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为什么要大力发展太阳能光伏发电

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2023-01-31 21:42:54

为什么要大力发展太阳能光伏发电

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2025-04-20 00:20:41

为什么要大力发展太阳能光伏发电

主要原因就是资源减少和环境保护光伏发电成本低无污染

义大利为什么重视发展太阳能?

义大利太阳能产业发展的启示录

北极星太阳能光伏网 2011-9-7 9:41:38 我要投稿

关键词: 太阳能光伏义大利

北极星太阳能光伏网讯:根据荷兰太阳能产业咨询公司SolarPlaza近日释出的一份报告,2010年,由于采取了各种合适的激励政策,义大利全国的太阳能装机量仅次于欧洲太阳能第一大国德国;而今年上半年,义大利的太阳能光伏" title="光伏新闻专题">光伏装机总量已经超过了德国的3倍。义大利跻身全球最大太阳能光伏市场的行列似已成定局。

产业发展迅速

就是在这样一个一路上升的太阳能大国,几年前,发展太阳能几乎还只是个“浪漫的概念”。

根据欧洲光伏工业协会和义大利国家电力局公布的统计资料,2008年,义大利太阳能光伏累计装机容量仅有711兆瓦。在欧洲几乎是人见人爱的太阳能产业,在义大利似乎并没有多少吸引力。然而,仅隔一年,到了2009年,义大利的太阳能产业高歌猛进,累计光伏装机容量超过了1142兆瓦;太阳能光伏发电量也随之从2008年的193吉瓦时猛增到673吉瓦时。另据SolarPlaza公司统计,截至2010年年底,义大利全国太阳能光伏装机总量达到约3.4吉瓦;而到了今年7月,这一数字又进一步上升到9吉瓦。这甚至已经完全打破了此前义大利制定的、到2020年实现光伏装机总量8吉瓦的太阳能发展目标。

相比周边邻国太阳能产业发展速度的减缓,义大利已经成为了欧洲最为炙手可热的太阳能市场,在饱受经济问题严重困扰的欧洲显得格外耀眼。但是,义大利 *** 并不满足于眼前的成绩,提出了太阳能发展的突破性目标,到2016年实现装机总量23吉瓦。上述成就使得远隔重洋的美国也对其刮目相看,派出了由电企主管组成的考察团,前来义大利“取经”。

“如今,可再生能源电力,特别是太阳能电力的数量正在增长。我们正在为发展寻找更为合理与系统的方法。”义大利公用事业巨头Enel公司可再生能源管理与能效部门负责人丹尼尔·阿戈斯蒂尼说。

政策助力成长

义大利太阳能产业迅猛发展,一方面受到了欧洲、乃至全球太阳能光伏发电市场发展的影响和促进;另一方面,得益于其自身在开发利用太阳能资源方面的先天优势;同时,也与其实施了一系列激励产业发展的政策密不可分。

义大利位于欧洲南部阳光充沛的亚平宁山脉和地中海地区,太阳能资源非常丰富,开发利用的潜力巨大;与欧洲中西部地区相比较,利用太阳能光伏发电的成本也相对较低。

另外,义大利是一个能源匮乏的国家,绝大部分能源依赖从国外进口。有资料显示,义大利本国石油和天然气的产量只能分别满足国内市场需求的4.5%和22%;而核能发电早在21年前就被全民公决否定了。因此,约85%的能源进口使得义大利的发电成本居高不下。能源危机的压力和低碳经济的需求,令义大利将目光投向以太阳能为代表的清洁能源领域。

2005年,义大利 *** 制定并公布了《能源鼓励基金》(ContoEnergia)计划,启动了全新的上网电价补贴政策。按照其设定的目标,到2006年底,义大利的光伏装机容量要达到50兆瓦。2007年,义大利 *** 对《能源鼓励基金》做了两次修订,不但调整了上网电价的补贴政策,取消了单个电站不能超过1兆瓦的规模上限,取消了每年85兆瓦的新增容量上限,还规定上网电价的补贴标准在2008年年底前不变。这次的修订使新版的《能源鼓励基金》比原来的更加完善,申请电价补贴的手续也更加简便。这一新的补贴政策带来了义大利光伏市场的真正起飞,使得义大利在2007年和2008年的光伏系统装机容量上出现了量的跨越,一......

