新能源发电趋势范文
时间:2023-12-06 18:02:23
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篇1
1、此消彼长发展不平衡
全球电池行业自2007年起,经过2009年的波动,2010年至2011年均有较大增长。
其中,铅酸电池的市场份额占据主要地位,增长平稳,增速放缓;锂离子电池增速最大;太阳能电池波动较大。
2、主要电池产业现状(1)铅酸蓄电池
铅酸蓄电池市场需求量正逐年下降,增长速度自2000年以来已明显放缓。锂离子电池已经在电动自行车市场开启了大规模替代铅酸电池的进程,燃料电池正取代铅酸电池成为电动叉车的主要能量,其它市场的替代进程也陆续开始。铅蓄电池目前主要在中国、巴西、墨西哥等国生产。
(2)锂离子电池
1991年才实现商业化的锂离子电池产业发展速度最快。2005-2015年,全球锂电池市场规模从56 亿美元增长到230亿美元,复合年增长率高达15.2%。如以15.2%的年增长率,预计到2020年全球锂电池的市场规模将达到466亿美元。
2000年至2010年间,智能手机、平板电脑、移动电源等便携式锂电池等应用领域的发展是驱动锂电池行业持续增长的主要动力。2010年以后,锂离子电池在动力电池领域的应用逐步成熟,并逐步向新能源汽车等领域拓展。
2013 年电动汽车成为全球锂离子电池的第4大产品。
新能源汽车强劲增长的需求推动动力电池成为锂电池重要组成部分,占比上升到2015年的28.26%。各类电动交通工具持续翻番增长将会成为推动锂离子电池、尤其是动力锂电池在未来的五到十年间蓬勃发展的主力。
储能市场(4G移动基站微站、家庭储能市场、分布式光伏发电等应用)将会成为锂离子电池的新蓝海。
全球锂电池产业呈“三足鼎立”态势。2014年中国、日本和韩国合计占有全球90%以上的市场份额。日本占据锂离子电池技术优势和高端产品市场,韩国迅速追赶,中国则更多集中在中低端市场竞争。
全球的锂电池产业在向中国转移。松下、三星、LG 等多家锂电池产业巨头纷纷在华设立子公司或将生产制造部门甚至研发部门迁至中国。
(3)燃料电池
全球燃料电池产量飞速增长。其中固定领域对增长的贡献最大,运输领域增长相对平稳,便携式领域几乎停滞不前。氢燃料电池发展迅速。2011年全球氢燃料电池市场规模为10.3亿美元,较2010年6.7亿美元成长54%。
固定式燃料电池未来增长潜力巨大。根据Pike Research的预测,到2022年固定式燃料电池的出货量将达到35万台,相对于目前的规模有一个巨幅的提升。加拿大的巴拉德动力公司和美国的Bloom Energy,Fuel Cell Energy,UTC Power是该领域的主要生产公司。
交通运输领域燃料电池已在物料搬运设备领域实现商业化。北美的Plugpower和加拿大巴拉德动力公司是主要厂商。未来发展主要集中在物料搬运设备市场和轻型燃料电池电动汽车上。
氢燃料电池在电动汽车发展中有望后来居上,突破只是时间问题。其发展机遇有:其一,全球燃料电池电动汽车已经从开发阶段进入市场导入阶段,成本的持续显著下降助推燃料电池汽车加快批量化生产进程;其二,激烈的专利竞争为燃料电池产业的发展奠定了技术基础(为了氢燃料电池车的发展,丰田汽车在2015年1月宣布开放其5680项燃料电池技术专利的使用权);其三,全球汽车巨头在燃料电池汽车上的投入及相互合作,推动燃料电池商业化的快速发展;其四,政府补贴以及与燃料电池汽车的市场导入量相匹配的加氢站建设也在积极推进。目前全球加氢设施的发展主要集中在三大区域:北美、欧洲和日本。
根据预测,从2020年开始,全球燃料电池车销量出现大幅增长;2023年,全球燃料电池车销量有望突破1.5万辆,北美、欧洲和亚太地区基本上各占1/3;2024年,亚太地区的燃料电池车销量将超过欧洲和北美。
燃料电池在便携式领域的发展由于携带和使用安全等难题几乎处于停滞状态,未来在该领域的发展还需很长时间。
(4)太阳能电池
2008年以来,全球太阳能电池产能波动性增长,产量持续稳步增长。其中,全球EPC市场容量(非住宅光伏市场)迅猛增长。
2011年,中国大陆光伏电池产能占全球总产能的60%,其余产能主要分布在美国、台湾省、韩国、欧洲等区域。
在太阳能电池中,多晶电池仍为主流,产业集中度逐步提升。美国的First Solar公司掌握薄膜电池生产专利技术,是世界领先的太阳能光伏模块制造商之一。
在2012年以前,以德国、意大利、西班牙三国为代表的欧洲区域为全球光伏发展的核心地区,占全球总装机规模的70%。2013年以后,中、美、日三国成为主要增长区域,南非和印度成为了最有潜力的新兴市场。
全球光伏发电未来发展前景广阔。目前光伏行业的终端需求受各国政策变化的影响大。根据各国政策,日本、美国、英国、德国、西班牙等未来需求将减少,中国、印度、泰国、韩国、菲利宾、巴西、智利、洪都拉斯、乌拉圭、沙特阿拉伯、以色列、南非、阿尔及利亚、法国、土耳其、荷兰的新增需求将快速增加。
(5)镍氢电池和镍镉电池
镍镉电池呈现出年销量下滑态势。由于镉具有毒性,许多发达国家已建议禁止使用镉镍电池。传统镍镉电池在民用领域将被逐步取代。
镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品,近年来市场在逐步萎缩。目前在移动电话、笔记本电脑等领域被钴酸锂等锂电池取代,在便携式电器市场、电动工具、电动车市场被锰酸锂电池和磷酸铁锂电池取代。
镍镉电池和镍氢电池全面退出市场只是时间问题。
(6)原电池
原电池市场需求稳定,市场份额相对萎缩。2014年全球市场规模达136.6亿美元,占全部电池市场的18%,比2009年的24%有所下降。其中锌锰电池逐渐减少,碱锰电池增速缓慢,锂一次电池增速强劲。
日本碱性电池产业发达,全球知名碱性电池厂商都集中在日本。美国和德国是主要碱性电池进出口贸易国。
3、国际电池行业的发展趋势
全球电池行业的发展有如下几方面的趋势。
(1)市场趋势
各类电池的市场规模此消彼长,以新能源作为材料的电池发展潜力巨大。铅酸蓄电池增长放缓;镍镉和镍氢电池市场持续萎缩;锂电子电池涨势迅猛;燃料电池市场突破在即;太阳能电池发展受各国相关政策影响大。
(2)生产趋势
全球电池产能在向中国转移。日本、韩国和欧洲的一些电池巨头由于成本或环保问题,纷纷在华设立子公司或将生产制造部门甚至研发部门迁至中国。如,日本和韩国的锂电池,欧洲的锂锰电池及太阳能/光伏电池等。
(3)技术趋势
第一,各主要新能源电池成本显著下降。而随着厂商扩大生产规模、调整融资、提高效率,这一趋势仍将持续。
2011年以来,动力锂电池成本价格下降了50%,能量密度也不断上升。(如下图所示)。
燃料电池中铂的用量在过去十年间下降了80%,成本较2006年降低50%以上,且还存在继续下降的空间。交通运输用燃料电池的成本有望接近实现规模化生产、与内燃机汽车竞争的起始点。
太阳能发电技术成本在过去二十年已大幅下降,并将继续下降,能量转换效率也在不断的提升中。
第二,锂离子电池技术停滞不前,燃料电池重获重视并有新进展,两条技术路线将在较长时期齐头并进,未来新能源汽车技术构成不明朗;结合几种电池优势的混合产品率先实现量产和市场化。
①锂离子电池技术现状及趋势。
目前能够生产出的使用石墨负极的第一代锂电池的能量密度已离理论极限值(600Wh/L)不远,无法满足市场应用的需要,制约潜在需求的释放。
目前锂离子电池技术研发方向为第二代锂电池(使用硅负极,最高能取得800Wh/L左右的能量密度)和第三代锂电池(使用更高能量密度的金属负极甚至做到无负极,能超过1000Wh/L的能量密度)。
锂离子电池分国别技术迁徙趋势如下图所示。
②燃料电池技术现状及趋势。
目前,交通领域燃料电池的功率密度达到了接近内燃机的水平。从燃料电池的寿命看,小车达到了5000小时,大巴超过了1万小时。
日本在燃料电池研发上处于世界领先。根据近年来燃料电池专利持有情况来看,各大汽车公司在近几年的专利数目节节攀升,其中丰田公司更是位居榜首。2014年,丰田推出首款量产版氢燃料电池车。
燃料电池的研发方向主要集中在如何解决质子传导膜的适用温度范围扩展、氢气储存和运输技术难度大、氢气安全性等问题,以及继续降低铂族金属作为催化剂的使用比例等。
目前各大电池企业和汽车巨头在锂电池和氢燃料电池研发上齐头并进,未来新能源动力车辆的技术构成不明朗。
③太阳能电池技术现状及趋势。
对于太阳电池来说最重要的参数是光电转换效率。晶硅电池因转换效率、运行可靠性等综合性能指标较优,成为目前光伏市场的主流。
太阳能电池的能量转换效率在不断提升(美国能源部国家再生能源实验室(NREL)实现了目前最高的45.7%的转换效率);发电成本在过去二十年已大幅下降,并将继续下降。
高分子聚合物太阳能电池有望获得9%的光电转化效率,但距离聚合物电池投入商用的15%的光电转化效率尚有一定距离。
目前结合几种电池优势的混合电动汽车产品率先实现了产业化和市场化。诸如燃油混合动力汽车,以及联合使用风能、光能和储能的发电系统等过渡产品必将在某种占绝对优势的电池产品成功商业化之前长期存在。
第三,处于电池研发技术前沿的新能源终端电池,如锂硫电池、锂空气电池、铝空气电池、石墨烯电池、超级电容器等,凭借各自的突出优势有非常好的前景。但由于上述电池等各自在技术、成本和市场应用上的一些关键问题没有解决,产业化和商业化尚需时日。
(二)国内电池行业
1、总体情况
进入二十一世纪以来,我国电池制造行业保持多年增长,在全球电池行业中的份额逐年增加。2013年全年实现主营业务收入4192.19亿元,利润总额162.92亿元,利润率5.94%。以锂离子电池为代表的新型电池发展迅猛,铅酸蓄电池发展呈稳健上升趋势,锌锰电池产量稍降,镍镉电池、镍氢电池和碱锰电池产量降幅较大。我国电池产业重点分布在广东、浙江、江苏、河北等省份。
2、主要电池类别发展现状
(1)铅酸蓄电池
我国是铅酸蓄电池的产销大国之一。2009年以来,我国铅酸蓄电池产量呈现上升趋势,2014 年达2.21亿千伏安时。
铅酸蓄电池的下游主要是电动汽车行业,以及作为通信基站的后备电池和储能电池。
拉动铅酸蓄电池2011年以来增长较快的电动自行车的市场容量已基本饱和,未来几年是锂离子电池大规模替代铅酸电池的时间。
