新能源概論新能源及其材料課件

新能源概論新能源及其材料新能源概論新能源及其材料新能源概論新能源及其材料能源現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀能源的概念及分類新能源和可再生能源氫能經(jīng)濟(jì)及燃料電池技術(shù)氫能技術(shù)研發(fā)在重慶大學(xué)幾點(diǎn)感想新能源概論能源現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀能源的概念及分類新能源概論新能源概論目錄一、能源的概念及分類二、新能源和可再生能源三、氫能經(jīng)濟(jì)及燃料電池技術(shù)四、氫能技術(shù)研發(fā)在重慶大學(xué)五、幾點(diǎn)感想目錄一、能源的概念及分類能源是指一切能量比較集中的含能體和提供能量的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式1.1能源的概念石油煤天然氣電能源是指一切能量比較集中的含能體和提供能量的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式1按能源的形成方式劃分

一次能源——直接來自自然界的未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能源，如柴草、煤炭、原油、天然氣、核燃料、水力、風(fēng)力、太陽能、地?zé)崮?、海洋能等。二次能源——把一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化來的能源稱二次能源，如蒸汽、焦炭、洗煤、煤氣、電力、汽、煤、柴、油、氫能等。1.2能源的分類按能源的形成方式劃分1.2能源的分類按能源的使用性質(zhì)劃分

含能體能源——指能夠提供能量的物質(zhì)能源，其特點(diǎn)是可以保存且可儲(chǔ)存運(yùn)輸，如煤炭、石油等。過程性能源——指能夠提供能量的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，它不能保存、難于儲(chǔ)存運(yùn)輸，如太陽能，電能等。1.2能源的分類按能源的使用性質(zhì)劃分1.2能源的分類1.2能源的分類按能源可否再生劃分

不可再生能源——指隨人類的使用而減少的能源，如煤炭、原油、天然氣等化石能源可再生能源——不隨著人類使用而逐漸減少的能源

，如水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能等非化石能源1.2能源的分類按能源可否再生劃分按現(xiàn)階段使用的成熟程度劃分

常規(guī)能源——指人類已長(zhǎng)期使用，巳在技術(shù)上也比較成熟的能源。新能源——指雖已開發(fā)并少量使用，不過技術(shù)上還未成熟而沒有被普遍使用，但卻具有潛在應(yīng)用價(jià)值的能源。1.2能源的分類按現(xiàn)階段使用的成熟程度劃分1.2能源的分類

隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的增長(zhǎng)，人們對(duì)能源的需求越來越大，能源問題也越來越突出。

環(huán)境污染——

化石燃料的使用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染,導(dǎo)致了溫室效應(yīng)的產(chǎn)生和酸雨的形成。2005年2月16日，旨在減排室溫氣體的《京都協(xié)議書》已經(jīng)正式生效。能源危機(jī)——石油、天然氣和煤炭這三種人類使用的主要能源可開采年限，分別只有40年、50年和240年。目前我國已經(jīng)有超過31%的石油需要進(jìn)口，而到2010年，這一數(shù)字將會(huì)增長(zhǎng)到45-55%。1.3能源問題正在開采的油井隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的增長(zhǎng)，人們對(duì)能源的需求▲2、我國的能源結(jié)構(gòu)▲1、我國和世界的能源消耗20%的能源消耗生產(chǎn)了約5%的GPD1.3能源問題▲2、我國的能源結(jié)構(gòu)▲1、我國和世界的能源消耗1.3新能源技術(shù)——新能源和可再生能源新能源技術(shù)——新能源和可再生能源太陽能小水電生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽芴烊粴馑衔?新能源的幾種形式風(fēng)能氫能太陽能小水電生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽芴烊粴馑衔?新能源的幾2.1太陽能

按目前太陽的質(zhì)量消耗速率計(jì)，可維持6×1010年。所以可以說它是“取之不盡，用之不竭”的能源。

太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，也是人類可利用的最豐富的能源。太陽每年投射到地面上的輻射能高達(dá)1.05×1018千瓦時(shí)（3.78×1024J），相當(dāng)于1.3×106億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2.1太陽能按目前太陽的質(zhì)量消耗速率計(jì)，可維1)總量最大——取之不盡，用之不竭（應(yīng)對(duì)能源危機(jī)）2)分布最廣——遍布世界各地（應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)能源的區(qū)域差異和貿(mào)易壁壘）3)最清潔——利用過程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染，也不會(huì)產(chǎn)生廢棄物（應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化）4)能源品位低——需要一定的面積保證（通常認(rèn)為在不考慮地球大氣吸收的情況下，功率是1.39KW/m2

）5)不穩(wěn)定因素多——多數(shù)利用方式受天氣狀況影響2.1.1太陽能特點(diǎn)1)總量最大——取之不盡，用之不竭（應(yīng)對(duì)能源危機(jī)）2.1.2.1.2全球太陽能資源分布情況2.1.2全球太陽能資源分布情況

我國太陽能分布：太陽能的高值中心和低值中心都處在北緯22°-35°這一帶，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太陽年輻射總量，西部地區(qū)高于東部地區(qū)，而且除西藏和新疆兩個(gè)自治區(qū)外，基本上是南部低于北部。2.1.3我國太陽能資源分布特點(diǎn)我國太陽能分布：2.1.3我國太陽能資源分布光——熱轉(zhuǎn)化2.1.4太陽能的利用方式光——電轉(zhuǎn)化光——化學(xué)轉(zhuǎn)化光——熱轉(zhuǎn)化2.1.4太陽能的利用方式光——電轉(zhuǎn)化光——化2.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化光熱轉(zhuǎn)化：就是把太陽輻射能通過各種集熱裝置（集熱器）轉(zhuǎn)變成熱能。主要包括熱水器、干燥器、采暖和制冷、太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具；北京2008奧運(yùn)會(huì)的示范工程，中國太陽能第一樓2.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化光熱轉(zhuǎn)化：就是把太陽☆平板太陽能熱水器

產(chǎn)水量大，利于清潔，熱效率高，是與建筑物相結(jié)合的首選產(chǎn)品。但不抗凍，環(huán)境溫度0℃時(shí)則不能工作，廣泛運(yùn)用于非結(jié)冰地區(qū)，國外90%以上的用戶使用本產(chǎn)品（通過改造的平板熱水器可抗嚴(yán)寒）。

☆真空管太陽能熱水器

高硼硅玻璃真空管具有一定的抗凍能力，可在－15℃的環(huán)境中照常工作。管內(nèi)走水，易炸裂，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)有水垢積存，影響熱效率，

☆熱管太陽能熱水器

在普通真空太陽集熱管中加上傳熱導(dǎo)管即可，因?yàn)樵黾恿藗鳠峤橘|(zhì)，熱效率有一定損耗。優(yōu)點(diǎn)是管內(nèi)無水，永不結(jié)垢，適用嚴(yán)寒地區(qū)使用。2.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化☆平板太陽能熱水器

產(chǎn)水量大，利于清潔，熱效率高，是與建太陽能熱水器與其它熱水器使用效益比較表

熱水器裝置類別太陽能熱水器燃?xì)鉄崴麟姛崴餮b置投資（元）30001000(含鋼瓶)600裝置壽命（年）1565每年燃料動(dòng)力費(fèi)（元）081067515年需總費(fèi)用（元）300015150119252.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化太陽能熱水器與其它熱水器使用效益比較表熱水器裝置類別太陽能2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光電轉(zhuǎn)化：就是通過太陽能電池（光電池、光伏電池）將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能。各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng)均屬這一類。2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光電轉(zhuǎn)化：就是通過太2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化工作原理：光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)，將太陽光直接轉(zhuǎn)化為電能。2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化工作原理：光伏發(fā)電是2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光伏材料特點(diǎn)結(jié)晶硅材料保持著目前最高的光電轉(zhuǎn)化效率（實(shí)驗(yàn)室24.4%，商業(yè)12%~16%

