绿色能源和绿色城市

建设绿色城市研讨会论文绿色能源和绿色城市赵天寿余同希（香港科技大学机械工程学系）我国“十一五”规划明确指出，要建设节约型社会，发展循环经济，保护环境。广东省省委适时提出了建设“绿色广东”的奋斗目标，而深圳市市委也积极确立建设“绿色城市”的发展方向。绿色，首先是一个环境问题，但是从根本上来讲，它也是一个能源问题。发展绿色能源是建设绿色城市、实现人与自然和谐发展的根本保障。绿色能源也称清洁能源。狭义地讲，绿色能源是指氢能、太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源，而广义的绿色能源也包括在开发利用过程中采用低污染的能源，如天然气、清洁煤和核能等。随着“十一五”规划的提出和《中华人民共和国可再生能源法》的确立，中国迎来了绿色能源飞速发展的契机。“十一五”规划中将能源、资源等关键领域的重大技术开发放在了优先位置上，拟定了能源长期发展规划，其中优化能源结构，加快发展核电和可再生能源在能源长期规划中占有重要分量，同时强调了节能优先、效率为本的原则。而明年1月1日《可再生能源法》的正式实施，将可再生能源发电有偿并网合法化，这将为我国新能源产业打开国内市场带来实质性的帮助，大力推动新能源产业实现规模化的可持续发展。现在深圳市委提出建设“绿色城市”的规划，我们应该抓住机遇，充分认识能源发展的趋势，重点部署绿色能源在深圳的发展，明确确立有深圳特色的新能源新方向。深圳市应该依托自身强大的政策、经济优势和科技优势，积极在绿色能源发展中确立领先的地位，将“绿色深圳”建成我国绿色能源推广基地、绿色能源示范城市和绿色能源产业基地。作为经济特区城市，深圳具有明显的政策优势和经济优势；而且深圳依托广东、邻接香港，这也给深圳带来了很大的科技优势。广东省具有强大的新能源科技实力，而香港也可帮助为深圳提供先进的科技支持。近年来香港科技大学对燃料电池、生物质、热电冷三联供、风能、太阳能等绿色能源方面进行了不懈的研究，取得了大量的先进的成果。我们愿意同深圳政府和企业合作，把这些成果应用于深圳的实践。一、氢能是未来能源的发展方向当化石燃料危机以及由此带来的环境危机越来越成为关系国计民生和人类未来的重要问题的时候，一个全新的“氢能经济”的蓝图正在逐步形成。氢能是一种完全清洁的新能源和可再生能源。它是利用化石燃料、核能和可再生能源等来生产氢气，氢气可直接用作燃料，也可通过燃料电池通过电化学反应直接转换成电能，用于发电及交通运输等，还可用作各种能源的中间载体。氢作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时，具有高效率、高效益的特点，而且氢反应的产物是水和热，是真正意义上的清洁能源和可持续能源，这对能源可持续性利用、环境保护、降低空气污染与大气温室效应方面将产生革命性的影响。氢可作为一种储备的能源，如果利用丰富的过剩电能实现电解水制氢，可以建独立的氢供应站，不必区域联网。因此，氢与可再生一次能源相结合可以满足未来能源的所有需求。目前，以美国为代表的世界各国正以前所未有的速度和力度加强对氢能和燃料fossilfuelfossilfuelreservescombustionwater2water2化石燃料氧气可用能源燃烧water污染水化石燃料储藏二氧化碳环境hydrogenwaterwateroxygenenvironment可用能源hydrogenutilizationhydrogenproduction氢气水水氧气氧气环境用氢产氢产电renewableenergysources电可再生能源环境(a)不可持续能源系统（b）可持续能源系统图1可持续和不可持续能源系统示意图电池的研发，积极建构一个“氢能经济”的未来。需要指出的是，氢能不是“一次能源”。目前，氢的制备技术一般分两种：一种是以煤炭、石油、天然气等碳氢化合物为原料，采用蒸汽重整法制备。这种方式有利于解决现有城市环境污染问题，将污染源集中处理，但这种方式不能实现未来能源的可持续发展。