科技論文-從當(dāng)代大學(xué)生角度看新能源的開發(fā)利用.doc

從當(dāng)代大學(xué)生角度看新能源的開發(fā)利用中文關(guān)鍵字 ：新能源 發(fā)展 現(xiàn)狀 開發(fā)利用 可持續(xù)發(fā)展英文關(guān)鍵字：new energy；development；the present situation ；development and utilization；sustainable development；摘要：近年來,新能源在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。作為當(dāng)代大學(xué)生，關(guān)心環(huán)境和未來是我們的責(zé)任。因此，筆者查證文獻(xiàn)，分析了國內(nèi)外新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、前景，希望能對關(guān)心新能源開發(fā)利用的朋友有所幫助。英文摘要：In recent years, new energy have been developed rapidly around the world. As a contemporary college student, being concerned about the environment and the future is our responsibility. Therefore, I verify documents, analyze the domestic and foreign development and prospects of the new energy technologies, with the hope that friends who concern for new energy development and utilization can gain some help from this text.引言：能源問題已經(jīng)刻不容緩,減少碳排放讓世界目光聚焦新能源。雖然傳統(tǒng)能源在國際能源消費(fèi)中的比例仍然居多,但許多國家都把發(fā)展新能源作為緩解高油價(jià)壓力、應(yīng)對氣候變曖以及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略。而在我國,支持新能源發(fā)展的方針被明確寫進(jìn)了今年的政府工作報(bào)告,這意味著發(fā)展新能源的春天已經(jīng)到來。 一 研究背景 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，能源越來越凸顯出其重要性。能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速健康發(fā)展和人民生活的改善發(fā)揮著十分重要的促進(jìn)與保障作用。而對于中國來說，我們加入WTO之后，意味著我們處在一個(gè)更加開放的環(huán)境中，我們的著眼點(diǎn)不應(yīng)該局限于中國。應(yīng)該放到更大的背景下去看。而更加重要的是，我們正處于工業(yè)化階段，而且大部分的研究表明我們正處于重工業(yè)化的階段，我們面臨能源緊張的危機(jī)，所以我們對新能源的開發(fā)和利用顯得尤為重要。為了保證人類所需的能源得到穩(wěn)定而持久的供應(yīng)，減輕和防止環(huán)境污染對人類的危害，世界各國特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家都高度重視新能源的開發(fā)利用和新能源技術(shù)的發(fā)展，把新能源技術(shù)擺在新技術(shù)革命支柱技術(shù)的重要位置，制定規(guī)劃，采取措施，加大投人，積極發(fā)展。地球上的各種能源，有的已被大規(guī)模開發(fā)和廣泛利用，如煤炭、石油、天然氣、水力等，稱常規(guī)能源;還有一些能源，如氫能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、核能、生物質(zhì)能源等，是正在以新技術(shù)為基礎(chǔ),系統(tǒng)開發(fā)和利用的能源，被通俗地稱為新能源。它們的共同特點(diǎn)是資源豐富、可再生、沒有污染或很少污染。研究和開發(fā)清潔而又用之不竭的新能源,是21 世紀(jì)發(fā)展的首要任務(wù),將為人類可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。氫能具有清潔、無污染、效率高、重量輕、儲存和輸送性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，其開發(fā)利用首先必須解決氫源問題，大量廉價(jià)氫的生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)氫能利用的根本。目前,世界上氫的年產(chǎn)量是3600 萬噸,但絕大多數(shù)是從石油、煤炭和天然氣中制取。由水電解制氫技術(shù)上是成熟的,但因消耗電能太多,經(jīng)濟(jì)上不合算。因此，必須尋找一種低能耗、高效率的制氫方法。如利用太陽能光解水制氫將是一種非常有前途的制氫方法。同時(shí)，安全、高效、高密度、低成本的儲氫技術(shù)，是將氫能利用推向?qū)嵱没⒁?guī)?；年P(guān)鍵。目前,研究新的經(jīng)濟(jì)上合理的制氫儲氫方法是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略性的研究課題。太陽能資源是指到達(dá)地面的太陽輻射總量，包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和。