新能源技術應用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、目錄摘要2第一章 對能源的認識31.1能源的定義31.2能源的源頭31.3能源的種類4第二章 新能源的發(fā)展趨勢52.1 多元化52.2 清潔化52.3 高效化52.4 全球化62.5 市場化6第三章 啟示與建議7摘要我們人類生存與發(fā)展中最具有決定性意義的要素是三個： 物質、能量和信息。組成我們的世界是物質；人類生存活動決定于對信息的認知和反應；而維持生命，從事發(fā)展的活動又地要通過消耗能量來進行。一切能量來自能源，人類離不開能源。能源是人類生存、生活與發(fā)展的主要基礎。能源科學與技術，能源利用的發(fā)展在人類社會進步中一直扮演著及其重要的角色。 能源發(fā)展的里程碑 可以這么說，每一次能源利用的里程碑式發(fā)

2、展，都伴隨著人類生存與社會進步的巨大飛躍。幾千年來，在人類的能源利用史上，大致經(jīng)歷了這樣四個里程碑式的發(fā)展階段：原始社會火的使用，先祖?zhèn)冊诨鸬恼找掠瓉砹宋拿魃鐣氖锕猓?8世紀蒸汽機的發(fā)明與利用，大大提高了生產(chǎn)力，導致了歐洲的工業(yè)革命；19世紀電能的使用，極大地促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展，改變了人類生活的面貌；20世紀以核能為代表的新能源的利用，使人類進入原子的微觀世界，開始利用原子內部的能量。 未來對能源的要求有足夠滿足人類生存和發(fā)展所需要的儲量，并且不會造成影響人類生存的環(huán)境污染問題。未來對能源的需求 未來的人類社會依然要依賴于能源，依賴于能源的可持續(xù)發(fā)展。因此，我們須現(xiàn)在就很清楚地了解地球上

3、的能源結構和儲量，發(fā)展必須開發(fā)的能源利用技術，才能使人類的生存得于永久維持。而我們賴于生存的能源是取之不盡用之不完的嗎？回答是：不是，也是。事實上，進入21世紀后，人類目前技術可開發(fā)的能源資源已將面臨嚴重不足的危機，當今煤、石油和天然氣等礦石燃料資源日益枯竭，甚至不能維持幾十年。因此，必須尋找可持續(xù)的替代能源。而近半世紀的核能和平利用，已使核能已成為新能源家屬中迄今為止能替代有限礦石燃料的唯一現(xiàn)實的大規(guī)模能源。而且，未來如能實現(xiàn)核能的徹底利用，人類的能源將是無窮的。 除了物質、能量和信息三大因素外，人類對安全的要求也越來越重要了。安全包括社會安全、健康安全和環(huán)境安全等。它們同能源的關系也是非常

4、密切的。現(xiàn)在利用的能源已造成了大量的環(huán)境污染問題，嚴重影響了人類的生存。因此，未來對能源的要求將不僅是儲量充足，而且還必須是清潔的能源。相對其它化石能源而言，核能的和平利用已充分證明了核能是清潔的能源之一。 關 鍵 字 ： 能源利用 可持續(xù)發(fā)展 環(huán)境污染第一章 對能源的認識1.1能源的定義究竟什么是“能源”呢？科學技術百科全書是這樣說的：“能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源”；大英百科全書說：“能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語，人類用適當?shù)霓D換手段便可讓它為自己提供所需的能量”。可見，能源是呈多種形式的、可以相互轉換的能量的源泉。簡而言之，能源是自然界中能為人類提供能量的

5、物質資源。 1.2能源的源頭 在我們生活的地球上，能源形形色色?？偲饋碚f有三個初始來源：來自地球以外天體的能源（如太陽能）、地球本身蘊藏的能源（如地熱、核能）、地球與其它天體相互作用產(chǎn)生的能源（如潮汐）。而能源是產(chǎn)生能量的源頭。人們通常按形態(tài)與應用方式對能源進行分類。一般分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能。其中，前三類統(tǒng)稱化石燃料或化石能源。已被人類認識的這些能源，在一定條件下可以轉換為人們所需的各種形式的能量。比如薪柴和煤炭，加熱到一定溫度，能和氧氣化合并放出大量熱能，可以直接用來取暖，也可用來產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機，再帶動發(fā)電機，使熱能