另一种则是利用太阳能、水能等可再生能源，从水、生物质来大量制备。这种制备技术才能从真正意义上实现能源的可持续发展。但是，目前制氢和燃料电池应用成本过高，是氢能源不能产业化利用的技术瓶颈。为赢得“氢经济”时代的制高点，美国和西欧等一些国家正大力进行氢能源制取和应用研究，美国已经投资数十亿美元用于“氢能和燃料电池研发计划”。而我国也在不断加大这方面的资金投入和政策支持，大力推动制氢技术和燃料电池的开发研究，开展有特色的试点开发。目前我国首座加氢站将于明年在北京投入运行。作为经济特区城市的深圳市，具有雄厚的经济实力和科技实力，应该首先抓住氢能飞速发展的契机，加大对氢能基础研发的资金投入和政策支持，增加制氢工艺、燃料电池发电等有特色的试点开发，促进制氢及燃料电池工业边摸索边发展，同时抢占具有国际竞争能力的氢能源产业制高点。之除了动坚持虑氢经潮济示盖范性筹发展泳外，勾为了摊更好喝的向种“椅氢能搏经济膝”哄不断蜜过渡带，也稿为了染切实茎缓解屿目前磨日益殿紧张冰的能毒源危土机和牙环境暂危机慎，深叶圳市尤应该纤积极乱响应瘦国家级政策斑号召等，走步能源开多样诸化、励清洁丑化的或道路奏，大独力进齐行节斩约型资能源取建设班，使所深圳史成为游一个奇科技李和市均场领辞先的泥能源违清洁续型、屋节约烘型绿尼色城阳市。龄二、裂发以展可机再生誉能源静是在咏通往炸“茅氢经剪济欧”氧的过恰渡时容期内尾切实斗有效狼的现仗实选层择静目前初，全并球消豆耗的赴能源贡主要每以化虽石燃衔料为挺主，扭而可阀再生顺能源漠所占催的比久例相器当小茶，尤泛其是答太阳浮能、腿风能渐等清侵洁能椒源所锹占的牌比例矩微乎岭其微盘。在运能源敌危机挠日益缴凸现译的今钥天，袋可再情生能引源作鹊为解不决能息源供爱求矛妹盾、团缓解案能源吗环境覆压力框的重扩要途珠径，布逐渐助得到比了开驾发和弄利用棵，因滚此，戴21俭世纪平被称灶作可汇再生叔能源输的世季纪。污我国粉在可腹再生竖能源页利用觉方面叛起步洁较晚隔，但只近年鸟来也炼在以炉年均趋超过屈25腾％的斯速度鸦增长石。全叶国各激省市爹也都胳在依宅托本嘱地的摸实际沉优势桐，积周极创盟建本距省市脖的新踢能源陡新方练向，捉不断辞加大易可再破生能疼源开先发的报力度悦。队可再底生能清源目谎前得删到了由世界砌各国伏的广稀泛研业究，装香港裳科技借大学均也在斯太阳痛能、领风能交、生球物质敢等可剑再生劣能源段发面免具有伐强大仆的科盆研实味力。瘦例如疗，在回生物障质方慎面，呆发现缓麦草德、稻惑壳等恭生物背质可住以有虫效替径代煤瑞发电壳，苍同时唯也盼降低叶了污来染宏。梢深圳畏市在研新能渡源开羞发利介用方狡面也蹈在不绩断加莲大投旁入，条在南斜山和喷盐田吩两地厌建成速装机浪容量扭1违.8壁万千甚瓦的担垃圾诱电厂响，在晌近年杏建成矮亚洲三最大越的总肥装机遭容量贴为1放兆瓦鸭（M距W）搂的太贼阳能盐光伏扰并网潮发电庸系统排，此畜外，罪广东块户用争光伏仔建筑绩一体裕化示榆范工脑程也夏已经垫在墓图2跪裕国际匆能源助组织弱能源镇统计勉数据上深圳效启动笋。但悄是，懒深圳彻市目狐前可恨再生筹能源凤仅占造能源置供应绍总量正的纱0.天16腐%点，远宋低于芬国外倘经济助发达踢国家分的水揪平，示也低毒于上浊海、彻北京碌等国树内城闹市的膨水平朱，还俊需要疼大力槐发展腔。因皂此，善深圳芽市应西该依倡托自葬身优蚂势，姻大力躺提高堵新能叛源、碌清洁兄能源些发电迷的比鬼重，毒大力胖促进库电源蚂结构哈的优足化，令争做值全国恳新能很源开羡发利仙用的经排头废兵。深结合渴深圳腰本身飞地理循位置集和经猎济的户特点寇，太更阳能迷发电针（尤纷其是浇光伏帆发电熄）、版风力怀发电怎和生怖物质陡能发吩电，哄最有密希望裕成为叼目前益大规踢模应忙用的供新型广发电小方式短。因迎此，拒在可通再生铸能源查规划凉方面女，这慕几种繁可再婚生能寇源尤极其应拦该得英到重剪点考损虑。阁1、判风能崭在当尾前可惊再生锹能源禾中，递风力缓发电汉是最茧便宜奏，技耻术最皆成熟想的，昼也是路世界黄上增圾长最窃快的尸能源沿，每竖年增保长2妻7％幸。如蜘合理颂利用半，有庆望成隐为仅妨次于盒火电录和水舍电的题第三初大电果源。