随着环保、工艺落后的小企业将逐步退出生产,铅酸蓄电池的行业集中度将不断提升。
我国铅酸电池企业主要分布在长三角、珠三角地区以及天津、河北、四川等地。
(2)锂电池
①发展现状。2009年以来,我国锂离子电池的产业规模保持了较快的增长速度,高于其它类电池增速和全球增速。2014年,我国锂离子电池产量达52.9亿只,已是全球最大的锂离子电池制造基地。
我国锂离子电池企业主要分布在长三角、珠三角地区以及北京、天津、河南、四川、江西等地。
我国锂离子电池企业主要有ATL,比亚迪,天津力神,光宇国际、海特电子和深圳比克等。
我国锂离子电池整体还处于产业链低端。锂离子电池在安全性、续航能力、使用寿命、成本、使用便利性等方面急待提高和改进。高端动力和储能电池差距近两年来在缩小,但距离仍然比较大,是制约我国电动汽车发展的瓶颈。
②锂电子电池4大材料行业现状。在锂电池4大关键材料生产上,虽然目前我国在全球的市场份额远超日本和韩国(2014年),但整体来说工艺、技术水平不高,中低端产品产能过剩,行业集中度偏低,企业很难获得规模效益。在隔膜、电解液、动力锂电池的核心配方以及电池管理技术等方面,我们也都没有自己的核心技术,高端产品一直被日本、韩国、美国等国外企业把持。
我国目前消费类电子产品市场中手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等主要产品的市场容量已基本饱和,未来对锂电池增长拉动有限。
我国动力锂电池市场由于投资急剧扩张、技术水平不高,未来将在中低端产品上出现产能过剩和价格战。
(3)太阳能电池
2005年以来,我国太阳能电池产量快速增长。产业发展大致经历了高速增长及产能盲目扩张期、出口骤减进入产业寒冬期、政府扶持增加国内需求进入稳步回暖期这三个时期。
我国太阳能电池企业主要分布在江苏、浙江、四川以及北京、天津等地。无锡尚德是全球最大的太阳能面板制造商。
① 我国发展光伏产业的优势。
目前我国产业化生产的多晶硅和单晶硅电池平均转换效率处于全球领先水平。我国铟、镓资源丰富,加之铜铟镓硒技术的效率提升,使我国在太阳能电池制造成本上具有相当大的优势。
②我国光伏产业面临的问题。
第一,市场严重依赖出口。中国目前是太阳电池的生产大国、光伏发电市场应用的小国,光伏产业仍未改变出口为主的局面。
第二,电网方面,目前我国的智能电网建设仍然十分落后,存在诸多技术问题,新电改中的输配分离仍面临技术、资金、安全等困境。
第三,电站方面,分布式光伏发电需要在屋顶建立电站,但是投资方一般难以获得屋顶业主的产权。电站产权制度的设计是制约分布式光伏发电在居民中推进的一大阻碍。
③太阳能电池未来发展趋势。
目前国际光伏市场迅速发展、国内需求不断增加。未来发生像2012年全球性产能过剩问题的可能性不大,甚至可能面临首次太阳能电池板短缺的问题。
随着我国西北部地区地面电站的逐渐饱和,以及光伏平价上网的条件达成,配合储能技术的成熟,未来东部及南部地区将兴起建分布式电站的热潮。
(4)镍镉电池和镍氢电池
随着锂电池对镍镉电池的替代和镍镉电池严重的环境污染问题,我国镍镉电池的市场规模急速下滑,生产镍镉电池的厂家数量不断减少,未来成长缺乏动力。
我国的镍氢电池产业经过近二十年的发展已经初具规模,目前产量和出口量居世界第一。重点生产区域有广东、江苏、山东、江西、河南等省份。主要生产企业包括深圳德赛电池、湖南科力远新能源、惠州超霸电池等。
虽然镍氢电池是我国现在电池的主流方向之一,近年来其产量呈下降趋势,市场规模在萎缩。
我国镍氢电池三大应用领域:电动车、便携式高耗电产品、电动玩具(2014年)。镍氢电池在大功率工业用动力电池方面有较大的应用占比,但未来成长空间有限。纯电动汽车的推进或影响镍氢电池前景。
(5)燃料电池
我国燃料电池汽车处于探索发展阶段,和国际相比有较大差距。截至目前,我国仅有200余辆燃料电池电动车示范运行,2015年燃料电池车产量仅有10辆。目前拥有燃料电池汽车整车生产技术的国内车企仅为上汽集团一家。
虽然我国在燃料电池关键材料的研发已经达到国际水平,但在燃料电池发动机等产业链主要环节上还存在较大的发展空间。
我国尚未形成明确的燃料电池汽车发展路线图,加氢站的建设任务也很艰巨(目前仅有北京、上海、郑州3座),未来燃料电池发展面临较多变数。
(6)原电池及电池组
我国原电池及原电池组行业产量平稳增长。2014年产量为384.42亿只(折R20标准只),比2007年的峰值略有下降。
预计锌锰电池国内需求将逐渐减少,碱锰电池增速较缓慢,锂一次电池增速强劲。锂锰电池目前处于行业整合期。
国内主要原电池生产企业有南孚、双鹿、广州虎头、香港松柏、香港高力等。
3、我国电池行业的发展趋势
(1)市场趋势
我国的铅酸蓄电池发展平稳,未来增长空间有限,行业集中度将有所提高;锂电子电池涨势迅猛;太阳能电池产业发展回暖;镍镉和镍氢电池市场在萎缩;燃料电池处于市场探索期。
篇2
[关键词]新型能源;电力行业;发展前景
中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0322-01
一、新型能源种类分析
(一)风电
目前,我国风力发电产业仍处于起步阶段,技术发展还不成熟,需要国家加大资金投入。当前风电基地规划主要是在西北,规模比较小,传输距离远,并且存在许多复杂的技术和经济问题。所以风力发电技术有待进一步改进,促进节省成本,提高发电效率。同时风力发电由于投入成本高,市场竞争能力弱,大大抑制风力发电技术的推广应用,需要国家在这一领域投入相关优惠政策,进一步促进风力发电的发展。
(二)太阳能光伏
太阳能是最常见的新能源,目前有待进一步开发。加强太阳能的利用效率,可以减少不必要的损失,起到一定的功率峰值。目前太阳能光伏发电技术受到西方发达国家的垄断,我国的核心技术知识产权较少,所以还需要加大太阳能光伏发电的研发力度。
(三)核能
核能是一种清洁、高效的新能源,但是具有高风险,应重视对核反应堆技术的改进。当前使用的核反应堆技术还不成熟,核能源的使用范围也过于狭窄,我国应积极参与国际合作,实现技术开发上的突破。核能的发展存在核泄漏的风险,由于技术不成熟会导致放射性危害极大,恢复也比较困难,因此在核能技术的利用过程中应加强监督使用。
二、电力新能源发展的重要性
(一)发展新能源可以解决能源危机
我国能源的需求非常大,能源需求一直呈现上升的趋势,电力新能源作为能源可以改善能源结构。新能源的使用可以极大地缓解用电压力,可以在很大程度上减少煤炭的紧张局面,解决能源危机。
(二)发展新能源有利于节能减排
新能源的使用直接结果就是提高能源利用率,将使人们在一定程度上减少化石能源的需求,煤矿的开采将减少,对周围环境的影响也将减少对大气的污染,有利于节能减排。使用新能源发电将使非法煤矿开采量大大降低,并促进空气污染水平降低。
(三)发展新能源满足生态环境保护要求
我国目前煤发电和北方冬季取暖是造成严重环境污染的重要因素。在满足人民群众日益增长的电力需求的基础上,加强新能源的使用可以有效加强对生态环境的保护,对促进经济和社会可持续发展具有重要意义。通过电力新能源发展不仅能满足人们对电力的需求,而且还可以改善环境质量。因此,电力新能源发展已成为电力行业的未来发展的重要趋势,是实现我国经济和社会可持续发展的重要途径。
三、我国电力新能源发展的现状
就风能发电而言,我国规划的风电基地所在地区电网规模偏小,通常会带来复杂的电力系统技术和经济问题,对电力新能源发展造成了很大的障碍。我国风电新能源发展数量多,但电网规模小,对电网的顺利运行需要依靠更高电压的支持,才能可以实现远程传输。同时风力发电的大规模发展造成了系统调峰和频率调制新问题。掌握核心技术不够,关键部件所需的设备仍然依赖进口,同时无创新平台开发新技术。同时,当前太阳能发电技术发展缺乏社会的支持。作为一种新的能源技术,太阳能发电的实施还处于起步阶段没有深入使用。太阳能发电技术的发展过程缺乏社会支持导致其应用活性研究受到严重限制。管理制度不健全带来了电网建设和新能源发电的发展不协调,加之新能源的开发成本增加导致新能源发电设备闲置。
四、加强我国电力新能源发展的战略分析
(一)创新新能源发展制度,完善资金保障机制
我国产能过剩现象极为严重,所以国家应根据新能源,在充分调查和评估总体规划的基础上,对电力行业中的新能源发展目标进行合理设定,加强对具有地方特色的新能源产业发展进行合理规划,明确发展的主要思路和阶段性任务。对新能源发展的政策体系和制度不断进行创新,对新能源的发展提供良好的投资环境建设。继续完善投融资体制,鼓励民间资本,商业银行和国际资本进入新能源产业,并加快制定和完善各种财政补贴,解决新能源产业投资成本高的问题。
(二)注重新技术的研发,突破技术发展的瓶颈
使用技术研究和发展是新能源产业发展的瓶颈。首先必须确保新能源技术研发投资稳定增长,支持新能源和工业产品发展,增加先进设备和技术的引进力度,在创新的基础上,积极引进先进技术。鼓励企业和科研机构的加强技术合作,推进技术创新体系建设,提高企业的创新主体作用,促进新能源科技成果产业化,推进新能源的发展和使用。
(三)规划新能源基地建设,积极推广新能源的使用
积极规划未来综合能源基地建设,建设综合能源基地的规划建设工作,将来能更好的适应可持续发展。在电力行业中大力推进新能源使用,加强新能源基地建设,结合各地不同资源结构头部,基于相关行业发展的规模,进一步解决新能源开发过程中产生的各种问题,进而推广新能源的使用,有效改善电力行业发展中的能源结构。
五、结语
总而言之,随着我国经济的发展,对于能源的需要越来越大,能源发展形势和面临问题越来越严重,虽然我国在发展新能源和电力的开发利用方面取得了重大突破,但在新能源开发和利用的实际效果还有待提高,还需要进一步关注和解决一系列问题。因此,新型能源在未来电力行业中所处地位及前景具有极为重要意义,电力行业的新能源开发利用问题需要进一步研究,创新电力新能源开发利用策略,总之,新能源产业在我国的发展有很大的潜力,对我国未来的能源发展提供有利的保障,影响着我国新能源产业的未来发展方向。
参考文献
[1] 蒋坤云.论电力新能源与生态环境的关系[J].资源节约与环保,2013(02).
