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xiaotingzi

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新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。  (1)核能技术。核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂,浓缩铀为燃料,包括压水堆和沸水堆)、重水堆(重水慢化和冷却,天然铀为燃料)、石墨气冷堆(石墨慢化,二氧化碳或氦冷却,浓缩铀为燃料)、石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,浓缩轴为燃料),这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上,这种堆型还在进行商业规模示范试验。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。所以世界各国极为重视。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。  (2)太阳能技术。①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。  (3)风能技术。风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径97.5米,安装在美国夏威夷。我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。  (4)生物质能技术。这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。  (5)氢能技术。氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料。①氢气制造技术,有水电解法、水热化学制氢法、水光电池分解法等;②氢气储运技术,氢气贮存有三种方式,一是压缩,二是低温液化,三是贮氢金属吸收。③氢气利用技术,有三种利用方式,一是作为燃料直接燃烧,二是通过氢燃料电池直接发电,三是用作各种能源转换的中介质使用。  (6)地热能技术。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等(表13-6)。  (7)潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。 资料来源:
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发展分布式冷热电联产的重要意义采用冷热电联产分布能源系统,对于我国社会发展具有重要意义,我想初步归纳为十个方面。一、 是科学发展观和可持续发展在能源领域的必然选择。中国的能源消费中,燃气消费的比重不大,从科学用能,从有限的天然气发挥最大的效益来讲,应当将天然气用于冷热电联产,以提高人们的生活质量、节约能源、保护环境。二、 是中国优化能源结构发展战略的需要。中国在相当长的时间内能源结构要以煤为主体,虽然利用国内、国外的两类能源市场均可以增加燃气的消费量,但毕竟数量有限,在优化能源结构中要重视优化终端能源结构,尽可能把燃气用于终端消费,用于大中城市消费,这是优化能源结构的需要。三、 是提高能源利用效率和节约能源的必然途径。中国已经决定坚持把能源放在首位。过去由于缺油少气,城市空调、降温、采暖和热水供水有相当一部分依靠电力,造成全面的电力供不应求,特别是夏季。现在实现了“西气东输”和进口LNG,全国许多城市已有燃气供应,采用冷热电联供可以大大节约能源和各种资源。四、 是中国环境革命的重要内容。中国长期以煤为主,城市里大量直接燃煤,造成严重的煤烟型污染,有天然气以后,应首先把城市里的采暖锅炉、工业窑炉和一切燃煤过程皆换下来,用燃气为燃料的冷热电联产能源系统可以大大减轻污染,改善城市生态环境。五、 是中国电力工业的一场深刻的革命。中国一次能源以煤为主,所以从20世纪50年代以来一直倡导“大机组、大电厂、大电网”,采用天然气为燃料的冷热电联产分布式能源系统,可以为建立一个大电网与众多的分布式相结合的活电力系统创造条件。分布式能源的广泛发展是电力工业进行市场化、竞争化改革的重要前提和条件,它将会促进电力工业市场化改革的发展。六、 是中国电力安全和调峰的实际需要。电力的广泛应用,它不仅是工业的重要动力,而且是人们不能须臾离开的东西,分布式能源系统可以提高电力系统的安全供电,冷热电联产系统不仅可以节省空调、采暖、供应热水用电,平抑冬夏季负荷,还可以提供一部分电力,对于节约电力,弥补缺电压,具有重要作用。七、 是电力需求侧管理(DSM)的重要组成部分能源替代是提供能源利用效率和电力需求测管理的重要内容,中国过去缺少油气供应,空调、采暖、供热水不得不利用电力,入利用电力换取热能的设施都是不合理的,这样做虽然方便,但不符合资源有效利用原则,不符合经济条约原理。在没有天然气供应,又不允许用油的条件下,是不得已而为之。但是现在一些地方有了天然气,就应当开展能源替代工作,用天然气冷热电联产去替代,这是节电和电力需求侧管理的重要内容之一。八、 是天然气发展战略中的重要发展领域之一。有了天然气当怎么用?应当科学利用天然气,中国的天然气消费比重不大,更要注意合理利用。天然气应当用于居民生活,作为工业原料,用于冷热电联产,而不应简单的用于烧锅炉代煤,或用于纯发电,(继续沿袭过去的大机组、大电厂、大电网搞大型燃气发电厂),当然又是为了满足照付不议的需求,暂时发展一些燃气电厂,只能作为权宜之计。九、 是充分发挥电力和和天然气优点和经济性的途径。我国当前一些城市由于不合理的使用电力和天然气,造成了电力负荷夏高冬低,而天然气负荷夏低冬高,使电力和天然气装备都不能充分发挥效益,发展以天然气为燃料的冷热电联产分布式能源系统,可以平抑电力夏季高峰和天然气冬季高峰,发挥两者的有点和经济型的优点和经济性。十、 是建筑节能和建筑现代化的重要环节我国目前建筑耗能约占全国能源消耗量的27%,建筑节能是整个节能工作中占有重要地位。建筑主要是从三方面努力,一是大力提倡修建节能建筑,使建筑物能减少能源消耗,二是采用分布式能源系统供应建筑物的空调、采暖及卫生热水等,提高能源系统的节能水平,三是采用节能节电的家用电器。所以采用以天然气为燃料的冷热电联产系统对于建筑节能具有重要意义。发展以天然气为燃料的冷热电联产分布式能源系统确实存在许多优点,但前要设法解决四大问题:一是降低天然气的价格,天然气与电力的比价不合理,电价低廉,人们必然倾向使用电力器具。二是要研制冷热电联产装置的设备,主要是要研制新型的、低噪音、高效率的发电装置(如柴油机、燃气轮机等)。三是要研究分布式能源系统并入电网的技术措施和经济措施,并作出有利于分布式能源系统发展的政策法规。四是要建立分布式能源系统的服务公司,可以承担设计、施工、运行、维护,这是因为冷热电联产装置要比电力空调、电锅炉等要复杂得多。

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