新能源的开发与利用

绿色能源国内外发展现状

新能源的开发与利用现状

摘要：能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，世界能源结构正由煤、石油为主要能源，现在逐渐向以天然气为主转变，同时太阳能、氢能、生物质能、核能、风能、地热能、海洋能等可再生能源也正得到广泛的利用，了解新能源的开发和利用现状与前景,对我国的能源开发与建设是很有意义的。

Abstract：Energy is the driving force of the development of the world and economic growth,which also is the foundation of human survival. Now-days the world energy structure is from coal and oil as the main energy, is now gradually transforming to give priority to with natural gas ,meanwhile solar energy, hydrogen energy, biomass energy, nuclear energy, wind energy, geothermal energy ,ocean energy and so on ,which is called new energy,has been widely exploited and developed.So it is profound to know the application of new energy .

关键词：太阳能氢能生物质能核能风能地热能海洋能

Keywords： solar energy hydrogen energy biomass energy nuclear energy wind energy geothermal energy ocean energy

随着世界经济的发展，各国对能源的需求量也越来越大.在当前的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气、煤炭等化石能源.但是化石燃料的使用给人类带来了环境污染和能源短缺的现实压力，这使得全世界开始关注新能源，而且希望新能源能够克服化石燃料燃烧带来的污染和可能出现的能源枯竭问题。太阳能、风能、生物质能等作为新新能源，已经是当前国际能源开发利用领域中的新热点。

一、新能源

新能源是指以新技术为基础,系统开发和利用的能源，包括风电、太阳能、生物质能等新能源。新能源具有资源消耗低、清洁程度高、潜在市场大、带动能力强、综合效益好等优势。[1]

1.1太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量，它是一种巨大且对环境无污染的能源，地球每秒钟获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的

光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。利用太阳能可以建成温室大棚、太阳房等节能建筑；太阳集热器作为热源可代替传统锅炉；使用太阳能热水器和太阳灶等，可节约生活燃料；太阳能还可用来淡化水、致冷、发电；太阳能电池在人造地球卫星上已被成功使用，现在开始转向地面应用。利用光电池直接把太阳能转换为电能，是利用太阳能的最有前途方式。利用太阳能发电，可省去费用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及太阳能电力成本的降低，其发电成本将大大低于目前各种发电成本，前景非常诱人。可以预见，太阳能将成为21世纪人类的一种主要能源。[2]

1.1.1太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。

长期以来，太阳能电池的能量转换效率较低，约10%左右，成本昂贵，未能普及使用。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.[3]目前国内太阳能光伏发电投资约50000元/kW，而火电约为5000元/kW。太阳能光伏发电投资的高成本，意味着采用当前技术大规模开发太阳能光伏发电是不经济的，虽然随着太阳能光伏发电设备生产技术的改进、生产规模的扩大以及生产链的完善，成本降低是可以预期的。[4]近年来，各先进国家大力投入人力财力开发，光电转换效率已有很大提高。美国已研制成新一代光电池，由于采用新材料，可利用阳光中能量的百分之二十，效率比过去提高一倍，使得太阳能电站每度电的成本可以接近和低于现有火力发电的成本。可以预见，太阳能电站取代火力发电站的日子不会远了。目前，欧美日本等国在太阳能电池研制方面都取得了实质性的不同进展；但由于现有理论的局限，要取得技术突破，还要走一段摸索的道路。现在的技术关键就是应用新原理研究新材料继续提高光电池的转换效率和降低光电池的成本。

1.1.2太阳能光热

现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

1.1.3太阳光合能

植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。

1.2、核能

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：

A.核裂变能

谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量

B.核聚变能

由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。

C.核衰变

核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。

核能作为清洁、高效的新能源，在近几十年间得到了快速的发展。但是，发生在日本的一场核电风暴，给人们的头上泼了一盆冷水。核电安全问题迅速成为人们最为关注的热点，全世界都在进行着一场轰轰烈烈的关于核能去留问题的大讨论。连传统的核电大国——法国也开始讨论核电要不要发展的问题。[5]核电发展潜力巨大。核电属于国家政策支持的重点项目, 2008年我国核电年发电量约683. 94亿千瓦时,占全国总发电量的2%左右。目前核电已建成运行11个反应堆,总装机容量910万千瓦; 2010年起,国家还将陆续开工建设浙江三门、山东海阳和广东台山等核电站,已核准在建核电机组24台,总装机容量2 540万千瓦,中国已成为世界上核电在建规模最大的国家[6]

核能的缺陷

（1）资源利用率低

（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进