），納米晶硅薄膜光伏電池發(fā)展較快，光吸收系數(shù)較低，當(dāng)樣品厚度小于100μm時(shí)，幾乎不能吸收hv>Eg的全部光子。非晶硅材料目前較高的多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率為19%(德國費(fèi)萊堡太陽能研究所)，實(shí)為硅氫合金材料，其光學(xué)禁帶寬度為1.12-1.7eV。到目前為止該類光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率還比較低，存在光致退化效應(yīng)。銅銦硒光伏材料最高轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到18.8%(NREL)，三元化合物半導(dǎo)體，禁帶寬度覆蓋了最主要的太陽光譜部分。碲化鎘材料目前實(shí)驗(yàn)室電池的效率達(dá)到16%，大面積商業(yè)模件的效率為10%，為多晶材料，晶粒間界增強(qiáng)了光生少數(shù)載流子的收集。有機(jī)半導(dǎo)體光伏材料光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到3%，主要有酞菁鋅(ZnPc)、甲基卟啉(TTP)、聚苯胺(Pam)等。通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)摻雜可提高電子遷移率，禁帶寬度為幾個(gè)電子伏特。可能在非常低的溫度下，以低廉的價(jià)格進(jìn)行大面積的光伏電池制備。染料敏化納米晶TiO2材料光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了7%，建立在快速的再生型光電轉(zhuǎn)換過程之上，對(duì)于低電阻的電子傳輸過程來說，對(duì)電極上常常會(huì)覆蓋一層Pt催化劑。

在光伏發(fā)電中，半導(dǎo)體材料起著關(guān)鍵的作用，目前主要的光伏材料有：

2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光伏材料特點(diǎn)結(jié)晶硅材太陽能發(fā)電站2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化太陽能發(fā)電站2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化太陽能汽車2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化太陽能汽車2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化日本通產(chǎn)省(MITI)第二次新能源分委會(huì)宣布了光伏、風(fēng)能和太陽熱利用計(jì)劃，2010年光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到5GW歐盟可再生能源白皮書及相伴隨的“起飛運(yùn)動(dòng)”是驅(qū)動(dòng)歐洲光伏發(fā)展的里程碑，總目標(biāo)是2010年光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到3GW美國能源部制定了從2000年1月1日開始的新5年國家光伏計(jì)劃和2020～2030年的長(zhǎng)期規(guī)劃，按照預(yù)計(jì)的發(fā)展速度，2010年美國光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.7GW澳大利亞計(jì)劃于2010年使光伏發(fā)電的裝機(jī)容量達(dá)到0.75GW2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化日本通產(chǎn)省(MITI2.1.4太陽能的利用方式——光化學(xué)轉(zhuǎn)化光化學(xué)轉(zhuǎn)化：就是用光和物質(zhì)相互作用引起化學(xué)變化的過程。這種轉(zhuǎn)換技術(shù)包括半導(dǎo)體電極產(chǎn)生電而電解水產(chǎn)生氫、利用氫氧化鈣或金屬氫化物熱分解儲(chǔ)能等。2.1.4太陽能的利用方式——光化學(xué)轉(zhuǎn)化光化學(xué)轉(zhuǎn)化：就是用光2.2生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是指綠色植物通過光合用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。據(jù)估計(jì)地球上每年植物光合作用固定的碳達(dá)2x1011t，含能量達(dá)3x1021J，因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的10倍。2.2生物質(zhì)能生物質(zhì)能是指綠色植物通過光合用2.2.1生物質(zhì)能的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：燃燒容易，污染少，灰分較低。缺點(diǎn)：熱值及熱效率低，體積大而不易運(yùn)輸，直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10％一30％。2.2.1生物質(zhì)能的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：燃燒容易，污染少，灰分較低。2.2.2生物質(zhì)能種類生物質(zhì)能通常包括以下幾個(gè)方面：1）木材及森林工業(yè)廢棄物；2）農(nóng)業(yè)廢棄物；3）水生植物；4）油料植物；5）城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物；6）動(dòng)物糞便。2.2.2生物質(zhì)能種類生物質(zhì)能通常包括以下幾個(gè)方面：2.2.3生物質(zhì)能的利用——直接燃燒

農(nóng)牧民學(xué)習(xí)使用節(jié)柴灶

生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是我國農(nóng)村生物質(zhì)能利用的主要方式。推廣熱效率可達(dá)20%～30%的節(jié)柴灶這種技術(shù)已被國家列為農(nóng)村能源建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)之一。2.2.3生物質(zhì)能的利用——直接燃燒

物化轉(zhuǎn)化主要包括干餾技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)及熱裂解技術(shù)等。可以把生物質(zhì)轉(zhuǎn)變成熱值較高的可燃?xì)?、固定碳、木焦油及木醋液等物質(zhì)?？扇?xì)夂淄?、乙烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等，可做生活燃?xì)饣蚬I(yè)用氣。2.2.3生物質(zhì)能的利用——物化轉(zhuǎn)化秸桿發(fā)電物化轉(zhuǎn)化主要包括干餾技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)及熱裂2.2.3生物質(zhì)能的利用——生化轉(zhuǎn)化

生化轉(zhuǎn)化主要包括厭氧消化技術(shù)和酶技術(shù)。厭氧消化是利用厭氧微生物的生長(zhǎng)代謝過程將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CH4

等可燃?xì)怏w，同時(shí)得到厭氧發(fā)酵液、渣等厭氧發(fā)酵殘留物，用作農(nóng)田肥料，效果很好。酶技術(shù)是利用微生物體內(nèi)的酶分解生物質(zhì)，生產(chǎn)液體燃料，如乙醇、甲醇等。2.2.3生物質(zhì)能的利用——生化轉(zhuǎn)化生化轉(zhuǎn)2.2.4生物質(zhì)能的發(fā)展前景表12003年我國生物質(zhì)能開發(fā)利用量

從資源和技術(shù)（包括技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性）兩方面看，利用生物質(zhì)能發(fā)電和生產(chǎn)生物燃油在我國有廣闊的發(fā)展前景，將為滿足我國的電力需求、石油需求起到重要作用，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

2.2.4生物質(zhì)能的發(fā)展前景表12003年我國生物質(zhì)2.3風(fēng)能

風(fēng)能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均，引起空氣運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。太陽能在地面上約2％轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能，全球風(fēng)力用于發(fā)電功率可達(dá)11.3萬億kW。2.3風(fēng)能風(fēng)能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均2.3.1風(fēng)能的特點(diǎn)風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)：蘊(yùn)藏量大、分布廣泛無污染、可再生適應(yīng)性強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ箫L(fēng)能的限制性：能量密度低，只有水力的l／8l6

不穩(wěn)定性，氣流瞬息萬變地區(qū)差異大2.3.1風(fēng)能的特點(diǎn)風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)能的限制性：

資源豐富區(qū)有山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島，內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北，新疆達(dá)坂城、阿拉山口，河西走廊，松花江下游，張家口北部等地，以及分布各地的高山山口和山頂。2.3.2我國風(fēng)能的分布資源豐富區(qū)有山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島利用風(fēng)力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。2.3.3風(fēng)能的利用利用風(fēng)力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。2.3.3風(fēng)能不同能源發(fā)電成本2.3.3風(fēng)能的利用不同能源發(fā)電成本2.3.3風(fēng)能的利用2.3.3風(fēng)能的利用國家累計(jì)裝機(jī)2002-2003增長(zhǎng)速度(%)3年平均增長(zhǎng)速度(%)2001年底2002年底2003年底德國8734119681461222.133.8美國42454674636136.134.6西班牙35505043642027.331.3丹麥2456288030766.89.5印度14561702212524.920.3意大利70080692214.429.5英國52557075933.121.3荷蘭52372793829.025.6中國40647357120.717.5日本35748676156.675.1世界前10名22957293293654524.629.2世界總計(jì)24927320374030125.629.2世界風(fēng)電市場(chǎng)前10名國家的風(fēng)電發(fā)展增速統(tǒng)計(jì)2.3.3風(fēng)能的利用國家累計(jì)裝機(jī)2002-2003增長(zhǎng)速度

經(jīng)過多年的努力，截至2002年底，我國風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了46.85萬千瓦（不包括臺(tái)灣地區(qū)）。2.3.4我國風(fēng)能的發(fā)展現(xiàn)狀我國大型風(fēng)電機(jī)組歷年總裝機(jī)容量圖經(jīng)過多年的努力，截至2002年底，我國風(fēng)力發(fā)2.4小水電

所謂小水電，通常是指電站總?cè)萘吭?萬kW以下的小型水電站及與其相配套的小電網(wǎng)的統(tǒng)稱。小水電的開發(fā)方式，按照集中水頭的辦法，可分為引水式、堤壩式和混合式三類。

2.4小水電所謂小水電，通常是指電站總?cè)萘吭?萬2.4.1小水電的特點(diǎn)