[2] 陈月阳,朱冰,王聪.浅析新时期电力新能源与生态环境的关系[J].科技资讯,2014(01).
[3] 郭淑贞.新时期我国电力新能源产业发展对策分析研究[J].科技创新导报, 2012(08).
[4] 连杰,王璐.新时期我国电力新能源产业发展对策分析研究[J].经营管理者, 2013(11).
篇3
关键词:新能源;创新实践;选修课
作者简介:张巧杰(1978-),女,山东济宁人,北京信息科技大学自动化学院,副教授;白连平(1956-),男,黑龙江鸡西人,北京信息科技大学自动化学院,教授。(北京?100192)
基金项目:本文系2010年度北京信息科技大学教学改革立项项目(项目编号:2010JG13)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)27-0059-02
近几年,国家对新能源利用越来越重视,制定了一系列的节能减排政策。目前北京市较为重视“新能源”学科点建设和人才培养,建议在有条件的院校建立新能源培训试验中心,以培养一大批能胜任新能源发展需要的中高级专业技术人才和管理人才。在这样的背景下,经过广泛而深入的调研,北京信息科技大学自动化学院电气系开设了新能源与节能技术系列课程,将侧重于新能源开发与电机节能技术,专业特色突出太阳能发电技术、电机节能技术方面的能力培养。“新能源导论与创新实践”是新能源系列课程的开端课,是给低年级学生开设的一门选修课,主要介绍新能源的基本概念、基本原理、主要设备、研究进展、主要应用及国内外最新的有关研究成果,使学生了解新能源的基本理论、研究进展、作用与地位,了解新能源的特点应用及相关的政策。通过两年的教学实践,对“新能源导论与创新实践”课程进行了较为系统的研究,主要对开设课程的意义、理论教学、实践教学、考核方式等方面进行了改革与优化。
一、开设“新能源导论与创新实践”的意义
近年来我国经济持续高速增长,传统能源消耗量大幅增长,引发的能源短缺和环境污染等问题成为制约我国经济又好又快发展的瓶颈,为此,发展新能源产业势在必行。一方面,发展新能源产业孕育着巨大的投资机会,将有效拉动经济增长;另一方面,也可以有效地改变经济增长方式,引领中国经济走向低碳化。虽然我国新能源产业迅速发展,然而推动新能源行业前进的人才供给却显得捉襟见肘。高素质专业人才和核心技术的缺失已严重阻碍了我国当前新能源产业的健康发展。据估算,到2020年在风电领域的从业人员就将会有几十万,其中包括几万名专业人员。根据《核电中长期发展规划(2005-2020)》,未来10年内国家每年平均要开工建设5~8台以上的核电机组,预计每年对核电人才的需求有数千人,而全国每年相关专业的毕业生总量不超过500人。对于快速发展的太阳能产业而言,人才供应同样面临严重不足。在这种背景下,开设“新能源导论与创新实践”非常有意义。
“新能源导论与创新实践”共计32学时,其中讲课16学时,实验16学时。该课程属于认知课、基础课,开设学期较早,实验所占比例较大。开设目的是为了让学生了解世界能源状况和发展趋势、中国的能源状况和发展趋势、目前常用的新能源发电技术的开发及应用现状。课程涉及能源基础知识、太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、核能发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术、海洋能发电技术、燃料电池发电技术等。开设16课时实验的目的是给学生一个系统设计的概念,初步认识硬件设计、软件设计等基本内容,培养学生分析和解决问题的能力、组织协调能力、动手能力和创新精神,为以后参加学科竞赛作准备。让学生有新能源的概念和认识,通过动手调试太阳能智能车,培养初步动手能力,提高实践兴趣,为以后参加学科竞赛打基础、做准备。
二、理论教学
新能源发电技术是近年来发展迅速的一门新技术,其知识内容更新速度很快。因此,必须用先进的教学理念指导教学,以培养学生接受新知识新技术的能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力。改变以往“填鸭式”课堂教学,以“探索型”、“服务型”和“研究型”教学为主。由以往实验教学以“验证性”实验为主,逐渐向学生自主设计课题的“开放型”实验转变。发展学生的开放式创新式思维,激励学生的求知欲望和想象力,充分发掘和培养学生的自主学习意识和主动学习能力。
1.教学内容
主要介绍新能源和可再生能源的含义和分类,涉及类别主要包括太阳能、地热能、生物质能、风能、小水电、海洋能、燃料电池等。总结和分析国内外新能源和可再生能源的资源状况、开发现状、总体布局、重点领域及发展前景,介绍了部分太阳光伏发电、太阳能热发电、风能发电、小水力发电、生物质能发电等工程项目案例。
在过去的几十年里,世界新能源和可再生能源获得了快速的发展,也取得了很大成果,有些新能源发电技术已经进入商业化发展阶段,因此教学内容也要跟随技术发展而不断更新,现有的教材内容较陈旧,对新技术的介绍较少,一般只能作为参考教材。对基本概念、工作原理、基本结构等选用教材章节内容。将查阅最新科技发展成果和科研成果、新技术的发展趋势等作为教材补充内容。既向学生介绍新能源发电的基本原理、关键技术及发展趋势,通过最新科技发展成果介绍,也让学生了解科技前沿的最新动态,激发和培养学生的创新意识。给学生推荐专业网络平台、论坛、科技文献,作为教学内容和课后拓展阅读材料,既将最新的科技知识组织到教学内容中,也培养了学生查阅文献、独立自主学习的能力,培养了与时俱进的社会所需的新能源技术优秀人才。
篇4
微电网在中国并非新鲜事物,“十二五”期间,国家就计划建设30个微电网项目,主要用于解决偏远地区、海岛居民的用电问题。
新能源微电网的最大优点是将风、光、天然气、地热等分散的分布式电源进行整合,形成多能互补的能源综合利用网,以组网的形式克服分布式电源随机性和间歇性的缺点,扩大分布式电源的利用。新能源微电网被认为是“互联网+”在能源领域的创新性应用,是未来能源发展的趋势,对能源可持续发展具有重要意义。
从国家政策和新能源发展趋势看,新能源微电网前景光明。尤其是在新电改售电侧市场化改革的形势下,未来新能源微电网系统可以参与电力交易。产业园区、经济开发区、发电企业、独立售电企业都可利用新能源微电网搭建自己的发、供、用体系,开展配售电业务。
但成本过高、利益分配等问题或成为新能源微电网发展的绊脚石。“微电网需要有强大的电源来支撑才能提供可靠的电力,因此要配有储能系统,这必然导致成本增加,在‘十三五’期间还须对微电网进行补贴等政策支持。”国家发改委能源研究所研究员王斯成对《财经国家周刊》记者说。 成本难题
近年来,我国在新疆吐鲁番、珠海万山海岛、浙江温州南麂岛等地陆续开展了新能源微电网示范工程,金风科技等企业也投资开发了包含风力发电、光伏发电和储能系统在内的“智能微网示范项目”。但成本过高始终是所有项目共同的烦恼。
储能是新能源微电网成本过高的核心因素之一。储能是新能源微电网的关键部分,被当作一个非常强大的后备支撑力量。当微电网内发电设备发出的电量不能实时被用户消纳时,通过储能的方式储存起来;当发电量不足以满足用户需要时,将储存的电提取出来,以此化解新能源发电间歇性问题。
“储能项目的平均成本远高于现行电价,从用户层面看,目前储能的成本仍然过高。”中国电力科学院电工与新材料研究所所长来小康告诉《财经国家周刊》记者。
发电成本也是问题之一。以应用较为普遍的分布式光伏发电为例,尽管光伏组件价格近年来快速下降,国家补贴0.42元/千瓦时,用户依然需要8?10年收回成本。
在当前国家对新能源微电网系统尚未出台补贴的背景下,发电、储能成本较高,再加上变配电设施和控制系统以及后期的运营维护支出,新能源微电网在大电网覆盖的区域普遍应用并不具备优势。《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》提出,在电网未覆盖的偏远地区、海岛等,优先选择新能源微电网方式,探索独立供电技术和经营管理新模式。这是未来新能源微电网的主要应用范围。
金风科技微网并网技术中心部长谷延辉告诉《财经国家周刊》记者,虽然微电网成本较高,但在大电网发生异常时能够保证供电不受影响,提高供电的可靠性。对于医院、矿山、广播电视、通信等对供电可靠性要求较高的领域,已具有商业应用价值。2015年3月并网运行的金风科技江苏大丰智能微电网项目,被认为是国内较早商业化并网的工业区微电网项目。
“新能源微电网对能源行业的作用是积极的,但效果显现需要很长一段时间。”厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强对《财经国家周刊》记者说。 看电网脸色?