它受地理位置和地面反射等因素的影響，各地差異較大。太陽每年輻射到地球表面的能量為50 1018 千焦,相當(dāng)于目前全世界能量消費(fèi)的113 萬倍,因此利用太陽能的前景非常誘人。陽光普照大地,單位面積上的輻射并不大,如何把分散的熱量聚集在一起成為有用的能源是有效利用太陽能的關(guān)鍵。風(fēng)能利用的主要方式有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水和風(fēng)帆助航等。按人均風(fēng)電裝機(jī)容量算,丹麥遙遙領(lǐng)先,已經(jīng)從風(fēng)能中獲得其電力的將近15 % ,其次是美國和荷蘭。龐大的1615 億千瓦渦輪機(jī)的問世及其它進(jìn)展,使風(fēng)能的成本從1980 年以來已經(jīng)下降了90 %。在一些地方,風(fēng)力發(fā)電比石油或天然氣火力發(fā)電所產(chǎn)生的電力要便宜。據(jù)設(shè)在華盛頓的思想庫世界觀察研究所說,10 年來,全世界的風(fēng)力發(fā)電量一直以每年25 %的平均速度遞增,超過了任何其它的能源。地?zé)嶂饕傻蒯５膸r漿作用或火山的運(yùn)動(dòng)而形成。地?zé)岬睦弥饕譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩類。全球地質(zhì)資料表明,世界上存在兩大地?zé)釒?。一是地中海喜瑪拉雅地?zé)釒?包括意大利、我國青藏高原、菲律賓、印度尼西亞,直到南太平洋的新西蘭；另一個(gè)是環(huán)太平洋地?zé)釒?包括美國西海岸、冰島、日本等地。目前，人類利用地?zé)岚l(fā)電已達(dá)43756 GWh/a,地?zé)岬闹苯永?6910 GWh/a。但據(jù)估計(jì)人類利用地?zé)岚l(fā)電的潛力可達(dá)12000 T Wh/a。海洋能是指海洋本身所蘊(yùn)藏的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能和化學(xué)能。另外,科學(xué)家已經(jīng)探明,海底埋藏著大量的甲烷,總儲量估計(jì)是諸如石油和煤炭等其他礦物燃料總儲量的2倍以上。作為有價(jià)值的氣體能源,它既能直接燃燒提供熱能,又能作為燃料電池的動(dòng)力。如何安全經(jīng)濟(jì)的加以開發(fā)和利用海底甲烷將是又一新的研究課題。20世紀(jì)30年代，隨著對原子核研究的深入，人類發(fā)現(xiàn)了原子核內(nèi)蘊(yùn)藏著巨大的可開發(fā)能量，并致力于和平利用原子能的研究。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的努力，迄今世界上已有30多個(gè)國家建成440多座核電站，其發(fā)電量占全球發(fā)電量的18%。與火電相比，核電是廉價(jià)、潔凈、安全的能源。隨著將來受控?zé)岷司圩兊某晒Γ四鼙厝怀蔀槲磥淼哪茉粗е?。生物質(zhì)能指的是利用自然界的植物以及城鄉(xiāng)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化成的能源。它們主要由碳?xì)浠衔锝M成,也是一種可供人們利用的能源。二 新能源開發(fā)利用的現(xiàn)狀 （一） 國內(nèi)新能源開發(fā)利用的現(xiàn)狀我國自然資源總量排世界第七位，能源資源總量約4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第三位。我國在能源領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)是：(1)人均能源資源占有量不足，且分布不均。(2)人均能源消費(fèi)量低，單位產(chǎn)值的能耗高。(3)能源構(gòu)成以煤為主。(4)工業(yè)部門消耗能源占有很大的比重。 (5)農(nóng)村能源短缺，以生物質(zhì)能為主。 (6)從能源安全角度考慮，我國能源面臨挑戰(zhàn)。 (7)能源品種結(jié)構(gòu)不合理，優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)不足。 (8)能源工業(yè)技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高。 (9)節(jié)能提效工作亟待加強(qiáng)。中國國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)中，關(guān)于優(yōu)先展新能源部分指出:“要重點(diǎn)研究開發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，沿海與陸地風(fēng)電場和西部風(fēng)能資源密集區(qū)建設(shè)技術(shù)與裝備，高性價(jià)比太陽光伏電池及利用技術(shù)，太陽能熱發(fā)電技術(shù)，太陽能建筑一體化技術(shù)，生物質(zhì)能和地?zé)崮艿乳_發(fā)利用技術(shù)。中國的風(fēng)能資源十分豐富，儲量約為32億千瓦，可開發(fā)利用的風(fēng)能約10億千瓦，可開發(fā)的裝機(jī)容量約2.53億千瓦,風(fēng)能資源居世界首位。.風(fēng)力發(fā)電是中國增長最快的發(fā)電技術(shù)，僅2006年就使現(xiàn)有能力翻了一番。2007年，中國擁有4家主要的風(fēng)力渦輪制造商，另有6家國外的子公司制造商，以及超過40公司開發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)風(fēng)力渦輪。