工程簡(jiǎn)單、建設(shè)工期短，一次基建投資小，水庫的淹沒損失、移民、環(huán)境和生態(tài)等方面的綜合影響甚小。而且小水電接近用戶，輸變電設(shè)備簡(jiǎn)單、線路輸電損耗小，水電發(fā)電的效率為同等規(guī)模的熱電站的兩倍以上。2.4.1小水電的特點(diǎn)工程簡(jiǎn)單、建設(shè)工期短，一次基建2.4.2小水電資源分布2.4.2小水電資源分布按有利情況估計(jì)(MW)地區(qū)1990年2000年2005年2010年2020年北美洲430268298604984912906拉丁美洲11132125293738396557西歐723111478144621655521692東歐及獨(dú)聯(lián)體22963645459252576889中東及北非洲4586119156266次撒哈拉非洲1813454776241065太平洋102162204234306中國38907428102641341522915亞洲34365590511832021合計(jì)1950332753425645111274616注：包括小于10MW的水電站2.4.3小水電資源發(fā)展預(yù)測(cè)按有利情況估計(jì)(MW)地區(qū)2.4.4小水電發(fā)展前景

我國蘊(yùn)藏著極其豐富的水力資源，全國水力資源理論蘊(yùn)藏時(shí)為6.8億千瓦，年電能5.9萬億度，占目前世界電力需求量15萬億度的1/3，可開發(fā)資源的裝機(jī)容量為3.78億千瓦，年電能1.92萬億度，適于建造小水電站的河流很多。隨著小水電在我國的迅速發(fā)展，必將成為農(nóng)村和邊遠(yuǎn)山區(qū)發(fā)電的主力。2.4.4小水電發(fā)展前景我國蘊(yùn)藏著極其豐富的水力2.5地?zé)崮?/p>

地?zé)崮苁侵冈诋?dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量。2.5地?zé)崮艿責(zé)崮苁侵冈诋?dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境2.5.1地?zé)崮艿姆诸?/p>

地?zé)崮馨促x存形式可分為水熱型（又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和熱水型）、地壓型、干熱巖型和巖漿型四大類；按溫度高低可分為高溫型（＞150℃）、中溫型（90～149℃）和低溫型（≤89℃）。阿里地區(qū)地?zé)崽锉鶏u地?zé)?.5.1地?zé)崮艿姆诸惖責(zé)崮馨促x存形式可分為2.5.2地?zé)崮艿姆植?/p>

就全球來說，地?zé)豳Y源的分布是不平衡的。明顯的地溫梯度每公里深度大于30℃的地?zé)岙惓^(qū)，主要分布在板塊生長(zhǎng)、開裂-大洋擴(kuò)張脊和板塊碰撞，衰亡-消減帶部位。環(huán)球性的地?zé)釒е饕邢铝?個(gè)：

1）環(huán)太平洋地?zé)釒?）地中海一喜馬拉雅地?zé)釒?）大西洋中脊地?zé)釒?）紅海一亞丁灣一東非裂谷地?zé)釒?.5.2地?zé)崮艿姆植季腿騺碚f，地?zé)豳Y源的分布是

從直接利用地?zé)岬囊?guī)模來說，最常用的是地?zé)崴茉?，占總利用量?/3以上，其次是地?zé)崴B(yǎng)殖和種植約占20%，地?zé)岵膳s占13%，地?zé)崮芄I(yè)利用約占2%。據(jù)美國地?zé)豳Y源委員會(huì)（GRC）1990年的調(diào)查，世界上18個(gè)國家有地?zé)岚l(fā)電，總裝機(jī)容量5827.55兆瓦，裝機(jī)容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。2.5.3地?zé)崮艿拈_發(fā)從直接利用地?zé)岬囊?guī)模來說，最常用的是地?zé)崴芪鞑匮虬司責(zé)犭娬?/p>

我國的地?zé)豳Y源也很豐富，但開發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。2.5.4我國地?zé)崮艿拈_發(fā)西藏羊八井地?zé)犭娬疚覈牡責(zé)豳Y源也很豐富，但2.6海洋能

海洋能是指海水在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的能為人類利用的能量，理論能量總量約為766億千瓦，是名副其實(shí)的“藍(lán)色煤?！?。2.6海洋能海洋能是指海水在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的2.6.1海洋能的分類按其成因可分為：潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能等。按其儲(chǔ)存形式可分為：機(jī)械能（潮汐能、波浪能和海流能）、熱能（海水溫差能）和化學(xué)能（海水鹽差能）2.6.1海洋能的分類按其成因可分為：浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站，是世界第三大潮汐發(fā)電站。法國朗斯電站2.6.2海洋能的利用

海洋能最主要的利用方式就是發(fā)電。全球僅可利用的潮汐能就達(dá)30億千瓦，年發(fā)電量約為26萬億度，這比目前世界上全部的水力發(fā)電量大一倍。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265兆瓦，中國為5.64兆瓦，浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站，是世界第三大潮汐發(fā)電站。法國朗斯電站2.7天然氣水合物

水合物立方籠型結(jié)構(gòu)圖

天然氣水合物(NaturalGasHydrates)是在一定條件下由氣體或揮發(fā)性液體與水相互作用過程中形成的白色固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)(可燃冰)，它是一種非化學(xué)計(jì)量籠形物，為超分子結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的吸附(濃縮)氣體能力，單位體積的水合物可含164倍同單位的氣體，分子量小，成分不穩(wěn)定，除以甲烷氣體為主外，還含有乙、丙、丁烷多種氣體。2.7天然氣水合物水合物立方籠型結(jié)構(gòu)圖天2.7.1天然氣水合物資源分布

分布在陸地上氣水合物最大地質(zhì)儲(chǔ)量為5．3×1011噸，其主要存在于永久凍土帶。分布于海洋中的水合物最大地質(zhì)儲(chǔ)量為1．61×1014噸，其主要分布在大陸架斜坡帶、洋中脊、海溝和海嶺等。天然氣水合物資源分布圖天然氣水合物勘探2.7.1天然氣水合物資源分布分布在陸地上氣水2.7.1天然氣水合物資源分布可燃礦物

可產(chǎn)儲(chǔ)量(10億噸計(jì))最大地質(zhì)儲(chǔ)量(10億噸計(jì))煤和褐煤900015800常規(guī)天然氣藏

280

330常規(guī)石油藏4151180石油-39500陸上水合物藏53530海洋水合物藏11300161000漂浮氣能500-地球可燃礦產(chǎn)資源

天然氣水合物中的有機(jī)碳占全球有機(jī)碳的53.3％，而煤、石油和天然氣三者總和才占到26.6％。2.7.1天然氣水合物資源分布可燃礦物可產(chǎn)儲(chǔ)量(10億噸2.7.2天然氣水合物勘探與開采

有人提出通過向水合物層壓入含有促進(jìn)分解的化學(xué)試劑的熱流體，促進(jìn)水合物分解，并且在收集天然氣的同時(shí)將CO2氣體壓入水合物層，生成CO2水合物，既能維持地層的穩(wěn)定，又減少了大氣中的溫室氣體，但該方法的可行性還有待進(jìn)一步考證。

天然氣水合物至今還沒有完美的開采方案。熱解法和降壓法可利用高溫或核輻射效應(yīng)使天然氣水合物由固態(tài)分解出CH4，但如何布設(shè)管道并高效收集是急于解決的問題。置換法是將CO2液化，注入1500m以下的洋面以生成CO2水合物，從而將CH4置換出來。但CH4的溫室效應(yīng)比CO2要強(qiáng)21倍，因此全球溫室效應(yīng)將迅速加劇。2.7.2天然氣水合物勘探與開采有人提出通過資源豐富的南海

一項(xiàng)針對(duì)南海北部的勘測(cè)顯示，那里的天然氣水合物——可燃冰儲(chǔ)量達(dá)到我國陸上石油總量的一半左右，這些可燃冰有望在2015年進(jìn)行試開采。2.7.2天然氣水合物勘探與開采資源豐富的南海一項(xiàng)針對(duì)南海北部的勘測(cè)顯示，那里新能源及其新材料

