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(dá)4萬億噸，現(xiàn)年開采量達(dá)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(jī)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(dá)2.6億至2.7億千瓦。 2011年底，全國火電裝機(jī)容量達(dá)到76546萬千瓦，占全部裝機(jī)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(qiáng)，有利于提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)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(jìn)入21世紀(jì)，特別是電力體制改革的推進(jìn)，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(jìn)入加速發(fā)展時期。 2004年，以公伯峽1號機(jī)組投產(chǎn)為標(biāo)志，中國水電裝機(jī)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(jī)組投產(chǎn)為標(biāo)志，我國水電裝機(jī)已突破2億千瓦。目前，中國不但是世界水電裝機(jī)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(jī)容量達(dá)到23051萬千瓦，占全部裝機(jī)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(jī)，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(jī)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(jī)容量達(dá)到1000萬千瓦”的發(fā)展目標(biāo)在2008年已經(jīng)達(dá)到，《可再生能源中長期規(guī)劃》中2020年風(fēng)電裝機(jī)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(jī)容量達(dá)到4505萬千瓦，占全部裝機(jī)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(jìn)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(dá)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(jī)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(tuán)所屬的嶺奧核電站二期工程一號百萬千瓦機(jī)組投入，我國核電投運機(jī)組總?cè)萘窟^1000萬千瓦，占總裝機(jī)的1.1%，我國核電在建機(jī)組總?cè)萘窟_(dá) 到2500萬千瓦，居世界第一。但總體上講，我國核電占總裝機(jī)比例遠(yuǎn)小于法國(80%)、韓國38%，日本(30%)、美國(20%)等發(fā)達(dá)國家。按規(guī)劃，到2020年，我國核電裝機(jī)容量 突破7000-8000萬千瓦，占屆時我國總裝機(jī)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(jī)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)崮堋⒗l(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(jì)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(jī)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(jī)容量會達(dá)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(jìn)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(hù)、過流自動調(diào)控、水位限制、斷電保護(hù)、超速保護(hù)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(dá)到1.4億平方米，全國地?zé)峁崦娣e達(dá)到3500萬平方米，全國高溫地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)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(jìn)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(jī)容量460多萬千瓦，其中已投產(chǎn)50多個，裝機(jī)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(jī)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?，是人類的?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(jī)的終極方案。隨著中國經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(qiáng)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。