可再生能源发展史
在19世纪中叶煤炭发展之前,所有使用的能源都是可再生能源,其主要来源是人力和畜力的形式利用牛,骡,马,水磨和风磨粮食,和柴火。在右边的美国能源使用的两幅曲线图中,直到1900年的石油和天然气的重要性,和风能和太阳能在2010年发挥一样的重要性。除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。 木材 柴是最早使用的典型的生物质能源,烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。 役用动物 传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。 水能 磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。 风能 人类已经使用了风力几百年了。如风车,帆船等。 太阳能 自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。 地热能 人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。 海洋能 海洋能即是利用海洋运动过程来生产的能源,海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等,一些沿海国家的海岸线,就很适合用来作潮汐发电。 生物能 生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气(甲烷)牛粪等。 国家发改委: 可再生能源就近消纳试点启动为促进清洁能源持续健康发展,国家发展与改革委员会2015年10月下发通知,明确在甘肃省和内蒙古自治区部分地区开展可再生能源就近消纳试点,以可再生能源为主、传统能源调峰配合形成局域电网,降低用电成本,形成竞争优势,促使可再生能源和当地经济社会发展形成良性循环。为“明确在可再生能源富集地区率先开展可再生能源就近消纳试点,为其他地区积累经验,是努力解决当前严重弃风、弃光现象的大胆探索,是电力市场化改革背景下促进可再生能源发展的机制创新。”为此,通知要求试点必须有效解决局部地区较为严重的弃风、弃光问题。试点方案应结合地方特点,允许大胆探索,只要政策不违反法律法规,不影响电力安全稳定运行,又有利于实现就近消纳,就可以试行,通过实践检验政策的可行性和有效性。通知还提出,通过建立优先发电权,提出可再生能源发电的年度安排原则,实施优先发电权交易,并在调度中落实,努力实现规划内的可再生能源全额保障性收购。建立利益补偿机制,鼓励燃煤发电对可再生能源发电进行调节。
中国可再生能源学会于1980年7月加入国际太阳能学会,2000年加入国际氢能协会,2002年加入世界风能协会。中国可再生能源学会自1979年9月6日召开第一次全国会员代表大会并选举成立第一届全国理事会以来,至今已召开七次全国会员代表大会和产生七届全国理事会。理事长:石定寰;名誉理事长:黄孟复 毛如柏;副理事长:孔力 毛宗强 张剑 赵玉文 贺德馨 韩建功 李俊峰 朱俊生 黄鸣 王孟杰秘书长:孟宪淦;常务理事:33人;理事:109人。
物质、能量与信息。
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:¾¾ 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
u 能源的定义与源头
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。
能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
而能源是产生能量的源头。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能。
在我们生活的地球上,能源形形色色。总起来说有三个初始来源。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000 万吨煤。
u 能源结构与储量
地球上有哪些能量资源可供我们使用?它们还能维持多久?我们该怎么办?
能源的种类
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源;
二次能源:汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源,
一次能源和二次能源能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
煤的时代
能源结构的变迁历史上,伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油资源的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计
煤炭:~200年
石油、天然气:~50年
核能:无穷多
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移,核能的比例将不断增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用?据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力那么水能呢?我们知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展情况来看,在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易裂变核素
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
易聚变核反应
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀的成份
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要原料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来源于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
专家们预测,核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
1.2 变脏的地球与干净的核电
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染环境吗?核能真是可持续能源吗?
