新能源及其可持续发展

作者:李博闻; 刊名:科技创新导报 上传者:陈宝华

【摘要】我国能源短缺已成为当今社会和经济可持续发展的瓶颈,能源的对外依存度呈逐年上升趋势.以化石燃料为主的传统能源正在逐年减少,为使社会保持可持续发展,提高能源的利用率和开发新能源是当前亟需解决的重大问题.该文在扼要介绍新能源概况的基础上,着重剖析了我国新能源发展过程中存在的技术、资金、政策和激励机制、法律保障和社会意识等方面的问题,进而提出了我国新能源可持续发展的策略和举措.

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所谓新能源,就是利用新技术和新材料系统地开发而获得的能源,包括太阳能、核能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等。相对于煤炭、石油、天然气、水能等常规能源,新能源是具有可再生性的绿色能源。随着常规能源的日趋枯竭以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越受到各国政府的高度重视,开发和利用新能源已成为全球关注的焦点。1新能源的特点和种类1.1新能源的特点新能源的特点可概括为以下几方面。(1)资源丰富,分布范围广,具备可再生特性,可供人类永久利用。(2)能量密度较低,开发利用需要较大空间,对技术和资金的依存度较高。(3)含碳量低或不含碳,环境污染较小。(4)间断式供应,波动性较大,供能的持续性相对较差。(5)开发利用成本较化石能源高。1.2新能源的种类1.2.1太阳能太阳能一般指太阳光的辐射能量,是一种可持续性强、永不枯竭的能源。太阳能的主要利用形式为太阳能的光热转换、光电转换和光化学转换3种方式。目前,太阳能的利用形式主要有以下几种。(1)太阳能电池:通过光电转换把太阳光的能量转化为电能。(2)太阳能热水器:利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。太阳能的利用价值高、清洁环保、无污染,是一种值得推广的能源。然而,日照期较短的地区不适合发展太阳能产业,效率低和成本高是制约该类地区太阳能产业发展的瓶颈。1.2.2核能核能是原子核释放的能量。核能主要以核裂变、核聚变和核衰变3种形式释放。核能发电是核能利用的主要形式,其优点是废气排放几乎为零,燃料体积小、运输与储存方便,成本较低且不易受国际经济环境的影响。但核能发电也存在不可避免的缺点,如产生放射性废料,废热污染较严重,投资成本太大、风险较高,等等。1.2.3风能与其他能源相比,风能的蕴藏量大,分布广泛,永不枯竭。风力发电是风能最常见的利用形式,有水平轴风机和垂直轴风机两种机型,其中,水平轴风机为风力发电的主流机型,其应用比较广泛。风能是最洁净的能源,我国的风力发电机、风能设施日趋进步,大规模生产的成本较低,在风资源充足的地方,风力发电成本已低于火力发电;其次是风力发电是可再生能源,无环境污染。对于风能资源丰富、交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区,最适合发展风能产业。风能的缺点是:风能利用受地理位置的限制,风速不稳定产生的能量波动较大,风能的转换效率低,等等。此外,风力发电会产生严重的噪音污染,需要在地域空旷、人口稀少的地方来兴建。目前风力发电技术尚未成熟,还有相当大的发展空间。1.2.4生物质能生物质能直接或间接地来源于植物的光合作用,是太阳能以化学能形式贮存于生物质中的一种能量形式。生物质能资源十分丰富,地球每年经光合作用产生的物质多达1730亿t,其蕴含的能量相当于全球能源消耗总量的10~20倍,但利用率不到3%。生物质能的优点是总量丰富、分布广泛、可再生、低污染,其缺点是产量小和利用率低等。我国在生物质能方面的利用十分普遍,开发沼气是农村利用新能源的重要举措。1.2.5氢能氢能是氢的化学能,通过和氧气反应生成水释放出能量。氢在地球上主要以化合态的形式存在,是宇宙中分布最广泛的物质。工业上生产氢的方法很多,常见的有电解水制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气催化转化制氢等,但这些反应消耗大量的能量,甚至大于其产生的能量。因此寻求廉价的规模化的制氢技术是各国科学家共同关心的问题,其中利用太阳能分解水制氢技术具有重大的现实意义,在相关理论和工程技术方面已获得了突破性的进展。氢能具有高热高能、热能集中、绿色环保、自动再生、即产即用、资源广泛和应用范

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