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　　半岛体育app绿色能源国内外的发展现状 化工与能源学院 化学工程与工艺四班 代丽伟 摘要 中国绿色能源是在国家大力提倡“绿色发展、科学发展和可持续发展”，建立和谐社会的时代大背景以及应对全球气候变化的国际大环境下酝酿创造的。清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能等等。中国绿色环保能源、清洁燃料、环保清洁能源将继续研讨。 关键字：绿色能源 绿色发展 可再生能源 绿色化学是适应可持续发展的需要而诞生的一门新兴交叉学科,它吸收了当代物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术。从资源和环境的观点来看,绿色化学为我们提供有效的合理利用自然资源的原理和方法,来达到产品绿色化、原料绿色化、过程绿色化。能源是人类文明的基石,人类从远古时代开始,就按照自己的需求使用能源,创造出文明和文化。长期以来,能源一直是我国国民经济发展中的热点和难点。随着我国经济的发展,能源生产和消费的矛盾、能源与环境的矛盾越来越大,我国的能源形势非常严峻。绿色能源作为绿色化学的一个重要组成部分,越来越引起科学家们的重视,如太阳能、风能、地热能、生物能、海洋能、自然冷能、水能、燃料电池等。 世界能源业发展的现状 大规模使用化石燃料至今，环境污染已经到了地球难以承受的程度。工业革命以来，煤炭、石油、天然气、水电、核能与可再生能源等相继大规模地进入了人类活动领域。能源结构的演变推动并反映了世界经济发展和社会进步，同时也极大地影响了全球二氧化碳排放量和全球气候。据气象学家估算，陆地植物每年经光合作用固定的二氧化碳为200亿—300亿吨。上述仅化石能源人为燃烧就产生二氧化碳370亿吨，加上生命呼吸、生物体腐败及火灾等产生的二氧化碳，就严重地超过了绿色植物光合作用吸收转化二氧化碳的量，破坏了自然界的二氧化碳循环平衡，已经开始造成保护地球的臭氧层破坏和其它一些反常现象。 发达国家能源消费增速低于发展中国家。过去30多年的时间里，北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太六大地区的能源消费总量均有所增加，但是经济、科技与社会比较发达的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢，其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降。究其原因，一方面，发达国家的经济发展已进入到后工业化阶段，经济向低能耗、高产出的产业结构发展，高能耗的制造业逐步转向发展中国家；另一方面，发达国家高度重视节能与提高能源使用效率。 终端能源消费呈现清洁化趋势。在能源供应中，煤炭所占比重较高，但在终端消费中，其比重明显较低。煤炭直接用于终端消费，不仅利用效率低，而且会造成严重的环境污染问题，为此各国都倾向于将煤炭转换成清洁、易传输的电力，再供终端用户使用。天然气作为一种相对清洁、低碳的优质能源、也受到越来越多的重视。在发展中国家，随着经济增长和社会进步，电力比重显著上升；而对于发达国家，工业化进程已完成，对电力的需求增长较低，因此电力在终端能源消费中的比重增长缓慢。 各国能源政策趋向灵活。2008年世界金融危机以来，世界经济低位徘徊，石油出口国为增加财政收入，振兴经济，灵活运用政策杠杆，随机调节关税，对石油等资源的控制有所松动，对石油资源的战略性勘探开发投资明显加速。能源消费国则在加快新能源政策出台频率的同时，通过立法等鼓励节能产品的发展，促进新能源开发的政策更加明晰且具可操作性。国际能源合作更加受到各国政府的重视。 尽管可再生能源在能源生产总量中的比重还比较低，但增长势头异常迅猛。为积极应对能源、环境和气候挑战，世界主要国家特别是发达国家都不同程度地加快了替代能源和可再生能源的发展步伐。20世纪70年代以来，德国、意大利、日本等重视环境的欧盟国家和化石能源资源极端贫乏的国家，其可再生能源比重有所上升。进入21世纪以来，随着全球化石燃料价格的飞涨和全球气候政策的推动，可再生能源无论是在美国、欧盟、日本等发达国家或地区，还是在中国、印度、巴西等发展中大国，都受到了前所未有的重视。 2 绿色能源的现状 燃料电池 汽车用燃料电池研究最多且最成功的是美国的GE 公司研究的天然气转化氢气为燃料的质子交换膜燃料电池( PEMFC) [1 ] 。80 年代至今,世界各国先后投入资金研究性能好、寿命长的运输工具用PEMFC ,其中加拿大Ballard 是目前世界上机动车燃料电池研究与开发最成功的机构,其与奔驰合作开发NECAR (New Elect ric Car ) 系列燃料电池汽车,现已开发出NECAR1 、NECAR2 和NECAR3 三种类型的燃料电池汽车,相继美国福特也参与了燃料电池汽车的研究。目前,国外PEMFC 的技术已趋于成熟,开始进入商品化阶段。我国有三种类型的电动汽车均在开发,发展水平与国外不相上下,而研发的成本低得多,经济上相对占优势上海的神力公司制成中国的氢动力旅游车已在沪诞生。中科院大连化物所多年来一直研发氢燃料电池技术水平与国外实际水平各有千秋。