u 能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
能源利用与环境的可持续发展
能源危机
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
浓烟滚滚的火电厂
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%,到2020年达到20%。
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。
4. 全球化
由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
可再生能源发展史:
我国古代很早就应用可再生能源:利用风车粉、利用高山流水带动水车臼米磨粉、利用水流伐木运输、利用阳光烘干食品。
可再生能源发展史上,风能、水力、太阳能、地热和生物质能对能源供应的贡献率大幅度提高。水力发电在世各地如雨后春笋迅速发展。现在各国目光都在太阳能上大做文章。
从2006年1月1日起,《可再生能源法》也正式实施,国家通过该法引导、激励国内外各类经济主体参与开发利用可再生能源,促进可再生能源长期发展。所有这些 对于拥有几十年发展史的太阳能热水器产业而言,无疑是一个极大的利好消息。
太阳能热发电技术,即把太阳辐射热转抵达成电能的发电技术。它包括两大类:一类是利用太阳热能直接发电,如半导体或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电以及碱金属热发电转换和磁流体发电等,这类发电的特点是发电装置本体没有活动部件,但此类发电量小,有的方法尚处于原理性试验阶段。另一类是将太阳热能通过热机带动发电机发电,其基本组成与常规发电设备类似,只不过其热能是从太阳能转换来。
在一个世纪前的1878年一年小的太阳能动力站在巴黎建立,该装置是一个小型点聚集太阳能热动力系统,盘式抛物面反射镜将阳光聚焦到置于其焦点处的蒸汽锅炉,由此产生的蒸汽驱动一个很小的互交式蒸汽机运行。1901年,美国工程师研制成功7350W的太阳能蒸汽机,采用70平方米的太阳聚光集热器,该装置安装在美国加州做实验运行。1950年,原苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型实验装置,对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为1MW的太阳炉。
1973年,世界性石油危机的爆发刺激了人们对太阳能技术的研究与开发。相对于太阳能电池的价格昂贵、效率较低,太阳能热发电的效率较高、技术比较成熟。许多工业发达国家,都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点。从1981-1991年10年间,全世界建造了装机容量500kW以上的各种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座,其中主要形式是塔式电站,最大发电功率为80MW。
太阳池太阳能热发电最早是在以色列进行研究开发的。20世纪70年代,以色列在死海沿岸先后建造了3座太阳池太阳能热发电站,以提供其全国1/3用电量的需求。美国也曾计划将加州南部萨尔顿海的一部分建成太阳池,用以建造800-600MW太阳池太阳能热发电站。后来,以色列和美国均对其太阳池热发电计划作了改变。
随着能源紧缺各国寻可再生能源的利用率越来越高。我国的水力发电已跃为国际先进项列。风力发电广泛兴起、太阳能发电开始投入已见成效。
就几种形式的太阳热发电系统相比较而言,塔式热发电系统的成熟度目前不如抛物面槽式热发电系统,而配以斯特林发电机的抛物面盘式热发电系统虽然有比较优良的性能指标,但目前主要还是用于边远地区的小型独立供电,大规模应用成熟度则稍逊一筹。应该指出,槽式、塔式和盘式太阳能热发电技术同样受到世界各国的重视,并正在积极开展工作。美国政府的太阳能热电发展计划并列塔式、槽式和盘式三种热发电技术,目的在于满足不同高层应用的需求。
在国内,随着太阳能利用技术的迅速发展,从20世纪70年代中期开始,中国一些高等院校和中科院电工研究所等单位和机构,也对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究,并在天津建造了一套功率为1kW的塔式太阳能热发电模拟实验装置,在上海建造了一套功率为1kW的平板式低沸点工质太阳能热发电模拟实验装置。
在北京,中科院电工研究所对槽式抛物面反射镜太阳能热发电用的槽式抛物面聚光集热泪盈眶器也作了不少单元性试验研究。目前,中科院电工研究所建立了一套1kW碟式太阳能热发电系统,正在进行实验研究。此外,80年代初,湖南湘潭电机厂与美国公司合作,设计并研制成功率5kW的盘式太阳能热发电装置样机
我国太阳能热发电技术的研究开发工作开始于70年代末,但由工艺、材料、部件及相关技术未得到根本性的解决,加上经费不足,热发电项目先后停止和下马。国家“八五”计划安排了小型部件和材料的攻关项目,带有技术储备性质,与国外差距很大。近年来,国外太阳热发电技术发展很快,我国应加快这项技术的引进研制,找准切入点建立示范电厂,以填补国内空白。
所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。
* 木材
柴是最早使用的能源,透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。
