可再生能源的種類與應(yīng)用

目前我國生物質(zhì)能源的發(fā)展面臨一些瓶頸問題，包括生物質(zhì)資源不足、品質(zhì)不佳、收集困難、難于轉(zhuǎn)化；生物質(zhì)催化與轉(zhuǎn)化效率低下，過程能耗和水耗高；生物轉(zhuǎn)化工藝難以低成本規(guī)?；糯笠约吧?a href="http://www.msthinker.com/" target="_blank">能源終端產(chǎn)品品質(zhì)不佳、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)欠缺等。 　　 　　能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，清潔燃料的供給能力密切關(guān)系著國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展，國家戰(zhàn)略安全保障的基礎(chǔ)之一。可再生能源主要包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?/strong>、生物能海洋能等。全球風(fēng)電發(fā)展最快的國家是德國，菲律賓、薩爾瓦多、肯尼亞、尼加拉瓜和冰島等國地?zé)崮芾寐屎芨?，英國積極開發(fā)和利用海洋能，德國的生物能利用技術(shù)世界領(lǐng)先。 　　風(fēng)能 　　風(fēng)能是利用風(fēng)力機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能、機械能等各種形式的能量，用于發(fā)電、提水、助航、制冷和致熱等。風(fēng)力發(fā)電是主要的開發(fā)利用方式。中國的風(fēng)能總儲量估計為 1.6 109 千瓦，列世界第三位，由廣闊的開發(fā)前景。風(fēng)能是一種自然能源，由于風(fēng)的方向及大小都變幻不定，因此其經(jīng)濟性和實用性由風(fēng)車的安裝地點、方向、風(fēng)速等多種因素綜合決定。 　　全球風(fēng)電發(fā)展最快的國家是德國 ( 1697.6 萬千瓦 ) 西班牙 ( 826.3 萬千瓦 ) 美國 ( 674 萬千瓦 ) 丹麥 ( 311.7 萬千瓦 ) 以及印度 ( 300 萬千瓦 ) 德國應(yīng)用先進的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)等可再生能源的利用，使得 2002 年全國 6.8% 電力來自可再生能源。 2020 年德國將有 20% 電力來自可再生能源。 　　由于風(fēng)電屬于新能源范疇，無論是成本還是技術(shù)同傳統(tǒng)的火電、水電相比還有較大的差距，因而風(fēng)電的快速發(fā)展需要國家政策的大力扶持。中國對風(fēng)電的政策支持由來已久，力度也越來越大，政策支持的對象也由過去的注重發(fā)電轉(zhuǎn)向了注重扶持國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造。 　　地?zé)? 　　地?zé)崾侵竵碜缘叵碌臒崮苜Y源。生活的地球是一個巨大的地?zé)釒?，僅地下 10 千米厚的一層，儲熱量就達 1.05 1026 焦耳，相當(dāng)于 9.95 1015 標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的熱量。地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 　　地?zé)崮?( 資源 ) 可以被用來取暖，也可以用于發(fā)電。做何種應(yīng)用取決于資源的溫度范圍，資源的經(jīng)濟開發(fā)取決于地?zé)崽锏馁Y源特性和地理位置。地源熱泵是低溫地?zé)豳Y源的一種利用形式，被廣泛用于建筑物的取暖和制冷。地?zé)岚l(fā)電在世界范圍內(nèi)也取得廣泛應(yīng)用，過去的 50 內(nèi)年增長率為 7% 目前，利用先進技術(shù)，用于發(fā)電的地?zé)豳Y源可以低于 100 ℃ 。 2004 年，全球 25 個國家的地?zé)岚l(fā)電裝機總計達到 873.5 萬千瓦，每年發(fā)電 546 億千瓦時。地?zé)岚l(fā)電廠的功率因素在 70%-95% 之間，適合于帶基荷。有些國家，地?zé)岚l(fā)電開發(fā)利用率很高，可達到全部電力供應(yīng)的 13%-16% 這些國家是菲律賓、薩爾瓦多、肯尼亞、尼加拉瓜和冰島。