能源問(wèn)題及開(kāi)發(fā)新能源的重要性

1、一、開(kāi)發(fā)利用新能源是人類(lèi)面臨的最大課題之一 能源短缺和環(huán)境污染是人類(lèi)長(zhǎng)期面臨的兩大難題， 開(kāi)發(fā)以可再生能源為主的 新能源、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是解決這兩大難題的重要途徑， 也是發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的突破 口。顧名思義，“能源”就是能量的源泉，粗略地說(shuō)也可以是“動(dòng)力”的源泉。 “新能源”是指太陽(yáng)輻射能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮?、海洋能等?再生能源，也包括核能、氫能、海冰（天然氣水合物）等人類(lèi)新近開(kāi)發(fā)的能源。 一般的煤炭、石油、天然氣等被認(rèn)為是傳統(tǒng)的能源。廣義而言，太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水力能、海洋能是由太陽(yáng)、地球、月 亮等天體的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的， 是可不斷再生的， 因此被稱(chēng)為可再生能源 （ Renewabl

2、e Energy）。電能、氫能等是用煤炭、石油、天然氣等一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的，常被 稱(chēng)為二次能源。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，能源的消耗不斷增加。據(jù)估計(jì)， 煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源將在數(shù)十至數(shù)百年內(nèi)被人類(lèi)使用殆盡。因此，開(kāi) 發(fā)利用以可再生能源為主的新能源是人類(lèi)面臨的最大課題之一。二、世界和我國(guó)的能源形勢(shì)（1）世界能源形勢(shì)煤炭、石油、天然氣等礦物能源已接近耗盡礦物能源的使用產(chǎn)生了大量的二氧化碳、 二氧化硫、氮氧化物（NOX等溫室氣體和廢氣廢物，造成地球溫度上升和嚴(yán)重的環(huán)境污染 全世界都重視新能源的開(kāi)發(fā)和利用由此可見(jiàn)，世界能源形勢(shì)十分緊迫， 開(kāi)發(fā)和利用可再生能源是人類(lèi)的必然選 擇。（

3、2）我國(guó)能源形勢(shì) 我國(guó)能源消耗快速增長(zhǎng)，主要體現(xiàn)在以下方面： 我國(guó)的能源消耗總量很大2008年，我國(guó)折合消耗標(biāo)準(zhǔn)煤 28.5 億噸（2008年上海的能源消耗總量折合 標(biāo)準(zhǔn)煤約 1億噸）。煤的開(kāi)采消耗量增加速度很快、數(shù)量很大2000年： 11 億噸； 2005年： 22.2 億噸； 2007年： 26 億噸； 2008年：27億噸。年增幅達(dá)到15%- 20%石油消耗量不斷增大2007年，消耗大約 4 億噸，其中 40%以上依靠進(jìn)口； 2008年，消耗石油大 約 3.6 億噸，其中 1.9 億噸依靠進(jìn)口。電力裝機(jī)容量與電力消耗增加很快2005年為 5億千瓦，近幾年每年遞增約 1 億千瓦。2008年

4、，我國(guó)電力消耗 約 22000 億千瓦時(shí)（ KWh）。面對(duì)日漸嚴(yán)峻的能源形勢(shì)， 政府提出了如下能源發(fā)展總體方針： 堅(jiān)持能源供 應(yīng)基本立足國(guó)內(nèi)，形成以煤炭為主體，電力為中心，油氣、核電、新能源全面發(fā) 展的能源供應(yīng)格局，石油、天然氣要充分利用國(guó)內(nèi)外兩種資源、兩個(gè)市場(chǎng)。三、太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用太陽(yáng)內(nèi)部由于氫聚變而產(chǎn)生大量的能量，表面溫度達(dá)到6000°C，從而產(chǎn)生了大量的光輻射。據(jù)估計(jì)每年地球上接收到的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于 49000億噸標(biāo)準(zhǔn) 煤。目前太陽(yáng)能的利用主要分為兩個(gè)方面：其一是利用光熱效應(yīng)， 即把太陽(yáng)光的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能， 太陽(yáng)能熱水器和太 陽(yáng)灶就是典型的例子。 太陽(yáng)能熱水器的節(jié)能效果很

5、好， 普及率不斷增加， 全世界 不少?lài)?guó)家（例如以色列） 規(guī)定新建設(shè)的住房都必須安裝太陽(yáng)能熱水器。 中國(guó)現(xiàn)在 已經(jīng)是太陽(yáng)能熱水器的第一生產(chǎn)大國(guó)和使用大國(guó)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2007年我國(guó)太陽(yáng) 能熱水器的年產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò) 2 千萬(wàn)平方米，累計(jì)保有量達(dá)到 1 億 2 千萬(wàn)平方米。 全國(guó)有比較大的太陽(yáng)能熱水器制造工廠 30 余家，年產(chǎn)值 200余億元。太陽(yáng)能利用的另一主要方面是利用光生伏特效應(yīng) （簡(jiǎn)稱(chēng)光伏“Photovoltaic , pv效應(yīng)，也稱(chēng)為光生電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)），將太陽(yáng)光的輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，太?yáng) 能電池就是具有這種性能的半導(dǎo)體器件。 由于太陽(yáng)能電池是利用光生伏特效應(yīng)的 原理來(lái)工作的， 所以太陽(yáng)能電池