殊风力额发电味不仅处可以缓提供秆清洁欲高效壮的能弦源，符而且惊投资砌回报客率高咳于1丛0％善，蕴疗含巨博大商调机。口目前流，长奇三角廉和珠括三角情都正戚掀起冒一轮庄风力敌发电才热。关全球称最大之的风详力发各电厂抓也将使在2证00庆7年邪在江很苏建士成。展而深焦圳市丙拥有肆23跳0公极里的咳海岸析线和承不少珠浅海栽地区纲、期离岸趋岛屿汤，处脱于我饰国两太大风胞能地苏带之亦中，印有效派风能禽密度现高达询10第0瓦壶/向平方睁米林,辰有相表当大练的开奶发利叮用价朵值。此因此彩，深壁圳市泊应该裂优先处开展偿详细玻的风苦力资窜源调腥查，最研制津风力魔发电贸发展依目标艇和政织府配棵套政源策，助大力翻提高哨风力攻发电腾的比耳重。风能太阳能风能太阳能生物质能生物质能羡图外3辉风执能、咏太阳图能和鸽生物硬能等汉可再蒜生能服源的梨利用挠2、漠太阳芹能秒太阳妨能是榆一种波取之知不尽堡、对肾环境鸣无污旷染的膏可再肤生能强源，蒸可利浅用量味巨大尽。太饭阳能秒发电币技术必主要惕包括森三种跪技术乞：一倘种是绕利用最光热睡转换抽把太天阳能纠转换健为热阿能，厌利用涛热能否发电肚；另泻一种搞是利璃用光捞电转粱换直唐接把蹈太阳玉能转棵换为番电能蝶，即锤光伏传电池序发电显（P意V）卷技术躬；还光有一冠种是而通过循太阳志能－脸化学弊能转伴换，签将水愿分解挪成氢胳和氧堆，利罗用氢辰能来些发电架。从摩近几漆年的狭发展侄来看算，光建伏发尘电技挎术进椒展较闻快，赏被认档为是缝本世牛纪最本有希腐望得筝到工义业规昨模应臭用的熟可再释生能絮源利帅用技系术之蚕一。沿目前驰我国声光伏圆电池品已有娘4盖.5守兆瓦独生产膛能力柜，高封效电乓池、乡非晶敢硅电厨池的今实验逝室水霸平与恨国外荒相差择不大浴，但鼓在向沉生产谢力转境化和白应用混领域界方面慎差距粥仍然税很大史。踪深圳甘市的州优势怎在于路全年咽日照朵时数午为2离20抛0－邮30届00硬小时言，年下辐射蕉总量解为5进00朋0－番59茂00堵兆焦眠耳时/态平方典米，卫同时灰拥有堤数亿勺产值伸的相忧关开起发企吐业。形因此讽，在邀太阳疮能发镇电尤惹其是米光伏两发电柏产业肠市场围化方键面，轧深圳页市理帜应先碗行一树步，肉积极蒜形成尼领先斗优势向，并低充分仰发挥勺排头滋兵的估引领昌和辐条射示处范作矩用。匪3、恨生物碧质域生物萌质能亲是指够来源烤于植锈物和泪动物诊的有买机物滋质。恐通常饺包括咬农业岩废弃厚物、补水生愈植物雷、油桶料植涛物、漠木材糠和森昆林工指业废迁弃物眠、城盆市与牲工业跑有机佣废弃弟物等裁。生泽物质冰资源羊丰富奏，目载前是叶仅次哪于煤斗炭、至石油趟和天掉然气更的世恶界第你四大垂能源甲消费摄品。美近年饰来生险物质支能成罪为可乓再生概能源耳开发仪的热智点之压一。楚目前诵发展县的生简物质丙能利伏用技散术有缘热化挡学转现化技街术、冶生物建化学盘转化剃技术认及生鼓物质哗压块洋细密德成型馆技术秆等。仁生物仍质除吊了可畅以直馒接用守来发犬电外途，还惊可以昏用来帖生产福酒精葛、焦展油、寸甲醇浓以及符氢气母等高花品位冬的能巷源产触品。笨目前雁生物兰质能振发电蛋中的晃垃圾括焚烧羊发电酷和沼纯气发读电是蜘比较降成熟樱的可聋再生央能源泉发电引技术某。装尽机容煤量国菠内第艇一（薄50岛00讲千瓦笔）的易生物看质能乏发电萍项目置已经灰在兴让化市趋投入捐试运咏行，欲主要西利用坐麦草财、稻鸦壳发糖电。引三、振节能沃、环幕保和悠提高足能源津效率互是实荐现经榨济可吩持续狭发展踩的重城要保泪障杆深圳岛市在湿过去就的几旧年经就济持坡续高霜速发逗展，葛但经拼济发乓展的多需求奉和消伞耗对育能源千的利壤用和墙能源险安全窝提出头了严挨峻的惹挑战责，节劳能、累环保铺和提闭高能明源效棉率成口了经歌济持徒续、讲快速映、健菊康发旗展的亏重要快保障符。节侄能对优于合南理利电用自洽然资拆源和健保护犯环境夸具有椒重要溜意义甜，被盈国际再能源肃界视惜为与类煤炭绸、石且油、母天然斤气和忠电力梁同等村重要炼的菊“顺第五端能源谷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