新能源及其新材料目錄能源現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀目錄能源現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀能源分類能源分類一次能源二次能源(經(jīng)轉(zhuǎn)換或提煉）可再生能源非再生能源風(fēng)能，水能，太陽能，地?zé)?，海洋能，生物能化石燃料（煤，石油，天然氣）鈾電能，氫能，汽油，柴油等能源分類能源分類一次能源二次能?經(jīng)轉(zhuǎn)換或提煉）可再生能源非(1)人類社會(huì)對(duì)能源的需求不斷增加。能源是與人類社會(huì)的生存與發(fā)展休戚相關(guān)的。人類社會(huì)的發(fā)展伴隨著能源消耗的增加。能源應(yīng)用現(xiàn)狀表1世界一次能源消費(fèi)的增長(zhǎng)率(1)人類社會(huì)對(duì)能源的需求不斷增加。能源應(yīng)用現(xiàn)狀表1(2)能源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。表2世界一次商品能源構(gòu)成(2)能源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。表2世界一次商品能源構(gòu)成(3)能源應(yīng)用形態(tài)有所改變。

小型的可移動(dòng)電源的需求量增長(zhǎng)很快，這主要是信息技術(shù)發(fā)展的結(jié)果；特別是近年來筆記本電腦、手提電話等移動(dòng)通信、攝像機(jī)、聲像設(shè)備以及一些軍用電子設(shè)備的發(fā)展，對(duì)電池的能量密度要求更高，并要求能夠反復(fù)使用。因此促進(jìn)了高容量二次電池的發(fā)展。(3)能源應(yīng)用形態(tài)有所改變。小型的(4)礦物能源面臨枯竭。（1992世界能源大會(huì)）石油/年天然氣/年煤/年鈾/年世界495726260中國236110230(4)礦物能源面臨枯竭。（1992世界能源大會(huì)）石油/年天(5)礦物燃燒造成環(huán)境污染。（SO2、CO、CO2、NO）

（植被、土壤；氣候；健康）圖2世界CO2排放量隨時(shí)間的變化(5)礦物燃燒造成環(huán)境污染。（SO2、CO、CO2、NO）

(6)新能源的開發(fā)不斷取得進(jìn)展

太陽能、生物能、核能、風(fēng)能、地?zé)?、海洋能等一次能源和二次能源中的氫能?/p>

新能源的開發(fā)一方面靠利用新的原理來發(fā)展新的能源系統(tǒng)，另一方面靠材料的開發(fā)與應(yīng)用，使新系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，并提高效率，降低成本。

(6)新能源的開發(fā)不斷取得進(jìn)展(7)新材料的幾個(gè)作用：新材料把原來習(xí)用已久的能源變?yōu)樾履茉础?/p>

如：半導(dǎo)體材料把太陽能有效地直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；燃料電池能使氫與氧反應(yīng)而直接產(chǎn)生電能，代替過去利用氫氣燃料獲得高溫。一些新材料可提高儲(chǔ)能和能力轉(zhuǎn)化效果

如：鎳電池、鋰離子電池等都是靠電極材料的儲(chǔ)能效果和能量轉(zhuǎn)化功能而發(fā)展起來的新型二次電池。

(7)新材料的幾個(gè)作用：新材料把原來習(xí)用已久的能源變?yōu)樾虏牧蠜Q定著核反應(yīng)堆的性能與安全性。材料的組成、結(jié)構(gòu)、制作、加工工藝決定著投資與運(yùn)行成本。

如：太陽電池材料決定著光電轉(zhuǎn)換效率；燃料電池的電極材料決定著電池的質(zhì)量和壽命；材料的制備工藝又決定著能源的成本。新材料決定著核反應(yīng)堆的性能與安全性。(8)能源材料的概念及分類廣義上，凡能源工業(yè)及能源利用技術(shù)所需的材料都可稱為能源材料。新能源材料－如增殖堆用核材料、太陽能電池材料節(jié)能材料－如非晶態(tài)金屬磁性，超導(dǎo)材料。儲(chǔ)能材料－如貯氫（吸氫）材料，高比能電池材料(8)能源材料的概念及分類廣義上，凡

能源現(xiàn)狀與發(fā)展問題1.可再生清潔能源如風(fēng)能、太陽能等所占比例不到3%2.石油、煤和天然氣占初級(jí)能源消耗的85%左右3.其余主要是火電和水電據(jù)可靠資料報(bào)道，到2020年，我國能源的消費(fèi)比例除了利用石油、煤和天然氣以及水電外，風(fēng)能的消費(fèi)比例要占到10%，核能的消費(fèi)要占到3%。

各種能源的消費(fèi)比例圖能源現(xiàn)狀與發(fā)展問題1.可再生清潔能源如風(fēng)能、太陽能等所占我國石油產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)

2010年，萬噸2020年，萬噸汽、煤、柴油17750-1890021700-28800潤(rùn)滑油520-560560-770燃料油29002700化工用油4700-56007200-8700其它5400-55006600-6700石油產(chǎn)品合計(jì)31300-3350038800-47700國內(nèi)石油需求3.3-3.5億噸4.1-5.0億噸其它：LPG、瀝青、石油焦、溶劑油、硫磺等2004年我國汽柴油消耗分別達(dá)4706萬噸和10292萬噸(合計(jì)1.5億噸)

我國石油產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)

2010年，萬噸2020年，萬噸汽、煤無窮大約45年約15約61年約30約230年約81約71年約50我國各種能源探明儲(chǔ)量（以儲(chǔ)采比表示）與世界比較摘自“光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略國際研討會(huì)：機(jī)遇與挑戰(zhàn)”論文集

2004年4月8日，北京P8050100150200250300太陽能石油天然氣煤鈾世界中國無窮大約45年約15約61年約30約230年約81約71年二氧化碳是化石能源的最終排放形態(tài)化石能源及其現(xiàn)狀表3全球各國CO2排放量比較排行二氧化碳是化石能源的最終排放形態(tài)化石能源及其現(xiàn)狀表3全球各汽車油耗占汽柴油誚費(fèi)的比例(2002)

耗油量，萬噸占消費(fèi)量，%汽油車282575.5柴油車188824.2交通運(yùn)輸用油約占石油消耗的40%汽車油耗占汽柴油誚費(fèi)的比例(2002)

耗油量，萬噸占消費(fèi)量2020年

原油需求控制在4.5億噸，至少進(jìn)口2.5億噸，對(duì)外依存度65%

汽車保有量應(yīng)控制在1億輛(

現(xiàn)有2400萬輛)

2004年，產(chǎn)量500萬輛，到2010年預(yù)計(jì)汽車年產(chǎn)量達(dá)到800到1000萬輛

2020年

原油需求控制在4.5億噸，至少進(jìn)口2.5在北京、上海等大城市，空氣污染的60%來自汽車排放二氧化碳的全球排放量中，中國居第二

在北京、上海等大城市，空氣污染的60%來自汽車排放2010550ppm

從左圖大氣CO2濃度隨年代的變化及其在全球的分布圖可以看出：很明顯，近20年來，CO2的濃度上升迅速非常迅速，2010年將接近550ppm。而且，主要分布在美國和中國所在的北半球高緯度60-80度處。2010550ppm從左圖大氣CO2濃度隨CO2大量排放帶來的最直接危害就是產(chǎn)生溫室效應(yīng)！CO2大量排放帶來的最直接危害就是產(chǎn)生溫室效應(yīng)！

“溫室效應(yīng)”使地球變暖帶來的嚴(yán)重后果A、根據(jù)IPCC的預(yù)測(cè)，2050年地球的平均氣溫將增加2.5±1℃B、專家認(rèn)為：近100年來，全球年平均氣溫上升了0.6℃。預(yù)計(jì)到2100年，全球年平均氣溫將比1990年上升1.5－3.5℃C、美國皮尤全球氣候變化研究中心發(fā)表的一份報(bào)告估計(jì)，到2100年全球氣溫將升高1.3-4.6攝氏度，并導(dǎo)致海平面升高17-99厘米。D、全球森林面積迅速下降，現(xiàn)有森林已無法吸收各國所排放的二氧化碳，已使大氣層中二氧化碳含量迅速增加，整個(gè)氣候狀況已經(jīng)進(jìn)入惡性循環(huán)狀態(tài)。E、氣候變暖有可能導(dǎo)致極地冰帽迅速融化，進(jìn)而使海平面上升，引發(fā)大規(guī)模洪水。在地球歷史上發(fā)生于15萬年前的冰川期則只是因?yàn)樵?萬年內(nèi)地球氣溫升高5℃所造成的。溫室效應(yīng)還會(huì)造成極端降水（暴雨、暴雪）、颶風(fēng)、山崩及泥石流等“非常事件”將頻繁出現(xiàn)。專家們注意到，在過去幾年里，衡量氣候變化的“非常事件指數(shù)”（ExtrenmeEventlndex）不斷攀高，由于氣候變化而引起的自然災(zāi)害隨時(shí)可能出現(xiàn)。G.溫室效應(yīng)造成厄爾尼諾現(xiàn)象頻繁發(fā)生，氣候異常、危害嚴(yán)重“溫室效應(yīng)”使地球變暖帶來的嚴(yán)重后果化石能源及其現(xiàn)狀

