新能源讀書筆記

1、精選文庫新能源開發(fā)利用 能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，是經(jīng)濟發(fā)展的核心動力，尤其是在國際化的經(jīng)濟舞臺上，能源是一國核心競爭力的重要組成部分和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必要條件。人類社會進入21世紀之后，隨著經(jīng)濟穩(wěn)步快速發(fā)展，能源耗費暈現(xiàn)空前增長態(tài)勢，大量不可再生資源已開采殆盡，資源瓶頸制約日益突出。目前，世界大部分罔家能源供應(yīng)不足，難以滿足經(jīng)濟發(fā)展需要。根據(jù)國際能源局(IEA)在2005年“哈特(Han)世界煉油和燃料會議”上的預(yù)測，2030年，世界各國對能源的需求量將增長60。隨著化石能源尤其是石油供應(yīng)的日趨緊張,以及由化石能源使用所帶來的環(huán)境與全球氣候變暖問題日益嚴峻,人類迫切需要改變傳統(tǒng)的能源消費

2、模式和消費結(jié)構(gòu)。在全球金融危機還遠未結(jié)束的背景下,以及發(fā)展低碳經(jīng)濟越來越成為全球各國共識的形勢下,開發(fā)利用種類繁多、資源豐富、環(huán)境友好、滲透性高的新能源既是培育新的經(jīng)濟增長點、提振低迷經(jīng)濟之路,也是提升經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量、提高人們生活水平之需的最優(yōu)選擇。一、新能源概述 新能源一般是指除煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源以外、直接或間接地來自太陽或地球內(nèi)部所產(chǎn)生熱能的各種能源形式。相對傳統(tǒng)能源而言,新能源一般具有以下特征:第一,尚未大規(guī)模作為能源開發(fā)利用,有的甚至還處于初期研發(fā)階段;第二,資源賦存條件和物化特征與常規(guī)能源有明顯區(qū)別;第三,開發(fā)利用技術(shù)復(fù)雜,成本較高;第四,清潔環(huán)保,可實現(xiàn)二氧化碳等污染物零排

3、放或低排放;第五,資源量大、分布廣泛,且大多具有能量密度低的缺點。按照上述特征,可以把新能源范圍確定為以下9個品種:太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能、天然氣水合物、核能、核聚變能。其?生物質(zhì)能分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能,傳統(tǒng)生物質(zhì)能屬于非商品能源,利用方式主要為柴草、秸稈等免費生物質(zhì)的直接燃燒,用于烹飪和供熱;現(xiàn)代生物質(zhì)能包括生物質(zhì)發(fā)電、沼氣、生物燃料等,是生物質(zhì)原料加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。新能源中的生物質(zhì)能僅指現(xiàn)代生物質(zhì)能。傳統(tǒng)生物質(zhì)能與水電可合稱為傳統(tǒng)可再生能源,太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能則合稱為新型可再生能源,是新能源的主要組成部分。 新能源與傳統(tǒng)能源相比具有突出

4、的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1）地域分布均衡、資源蘊藏量大開發(fā)潛力無限相較于傳統(tǒng)的石化能源，新能源的分布比較均衡，且含量巨大。以太陽能為例，太陽所輻射的能量經(jīng)過八分鐘到達地球之后仍存有原始能量的約20萬億分之一，我們可將地球上石油、天然氣、鈾礦以及煤的儲量折合為太陽到達地球的能量進行對比分析，石油等效為三天，天然氣為一天，鈾礦大約為一個星期，煤大約為一個月。由此可見，太陽能作為新能源的成員之一，其開發(fā)潛力是無限的。（2）清潔、環(huán)保、可再生傳統(tǒng)能源如煤、石油等化石能源在利用過程中會釋放大量溫室氣體和有害物質(zhì)，給環(huán)境造成傷害，而絕大部分新能源在生產(chǎn)和使用過程中不會產(chǎn)生和排放有害物質(zhì)，屬于環(huán)境

