新能源的开发与利用

精心整理新能源的开发与利用

【前言】：能源是人类社会生存和发展的必需品，高速发展的经济使得能源危机和环境污染已经成为21世纪国际关键词。如何缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾，新能源给我们提供了一种新的选择，它将成为破解中国乃至世界难题的利剑，引领世界跨入强劲增长的新能源经济时代。

【关键词】：能源开发利用技术进步

一、开发利用新能源的意义

不论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是从为世界上20多亿无电人口和一些特殊用途解决现实的能源供应出发，发展新能源和可再生能源均具有重大战略意义。

1、新能源和可再生能源是人类社会未来能源的基石，是化石能源的替代能源。

在人类开发利用能源的历史长河中，以石油、天然气和煤炭等化石能源为主的时期，仅是一个

不太长的阶段，它们终将走向枯竭，而被新能源所取代。人类必须未雨绸缪，及早寻求新的替代能源。研究和实践表明，新能源和可再生能源，资源丰富、分布广泛、可以再生、不污染环境，是国

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际社会公认的理想替代能源。根据国际权威单位的预测，至V 21世纪60年代，即2060年，全球新能源和可再生能源的比例，将会发展到占世界能源构成的（#-以上，成为人类社会未来能源的基石，世界能源舞台的主角，目前大量燃用的化石能源的替代能源。

2、新能源和可再生能源清洁干净、污染物排放很少，是与人类赖以生存的地球生态环境相协调的清洁能源。

全球气候变化是当前国际社会普遍关注的重大全球环境问题，它主要是发达国家在其工业化过

程中燃烧大量化石燃料产生的温室气体的排放所造成的。因此，限制和减少化石燃料燃烧产生的温

室气体的排放，已成为国际社会减缓全球气候变化的重要组成部分。而新能源和可再生能源是保护生态环境的清洁能源，采用新能源和可再生能源以逐渐减少和替代化石能源的使用，是保护生态环境、走经济社会可持续发展之路的重大措施。

3、新能源和可再生能源是世界不发达国家的20多亿无电人口和特殊用途解决供电问题的现实能源

有些领域，如海上航标、高山气象站、地震测报台、森林火警监视站、光缆通信中继站、微波通信中继站、边防哨所、输油输气管道阴极保护站等，在无常规电源等特殊条件下，其供电电源由新能源和可再生能源提供，不消耗燃料，无人值守，最为先进、安全、可靠和经济。

二、我国新能源研究开发活动的现状

1 •新能源领域的研究开发（R&D）投入不断增加，但份额较低

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2001—2006年，财政科技预算中可再生能源的R&支出从0.53亿元增加到3. 25亿元2。“十五”

期间，科技攻关计划、863计划、973计划和产业化计划等国家科技计划，共安排Io多亿元资金，支持太阳能光伏发电、并嘲发电、太阳能热水器、氢能和燃料电池等领域先进技术的研发和产业化。但总体来看，我国的新能源技术发展水平与发达国家有较大的差距，资金投入力度甚至还不如一些

发展中国家3。如，为了开发纤维乙醇技术，2007—2008年，美国政府财政预算拨款2. 7亿美元。目前，我国能源行业R&支出中，传统能源占大头。根据2004-年的经济普查结果4，石油天然气行业的R&占全部能源行业的41%，煤炭行业占35. 4%，电力行业占22. 8%,热力和燃气占0. 5鬈，其他占0. 3%。

2.新能源的R&投入强度高于传统能源。

从总体来看，我国能源行业的R&强度（R&D支出占销售收入的比例）低于工业企业的平均水平，新能源的R&强度高于能源行业的平均水平，有些则高于工业企业的平均水平。以电力行业为例，2004.年经济普查结果表明，我国工业行业的平均R&强度为0. 5%,能源行业为0. 22%，其他能源发电（包括太阳能，风能、生物质能等）行业、电池制造业和核电行业的R&强度分别为0. 58%、0. 54%和0. 35%，均高于电力行业和能源行业的平均水平；而火电和水电等传统能源行业的R&D

强度仅为0. 11%和0. 08%，均低于能源行业和工业企业的平均水平。

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3.新能源技术领域的R&投入以政府为主。

由于大部分新能源的技术和市场不成熟，政府投入多，企业投入少，政府资金主要投向清洁能源技术和可再生能源等新能源领域，企业的R&经费主要投向传统能源技术的试验开发。新能源领域的政府科技计划项目比例远高-丁传统能源领域。根据2004年统计数据，能源R&项目中，中央政府和地方政府的

科技项14仅占全部10. 56%o而在其他能源发电领域，政府科技项目比例高达

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85. 84%，国家科技项目占40. 66%，地方政府科技项目占45. 18%s。

4.新能源R&支出中，基本研究优于技术开发和应用，试验示范环节相对薄弱。

由于新能源技术领域政府投入较多，大都投向大学和科研院所，但技术转移和应用薄弱。如，2003—2007年,我国在三大检索系统中发表的有关氢燃料电池的论文占世界同类论文的8. 7%，而

专利数量仅占世界的2. 2菇。同期，我国太阳能晶体硅领域的三大检索系统论文数量占世界的11. 08%，发明专利的数量仅占世界的0. 88%6。与国际上主要新能源利用国家相比，我国的新能源技术的基础研究大都居中等以上，大学和科研院所的实验室研究与国际水平接进，应用开发水平

较不高，研究成果转化滞后。中间试验薄弱，有些新设备没有经过严格的工程验证就大规模投入使用。

5.根据发展规模调整R&支出结构。

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“十五”期间，政府的新型可再生能源R&支出以太阳能和风能为主，太阳能和风能的平均R &D份

额为44. 6%和40. 6%,生物质能与海洋能源的平均份额仅8%。随着风电技术趋于成熟，装机规模不断扩大，国产化程度提高，“十一五”政府的可再生能源R&支出结构进行了调整。2006

年，太阳能的份额增加到60%，生物质能和海洋能的份额提高到15%，风能的比例降至25鬈（见表1）表1我国政府可再生能源R&投入情况（2001-2006）（名）

年份总投入（亿元）太阳能风能生物质能与海洋能

20010. 53433710

2002Q 53433710

2003Q 53433710

20042. 1147465

20052. 1147465

20063. 25602515

资料来源：根据李俊峰《中国可再生能源政策框架》（中国可再生能源协会，2007年1月）图表

整理。

三、当代新能源技术

（一）核能

核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素（如铀、钍）的原子核发生分裂反应时所释放的能量，通常叫原子能。核聚变能是指轻元素（如氘、氚）的原子核发生聚合反应时所释放的能量。

核能产生的大量热能可以发电，也可以供热。核能的最大优点是无大气污染，集中生产量

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大，可以替代煤炭、石油和天然气燃料。

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1、核裂变技术，从1954年世界上第一座原子能电站建成以后，全世界已有20多个国家建成400多个核电站，发电量占全世界16%我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦；引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉，核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制，所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同，有轻水堆（用轻水作慢化剂和冷却剂，浓缩铀为燃料，包括压水堆和沸水堆）、重水堆（重水慢化和冷却，天然铀为燃料）、石墨气冷堆（石墨慢化，二氧化碳或氦冷却，浓缩铀为燃料）、石墨水冷堆（石墨慢化，轻水冷却，浓缩轴为燃料），这些堆型各有优点，目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利

用天然铀资源，热中子堆只能利用天然铀中2%勺左右的铀，而快中子增值堆可以利用60%^上，这种堆

型还在进行商业规模示范试验。

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