太阳能行业有发展前景吗

如今,世界光伏产业的领导者非德国、日本莫属。这两个并不具有得天独厚的太阳能光伏发电条件的国家为何成功?其背后的原因应该引起我们的关注。 与日本相比,中国的太阳能光伏产业还处于初级阶段,尚未实现大规模装机。中国的光伏产业可以借鉴日本的哪些经验呢?中投顾问新能源行业研究员沈巨集文在接受本报采访时表示,可以借鉴的经验主要有以下几点:

全球变暖以及能源价格的高企,倒逼日本这样一个能源缺乏的国家将光伏产业放在了国家发展的优先地位。日本经济产业省运用各种措施,发展本国的光伏产业,包括“新阳光工程”、“5年光伏发电技术的研究与开发计划”和“住宅光伏系统推广计划”。相关资料显示,日本经济产业省在1993年开始实施“新阳光工程”,布局建立日本本土的太阳能光伏产业和太阳能市场。通过一系列的 *** 资助和相关研究、开发、示范,在太阳能电池制造技术和降低成本方面取得了长足进步。在此过程中,日本不仅拥有了多家世界顶尖的太阳能公司,为50万户家庭安装了太阳能屋顶系统,同时,日本也结束了对屋顶系统的 *** 资助,光伏产业完全具备了和其他电源竞争的能力。 首先, *** 对光伏产业大力支援,接连出台相关政策。日本从20世纪70年代便把太阳能发展作为未来能源战略的一部分,从那时起便不断出台支援政策。纵观日本 *** 政策出台的思路:实行高额补贴,推动光伏企业研发和投产的积极性,表明了国家对新能源的鼓励态度。同时解决并网发电系统的运用问题,免除企业的后顾之忧。之后向民用系统倾斜,扩大装机量。根据中国目前的情况,一开始就高额补贴可能会起到相反的效果,但日本 *** 光伏政策的思路还是值得借鉴的。

其次,企业坚持不懈,把光伏发电的经济效益和社会效益相结合。在日本刚发展光伏产业时,很多企业的光伏业务收入占总收入的比例不到10%,但由于企业都认识到了光伏产业的前景,依旧高投入进行光伏研发。如今,日本的光伏企业成就斐然。根据中投顾问释出的《2010-2015年中国太阳能光伏发电产业投资分析及前景预测报告》显示,日本夏普公司2000-2006年连续七年占据全球太阳能电池产量榜首位置,此外,夏普、京都陶瓷等日本企业的科技研发水平也处于世界前列。   最后,日本民众节约环保意识强。日本国民从小就接受了节能环保的教育,对国家的环保政策强烈支援,积极响应国家号召,在很大程度上促进了太阳能光伏系统普及率的提升。

另外,中投顾问研究总监张砚霖也指出,日本发展光伏产业的经验,还有一点值得借鉴,那就是注重人才的培养。一个产业的发展,离不开高素质的人才队伍,日本 *** 对太阳能专业人才培养的高投入取得了良好的效果,不仅促进了光伏产业的发展,更减轻了就业压力。

尽管这些政策是否符合中国光伏产业发展的“胃口”还有待进一步讨论,但中国不妨从日本光伏产业发展经验中汲取一些养分,让国内的光伏产业少走一些弯路。 2001年国家推出“光明工程计划”,旨在通过光伏发电解决偏远山区用电问题。

2003年英利、无锡尚德相继投产,成为中国第一批现代意义的光伏元件生产企业。

2004年德国出台光伏并网政策,中国光伏元件出口激增。

2004年无锡尚德成功登陆纽交所,成为中国第一个在海外上市的民营新能源企业。

2005年《可再生能源法》通过,鼓励风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源的开发和利用。

2007年《可再生能源中长期发展规划》出台,提出到2020年光伏总装机容量实现2000兆瓦。

2008年《可再生能源法》修订案提出可再生能源补贴标准,即使用者每使用1千瓦时电需支付1厘钱。

2009年国家开始实施“金太阳”工程,对并网光伏发电专案给予50%或以......

