可再生能源(一种能源资源)

2023-11-15 16阅读

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可再生能源

一种能源资源

可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严格来说,是人类历史时期内都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。生物质能源主要是指雅津甜高粱等,泛指多种取之不竭的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。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。

中文名 可再生能源
分类 再生能源、非再生能源
英文名 Sustainable energy
现状 已取得了很大进展

简介

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,会自动再生,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源。单单是太阳光就可以满足全世界2850倍的能源需求。风能可满足全世界200倍的能源需求,水力可以满足全世界3倍的能源,生物质能可以满足全世界20倍的能源,地热能可满足全世界5倍的能源需求。

惟现今人类实际使用可再生能源远远低于其上述可被开发的潜力:2008年全球有19%的能源需求来自可再生能源,其中13%为传统的生物能,多半用于热能(例如烧柴),3.2%是来自水力,来自新的可再生能源者(小于20MW的水力,现代的生物质能,风能,太阳能,地热能等)则只有2.7%。在再生能源发电方面,全球来自水力的占15%,来自新的再生能源者占3%。

另一方面,近年来世界上有些国家也意识到可再生能源的重要性,而大力鼓吹,特别是在发电方面,所以风电从1990年来即每年有30%的成长速度,至2010年底全球装机容量已达175GW(全台湾2009年所有发电总装机容量为48GW)。另外就个别国家而言:例如德国:再生能源发电从1990年占全部发电量约3.1%,发展至2010年底的17%,其中36.5%为风电;33.5%是生物质能发电,19.7%是水力,太阳光电有12%,有37万的就业人口。

近几年来,由于气候变迁对人类带来的警讯,让各国政府纷纷思考如何减碳节能。为减少对化石能源的依赖性,有些国家便转而求救于核能发电,以达减碳又同时成本低廉的效果,惟自2011年3月11日发生的日本福岛核灾以后,许多国家原本雄心勃勃的扩核计划,都大大地受到质疑,极有可能会“弃核转再”,让可再生能源的发展有更大的空间。

历史

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。

生物质燃料

此种燃料原为可再生能源,如能产出与消耗平衡则不会增加。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物,就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用,残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。

水力

磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国这样满是河流的国家。此外,中国有很长的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。

风力

人类已经使用了风力几百年了。

太阳能

太阳直接提供了能源给人类已经很久了,但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。

潮汐能

潮汐发电利用潮水涨落,世界已有电站容量16GW。

分类

风能

空气中随着温度高低,气流会移动,即为“风”,风力发电机利用风能可以转变成机械能,再将机械能转成电能,现代的风力发电机一开始系由丹麦研究进入商业运行,起始于1970年代后期的石油危机,丹麦意识到自己国家缺乏自产能源,高度仰仗进口能源将危害国家中长期发展,所以在此危机意识下,大力推动风力发电。现代的风机在1980年后至今有突飞猛进的进步,不论在技术的进步以及成本的下降,都足以和传统电能分庭抗礼。现代风机的单机容量在1.5-3MW之间。由于风的能量与其速度为2的立方比(8倍),所以风速增加一些些,其能产生的能量就大得许多[19]。一般而言,风机的发电量每年在1500-3000满发小时之间。

风力发电从2000年至2007年成长5倍,每年以30%成长当中,至2010年的全球装机容量为175GW。最近数年来,中国是异军突起的黑马,中国风机安装数量激增,从过去二十年来累积(1980-2001年)的400MW,一下子近四年来(2007-2010年),单年就分别安装了3GW,6GW,13.8GW,19GW,现在达到总安装容量达44.7GW,不论是去年单年安装容量或截至去年的累积容量,中国都荣登世界冠座,而且国内自己的厂商的市占率近90%。