6、變成機械能，再變成電能。把電送到工廠、機關和住戶，又可以轉換成機械能、光能或熱能。 來自地球外部天體的能源（主要是太陽能）。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質年代形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。此外，水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。 地球本身蘊藏的能量 。通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源。與地球內部的熱能有關的能源，我們稱之為地熱能。溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地熱的表現(xiàn)。地球可分為地殼、地幔

7、和地核三層，它是一個大熱庫。地殼就是地球表面的一層，一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔，它大部分是熔融狀的巖漿，厚度為2900公里?；鹕奖l(fā)一般是這部分巖漿噴出。地球內部為地核，地核中心溫度為2000度?？梢姡厍蛏系牡責豳Y源貯量也很大。原子核的結構發(fā)生變化時能釋放出大量的能量，稱為原子核能，簡稱核能，俗稱原子能。它則來自于地殼中儲存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應時的核裂變能資源，以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應時的核聚變能資源。這些物質在發(fā)生原子核反應時釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外，還可以用作其它類型的動力源、熱源等。 來自星球引力的能量。 指由于地球與月球、太陽等

8、天體相互作用的形成的能源。地球、月亮、太陽之間有規(guī)律的運動，造成相對位置周期性的變化，它們之間的引力隨之變化使海水漲落而形成潮汐能。與上述二類能源相比，潮汐能的數(shù)量很小。全世界的潮汐能折合成煤約為每年30億噸，而實際可用的只是淺海區(qū)那一部分，每年約可折合為6000萬噸煤。 1.3能源的種類 按其形成和來源分類：（1）來自太陽輻射的能量，如：太陽能、煤、石油、天然氣、水能、風能、生物能等。（2）來自地球內部的能量，如：核能、地熱能。（3）天體引力能，如：潮汐能。按開發(fā)利用狀況分類：（1）常規(guī)能源，如：煤、石油、天然氣、水能、生物能。（2）新能源，如：核能、地熱、海洋能、太陽能、早期、風能。按屬性

9、分類：（1）可再生能源，如：太陽能、地熱、水能、風能、生物能、海洋能。（2）非可再生能源，如：煤、石油、天然氣、核能。按轉換傳遞過程分類：（1）一次能源，直接來自自然界的能源。如：煤、石油、天然氣、水能、風能、核能、海洋能、生物能。（2）二次能源，如：沼氣、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽、火電、水電、核電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電等。第二章 新能源的發(fā)展趨勢2.1 多元化 世界能源結構先后經(jīng)歷了以薪柴為主、以煤為主和以石油為主的時代，現(xiàn)在正在向以天然氣為主轉變，同時，水能、核能、風能、太陽能也正得到更廣泛的利用?？沙掷m(xù)發(fā)展、環(huán)境保護、能源供應成本和可供應能源的結構變化決定了全球能源多樣化發(fā)

10、展的格局。天然氣消費量將穩(wěn)步增加，在某些地區(qū)，燃氣電站有取代燃煤電站的趨勢。未來，在發(fā)展常規(guī)能源的同時，新能源和可再生能源將受到重視。在歐盟2010年可再生能源發(fā)展規(guī)劃中，風電要達到4000萬千瓦，水電要達到1.05億千瓦。2003年初英國政府公布的能源白皮書確定了新能源戰(zhàn)略，到2010年，英國的可再生能源發(fā)電量占英國發(fā)電總量的比例要從目前的3%提高到10%，到2020年達到20%。 2.2 清潔化 隨著世界能源新技術的進步及環(huán)保標準的日益嚴格，未來世界能源將進一步向清潔化的方向發(fā)展，不僅能源的生產(chǎn)過程要實現(xiàn)清潔化，而且能源工業(yè)要不斷生產(chǎn)出更多、更好的清潔能源，清潔能源在能源總消費中的比例也將