應(yīng)對(duì)氣候變化的國際行動(dòng)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化，國際社會(huì)制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》。許多國家和非政府組織相應(yīng)建立了碳基金，并以此為平臺(tái)開展減排和碳匯項(xiàng)目。以實(shí)際行動(dòng)參與應(yīng)對(duì)氣候變化

聯(lián)合國氣候變化框架公約化石能源及其現(xiàn)狀應(yīng)對(duì)氣候變化的國際行動(dòng)聯(lián)合國氣候變化框新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀美國和歐洲各國在1974-1975年和1979-1982年爆發(fā)了兩次特能源危機(jī)

不依賴石油的電動(dòng)汽車自然再次成為研究的熱點(diǎn)美國和歐洲各國在1974-1975年和1979-1982年爆新能源概論新能源及其材料課件新能源概論新能源及其材料課件鋰離子電池的特點(diǎn)高比能量(180-200Wh/Kg)長(zhǎng)循環(huán)壽命(500-1000次)高電壓(3.6V)低自放電(6-8%/月)無記憶效應(yīng)綠色能源鋰離子電池的特點(diǎn)高比能量(180-200Wh/Kg)不斷涌現(xiàn)的電子新產(chǎn)品需要性能更優(yōu)的電源如：Apple公司出品iPodphoto播放音樂最長(zhǎng)達(dá)15小時(shí)；播放有音樂的幻燈片最長(zhǎng)達(dá)5小時(shí)

APPLE的iBook需用容量為:3300mAh，10.8V的鋰離子電池市場(chǎng)期待己久的電動(dòng)車需要功率更大的電池，因而出現(xiàn)了第二代的鋰離子電池不斷涌現(xiàn)的電子新產(chǎn)品需要性能更優(yōu)的電源

第二代鋰離子電池的特征：大容量、高電壓、長(zhǎng)壽命、低價(jià)格第二代鋰離子電池的R&D;以美囯能源部車用技術(shù)辦公室支持的“先進(jìn)運(yùn)輸用電池”項(xiàng)目（BATT）代表第二代鋰離子電池的特征：一、第二代鋰離子電池★壽命達(dá)10年；★10年內(nèi)容量衰退<20%；★充放電1000次；★工作溫度–40～650C；★比能量>170wh/kg；★比功率>300w/kg；★成本<150$/kwh@20k/年

(即每年每20k單元的價(jià)格<$150)BATT項(xiàng)目要求：低成本、大功率、長(zhǎng)壽命

一、第二代鋰離子電池★壽命達(dá)10年；BATT項(xiàng)目要求★正極

LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2材料；

xLi2M′O3·(1-x)LiMO2復(fù)合材料，其中M′=Mn,Ti,Zr,Ru，M=Li,MnNi,Co（替代LiCoO2）

xLi2M′O3·(1-x)LiMO2，容量達(dá)190mAh/g(50℃，100次充/放電)；xLi2M′O3·(1-x)LiMO2，容量達(dá)300mAh/g(4.6～1.45V)★正極★負(fù)極

a鍍碳石墨負(fù)極；

bSn、Sb基中間金屬化合物負(fù)極：如Sn箔，它比Cu6Sn5好，在100次充/放電下可逆電化學(xué)容量大于300mAh/g(2000mAh/ml)★負(fù)極★比功率(18秒內(nèi)放電)：900w/kg；★能量密度：1450w/l；★比能量：75wh/kg；★循環(huán)壽命(25wh次)：300,000；★使用壽命：15年；★售價(jià)：但高于計(jì)劃指標(biāo)2-4倍

進(jìn)展：

高能鋰離子電池研究成果：進(jìn)展：一、第二代鋰離子電池2004美國能源部(DOE)修訂了混合動(dòng)力車的儲(chǔ)能目標(biāo)：★

到2010年，研制出300Wh、25kW（18秒內(nèi)放電）使用壽命15年的電動(dòng)火車用電池；

★

混合動(dòng)力車用電池組指標(biāo)：

◆

脈沖放電功率：25～40kw(10秒內(nèi))◆

總可用能量：0.3～0.5KWh

◆

循環(huán)壽命：300k～50wh次(15Mwh)

◆

使用壽命：15年

◆

生產(chǎn)價(jià)格：$500～800100k單位/年

◆

工作電壓：0.55～400Vdc

◆

工作溫度：-30～+52℃一、第二代鋰離子電池2004美國能源部(DOE)修訂了混合一、第二代鋰離子電池

L333是日本Mitsui，Tanaka、Seimi公司研制的LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2（稱為L(zhǎng)333）材料，C/2倍率下半電池實(shí)驗(yàn)表明L333(Seimi)正極材料具有高的放電容量和好的循環(huán)性能

BATT項(xiàng)目推薦L333材料作為下一代動(dòng)力鋰離子電池正極材料一、第二代鋰離子電池L333是日本Mitsui，Tana一、第二代鋰離子電池開發(fā)Li/S電池它具有比現(xiàn)有鋰離子電池更好的性能

★比嵌鋰氧化物便宜，故Li/S電池的成本比現(xiàn)有鋰離子電池低；

★以Li為負(fù)極比以非活性的炭為負(fù)極的電池的能量密度高；

★即使過充電也不會(huì)有很嚴(yán)重的安全問題；

★USABC和PolyPlus,IncofBerkeley,CA簽定了長(zhǎng)期合作計(jì)劃研發(fā)Li/S電池一、第二代鋰離子電池開發(fā)Li/S電池它具有比現(xiàn)有鋰離子電

超級(jí)電容器Supercapacitor（與蓄電池相似而又不同的一類儲(chǔ)能器件或儲(chǔ)能裝置）新能源概論新能源及其材料課件★電容量比傳統(tǒng)電容器大20—200倍；充放電能力大——放電電流>200A；

充放電速度快循環(huán)壽命長(zhǎng)維護(hù)簡(jiǎn)單★電池+超級(jí)電容器：可提供高的電能量和電功率，滿足電動(dòng)汽車啟動(dòng)、加速、爬坡、制動(dòng)之大功率需求★電容量比傳統(tǒng)電容器大20—200倍；超級(jí)電容器產(chǎn)品的性能與主要應(yīng)用領(lǐng)域電動(dòng)車用小型儲(chǔ)能超級(jí)電容器產(chǎn)品的性能與主要應(yīng)用領(lǐng)域電動(dòng)車用小型儲(chǔ)能動(dòng)力型超級(jí)電容器

牽引型超級(jí)電容器

動(dòng)力型超級(jí)電容器牽引型超級(jí)電容器★根據(jù)電極材料命名有：碳電極電化學(xué)電容器：電極材料：活性碳，碳基聚合物，碳納米材料；電解質(zhì)：H2SO4水溶液或有機(jī)電解質(zhì)或含有四烴基氨鹽的固體電解質(zhì)（其比表面積達(dá)1000m2/g）雙電層間距離：2—3A；貯存容量：200—500F/g；產(chǎn)品電容器的比功率密度；4000W/kg★根據(jù)電極材料命名有：

C電極表面雙電層形成示意圖★碳電極材料主要通過吸附電解液中的離子在電極表面形成雙電層來完成儲(chǔ)能過程C電極表面雙電層形成示意圖★碳電極材料主要通過吸附電解液二、超級(jí)電容器2.貴金屬氧化物電極電化學(xué)器電極材料：RuO2

，IrO2等優(yōu)點(diǎn)：由于RuO2電極的導(dǎo)電率比碳大2個(gè)數(shù)量級(jí)，在電解質(zhì)H2SO4中穩(wěn)定，電容器有更高的比能量，發(fā)展前景更好二、超級(jí)電容器2.貴金屬氧化物電極電化學(xué)器導(dǎo)電聚合物電極電化學(xué)電容器：電極材料：可進(jìn)行n型摻雜的導(dǎo)電聚合物，如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等。優(yōu)點(diǎn)：它比貴金屬電化學(xué)電容器性能更優(yōu)良