水力

在哥伦比亚河上的大古力Grand Coulee Dam是水力发电重力坝,位于华盛顿州。大坝提供给四个电站装机容量达到6,809MW,并且是美国最大的电力发电设施。在水中的能量亦为人类所驱,因为水比空气的密度高800倍,即使是慢慢流的水都可以产生很大的能量。虽然水力发电,在种种再生能源中历史最为悠久,但相关技术仍然有不少更新的潜力。德国南部的水力发电厂,因技术更新而明显提高效率;意大利及英国经由海流而产电的计划也都已步入能大规模产电的阶段。

太阳能

自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也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。但在化石燃料减少下,才有意把太阳能进一步发展。

太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。主动式太阳能技术,包括利用太阳能光伏板和太阳能集热器储存能量。被动式太阳能技术,包括导向建筑物在阳光下,选择材料具有良好的热质量或光分散性能和设计自然空气流通的空间。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能,化石燃料可以称为远古的太阳能。其他太阳能应用的部份列表包括通过太阳能建筑、采光、太阳能热水、太阳能烹调、高温工艺散热和用于工业用途的空间加热和冷却。

海洋能

海洋能源(有时也简称为海洋能)是指由海浪、潮汐、海水盐度的和海洋温度的差异产生能量。海洋能是一种新兴技术,地球上的海洋运动提供庞大的动能力量或运动中的能量。可以利用这种能量发电,以供家庭、运输和工业用电。

生物质能

主条目:生物质能、生物燃料、燃料乙醇和生物柴油

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。也包括以生物可降解的废弃物(Biodegradable waste)制造的燃料。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。

地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度,而在80至100公哩的深度处,温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公哩的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。

中国现状

经过多年的发展,我国可再生能源的开发利用已取得了很大进展。近年来,宁夏风电和光伏发电发展迅猛,装机规模持续增大,可再生能源保持健康有序的发展势头。从风电资源开发来看,2003年底,全国并网风力发电装机容量为56.9万千瓦,风电装机容量位居世界第10位,已经基本掌握单机容量750千瓦以下大型风力发电设备的制造能力,正在开发兆瓦级的大型风力发电设备。从小水电发展来看,到2003年底,我国小水电装机容量为3083.30万千瓦,年均增长量在150万千瓦以上。我国小水电设计、施工、管理及设备制造在国际上处于领先地位。

从太阳能技术发展来看,到2003年底,全国太阳能热水器使用量达到5000万平方米,占全球使用量的40%以上。太阳能热水器生产量达1000万平方米,全真空玻璃管热水器在世界市场上占据主导地位。从沼气利用来看,我国的沼气技术开发始于上世纪50年代,70和80年代得到大规模发展,主要用于满足农村居民生活用能。全国有户用沼气池1000多万口,年产沼气约30亿立方米。已建成大中型沼气工程1900多处,年产沼气约12亿立方米。

尽管我国可再生能源产业发展取得了很大进展,但与发达国家相比还有很大的差距,还远远不能适应我国能源发展战略的要求。可再生能源发展缓慢客观上是风力发电、太阳能发电的成本难以与化石能源去竞争,但从国外的经验来看,关键是促进可再生能源发展的政策力度不够所至。发展可再生能源利在社会,意在长远,可再生能源很难与常规能源在市场上竞争,因此必须通过辅以特殊的能源政策,反映国家的意志,促进可再生能源的发展。

意义

可再生能源是重要的能源资源,开发利用可再生能源具有以下重要意义:

1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多,人均能源消费水平低,能源需求增长压力大,能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本上解决我国的能源问题,不断满足经济和社会发展的需要,保护环境,实现可持续发展,除大力提高能源效率外,加快开发利用可再生能源是重要的战略选择,也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求。

2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,二氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保,开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。

3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区,能源基础设施落后,全国还有约1150万人没有电力供应,许多农村生活能源仍主要依靠秸秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再生能源资源丰富,加快可再生能源开发利用,一方面可以利用当地资源,因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题,另一方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源,使可再生能源成为农村特色产业,有效延长农业产业链,提高农业效益,增加农民收入,改善农村环境,促进农村地区经济和社会的可持续发展。

