續(xù)發(fā)展概論21(三)我國發(fā)展新能源汽車的戰(zhàn)略意義國家實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的迫切需要石油作為一種戰(zhàn)略資源，對(duì)一個(gè)國家能源安全至關(guān)重要空氣污染中一半都來自燃油汽車,危害人體健康能源與國家安全息息相關(guān)發(fā)展新能源汽車是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然要求實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國的必由之路新能源與可持續(xù)發(fā)展概論22(四)新能源汽車技術(shù)現(xiàn)狀純電動(dòng)汽車是一種采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車，它利用蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過電池向電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車行駛。具有零排放的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前新能源汽車的主要發(fā)展方向；蓄電池單位重量儲(chǔ)存的能量太少，還因電動(dòng)車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購買價(jià)格較貴；至于使用成本，有些試用結(jié)果比汽車貴，有些結(jié)果僅為汽車的1/7~1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論23混合動(dòng)力汽車是指驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實(shí)際的車輛行駛狀態(tài)由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系單獨(dú)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)系共同提供。因各個(gè)組成部件、布置方式和控制策略的不同，混合動(dòng)力汽車有多種形式。采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)較小，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，成本較高。3、燃料電池電動(dòng)汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下．在燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車。燃料電池成本高昂，同時(shí)使用成本（氫）也昂貴。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論24(五)新能源汽車發(fā)展中存在的問題核心技術(shù)提升緩慢（電池續(xù)航能力不夠、電池成本昂貴、壽命短、充電所需時(shí)間過長）過度依賴政府基礎(chǔ)設(shè)施不足存在地方保護(hù)頑疾

新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第三節(jié)新能源汽車的發(fā)展歷史及前景25第一階段：19世紀(jì)中期，1881年，第一輛使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車出現(xiàn)新能源與可持續(xù)發(fā)展概論燃油汽車出現(xiàn)之前，純電動(dòng)汽車早就開始應(yīng)用。1900年，歐美出售的4200輛汽車中，40%是蒸汽機(jī)車，38%是電動(dòng)汽車，剩下的22%才是燃油汽車。當(dāng)時(shí)燃油車還在用外燃機(jī)技術(shù)，開起來噪音大，而且冒著黑煙，對(duì)于歐洲上層消費(fèi)者來講并不是首選。原來燃油車也有黑歷史！一、新能源汽車發(fā)展的5個(gè)歷史階段26隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展，啟動(dòng)機(jī)的發(fā)明以及生產(chǎn)技術(shù)的提高，燃油車在這一階段形成了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。再對(duì)比電動(dòng)汽車的充電的不便性，這一階段純電汽車退出了汽車市場(chǎng)。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第二階段：20世紀(jì)初期，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展，讓純電動(dòng)汽車退出市場(chǎng)。27受到資本的推動(dòng)，在那十幾年里，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，純電動(dòng)汽車受到了越來越多的關(guān)注，小型電動(dòng)汽車開始占據(jù)固定的市場(chǎng)，如高爾夫球場(chǎng)代步車。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第三階段：20世紀(jì)60年代，石油危機(jī)使人們又重新重視純電動(dòng)汽車此時(shí)歐洲已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化中期，由于石油危機(jī)的出現(xiàn)，人們開始反思日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，使人們重新審視純電動(dòng)汽車。28這一階段由于電池技術(shù)發(fā)展滯后，沒有重大的突破，使電動(dòng)汽車制造商面臨巨大的挑戰(zhàn)。汽車制造商在市場(chǎng)壓力下，開始研發(fā)混合動(dòng)力汽車，以克服電池和續(xù)航里程短的問題。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第四階段：20世紀(jì)90年代，電池技術(shù)的滯后，使用電動(dòng)汽車制造商改變發(fā)展方向（PHEV插電式混合動(dòng)力）29這一階段電池密度提升，電動(dòng)汽車的續(xù)航水平也以每年50公里的速度提升，電機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)已經(jīng)不弱于一些低排量的燃油車。我國更是大力推進(jìn)新能源汽車的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品落地，截至目前我國已經(jīng)成為全球新能源汽車保有量、產(chǎn)量最高的國家。新能源與可持續(xù)發(fā)展概論第五階段：21世紀(jì)初期，電池技術(shù)有所突破，各國開始大規(guī)模應(yīng)用電動(dòng)汽車30二、新能源汽車發(fā)展前景新能源與可持續(xù)發(fā)展概論31新能源與可持續(xù)發(fā)展概論32新能源與可持續(xù)發(fā)展概論公交領(lǐng)域率先啟動(dòng)2009年深圳已經(jīng)投入使用了101輛混合動(dòng)力公交車2009年4月中國南車集團(tuán)３０臺(tái)“油－電”混合動(dòng)力公交車交付長株潭公交公司2009年7月中通客車向濟(jì)南公交集團(tuán)交付80輛混合動(dòng)力客車2009年9月一汽客車首批62輛混合動(dòng)力新能源客車交付大連公交2009年12月杭州公交集團(tuán)向廈門金旅采購105輛混合動(dòng)力客車2010年1月70輛東風(fēng)電動(dòng)混合動(dòng)力公交車交付給武漢公交集團(tuán)2010年1月30輛安凱純電動(dòng)客車交付合肥公交集團(tuán)2010年2月長春市50輛混合動(dòng)力公交車上線運(yùn)營2010年5月中通客車向聊城公交一次性交付30輛混合動(dòng)力公交客車2010年6月重慶首批50輛氣電混合動(dòng)力公交車交用2010年8月天津?yàn)I海新區(qū)制造混合動(dòng)力公交車10輛新車投入運(yùn)行我國的新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程33新能源與可持續(xù)發(fā)展概論重大活動(dòng)期間示范運(yùn)營新能源汽車大規(guī)模在國家重大活動(dòng)期間示范運(yùn)行，開啟商業(yè)化運(yùn)營序幕34新能源與可持續(xù)發(fā)展概論多種車型積極面市企業(yè)主要電動(dòng)車型上市時(shí)間一汽奔騰B50電動(dòng)版2010年底威志B50純電動(dòng)2010年底上汽榮威E1純電動(dòng)2012年550插電強(qiáng)混版2012年長安奔奔MINI電動(dòng)版2011年初奇瑞QQ3電動(dòng)版2010年S18純電動(dòng)車2010年