有哪些方法可以發(fā)電?原理是什么?

【專家解說】：1、火電: 利用煤、石油和天然氣等化石燃料所含能量發(fā)電的方式統(tǒng)稱為火力發(fā)電。 中國煤炭資源豐富，探明儲量達4萬億噸，現(xiàn)年開采量達14億噸，在一次能源中占70%，故火力發(fā)電在中國電源結(jié)構(gòu)中始終占絕對的主要地位，裝機容量和發(fā)電 量都在70%以上。 “十二五”時期，火電仍然是我國的主力電源，新開工建設(shè)火電規(guī)模將達2.6億至2.7億千瓦。 2011年底，全國火電裝機容量達到76546萬千瓦，占全部裝機容量的72.5%。2011年1-12月，全國火電發(fā)電量為38137億千瓦時，占全部發(fā)電量的82.54% 2、水電: 水電是清潔能源，可再生、無污染、運行費用低，調(diào)峰能力強，有利于提高資源利用率和經(jīng)濟社會的綜合效益。在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下，世界各國普遍優(yōu)先開發(fā)水電 ，大力利用水能資源。中國不論是已探明的水能資源蘊藏量，還是可能開發(fā)的水能資源，都居世界第一位。 進入21世紀(jì)，特別是電力體制改革的推進，調(diào)動了全社會參與水電開發(fā)建設(shè)的積極性，我國水電進入加速發(fā)展時期。 2004年，以公伯峽1號機組投產(chǎn)為標(biāo)志，中國水電裝機容量突破1億千瓦，超過美國成為世界水電第一大國。溪洛渡、向家壩、小灣、拉西瓦等一大批巨型水電站相繼開工建設(shè)。 2010年，以小灣4號機組投產(chǎn)為標(biāo)志，我國水電裝機已突破2億千瓦。目前，中國不但是世界水電裝機第一大國，也是世界上在建規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家，已逐步成為世 界水電創(chuàng)新的中心。 2011年底，全國水電裝機容量達到23051萬千瓦，占全部裝機容量的21.83%，2011年1-12月，全國水電發(fā)電量為6108億千瓦時，占全部發(fā)電量的14.01%， 3、風(fēng)電: 風(fēng)電行業(yè)的真正發(fā)展始于1973年石油危機，20世紀(jì)80年代開始建立示范風(fēng)電場，成為電網(wǎng)新電源。在過去的20多年里，風(fēng)電發(fā)展一直保持著世界增長最快的能源地位，風(fēng)電技術(shù) 日臻成熟。 “十一五”期間，在國家的大力支持下，經(jīng)過科研機構(gòu)、風(fēng)電企業(yè)等各方的共同努力，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展引人矚目，已成為新能源的領(lǐng)跑者。中國《可再生能 源發(fā)展“十一五 ”規(guī)劃》中提出的“2010年風(fēng)電總裝機容量達到1000萬千瓦”的發(fā)展目標(biāo)在2008年已經(jīng)達到，《可再生能源中長期規(guī)劃》中2020年風(fēng)電裝機3000萬千瓦的目標(biāo)也已在2010年提前實 現(xiàn)。2011年底，全國風(fēng)電裝機容量達到4505萬千瓦，占全部裝機容量的4.267%，2011年1-12月，全國風(fēng)電上網(wǎng)發(fā)電量為732億千瓦時，占全部發(fā)電量的1.55%。 在世界海上風(fēng)電開始進入大規(guī)模開發(fā)階段的背景下，中國海上風(fēng)電場建設(shè)也拉開了序幕。中國東部沿海的海上可開發(fā)風(fēng)能資源約達7.5億千瓦，不僅資源潛力巨大且開發(fā)利用市 場條件良好，中國計劃在距離海岸大約30英里的地方大規(guī)模建造水上風(fēng)力發(fā)電站，這些發(fā)電站可能建在巨大的浮體上，也可能深入水下120英尺建在大陸架上。鑒于海面上風(fēng)力通常 比地面上大，因此海上風(fēng)力發(fā)電更具有發(fā)展前景。 4、核電: 核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的電能，每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運輸量。例如，一座100萬千瓦的火電站每年 耗煤三四百萬噸，而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個優(yōu)勢是無污染，隨著世界上煤和油的不斷枯竭，在不久的將來，核電必然會取代火電成為第一大電 源。 從1954年前蘇聯(lián)建成世界上第一座試驗核電站、1957年美國建成世界上第一座商用核電站開始，核電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，裝機容量和發(fā)電量穩(wěn)步提高。 2009年9月，隨著中國廣東核電集團所屬的嶺奧核電站二期工程一號百萬千瓦機組投入，我國核電投運機組總?cè)萘窟^1000萬千瓦，占總裝機的1.1%，我國核電在建機組總?cè)萘窟_ 到2500萬千瓦，居世界第一。但總體上講，我國核電占總裝機比例遠(yuǎn)小于法國(80%)、韓國38%，日本(30%)、美國(20%)等發(fā)達國家。按規(guī)劃，到2020年，我國核電裝機容量 突破7000-8000萬千瓦，占屆時我國總裝機容量15億千瓦的4.6-5.3%，發(fā)電量的8%。 2011年底，中國的核電裝機容量為1257萬千瓦，占全部容量的1.19%。2011年1-12月，全國核電發(fā)電量為864億千瓦時，占全部發(fā)電量的1.85% 5、其它可再生電源 可再生能源是可以永續(xù)利用的能源資源，除上面介紹過的水能、風(fēng)能外，還有潮汐能、波浪能、地?zé)崮?、垃圾發(fā)電、氫能、燃料電池、光伏發(fā)電(太陽能)生物質(zhì)能等。 