按照規(guī)劃，到2020年中國將建MW級的風(fēng)電機(jī)組2-3萬臺。中國同樣有著良好的太陽能利用條件，每年陸地接受的太陽輻射能相當(dāng)于2.4萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國對太陽能的開發(fā)利用已頗具規(guī)模：中國太陽能光伏生產(chǎn)能力已從2005年350兆瓦增加到2006年超過1000兆瓦，2007年約為1500兆瓦，幾家中國公司擁有高效益的上市股票，有些價(jià)值數(shù)十億美元，使全球?qū)χ袊柲芄夥a(chǎn)業(yè)刮目相看；太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)置能力已從2000年3500萬平方米提高到2006年底1億平方米，僅2006年就增加了2000萬平方米，太陽能熱水器使用量穩(wěn)居世界第一，中國一些公司現(xiàn)生產(chǎn)太陽能熱水器成本為美國和歐洲的1/51/8。生物質(zhì)能資源，包括農(nóng)作物秸稈、薪柴和各種有機(jī)廢物，利用量約為26億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占農(nóng)村生活能源消費(fèi)的70，整個(gè)用能的50。中國從農(nóng)業(yè)途徑產(chǎn)生的廢棄物可望一年產(chǎn)生800億立方米生物氣體，高于政府到2020年年產(chǎn)生440億立方米的目標(biāo)。2006年，中國生物質(zhì)發(fā)電能力約為2GW，大多數(shù)來自采用甘蔗廢棄物為主要原料的熱電組合（CHP）裝置我國新能源發(fā)電取得良好成績。根據(jù)中電聯(lián)公布的數(shù)據(jù)，我國2006年運(yùn)行核電機(jī)組的裝機(jī)容量685萬千瓦，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量187萬千瓦，同比增加76.7%。另據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計(jì)，2006年全國在建秸稈發(fā)電項(xiàng)目總裝機(jī)約120萬千瓦，有三座總裝機(jī)8萬千瓦的秸稈發(fā)電站已投產(chǎn)。據(jù)此測算，包括核電、風(fēng)電和生物質(zhì)能發(fā)電在內(nèi)的新能源占全部裝機(jī)容量的1%。新能源發(fā)電裝機(jī)容量上升，主要是受資源和環(huán)保的壓力增加驅(qū)使。 但有統(tǒng)計(jì)顯示，我國可再生能源資源量是每年73億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，開發(fā)量尚不足。目前除了小水電外，中國可再生能源發(fā)電成本遠(yuǎn)高于常規(guī)能源發(fā)電成本，如小水電發(fā)電成本約為煤的1.2倍，生物質(zhì)發(fā)電成本為煤電的1.7倍，風(fēng)力發(fā)電為煤電的1.7倍，光伏發(fā)電為煤電的11倍至18倍。成本偏高抑制了可再生能源市場，市場狹小又會給可再生能源的成本降低造成障礙。這種惡性循環(huán)，桎梏了可再生能源的產(chǎn)業(yè)化近年來，我國可再生能源開發(fā)利用技術(shù)取得明顯進(jìn)展，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，再加上國內(nèi)法規(guī)體系日臻完善，特別是2005年可再生能源法的頒布和施行，極大地調(diào)動(dòng)了各方面發(fā)展可再生能源的積極性，大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源的時(shí)機(jī)基本成熟。在政策傾斜下，新能源產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將不斷擴(kuò)大，具有規(guī)模優(yōu)勢及資源優(yōu)勢的新能源企業(yè)將有更大的發(fā)展空間。 國家經(jīng)貿(mào)委組織制定的2000-2015年新能源與可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃要點(diǎn)指出：中國今后將大力發(fā)展新能源和可再生能源，到2015年新能源和可再生能源年開發(fā)量將達(dá)到4,300萬噸標(biāo)煤。2015年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)將成為國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)新興行業(yè)，潛在市場價(jià)值約1,000億元。 （二）國外新能源開發(fā)利用的現(xiàn)狀1美國:能源自立 布什的“能源自立”計(jì)劃，是要以新的方式為美國住宅、辦公室和汽車提供能源。美國將增建零排放燃煤電廠;開發(fā)革命性的太陽能和風(fēng)能技術(shù);加大對潔凈與安全核能建設(shè)的投資;加強(qiáng)混合動(dòng)力汽車、電力汽車和以氫氣為動(dòng)力的防污染汽車的研究;資助乙醇生產(chǎn)先進(jìn)方法的進(jìn)一步研究，以期在6年內(nèi)使乙醇燃料變得實(shí)用而有競爭力。布什提出要建設(shè)超越基于石油的經(jīng)濟(jì)，使美國對中東石油的依賴成為過去。2，日本：開源節(jié)流日本對能源的集約利用特點(diǎn)可以總結(jié)為4 個(gè)字：開源節(jié)流。