法律限制、标准缺失也是阻碍新能源微电网发展的重要因素之一。
可以预见,新能源微电网未来若在大电网覆盖区域内发展,必将会出现一个供电营业区内出现多个独立电力运营商的现象,但这与现行《电力法》“一个供电营业区内只设立一个供电营业机构”的规定相抵触。
除此之外,新能源微电网发展还看电网企业的支持力度如何。由于新能源微电网存在两种运行模式:并网模式和孤网模式。如果新能源微电网采用孤网模式,电网的稳定性须依靠自有的发电设备和储能设备来维持,新能源发电的波动性会影响供电稳定和电能质量。
在有大型电网覆盖的区域,微电网并入大型电网是较为理想的模式。在并网模式下,用户既可从大电网获得电能,也可从微电网获得电能,同时微电网既可从大电网获得电能也可向大电网输送电能,这一模式也被认为能够增强微电网活力,降低配套储能成本。 成本过高,利益分配等问题或成为新能源微电网发展的绊脚石。
篇5
关键词:江苏;新能源;电力市场
本文为江苏省社会科学基金课题:“江苏战略性新兴产业创新驱动及路径研究”(批准号:13EYD024);南京工程学院大学生科技创新基金项目:“江苏省新能源发电市场研究”(项目编号:TB20160819)成果
中图分类号:F407.61 文献标识码:A
收录日期:2016年11月1日
一、引言
从国民经济生产的角度分析,能源消费与GDP是一种投入与产出的关系。从数据上看,2008~2014年江苏省GDP由30,981.98亿元增加至65,088.32亿元,年均增幅达12.14%。与之对应的是,电力消费量由3,118.32亿千瓦时增加至5,012.54亿千瓦时,年均增幅6.84%。从总量上看,江苏省GDP与电力消费量均位列全国前列,国民经济保持平稳快速发展。从发展趋势来看,2000~2007年江苏省GDP年均增长13.5%。同时能源消费年均增长13.3%。能源消费增幅明显放缓,单位地区生产总值能耗持续下降,能源消费与经济发展的协调性进一步加强。在一定程度上缓解了江苏省能源供应压力,达到了绿色发展、可持续发展的要求。江苏省工业发展起步较早,发展相对稳定,经济体量在国内遥遥领先。目前全省工业化和城市化发展所需的一次能源主要依赖外地输入;未来全省要在有限的不可再生资源和环境承载力基础上继续推进经济社会的持续发展,必须改变传统的发展模式与能源利用方式。
二、江苏省新能源产业发展情况
(一)光伏发电。2008年,江苏省新能源产业实现产值889亿元,光伏产业产值达780亿元,占比高达87.74%。光伏产业已成为江苏省新能源领域的支柱产业,总产量和产能在全国均遥遥领先。其中,太阳能电池产量占全球总产量的25%,全国总产量的70%,达1,580MW。同时,各种利好政策不断助推光伏发电市场。经过多年的发展,产业链条已日臻完善,技术水平不断进步。形成了300余家相关企业从高纯度多晶硅、硅片、太阳能电池、组件、集成发电系统设备到光伏应用产品的一条龙产业链,并不断向上下游进行延伸。无锡尚德拥有自主知识产权的Pluto单晶硅电池,其光电转换率已达19%,居世界第一位。徐州中能公司生产的多晶硅成本低至每公斤25美元,处于国际领先地位。江苏省光伏企业正不断加快自身国际化进程和国际市场竞争力,在国际光伏产业中发挥主导作用。然而,受2009年国际金融危机的影响,国际光伏市场迅速萎缩,海外订单锐减,国内行业产能严重过剩,企业发展面临严重困难。部分企业陷入生产成本高、生产效能低、负债压力增大的窘况。
目前,江苏省的光伏产业竞争非常激烈,而光伏板的生产属于资本密集型产业,往往需要十亿级的资金量,令很多中小企业望而却步。这些企业转而投资于光伏电站建设。值得注意的是,类似于房地产开发的“代建-收购”模式得以发展。中小企业有技术却苦于没有资金,投资者有资金却主要热衷于收购电站。在市场竞争日益激烈的背景下,如何进一步引导资本与技术相结合,促使中小企业做大做强,是一个值得思考的重要问题。
(二)风力发电。江苏省拥有954千米海岸线,沿海滩涂面积达6,500平方公里,而且每年仍持续向外淤涨。占全国滩涂总面积的25%,位居全国沿海各省区市之首,近海风电可开发量达18,000MW,风能资源丰富,风能资源利用难度低。利用多方有利条件,江苏省成为全国风力发电装备制造大省。风电整机制造能力高达100万千瓦,风电装备成套机组制造企业数量在全国遥遥领先,风力发电机和高速齿轮箱、回转支承等关键零部件国内市场占有率达50%。江苏风电生产在进行自主研发的同时引进消化,有力提升了兆瓦级风电机组整体设计与制造技术、重要支撑部件制造技术,从而使产业规模和技术水平均在国内遥遥领先。风力发电1.5兆瓦机组形成批量生产,2兆瓦机组试制成功,3兆瓦机组研制进展顺利。下一步应结合江苏省风能资源、地理条件、土地资源状况以及社会经济发展水平,有序发展沿湖滩涂、丘陵山区与地广人稀地带分散式低风速风力发电,就近接入电网,加快实现分散的风能资源就近分散利用。
(三)生物质能发电。农村经济社会的高速发展,导致农村能源消耗量持续增加。在此背景下,生物质能作为一项极具应用前景的新能源,其开发利用是解决能源紧张形势下农村能源供应问题的有效举措。以农作物、木材及其废弃物和动物粪便为主要内容的生物质能源,广泛分布于各农村地区。在生物质能有效转化方面,生物质发电排放的二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染物远少于燃煤发电,特别是生物质从生长到燃烧总体上对环境不增加碳排放量,生物质气化更是对环境不产生任何负面影响;垃圾焚烧发电工程对消除生活垃圾对环境的影响,科学有效地处理生活垃圾,提高环境质量,使垃圾达到无害化、减量化和资源化处理起到了关键作用;农村沼气工程属于清洁生产的重要措施,使农民能够有效转化各种有机废弃物从而得到资源化利用,对农村环境保护和可持续发展具有极其重要的作用。为了顺应生物质能利用技术状况和江苏省经济社会的发展,江苏省生物质能利用以生物质制气、生物质发电、固体成型燃料为重点,积极推广生物质燃气,有序发展生物质发电,加大步子,又好又快推进生物质成型燃料产业化进程。
(四)核能、水电、地热能。江苏省的核能产业以田湾核电站为代表,装机容量212亿千瓦,年发电量140亿千瓦时。作为中俄两国最大的经济技术合作项目,田湾核电站已投产运营十余年,为江苏省提供了大量清洁电力,有力助推了江苏省经济的发展。核电能带来良好的经济效益,但前期巨大的投资使很多企业望而却步。面对广阔的市场,如何进一步激发投资者活力,引导民间资本参股核电项目,成为广大新能源民企共同关心的问题。
江苏省地处长江中下游平原,地势低平,水能资源并不丰富,但河网密布,水量充沛,可利用这一优势进行抽水蓄能电站建设。已建成的宜兴抽水蓄能电站年发电14.9亿千瓦时,为“削峰填谷”保障电网安全以及节约能源做出了重要贡献。
江苏省位于东部沿海地区高热流地热异常带,为江苏省提供了丰富的地热能源。为充分利用地热能资源,江苏省拟开发以温泉和中浅层地温热能资源为主的商业模式。
三、光伏发电成本效益分析
(一)成本分析
1、建设成本。对于商用光伏电站而言,施工建设并持续运营的条件是社会资本的不断注入。光伏电站建设成本高,中小企业难以独自承担。其中,投资机构、电源生产商和发电集团都有通过售电而赚取超额利润的诉求,对我国光伏发电运营模式提出突破性挑战。对于随着薄膜发电技术的应用和储能产品的进步,对于自发自用的用户来说,投资成本在不断降低但仍处于较高水平。这部分用户一是有较高节能意愿的家庭;二是对供电可靠性要求较高的单位;三是装机规模较大的工商企业。
2、运维成本。相较于建设成本,光伏发电的运维成本低廉。光伏发电设备的全寿命周期约为25~30年,每年的运维成本约占投资额的0.5%~1%。
(二)效益分析
1、经济效益。光伏电站一旦建成往往能带来良好的经济效益。对投资企业来说,运营光伏电站能带来良好的现金流,同时有10%以上的投资回报率。对于自发自用用户来说,满足自身能源供应后,多余的电力还可以并网出售,享受国家每千瓦时0.42元的补贴。在青海省等偏远地区,商业用电电价高达每千瓦时4元,采用这种模式无疑能给用户带来巨大的经济效益。
2、社会效益。对于山区、高原、西北等我国电网欠发达的偏远地区而言,太阳能无疑是最方便、廉价的能源。一个光伏电站或屋顶太阳能发电设备成为了解决用电问题的最佳方案。光伏发电设备能极大地提高当地居民的生活水平,为当地提供了生产力进一步发展的可能,并为转变传统生产生活模式逐步脱贫致富提供了思路。符合国家产业政策和可持续发展战略,且相应国家“十三五”脱贫攻坚计划,具有良好的社会效益。
