新能源技术

常见新能源发电技术

新能源技术是高技术的支柱,包括核能技术、太阳能技术、燃煤、磁流体发电技术、地热能技术、海洋能技术等。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志,通过对核能、太阳能的开发利用,打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念,开创了能源的新时代。

洁净煤技术

采用先进的燃烧和污染处理技术和高效清洁的煤炭利用途径(如煤的气化与液化),减少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成为我国乃至全世界的一项重要的战略性任务。

太阳能

太阳向宇宙空间辐射能量极大,而地球所接受的只是其中极其微小的一部分。因地理位置以及季节和气候条件的不同,不同地点和在不同时间里所接受到的太阳能有所差异,地面所接受到的太阳能平均值大致是:北欧地区约为每天每一平方米2千瓦/小时,大部分沙漠地带和大部分热带地区以及阳光充足的干旱地区约为每平方米6千瓦/小时。目前人类所利用的太阳能尚不及能源总消耗量的1%。

地热能

据测算,在地球的大部分地区,从地表向下每深入100米温度就约升高3℃,地面下35公里处的温度约为1100℃一1300℃,地核的温度则更高达2000℃以上。估计每年从地球内部传到地球表面的热量,约相当于燃烧370亿吨煤所释放的热量。如果只计算地下热水和地下蒸汽的总热量,就是地球上全部煤炭所储藏的热量的1700万倍。

现在地热能主要用来发电,不过非电应用的途径也十分广阔。世界上第一座

利用地热发电的试验电站于1904年在意大利运行。地热资源受到普遍重视是本世纪60年代以后的事。目前世界上许多国家都在积极地研究地热资源的开发和利用。地热能主要用来发电,地热发电的装机总容量已达数百万千瓦。

我国地热资源也比较丰富,高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。

核能

核能与传统能源相比,其优越性极为明显。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200一300万吨原煤,大约是每天8列火车的运量。同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。所以,即使不计算把节省下来的煤用作化工原料所带来的经济效益,只是从燃料的运输、储存上来考虑就便利得多和节省得多。据测算,地壳里有经济开采价值的铀矿不超过400万吨,所能释放的能量与石油资源的能量大致相当。如按目前速度消耗,充其量也只能用几十年。不过,在铀235裂变时除产生热能之外还产生多余的中子,这些中子的一部分可与铀238发生核反应,经过一系列变化之后能够得到怀239,而怀239也可以作为核燃料。运用这些方法就能大大扩展宝贵的铀235资源。

目前,核反应堆还只是利用核的裂变反应,如果可控热核反应发电的设想得以实现,其效益必将极其可观。核能利用的一大问题是安全问题。核电站正常运行时不可避免地会有少量放射性物质随废气、废水排放到周围环境,必须加以严格的控制。现在有不少人担心核电站的放射物会造成危害,其实在人类生活的环境中自古以来就存在着放射性。数据表明,即使人们居住在核电站附近,它所增加的放射性照射剂量也是微不足道的。事实证明,只要认真对待,措施周密,核电站的危害远小于火电站。据专家估计,相对于同等发电量的电站来说,燃煤电站所引起的癌症致死人数比核电站高出50一1000倍,遗传效应也要高出100倍。

海洋能

海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等,这些都是可再生能源。 海水的潮汐运动是月球和太阳的引力所造成的,经计算可知,在日月的共同作用下,潮汐的最大涨落为0.8米左右。由于近岸地带地形等因素的影响,某些海岸的实际潮汐涨落还会大大超过一般数值,例如我国杭州湾的最大潮差为8一9米。潮汐的涨落蕴藏着很可观的能量,据测算全世界可利用的潮汐能约109千瓦,大部集中在比较浅窄的海面上。潮汐能发电是从上世纪50年代才开始的,现已建成的最大的潮汐发电站是法国朗斯河口发电站,它的总装机容量为24万千瓦,年发电量5亿度。我国从50年代末开始兴建了一批潮汐发电站,目前规模最大的是1974年建成的广东省顺德县甘竹滩发电站,装机容量为500千瓦。浙江和福建沿海是我国建设大型潮汐发电站的比较理想的地区,专家们已经作了大量调研和论证工作,一旦条件成熟便可大规模开发。