4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。同时, 可再生能源也是高新技术和新兴产业,快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对 调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会 的可持续发展意义重大。

规划目标

家能源局15日公布了我国可再生能源发展的“十二五”规划目标。根据该目标,到2015年,我国将努力建立有竞争性的可再生能源产业体系,风电、太阳能、生物质能、太阳能热利用及核电等非化石能源开发总量将达到4.8亿吨标准煤。

从量到质的飞跃,建立有竞争力产业体系2011年12月15日,中国可再生能源规模化发展项目在北京召开成果总结会,会议发布了我国可再生能源“十二五”规划的一系列目标,包括到2015年,风电将达到1亿千瓦,年发电量1900亿千瓦时,其中海上风电500万千瓦;太阳能发电将达到1500万千瓦,年发电量200亿千瓦时。

国家能源局新能源司副司长梁志鹏说,“十一五”期间,我国可再生能源发展经历了一个规模化快速增长时期和能力迅速形成时期,“十二五”期间,我国的可再生能源发展要在规模和基本产业链条形成的基础上,在质量上实现飞跃,建立有竞争力的产业体系。

梁志鹏说,2015年以后,我国可再生能源的经济性可以有很大改善,可再生能源可以具备和其他常规能源同样的价格水平,此外,还将提供更多可再生能源发展的基础平台、基础设施,让整个能源系统比较容易、比较自由、比较情愿地接纳可再生能源,以最终实现我国2020年可再生能源发展目标。“我国要继续大规模发展可再生能源,必须创造新的条件实现一些突破。”梁志鹏说,“如果现有的电力运行机制不做调整,电网容纳更多风电、太阳能等可再生能源的问题就解决不了,可再生能源的发展就会遭遇‘瓶颈’。”

借力国际合作,突破难点和发展瓶颈为实现可再生能源“十二五”规模发展,我国将继续借力国际合作。“在可再生能源国际合作初期,中国主要关注的是获得国外资金支持和引进国际先进技术,当前可再生能源国际合作应当实现从重资金引进向重治理合作的转变。”国家能源局副局长刘琦说。

财政部国际司副司长王忠晶说,中国政府与世界银行已经确定开展中国可再生能源规模化发展项目(CRESP)二期合作。中国将使用全球环境基金赠款约3000万美元,解决可再生能源面临的重点和难点问题。据介绍,CRESP一期合作从2006年开始,为期5年,共投入资金4022万美元。根据专家评估,项目的实施带动中国可再生能源领域的投资增长超过90亿元人民币,年新增可再生能源产值超过100亿元人民币。世界银行高级能源专家王向东说,CRESP二期合作目标为更高效、更持续、更经济的规模化发展,把重点放在减少增量成本、提高效率以及加强上网和并网联系等三个方面。

“中国可再生能源发展需要整个能源结构互相配合、互相适应,需要统筹考虑可再生能源和煤电的发展,使整个系统有序运行。”梁志鹏表示,这将是CRESP二期合作研究的重点之一。拟推配额制,加强行业管理据透露,国家能源局下一步将推出可再生能源电力配额制。目前该配额制已经有了一个基本框架,可能在明年初形成和实施。国家能源局新能源司副司长史立山说,要继续制定和完善可再生能源政策设计,特别是配额制、交易制度;大规模风电的并网、管理运行,包括海上风电,太阳能的分布式利用。

刘琦说,“十二五”期间我国将加强风电行业管理,狠抓风电并网和消纳工作,提高风电技术和质量要求,对风电实行年度开发计划管理,保证风电开发有序进行;同时,完善光伏发电补贴政策,支持分布式光伏发电的应用;促进农村可再生能源利用,到2015年,在全国建设200个绿色能源示范县。

参考资料

1.可再生能源判定的标准·全球新能源网

2.可再生能源简介·新能源网

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