21世纪的新能源

21世纪的新能源

21世纪的新能源

摘要：结合国内外新能源的开发和利用现状，对主要种类的可利用前景进行了介绍，阐明了我国开发新型能源技术的必要性，依照“能量开发与节约并重，节约优先”的原则，提出了在开发和应用过程中应注意的几个重要环节，并建议走出一条适合我国国情的开发新能源的可持续发展之路。

关键词：新能源；发电；开发利用；生物能；燃料电池；氢能

The 21st century's new energy

Abstract：Combining domestic and foreign new energy development and utilization status, the main types of available prospects were introduced in China, expounds the necessity of the development of new energy technology, in accordance with the "energy saving, saving development and equal priority" principle, put forward the development and the application process should pay attention to several important link, and suggest a trail suited to China's national conditions of the development of new energy the road of sustainable development.

Keywords: new energy, Power; Development and utilization, Bio-energy, Fuel cells, hydrogen 一、引言

能源是社会经济发展不可或缺的动力，如能源不可持续发展，就可能制约经济的持续健康发展。

能源是工农业发展，社会进步不可缺少的物质基础，对于急需增强综合国力的发展中国家，能源更是关系到国计民生的大事。据专家预测，地球上蕴藏的可开采利用的煤和石油等化石能源将分别在200年和30~40年以内耗竭，而天然气按储采比也只能用60年。因此，能源短缺问题将成为长期困扰人类社会发展的主要问题之一。

由于地球上可供开采的石油、煤炭和可供开发的水力资源十分有限，全世界都将目光共同瞄准在各种新能源的开发与应用上。

二、我国能源发展的现状和新能源的利用

我国是一个相对富煤缺油的国家，煤的消费量占一次性能源消费总量的75%以上。根据我国的国情国内外专家一致认为在未来的50 年内，中国以煤炭为主的能源结构将不会改变，而且煤炭在未来的能源系统中的地位将更为重要。预测到本世纪末，我国的能源需求总量将达到17-20亿t标准煤(20世纪90年代初为10亿t)。然而，即使化大力气在比较顺利

的情况下发展能源工业，到2000年能源供应总量也只能达到约14亿t标准煤，能源的需求仍将有比较大的缺口。因此，寻求开发新型能源技术迫在眉睫。

能源问题是关系经济发展、社会稳定和国家安全的重大战略问题。中国是世界能源生产大国，又是世界上第二大电力消费国。国家为保障能源安全提出了“能源开发与节约并重，节约优先”的方针，提倡珍惜资源，节约能源，提高能效，发展新能源，共建节约型社会的社会经济发展新理念。在这一国情和政策背景下，积极发展新能源成为我们必须共同面对的一项重大技术课题。

三、新能源的概念

一般认为，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。环境污染和能源短缺的现实压力令全世界开始重新关注新能源，而且希望新能源能够克服化石燃料燃烧带来的污染和有可能出现的能源枯竭。新能源看似有很多优点，如太阳能和风能，取之不尽、用之不竭，利用过程中也不会排放很多的污染物。

然而世界各国利用现代科技手段开发不同种类的新能源也有几十年的历史，当然也取得很大进步，包括太阳能发电、风力发电、核能、生物质能等，但至今还没有一种新能源能够取代现在普遍使用的化石能源，目前新能源还只能作为常规能源有限的补充，这一方面说明了各国还没有取得技术上的全面突破，另外新能源开发利用本身是否也存在一些依靠技术难以克服的障碍。因此，应当正视新能源本身的问题和开发利用过程中出现的问题，对新能源过高的期待也应有更为理性的认识。

四、新能源

1、太阳能

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳辐射到地球上的能量为其，能量(3.75×1026W)的22亿分之一，高达170000TW(以2005年全国总装机500 GW计，太阳辐射到地球的能量是其34 000倍)，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于5×106标准煤。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；即使地球上的化石燃料(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。广义的太阳能所包括的范围非常广，通常我们所说的太阳能则限于太阳辐射的光热，光电和光化学的直接转换。太阳能是一次能源，又是可再生能源，它资源丰富，可免

费使用，对环境无任何污染。

对太阳能的利用主要是从太阳热能和太阳光伏电能两方面进行，前者主要用于太阳能热水、太阳能空调等热泵系统；后者主要是太阳能发电系统，一个是直接利用太阳热能，一个是利用光电转换，将光能转换成电能。目前，太阳能的利用主要在太阳热能的利用上，到2020年，我国太阳能发电可达到1800M W。

在发达国家中，太阳能利用量最大的国家是日本。该国1997年有9400户居民安装了屋顶太阳能装置，1998年达1.38万户，美国和欧盟为加强太阳能在国家能源中心的作用，已拟订一项长期计划，计划在2010年之前安装100万套屋顶太阳能发电系统。

2、风能

风能本身是一种机械能，通过风力发电机，可将风能直接转换成电能。风能是一次能源，也是可再生能源，与太阳能一样，它是一种清洁能源。全球的风能大约为2.74×107W，其中可利用的风能为2×109W，比地球上可开发利用的水能总量大10倍。中国仅陆地上的风能储量约为253GW。中国计划在内蒙古、黑龙江、宁夏等建立12个百万千瓦级以上风电基地。其中最大的3个风电基地位于内蒙古、甘肃和河北的张北县，到2020年它们的装机容量分别达到10000 MW、5000 MW和5000 MW。风力发电是最清洁的能源利用方式之一，投资风力发电具有很大的环保效益。

3、生物质能

生物质能是指以生物物质为原料，通过燃烧桔杆、焚烧垃圾利用热能发电;通过酶法生物制取“燃料乙醇”“、生物柴油”“、沼气”；地沟油和煎炸油为原料提取“生物柴油”的能源提取利用方式。欧洲许多国家大面积种植能源作物，提取生物柴油或制造沼气用于发电。生物质能的利用是对化石(石油、煤炭)能源的很好补充。生物质能的有效利用，对变废为宝、环境保护、处理和调节粮食与能源作物的平衡关系，具有十分重大的意义。

巴西科学家Joseph Miller提供的统计资料表明，全球每年由光合作用产生的生物质(诸如树叶、枝桠等)达1440~11800亿t，在这些资源中有30%的纤维、40%木质素可转化为酒精，加入添加剂就可以代替汽油。欧洲生产的生物燃油1992年为80000 t，到1998年就达470000 t。

4、可燃冰

可燃冰是“天然气水合物”的俗称，它的主要成分是甲烷与水分子。天然气水合物是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度等)下，由气体和挥发性液体与水相互作用形成的白色固态结晶物质。由于天然气水合物中含有大量甲烷和其它碳氢气体，因此极