6、又稱(chēng)光伏器件。 由于太陽(yáng)能電池可以將太陽(yáng)光的 輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?yīng)用非常方便，所以受到全世界的重視。1太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展情況 我國(guó)已經(jīng)成為太陽(yáng)能熱水器的世界第一生產(chǎn)大國(guó)和第一使用大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年我國(guó)太陽(yáng)能熱水器的年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 3100萬(wàn)平方米，累計(jì)保有量達(dá)到 12500萬(wàn)平方米，年產(chǎn)值 430余億元，出口 80余個(gè)國(guó)家，創(chuàng)匯 1 億美元以上。太陽(yáng)能熱水器的節(jié)能效果顯著， 每平方米熱水器在適當(dāng)?shù)墓芾硐拢?每年可節(jié) 約的能量相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤 60-100 公斤，可減少排放二氧化碳 180-300 公斤。我國(guó) 自從推廣應(yīng)用太陽(yáng)能熱水器以來(lái)，累計(jì)節(jié)約能量相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤2 億噸以上。2太陽(yáng)能電池

7、與光伏發(fā)電 （1）太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展情況 根據(jù)世界太陽(yáng)能專(zhuān)家估計(jì)，到 2040 年全世界太陽(yáng)能光伏發(fā)電量將占總發(fā)電 量份額的 40%，無(wú)疑太陽(yáng)能光伏發(fā)電將成為未來(lái)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。大面積的沙漠是光伏發(fā)電的好地方，我國(guó)有沙漠面積 52 萬(wàn)平方公里，另外 有半沙漠化的面積 33 萬(wàn)平方公里，如果全部用來(lái)進(jìn)行光伏發(fā)電， 將相當(dāng)于 2萬(wàn)座標(biāo)準(zhǔn)核電站。 最近歐盟正準(zhǔn)備 在非洲撒哈拉大沙漠建造特大型太陽(yáng)能發(fā)電站，總投資 1000 億歐元以上，可解 決歐洲四分之一的電力需求。太陽(yáng)能光伏發(fā)電之所以在未來(lái)能夠得到迅猛發(fā)展， 是因?yàn)槠浯嬖谥韵碌膬?yōu) 點(diǎn)：八、陽(yáng)光隨處可得，不受地域限制 無(wú)可動(dòng)部件，安全可靠 無(wú)噪聲、無(wú)

8、污染不用水，不消耗燃料 使用壽命長(zhǎng)（ 25-30 年） 安裝簡(jiǎn)單、方便，建設(shè)周期短，維護(hù)方便 分散建設(shè)，就地發(fā)電，為分布式電源 不需要架設(shè)遠(yuǎn)距離輸電線路便于分步實(shí)施 當(dāng)然太陽(yáng)能光伏發(fā)電也存在著缺點(diǎn)，包括： 成本高（現(xiàn)在每千瓦 2-3 萬(wàn)元） 太陽(yáng)光能量密度低（地面峰值輻射每平方米 1KW） 發(fā)電時(shí)數(shù)低（每年滿(mǎn)功率 1500 小時(shí)左右） 晚上及陰雨天不能發(fā)電（2）太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀近十年來(lái)，全世界太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，每年以 30%- 50%勺速度增長(zhǎng),超過(guò)其它任何產(chǎn)業(yè)， 被稱(chēng)為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。 中國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量占世 界總產(chǎn)量的 49%，亞洲正逐漸成為太陽(yáng)能電池的制造中心。根據(jù)20

9、09 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，德國(guó)仍為第一大太陽(yáng)能電池安裝國(guó)，意大利為第二，美國(guó)第三，日本 排第四。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2009年全球太陽(yáng)能電池工廠按照產(chǎn)量排名的前十大企業(yè)的產(chǎn)量總共約5595兆瓦，占全球總產(chǎn)量的60流右。這十家企業(yè)分別為：First Solar（美國(guó)）1100MW；尚德（中國(guó)）704MW；夏普（日本）595MWPQ-cells（德國(guó)）586MW；英利（中國(guó)）525MW；晶澳（中國(guó)）520MW；京瓷（日本）400MW；天合（中國(guó)）399MW；Sun Power（美國(guó)）397MW；昱晶（中 國(guó)臺(tái)灣）368MWp（3）太陽(yáng)能電池的應(yīng)用 太陽(yáng)能電池正應(yīng)用于以下領(lǐng)域：空間應(yīng)用，包括人造衛(wèi)星，航空航天器

10、 地面應(yīng)用，包括航標(biāo)燈、路燈等中小型電源，各種大小光伏發(fā)電站； 其中光伏建筑一體化（BIPV）是重點(diǎn)研究方向光伏建筑一體化（BIPV）是太陽(yáng)能電池應(yīng)用的重要方向 有效地利用了太陽(yáng)能資源 可以有效利用建筑物面積，節(jié)約土地資源 節(jié)約建筑成本是一種分布式能源、有利于能源安全 有利于電力供應(yīng)的調(diào)峰 有利于邊遠(yuǎn)地區(qū)的電力供應(yīng)四、風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展情況 受世界能源緊缺和全球氣候變暖、 減排溫室氣體的影響， 世界風(fēng)電發(fā)展迅速， 技術(shù)不斷進(jìn)步。（ 1 ）世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)風(fēng)電一直是世界上增長(zhǎng)最快的能源，裝機(jī)容量年平均增長(zhǎng)約30%。近十年來(lái)，世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展不斷超越人們預(yù)期的發(fā)展速度。2009年，世界新增裝機(jī)容量為3750萬(wàn)KW到2009年末，全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá) 15790萬(wàn)KW其中美國(guó)第一，達(dá)到3500萬(wàn)K0德國(guó)第二，達(dá)到2578萬(wàn)K0中國(guó)第三，達(dá)到 2510 萬(wàn) KW。 我國(guó)風(fēng)電已開(kāi)始進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展時(shí)期， 在上海崇明、 南匯、奉賢和洋山深水 港正在興建大型風(fēng)電場(chǎng)。（2）風(fēng)機(jī)