* 动物牵动
传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。
* 水能
磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。此外,一些沿海的国家的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。
* 风能
人类已经使用了风力几百年了。如帆船。
* 太阳能
自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。
* 地热能
人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。
* 生物能
生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树等。
可再生能源发展史:
我国古代很早就应用可再生能源:利用风车粉、利用高山流水带动水车臼米磨粉、利用水流伐木运输、利用阳光烘干食品。
可再生能源发展史上,风能、水力、太阳能、地热和生物质能对能源供应的贡献率大幅度提高。水力发电在世各地如雨后春笋迅速发展。现在各国目光都在太阳能上大做文章。
从2006年1月1日起,《可再生能源法》也正式实施,国家通过该法引导、激励国内外各类经济主体参与开发利用可再生能源,促进可再生能源长期发展。所有这些 对于拥有几十年发展史的太阳能热水器产业而言,无疑是一个极大的利好消息。
太阳能热发电技术,即把太阳辐射热转抵达成电能的发电技术。它包括两大类:一类是利用太阳热能直接发电,如半导体或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热离子发电以及碱金属热发电转换和磁流体发电等,这类发电的特点是发电装置本体没有活动部件,但此类发电量小,有的方法尚处于原理性试验阶段。另一类是将太阳热能通过热机带动发电机发电,其基本组成与常规发电设备类似,只不过其热能是从太阳能转换来。
在一个世纪前的1878年一年小的太阳能动力站在巴黎建立,该装置是一个小型点聚集太阳能热动力系统,盘式抛物面反射镜将阳光聚焦到置于其焦点处的蒸汽锅炉,由此产生的蒸汽驱动一个很小的互交式蒸汽机运行。1901年,美国工程师研制成功7350W的太阳能蒸汽机,采用70平方米的太阳聚光集热器,该装置安装在美国加州做实验运行。1950年,原苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型实验装置,对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为1MW的太阳炉。
1973年,世界性石油危机的爆发刺激了人们对太阳能技术的研究与开发。相对于太阳能电池的价格昂贵、效率较低,太阳能热发电的效率较高、技术比较成熟。许多工业发达国家,都将太阳能热发电技术作为国家研究开发的重点。从1981-1991年10年间,全世界建造了装机容量500kW以上的各种不同形式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座,其中主要形式是塔式电站,最大发电功率为80MW。
太阳池太阳能热发电最早是在以色列进行研究开发的。20世纪70年代,以色列在死海沿岸先后建造了3座太阳池太阳能热发电站,以提供其全国1/3用电量的需求。美国也曾计划将加州南部萨尔顿海的一部分建成太阳池,用以建造800-600MW太阳池太阳能热发电站。后来,以色列和美国均对其太阳池热发电计划作了改变。
随着能源紧缺各国寻可再生能源的利用率越来越高。我国的水力发电已跃为国际先进项列。风力发电广泛兴起、太阳能发电开始投入已见成效。
就几种形式的太阳热发电系统相比较而言,塔式热发电系统的成熟度目前不如抛物面槽式热发电系统,而配以斯特林发电机的抛物面盘式热发电系统虽然有比较优良的性能指标,但目前主要还是用于边远地区的小型独立供电,大规模应用成熟度则稍逊一筹。应该指出,槽式、塔式和盘式太阳能热发电技术同样受到世界各国的重视,并正在积极开展工作。美国政府的太阳能热电发展计划并列塔式、槽式和盘式三种热发电技术,目的在于满足不同高层应用的需求。
在国内,随着太阳能利用技术的迅速发展,从20世纪70年代中期开始,中国一些高等院校和中科院电工研究所等单位和机构,也对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究,并在天津建造了一套功率为1kW的塔式太阳能热发电模拟实验装置,在上海建造了一套功率为1kW的平板式低沸点工质太阳能热发电模拟实验装置。
在北京,中科院电工研究所对槽式抛物面反射镜太阳能热发电用的槽式抛物面聚光集热泪盈眶器也作了不少单元性试验研究。目前,中科院电工研究所建立了一套1kW碟式太阳能热发电系统,正在进行实验研究。此外,80年代初,湖南湘潭电机厂与美国公司合作,设计并研制成功率5kW的盘式太阳能热发电装置样机
我国太阳能热发电技术的研究开发工作开始于70年代末,但由工艺、材料、部件及相关技术未得到根本性的解决,加上经费不足,热发电项目先后停止和下马。国家“八五”计划安排了小型部件和材料的攻关项目,带有技术储备性质,与国外差距很大。近年来,国外太阳热发电技术发展很快,我国应加快这项技术的引进研制,找准切入点建立示范电厂,以填补国内空白。
石油为什么是不可再生能源?它真的不会再次形成吗?
