能源问题及开发新能源的重要性

能源问题及开发新能源的重要性

一、开发利用新能源是人类面临的最大课题之一

二、世界和我国的能源形势

三、太阳能的开发与利用

1．太阳能热水器的发展情况

2．太阳能电池与光伏发电

四、风力发电的发展情况

五、生物质能源的开发

概念

C01：能源

原理

K01：传统能源

K02：新能源

K03：世界能源形势

K04：我国能源形势

K05：太阳能利用的主要途径

K06：太阳能热水器的发展情况

K07：太阳能光伏发电的优缺点

K08：太阳能电池的发展现状

K09：太阳能电池的应用

K10：光伏建筑一体化的优点

K11：风机发展方向

一、开发利用新能源是人类面临的最大课题之一

能源短缺和环境污染是人类长期面临的两大难题，开发以可再生能源为主的新能源、发展低碳经济是解决这两大难题的重要途径，也是发展新兴产业的突破口。

顾名思义，“能源”就是能量的源泉，粗略地说也可以是“动力”的源泉。

“新能源”是指太阳辐射能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等可再生能源，也包括核能、氢能、海冰（天然气水合物）等人类新近开发的能源。一般的煤炭、石油、天然气等被认为是传统的能源。

广义而言，太阳能、风能、生物质能、水力能、海洋能是由太阳、地球、月亮等天体的

运动所产生的，是可不断再生的，因此被称为可再生能源（Renewable Energy）。电能、氢能等是用煤炭、石油、天然气等一次能源转化而来的，常被称为二次能源。

随着工农业的发展和人民生活水平的提高，能源的消耗不断增加。据估计，煤炭、石油、天然气等传统能源将在数十至数百年内被人类使用殆尽。因此，开发利用以可再生能源为主的新能源是人类面临的最大课题之一。

二、世界和我国的能源形势

（1）世界能源形势

➢煤炭、石油、天然气等矿物能源已接近耗尽

➢矿物能源的使用产生了大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物（NOX）等温室气体和废气废物，造成地球温度上升和严重的环境污染

➢全世界都重视新能源的开发和利用

由此可见，世界能源形势十分紧迫，开发和利用可再生能源是人类的必然选择。

（2）我国能源形势

我国能源消耗快速增长，主要体现在以下方面：

➢我国的能源消耗总量很大

2008年，我国折合消耗标准煤28.5亿吨（2008年上海的能源消耗总量折合标准煤约1亿吨）。

➢煤的开采消耗量增加速度很快、数量很大

2000年：11亿吨；2005年：22.2亿吨；2007年：26亿吨；2008年：27亿吨。年增幅达到15%～20%。

➢石油消耗量不断增大

2007年，消耗大约4亿吨，其中40%以上依靠进口；2008年，消耗石油大约3.6亿吨，其中1.9亿吨依靠进口。

➢电力装机容量与电力消耗增加很快

2005年为5亿千瓦，近几年每年递增约1亿千瓦。2008年，我国电力消耗约22000亿千瓦时（KWh）。

面对日渐严峻的能源形势，政府提出了如下能源发展总体方针：坚持能源供应基本立足国内，形成以煤炭为主体，电力为中心，油气、核电、新能源全面发展的能源供应格局，石油、天然气要充分利用国内外两种资源、两个市场。

三、太阳能的开发与利用

太阳内部由于氢聚变而产生大量的能量，表面温度达到6000℃，从而产生了大量的光辐射。据估计每年地球上接收到的太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤。

目前太阳能的利用主要分为两个方面：

其一是利用光热效应，即把太阳光的辐射能转换为热能，太阳能热水器和太阳灶就是典型的例子。太阳能热水器的节能效果很好，普及率不断增加，全世界不少国家（例如以色列）规定新建设的住房都必须安装太阳能热水器。中国现在已经是太阳能热水器的第一生产大国和使用大国。根据统计，2007年我国太阳能热水器的年产量已经超过2千万平方米，累计保有量达到1亿2千万平方米。全国有比较大的太阳能热水器制造工厂30余家，年产值200余亿元。

太阳能利用的另一主要方面是利用光生伏特效应（简称光伏“Photovoltaic，PV”效应，也称为光生电动势效应），将太阳光的辐射能直接转变为电能，太阳能电池就是具有这种性能的半导体器件。由于太阳能电池是利用光生伏特效应的原理来工作的，所以太阳能电池又称光伏器件。由于太阳能电池可以将太阳光的辐射能直接转变为电能，应用非常方便，所以受到全世界的重视。

1．太阳能热水器的发展情况

我国已经成为太阳能热水器的世界第一生产大国和第一使用大国。据统计，2008年我国太阳能热水器的年产量已经达到3100万平方米，累计保有量达到12500万平方米，年产值430余亿元，出口80余个国家，创汇1亿美元以上。

太阳能热水器的节能效果显著，每平方米热水器在适当的管理下，每年可节约的能量相当于标准煤60-100公斤，可减少排放二氧化碳180-300公斤。我国自从推广应用太阳能热水器以来，累计节约能量相当于标准煤2亿吨以上。

2．太阳能电池与光伏发电

（1）太阳能光伏发电的发展情况

根据世界太阳能专家估计，到2040年全世界太阳能光伏发电量将占总发电量份额的40%，无疑太阳能光伏发电将成为未来的朝阳产业。

大面积的沙漠是光伏发电的好地方，我国有沙漠面积52万平方公里，另外有半沙漠化的面积33万平方公里，

如果全部用来进行光伏发电，将相当于2万座标准核电站。最近欧盟正准备在非洲撒哈拉大沙漠建造特大型太阳能发电站，总投资1000亿欧元以上，可解决欧洲四分之一的电力需求。

太阳能光伏发电之所以在未来能够得到迅猛发展，是因为其存在着以下的优点：➢阳光随处可得，不受地域限制

➢无可动部件，安全可靠

➢无噪声、无污染