開源，即大力開發(fā)可再生能源，也就是我們所說的新能源；節(jié)流，即節(jié)約利用常規(guī)能源和不可再生能源，大力發(fā)展節(jié)能降耗技術(shù)，并注重強(qiáng)調(diào)節(jié)能與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合。為達(dá)到2010 年導(dǎo)入新能源占初級能源供給7 的目標(biāo)，日本政府遵循法治原則，通過立法為節(jié)能降耗提供支撐，并通過政策稅收優(yōu)惠和提供輔助金等措施鼓勵(lì)企業(yè)大力開發(fā)新能源。日本政府于2003年4月開始實(shí)施RPS 法令( Renewle Port 11 standard ) ，也稱 新能源法 ，即可再生能源配額制政策，以配額的形式通過法律對能源行業(yè)從業(yè)者利用新能源的義務(wù)進(jìn)行規(guī)定。其中規(guī)定電力銷售業(yè)者必須利用一定比率的新能源（如風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿龋┘安怀^1萬千瓦的小水力進(jìn)行發(fā)電。RPS制度推行后，2003年度日本新能源發(fā)電設(shè)備供給總量達(dá)4014.1萬千瓦；其中，太陽能發(fā)電1472萬千瓦、風(fēng)力發(fā)電989.9萬千瓦、中小水力發(fā)電838.2萬千瓦、生物質(zhì)能發(fā)電2038.8萬千瓦。日本對新能源和節(jié)能技術(shù)的利用主要包括太陽能發(fā)電、太陽熱利用、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能源（包括能熱利用、生物質(zhì)能發(fā)電和生物質(zhì)能燃料制造）、廢棄物熱利用（包括廢棄物發(fā)電和廢棄物燃料制造）、清潔能汽車（如甲醇汽車）、地?zé)岚l(fā)電、天然氣混合循環(huán)發(fā)電、燃料電池、溫度差能源、冰雪熱利用等。 3.俄羅斯:能源多元化俄羅斯是石油儲藏大國之一，天然氣探明儲量世界第一。近年世界原油等能源價(jià)格高漲讓俄羅斯經(jīng)濟(jì)受益匪淺。盡管如此，俄羅斯依然強(qiáng)調(diào)，能源多元化是俄羅斯能源發(fā)展新戰(zhàn)略。4.瑞典:完全拋棄石油在新能源利用上，身為“環(huán)保急先鋒”的瑞典人走在了所有大國的前面。瑞典政府2006年2月7日宣布，計(jì)劃用15年時(shí)間成為全球首個(gè)完全不依靠石油的國家，而且還不需要增建核電廠。過去10年中，瑞典已將所有取暖熱源轉(zhuǎn)換為依靠地?zé)岷蛷U熱。目前瑞典南岸正在建設(shè)一個(gè)巨大的風(fēng)力電站，將在2009年投人發(fā)電。瑞典人均使用生物乙醇燃料的數(shù)字也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他任何一個(gè)歐盟國家，為了減少污染，瑞典國內(nèi)加油站出售的每升汽油中都已摻人了5%的生物乙醇。 5.法國：重視核能法國尤為重視核能的開發(fā)利用，2005年核電生產(chǎn)量占其電力生產(chǎn)量的份額高于78%。在其他新能源開發(fā)方面，法國制訂相應(yīng)的法規(guī)，重點(diǎn)實(shí)施加速發(fā)展生物能源的各項(xiàng)措施，力求到2010年實(shí)現(xiàn)將可再生能源產(chǎn)量提高50%的目標(biāo)。 三 新能源開發(fā)利用的前景石油等傳統(tǒng)能源的枯竭預(yù)期以及環(huán)保的壓力使得新能源業(yè)務(wù)的比較優(yōu)勢日益突出。從而也加大了市場參與主體對新能源業(yè)務(wù)的研究激情，這有利于發(fā)電成本的大幅下降，如此就有利于提振產(chǎn)業(yè)資本新能源投資的底氣。開發(fā)利用新能源是應(yīng)對能源、環(huán)境挑戰(zhàn)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措。根據(jù)新能源發(fā)展戰(zhàn)略研究專家預(yù)測，隨著石油的世界性大量消耗，不久后全球?qū)⒚媾R資源短缺的現(xiàn)實(shí)問題。從世界范圍來看，新能源的綜合利用今后會有更大的發(fā)展空間當(dāng)前經(jīng)濟(jì)危機(jī)不會影響新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體趨勢，面對全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的雙重壓力，新能源在全球范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)。盡管經(jīng)濟(jì)危機(jī)對風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展速度產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，但總體來講利用包括風(fēng)能和太陽能在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)解決環(huán)境問題的總體戰(zhàn)略不會改變。 結(jié)論：近年來，受石油價(jià)格上漲和全球氣候變化的影響，新能源發(fā)展日益受國際社會的重視，許多國家提出了明確的發(fā)展目標(biāo)，制定了支持新能源發(fā)展的法規(guī)和政策，使新能源技術(shù)水平不斷提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，成為促進(jìn)能源多樣化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源。從化石能源的資源有限性看，新能源主導(dǎo)社會發(fā)展只是遲早