3、环境效益。利用屋顶、湖面、荒地等闲置空间建设的光伏发电机组不占用土地资源,在运行过程中不产生任何噪音。以一个3KW家用分布式并网发电机组为例,在全寿命周期中,除自用外,还可为电网提供清洁电能近10万度,可节约标煤35.1吨,减排二氧化碳91.62吨,减排二氧化硫0.29吨,减排氮氧化物0.25吨,以及大量灰渣的排放,从而改善了大气环境,具有良好的环境友好性。
四、新能源产业发展中存在的问题及建议
(一)新能源产业仍不能满足绿色发展的需求。经过多年的产业结构转型升级,江苏省的经济发展已向建设资源节约型经济体系和消费方式迈出了坚实的一步,在单位GDP能耗、二氧化硫排放量、碳排放量、氮氧化物排放量、化学需氧量等许多领域已处于全国领先水平。但仍未完全走出“高投入、高能耗、低效率”的粗放型发展模式,面临经济发展和环境治理双重压力。可持续发展的能源战略不仅重视节约能源,还要注重开拓能源特别是新能源的供应渠道,提高能源的利用效率。
(二)新能源产业区域发展不平衡。地区差异是江苏省新能源产业的一个明显特征。一方面以无锡为代表的苏南地区在新能源,尤其在光伏产业的市场中占绝对优势;另一方面苏北地区光伏产业起步较晚,以多晶硅和硅制品等原材料生产为主,技术性和创新性不强。在光伏发电领域,应根据江苏省太阳能资源、地理条件、土地资源以及国内光伏产业发展情况,以规模化与分散化相结合。构建以并网光伏电站项目为主、分布式光伏发电项目为辅、渔光互补光伏发电项目为示范,太阳能光热利用为补充的利用格局。不断扩大太阳能应用规模,为区域产业协同发展提供市场空间。
(三)注意产业链延伸,开拓海外市场。新能源基础设施建设投资量大、建设周期长,往往由政府或大型国企主导。与此同时,很多新能源中小企业依靠政府补贴生存,呈现出畸形发展的现状。在经济下行的压力下和转变经济增长方式的要求下,如何让新能源中小企业有独立造血的能力就显得尤为重要。
发展新能源,很大程度上是对环境保护的需要,但在某些地区却是刚需。如我国的偏远地区和非洲、东南亚等经济欠发达地区,电网覆盖率低。在没有电网覆盖的地区,新能源发电就成为解决用电问题的唯一方法。此类新能源工程以光伏和风电为主。为了解决发电不均衡,尤其是夜间和无风天气的用电问题,新能源发电设施往往要配合储能产品使用。产业发展有待提高,储能产品所发挥的作用对新能源产业至关重要。而目前我国储能产业较为混乱,缺乏统一的标准和指导。一方面在发达国家,“新能源发电――储能产品储电”模式已成为绝大多数新能源用户的标配;另一方面我国这种模式尚处于起步阶段,市场潜力巨大。在传统市场竞争日益激烈,需求趋于饱和的今天,应鼓励新能源企业延伸其产业链,着力研发高端储能产品。如发展化合物薄膜、晶硅薄膜、锂离子、钒液流、钠硫等电池储能技术。向新能源成套装备研发领域转型,积极顺应国内外需求。
(四)提升新能源企业整体质量,注重行业品牌建设。依据国家最新出台的新能源装备制造业相关准入条件,对现有企业逐一进行审查,坚决淘汰不符合准入条件的企业。引导企业提高现有产品技术水平,加快研发新型技术产品,鼓励现有企业通过兼并重组、强强联合、引入战略投资者等方式做强做大。鼓励现有优势企业对规模小、无知名度、无研发能力进行兼并,提高产业集中度;支持现有优势企业间开展战略合作,强强联合,优势互补;鼓励现有企业引入全球知名的新能源企业作为战略合作伙伴,利用知名企业的产品、技术、品牌、营销、管理等方面优势壮大自身。
(五)严格落实环评制度,杜绝以环保的名义破坏环境。新能源项目的建设往往能提供大量的清洁能源,不排放污染物和温室气体,而且可显著减少煤炭消耗和火力发电的水资源消耗,带来良好的生态效益。因此往往会忽略项目本身的环保性。光伏硅片的生产会消耗大量能源,风电装置建设占用一定的土地资源,风力发电机旋转的风机叶片可能会对靠近居民区的地方产生噪音污染,生物质能发电尤其是垃圾焚烧发电如果烟气处理不当,会严重破坏环境、不利于充分发挥地热能,同时会破坏土壤周围生态系统。随着海外市场,尤其是欧盟对产品环保性的要求日益严苛,产品的环保性往往成为开拓海外市场的瓶颈。因而,需要加强重视施工前做好环评及地质勘探等工作。新能源开发及使用过程严格遵守国家环境保护的有关法律、法规及规定,采取相应环保措施,不对环境产生负面影响。这既有利于保护生态环境,也有利于推动新能源企业“走出去”。
五、结束语
大力发展新能源是江苏省进一步落实科学发展观、争当生态文明建设典范的重要内容,也将为江苏省构建现代产业体系做出重要贡献,其新能源发电市场广阔,优势独特。结合当下电力体制改革,新能源发电行业市场前景广阔。加大新能源开发、利用力度,有利于减少常规能源消耗,对于弥补资源短缺、增加能源总量、调整能源结构、满足供应需求、实现绿色经济都具有极其重要的作用。新能源企业应以自身实际为基础,以市场需求为导向,打造自身核心竞争力。政府应对投资者,尤其是民间资本加以适当引导,把握电力体制改革的历史机遇,把新能源产业做大做强,打造江苏省经济新的增长极。
主要参考文献:
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[4]刘媛,许迎.江苏新能源产业发展研究[J].当代经济,2014.14.
篇6
【关键词】 :环保型建筑 绿色能源 建筑节能
The application of new energy in green building
【Author】 Li YuanYuan Yang ChengCai YuTingLiang BoYu
【Abstract】The combination of new energy technology and building has a good development trend , using the advantage of container combined with a number of energy-saving technology make the building self-sufficient and also can reduce pollution , save energy , these are the people and the pursuit of yearning for the future now .
【Key words】Environmentally friendly building green energy building energy efficiency
中图分类号:TE08 文献标识码:A
1.新能源利用的发展趋势
随着世界能源的需求量巨大,能源的供应日益紧张,而能源的大量使用导致的气候变化也成为了影响世界经济政治秩序的因素。所以能源的短缺以及其带来的负面影响促使了新能源(太阳能、风能、生物质能、地热能等)被利用的积极局面。
能源危机呼唤新能源,气候变化渴求新能源,第四次工业革命选择新能源。所以新能源的开发利用势在必行。近几年来新能源发电、提供天然气等技术都有很大程度的提高,所以将新能源与建筑结合会有很好的发展前景,而且可行性很高,近几年来我国为节能减排,建造绿色环保型建筑等研发出了许多新能源技术。
2.环保建筑的设计思想
为了探索新能源在环保建筑上的应用,我们做了一个集装箱式别墅会所的设计,由于集装箱活动房居住舒适安全而且坚固耐用具有很强的抗震、抗变形能力,其密封性能也很好,拆装方便、便于运输,使用寿命可达20年以上。再与太阳能热水系统、地热热泵系统等新能源技术及一些新型保温隔热材料相结合,设计出真正能够自给自足的环保型建筑。
近几年来世界各国在环保型建筑上也有了很多的成功案例,例如:
上海世博园中国馆(图1)采用了较新的节能环保材料以及雨水收集等
系统,充分的展示了我国对环保事业的支持。
中国馆的外墙涂料采用了无污染、无放射的绿色环保材料。在门
窗上利用了镀有膜系产品的LOM-E玻璃,该玻璃能够将太阳能转换
成电能储存起来,其为展馆节约了大约10%的能源。为了节约水资源,
展馆的顶部利用了雨水收集系统,将净化后的雨水用于车辆及卫生间。
3.环保建筑设计—集装箱式别墅会所
设计首先考虑建筑与环境相协调统一。再在技术得到良好应用的同时将太阳能热水系统、地源热泵等系统实现与建筑的一体化,即将太阳能集热板与建筑的遮阳结合起来,这样太阳能集热板在起到集热作用的同时又有了遮阳挡雨的作用。因而在技术得到很好应用的同时又给建筑带来了良好的视觉效果。所以建筑与技术的一体化会将会得到更多人的认可。
建筑的平面是在满足使用功能的前提下经过模拟以及人工计算的设计,平面的布置在夏季利于自然通风、在冬季避开北方地区的冬季主导风向并利于日照。从而来减少建筑的运行能源消耗。
4.建筑的材料及设备技术
4.1建筑的保温隔热
集装箱外墙采用高效的保温体系,使之能够有效的阻止热量的传导及散失,从而充分的减少能源的消耗。