5、友好型能源。此外，其中的可再生能源如太陽能、生物能、風(fēng)能等可重復(fù)使用，不受能源短缺的影響，尤其適用于傳統(tǒng)能源短缺的國家，如日本、德國等發(fā)達國家。二、新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 自20世紀后期以來,新能源技術(shù)得到快速發(fā)展,生產(chǎn)成本也隨之降低,部分新能源率先進入產(chǎn)業(yè)化階段。美國、日本、歐洲非常重視新能源技術(shù)的研發(fā),水平處于全球領(lǐng)先地位,產(chǎn)業(yè)化和市場化水平也領(lǐng)先于世界。近年來,我國明顯加大了新能源技術(shù)研發(fā)力度,在太陽能熱水器、戶用沼氣等個別領(lǐng)域已經(jīng)處于世界先進水平。2001年11月,京都議定書中引入的靈活履約機制清潔發(fā)展機制(CDM)正式啟動,該機制為發(fā)展中國家開發(fā)和引進新能源所需要的資金和技術(shù)提供了絕佳機

6、會,我國成為清潔發(fā)展機制的最大受益國之一。按照技術(shù)水平成熟度和技術(shù)轉(zhuǎn)化情況,新能源的發(fā)展可分為研發(fā)、示范、推廣和產(chǎn)業(yè)化4個階段。核電、太陽能熱水器、沼氣等技術(shù)已經(jīng)成熟,進入產(chǎn)業(yè)化成熟階段;太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、生物燃料等技術(shù)基本成熟,已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化初期或中期階段;地源熱泵、大中型沼氣池需要靠規(guī)?；瘉斫档统杀?處于推廣階段;太陽能熱發(fā)電、潮汐發(fā)電、氫能的制備和儲存、燃料電池在技術(shù)上已經(jīng)成功,但需要做進一步的提升,目前還處于示范階段;纖維素乙醇、天然氣水合物勘探和開采、受控核聚變等技術(shù)尚未成熟,還處于研發(fā)階段。三、當(dāng)代新能源技術(shù)1、核能核能有核裂變能和核聚變能兩種。核裂變能是

7、指重元素（如鈾、釷）的原子核發(fā)生分裂反應(yīng)時所釋放的能量，通常叫原子能。核聚變能是指輕元素（如氘、氚）的原子核發(fā)生聚合反應(yīng)時所釋放的能量。核能產(chǎn)生的大量熱能可以發(fā)電，也可以供熱。核能的最大優(yōu)點是無大氣污染，集中生產(chǎn)量大，可以替代煤炭、石油和天然氣燃料。（1）核裂變技術(shù)，核電站同常規(guī)火電站的區(qū)別是核反應(yīng)堆代替鍋爐，核反應(yīng)堆按引起裂變的中子不同分為熱中子反應(yīng)堆和快中子反應(yīng)堆。由于熱中子堆比較容易控制，所以采用較多。熱中子堆按慢化劑、冷卻劑和核燃料的不同，有輕水堆（用輕水作慢化劑和冷卻劑，濃縮鈾為燃料，包括壓水堆和沸水堆）、重水堆（重水慢化和冷卻，天然鈾為燃料）、石墨氣冷堆（石墨慢化，二氧化碳或氦冷卻

8、，濃縮鈾為燃料）、石墨水冷堆（石墨慢化，輕水冷卻，濃縮軸為燃料），這些堆型各有優(yōu)點，目前一般采用輕水堆較多?？熘凶臃磻?yīng)堆的優(yōu)點可以充分利用天然鈾資源，熱中子堆只能利用天然鈾中2%的左右的鈾，而快中子增值堆可以利用60%以上，這種堆型還在進行商業(yè)規(guī)模示范試驗。（2）核聚變技術(shù)，這是在極高溫度下把兩個以上輕原子核聚合，故叫熱核反應(yīng)。由于聚變核燃料氘在海水中儲量豐富，幾乎人類可用之不盡。所以世界各國極為重視?？梢哉f，世界人類永恒發(fā)展的能源保證是核聚變能。2、太陽能（1）太陽能熱利用技術(shù)比較成熟，有太陽能熱水器、太陽能鍋爐燒蒸汽發(fā)電、太陽能制冷、太陽能聚焦高溫加工、太陽灶等，在工業(yè)和民用中應(yīng)用較多。（