太阳能未来的发展趋势?

随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大,石油的枯竭几乎像一个咒语,给人类带来了不安。何为石油等不可再生能源的替代者?各国都开始力推可再生能源,其中开发和利用太阳能已成为可再生能源中最炙热的“新宠”,发展太阳能已是大势所趋,太阳能时代已为时不远了。

太阳能利用指太阳能的直接转化和利用。利用半导体器件的光伏效应原理,把太阳辐射能转换成电能称太阳能光伏技术。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术,再利用热能进行发电的称为太阳能热发电,也属于这一技术领域。

近几年,国际光伏发电迅猛发展。1973年,美国制定了 *** 级阳光发电计划;1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划,累计投资达8亿多美元;1994年度的财政预算中,光伏发电的预算达7800多万美元,比1993年增加了23.4%;1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划",美国计划到2010年安装1000~3000MW太阳电池。日本不甘落后,1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元,安装目标是7600Mw。印度计划1998-2002年太阳电池总产量为150MW,其中2002年为50MW。在这场阳光革命中领先的国家是德国。面对强势竞争,德国太阳能业依然傲视群雄,硕果累累。2005年,业内企业营业额达37亿欧元,从业公司约5000家,从业人数包括研发和服务达42000人。德国联邦太阳能经济协会有关人士说:“全球范围内太阳能发电装机容量将从2005年的1210兆瓦上升至2010年的3000兆瓦,年增长率为22%。”德国对太阳能的认知最早,位居前列;全球四分之一的太阳能电池产自德国,五年来德国所占全球市场份额始终保持在10%。

为了加快太阳能产业的发展,德国 *** 通过多种推广活动来普及太阳能的利用。去年6月份,享誉世界的德国Inter solar大会在德国弗赖堡举办。德国太阳能展览会Inter solar始于2000年,每年一届,是欧洲最大的、侧重于光电、太阳热能技术及太阳能建筑方面的专业展览会,由EATIF欧洲光伏工业联盟、BSW德国太阳能工业协会、ISES国际太阳能联盟共同主办。由于太阳能产业增长势头强劲,这次弗莱堡国际展览中心的场馆(共10个馆)被完全启用,总展示面积达31000平方米。据统计共有90多个国家的647家参展商和26000多名参观者到场,中国国内有50家太阳能行业企业参展。国内著名的业内企业参展,再次证明了该展会在太阳能领域不可替代的重要性,绝大多数展商表示效果满意,2008年将继续参展。因展会规模爆增,2008年该展将告别弗莱堡,转移到德国慕尼黑新贸易展览中心。据主办方介绍,该展会2008年的总展示面积将达到62000平方米,预计将会有来自世界的800多家厂商,35000名专业贸易观众到场。这对于中国太阳能厂商来说将一个难得的拓展海外市场的契机。

近几年来,太阳能产业在我国得到了迅猛的发展,中国已成为仅次于日本和德国之后居世界第三的光伏产品生产大国,这是我国为改善全球日益恶化的环境做出的巨大贡献,而中国随着相关法律和政策的出台,能源长期性短缺的中国将有望成为世界上最大的光伏发电市场。化石能源终将耗尽,绝对储量不可能满足人类长期发展的需要,寻找替代能源势在必然。太阳能是人类必然的能源选择,未来太阳能的发展将一片光明。