研制全固體電化學(xué)電容器是今后R+D的重要課題導(dǎo)電聚合物電極電化學(xué)電容器：

成品電容器近期目標(biāo)遠(yuǎn)期目標(biāo)能量密度>5Wh/kg>15Wh/kg功率密度>500w/kg>1500w/kg能量(Wh)500750重量(kg)10050

美國能源部提出的近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)

成品電容器近期目標(biāo)遠(yuǎn)期目標(biāo)能量密度>5Wh/kg>15Wh

超級(jí)電容器研究的幾個(gè)方向★進(jìn)一步提高超級(jí)電容器的能量密度和功率密度★降低成本,特別是降低電極材料的成本

★提高電容器的可靠性，延長(zhǎng)循環(huán)壽命

超級(jí)電容器研究的幾個(gè)方向★進(jìn)一步提高超級(jí)電容器的能量密度和

太陽能：最清潔、最強(qiáng)大的能源，取之不盡，用之不竭；地面上，晴天，每平方米植物表面可接受1000W能量太陽能：2000年以來美國推出了“國家光伏計(jì)劃”,日本的“陽光計(jì)劃”,歐洲的“尤里卡高科技計(jì)劃”;日韓歐合作建設(shè)全球規(guī)模最大的太陽能發(fā)電站;歐洲五家PV制造公司對(duì)日本五家公司展開激烈競(jìng)爭(zhēng)……

促進(jìn)了PV的R&D、生產(chǎn)、應(yīng)用迅猛發(fā)展;太陽光能利用是近年來發(fā)展最快、最具活力的領(lǐng)域2000年以來美國推出了“國家光伏計(jì)劃”,日本的“陽光計(jì)劃”太陽能公寓太陽能公寓太陽能的利用太陽能的應(yīng)用研究,美國、日本和德國等歐洲國家開展的比較早,目前在光熱轉(zhuǎn)換、光電技術(shù)方面的研究較為成熟太陽能科技發(fā)展的兩大趨勢(shì):一是光與電結(jié)合,二是太陽能與建筑的結(jié)合。太陽能應(yīng)用途徑有光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種方式太陽能的利用太陽能的應(yīng)用研究,美國、日本和德國等歐洲國家開三、第三代高效太陽能電池、光電容器大面積太陽能電池板(發(fā)電站用)三、第三代高效太陽能電池、光電容器大面積太陽能電池板(發(fā)電站美國“太陽神”號(hào)無人駕駛飛機(jī)，使用接觸式太陽能電池，效率達(dá)到23%美國“太陽神”號(hào)無人駕駛飛機(jī)，使用接觸式太陽能電池，效率達(dá)美國宇航局探測(cè)器用PV裝置美國宇航局探測(cè)器用PV裝置★第一代

太陽能電池采用單晶硅技術(shù)制備，轉(zhuǎn)換效率15~23%，性能穩(wěn)定、價(jià)格貴★第二代

太陽能電池采用多晶硅薄膜技術(shù)制備，轉(zhuǎn)換效率10~19%，材料省，成本較低

★第三代

太陽能電池,以兩類太陽能電池為典型：

1、以先進(jìn)薄膜技術(shù)為基礎(chǔ)制備的非晶硅薄膜疊層太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率高，最高35%，可大面積沉積，成本低，重量輕；2、有機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率不高約2～5%，但價(jià)格低，可以用噴涂和印刷方式大規(guī)模生產(chǎn)★第一代太陽能電池采用單晶硅技術(shù)制備，轉(zhuǎn)換效率有機(jī)半導(dǎo)體材料常用的主要是小分子材料和高分子聚合物材料★寬的吸收系數(shù)和較大的光激發(fā)系數(shù)

★電子-空穴對(duì)的擴(kuò)散長(zhǎng)度和光吸收薄膜的厚度相當(dāng)★光激發(fā)電子-空穴對(duì)能廣有效分離★較好的電子-空穴遷移能力，在電極上能有效的收集

主要特點(diǎn)：

有機(jī)半導(dǎo)體材料★寬的吸收系數(shù)和較大的光激發(fā)系數(shù)主要特點(diǎn)：

與風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)配套使用，使其穩(wěn)定供電火力發(fā)電及核電站的電網(wǎng)調(diào)峰，特別適合直流用電大戶儲(chǔ)存“谷電”用作自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)等非常時(shí)期應(yīng)急電源，重要軍事基地的備用電站設(shè)計(jì)成代替鉛酸蓄電池用做潛艇潛航的動(dòng)力電源液流儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域風(fēng)能太陽能穩(wěn)定供電火電核電電網(wǎng)調(diào)峰

應(yīng)急、替代電源

液流儲(chǔ)能裝置與風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)配套使用，使其穩(wěn)定供電

釩液流電池的特性釩液流電池利用釩有Ｖ5+、Ｖ4+、Ｖ3+和Ｖ2+多種價(jià)態(tài)，可形成相鄰價(jià)態(tài)的電對(duì)的特點(diǎn)，以不同價(jià)態(tài)的釩離子溶液為正、負(fù)極活性物質(zhì)來組成化學(xué)電源，電池內(nèi)部通過Ｈ+導(dǎo)電，標(biāo)準(zhǔn)電位差約為1.25Ｖ.正極由Ｖ5+/Ｖ4+電對(duì)組成:負(fù)極由Ｖ3+/Ｖ2+電對(duì)組成:反應(yīng)原理示意圖釩液流電池的特性釩液流電池利用釩有Ｖ5+、Ｖ4+、Ｖ3+和

釩液流電池應(yīng)用領(lǐng)域全釩液流電池應(yīng)用領(lǐng)域示意圖電源調(diào)峰不間斷電源應(yīng)急電源系統(tǒng)邊緣地區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)

大規(guī)摸的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)釩液流電池應(yīng)用領(lǐng)域全釩液流電池應(yīng)用領(lǐng)域示意圖電源調(diào)峰邊緣地

釩液流電池應(yīng)用領(lǐng)域釩液流電池的應(yīng)用對(duì)我們國家邊緣地區(qū)的電力扶貧以及基本建設(shè)有著舉足輕重的意義：位于內(nèi)蒙古、新疆、西藏、青海、甘肅等中西部地區(qū)的散居農(nóng)牧民由于遠(yuǎn)離電網(wǎng)和居住分散，難以通過延伸電網(wǎng)供電。

浙江、山東、福建、江蘇、廣東、海南等省的沿海島嶼

據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，這些地區(qū)共有約一億人口尚未解決可靠供電問題釩液流電池應(yīng)用領(lǐng)域釩液流電池的應(yīng)用對(duì)我們國家邊緣地區(qū)的電力電池系統(tǒng)組裝設(shè)計(jì)靈活，易于模塊組合活性物質(zhì)以液體狀態(tài)貯存于電堆外的儲(chǔ)液罐中，電池容量取決于外部活性物質(zhì)濃度和容量多少；功率輸出和能量?jī)?chǔ)存是相互獨(dú)立的。充/放電可通過簡(jiǎn)單增加電解液體積來實(shí)現(xiàn)釩液流電池具有的特征

電池系統(tǒng)組裝設(shè)計(jì)靈活，易于模塊組合活性物質(zhì)以液體狀態(tài)貯存于電釩液流電池具有的特征

電池系統(tǒng)易于維護(hù)，安全穩(wěn)定電池的反應(yīng)不存在固相反應(yīng)，容易保證電堆的一致性和均勻性電池的電解液均置于相同的儲(chǔ)液罐中，兩個(gè)電池的放電狀態(tài)是相同的

其工作溫度為室溫條件，系統(tǒng)安全穩(wěn)定釩液流電池具有的特征電池系統(tǒng)易于維護(hù)，安全穩(wěn)定電池的反應(yīng)不完完新能源概論新能源及其材料新能源概論新能源及其材料新能源概論新能源及其材料能源現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀能源的概念及分類新能源和可再生能源氫能經(jīng)濟(jì)及燃料電池技術(shù)氫能技術(shù)研發(fā)在重慶大學(xué)幾點(diǎn)感想新能源概論能源現(xiàn)狀新能源及其發(fā)展現(xiàn)狀能源的概念及分類新能源概論新能源概論目錄一、能源的概念及分類二、新能源和可再生能源三、氫能經(jīng)濟(jì)及燃料電池技術(shù)四、氫能技術(shù)研發(fā)在重慶大學(xué)五、幾點(diǎn)感想目錄一、能源的概念及分類能源是指一切能量比較集中的含能體和提供能量的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式1.1能源的概念石油煤天然氣電能源是指一切能量比較集中的含能體和提供能量的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式1按能源的形成方式劃分

一次能源——直接來自自然界的未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能源，如柴草、煤炭、原油、天然氣、核燃料、水力、風(fēng)力、太陽能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿?。二次能源——把一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化來的能源稱二次能源，如蒸汽、焦炭、洗煤、煤氣、電力、汽、煤、柴、油、氫能等。1.2能源的分類按能源的形成方式劃分1.2能源的分類按能源的使用性質(zhì)劃分

含能體能源——指能夠提供能量的物質(zhì)能源，其特點(diǎn)是可以保存且可儲(chǔ)存運(yùn)輸，如煤炭、石油等。過程性能源——指能夠提供能量的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，它不能保存、難于儲(chǔ)存運(yùn)輸，如太陽能，電能等。1.2能源的分類按能源的使用性質(zhì)劃分1.2能源的分類1.2能源的分類按能源可否再生劃分

不可再生能源——指隨人類的使用而減少的能源，如煤炭、原油、天然氣等化石能源可再生能源——不隨著人類使用而逐漸減少的能源

，如水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能等非化石能源1.2能源的分類按能源可否再生劃分按現(xiàn)階段使用的成熟程度劃分

常規(guī)能源——指人類已長(zhǎng)期使用，巳在技術(shù)上也比較成熟的能源。新能源——指雖已開發(fā)并少量使用，不過技術(shù)上還未成熟而沒有被普遍使用，但卻具有潛在應(yīng)用價(jià)值的能源。1.2能源的分類按現(xiàn)階段使用的成熟程度劃分1.2能源的分類

隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的增長(zhǎng)，人們對(duì)能源的需求越來越大，能源問題也越來越突出。

環(huán)境污染——

化石燃料的使用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染,導(dǎo)致了溫室效應(yīng)的產(chǎn)生和酸雨的形成。2005年2月16日，旨在減排室溫氣體的《京都協(xié)議書》已經(jīng)正式生效。能源危機(jī)——石油、天然氣和煤炭這三種人類使用的主要能源可開采年限，分別只有40年、50年和240年。目前我國已經(jīng)有超過31%的石油需要進(jìn)口，而到2010年，這一數(shù)字將會(huì)增長(zhǎng)到45-55%。1.3能源問題正在開采的油井隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的增長(zhǎng)，人們對(duì)能源的需求▲2、我國的能源結(jié)構(gòu)▲1、我國和世界的能源消耗20%的能源消耗生產(chǎn)了約5%的GPD1.3能源問題▲2、我國的能源結(jié)構(gòu)▲1、我國和世界的能源消耗1.3新能源技術(shù)——新能源和可再生能源新能源技術(shù)——新能源和可再生能源太陽能小水電生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽芴烊粴馑衔?新能源的幾種形式風(fēng)能氫能太陽能小水電生物質(zhì)能地?zé)崮芎Ｑ竽芴烊粴馑衔?新能源的幾2.1太陽能

按目前太陽的質(zhì)量消耗速率計(jì)，可維持6×1010年。所以可以說它是“取之不盡，用之不竭”的能源。

太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，也是人類可利用的最豐富的能源。太陽每年投射到地面上的輻射能高達(dá)1.05×1018千瓦時(shí)（3.78×1024J），相當(dāng)于1.3×106億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2.1太陽能按目前太陽的質(zhì)量消耗速率計(jì)，可維1)總量最大——取之不盡，用之不竭（應(yīng)對(duì)能源危機(jī)）2)分布最廣——遍布世界各地（應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)能源的區(qū)域差異和貿(mào)易壁壘）3)最清潔——利用過程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染，也不會(huì)產(chǎn)生廢棄物（應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化）4)能源品位低——需要一定的面積保證（通常認(rèn)為在不考慮地球大氣吸收的情況下，功率是1.39KW/m2

）5)不穩(wěn)定因素多——多數(shù)利用方式受天氣狀況影響2.1.1太陽能特點(diǎn)1)總量最大——取之不盡，用之不竭（應(yīng)對(duì)能源危機(jī)）2.1.2.1.2全球太陽能資源分布情況2.1.2全球太陽能資源分布情況

我國太陽能分布：太陽能的高值中心和低值中心都處在北緯22°-35°這一帶，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太陽年輻射總量，西部地區(qū)高于東部地區(qū)，而且除西藏和新疆兩個(gè)自治區(qū)外，基本上是南部低于北部。2.1.3我國太陽能資源分布特點(diǎn)我國太陽能分布：2.1.3我國太陽能資源分布光——熱轉(zhuǎn)化2.1.4太陽能的利用方式光——電轉(zhuǎn)化光——化學(xué)轉(zhuǎn)化光——熱轉(zhuǎn)化2.1.4太陽能的利用方式光——電轉(zhuǎn)化光——化2.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化光熱轉(zhuǎn)化：就是把太陽輻射能通過各種集熱裝置（集熱器）轉(zhuǎn)變成熱能。主要包括熱水器、干燥器、采暖和制冷、太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水泵、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具；北京2008奧運(yùn)會(huì)的示范工程，中國太陽能第一樓2.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化光熱轉(zhuǎn)化：就是把太陽☆平板太陽能熱水器

產(chǎn)水量大，利于清潔，熱效率高，是與建筑物相結(jié)合的首選產(chǎn)品。但不抗凍，環(huán)境溫度0℃時(shí)則不能工作，廣泛運(yùn)用于非結(jié)冰地區(qū)，國外90%以上的用戶使用本產(chǎn)品（通過改造的平板熱水器可抗嚴(yán)寒）。

☆真空管太陽能熱水器

高硼硅玻璃真空管具有一定的抗凍能力，可在－15℃的環(huán)境中照常工作。管內(nèi)走水，易炸裂，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)有水垢積存，影響熱效率，

☆熱管太陽能熱水器

在普通真空太陽集熱管中加上傳熱導(dǎo)管即可，因?yàn)樵黾恿藗鳠峤橘|(zhì)，熱效率有一定損耗。優(yōu)點(diǎn)是管內(nèi)無水，永不結(jié)垢，適用嚴(yán)寒地區(qū)使用。2.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化☆平板太陽能熱水器

產(chǎn)水量大，利于清潔，熱效率高，是與建太陽能熱水器與其它熱水器使用效益比較表

熱水器裝置類別太陽能熱水器燃?xì)鉄崴麟姛崴餮b置投資（元）30001000(含鋼瓶)600裝置壽命（年）1565每年燃料動(dòng)力費(fèi)（元）081067515年需總費(fèi)用（元）300015150119252.1.4太陽能的利用方式——光熱轉(zhuǎn)化太陽能熱水器與其它熱水器使用效益比較表熱水器裝置類別太陽能2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光電轉(zhuǎn)化：就是通過太陽能電池（光電池、光伏電池）將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)變成電能。各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng)均屬這一類。2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光電轉(zhuǎn)化：就是通過太2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化工作原理：光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)，將太陽光直接轉(zhuǎn)化為電能。2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化工作原理：光伏發(fā)電是2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光伏材料特點(diǎn)結(jié)晶硅材料保持著目前最高的光電轉(zhuǎn)化效率（實(shí)驗(yàn)室24.4%，商業(yè)12%~16%

），納米晶硅薄膜光伏電池發(fā)展較快，光吸收系數(shù)較低，當(dāng)樣品厚度小于100μm時(shí)，幾乎不能吸收hv>Eg的全部光子。非晶硅材料目前較高的多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率為19%(德國費(fèi)萊堡太陽能研究所)，實(shí)為硅氫合金材料，其光學(xué)禁帶寬度為1.12-1.7eV。到目前為止該類光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率還比較低，存在光致退化效應(yīng)。銅銦硒光伏材料最高轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到18.8%(NREL)，三元化合物半導(dǎo)體，禁帶寬度覆蓋了最主要的太陽光譜部分。碲化鎘材料目前實(shí)驗(yàn)室電池的效率達(dá)到16%，大面積商業(yè)模件的效率為10%，為多晶材料，晶粒間界增強(qiáng)了光生少數(shù)載流子的收集。有機(jī)半導(dǎo)體光伏材料光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到3%，主要有酞菁鋅(ZnPc)、甲基卟啉(TTP)、聚苯胺(Pam)等。通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)摻雜可提高電子遷移率，禁帶寬度為幾個(gè)電子伏特。可能在非常低的溫度下，以低廉的價(jià)格進(jìn)行大面積的光伏電池制備。染料敏化納米晶TiO2材料光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了7%，建立在快速的再生型光電轉(zhuǎn)換過程之上，對(duì)于低電阻的電子傳輸過程來說，對(duì)電極上常常會(huì)覆蓋一層Pt催化劑。

在光伏發(fā)電中，半導(dǎo)體材料起著關(guān)鍵的作用，目前主要的光伏材料有：

2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化光伏材料特點(diǎn)結(jié)晶硅材太陽能發(fā)電站2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化太陽能發(fā)電站2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化太陽能汽車2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化太陽能汽車2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化日本通產(chǎn)省(MITI)第二次新能源分委會(huì)宣布了光伏、風(fēng)能和太陽熱利用計(jì)劃，2010年光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到5GW歐盟可再生能源白皮書及相伴隨的“起飛運(yùn)動(dòng)”是驅(qū)動(dòng)歐洲光伏發(fā)展的里程碑，總目標(biāo)是2010年光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到3GW美國能源部制定了從2000年1月1日開始的新5年國家光伏計(jì)劃和2020～2030年的長(zhǎng)期規(guī)劃，按照預(yù)計(jì)的發(fā)展速度，2010年美國光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.7GW澳大利亞計(jì)劃于2010年使光伏發(fā)電的裝機(jī)容量達(dá)到0.75GW2.1.4太陽能的利用方式——光電轉(zhuǎn)化日本通產(chǎn)省(MITI2.1.4太陽能的利用方式——光化學(xué)轉(zhuǎn)化光化學(xué)轉(zhuǎn)化：就是用光和物質(zhì)相互作用引起化學(xué)變化的過程。這種轉(zhuǎn)換技術(shù)包括半導(dǎo)體電極產(chǎn)生電而電解水產(chǎn)生氫、利用氫氧化鈣或金屬氫化物熱分解儲(chǔ)能等。2.1.4太陽能的利用方式——光化學(xué)轉(zhuǎn)化光化學(xué)轉(zhuǎn)化：就是用光2.2生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是指綠色植物通過光合用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。據(jù)估計(jì)地球上每年植物光合作用固定的碳達(dá)2x1011t，含能量達(dá)3x1021J，因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的10倍。2.2生物質(zhì)能生物質(zhì)能是指綠色植物通過光合用2.2.1生物質(zhì)能的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：燃燒容易，污染少，灰分較低。缺點(diǎn)：熱值及熱效率低，體積大而不易運(yùn)輸，直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10％一30％。2.2.1生物質(zhì)能的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：燃燒容易，污染少，灰分較低。2.2.2生物質(zhì)能種類生物質(zhì)能通常包括以下幾個(gè)方面：1）木材及森林工業(yè)廢棄物；2）農(nóng)業(yè)廢棄物；3）水生植物；4）油料植物；5）城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物；6）動(dòng)物糞便。2.2.2生物質(zhì)能種類生物質(zhì)能通常包括以下幾個(gè)方面：2.2.3生物質(zhì)能的利用——直接燃燒

農(nóng)牧民學(xué)習(xí)使用節(jié)柴灶

生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是我國農(nóng)村生物質(zhì)能利用的主要方式。推廣熱效率可達(dá)20%～30%的節(jié)柴灶這種技術(shù)已被國家列為農(nóng)村能源建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)之一。2.2.3生物質(zhì)能的利用——直接燃燒

物化轉(zhuǎn)化主要包括干餾技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)及熱裂解技術(shù)等。可以把生物質(zhì)轉(zhuǎn)變成熱值較高的可燃?xì)狻⒐潭ㄌ?、木焦油及木醋液等物質(zhì)?？扇?xì)夂淄?、乙烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等，可做生活燃?xì)饣蚬I(yè)用氣。2.2.3生物質(zhì)能的利用——物化轉(zhuǎn)化秸桿發(fā)電物化轉(zhuǎn)化主要包括干餾技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)及熱裂2.2.3生物質(zhì)能的利用——生化轉(zhuǎn)化

生化轉(zhuǎn)化主要包括厭氧消化技術(shù)和酶技術(shù)。厭氧消化是利用厭氧微生物的生長(zhǎng)代謝過程將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CH4

等可燃?xì)怏w，同時(shí)得到厭氧發(fā)酵液、渣等厭氧發(fā)酵殘留物，用作農(nóng)田肥料，效果很好。酶技術(shù)是利用微生物體內(nèi)的酶分解生物質(zhì)，生產(chǎn)液體燃料，如乙醇、甲醇等。2.2.3生物質(zhì)能的利用——生化轉(zhuǎn)化生化轉(zhuǎn)2.2.4生物質(zhì)能的發(fā)展前景表12003年我國生物質(zhì)能開發(fā)利用量

從資源和技術(shù)（包括技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性）兩方面看，利用生物質(zhì)能發(fā)電和生產(chǎn)生物燃油在我國有廣闊的發(fā)展前景，將為滿足我國的電力需求、石油需求起到重要作用，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

2.2.4生物質(zhì)能的發(fā)展前景表12003年我國生物質(zhì)2.3風(fēng)能

風(fēng)能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均，引起空氣運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。太陽能在地面上約2％轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能，全球風(fēng)力用于發(fā)電功率可達(dá)11.3萬億kW。2.3風(fēng)能風(fēng)能是太陽輻射造成地球各部分受熱不均2.3.1風(fēng)能的特點(diǎn)風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)：蘊(yùn)藏量大、分布廣泛無污染、可再生適應(yīng)性強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ箫L(fēng)能的限制性：能量密度低，只有水力的l／8l6

不穩(wěn)定性，氣流瞬息萬變地區(qū)差異大2.3.1風(fēng)能的特點(diǎn)風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)：風(fēng)能的限制性：

資源豐富區(qū)有山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島，內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北，新疆達(dá)坂城、阿拉山口，河西走廊，松花江下游，張家口北部等地，以及分布各地的高山山口和山頂。2.3.2我國風(fēng)能的分布資源豐富區(qū)有山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島利用風(fēng)力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。2.3.3風(fēng)能的利用利用風(fēng)力可以發(fā)電、提水、助航、制冷、致熱等。2.3.3風(fēng)能不同能源發(fā)電成本2.3.3風(fēng)能的利用不同能源發(fā)電成本2.3.3風(fēng)能的利用2.3.3風(fēng)能的利用國家累計(jì)裝機(jī)2002-2003增長(zhǎng)速度(%)3年平均增長(zhǎng)速度(%)2001年底2002年底2003年底德國8734119681461222.133.8美國42454674636136.134.6西班牙35505043642027.331.3丹麥2456288030766.89.5印度14561702212524.920.3意大利70080692214.429.5英國52557075933.121.3荷蘭52372793829.025.6中國40647357120.717.5日本35748676156.675.1世界前10名22957293293654524.629.2世界總計(jì)24927320374030125.629.2世界風(fēng)電市場(chǎng)前10名國家的風(fēng)電發(fā)展增速統(tǒng)計(jì)2.3.3風(fēng)能的利用國家累計(jì)裝機(jī)2002-2003增長(zhǎng)速度

經(jīng)過多年的努力，截至2002年底，我國風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了46.85萬千瓦（不包括臺(tái)灣地區(qū)）。2.3.4我國風(fēng)能的發(fā)展現(xiàn)狀我國大型風(fēng)電機(jī)組歷年總裝機(jī)容量圖經(jīng)過多年的努力，截至2002年底，我國風(fēng)力發(fā)2.4小水電

所謂小水電，通常是指電站總?cè)萘吭?萬kW以下的小型水電站及與其相配套的小電網(wǎng)的統(tǒng)稱。小水電的開發(fā)方式，按照集中水頭的辦法，可分為引水式、堤壩式和混合式三類。

2.4小水電所謂小水電，通常是指電站總?cè)萘吭?萬2.4.1小水電的特點(diǎn)

工程簡(jiǎn)單、建設(shè)工期短，一次基建投資小，水庫的淹沒損失、移民、環(huán)境和生態(tài)等方面的綜合影響甚小。而且小水電接近用戶，輸變電設(shè)備簡(jiǎn)單、線路輸電損耗小，水電發(fā)電的效率為同等規(guī)模的熱電站的兩倍以上。2.4.1小水電的特點(diǎn)工程簡(jiǎn)單、建設(shè)工期短，一次基建2.4.2小水電資源分