大海里有永不停息的波浪,据估算每一平方公里海面上波浪能的功率约为10x104至20x104千瓦。70年代末我国已开始在南海上使用以波浪能作能源的浮标航标灯。1974年日本建成的波浪能发电装置的功率达到100千瓦。许多国家目前都在积极地进行开发波浪能的研究工作。

海流亦称洋流,它好比是海洋中的河流,有一定宽度、长度、深度和流速,一般宽度为几十到几百海里之间,长度可达数千海里,深度约几百米,流速通常为1一2海里/小时,最快的可达45海里/小时。太平洋上有一条名为“黑潮”的暖流,宽度在100海里左右,平均深度为400米,平均日流速30一80海里,它的流量为陆地上所有河流之总和的20倍。现在一些国家的海流发电的试验装置已在运行之中。

水是地球上热容量最大的物质,到达地球的太阳辐射能大部分都为海水所吸收,它使海水的表层维持着较高的温度,而深层海水的温度基本上是恒定的,这就造成海洋表层与深层之间的温差。依热力学第二定律,存在着一个高温热源和一个低温热源就可以构成热机对外作功,海水温差能的利用就是根据这个原理。上世纪20年代就已有人作过海水温差能发电的试验。1956年在西非海岸建成了一座大型试验性海水温差能发电站,它利用20℃的温差发出了7500千瓦的电能。

生物质能

生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。

其中,适合我国开展的新能源技术主要包括太阳能技术,生物质能技术,核能,风能,海洋能。到目前为止,上述几种新能源技术在我国均已开展并初具规模。

我国具有丰富的太阳能资源,太阳能较丰富的区域占国土 面积的三分之二,年辐射量超过60亿J/m2 ,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤,具有良好的太阳能利用条件。特别是西北、西藏和云南等地区,太阳能资源尤为丰富。太阳能光伏发电是目前成熟的技术,其应用的市场障碍主要是成本过高以及硅材料短缺。目前,光伏发电的成本在4—6元/kW·h左右,离商业化应用还有一定距离。

我国生物质能资源种类繁多,利用技术多样,可发展生物质能还是困难重重。根据我国生物质能利用技术现状,重点将发展沼气、生物质发电、生物质液体燃料等。我国沼气利用技术基本成熟,尤其是户用沼气,已经有几十年发展历史。同时,随着沼气技术不断进步和完善,我国的户用沼气系统和零件基本实现了标准化生产和专业化施工,大部分地区建立了沼气技术服务机构,具备了较强的技术服务能力。大中型沼气工程工艺技术成熟,已形成了专业化的设计、施工队伍和基本完备的服务体系,具备了大规模发展的条件。除沼气外,我国其他生物质能技术的应用仍处于产业化发展初期。在生物质发电方面,已经基本掌握了农林生物发电、城市垃圾发电、生物质致密成型燃料等技术,但目前开发利用规模还有待扩大;在生物液体燃料方面,为缓解石油供需危机,国家积极推进生物液体燃料技术的研发和试点示范工作。目前,我国以高粱、木薯为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料制取生物柴油已开展小规模试验,为大规模开发利用生物液体燃料积累了经验。但从总体来看,生物质能发电技术要达到中长期发展规划的目标,局势扑朔迷离,困难重重。

目前,我国已形成了浙江秦山、广东大亚湾、江苏田湾3个核电基地。在役核电机组稳定运行,核电建设进展顺利,我国已具备核电加快发展基础。

我国国内目前尚无制造大潮汐发电机组的经验,但已具备研建万千瓦级中型潮汐电站能力。存在的问题是装机容量小,单机造价高于水电站,水轮发电机组尚未定型标准化,电站水工建筑的施工方法和技术与国外先进水平比,尚有一定差距。

11级水利水电

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李思文

常见新能源发电技术

新能源技术是高技术的支柱,包括核能技术、太阳能技术、燃煤、磁流体发电技术、地热能技术、海洋能技术等。其中核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志,通过对核能、太阳能的开发利用,打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念,开创了能源的新时代。

洁净煤技术

采用先进的燃烧和污染处理技术和高效清洁的煤炭利用途径(如煤的气化与液化),减少燃煤的污染物排放,提高煤炭利用率,已成为我国乃至全世界的一项重要的战略性任务。

太阳能

太阳向宇宙空间辐射能量极大,而地球所接受的只是其中极其微小的一部分。因地理位置以及季节和气候条件的不同,不同地点和在不同时间里所接受到的太阳能有所差异,地面所接受到的太阳能平均值大致是:北欧地区约为每天每一平方米2千瓦/小时,大部分沙漠地带和大部分热带地区以及阳光充足的干旱地区约为每平方米6千瓦/小时。目前人类所利用的太阳能尚不及能源总消耗量的1%。

地热能

据测算,在地球的大部分地区,从地表向下每深入100米温度就约升高3℃,地面下35公里处的温度约为1100℃一1300℃,地核的温度则更高达2000℃以上。估计每年从地球内部传到地球表面的热量,约相当于燃烧370亿吨煤所释放的热量。如果只计算地下热水和地下蒸汽的总热量,就是地球上全部煤炭所储藏的热量的1700万倍。

现在地热能主要用来发电,不过非电应用的途径也十分广阔。世界上第一座

利用地热发电的试验电站于1904年在意大利运行。地热资源受到普遍重视是本世纪60年代以后的事。目前世界上许多国家都在积极地研究地热资源的开发和利用。地热能主要用来发电,地热发电的装机总容量已达数百万千瓦。

我国地热资源也比较丰富,高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。

核能

核能与传统能源相比,其优越性极为明显。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200一300万吨原煤,大约是每天8列火车的运量。同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。所以,即使不计算把节省下来的煤用作化工原料所带来的经济效益,只是从燃料的运输、储存上来考虑就便利得多和节省得多。据测算,地壳里有经济开采价值的铀矿不超过400万吨,所能释放的能量与石油资源的能量大致相当。如按目前速度消耗,充其量也只能用几十年。不过,在铀235裂变时除产生热能之外还产生多余的中子,这些中子的一部分可与铀238发生核反应,经过一系列变化之后能够得到怀239,而怀239也可以作为核燃料。运用这些方法就能大大扩展宝贵的铀235资源。

目前,核反应堆还只是利用核的裂变反应,如果可控热核反应发电的设想得以实现,其效益必将极其可观。核能利用的一大问题是安全问题。核电站正常运行时不可避免地会有少量放射性物质随废气、废水排放到周围环境,必须加以严格的控制。现在有不少人担心核电站的放射物会造成危害,其实在人类生活的环境中自古以来就存在着放射性。数据表明,即使人们居住在核电站附近,它所增加的放射性照射剂量也是微不足道的。事实证明,只要认真对待,措施周密,核电站的危害远小于火电站。据专家估计,相对于同等发电量的电站来说,燃煤电站所引起的癌症致死人数比核电站高出50一1000倍,遗传效应也要高出100倍。

海洋能

海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能和海水温差能等,这些都是可再生能源。 海水的潮汐运动是月球和太阳的引力所造成的,经计算可知,在日月的共同作用下,潮汐的最大涨落为0.8米左右。由于近岸地带地形等因素的影响,某些海岸的实际潮汐涨落还会大大超过一般数值,例如我国杭州湾的最大潮差为8一9米。潮汐的涨落蕴藏着很可观的能量,据测算全世界可利用的潮汐能约109千瓦,大部集中在比较浅窄的海面上。潮汐能发电是从上世纪50年代才开始的,现已建成的最大的潮汐发电站是法国朗斯河口发电站,它的总装机容量为24万千瓦,年发电量5亿度。我国从50年代末开始兴建了一批潮汐发电站,目前规模最大的是1974年建成的广东省顺德县甘竹滩发电站,装机容量为500千瓦。浙江和福建沿海是我国建设大型潮汐发电站的比较理想的地区,专家们已经作了大量调研和论证工作,一旦条件成熟便可大规模开发。

大海里有永不停息的波浪,据估算每一平方公里海面上波浪能的功率约为10x104至20x104千瓦。70年代末我国已开始在南海上使用以波浪能作能源的浮标航标灯。1974年日本建成的波浪能发电装置的功率达到100千瓦。许多国家目前都在积极地进行开发波浪能的研究工作。

海流亦称洋流,它好比是海洋中的河流,有一定宽度、长度、深度和流速,一般宽度为几十到几百海里之间,长度可达数千海里,深度约几百米,流速通常为1一2海里/小时,最快的可达45海里/小时。太平洋上有一条名为“黑潮”的暖流,宽度在100海里左右,平均深度为400米,平均日流速30一80海里,它的流量为陆地上所有河流之总和的20倍。现在一些国家的海流发电的试验装置已在运行之中。

水是地球上热容量最大的物质,到达地球的太阳辐射能大部分都为海水所吸收,它使海水的表层维持着较高的温度,而深层海水的温度基本上是恒定的,这就造成海洋表层与深层之间的温差。依热力学第二定律,存在着一个高温热源和一个低温热源就可以构成热机对外作功,海水温差能的利用就是根据这个原理。上世纪20年代就已有人作过海水温差能发电的试验。1956年在西非海岸建成了一座大型试验性海水温差能发电站,它利用20℃的温差发出了7500千瓦的电能。

生物质能

生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。

其中,适合我国开展的新能源技术主要包括太阳能技术,生物质能技术,核能,风能,海洋能。到目前为止,上述几种新能源技术在我国均已开展并初具规模。

我国具有丰富的太阳能资源,太阳能较丰富的区域占国土 面积的三分之二,年辐射量超过60亿J/m2 ,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤,具有良好的太阳能利用条件。特别是西北、西藏和云南等地区,太阳能资源尤为丰富。太阳能光伏发电是目前成熟的技术,其应用的市场障碍主要是成本过高以及硅材料短缺。目前,光伏发电的成本在4—6元/kW·h左右,离商业化应用还有一定距离。

我国生物质能资源种类繁多,利用技术多样,可发展生物质能还是困难重重。根据我国生物质能利用技术现状,重点将发展沼气、生物质发电、生物质液体燃料等。我国沼气利用技术基本成熟,尤其是户用沼气,已经有几十年发展历史。同时,随着沼气技术不断进步和完善,我国的户用沼气系统和零件基本实现了标准化生产和专业化施工,大部分地区建立了沼气技术服务机构,具备了较强的技术服务能力。大中型沼气工程工艺技术成熟,已形成了专业化的设计、施工队伍和基本完备的服务体系,具备了大规模发展的条件。除沼气外,我国其他生物质能技术的应用仍处于产业化发展初期。在生物质发电方面,已经基本掌握了农林生物发电、城市垃圾发电、生物质致密成型燃料等技术,但目前开发利用规模还有待扩大;在生物液体燃料方面,为缓解石油供需危机,国家积极推进生物液体燃料技术的研发和试点示范工作。目前,我国以高粱、木薯为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料制取生物柴油已开展小规模试验,为大规模开发利用生物液体燃料积累了经验。但从总体来看,生物质能发电技术要达到中长期发展规划的目标,局势扑朔迷离,困难重重。

目前,我国已形成了浙江秦山、广东大亚湾、江苏田湾3个核电基地。在役核电机组稳定运行,核电建设进展顺利,我国已具备核电加快发展基础。

我国国内目前尚无制造大潮汐发电机组的经验,但已具备研建万千瓦级中型潮汐电站能力。存在的问题是装机容量小,单机造价高于水电站,水轮发电机组尚未定型标准化,电站水工建筑的施工方法和技术与国外先进水平比,尚有一定差距。

11级水利水电

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