高一綠色能源的研究性學(xué)習(xí)論文

【專家解說】：背景：鑒于美國“9·11”事件和當今混亂的中東形勢造成原油市場價格不穩(wěn)對整個世界經(jīng)濟所產(chǎn)生的負面影響，國際能源機構(gòu)2002年初下調(diào)了對近兩年全球石油需求的預(yù)測。這更進一步激發(fā)了全世界對可再生能源的開發(fā)和利用步伐。其中風(fēng)能作為一項大有潛力的能源被越來越多的國家所重視?！笆濉逼陂g，我國也將大力開發(fā)利用新能源和可再生能源，以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，改善環(huán)境，促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，同時解決邊疆、海島、偏遠地區(qū)以及少數(shù)民族地區(qū)的用能問題。計劃到2005年我國新能源和可再生能源（不含小水電和生物質(zhì)能傳統(tǒng)利用）年開發(fā)利用量將達到1300萬t噸標準，減少近1000萬t含碳的溫室氣體及60多萬tso2、煙塵的排放，為130萬戶邊遠地區(qū)農(nóng)牧民（約500~600萬人口）解決無電問題，提供近20萬個就業(yè)崗位。我國是個多風(fēng)的國家，如何利用風(fēng)能、開發(fā)風(fēng)能、減少污染是我國今后發(fā)展急需解決的一大問題。 風(fēng)是人類最早有意識利用的能源之一，人類對風(fēng)的感情是復(fù)雜的，因為它既可造福，又可成災(zāi)。早在一兩千年前人們就已懂得建造風(fēng)車利用風(fēng)能。在世界進入21世紀的今天，風(fēng)力發(fā)電是人類利用風(fēng)能的一個極好途徑，風(fēng)將為人類社會作出更大的貢獻。 從20世紀70年代開始，聯(lián)網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電開始商業(yè)化，經(jīng)過80年代和90年代的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)逐漸成熟。由于風(fēng)力發(fā)電具有環(huán)境保護的獨特優(yōu)勢，隨著發(fā)達國家對co2減排義務(wù)的承諾，風(fēng)力發(fā)電受到了眾多國家的重視。特別是20世紀80年代后風(fēng)力發(fā)電的增長速度驚人，其中1997~2000年之間全球年裝機量平均增長速度達到38%。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日趨成熟，市場規(guī)模不斷擴大，風(fēng)力發(fā)電的成本效益性能也逐漸改善。在過去的10年中，風(fēng)電的成本下降了一半。以美國為例，上世紀90年代安裝風(fēng)力發(fā)電機，每發(fā)一度電的成本為8美分，而現(xiàn)在只需4美分。斯坦福大學(xué)環(huán)境工程教授馬克·雅各布森與同事們在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇文章，詳細地對比了風(fēng)力發(fā)電與煤炭發(fā)電所需的費用。從計算得出的結(jié)果來看，用風(fēng)力發(fā)電，每度電大概需要花費3~4美分；煤炭發(fā)電，基礎(chǔ)的花費與前一種不相上下，但是如果加上煤燃燒后對健康和環(huán)境產(chǎn)生的間接影響等因素，這個花費就變成了5.5~8.3美分。另外研究者還指出，美國每年有2000名煤礦工人死于煤炭帶來的污染。而從1973年起，美國人納稅人每年要支付高達350億美元，作為煤礦工人的生活和醫(yī)療費用。由此可以看出風(fēng)力發(fā)電顯然比煤炭發(fā)電便宜，僅此一點，就沒有理由不對風(fēng)能進行投資。 就風(fēng)能的商業(yè)利用價值來說，風(fēng)力越大價值越高。地點稍有變化對發(fā)電都有很大影響，因為電能和風(fēng)速的立方成正比。這意味著即使是同一臺蝸輪發(fā)電機，在風(fēng)速為每小時12英里時，發(fā)電量比每小時11英里的發(fā)電量高30%。風(fēng)力發(fā)電的前提條件是離地面10m的風(fēng)速必須達到每秒4~5m。海濱地區(qū)的風(fēng)速大多超過這個數(shù)值，但越往內(nèi)地，隨著風(fēng)力不斷減弱，可生產(chǎn)的電能也就越少。隨著人們越來越意識到在近海地區(qū)開發(fā)風(fēng)能的重要性，同時，由于技術(shù)的不斷發(fā)展（現(xiàn)在已經(jīng)可以在近海區(qū)建造2.5~3mw的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施），近海風(fēng)能發(fā)電儼然已經(jīng)成了開發(fā)風(fēng)力發(fā)電的新方向。 風(fēng)力發(fā)電在發(fā)達國家的應(yīng)用 歐洲是風(fēng)能開發(fā)比較早的地區(qū)，據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會發(fā)表的統(tǒng)計，截至2001年底，全歐已投入運行的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備裝機容量達到17310mw，比一年前劇增35%，占全球這類設(shè)備總裝機容量的72%，年發(fā)電量為400億kw·h，可滿足1000萬個家庭的用電。 歐洲風(fēng)力資源豐富，如在法國瀕臨大西洋的諾曼底和布列塔尼等沿海地區(qū)，速度達每小時60km的大風(fēng)司空見慣，時速逾100km者亦不足為奇。但是，資源豐富只是一個客觀條件，如何利用這種資源才是關(guān)鍵。在1973年第一次能源危機以后，歐洲特別是西歐國家痛感能源供應(yīng)安全的重要性，制定了能源供應(yīng)多樣化的戰(zhàn)略，其中一個組成部分就是開發(fā)和利用包括風(fēng)能在內(nèi)的可現(xiàn)生能源。在歐洲國家中，德國的風(fēng)力發(fā)電最為發(fā)達，到去年年底，裝機容量已達到8754mw。德國在開發(fā)使用綠色能源方面一直居世界領(lǐng)先地位。其中風(fēng)力發(fā)電更是在近年來呈現(xiàn)出一片興旺景象。在德國，風(fēng)能是居水力發(fā)電之后最重要的再生能源來源，風(fēng)力發(fā)電在德國電力生產(chǎn)中所占的比例已達到2.5%。目前，德國共擁有9400座風(fēng)力蝸輪發(fā)電機，發(fā)電總量占歐洲大陸風(fēng)能發(fā)電總量的50%，全球風(fēng)能發(fā)電總量的1/3。其次是西班牙，為2417mw；丹麥雖然在歐盟中是一個小國，但風(fēng)力發(fā)電的裝機容量達2147mw，居第三位。相反，作為西歐第二大國的法國要落后得多，盡管其風(fēng)力資源甚豐，但裝機容量只有78mw。 美國在風(fēng)能發(fā)電方面雖然落后于歐洲，但近幾年發(fā)展十分迅速，據(jù)美國風(fēng)能協(xié)會2002年1月15日發(fā)表報告說，去年美國風(fēng)力發(fā)電業(yè)新增裝機容量達到創(chuàng)紀錄的1700參考資料 http://www.hotlw.com/2006-5-24/1-15.htm