可再生能源發展趨勢范文
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篇1
【摘要】據農業部對全國農村可再生能源統計結果表明,農村居民生活用能呈穩步增長趨勢,農村可再生能源發展迅速,目前能源消費結構以秸稈和薪柴為主,但存在著商品能源消費城鄉差距較大,地域差異顯著等問題。分析表明,商品能源無法滿足中國農村能源發展需求。我國擁有豐富的可再生能源,可供農村地區開發利用的可再生能源主要包括太陽能、風能、小水電、地熱能、生物質能。為促進在我國農村地區發展可再生能源產業,建議采取完善可再生能源開發利用的政策法規體系,消除可再生能源開發利用的市場障礙,加大資金投入力度,多能互補開發農村能源,加快服務體系建設等措施。
引言
農村能源是指農村地區的能源,包括能源消費和能源生產(主要是當地的可再生能源)[1]。實際上,農村能源是針對第三世界國家農村地區的基礎設施不發達,很少獲得商品能源供應,主要依靠當地生產的可再生能源資源滿足需要而提出的一個概念。中國是一個農業大國,2006年鄉村人口總數達7.37億人,占全國總人口的比重為56.10%[2],農村能源關系到全國1/2以上人口的生活用能供應和生活質量改善的問題。
黨的“十七大”提出要建設生態文明,走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。農村可再生能源開發符合科學發展觀和循環經濟的理念,是落實黨的“十七大”精神的具體體現,有利于建設資源節約型和環境友好型社會,促進農村社會經濟可持續發展。搞好農業農村節能減排,不僅有利于合理有效地利用農業資源,優化農村地區能源消費結構,緩解化石能源供應的緊張局面,保障國家能源安全,有利于建立可持續發展的能源供應體系,促進經濟社會可持續發展,是我國能源戰略的重要組成部分。隨著農村經濟的發展和農民生活水平的提高,對能源需求提出了更高的要求。認識中國農村能源發展趨勢,選擇合適的農村能源發展戰略是十分必要的。本文通過對《2007年度全國農村可再生能源統計匯總表》分析,研究了我國農村可再生能源發展現狀、趨勢、制約因素和發展對策。
在中國農村可再生能源發展現狀據農業部對全國農村可再生能源統計結果,截至2007年底,全國省柴節煤灶保有量1.5億戶,節能爐3471萬戶,節能炕2024萬鋪;農村戶用沼氣保有量總數已經達到了2650萬戶;太陽熱水器保有量達4300萬米2,太陽灶保有量112萬臺;已建成秸稈集中供氣站734處,建立了一批秸稈固化成型示范點,為生物質能源規模化開發利用奠定了良好的基礎。(l)農村居民生活用能消費總t穩步增加與20。。年相比,2。。7年農村居民生活能源消費總量增加了32.1%,年均增長率為4.。%,低于全國同期能源消費增長速度,呈穩步增長態勢(圖1)。其中,商品能源增加了47.6%,年均增長率為6.7%;非商品能源增加了26.4%,年均增長率為3.4環。在農村居民生活用能費中,優質能源的增長速度較快。其中,農村戶用沼氣消費增長速度最快,與2000年相比,2007年增長了350.5%,年均增長率為24.0%。其次為液化石油氣和電力,分別增長了122.5%和95.0%,年均增長速度分別為14.3%和n.8%。而煤油消費呈負增長,與2000年相比減少了67.7%,年增長率為一17.2%(圖2)。中國農村居民生活用能正朝著商品化、優質化的方向發展。2)能源消費結構仍以秸稈和薪槳為主2007年中國農村居民生活用能消費結構中,秸稈占48.33%,薪柴占28.10%,煤占14.08%,電力占5.47%,沼氣占2.21%,液化石油氣占1.71%(圖3)。目前,我國農村居民生活用能仍以秸稈、薪柴為主,大部分用于炊事和取暖之用,優質能源比例低,能源消費結構極不合理。這種情況可能是由于秸稈、薪柴容易獲得,幾乎不需要任何費用造成的。從發展趨勢來看,在未來相當長的時期內,秸稈、薪柴等傳統生物質能仍是我國農村居民的主要生活用能。
篇2
關鍵詞:可再生能源 我國現狀 思考 應對方法
一、 我國能源使用現狀
可再生能源,即太陽能、風能、生物質能、地熱能、水能、海洋能等非化石能源。
為何要使用可再生能源,因為我國的常規能源狀況表現為以下兩個方面:
(一) 消耗大,浪費情況相當突出