11、逐步增大。在世界消費能源結構中，煤炭所占的比例將由目前的26.47%下降到2025年的21.72%，而天然氣將由目前的23.94%上升到2025年的28.40%，石油的比例將維持在37.60%37.90%的水平。同時，過去被認為是“臟”能源的煤炭和傳統(tǒng)能源薪柴、秸桿、糞便的利用將向清潔化方面發(fā)展，潔凈煤技術（如煤液化技術、煤氣化技術、煤脫硫脫塵技術）、沼氣技術、生物柴油技術等等將取得突破并得到廣泛應用。一些國家，如法國、奧地利、比利時、荷蘭等國家已經(jīng)關閉其國內的所有煤礦而發(fā)展核電，它們認為核電就是高效、清潔的能源，能夠解決溫室氣體的排放問題。 2.3 高效化 世界能源加工和消費的效率差別較大，

12、能源利用效率提高的潛力巨大。隨著世界能源新技術的進步，未來世界能源利用效率將日趨提高，能源強度將逐步降低。例如，以1997年美元不變價計，1990年世界的能源強度為0.3541噸油當量/千美元，2001年已降低到0.3121噸油當量/千美元，預計2010年為0.2759噸油當量/千美元，2025年為0.2375噸油當量/千美元。 但是，世界各地區(qū)能源強度差異較大，例如，2001年世界發(fā)達國家的能源強度僅為0.2109噸油當量/千美元，20012025年發(fā)展中國家的能源強度預計是發(fā)達國家的2.33.2倍，可見世界的節(jié)能潛力巨大。 2.4 全球化 由于世界能源資源分布及需求分布的不均衡性，世界各個

13、國家和地區(qū)已經(jīng)越來越難以依靠本國的資源來滿足其國內的需求，越來越需要依靠世界其他國家或地區(qū)的資源供應，世界貿易量將越來越大，貿易額呈逐漸增加的趨勢。以石油貿易為例，世界石油貿易量由1985年的12.2億噸增加到2000年的21.2億噸和2002年的21.8億噸，年均增長率約為3.46%，超過同期世界石油消費1.82%的年均增長率。在可預見的未來，世界石油凈進口量將逐漸增加，年均增長率達到2.96%。預計2010年將達到2930萬桶/日，2020年將達到4080萬桶/日，2025年達到4850萬桶/。世界能源供應與消費的全球化進程將加快，世界主要能源生產(chǎn)國和能源消費國將積極加入到能源供需市場的全

14、球化進程中。 2.5 市場化 由于市場化是實現(xiàn)國際能源資源優(yōu)化配置和利用的最佳手段，故隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，特別是世界各國市場化改革進程的加快，世界能源利用的市場化程度越來越高，世界各國政府直接干涉能源利用的行為將越來越少，而政府為能源市場服務的作用則相應增大，特別是在完善各國、各地區(qū)的能源法律法規(guī)并提供良好的能源市場環(huán)境方面，政府將更好地發(fā)揮作用。當前，俄羅斯、哈薩克斯坦、利比亞等能源資源豐富的國家，正在不斷完善其國家能源投資政策和行政管理措施，這些國家能源生產(chǎn)的市場化程度和規(guī)范化程度將得到提高，有利于境外投資者進行投資。 第三章 啟示與建議依靠科技進步和政策引導，提高能源效率，走高效、清潔化的能源利用道路 中國有自己的國情，中國能源資源儲量結構的特點及中國經(jīng)濟結構的特色，決定在可預見的未來，我國以煤炭為主的能源結構將不大可能改變，我國能源消費結構與世界能源消費結構的差異將繼續(xù)存在，這就要求中國的能源政策，包括在能源基礎設施建設、能源勘探生產(chǎn)、能源利用、環(huán)境污染控制和利用海外能源等方面的政策應有別于其他國家。鑒于我國人口多、能源資源特別是優(yōu)質能源資源有限，以及正處于工業(yè)化進程中等情況，應特別注意依靠科技進步和政策