假如化石能源的动能是一根火柴,而核反应的动能便是一场森林火灾,二者彻底是天差之别。一旦人类把握了可控核聚变,化石能源便会撤出历史的舞台,那个时候即便石油能源用不完,大家也会舍弃它不会再应用。 人类的迅速发展趋势离不了能源,仅有能源的持续升级升级,人类文明行为才可以迈入更为光辉的将来,而石油等化石能源...
发展可再生能源目前所面临的困境?
国家关于可再生能源扶植政策,所面临的困难?积极发展新能源,加大新能源产业化的研究与开发力度,争取在发展新能源的世界竞赛中占据领先地位。新能源是相对于现有以化石能源为主体的常规能源而言。新能源的概念一般是指通过新技术和新材料开发利用的能源,新能源常常又是可再生能源,主要包括:太阳能、风能、...
资源·能源·环境·社会:循环经济科学工程原理目录
332 解释复杂现象的根源,通过Bénard实验及其解读,分析化学系统的复杂性,热力学分析,并得出结论,展示了复杂性在科学探索中的重要性。第12章 创造力社会持续发展的火车头347 概述创造力社会的发展,探讨创造者的人格特质、创造历程、创造的产品、环境推动以及总结,强调创造力在社会进步中的核心作用。
中国已经成为新能源第几大国?
中国已成为新能源和可再生能源第一大国。近年来,我国采取一系列强有力的措施,支持新能源发展,积极的行动已经取得了显著成果。中国已成为世界节能和利用新能源、可再生能源的第一大国。目前,我国拥有全球最大的新能源装机,太阳能光伏电池组生产能力处于世界首位,水电装机量占据世界总装机量的四分之一...
二次能源都是可再生能源吗?
二次能源不都是可再生能源。例如汽油属于不可再生能源。一次能源经过加工成二次能源,转化成另一种形态的能源。主要有电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽、热水和汽油、煤油、柴油、重油等石油制品。在生产过程中排出的余能,如高温烟气、高温物料热,排放的可燃气和有压流体等,亦属二次能源。一次能源无论...
荷兰皇家壳牌公司的历史沿革
进入21世纪后,壳牌公司面临着日益严峻的环境和社会挑战。为了应对这些挑战,壳牌公司开始采取一系列可持续发展战略,包括减少碳排放、提高能源效率、推动可再生能源等。同时,壳牌公司还积极参与社会公益事业,致力于改善当地社区的生活质量和环境状况。总之,荷兰皇家壳牌公司的历史沿革是一部充满挑战和机遇的...
什么是化石能源呢?
随着社会各界对环境和可持续发展的日益关注,发展和应用可再生能源已成为了一种趋势。对于低碳、环保的技术和方法的研究和开发正在加速进行,以减轻化石能源对环境和人类的不良影响。相信在未来,可再生能源将成为人们生产和生活中的主要来源,而化石能源则可能逐渐被淘汰,成为历史的回忆。
高一政治小作文:有关可持续发展400字左右``急~~~越快越好!!
其实,世界上90%的能源消耗来自植物光合作用所积累的能源,比如地球演变的历史上所积累的矿物能源(煤、石油、天然气,因为它们是堆积在一起的有机物经地质作用形成的),但总有一天矿物能源会消耗殆尽。能源危机威胁着人类的发展。所以发展可再生能源,尤其是利用植物光合产物转化成便于利用的能源,引起了...
新能源包括哪些能源?
7. 随着技术进步和可持续发展观念的普及,曾经被视为废物的工业和生活有机废弃物开始被重新利用,作为能源资源化的物质,这也可以看作是新能源技术的一种形式。8. 新能源是指人类最近开始利用、尚需进一步研究和发展的能量资源。在不同的历史时期和科技水平下,新能源的具体内容有所不同。在当今社会,...
地球的石油能源。还能让我们用多久?
这种化石能源的成因,认为石油和煤炭等都是不可再生资源,越用越好;第二个是无机物形成石油,这种说法认为地球内部存在的无机物碳和氢等,在特殊的环境下发生反应,形成化石能源,这种成因认为石油和煤炭等是可再生能源,随着使用消耗,它们也在源源不断的形成。 实际上人类发展对于化石能源的依赖是一个不好的趋势,尤其是...
穰封鼻通: 在19世纪中叶煤炭发展之前,所有使用的能源都是可再生能源,其主要来源是人力和畜力的形式利用牛,骡,马,水磨和风磨粮食,和柴火.在右边的美国能源使用的两幅曲线图中,直到1900年的石油和天然气的重要性,和风能和太阳能在...
兴县14756218509: 沼气池的发展历史 - ?
穰封鼻通:很久以前,人们就发现了沼气,但对沼气微生物的研究仅有一百年时间.沼气是由意大利物理学家A.沃尔塔于1776年在沼泽地发现的.1916年俄国人Β.П.奥梅良斯基分离出了第一株甲烷菌(但不是纯种)...
兴县14756218509: 我国可再生能源发展发展现状如何? ?
穰封鼻通: 经过多年发展,我国可再生能源取得了很大的成绩,水电已成为电力工业的重要组成部分,结合农村能源和生态建设,户用沼气得到了大规模推广应用.近年来,风电、光伏发电、太阳能热利用和生物质能高效利用也取得了明显进展,为调整能源结构、保护环境、促进经济和社会发展做出了重大贡献. 2005年,可再生能源开发利用总量(不包括传统方式利用生物质能)约1.66亿吨标准煤,约为2005年全国一次能源消费总量的7.5%.
兴县14756218509: 中国可再生能源资源怎样?可再生能源发展情况怎样? - ?
穰封鼻通: 可再生能源是可以永续利用的能源资源,如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等,不存在资源枯竭问题.中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外,太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富.中国...
兴县14756218509: 什么是可再生能源?其类型有哪些 - ?
穰封鼻通: 可再生能源(英语:Renewable Energy)为来自大自然的能源,例如太阳能、风力、潮汐能、地热能等,是取之不尽,用之不竭的能源,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源,对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用. 可再生资源包括气候资源、生物资源、水资源和土地资源四类. 一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型.再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等.它们在自然界可以循环再生.是取之不尽,用之不竭的能源,会自动再生,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源.中国已经下令所有输电公司要把所有可再生能源发电设施接入电网,以结束大量清洁能源闲置的瓶颈.
兴县14756218509: 什么是可再生能源? - ?
穰封鼻通: 一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型.再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等.可再生能源在自然界可以循环再生.是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动...
兴县14756218509: 可再生能源 - ?
穰封鼻通: 可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用.主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等. 可再生能源的科技自人们认识到气候变化的危机始,随着国际政治努力的深入,也逐渐成熟.可再生能源取之不尽,用之不竭.一旦建成,不必再有原料的投入.有了可再生能源,我们的文明方有永续的可能.
兴县14756218509: 秸秆发电的发展情况 - ?
穰封鼻通: 以秸秆发电等可再生能源已占丹麦能源消费量的24%以上.丹麦BWE公司是亨誉世界的发电厂设备研发、制造企业之一,长期以来在热电、生物发电厂锅炉领域处于全球领先地位.丹麦BWE公司率先研发的秸秆生物燃烧发电技术,迄今在这一...
兴县14756218509: 结合事例说明不可再生能源与可再生能源的特点 - ?
穰封鼻通: 泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源,叫“不可再生能源”.如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的地质年代而形成的(故也称为“化石燃料”),一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”. 可再生能源 泛指从自然界获取的,可以再生的非化石能源,目前主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等自然能源.我国可再生能源资源非常丰富,开发利用的潜力很大.