太阳能的发展前景

1974年至1997年,美日等发达国家 矽半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后 世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走 ——其成本再降低一个数量级才行。目 前 美国等国家建的利用太阳池发电的专案很多。在死海之畔 有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。今 年 6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其 “第一个小型实验样板”型 工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。以色列2012年可再生能源装机容量为:风能6.2兆瓦、水电8兆瓦、生物燃料12兆瓦、大型太阳能光热电站0兆瓦、中型太阳能光热电站7兆瓦、小型光伏板发电站218兆瓦。预计至2015年,以大型太阳能光热电站将增至740兆瓦,中型太阳能电站增至330兆瓦,小型光伏板发电站增至330兆瓦。

太阳能发电得不偿失为什么国家还要发展

太阳能发电是一次性投入大,长期受益的专案,但是清洁能源,太阳不熄灭将永远发电。对我国缓解能源紧张,减少进囗能源依赖,保护环境和本土资源有战略意义。功在当代,利在千秋。

太阳能光伏发电产业为什么那么多年没有发展起来

一、过分依赖海外市场且无核心技术

中国光伏企业在2012年的业绩大幅减少,甚至是亏损。中国光伏产品严重依赖国外市场,而不是主要依靠中国内的内需市场,同时还依赖外国核心技术,进口生产装置,甚至一些原材料。

二、经济危机和国际政治因素影响下的贸易顺差减少

由于中国光伏产品90%出口欧美,但欧美市场由于经济危机和竞争保护等种种原因订单下降。美国商务部于2012年5月裁定,对中国出口美国的太阳能光伏元件产品,征收31%~250%的反倾销关税。

而欧洲国家的光伏补贴政策取消则导致欧洲市场的萎缩。伴随订单的减少而来的是中国国内产能过剩,2011年中光伏产能过剩为8GW, 2012年产能过剩将上升到22GW。

美国以及欧盟相继针对中国光伏企业提出反补贴、反倾销的惩罚性关税,使中国光伏企业在美国市场已遭遇困境。

三、造价成本高、收益低

现有的多晶矽太阳能光伏电池的发电成本一直昂贵,还完全没有达到可以真正能跟普通化石燃料发电成本竞争的水平。

以长三角产业基地地区为例,浙江发改委官员曾表示,现在最大的瓶颈,就是太阳能电价高出普通化石燃料电价一倍以上。

四、环境污染大

在生产多晶矽的过程中,会产生一种叫四氯化矽的副产物。副产品四氯化矽是一种高度有毒的物质,会对环境造成严重污染。四氯化矽的无害化处理成为制约多晶矽发展的瓶颈。

为什么内蒙古内蒙古最适应发展太阳能

1、内蒙古是高原地带不受山林影响,可以建造大面积的太阳能电池板。

2、人均需求太阳能电池面积较大,因此太阳能适合在居住密度小的地方建造。内蒙古人口稀少,人均占地面积较大,居民使用太阳能不会受影响。

为什么要开发利用太阳能等新能源

传统能源不可再生,总有用尽的一天,所以要开发风能、潮汐能、太阳能等新能源。 为什么不在我国发展光伏太阳能,而要在美国发展

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2025-04-20 00:20:41

走出能源困局的以色列,从地处中东的资源贫国,到能源暴发户

随着近代以来石油的大规模应用,马上就给世界各国造成了重要的影响作用,比如除了基础的动力燃料作用外,包括好多工业制成品也是经过石油深加工之后产成的。

下面就将以色列作为例子,为大家做出详解。

因为历史因素,以色列从巴勒斯坦建国,而其总共1.49万平方公里的国土面积中,就有1.2万平方公里由沙漠组成。除了地理问题复杂,以色列周边的国际形势也并不有利,尤其在资源方面也是严重依靠从外进口。