建筑为了达到良好的通透性及采光效果则在南侧设计了大面积的玻璃幕墙,由于普通玻璃的能耗很大,为了节能减排本设计应用了LOW—E玻璃幕墙体系。LOW—E玻璃幕墙体系既具有良好的透光效果又具有很好隔热效果,这对于环保建筑来说是一个良好的选择。这种玻璃幕墙体系在很多绿色环保建筑上已经得到了成功的应用,例如以上提到的上海世博园中国馆。
4.2建筑发电系统—太阳能的利用
众所周知,新能源发电系统的造价昂贵,为此国家推出了上网电价制度(支持新能源发电企业以固定价格向电网销售电力的政策,有的规定国家电网必须以固定的价格全额购买新能源发电企业的电量,新能源发电企业的系能源发电价格与化石燃料发电价格之间的固定差价补贴由政府提供)、资金补贴奖励、投资赋税优惠、营业税增值税免除等政策。更增加了自给式新能源发电系统与民用建筑结合的可实施性。
对于一300平方米的别墅式会所来说,它各个方面的用电情况如下:
1kw家用太阳能发电系统
根据以上用电的需要,通过对太阳能光伏系统的总体性能进行个性化的设计,使节能效果、环保效果达到最优化。
对于别墅会所不仅在用电上有所需求,它冬季需要供热,夏季需要制冷,所以单是应用太阳能发电是不够的,还需要其它能源的利用为使用者冬季供暖夏季制冷,这里采用的是地源热泵技术。
4.3建筑供暖制冷系统—地源热的利用
地源热能是自然界“取之不尽,用之不竭”的可再生能源,具有很好的发展前景,本设计利用地源热泵技术为建筑冬季供热夏季制冷既环保又节能。
4.4雨水收集处理
近年来,世界的淡水需求逐年增长。据有关调查,在20世纪期间,用水量以超过2倍人口增长率的速度逐年提高。在理论上,人平均获得的用水量减少了40%,而发展中国家和发达国家的河流、湖泊、沿海地区的水污染加剧,从而引起了生态平衡的严重破坏,节约水资源要从一点一滴做起
雨水收集处理系统在本次环保建筑设计中得到了良好的应用,利用收集的雨水为景观、绿化等提供补水供给,也可作为洗涤等生活用水,同时雨水收集处理系统还具有控制雨水径流污染、减缓城市低洼地区的雨水洪涝及节约水资源等广泛的意义。
通过环保建筑的这些设计,能够为使用提供既节能环保又舒适自然的生活体验。
5.结语
目前,环保型建筑的发展正在面临一系列的经济、技术、社会等问题,但环保型建筑所带来的正面影响又是民族利益所需、是人心所向、是我们自己的切身事业。所以环保型建筑必将克服各种困难走向未来。
陈冰.康健.零排放住宅:金斯潘住宅案例分析.世界建筑,2010(2)
篇7
关键词:新能源 城市电网 影响
中图分类号:TM727 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)08(c)-0051-02
目前,我国诸多行业能够良好发展,这与能源的有效应用是离不开的。但从目前能源储量来看,能源日益枯竭,如若不能找到新能源来代替煤矿、石油等能源,则会使我国诸多行业发展受到影响。为此,我国加大了新能源研究,“十三五”规划中明确提出对新能源的大力发展。新能源一般泛指水能、风能、太阳能、地热能等,这些新能源均属于清洁能源,具有无污染、可再生的特点[1]。因此,积极开发和利用新能源是非常有意义的。但从城市电网中新能源应用情况来看,新能源的应用会产生较大的负面影响,致使城市电网运行效果不佳。为了避免此种情况,应当详细分析新能源对城市电网的影响,进而探究切实有效措施加以解决。
1 新能源的简单概述
新能源又被称为非常规能源,是指人们不熟知的能源,例如:煤炭、钢铁能源以外的各种能源形式。从目前新能源研究来看,可以被称之为新能源的有太阳能、地热能、水能、风能、生物质能、核聚变能等。这些新能源具有可再生、无污染等特点,值得广泛应用,如此各个国家已经认识到了新能源开发与应用的重要性,加大人力、物力、财力的投入,意在开发新能源,使其代替常规能源,解决常规能源日益匮乏的问题。
目前,我国所研究的新能源有水能、风能、太阳能、地热能等,其中风能、水能、太阳能已经应用到电力行业,用于电能开发。从电能开发效果来看,新能源具有较高的应用价值,值得广泛应用于各个行业之中。因此,持续致力于新能源的开发与应用研究是非常重要和必要的[2]。
2 新能源对城市电网的影响
目前,在电力领域之中,新能源的应用主要是发电,如,风力发电、光伏发电等,也是目前最先进、最有潜力的发电技术。由此看来,新能源广泛应用于电力领域是非常有意义的。但事实证明,要想在电力领域中广泛地应用新能源还需要电力工作者及相关研究人员的不懈努力。因为目前将新能源应用到城市电网之中,产生了较多负面影响,使得新能源难以有效支持城市电网运行。对于此种情况,该文将重点分析新能源在城市电网中应用所产生的负面影响。具体内容如下。
(1)新能源发电对电网电压的影响。
通常情况下,电力系统中调节电压,需要采用投切电容器和调整有载调压变压器的分头和接头的办法来实现。利用新能源发电来支撑电网运行的情况,依旧采用以上方法来调节电压,则会使新能源发电站的功率波动较大,进而导致线路出现负荷潮流波动,如此将会加大电网负担,使电网调整等工作比较艰难,最终将会导致电网运行效果不佳,甚至引发安全事故。由此看来,要想使新能源成功地应用到电网操作之中,并且支持电网运行,就需要对调节电压的方式进行革新,采用适合的调节电压的方式,保证新能源电站功率稳定,为城市电网源源不断地输送电能,保证城市电网持续、稳定、高效地运行。
以核能接入城市电网来说,核能是原子核反应释放出来的能量。核反应能够产生巨大的能量,将其转化为电能以后,可以良好地支持城市发电。但是,从核电站建立及为城市电网发电情况来看,核电站的发电量较多,直接接入到城市电网之中,需要电网采用适合的方式方法来进行电压调节,但是目前对于电网潮流分布的计算并不准确,如此会导致电网电压计算不准确,相应地在电网电压调节的过程中容易出现差错,导致吸纳路传输功率发生变化,如此会使整个电网的功率难以处于平衡状态,致使电网运行效果不佳。所以,在当前要想将核能充分地应用于支持城市电网运行,就需要对电网电压调节方式进行调整,并且优化核能发电[3]。
(2)新能源发电对电网频率的影响。
将新能源应用于城市电网之中,除了会影响电网电压之外,还会影响电网频率。之所以这么说是因为在以往的电力系统运行过程中很少出现频率异常的情况,而构建光伏发电站,利用新能源进行发电来支持城市电网运行的过程中,新能源发电量超过电网总电量比例的情况会经常出现,一旦出现新能源发电量超过电网总电量比例,则会造成电网内频率波动频繁,进而产生电场,其功率的波动,会使电网形成一个火电组转速变化和风电输出的传递函数,如若超过18%,则会导致电网运行不佳,甚至引发安全事故。为了避免此种情况的发生,应当在将新能源接入城市电网时充分地考虑新能源发电的波动与间歇的特点,提出切实有效的控制措施,如此才能避免新能源影响城市电网频率[4]。
(3)新能源发电对电网谐波的影响。
新能源发电站主要由并网光伏发电站和并网风电场两种组成。光伏逆变器相关的物理特性和并网光伏电站运行期间产生的电谐波以及光照强度的改变带来的输出功率间歇性的变化会导致谐波污染,在电力较少的凌晨,电谐波变率增大,中午电谐波的变率有突然增大的趋势。所以,构建新能源发电站,利用其承担谐波区域时一定要深入地、详细地分析城市电网运行实际情况,明确电网谐波的影响因素,进而采取适合的方式方法来调整谐波阻抗,以便新能源接入电网之中,不会产生影响电网谐波的情况。相关研究人员认为,新能源发电接入城市电网,正确地对配电网和新能源发电站进行区分,进而有针π缘丶嗖庑巢ǎ采取适合的方法加以控制,可以避免新能源发电过程中谐波污染的产生[5]。
3 结语
新能源具有可再生、无污染等特点,值得广泛应用,如此各个国家已经认识到了新能源开发与应用的重要性,加大人力、物力、财力的投入,意在开发新能源,使其代替常规能源,解决常规能源日益匮乏的问题。目前我国新能源的研发与应用已经取得了一定成果,新能源在发电方面也有良好的进展,但是为了能够在电力领域更为广泛地应用新能源,相关工作人员曾尝试将新能源应用到城市电网之中,但得到的结果不佳,对电网电压、电网频率、电网谐波方面均有影响。对此,需要相关工作人员持续致力于新能源在城市电网方面的应用研究,尽快实现新能源支持城市电网运行,为广大人民群众提供源源不断的电能。
参考文献
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5(9):263.
[2] 郝伟,蒋勃,张宇,等.清洁能源接入对城市电网发展的影响[J].中国管理信息化,2015(17):159-161.
[3] 马玲玲,杨军,付聪,等.电动汽车充放电对电网影响研究综述[J].电力系统保护与控制,2013(3):140-148.
