新能源的开发和利用

新能源的开发和利用摘要中国具有丰富的新能源资源，积极推进新能源资源的开发有利于逐步改善我国能源供应与消费结构，保证经济的可持续发展。

本文对太阳能、风能、核能、地热能和潮汐能进行了论述，分析了开发利用这些能源的状况及发展潜力，了解其在世界范围内的开发和利用的现状和前景,对我国的能源开发与建设是很有借鉴意义的。

关键词新能源开发利用前景发展经济和保护环境是当今国际上普遍关注的问题。

近年来,随着我国经济的快速发展,能源消耗也在增加, 对资源的需求量不断增长，从某种意义上讲,也带来了严重的大气污染和环境破坏。

当前,我国的能源消耗主要是煤炭,燃煤所产生的环境污染给人们的生产和生活造成了许多不良影响, 并直接破坏生态平衡。

为保证我国社会经济的可持续发展, 减少对环境的污染、避免造成生态破坏,必须合理开发与利用能源,实现能源的高效利用和开发新型能源。

新能源是指以新技术为基础,系统开发和利用的能源。

当代新能源是指太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和氢能等。

它们的共同特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染。

研究和开发清洁而又用之不竭的新能源,是21 世纪发展的首要任务,将为人类可持续发展作出贡献。

当前，一方面，我国的能源利用率低、产品能耗高、经济效益差，在今后相当长的一段时间，我国能源供应仍会十分紧张，还不可能完全满足国民经济生产发展的需要。

因此．我国有必要加速研究和开发新能源；另一方面，对未来世界的能源也是不容乐观，由于世界电力需求量的急剧增长，造成常规能源(煤炭石油等)的过量开发，陆上的水力资源和化石燃料开采有限，现已面临桔竭的危机：温室效应和酸雨、污染等公害时刻威胁着人类生息，因此，开辟洁净的可再生能源是人类的必由之路。

世界各国对新能源的开发和利用目前正方兴未艾，从长远来看，加速开发这些新能源有着特殊的意义，考虑到当今社会和环境效益，发展新能源可促进世界环境和生态的改善，它具有补充常规能源的现实性，并且在经济上也开始有竞争能力。

因此，新能源的优越性就显得更大，所以我国加速新能源的开展和利用已刻不容缓，尤其是常规能源的紧缺，已使开发和利用新能源成为势在必行。

1 、太阳能地球上最根本的能源是太阳能，尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，因此利用太阳能的前景非常诱人。

①太阳能热利用领域极其广阔，如太阳能采暖、太阳能热发电、太阳能沼气以及苦咸水海水淡化等。

同时，各种新型利用技术不断涌现，各种太阳能光热和太阳能光电产品得以不断推出并应用。

太阳能热水器是我国应用最广泛的一种，处于世界领先地位，生产量和使用量均居世界首位。

相对于生物质能发电、风力发电等其他可再生能源，太阳能光伏发电由于具备充分清洁性、绝对安全性、相对广泛性、长寿命和免维护性、资源充足性以及潜在经济性等无可比拟的优点，得到迅速发展，在长期能源战略中占有更加重要的地位。

阳光普照大地,单位面积上的辐射并不大,如何把分散的热量聚集在一起成为有用的能源是有效利用太阳能的关键。

太阳能的利用方式是光热转化或光电转化，太阳能的热利用是通过集热器进行光热转化的,集热器也就是太阳能热水器，它的板芯由涂了吸热材料的铜片制成,封装在玻璃钢外壳中。

铜片只是导热体,进行光热转化的是吸热涂层,这是特殊的有机高分子化合物。

70年代石油危机以后,这类热水器曾有蓬勃发展,特别是在美国、以色列、日本、澳大利亚等国家安装家用太阳能热水器的住宅达到10 % —15 %。

80年代在美国已建成若干示范性的太阳能发电站,用特殊的抛物面反光镜聚集热量获得高温蒸汽送到发电机进行发电。

光电转化主要通过光电池,即太阳能电池,这是一种能把光能转变为电能的能量转换器，利用“光生伏打效应”原理,当半导体材料受到光照射时,物体内产生电动势或电流。

已有使用价值的光电池种类不少,多晶硅、单晶硅(掺入少量硼、砷) 、碲化镉、硒化铜铟等都是制造光电池的半导体材料，其中以单晶硅电池性能较好,光电转化率高,性能稳定可靠,使用寿命长。

不仅能满足当时的供电需求,而且还能将部分电能储存于蓄电池中,大的可用于微波中继站、卫星地面站、农村电话系统,小的可用于太阳能手表、太阳能计算器、太阳能充电器等,这些产品已有广大市场。

利用阳光发电,在美国有SoLar2000 计划,日本有阳光计划,德国有ELDURADO计划。

日本通产省计划在今后十年内,开发使用薄膜晶体硅以及铜、钇、硒合金作为光电转换材料的太阳能发电装置,将其光电转换效率提高50%,成本降低30%,到2010 年使日本的太阳能发电量增加到500万千瓦。