9、2）太陽能光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過太陽能光電池把光能轉(zhuǎn)換成電能（直流電），主要是光電池制造技術(shù)，太陽能電池有單晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化鎘和砷化鋅電池許多種。這種發(fā)電技術(shù)利用最方便，但大功率發(fā)電成本太高。（3）光化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)，利用太陽能光化學(xué)電池把水電解分離產(chǎn)生氫氣，氫氣是很干凈的燃料。3、生物質(zhì)能這是利用動植物有機廢棄物（如木材、柴草、糞便等）的技術(shù)。（1）熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)，把木材等廢料通過氣化爐加熱轉(zhuǎn)換成煤氣，或者通過干餾將生物質(zhì)變成煤氣、焦油和木炭。（2）生物化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)，主要把糞便等生物質(zhì)通過沼氣池厭氣發(fā)酵生成沼氣，沼氣的主要成分是甲烷。沼氣技術(shù)在我國農(nóng)村得到較好應(yīng)用，工業(yè)沼氣技術(shù)也開始應(yīng)用。

10、（3）生物質(zhì)壓塊成型技術(shù)，把烘干粉碎的生物質(zhì)擠壓成型，變成高密度的固體燃料。4、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能風(fēng)能是一種機械能，風(fēng)力發(fā)電是常用技術(shù)，目前世界上最大風(fēng)力發(fā)電機為3200千瓦，風(fēng)機直徑97.5，安裝在美國夏威夷。我國風(fēng)力發(fā)電裝機總共20萬千瓦，最大風(fēng)力發(fā)電機為120千瓦。地?zé)崮芗夹g(shù)。地?zé)崮苡姓羝蜔崴畠煞N。地?zé)嵴羝休^高壓力和溫度，可直接通過蒸汽輪機發(fā)電；地?zé)釤崴詈檬翘菁壚?，先將高溫地?zé)崴糜诟邷赜猛?，再將用過的中溫地?zé)崴糜谥袦赜猛?，然后再將用過的低熱水再利用，最后用于養(yǎng)魚、游泳池等。潮汐能技術(shù)。潮汐發(fā)電技術(shù)是低水頭水力發(fā)電技術(shù)，容量小，造價高。我國海岸線長達14000公里，有豐富潮汐

11、能。據(jù)估算，全國可開發(fā)利用潮汐發(fā)電裝機容量為2800萬千瓦，年發(fā)電700億千瓦時。5、海洋能 （1）海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。 （2）海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。 （3）海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律，編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預(yù)報，

12、預(yù)測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報表安排發(fā)電運行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。 （4）海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開發(fā)后，其本身對環(huán)境污染影響很小。四、中國創(chuàng)新能源開發(fā)利用的必要性（1）傳統(tǒng)能源開發(fā)利用模式的負環(huán)境效應(yīng) 在我國，煤炭燃燒產(chǎn)生的廢氣是空氣污染的主要來源。目前全國煙塵排放量的70%，SO2排放量的90%，氮氧化物的67%，CO2的70%來自煤炭使用過程。這是由中國能源的國慶決定的，中國已經(jīng)基本形成“以煤為主，多元發(fā)展”的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)，煤炭在能源資源儲量個消費中占據(jù)了重要地位。2007年，中國CO2排放量占全球總排放量的13.5%，居世界