篇8
关键词:我国;新能源经济;发展现状
中图分类号:F127;F224 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)009-0-01
S着经济的发展和社会的进步,人类对能源的使用也在不断升级,从原始的薪柴,到煤炭、油气等化石能源,再到风电、太阳能发电、生物质发电等新能源和可再生能源,能源始终是人类社会从低级阶段向高级阶段发展的助推力。能源对经济社会发展的贡献是毋庸置疑的,但是近年来显现出来的传统化石能源随着人类过度使用急剧减少、化石能源的开采、燃烧及冶炼对环境造成的污染等负面问题已经成为摆在世界各国面前亟待破解的课题。
一、我国新时期新能源经济发展现状
我国政府提出到2020年非化石能源消费总量比例达到15%、2030年达到20%。
一是我国新能源和可再生能源具有丰富的资源量。其中:水电技术开发量为6.6亿千瓦,到“十二五”末只开发了30%;风电技术开发量102亿千瓦,目前已开发量为1.5亿千瓦;截至2016年太阳能发电量662亿千瓦时,占储量的万分之0.16。从数据显示,我国可再生能源资源丰富,但目前开发程度低,具备广阔的发展前景。
二是我国新能源和可再生能源开发规模逐步扩大。水电方面,我国对于水电的整体布局,主要是西部地区对于水电新能源的利用较高,水电事业的发展为中国国民生产总值的提高带来较大影响,有力的促进了中国经济发展。到2016年,全国水电装机3.3亿千瓦,位居世界首位;风电方面,风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一,我国西北、西南、东北及沿海地区风资源都非常丰富,国家九大千万千瓦级风电基地大多分布在这些地区,2016年我国风电并网装机1.19亿千瓦,我国风电已经连续7年领跑全球;在光伏发电方面,中国已经拥有较为完全的光伏设备制造及光伏发电产业链,整个产业链中主要包括光伏发电开发系统与光伏组件等设备系统,该条产业链已经占领世界光伏市场。
三是我国新能源和可再生能源技术日趋成熟。水电方面,建成了世界上最高的300米及以上混凝土双曲拱坝。风电领域,1.2-5兆瓦风机已实现批量生产。在光伏领域,正在依托国家光伏领跑者基地,推动光伏产品先进性指标提升。由此看,我国水电、风电、光伏产业制造能力已经位居世界首位,成为制造强国。
二、对于新时期下我国新能源经济发展中存在的问题
(一)新能源经济产业发展的不够规范
基于产业发展不规范为企业的发展带来一定影响。企业较容易一哄而起,新能源的进入门槛较低,加之我国政府的鼓励政策多,这使得大批量的企业开始积极涌入新能源领域中,这其中掺杂着许多滥竽充数的企业,在市场中难免出现恶性竞争的现象或是低价竞争的现象,这使产品的质量被降低,影响到我国企业的自身形象。
(二)对于新能源经济产业的管理体制尚不完善
新能源经济发展方面管理制度上的缺失,严重阻碍着经济产业的发展,日益呈现出电网建设与新能源发展之间的不协调现象,不能够对新能源发展过程中增加的成本进行及时的传导工作,以及对于电网企业没有较为强制性的要求与监管,正是因为管理制度不够完善,导致在新能源经济的发展过程中出现发电设备被闲置的现象。加之风电具有的不稳定性,电源结构不佳等多方面的原因,造成新能源的浪费。
(三)新能源技术基础过于薄弱
对于新能源的发展而言,国内还未能全面掌握核心技术,部分装备的重点的构件还需要进口国外的构件,对于新能源的技术还不能够进行创新,导致这种情况的实际原因不外乎以下两点,首先,对于中国而言,把新能源科研力量主要分布在大学或是科研院所,缺乏专业的创新平台做新技术的研发工作。其次,中国企业的发展规模较小,没有相适应的研发能力,加之没有大型设备供应商,对于有经济规模的企业而言,他们的研究开发能力不足,与发达国家的研究开发不能够相提并论。
三、在未来发展过程中需要积极促进新能源经济建设
(一)对于新能源经济发展进行制度创新,并完善保障机制
为促进新能源经济建设需要为新能源的经济发展创造良好的环境,并制定与之协调的制度体系。可以通过以下几种方式对财政补贴制度进行完善,主要包括用户补贴,投资补贴等,缓解新能源经济产业中投资成本较高的情况,对于新能源经济发展的投资融资制度进行完善,积极争取风险投资资金对于新能源经济产业发展的支持力度,完善新能源的保障机制,促进其发展。
(二)对于新能源经济进行科学合理的规划统筹工作
我国需要大力对新能源资源进行评估调研,在做好统筹规划的工作,根据实际情况制定有地方特色的新能源产业的发展规划目标,合理分配好中国的能源,积极促进经济发展的新能源需要明确中国新能源的发展思路。
(三)重视新能源的研发工作,创新新技术
首先中国需要加大对于新能源技术的研发工作,使新能源技术能够为大规模生产提供支持;其次,积极引进先进的国外设备技术,基于引进的基础上经济做好创新工作,使其成为属于中国新能源技术;最后,在社会上建立技术创新平台,促进企业与科研院所之间的交流,以积极促进新能源科技成果的发展。
四、结语
发展新能源经济能够促进中国产业的发展,在资源与经济发展的方面而言,中国已进入推动新能源发展的成熟阶段,尽管在目前中国与国外之间新能源技术差距较大,但相信在社会各界的努力下新能源经济会成为推动中国经济的重要动力。
参考文献:
[1]陈航.新常态下我国新能源产业发展情况浅析[J].中国统计,2015(9):55-56.
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能源现状新能源产业的优势挑战
一、四川省能源现状
(一)四川常规能源供需状况
近年来,四川省常规能源的生产和消费均呈快速上升趋势。常规能源生产从2005年的8301.07万吨标准煤上升到2010年的11691.29万吨标准煤;常规能源消费从2005年的9073.07万吨标准煤上升到2010年的15013.97万吨标准煤(表1及图形所示)。根据《四川省十二五能源发展规划》的预测,到2015年,四川省能源消费总量将达到28636万吨标准煤,而现有能源生产能力不到总需求量的1/2。由此可见,能源消耗存在着逐年递增的趋势,四川能源生产增长速度明显落后于能源消费增长速度,能源供需存在的缺口越来越大。因此,如何保证日益增长的能源需求的供给,将是四川社会经济快速健康发展的关键。
(二)四川常规能源结构状况
以2010年为例,四川能源生产结构为煤炭61.20%,石油0.18%,天然气26.64%,水、核电11.98%,而能源消费结构则为煤炭61.72%,石油14.52%,天然气15.53%,水电9.33%。2010年,石油消费缺口最大,天然气有结余。(下图是以煤炭为例)
从煤炭的生产结构和消费结构图表可以看出,消费结构有超过生产结构的趋势越来越明显。从四川统计年鉴2010可知,四川省能源生产、消费均以煤炭为主,煤炭供给略等于需求,天然气供给满足需求,水电略有剩余,而石油供给不能满足消费需求,供需缺口最大。因此,要解决能源紧缺问题,四川必须走出一条节能环保、持续健康的新能源产业发展道路。
二、四川发展新能源产业的现状及优势
(一)四川发展新能源产业的资源禀赋
四川省新能源产业发展迅速,新能源产业已初具规模,技术水平不断提高。
1、四川核能
我省发展核电具有得天独厚的技术和人才优势,目前已形成了一支健全的装备制造的核工业专业配套队伍;拥有规模大、能力强、水平高的东方电气集团公司、川化机核能公司、德阳二重、长钢、宜宾核燃料厂、长城特殊钢厂、四川化工机械厂等核电设备制造体系。生产的发电机组、蒸汽发生器、汽轮机等设备参与了岭澳核电站的建设,充分证明我省核能技术已经达到成套设备的制造体系水平。中国核动力研究所、西南电力设计院、核工业西南物理研究院、中国工程物理研究院等掌握的核心技术已经具备自主研发和设计“第二代改进型”百万千瓦级压水堆机组。
2、四川太阳能
我省攀枝花市地处我国西部安宁河、雅砻江、金沙江河谷地区,全年睛天日数多,辐射强,年均日照时间约在2300-2700小时,年辐射量属四川太阳能辐射的高值区,太阳能资源丰富。攀西地区太阳能可开发资源量达70万吨~80万吨标准煤。四川是多晶硅产能、产量大省。目前,四川巨星集团、通威集团、新光硅业、东汽公司、峨眉半导体材料厂、乐山电力、四川投资公司、岷江水电、天威保变等 10多家企业已经形成万吨硅材料生产能力。乐山市,在硅材料及太阳能光伏领域具有独特优势。四川已规划了成(都)——乐(山)——绵(阳)硅产业带。四川大学掌握碲化镉太阳能制造整套技术。四川省已经建成46座无电乡光伏电站,总装机容量1600kw。
3、四川风能
我国小型风力发电机发电开发应用发展比较快,小型风电技术已商品化,风力发电已初步形成产业。四川省总体上属于贫风区,但是局部地区较集中,初步规划开发的七个风场,主要分布在甘、阿、攀、凉地区的三口河谷,风电总装机容量约达 210万 KW ,力争 2020年建成 100万 KW。代表性风场有:德昌—安宁河谷风电场、丹巴—大渡河谷风电场、茂县—岷江河谷风电场。四川试图开发省内风力资源,装机容量5万千瓦,总投资5亿元,项目选址凉山州德昌县麻栗乡。东汽与德国Repower公司签订了1.5兆瓦风力发电机组的技术转让合同,生产MD70和MD77风力发电机组。
4、四川生物质能
生物质能资源包括农作物秸秆、林业剩余物、畜禽粪便、城市垃圾热能、野生或栽培的能源植物如粉葛、麻疯树、小桐子等。攀西金沙江干热河谷地区、攀枝花市和凉山州、南充市等都是集中生产地;中石油西南分公司、中粮集团生物能源公司都是四川省生物质能发展好的企业。目前,四川开发利用比较成熟的是林木生物柴油和燃料乙醇,四川大学等单位利用小铜子树种子提取生物柴油等科研成果已达到国际先进水平,并初步实现产业化。第一台由机械化生产的玻璃钢沼气池在四川成功面世。四川每年生产薪材约1189.03万吨、秸秆4212.24万吨,人畜粪便量3148.53万吨、沼气约10亿m3。
5、地热能
四川地下热水资源丰富,全省发现温泉(群)354处,地下热水钻孔114个,地热能开发有广阔的前景。地热能开发用途广泛,可用于发电、供暖、制冷、医疗、种植、养殖。川西高原(德格—巴塘—乡城地热带、甘孜—理塘地热带和炉霍—康定地热带)和四川盆地生产地热能的集中地。
四川省地质工程勘察院地热能开发公司对我省地热能开发有很好的带头作用。总体上,四川盆地地热能开发潜力可观,地热面积136000km2,总储热量6246480×1012kj。加大地热能的开发对我省发电有很好的经济效益。
(二)市场前景广阔
随着经济的高速发展,各行各业对能源的需求越来越大,而资源的稀缺性以及不可再生性导致以煤、石油为代表的一次性能源的供应不能满足人类的需求。目前,四川人均能源消费水平较低,2010年仅为全国人均消费水平2.42吨标准煤的77%。如何改变单一的能源结构形式,促进能源多元化发展,解决能源巨大的供需缺口,更好地减轻我国将来应对全球气候变暖,减排二氧化碳的压力,已成为我国关注的重点。由此分析,发展新能源产业,将拥有无限广阔的市场前景。
(三)经济和环境需求
新能源产业是资金技术密集型行业,产业链长。发展新能源产业,对产业链上的设备制造业、交通运输业、技术服务业等行业的发展,有极大的提升作用,从而形成一个庞大的产业集群。四川省新能源产业的发展不仅带动了省内区域经济的增长,同时也在一定程度上缓解了传统能源的供求危机,客观上带动了相关产业的发展,从而为经济的发展提供了新的增长点,并为社会创造出了新的就业岗位。新能源的发展对环保的贡献是长期的。核能发电不排放二氧化碳、硫化物、氮氧化物等废气,发展核电有利于保护环境;大力推广使用沼气,不但环保,而且提高了能源使用效率。发展新能源产业,可以大量减少对环境的污染或对环境不产生污染,具有极为显著的环境效益。
三、四川发展新能源产业的问题与挑战
首先,对发展新能源的重要性认识不够,能源法规、政策体系有待完善。还没有形成支持新能源持续发展的长效机制和经济激励机制。目前,尽管人们对于新能源产业带来的经济效益、规模效益没有得到大家的共识,但是只重视开发,没有关注消费。我省急需一套完善的市场保障机制,促进新能源产业健康有序的发展。
其次,新能源人才队伍建设相对薄弱。新能源人才严重匮乏,在科技人才和管理人才方面都存在较大的缺口。我省没有现成的新能源产业人才培养体系。
第三,自主创新能力不足,核心技术缺乏。产业链尚不成熟,特别是一些关键技术的开发,难以满足整个新能源产业发展的需要,制约了产业前进的步伐。
四、结语
按照我国“和谐社会”建设的基本要求以及国家“十二五能源规划”的要求,大力发展新能源,以清洁能源生产代替传统能源,走低碳化经济发展道路,正在成为国际共识和潮流。从四川缺油、少煤、水力资源丰富及具备发展核能的优势等特点来看,根据四川的能源结构特点,大力发展的核能、生物质能、风能,对缓解能源短缺矛盾、优化能源结构和改善环境条件十分有益。
参考文献:
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[4]杜心远,何荣华.四川省新能源发展战略构想[J].商场现代化,2007,(35).