我国自80 年代起也开始了太阳能电池的研究,已有小批量的生产,受到西藏无电地区牧民们的欢迎。

尽管太阳能成本近年不断下降,但还是太贵,因而不能对电网所供应的电力构成重大挑战。

十一五期间，我国一方面采用户用光伏发电系统和建设小型光伏电站解决偏远地区供电问题；另一方面借鉴发达国家发展屋顶光伏发电系统经验，在经济较为发达、现代化水平较高的大中城市、公益性建筑物和其他建筑物以及道路、公园等公共设施中推广使用光伏电源，到2010年将建设总容量为5万kW 的屋顶光伏发电项目。

目前，与其他发电方式相比，光伏发电成本还很高。

我国应积极开发太阳能特别是太阳能光伏发电技术，在对国外先进的光伏发电技术消化吸收的基础上，加紧研制和开发光伏发电的核心技术，开发具有我国自主知识产权的光伏发电专利技术。

2、风能风能是新能源中最经济和潜力最大的取之不尽、无污染的可再生能源，相对于水能、低热能、潮汐能等能源资源，风能具有更大的开发潜力。

中国可开发利用的风能资源初步估算约为l0亿kW，主要集中在华北、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东部沿海地带和岛屿上，这些地区缺乏煤炭等常规能源，并且风速较高，适合发展风电。

风电有着很强的市场竞争力，国际市场上风电价格已接近甚至低于水电价格。

与核电相比，其技术含量比较低，因此风能对我国缓解电力供应紧张具有重要意义。

风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主，以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。

目前，世界上约有一百多万台风力提水机在运转。

澳大利亚的许多牧场，都设有这种风力提水机。

风力发电是具有大规模开发和商业化潜力的新能源，特别是近年来风电技术发展迅速，兆瓦级风电机组成为主力机型，成本大幅下降，具备了与常规能源发电竞争的优势，日益受到全球重视，并得到广泛开发应用。

②我国风能利用在十五期间得到迅速发展，风电技术日臻成熟，但与国外相比，仍存在很大差距。

我国相继出台了一些优惠政策促进风能产业的发展，自2003年始，国家发改委通过风电场特许权项目，进一步鼓励扶持风能产业的发展，加快了风电开发利用。

十一五期间，风能将作为优先发展的能源之一得到迅速发展。

根据国家发展规划目标，2010年我国风力发电装机容量将达500万kW；2015年将达到1000万kW；2020年将达到2000万kW。

目前，我国风电产业与国外差距主要表现在技术创新能力薄弱，缺乏自主知识产权的核心技术，在很大程度上还依赖国外技术，从设计到制造没有完全摆脱引进、仿制、再引进、再仿制模式。

因此，我国风电产业发展的重点应放在提高我国风电机组的技术水平和制造能力方面，创新型企业必须有自主知识产权，有自主知识品牌和持续创新能力。

3、核能核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。

它与火力发电极其相似。

只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。

除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。

沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。

核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。

核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。

核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%－4%，其馀皆为无法产生核分裂的铀238。

③与其他新能源相比，核能储量丰富且高度浓集；与火电相比，核电是廉价、洁净安全的能源。

核能不仅是一种高效经济的能源，而且也是一种清洁、安全的②/view/66258.htm能源。

我国目前能源结构中核能的比例很小，核电有很大的发展空间。

通过大力发展核电，逐步提高核电在能源尤其在电力中的比重，特别要在经济发达但常规能源短缺的东部沿海地区加快发展核电，这对改善我国能源结构、减轻环境污染具有重要意义，随着将来受控热核聚变技术研发的成功，核能必然成为未来的能源支柱。

4 、地热能地热主要由地幔的岩浆作用或火山的运动而形成。

地热资源丰富的地区可将其作为最有价值的绿色能源之一,广泛用于发电、供暖、旅游、医疗,并从地热泉中提取矿藏。

地热是一个巨大的热库，只要我们把地面以下三公里之内的地热开发利用起来，就相当于2．9万亿吨标准煤的热量。

我国的地热资源较丰富,主要分布在青藏高原,占全国地热总量的80 % ,尤其是高温地热。

因此．在常规能源日益紧缺的情况下．开发地热发电造福人类，前境美好，大有可为。

地热发电是地热利用的最重要方式。

高温地热流体应首先应用于发电。

地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。

所不同的是，地热发电不象火力发电那样要装备庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。

地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。

要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。

目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。

按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

④5、潮汐能海洋里，由于月亮和太阳引潮的作用，使得海水不断作周期性往复运动，出现涨潮和落潮现象，海水在运动中具有很大的动能和位能，被弥为潮汐能。

我国海岸线长达1万4千多公里，潮汐能资源十分丰富，达1．1亿千瓦，其中黄海约有55~ MW。

潮汐能可用于发电，农产品加工动力和其它方面。

我国江厦潮汐试验电站700kw 灯泡贯流式潮汐发电机组已研制成功，该机组选用能双向发电、双向澄永、双向抽水的转轮，在海水浸泡的机组中首次采用阴极保护和电解海水保护等新技术，主要性能接近法国朗斯潮汐电站的水平，是国内目前最大的潮汐发电机组。