可是在最近几十年来,以色列却突然从一个资源贫瘠国变成了一个资源大户,而且还将天然气资源出口到了周边的约旦和埃及等国家。

地处中东的无油国家

提起中东,大家的第一印象都是石油,可是以色列就是那个仅有的几个无油国家之一。

以色列国土狭长,领土最宽处的距离也只是135公里远,这也造就了领土面积不大的以色列却拥有了海岸平原、山地丘陵、裂谷、沙漠四种地形。

中东地区本来就是气候干燥,而且以色列国土又是将近80%的面积都被沙漠覆盖,这却也侧面的让以色列发展起更高效和科学的农业,比如滴灌、水源循环方面都是全球领先。

“侵略”而来的石油

以色列于1948年建国,同年就是开始了和阿拉伯国家之间的独立战争。虽然双方之间的战争仅是持续数个月的时间,但是对于四处受敌的以色列来说,发展才是当务之急,而发展的前提也得是能源安全。

为此,以色列以“化石燃料供给稳定”作为核心,并于1952年颁布《石油法》,接着又陆续成立了地质研究方面的科研所。

功夫不有心人,以色列终于在1955年成功发现油田,随后又是气田也被发掘。1967年的“六日战争”后,以色列又从埃及手里夺回西奈半岛和加沙地带的部分地区,而凭借西奈半岛地下丰富的石油资源,也使得以色列于1971年迎来了自己的石油生产量的巅峰。

但是西奈半岛终归还是以色列“侵略”得来的,从1978年后以色列也是逐步交还了这块区域。

能源贫瘠国到能源暴发户

70年代开始,以色列和伊朗之间有了不错的外交关系,以色列也是借此进口来了大量的石油。

从90年代后期开始,以色列又在海岸区域发现几块天然气田,终于实现了自己在能源方面的自给自足。

2008年,以色列又在地中海沿岸地区发现了改变自身能源格局的两块气田,接下来的两年中,又是接连发现两块大气田,然后再加上附近的几块能源区,以色列的已探明天然气资源一下就超过了9000亿立方米。

目前的以色列共有850万人左右,全年天然气使用量大概为110亿立方米,所以如果不算出口的话,差不多可以让以色列用上一个世纪了。

摆脱了地缘政治影响的,自给自足的能源结构

根据一项1990年的数据,当时的以色列国内77%以上的能源消耗都是石油产品,而其中一半的原油又都是从俄罗斯和埃及两国而来。2000年后,里海沿岸国阿塞拜疆和哈萨克斯坦等国又成了以色列的主要进口对象。

目前来看,以色列方面在天然气方面则是有了更大的利用率,而且其天然气的使用占比目前也是超过了石油,此外还有一部分的可再生能源。

作为一个小国来说,以色列能够摆脱周围地缘政治格局的影响,并实现资源的对外贸易,肯定是和油气田的发现离不开关系的,此外就是和邻国以及其他欧洲国家关系的改善,也都是决定性的作用。

从为了能源安全,到能源安全保障,在天然气和清洁能源方面的使用,也使得以色列几乎再无后顾之忧。

舒心的铃铛
拼搏的皮带
2025-04-20 00:20:41

车家号的网友,大家好!今天选车网为您带来关于以色列研究人员开发太阳能氢技术的最新消息,请点击关注选车网,第一时间了解最新的汽车资讯。

近日,从外国媒体获悉,以色列同意大利的科学家开发出一种可再生能源技术,这种技术可将太阳能转化为氢燃料,相比以往的太阳能制氢方法,该技术具有更高的转换效率,这项研究目前处于投入实际应用的临界点。

这种将太阳能转化能源的技术是一种可持续技术,转化后的能源可用于汽车、火车、轮船等由电池驱动的能源领域。

此次研究到目前为止,存在的最大问题就是氢、氧分离后很容易结合,相信在该团队的努力下,一定会克服重重障碍,最大限度地转化更多燃料。

选车君观点:氢是目前最清洁低碳、高效的燃料,是人类未来主要能源之一,这一研究对环境保护有重要的意义。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

忧心的期待
典雅的酸奶
2025-04-20 00:20:41
人类生存和发展的三要素

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.