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