半岛体育app绿色能源发展展望

　　半岛体育app等 ,例如太阳能 、 、 、 风能 水能 生物质能 、 海洋能 、 地热 能、 燃料电池 、 城市或农业废弃物联合气化 ( 或燃 烧) 、 整体煤气化联合循环发电 、 循环流化床燃烧技 术等 。 近年来 ,国外下大力气研究和开发各种 “绿色能 源” 的新技术与新系统 。日本新能源综合开发机构 (NEDO) 新日光计划中 ,开展了新的能量释放方式的 研究 ,如新型高温空气燃烧方式 ( 节能 30 % ,NOX 降 低 50 %) 、 O2/ CO2 为工质的半封闭动力循环等 , 以 以达到同时解决能源和环境问题 ; 发展氢能的世界 能源网络项目 ( WorldEnergy2Network) , 它包括氢的制 造 ( 电解 、 太阳能热化学) 、 氢的储运 、 氢能的转化和 利用 ( 燃料电池汽车及发电 、 氢氧联合循环) 三个部 分 。欧共体推出的未来能源计划的重点是促进欧洲 能源利用新技术的开发 , 减少石油的依赖和煤炭造 成的环境污染 , 增加生物质能源和其他可再生能源 的利用 。

　　世纪人类文明发展主要依赖无节制地开发 20 利用煤 、 、 石油 天然气等化石燃料的自然资源 。人们 将这些化石资源转换成能并加以利用的同时 , 给地 球环境造成了严重危害 , 使人类生存空间受到了极 大的威胁 。 面向 21 世纪 ,许多学者预测世界能源结构正在 发生第三次大转变 : 从以化石燃料为主的能源系统 向化石燃料 、 、 核能 可再生能源等不断变化的多元化 结构 ,最终将建立以太阳能和聚变核能为主的可持 续发展绿色能源系统 。21 世纪将是可再生能源和 新能源大展作为的世纪 。 绿色能源内涵丰富 , 它是在可持续发展背景下 提出的新理念 , 主要体现为与生态环境友好相容的 能源与能源利用 。绿色能源不仅包括开拓应用自然 界中可再生与清洁能源 ( 太阳能 、 地热能 、 、 风能 海洋 能等可再生能源以及氢能等清洁能源) ,还覆盖各种 化石能源等的高效与清洁利用的准绿色能源科技

　　因而运行中需采用纯态氢气和氧气 。这一点限制了 将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域 。 (2) 质子交换膜燃料电池 ( PEMFC) 采用极薄的 塑料薄膜作为其电解质 。这种电解质具有高功率一 重量比和低工作温度 。是适用于固定和移动装置的 理想材料 。 (3) 磷酸燃料电池 ( PAFC) 采用 200 ℃ 高温下的 磷酸作为其电解质 。很适合用于分散式的热电联产 系统 。 ( 4) 熔融碳酸燃料电池 ( MCFC) 的工作温度可达 650 ℃。这种电池的效率很高 , 但材料需求的要求 也高 。 ( 5) 固质氧燃料电池 ( SOFC) 采用的是固态电解 质 ( 钻石氧化物) , 性能很好 。他们需要采用相应的 材料和过程处理技术 , 因为电池的工作温度约为 1 000 ℃。 5 地热发电 地热发电 ,实际上是用蒸汽动力发电 。通过打 井找到正在上喷的天然热水流 。由于水是从 1 ～ 4 km 的地下深处上来的 ,所以水是处在高压下 。一眼 底部直径 25 cm 的井每小时可生产 20 ～80 万 kg 的 地热水与蒸汽 。由于水温的不同 ,5 ～ 10 眼井产出 的蒸汽可使一个发电装置生产出 55 MW 的电 。 这种发电装置有两类 : 汽轮机发电和二元发电 装置 。为了供给一台汽轮发电机蒸汽 , 抽出的地热 水 ( 带压) 在称为闪蒸罐容器的表面释放出来 , 一部 分水 ( 约占 35 % ,取决于它的温度) 闪蒸 ( 沸腾) 为蒸 汽 ,进入汽轮发动机进而带动一台发电机 。涡轮的 排气用传统冷却塔冷却 。闪蒸罐内剩余的水在沸腾 阶段之后又注入热库边缘的地下 , 它有助于维持热 库的压力并补充对流的水热系统 。 在二元发电装置中 , 是将热水送至一台热交换 器 ,用以加热工作介质 ( 通常是有机化合物 , 如异丁 烷或异戊烷) 。工作介质被气化后的蒸汽驱动涡轮 发动机 ,进而带动发电机 。在离开涡轮后工作介质 冷凝为液体 , 流回热交换器再次被气化 。地热流体 通过喷射井又回到地下 , 这一点与汽轮发电机中的 情况很相似 。由于在二元地热发电装置中所用的工 作介质是在比水低的温度下蒸发的 , 所以它的发电 效率比汽轮发电机高 。 这两类发电装置各有其优点 。汽轮发电机制造 和运行都不太贵 ,但为了在高效率下操作 ,它要求水

　　的困难是 7 年内要偿还投资 ,加在电费上负担过重 , 同时风机现在是进口的 ,这是风电较贵的主要原因 。 为了发展我国的风电 ,包括西部在内 ,须解决国产化 问题 。 3 海洋能 现代海洋能源开发主要就是指利用海洋能发 电 。利用海洋能发电的方式很多 , 其中包括波力发 电、 潮汐发电 、 潮流发电 、 海水温差发电和海水含盐 浓度差发电等 。比较成熟的技术则有潮汐能发电 。 潮汐能使海水受到月球 、 太阳引力作用产生的一种 周期性的海水自然涨落现象 。潮汐能发电与水力发 电一样 ,它利用了涨潮和退潮时的落差和流量 ,运用 海潮形成的水头和潮流推动发电机组 。具体地说 , 潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤 坝 ,将海湾或河口与海洋隔开构成水库 ,再在坝内或 坝房安装水轮发电机组 , 然后利用潮汐涨落时海水 位的升降 ,使海水通过轮机转动水轮发电机组发电 。 世界上已建成潮汐电站 30 多座 ,年发电量 6 亿 kW・ 。世界上第一台潮汐能发电机于 1912 年在德 h 国布斯姆建成 。我国海岸线 万 km , 潮汐能丰 富 ,已陆续在广东 、 、 、 浙江 上海 山东建起多座潮汐能 电厂 。其中浙江乐清湾潮汐能电站装机容量 3 200 kW 。 4 燃料电池 燃料电池是一个电化学系统。它将化学能直接 转化为电能且废物排放量很低 。燃料电池由 3 个主 要部分组成 : 燃料电极 ( 正极) ,电解液 ,空气/ 氧气电 极 ( 负极) 。其工作原理是 : 正极处的氢气氧化形成 电子和氢离子 ,电子流到导电的正极 ,氢离子通过电 解液被送到负极 。在负极 , 离子与氧气发生反应并 从负极吸收电子 。这一反应的产品是电流 、 热量和 水 。由于燃料电池不会燃烧出火焰 , 也没有旋转发 电机 ,所以燃料的化学能直接转化为电能 。这一过 程具有许多重要的优点 : 电效率比任何其它形式的 发电技术的电效率都高 ; 废气如 SO2 、 X 和 CO 的 NO 排放量极低 ; 由于燃料电池中无运动部件 ,燃料电池 工作时很安静且无机械磨损 ; 电与热量可结合起来 用 ( 热电联产) ; 燃料电池的工作特性可满足各种负 荷水平要求 。目前 ,已有 5 种燃料电池 : ( 1) 碱性燃料电池 ( AFC) , 采用氢氧化钾溶液作 为电 解 液 。这 种 电 解 液 效 率 很 高 ( 可 达 60 % ～ 90 %) ,但对影响纯度的杂质 , 如二氧化碳很敏感 。

　　温在 180 ℃ 200 ℃ ～ 以上 。二元发电装置制造和运 行费用较高 , 但它可用 100 ℃或更低温的水发电 。 目前世界上多数正在运行的地热发电装置属于汽轮 机型 ,但二元发电装置越来越普及 。最新投入使用 的地热田是在美国的盖瑟斯 , 将生产 1 300 MW 的 电 ,足以满足 130 万加州人的家庭用电 。 地热的直接应用 , 全世界使用量在 9 000 MW ( 热功率) 以上 。爱尔兰几乎全部家庭和大楼都用地 热 。美国的几个城市和新西兰也在使用地热进行采 暖 。许多国家还用地热加热温室 。食品加工是另一 个成熟的应用 。全世界地热资源直接应用的巨大潜 力几乎尚未开发 。 6 生物质能 开发利用生物质能要求人们恢复植被 , 最终形 成二氧化碳的平衡 , 使用这种能源几乎不会产生二 氧化硫的污染 ,有利于回收利用有机废弃物 、 处理废 水和治理污染 ; 生物质能中的沼气发酵系统能和农 业生产紧密结合 , 可减缓化肥农药带来的种种对环 境的不利因素 , 有效刺激农村经济的发展 。生物质 能源转换技术包括生物转换 、 化学转换和直接燃烧 三种转换技术 。生物质能源转换的方式有生物质气 化、 生物质固化 、 生物质液化 。地球上生物量的潜力 决定农村开发利用这一能源的可靠程度 。目前 , 地 球上每年通过植物光合作用产生的有机物达 1 800 亿 t ,相当于 3 × 22 J 的能量 ,为现实能源消费的 10 10 倍左右 。地球上生产生物质的潜力可达到现实能源 消费的 180～220 倍 ,因此开发利用这一能源是有物 质基础的 。 目前 ,生物质能的转化利用在整个新能源和可 再生能源中具有相当重要的地位 。如美国国家科学 院在 1985 — 《 2010 年的能源转变》 报告中明确指出 , 到 2010 年 , 大规模生物量转化所获得的能量将是 1985 年能源总需求的 20 倍 , 目前加州电力的 40 % 就来自生物质发电 , 生物质动力工业在美国是仅次 于水电的第二大可再生能源工业 。1993 年欧盟生 物质 能 的 开 发 利 用 已 占 整 个 可 再 生 能 源 构 成 的 5918 % ,其余是地热占 315 % , 风占电 013 % , 水电占 3613 % ,太阳能利用占 013 % 。 鉴于化石能源资源的有限性及其利用过程产生 污染的严重性 ,开发利用既不存在资源枯竭问题 、 又 不会对环境造成损害的太阳能 、 地热能 、 风能 、 海洋 能、 核能以及生物质能等 “绿色能 ( 下转第 44 页)

　　目前 ,绿色能源主要有 : 太阳能光伏发电 、 热发 电 ,风力发电 ,地热利用 ,海洋能 、 生物质能等等 。 1 太阳能发电技术 太阳能发电有太阳能热发电和太阳能光伏发 电 。太阳能热发电是通过搜集太阳热能 , 用水或低 沸点流体直接或间接产生的蒸汽驱动汽轮发电机 。 太阳能热发电又分为直接和二元循环发电系统 。在 直接情况下 ,使用一台冷凝器 ,通过直接产生的蒸汽 驱动汽轮机 ; 而二元循环下 ,是在主系统使用一种沸 点高于水的熔盐或液态钠 , 通过热交换加热辅助系 统内的工作流体 — 水或低沸点流体产生蒸汽 。虽然 前一种系统简单 ,但热效率低于后者 ,难以在高温下 取得蒸汽 ,需要辅助燃料点火 。 自 1954 年第一个光伏电池问世以来 ,技术发展 迅速 ,光伏电池成本大幅度降低 。日本最近研制出 双面 太 阳 能 电 池 , 其 整 体 的 光 电 转 换 效 率 已 达 27 % 。我国全国陆上接受的太阳能辐射总量相当于 24 000 亿 t 标准煤 。全国总面积的 2/ 3 以上的年日 照小时数大于 2 000 。我国对光伏电池的生产已有 基础 ,成本正降低 , 但与国外相比 , 还有很大差距 。 目前我国已经应用于农村 、 交通 、 通信 、 石油 、 气象 、 国防等 。对边远缺能地区 , 这种绿电可起推动扶贫 的重大作用 。西藏已有 7 个县建设了光伏电站改变 了无电贫困的面貌 。还可以大力推进城市屋顶光伏 发电及太阳能建筑等新技术 。对人口少地域广 、 用 电密度小 、 交通不便的地区 ,建立太阳能发电站是最 佳选择 。 2 风力发电技术 由于清洁发电及利用可再生能源 , 风力发电发 展很快 ,如德国风力发电量为 8 754 MW 。1994 年全 世界风力发电量已达 60 亿 kW・ ,目前 ,最大风电场 h 为美国的特哈查比风电场 ,1994 年装机 5 000 MW ; 最大风力机为美国 EC 公司制造的 “超级风力机” , 单机功率 7. 3 kW , 风车直径 112 m 。我国的风电发 展也很快 , 到 2000 年总装机 26. 2 万 kW , 最大为达 坂城风电场 ,有 133 台机组 ,总装机 63. 45 MW 。 我国的风力资源也是很丰富的 ,全国对 10 m 高 度的风力估算约有 2. 53 亿 kW , 按可用小时全年为 2 000～2 500 h 计 ,可得 5 060～6 325 亿 kW・ 。我国 h 东部的浅海海域 ,风力资源更为丰富 ,约为陆上风力 资源的 3 倍 。青藏高原是全国风力最好的地方 , 甘 肃、 新疆和蒙古大草原都是风力充沛的地方 。风电

　　摘 : 要 介绍绿色能源的种类 ,提出为可持续发展应大力发展绿色能源 。