13、第二位。 （2）中國能源開發(fā)利用中的經(jīng)驗教訓(xùn) 世界各國能源效率都經(jīng)歷從高增長向低增長的轉(zhuǎn)變過程。中國自20世紀90年代中后期進入工業(yè)化中期階段，目前正處于重化工業(yè)加速發(fā)展時期，到2020年，中國將一直處于這個特殊的發(fā)展階段，進入低速增長階段。國際經(jīng)驗表明，世界各國對經(jīng)濟利益的追逐加大了能源的消耗，能源與環(huán)境危機逐漸成為經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。鑒于20世紀以來主要發(fā)達國家發(fā)生的一系列重化工嚴重污染環(huán)境事件，使低碳經(jīng)濟，新能源，低碳技術(shù)逐步成為世界各國應(yīng)對氣候變化的“同義語”。雖然中國的能源資源總量比較豐富，但人均能源資源擁有量卻處于世界較低水平。中國正處于快速發(fā)展時期，煤炭在能源資源儲量和產(chǎn)量中的比重，

14、決定了其仍將在相當(dāng)長的時期內(nèi)占據(jù)能源供給的主要地位，然而，日益嚴格的環(huán)境保護約束也決定了中國煤炭產(chǎn)量不可能像過去那樣告訴高速增長，節(jié)能減排，保護環(huán)境已經(jīng)成為中國的基本國策和社會共識。（3）中國創(chuàng)新能源開發(fā)利用模式的必要性 長期以來，我國能源利用以煤炭為主，煤炭資源日趨枯竭，經(jīng)濟發(fā)展過度依賴化石能源必然影響能源安全。煤炭開發(fā)利用帶來了環(huán)境壓力，以煤為主的傳統(tǒng)能源利用模式是溫室氣體的主要來源。在中國工業(yè)化進程中，能源始終是制約中國經(jīng)濟持續(xù)增長的瓶頸，節(jié)能減排逐漸成為宏觀調(diào)控中能源開發(fā)利用的核心概念。改革開放30多年以來，隨著能源市場化改革不斷推進，能源工業(yè)進一步對外開放和國家對能源投入的增加，能源

15、對經(jīng)濟社會發(fā)揮發(fā)展的制約得到很大緩解。然而，21世紀以來，能源供求形勢發(fā)生新的變化，工業(yè)化和城市化的快速推進，引致高能耗行業(yè)的過快發(fā)展，能源消耗呈現(xiàn)高增長態(tài)勢，在加速消耗常規(guī)化石能源儲量的同時，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重破壞。面對這種形勢，中國應(yīng)著眼于能源發(fā)展戰(zhàn)略與生態(tài)文明建設(shè)，大力推進節(jié)能減排。五、中國新能源發(fā)展面臨的問題盡管我國新能源資源豐富，開發(fā)利用也取得了長足進展，但也面臨著不少問題。主要問題有：（1）政策問題。國家和政府的法律政策導(dǎo)向?qū)π履茉窗l(fā)展起著至關(guān)重要的作用，但是我國新能源的相關(guān)政策體系還不完整，新能源發(fā)展的政策缺乏配套性、銜接性，特別是缺乏細則。此外，各地政府缺乏相應(yīng)的法律政策，不能

16、很好地貫徹中央的政策，形成促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好政策環(huán)境。（2）技術(shù)問題。雖然我國擁有巨大的生產(chǎn)新能源的自然優(yōu)勢，但在技術(shù)領(lǐng)域與國外先進技術(shù)水平仍有較大差距。在新能源幾大關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備領(lǐng)域，我國都嚴重依賴國外，風(fēng)機92%依靠進口；光伏發(fā)電所需的硅材料和設(shè)備90%依靠進口。當(dāng)前流行的先進的兆瓦級風(fēng)電機組、生物質(zhì)直燃發(fā)電的鍋爐、太陽能光電所需要多晶硅原料等，高技術(shù)含量、高附價值的設(shè)備和材料也幾乎全部依賴進口。關(guān)鍵技術(shù)的缺乏極大地阻礙了我國新能源產(chǎn)業(yè)競爭力的形成。（3）人才問題。按照新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律，人才隊伍培養(yǎng)和聚集至少需要2030年的時間。雖然經(jīng)過近幾年的發(fā)展，我國在發(fā)展新能源方面已經(jīng)具備了