地?zé)岚l(fā)電成本在可再生能源應(yīng)用中是最低的可以低至 4-5 美分 / 千瓦時。 　　目前，國除青海、云南、貴州等少數(shù)省區(qū)外，其他省區(qū)都在不同程度地推廣地源熱泵技術(shù)。目前，全國已安裝地源熱泵系統(tǒng)的建筑面積超過 3000 萬平方米。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至 2006 年底，中國地源熱泵市場年銷售額已超過 50 億元，并以 20% 速度在增長。 　　海洋能 　　海洋能通常指蘊藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽差能等。海洋能蘊藏豐富，分布廣，清潔無污染，但能量密度低，地域性強，因而開發(fā)困難并有一定的局限。開發(fā)利用的方式主要是發(fā)電，其中潮汐發(fā)電和小型波浪發(fā)電技術(shù)已經(jīng)實用化。波浪能發(fā)電利用的海面波浪上下運動的動能。 　　英國在海洋能利用上走在世界前列。從 70 年代以來，制定了強調(diào)能源多元化的能源政策，鼓勵發(fā)展包括海洋能在內(nèi)的多種可再生能源。 1992 年為實現(xiàn)對資源和環(huán)境的保護，又進一步加強了對海洋能源的開發(fā)利用，把波浪發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的首位，曾因投資多，技術(shù)領(lǐng)先而著稱。潮汐發(fā)電是潮汐能最主要的利用方式，其原理是利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差來發(fā)電。 SeaGen 潮汐能源系統(tǒng)長約 37 米，好似一個 “ 水下風(fēng)車 ” 旋翼由潮汐流帶動工作。潮汐發(fā)電機的原理與風(fēng)力發(fā)電類似，只不過把風(fēng)力推動改為潮汐和水流推動，由此而產(chǎn)生更為環(huán)保的電力。該系統(tǒng)自 2008 年 5 月開始試運行，于 2008 年 7 月聯(lián)入英國國家電網(wǎng)，現(xiàn)發(fā)電能力 12 兆瓦，可滿足大約 1000 戶家庭的平均用電需求，位居世界潮汐能系統(tǒng)發(fā)電量首位。 　　國海洋能開發(fā)已有近 40 年的歷史，迄今建成的潮汐電站 8 座， 80 年代以來浙江、福建等地對若干個大中型潮汐電站。國的海洋發(fā)電技術(shù)已有較好的基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗，小型潮汐發(fā)電技術(shù)基本成熟，已具備開發(fā)中型潮汐電站的技術(shù)條件。但是現(xiàn)有潮汐電站整體規(guī)模和單位容量還很小，單位千瓦造價高于常規(guī)水電站，水工建筑物的施工還比較落后，水輪發(fā)電機組尚未定型標(biāo)準(zhǔn)化。 　　生物能 　　生物質(zhì)是一種多樣性的能源資源，世界范圍內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，主要有作物的殘余物，例如谷類的秸稈、稻殼、棕櫚油、甘蔗渣、城市固體廢棄物、森林廢棄物，以及來自畜禽養(yǎng)殖場和工業(yè)處理過程中的有機廢水。生物質(zhì)能源的主要利用形式有：大型火電系統(tǒng)，例如直接燃燒生物質(zhì)或與煤混燃產(chǎn)生蒸汽發(fā)電和供熱；大型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng) ( 10MW 以上 ) 每年集中處理農(nóng)場和工業(yè)有機廢水 1 萬噸以上的厭氧發(fā)酵供熱發(fā)電系統(tǒng)；垃圾填埋氣回收供熱和發(fā)電系統(tǒng)；還有生物油的生產(chǎn) ( 乙醇、生物柴油等等 ) 　　歐盟 15 國， 2000 年全部電力的 1.5% 來自于生物質(zhì)能，并計劃將生物質(zhì)能的開發(fā)作為其實現(xiàn) 2010 年 22% 可再生能源發(fā)電目標(biāo)的主要內(nèi)容。德國在利用厭氧發(fā)酵處理廢棄物發(fā)電技術(shù)方面，走在世界的前列，目前已有 1900 個厭氧發(fā)酵廠， 2004 年裝機 27 萬千瓦。