目前燃料电池有质子交换膜燃料电池( PEMFC 、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 、固体氧化物燃料电池(SOFC) 、再生氧燃料电池(RFC) 等,其中以质子交换膜燃料电池最为成熟,其他几种工作温度均高于质子交换膜,各有优缺点,都在研制中[2 ] 。 国外现状[3 ] 20 世纪70 年代开始,生物质能的开发利用研究已成为世界性的热门研究课题。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划,其中美国在生物质利用方面处于世界领先地位。据有关科学家预测,到2010 年,生物质发电将达到13000MW 装机容量,届时有1612 万hm2 的能源农作物和生物质剩余物作为气化发电的原料。奥地利成功地推行建立燃烧木质能源的区域供电计划,目前已有八九十个容量为1000～2000kW 的区域供热站,年供热10 ×109MJ 。加拿大有12 个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。日本从20 世纪40 年代开始了生物质成型技术研究,开发出单头、多头螺杆挤压成型机,生产棒状成型燃料,其年生产量达25 万t 左右。欧洲各国开发了活塞式挤压制圆柱及块状成型技术。美国、新西兰、日本、德国、加拿大等国先后开展了从生物质制取液化油的研究工作。欧美等发达国家的科研人员在催化气化方面也做出了大量的研究开发工作,在生物质转化过程中,应用催化剂,旨在降低反应活化能改变生物质热分解进程,分解气化副产物焦油成为小分子的可燃气体,增加煤气产量,提高气体热值,降低气化反应温度,提高反应速率和调整气体组成,以便进一步加工制取甲醇和合成氨。 国内现状 我国生物质能的应用技术研究,从20 世纪80年代以来一直受到政府和科技人员的重视。国家“六五”计划就开始设立研究课题,进行重点攻关,主要在气化、固化、热解和液化等方面开展研究开发工作。生物质气化技术的研究在我国发展较快。利用农林生物质原料进行热解气化反应,产生的木煤气供居民生活用气、供热和发电方面。中国林业科学研究院林产化学工业研究所从20 世纪80 年代初期开始研究开发木质原料和农业剩余物的气化和成型技术。先后承担了国家、部、省级重点项目和国际合作项目近10 项,研究开发了以林业剩余物为原料的上吸式气化炉,已先后在黑龙江、福建等建成工业化装置,气化炉的最大生能力达613 ×106kJ / h (消耗木片量为300kg/ h) 。 风能 风能资源被称为“蓝天白煤”,是一项取之不尽,用之不竭的可再生能源, 全球的风能资源约为27400 亿kW ,其中可利用的风能为200 亿kW ,比地球上可开发利用的水能总量还要大10 倍。1999年10 月5 日欧洲风能协会估计,到2020 年风能将可提供世界电力需求的10 % ,并在全球范围内减少二氧化碳排放100 多亿t [4] 。从环境和节约能源考虑,美国、丹皿、德国等国家制定了鼓励开发风能的政策,大大促进了风力发电的迅速发展,2000 年,又制定了旨在促进可再生能源发展的“可再生能源法”,并于2000 年4 月1 日开始实行,结果,德国风力发电跃居世界第一。据估计,到2020 年,全世界的风力发电将占全球总电力的10 %。总装机容量达120000 万kW[5 ] 。我国风能总资源量达到16 亿kW ,近期可供开发的约有10 % ,全国开发利用的容量约为2153亿kW。东南沿海及附近岛屿、内蒙古、甘肃、东北、西北、华北和青藏地区风能资源丰富。我国目前已建的风电场主要是进口风电机组,国产600kW 风力 发电机组已通过了技术鉴定。最近国家将计划建设总装机达19 万kW 的风电场。 太阳能 国外开发状况，长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍，可谓HYPERLINK /view/70033.htm取之不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致温室效应和全球性气候变化，也不会造成环境污染。因此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来，在石油可开采量日渐见底和HYPERLINK /view/30803.htm生态环境日益恶化这两大危机的夹击下，我们企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入实用阶段。 1974年至1997年，美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级：从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为，要使太阳能电站与传统电站（主要是火电站）相比具有经济竞争力，还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用HYPERLINK /view/658910.htm太阳池发电的项目很多。在HYPERLINK /view/2542.htm死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池，为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8．