17、一定的人才隊伍基礎(chǔ)，但許多技術(shù)人員來自于新能源相近領(lǐng)域的專業(yè)人員，沒有接受過系統(tǒng)的技術(shù)學(xué)習(xí)和培養(yǎng)。很多大型企業(yè)主要利用自身相關(guān)技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)，通過聯(lián)合設(shè)計或引入戰(zhàn)略合作方式培養(yǎng)新能源開發(fā)和制造技術(shù)隊伍，因而造成整個產(chǎn)業(yè)的高端技術(shù)研發(fā)、技術(shù)管理方面的復(fù)合型人才大量缺乏。（4）市場開發(fā)和發(fā)育問題。雖然我國已經(jīng)制定了一些新能源產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但從整體上來說，缺乏系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，尤其是缺乏產(chǎn)品質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)、認證標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的法規(guī)和質(zhì)量監(jiān)督體系，影響了市場的擴大。同時我國新能源市場規(guī)模不大，與其成本過高不無關(guān)系。（5）思想認識問題。一些部門的領(lǐng)導(dǎo)和地方干部對發(fā)展新能源的戰(zhàn)略意義和緊迫性認識不足，公眾還沒

18、有自覺使用新能源的意識。六、解決上述問題的建議措施發(fā)展清潔新能源是國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，對緩解我國能源安全和環(huán)境壓力具有積極意義。盡管我國新能源技術(shù)開發(fā)和利用居發(fā)中國家前列，但遠不能滿足國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要。因此，一方面，要加大新能源技術(shù)研究開發(fā)的投入；另一方面，要改進新能源技術(shù)的研究開發(fā)規(guī)劃與組織實施管理，提高研究開發(fā)的效率。（1）加強長期規(guī)劃，加大投入力度，應(yīng)用開發(fā)與技術(shù)儲備相結(jié)合。目前，大部分新能源還屬于補充能源，尚不能大規(guī)模替代傳統(tǒng)能源，發(fā)展新能源技術(shù)是_項長期任務(wù)。新能源技術(shù)的開發(fā)利用要與國家的能源戰(zhàn)略緊密結(jié)合，做好長期規(guī)劃。一方面，對一些相對成熟、已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)，重點

19、進行降低成本、提高效率等方面的研究開發(fā)；另一方面，對一些新興技術(shù)進行探索性研究，增加技術(shù)儲備。（2）根據(jù)國內(nèi)資源特點，突出重點，引進技術(shù)和自主開發(fā)相結(jié)合。我國的可再生能源資源豐富，可再生能源技術(shù)發(fā)展多元化，重點放在有大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前景的技術(shù)上。由丁新能源技術(shù)的研究開發(fā)投入火，周期長。為提高效率，要采取引進技術(shù)和自主研發(fā)相結(jié)合的戰(zhàn)略。一方面，國外基本成熟的技術(shù)，可以通過引進技術(shù)消化吸收，根據(jù)我國的資源特點進行再改進，逐步掌握核心技術(shù)；另一方面，具有我國特色的可再生資源技術(shù)要堅持自主開發(fā)。（3）建立研究開發(fā)和示范一體化的管理體系，促進研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化結(jié)合。由于目前大部分新能源技術(shù)尚未成熟，成本高于傳統(tǒng)能源，其利用和產(chǎn)業(yè)化有一定的技術(shù)風(fēng)險和市場風(fēng)險，加上新能源的利用具有環(huán)境保護等社會效益，因此，發(fā)展新能源技術(shù)不能僅靠市場機制，政府應(yīng)在新能源技術(shù)的研究開發(fā)、示范和推廣的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。借鑒日本的經(jīng)驗，要打破部門界限，建立產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的研究開發(fā)、示范和推廣體系；制定新能源技術(shù)的技術(shù)路線圖，加強研究開發(fā)、示范和推廣各環(huán)節(jié)的銜接，增加新技術(shù)的工