[5]李秀娟.我国新能源技术产业发展现状与对策探讨[J].黑龙江科技信息,2008.
[6]四川省“十二五”能源发展规划.
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关键词:新能源;发电
中图分类号:P754文献标识码: A
1、前言
能源是人类社会存在和发展的物质基础,电力能源因为其独特的优势,已经成为了当今社会人类生产、生活的不可或缺的元素。工业革命以来,石油、天然气和煤炭等化石能源消费剧增,生态环境保护压力日趋加大,能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈,如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。现阶段国内外最普及、最成熟的方式是风能发电、核电、水力发电、生物质发电和太阳能发电等新能源发电,这些发电项目也被视为未来发电结构的重点发展对象。
2、新能源开发潜力及特点
2.1、新能源开发潜力
(1)风能资源。对于风能这种资源来说,可利用的风能主要是风能的密度和可风能年累计的小时数。我国的疆域相对比较辽阔,新疆、内蒙古以及东南沿海地带的风能储存相对比较丰富,在东南沿海地带以及周围的岛屿,其风能密度大约可以达到每平方米300瓦以上,风速每秒3—20米,年累计超过6000小时以上,其中可以利用的风能储备量大约为2.50亿千瓦,全部算下来大约有10亿左右的风能储备量;(2)太阳能资源。据估算,我国陆地表面年均接受太阳总辐射量相当于1.7万亿吨标煤,太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量,太阳能是人类能源的宝库,如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳,在太阳能的有效利用中,太阳能发电是最具活力的研究领域,也是最受瞩目的项目之一;(3)生物质能资源。我国生物质原料资源的年产出8.99亿吨标煤,边际性土地年产出4.25亿吨,其中有机废弃物年产出4.74亿吨;(4)海洋能。海洋面积占到地球表面积的70%以上,海洋资源丰富,同时清洁无污染,是人类可以用来利用的新的能源。目前利用海洋能进行发电的技术主要包括了潮汐发电技术,小型波浪发电技术。潮汐能发电蕴藏的能量高,由于对环境造成的影响比较小,且运行成本低,但是潮汐能发电建设成本过高,电价也就相应比较高,限制了潮汐能发电。利用波浪能转变成气压,机械等的能量,利用传动装置对发电机进行驱动进行发电就是波浪发电。我国海洋资源丰富,虽然波浪发电技术较为复杂,但是其发展前景非常好。
2.2、支持发展的法律法规和政策不断完善
国家相继出台了可再生能源价格全国分摊政策、可再生能源增值税减免政策、太阳能光电建筑应用财政资金补助办法等政策,实施金太阳工程计划,切实提高了新能源发电企业的经营效益。可再生能源接入系统补偿政策,对于具体的发电装置接入,国家电网制定了相应标准,要求发电项目规模不超过6 MW,太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型都可以申请接入电网,上网电量全额保障性收购政策、实行风电、光伏发电、生物质能等的带补贴的标杆上网电价政策,国家电网将以10 kV 及以下电压等级接入电网,为新能源的规模化发展注入了强大动力,促进了新能源资源的优先开发。其次,新能源发电产业以风电、光伏发电为重点,加大非化石能源资源开发力度,进一步提高非化石能源占一次能源消费总量的比重。以风电、光伏发电项目建设为依托,通过集中布局,规模化开发,实现新能源装机由原规划的700万千瓦到1100万千瓦的跃升,以分散式风电、分布式光伏发电项目建设为突破口,大力推进新能源发电产业。
3、目前在研发的新能源发电
3.1、风能
在风力发电的装置中,包含很多结构,有风轮,也有发电机。风力发电的基本原理就是利用风能设备,把因为温差产生的空气流动不断的向电能转化。(1)就小型独立风力发电系统来说,一般都不采用并网发电,采用离网运行,单台装机的容量大约是100瓦到5000瓦之间,一般情况下不会超过10千瓦。(2)目前国内大规模采用的是并网型风力发电机组,单机容量从0.9MW~5MW不等。国家已经在甘肃、内蒙等风资源丰富的地区大规模建设了陆上并网型风力发电电站。(3)海上风力发电拥有年利用小时数长,风速高且稳定,单机能量产出较大,节约土地资源等优势。国家计划未来在山东、江苏、上海等海域重点建设海上风力发电项目。风能是一种自然能源,由于风的方向及大小都变幻不定,因此其技术及经济性由风机的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。
3.2、太阳能
太阳能被称为“能源之母”,化石能源、风能、水能、生物质能等,都是由太阳能经过某种形式转换而形成的。现在使用太阳能发电,包括两种类型:一种是通过光电转换元件直接发电,另外一种是通过太阳能聚光集热系统获得能量输入,然后转化为高温蒸汽或者气体,从而驱动汽轮机或者发电机发电。(1)对于光伏太阳能发电,技术已经非常成熟,产业规模也比较大,现在国内外的发展都非常迅速,装机比例也提高很快。(2)由于光伏电站占地面积较大,在大中型城市不具备可以利用的土地资源,现在国家正在不断出台屋顶光伏电站的鼓励政策。预计屋顶光伏项目未来将在大中型城市具备良好的发展前景。(3)对于光热发电,国外已有成熟的工程经验,但国内目前技术还在起步发展阶段,实际工程应用很少,但是由于光热发电能量转换效率高,拥有十分优越的发展前景。 太阳能发电属于无污染的可再生能源发电,其建设周期短,但是受地域、气候、天气影响大,整体发电效率较低(一般为10%~20%之间)。
3.3、核电
核能虽然不属于可再生能源,但是也属于清洁能源,是一种国家鼓励的新能源发电形式。而我国的核电发电量,在总发电量中占据的比重还不到2%,对比而言,其发展空间巨大。总结核电具有以下主要特点:(1)运行费用低,发电无污染;(2)建造要求严格,安全标准高,安全性能好;(3)能量密度高,受自然条件、地理位置限制小;(4)我国的火电、水电资源蕴藏丰富地区与用电多地区脱节,核电可以有效弥补这方面的缺陷,节约电力运输消耗;(5)核电站具有战略地位,事故后果严重,操作、管理、燃料后续处理要求高。
3.4、生物质发电
生物质发电是目前世界上发展可再生能源的主要方式之一,截至2008年底,全球生物质发电总装机容量达5000万千瓦。我国生物质电厂总装机容量有107万千瓦,以农作物秸秆发电居多。生物质发电真正达到了自然状态下的碳平衡,它的发电原理与传统的烧煤发电类似,都是利用燃烧发热,再将热能转化为气能,最后转化为电能。但是利用秸秆燃烧发热,不需要采集地表堆积的煤矿,植物生长过程中通过光合作用吸收二氧化碳,燃烧后又被排放到大气中,这样就不会给大气带来额外的碳排放,而且秸秆中所含的氮、硫元素很低,所以生物质发电的有害气体排放也大大低于煤电。另外还有一种腐烂水果发电,水果的固体残渣被用作市场后面田地的肥料;而从水果里提取的液体则流入两个埋在地下的容器,用来生产沼气,最后再用沼气发电,该发电项目实施后,市场里遍布腐烂水果的现象消失了,空气中异味的散发也有所改善。
3.5、海洋温差发电
海水表面和深层温度可以相差20℃以上,这种差异同样蕴藏着巨大的能量。据估算,总蕴量可以达到20亿千瓦。目前,科学家正在积极着手进行海洋温差能源的开发利用,海洋温差发电已经进入试验阶段,美国、法国相继建造了小型实验电站。此外,用海水温差发电还具有海水淡化的功能,一座10万千瓦的温差发电站,每天可产淡水378立方米,通过海洋温差发电还可以抽取深层海水中的丰富营养物质,增加近海捕鱼量。
5、结束语
目前,新能源发电技术的潜力十分巨大,在地球化石资源有限的情况下,改善目前现有的电力供应结构,减少发电过程中对环境的污染,实现人类社会可持续发展,开发新生能源发电已经成为当下的必然趋势。
参考文献: