新能源发电技术概况和发展前景

1、新能源发电技术的前景摘要：能源是人类生存和进展的重要物质条件。煤炭、石油、自然 气等化 石能源支持了 19和20世纪近200年来人类文明进步和经济社会进展，但煤炭、 石油、自然 气等不行再生能源持续增长的大量消耗，不仅使人类面临资源枯竭 的压力，同时更感到了环境问题的严峻威逼。目前，提高能源采用效率、开发采 用可再生能源、保护生态环境、实现可持续进展已成为国际社会的共同行动可再 生能源丰富、清洁，可永续采用。加强可再生能源开发采用，是应对日益严峻的 能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续进展的必由之路。关键词：新能源发电技术 前景在经济进展、社会进步的同时，人们熟悉到了一个严峻的现实

2、：几亿年形成 的矿物质燃料储量是有限的，地球自净化的环境容量也不是无限的，在经济高速 进展进程中，人类过度消耗能源的同时，严峻地污染了自己赖以生存的地球和空 间，能源与环境是进入21世纪必需考虑的四大难题之首一能源、环境、人口和 粮食。节省能源，抑制化石燃料的过度消耗；保护环境，净化人类生存的有限空 间；开发与采用再生能源与新能源，带来在环境及价格上均有竞争力量的能源革 命。既满意人类当前进展的需要，乂不对后代人满意其需求的力量构成危害，这 一 “持续进展”已成为人类当前和将来共同遵循的迫切问题。可再生能源包括生物质能、水能、太阳能、风能。地热、海洋能等。1995 年全球可再生能源占一次能源的

3、18%,估计到2050年将达22%,到21世纪末, 将到达33%,即11G吨标煤。因此可以说，21世纪是可再生能源世纪。目前技 术比较成熟，己经开头大规模采用的新能源是风能、太阳能、沼气、燃料电池这 四种。现有的新能源发电方法很多，其中有：地面太阳能发电、卫星太阳能发电、 地面风能发电、高空风能发电、地壳热能发电、岩浆热能发电、潮汐发电、波浪 发电、海水温差发电、核聚变能发电等等。由此可见，人类对新能源发电方法探 究，已处在全方位、高科技、重资金投入的时期，目的只有一个，就是要找到一 种可以解决人类能源需求的新能源发电方法。自20世纪70年月以来，很多我国 开展了对新型可再生能源的讨论、开发和

4、采用工作，到目前为止，除水电外，全 世界可再生能源发生的总容量已经接近4X104MW,占全世界总装机容量的1%O 其中风力发电装机容量已到达L8X104MW,太阳能光伏发电装机容量近的IX 104M肌美国、日本、澳大利亚等我国和欧盟都制订了相关政策乐观进展新能源 产业。我们我国自然能资源特别丰富，开发潜力巨大，然而，由于技术、资金以及 政策引导等方面的缘由，新能源的开发步伐明显滞后。至2000年底，我们我国 风能、太阳能等新能源发电约为33X 104k肌只占我们我国电力装机总容量的 0.4%。因此，推动新能源产业的快速进展，已成当务之急。太阳能作为清洁无污染的新能源方式之一，同样具有宽阔的进展

5、前景。美国 是世界上太阳能发电技术开发较早的我国，太阳能槽式发电系统已经积累了 10 多年联网营运的阅历，1 X 10妹W塔式和525即盘式太阳能发电系统正处于示范 阶段。法国、西班牙、日本、意大利等国太阳能发电的应用也有肯定进展。太阳 能光伏发电最早用于缺电地区，从80年月开头，联网问题得到很大重视。目前, 在世界范围内已建成多个兆瓦级的联网光伏电站，光伏发电总装机容量约IX 103MW。我们我国的太阳能电池制造水平比较先进，试验室效率已经到达21% 一般商业电池效率是10犷13%。已建成1座光伏电站，容量约40MW。其中容量最 大的是1998年投运的西藏安多100kW电站。太阳能发电工程正

6、在启动，方案在 拉萨建立一座35MW的鲁兹型太阳能电站。在我们我国太阳能发电主要以光伏发 电为主，近年来，我们我国通过国陈合作.光伏发电取得了肯定的进展。据统计, 到2001年我们我国的太阳电池年产量已达4 MM累计装机容量到达23MN,此后 间续建成了一些新的生产厂，使我们我国太阳电池的生产力量得到了较大的增 长，到2002年底我们我国的光伏系统累计的装机容量达40 MW,但是多晶硅太 阳能电池还仅仅处于少量的试生产阶段。虽然我们我国的光伏生产和开发讨论取 得了一些成果，但与国外相比，还有很大的差距，投人太少，生产规模小，技术 水平较低，应用系统的商品化程度不高，市场进展缓慢等，此外目前我们

7、我国的 太阳能发电还处于中小规模采用阶段。人类大规模采用太阳能的另一条有效途径。燃料电池电池发电。燃料电池 (Fuel Cell: FC)是一种新型的发电方式，与传统的火力发电等方式比它具有效 率高、噪声低、污染低等优点，发电效率可达60% 70猊是迄今为止发电效率最 高、污染物排放最少的化石燃料发电技术。随着技术的进展，不仅可直接用作分 散电源，安装在用户四周节省输变电投资。将来可建成以煤为原料的大型中心电 站，被视为21世纪很有进展前途的高效清洁的发电方式之一。美国每年投资数 亿元开发燃料电池，把握了很多最先进的技术。日本也大力开展燃料电池及发电 技术的讨论，仅磷酸型燃料电池(PAFC)发

8、电装机就已超过30MW。加拿大、韩 国以及欧洲很多我国也在燃料电池的讨论与应用上取得了很大进展。目前PAFC 是技术最成熟、商业化应用最广泛的燃料电池，其价格已降至1500美元/kN。已 有数百座PAFC型电站在美国、日本以及欧洲各国投入运行，容量最大的是东京 电力公司的五井电厂(llMW)o 90年月中期以来，我们我国在PEMFC燃料电池讨 论方面取得了较大的进展。燃料电池技术列入了我国九五科技攻关工程和中 国科学院九五应用讨论与进展重大工程，其讨论目标直指国际水平。风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化进展前景的 发电方式，随着采用风能发电的技术渐渐成熟，其发电本钱已可以

9、和常规能源相 比较了，在美国其上网电价5美分，而其他我国大体上也是如此。风力发电经受 了从独立系统到并网系统的进展过程，大规模风力田的建设已成为兴旺我国风电 进展的主要形式。目前，风力田建设投资已降至1000美元/kW,低于核电投资且 建设时间可少于一年，其本钱与煤电本钱接近，因而具有很大的竞争潜力。世界 上最大的风力田位于美国加利福尼亚州，年发电约221X108kW-h。全世界风电 装机容量已达17706MWo美国将在俄勒冈州至华盛顿州沿线建立一个世界最大的 风力发电基地，德国方案30年后用风力发电取代核电，风发电在德国供电系统 中的比重将占到25%。我们我国独立风电装置有10多万台，总容量

10、20MW左右， 80%以上在内蒙古。80年月中后期以来，联网风电场建设快速进展，全国共建成 20个联网风电场，容量234MW。新疆达板城风电二场是我们我国目前最大的联网 风电场，我们我国自行研制的7. 5MW风力发电机组已经投入运行。同时国产化风 力机组的开发也取得了肯定成果，但我们我国风力发电本钱仍旧较高，主要缘由 之一是大型风力发电机组几乎都是引进的。我们我国小型风力发电技术己经比较 成熟。我们我国能够自行研制和开发容盆从100W10kW共约10个风力发电机组 品种，累计保有量已经居于世界第一位，与国外同类型机组相比，具有启动风速 低、低速发电性好、限速牢靠、运行平稳等优点，而且本钱低，价

11、格廉价。但在 外观质量、叶片材料的应用和制作工艺水平上以及在较大容量的离网型机组的生 产制造技术方面，还存在肯定差距。我们我国进展风力发电的三大支柱是：技术、 政策。投资。可以期望，进入新的世纪之时，风力发电会得到快速进展，为我们 我国经济可持续进展供应能源与环保的保证。地热电站既没有燃料运输设施，也没有浩大的锅炉设施，所以也气对环境的 污染，是比较清沽的能源。地热发电站发电后排出的热水，可供诸如采暖、医疗、 洗涤、提取化学物质和农，业养殖。地热发电本钱较水电、火电都低。地热发电 是以地下热水和蒸气为动力源，其基本原理与火力发电类似。地热发电的相关技 术已经基本成熟，进入了商业化应用阶段。美国

12、拥有世界上最大的盖塞斯地热发 电站，装机容量达2080M跟菲律宾的地热发电装机容量也高达1050MW,占该国 电力装机总容量的15%。目前全世界地热发电站约有300座，总装机容量接近1 X104MW,分布在20多个我国，其中美国占40机我们我国地热发电站总装机容 量30MW左右，其中西藏羊八井、那曲、郎久三个地热电站规模较大。目前我们 我国共有八座潮汐电站建成运行，容量5.4Xl(MkW-h,最大的是80年月建成 的浙江江厦电站，装机容量3.2MW。城市垃圾发电是30年月进展起来的新技术，最先采用垃圾发电的是德国和 美国。目前，美国垃圾燃烧发电约占总垃圾处理量的40乐已建立了几百座垃圾 电站，

13、其中底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000t的垃圾发电厂。日本城 市垃圾燃烧发电技术进展更快，垃圾燃烧处理的比例已接近100虬 生物能发电 在我们我国尚处于起步阶段，蔗渣/稻壳燃烧发电、稻壳气化发电和沼气发电等 技术已得到应用，总装机约800MW。深圳垃圾发电厂已运行了七年，为垃圾发电 在我们我国的进展积累了肯定的阅历，这将为解决我们我国城市垃圾处理问题带 来新的盼望和契机。潮汐是指海水时进时退、海面时涨时落的这种自然现象。潮汐的最大潮差为 8.9 m,据计算，世界海洋潮汐能或费量约为27亿kW,假设全部转换成电能每年 发电t大约为L2万亿kWheMP发电与水力发电的原理基本相像.目前，世

14、界各 地己建成了很多潮汐电站，其中规模最大的是法国的郎斯电站，装机容量240MWo 规模较大的还有加拿大的安那波利斯电站、中国的江厦电站和幸福洋电站、原苏 联的基斯洛电站等。2003年4月，英国科学家在德文郡北部距离海岸1. 3 km的 海洋中，建筑了世界第一座潮汐发电站。这台潮汐发电机采纳单转子发电系统， 装有一个直径11m的叶轮，工作时可产生300即的电力。中国的煤炭资源以及开头显现枯竭迹象，而且煤炭所产生的大量二氧化碳不 利于环境保护，查找替代能源 及采用可再生能源成为中国经济进展的打算力 气。新能源的开拓是我们我国能源产业进展的必由之路。到2022年中国年需用 煤量为40亿吨。我们我国

15、已探明的煤炭储量为1145亿吨，根据目前能源的消耗 速度，中国已探明的煤 炭储量仅能维持30年的消耗。查找可替代能源及开 发 可循环采用的能源将打算中国经济进展的命脉。从2003年开头，政府大力推动 风能、太阳能、小 水电、生物质能的进展，以期转变对传统能源的依 赖。 经过7年的高速进展，各种新能源的进展呈现出不同态势。太阳能发电目前最大的问翅是本钱昂贵，约为火电的6 8倍，提高转换效 率、降低本钱是光伏发电技术进展的关键。晶体硅太阳能电池转换效率虽高，但 本钱难以大幅度下降，而商效新型太阳能电池技术的进展是降低光电池本钱的另 一条切实可行的途径，据估算，到2022年，太阳能发电的本钱可大体与

16、火电成 本相比较，那时，光伏发电进入规模进展期。在我们我国，根据我国计委制订的 “光明工程”方案，2022年解决2000万人口的照明和用电，光伏总容量将到达 300 MW,到2022年将开头大规模进展并网式光伏系统。此外，随着人类航天技 术以及微波输电技术的进一步进展，空间太阳能电站的设想可望得到实现。由于 空间太阳能电站不受天气、气候条件的制约，其进展显示出美妙的前景，是人类 大规模采用太阳能的另一条有效途径。我们我国然料电池发电的进展应以优先进展能组成大容量联合循环发电系 统，能以煤气为燃料，并具有降低造价潜力的高温燃料电池发电技术。即选择 MCFC和S0FC为我们我国电力系统燃料电池发电

17、技术的主要进展方向。MCFC和 SOFC各有特点，都有各自适用范围和进展潜力，但目前均未到达商业化。MCFC 适合与底部热回收系统组成热电联供，S0FC那么适合加压运行扩底部采纳燃气轮 机和余热回收系统，组成高效率的复合循环发电系统。随着氢能技术进展，PEFC 在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有肯定优势和市场潜力。 AFC不适合民用发电，PAFC技术目前已趋于成熟，与MCFC, S0FC和PEFC比较， 技术已相对落后，这4种燃料电池不应作为开发的方向。中国风力资源极为丰富，风能发电很可能作为可再生能源的主力军在今后能 源产业中起到领军作用。中国气象科学院讨论员朱瑞兆供应的数据

18、显示，中国风 能资源仅次于美国 和俄罗斯，居世界第 三。已探明的中国风 能理论储量为 32. 26亿 千瓦，可采用开发为2. 53亿千瓦。风能假如 能够全部采用起来， 将满意当前能源需求 的近四分之一。陆上风电市场化竞争效果显著，规模经济引领风能本钱大大下降。中 国风能市场从2003年开头推动市 场化运营，经过7年的高速进展，陆上风 能 已经全面开发。风能资源最丰富的内蒙古、新疆及东北地区等一级城市的 风力发电的招投标及建设工作已经完成。目前风能开发工作已经开头向风力资 源较为丰富的二三级城市进展。海上风能尚处于起步阶段，有着巨大的进展空间， 将成为将来5年的投 资热点。中国拥有特别丰富的近海风资源，我们我国近海 10米水深的风能资源约14. 9亿千瓦。另一方面，东部沿海地区 经济兴旺，能 源紧缺，开发丰富的海上风能资源将有效改善能源供应状况。国际在线消息、：能源专家们认为，环保的地热发电将在今后有强劲的进展前 景。地热发电本钱与其它再生能源的发电本钱相比是有竞争力的，而且在发电过 程中不产生废水、废气等污染，所以它是一种将来的新能源。另一个好处是，地 热几乎是取之不尽、用之不竭的，并能随