中國可再生能源資源豐富，具有大規(guī)模開發(fā)的資源條件和技術(shù)潛力，可以為未來社會和經(jīng)濟發(fā)展提供足夠的能源，開發(fā)利用可再生能源大有可為。 中國正在加速研發(fā)、在建的其它可再生電源有: (1)潮汐能 2008年，福建八尺門潮汐能發(fā)電項目正式啟動。2009年5月，浙江三門2萬千瓦潮汐電站工程啟動。浙江江廈潮汐試驗電站是我國目前已建成的最大潮汐電站，總裝機容量3900千 瓦，規(guī)模位居世界第三。根據(jù)國家規(guī)劃，到2020年，我國潮汐發(fā)電裝機容量會達到30萬千瓦。 (2)波浪能 我國首座波力獨立發(fā)電系統(tǒng)汕尾100千瓦岸式波力電站于1996年12月開工，2001年進入試發(fā)電和實海況試驗階段，2005年，實海況試驗獲得成功。該電站建于廣東省汕尾市遮浪 鎮(zhèn)最東部，為并網(wǎng)運行的岸式振蕩水柱型波能裝置，設(shè)有過壓自動卸載保護、過流自動調(diào)控、水位限制、斷電保護、超速保護等功能。 按照規(guī)劃，到2020年，我國將在山東、海南、廣東各建1座1000千瓦級的岸式波浪發(fā)電站。 (3)地?zé)崮? 我國擁有豐富的地?zé)豳Y源。全國地?zé)峥刹蓛α渴且烟矫髅禾靠刹蓛α康?.5倍，其中距地表2000米內(nèi)儲藏的地?zé)崮転?500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。全國地?zé)峥砷_采資源量為每年68億立方 米.2010年末，全國淺層地溫能供熱(制冷)面積達到1.4億平方米，全國地?zé)峁崦娣e達到3500萬平方米，全國高溫地?zé)岚l(fā)電總裝機容量2.4萬千瓦. 在我國的地?zé)豳Y源開發(fā)中，經(jīng)過多年的技術(shù)積累，地?zé)岚l(fā)電效益顯著提升。除地?zé)岚l(fā)電外，直接利用地?zé)崴M行建筑供暖、發(fā)展溫室農(nóng)業(yè)和溫泉旅游等利用 途徑也得到較快發(fā) 展。全國已經(jīng)基本形成以西藏羊八井為代表的地?zé)岚l(fā)電、以天津和西安為代表的地?zé)峁┡⒁詵|南沿海為代表的療養(yǎng)與旅游和以華北平原為代 表的種植和養(yǎng)殖的開發(fā)利用格局. (4)生物質(zhì)發(fā)電 中國是一個農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源十分豐富。中國擁有充足的可發(fā)展能源作物，同時還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。如加以有效利用，開發(fā) 潛力將十分巨大。 為推動生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，2003年以來，國家先后核準(zhǔn)批復(fù)了河北晉州、山東單縣和江蘇如東3個秸稈發(fā)電示范項目，頒布了《可再生能源法》，并實施 了生物質(zhì)發(fā)電優(yōu)惠 上網(wǎng)電價等有關(guān)配套政策，從而使生物質(zhì)發(fā)電，特別是秸稈發(fā)電迅速發(fā)展。 截至2009年底，全國投產(chǎn)、在建和開展前期工作的生物質(zhì)發(fā)電項目有170多個，裝機容量460多萬千瓦，其中已投產(chǎn)50多個，裝機容量100多萬千瓦。 (5)垃圾發(fā)電 從2010起，垃圾焚燒發(fā)電項目遍地開花，發(fā)展勢頭良好。衛(wèi)生填埋場的數(shù)量和處理能力都在增長中，目前我國填埋氣體利用方式主要是直接燃燒發(fā)電。截至 2010年底，我國建 成并投入使用的填埋氣體發(fā)電廠有35座，發(fā)電裝機容量超過8萬千瓦。 (6)氫能 氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的新能源，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗侨祟惖膽?zhàn)略能源發(fā)展方向。 氫燃料電池技術(shù)，一直被認(rèn)為是利用氫能解決未來人類能源危機的終極方案。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車工業(yè)已經(jīng)成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。在能源供應(yīng)日益緊張的今天，發(fā) 展新能源汽車已迫在眉睫，用氫能作為汽車的燃料無疑是最佳選擇。 (7)燃料電池 燃料電池發(fā)電是在一定條件下使H2、天然氣和煤氣(主要是H2)與氧化劑(空氣中的O2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能和熱能的過程，只要有燃料和氧化劑供給，就 會有持續(xù)不斷的電力輸出。 燃料電池的特點決定了它具有廣闊的應(yīng)用前景。它可以用作小型發(fā)電設(shè)備、作為長效電池，也可以應(yīng)用在電動汽車上。中國早在20世紀(jì)50年代就開展燃料電池方面的研究。開發(fā) 出了60kW、75kW等多種規(guī)格的質(zhì)子交換膜燃料電池組，使中國的燃料電池技術(shù)跨入世界先進國家行列。 (8)光伏發(fā)電 光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行，受到各國企 業(yè)組織的青睞，具 有廣闊的發(fā)展前景。 中國光伏裝備產(chǎn)業(yè)已具有一定的規(guī)模和水平，可為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強有力的支撐。隨著國家對新型可再生能源發(fā)展的重視，中國光伏裝備將隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 而不斷發(fā)展壯大。 (9)光熱發(fā)電 (10)燃料乙醇發(fā)電、生物汽油發(fā)電、生物柴油發(fā)電等。