3%面积（约8000平方千米）建成太阳池，为600兆瓦的HYPERLINK /view/334732.htm发电机组供热。今年6月，HYPERLINK /view/2654.htm亚美尼亚无线电物理所的专家宣布，已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机，装机容量仅100千瓦，但发电成本仅0．5美分/千瓦小时，效率高达40%—50%。 俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式 推进器与太阳池工程相结合，给太阳池附设冰槽等设施，设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计，一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池，便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式HYPERLINK /view/666957.htm太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来，使太阳池发电的成本大大下降，在HYPERLINK /view/671426.htm北高加索地区能与火电站竞争，并且一年四季都可用，夏天可用于空调，冬天可用于采暖。 以色列2012年可再生能源装机容量为：风能6.2兆瓦、水电8兆瓦、生物燃料12兆瓦、大型太阳能光热电站0兆瓦、中型太阳能光热电站7兆瓦、小型光伏板发电站218兆瓦。预计至2015年，以大型太阳能光热电站将增至740兆瓦，中型太阳能电站增至330兆瓦，小型光伏板发电站增至330兆瓦[6]。由此看来，全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前，包括到太空去收集太阳能，把它传输到地球，使之变为电力，以解决人类面临的能源危机。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座HYPERLINK /view/2381453.htm太阳能发电站，最近将在太空组装，不久将开始向地面供电 中国开发现状，HYPERLINK /view/61891.htm中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，中国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的HYPERLINK /view/1098090.htm太阳能光伏电池生产国。中国比较成熟太阳能产品有两项：HYPERLINK /view/1818774.htm太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统. 其他能源 我国绿色能源的开发研究除上述几种外,还有水能、地热能、海洋能等,其中水能的开发利用最早,也最成功,水力发电已成为我国电力的主流。我国是水电资源最为丰富的国家,目前利用率只有10 %。美国Magma 电力公司等对各种发电能源进行研究,从土地使用、水质影响、大气污染排放、生物影响、固体废物等方面,采用分级指数法计算各种发电能源对环境的影响进行评级,水能的评价为13 ,是对环境影响最小的,而煤炭达到50 ,是最差的。地热能在我国已经投入开发利用20 多年,近年发展最快的是中、低温地热利用,采暖、医疗、旅游、种养业,地热采暖已发展到800 多万平方米,在地热利用中,能源利用率、资源的梯级开发和尾水回灌等技术方面,还有待进一步重视和提高[7] 。 6 结语 通过大力发展绿色能源，探索出一条有中国特色的能源发展道路，从根源上节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物排放，从源头上促进节能减排工作，达到有好有快发展经济的目的。这样，就避免了13 亿人口的国家快速崛起所需能源的消耗的增加，消除全世界对中国能源问题的担忧；它还是回应“中国能源”的最有力武器。同时，中国能源安全、环境保护和应对全球气候变化问题也就能得到很好的解决，确保了经济、社会、环境三者快速、健康、协调地发展，落实科学发展观，建设和谐社会。 、参考文献 [1 ]徐晓玲等. 燃料电池汽车技术的发展[J ] . 能源工程. 2001 ,2 :24～26 [2 ]陶芒. 前景广阔的绿色能源电动汽车[J ] . 今日科技. 2002 ,2 :34～35 [3 ]蒋剑春. 生物质能源应用研究现状与发展前景[J ] . 林产化学与工业. 2002 ,22 (2) :75～80 [4]陈尊理,马文辉. 提高能源效率是我国能源政策的首要选择[J ] .节能技术. 2001 ,19 (5) :36～40 [ 5 ]龙泽强. 风力发电———21 世纪的绿色能源[J ] . 世界科技研究与发展. 2001 ,4 :32～34 [6] 以色列宣布将重点发展太阳能 ．培训证书网 2012-11-16] [7 ]朱俊生. 国内外新能源和可再生能源发展现状[J ] . 2001 ,7 :35

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