雖然我國能源資源極度匱乏,但依然沒有找到合適的途徑,故而消耗極大。例如我國單位產出的資源消耗和能耗遠高于國際水平,建筑能耗是同緯度國家的3-4倍,大中型鋼鐵企業每噸鋼材能耗高于20%,火力供電超過22%,遠遠高于國際平均水平,更遑論那些發達國家。每噸標準煤的產出效率相當于美國的28.6%,歐盟的16.8%,日本的10.3%。能源不足缺依然存在各種情況,嚴重影響可持續發展的道路。
(二) 能源匱乏,污染加重
1.由于我國的能源產出依然是以煤炭為主,占據我國能源消費的67%,而煤炭的開采,燃燒等等能源產出的過程導致一系列環境問題,溫室氣體的超標排放依然沒有得到有效的解決辦法。而我國依然以直接燃燒作為使用煤炭資源的方法,從而導致全國90%以上的二氧化硫排放來自于煤的直接燃燒,更有70%的燃塵是燃煤造成,這些氣體的和燃塵的排放不僅加劇了溫室效應,更導致酸雨的形成,以至糧食減產,土地營養衰退以及綠色植物的破壞。
2.雖然我國國土面積大,但人均占有資源量極少,除煤炭外,石油和天然氣極度短缺,甚至連世界人均占有量的11%都不到。以長遠的目光看,石油,煤,天然總有開采完的一天,不能讓能源不足成為制約國家經濟發展的障礙,因而走可持續發展的道路已經刻不容緩。
二、 思考
面臨現在這種嚴峻的情況,不只是我國,更是全世界都必須停下畸形的增長,思考如何應對能源不足這個即將出現的大問題。我們不能只為了滿足我們現在的發展需求,從而導致人類以后的滅絕!所以,可再生能源就必須提上日程,我們的形式已然岌岌可危,我們要行動起來,保證我們的環境和子孫后代和諧發展!雖然我國有可再生能源法,但卻未能對違反此法的制裁措施進行明細,因而一部較完善的能源法已經需要我們一起完善,加強監督管理,上下舉措,方能走上和諧大道。
三、 應對方法
(一) 加強監督,明細法律法規
可再生能源法的完善一定要提上日程,完備法案,才能做到有法可依,有法必依,違法必究。從而使國民對可再生能源有所了解。
(二) 借鑒國外,提高觀念認識
我國已探明的煤炭總量約9.7千億噸,水能資源較為豐富,理論蘊藏量和可開發總量均位居世界第一,經濟可開發裝機量約3.9億千瓦,年發電量可達到1.7萬億千瓦時,不過其利用卻受到各種情況的影響,例如淹沒和移民等等。因而我國的能源不足乃是一項長遠而艱巨的難題。為了現在的國民經濟發展,更為了子孫后代有能源可用,我們必須將能源形勢由以往的不可再生資源向可再生資源方向發展。雖然我國做的不夠好,但可以借鑒世界上其他國家的成功案例,例如冰島的氫能源發電,巴西的乙醇動力運船,都可以作為我們實際操作的經驗。
(三) 政府帶頭,加強宣傳力度
唯有從上而下的貫徹實施,才能保證可再生能源的利用。首先,國家要提供資金扶助,使得可再生能源可以產業化;其次加強對可再生能源的輿論支持,從而從根本上改善國民對可再生能源的認識;最后,在稅收方面給予一定程度的減免,給可再生能源的發展提供一個良好的平臺。
四、 結論
可再生能源雖然具有廣闊發展空間和良好的發展前景,但就從目前而言,國人對其的了解還停留在一個相對比較膚淺的認識上,所以,我們一定要從根本上去認知可再生能源。只有舉國舉措,方能貫徹好總書記的和諧發展觀,使用可再生能源,不僅能減少污染排放改善環境,更能保證中國自身戰略能源安全,可持續經濟的不斷發展,從而加快我國社會主義現代化的進程!雖然改革的路上充滿荊棘,但是只要我們萬眾一心,必定能夠實現我們的既定目標,從而使得我們的生產生活環境與社會發展相和諧。
參考文獻:
篇3
【關鍵詞】既有建筑,可再生能源,節能改造
一、前言
隨著時代的不斷發展,對可再生能源節能改造技術的需求也越來越高,這就要求設計和施工單位必須加強對可再生能源節能改造技術的研討,努力提高既有建筑可再生能源節能改造技術,為既有建筑工程質量提供有力的保障。
二、可再生能源的現狀與發展趨勢
現在石油、煤炭、天然氣是全世界各個國家大規模生產利用的主要能源,但是從世界經濟的可持續發展來看,這些廣泛利用的不可再生能源逐漸顯示其局限性。在這種情況下,可再生能源的重要性將與日俱增,太陽能、風能、地熱能等可再生能源的開發和利用,會在未來社會的經濟發展具有重要地位。在當今不可再生能源日益局限的情況下,開發利用可再生能源是未來能源安全的需要,也是為了減少當今社會環境污染的需要,更是能源可持續發展的需要。
我國是以煤炭為主要能源的國家,經過不斷的發展努力,我國能源消耗中煤炭的比重已經逐年下降,而可再生能源的開發利用受到高度重視。現階段,降低礦物能源的開發利用,從以煤炭、石油、天然氣為主的礦物能源系統轉向可再生能源持久性能源系統,提到可再生能源在經濟發展中的結構比重,推動可再生能源的開發利用已成為我國經濟發展的一項基本國策。而在既有建筑行業中,如何最少的消耗資源,合理規劃設計以求用最小量達到最高效率的使用能源,將既有建筑這一高消耗發展轉變為低耗能高效率的問題,已是我國未來既有建筑業發展的必然選擇。
三、可再生能源在既有建筑領域應用現狀
1、太陽能
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,也是人類可利用的最清潔環保且取之不盡的優質能源。按照利用途徑,太陽能在既有建筑領域的應用技術可分為太陽能熱利用、太陽能光利用和太陽能儲存轉換利用三大類。目前多數既有建筑對太陽能的光熱利用還普遍停留在“生產生活熱水”這樣低水平的應用層面上,加之產品成本較高,價格惡性競爭等原因,一些產品粗制濫造質量低劣,導致消費者對太陽能的技術產生信任危機,從而使太陽能技術產品的推廣應用陷入舉步維艱的境地。
2、風能
風是一種由太陽輻射熱引起的自然現象。風能利用主要是風力發電和風能動力兩種主要形式,其中又以風力發電為主。我國風能資源豐富的地區主要分布在東南沿海及附近島嶼,內蒙古、新疆和甘肅河西走廊以及東北、西北、華北和青藏高原的部分地區。我國目前在風電技術和設備制造方面也已處于世界領先地位,當務之急應當加快探索在我國沿海島嶼、城鎮鄉村的既有建筑領域、尤其是城市高層既有建筑因地制宜地發展直接利用風能資源技術。
3、地熱能
地熱能是貯存于地球內部的一種巨大的潔凈能源。我國擁有豐富的地熱資源,全國地熱資源可采儲量是已探明煤炭可采儲量的2.5倍,其中距地表2000米以內儲藏的地熱能約為2500億噸標準煤。目前正在逐漸受到人們重視且在既有建筑領域應用潛力巨大的是地源熱泵技術,其最大的技術特點就是消耗少量的高品位能源,即能開發利用蘊藏在淺層地下的低品位能源滿足既有建筑物的供暖、空調和熱水供應需求,既實現了節能減排,又不污染環境,因此,利用熱泵技術開發利用淺層地熱能是目前最受歡迎的一項新技術。但是,和發達國家相比,我國的熱泵技術還處于初級階段,其主要差距是我國各地區目前還缺少對巖土地質材料性質進行全面系統的測試和統計分析工作,地源熱泵技術仍處于按經驗設計實施階段,熱泵系統運行效果與設計要求偏離過大的現象時有發生,造成地熱資源的浪費或不足。
四、既有建筑可再生能源節能改造技術
1、風能
(一)、風力發電
風力發電的歷史非常悠久,時間可以追溯到公元五千年前,它是埃及人在進行航海活動時,借助風能推動航行速度。風能在發展中慢慢的被推廣使用,人們逐漸的利用風能來研磨谷物以及汲水等等。隨著社會生產力不斷發展,在上個世紀中風力渦輪機被生產而出。該設備可以給偏遠地區帶來電力,電力得到了普及,人們的生活質量得到了提高。
(二)、既有建筑設計思路
既有建筑設計中要融入風力發電系統,必須考察好當地的風力資源狀況,設計中考慮設備噪音度,盡量的減少噪音給居民帶來的影響。風力大電機雖然具有取之不盡用之不竭的好處,但是和其他能源相比,穩定性掌握比較難。解決了風力發電的穩定性問題,該發電方式將被普及,將提高能源可持續發展程度。解決該問題主要幾種解決方案:可以通過電網連接的方式,將高效的電能引入。使用大型蓄電池自行產電,從而控制產電的功率。也可以使用風力采油機幫助發電,從而得到較強的電力資源。風輪機的產電功率和風速形成正比的關系,風力越大發電的功率越大,因此風力發電機一般都放置在房頂上。
(三)、自然通風
人們都希望既有建筑物能夠接受到自然風,達到自然通風的效果。這主要考慮到自然通風的作用,首先:自然通風能夠改善室內溫度,凈化室內空氣。在炎熱的夏季,人們都希望室內溫度低,自然通風能夠自行降低室內溫度,減少空調耗能節約了電能,有效的減少了“既有建筑綜合癥“出現。自然通風能夠消除室內污染物和潮氣的程度,降低了空調耗能。自然通風實現被動式降溫主要有兩種方式:一是通風能夠增強人體舒適度,二是夜間通風協助降溫。其次,在冬季人們的需求成反向,人們希望室內溫度高,也愿室內空氣質量高。
2、既有建筑設計思路
(一)、分析數據
既有建筑想要提高風能的利用率,想要獲得良好的室內溫度,最關鍵在于設計既有建筑初期的材料收集和分析。氣象材料的收集必須準確,場地調查數據獲取來源必須精準,風環境數據分析思路也必須清晰。場地的風能數據收集必須包含以下幾個方面:無風日數、平均風速、場地既有建筑以及風速頻率等等。這是構成場地數據收集的重要組成部分,它對設計既有建筑有著推動作用。前期準備工作落實之后,在設計階段時,可以根據這些數據設計出高質量的方案,通過風洞檢驗以及計算機計算,模擬出精準的建設模型,從而制作出風壓分布圖。該分布圖給建設師帶來極大的幫助,高效的優化了既有建筑外形,將設計中的優勢發揮出來。適當調能進口高度,精準計算出中面性的位置,提高室內適宜溫度。
(二)、注意問題
在該設計中要注意一下幾個問題:自然通風會引起采暖負荷過大,因此避免負荷出現;夏季出現過熱現象常常出現,在進行設計時避免自然通風引起超能熱度;房間內的風速保持在一定范圍內,避免使用者因為風力過大出現不適癥狀;通風窗口要避免使用過程中造成的噪音,影響使用者正常休息等等。這些問題在設計既有建筑時,必須考慮到,這對提高能源利用率有推動作用。
3、地熱能
地源熱泵是一個廣義的術語,它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統。地源熱泵技術是一項值得大面積推廣的建筑供能技術。地源熱泵是將淺層和深層的大地能量(土壤、地下水、地表水等天然能源)進行綜合利用來作為冬季熱源和夏季冷源,然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統,是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調系統。
五、結束語
綜上所述,加強對既有建筑可再生能源節能改造技術的剖析,能夠對可再生能源節能改造進行把握,進而能夠提出一些好的對策,如此方可在工程建造中對提高可再生能源節能改造的效益。
參考文獻
[1]諾伯特?萊希納.既有建筑師技術設計指南――采暖?降溫?照明[M].中國既有建筑工業出版社,2014
篇4
關鍵詞:新能源;可再生能源;教學
社會發展需要資源與能源的支持,但經過多年來開采與發掘,許多傳統能源已經陷入緊缺的境況,加之傳統能源的污染性,人居環境日漸惡劣,新能源與可再生能源的開發迫在眉睫。我國目前能源發展已經步入穩定上升時期,高校新能源與可再生能源課程的重要性越來越大,然而這一課程的設置卻仍然存在許多問題,落后于其他國家的人才培養模式和不明確的課程內容設置阻礙了課程教學的進步,加之對該課程的科研實踐與理論探究結合較弱,新能源與可再生能源課程教學的現狀不容樂觀,因此,教師應當明確該課程的重要性,用發展和探究的眼光看待,從而找到針對性的改革方法,提高課程的有效性。
一、新能源與可再生能源課程教學的現狀
1.人才培養模式較為落后
就目前新能源與可再生能源課程教學的情況來看,我國的人才培養模式仍然較為落后,近年來雖然許多高校增開了新能源與可再生能源的專業,但主要以核能相關專業為主,如核物理、核工程與核技術等,不僅如此,一些高校雖然增開新能源與可再生能源課程,但這些課程大多是基于原本能源基礎課程之上的選修課,作為新能源課程的補充教學,缺乏針對性,使得課程內容的設置缺少科學性,專業性也不夠強,與國家對這一方面人才的需求不匹配。
2.課程內容設置仍不明確
新能源與可再生能源課程的設置應緊密結合人才的培養目標,在著重介紹新能源和可再生能源基礎理論知識的同時增開生物質能相關內容,而當前我國高校的新能源和可再生能源課程內容相對來說比較片面,重點普遍都放在對傳統能源的升級改造方面,對基礎理論知識的講解也比較片面,缺乏時代性和前瞻性,我國正處于高速發展的新時期,對能源的需求量會越來越大,但這種缺乏專業性特點的新能源與可再生能源課程內容設置一定程度上阻礙了新能源專業人才的進步。
3.理論與實踐結合程度低
理論指導實踐,實踐驗證理論的有效性,對于新能源與可再生能源課程來說這一點尤為重要。在世界范圍內新能源的研究有條不紊,但新能源的教育教學方面卻還跟不上時代進程,我國高校新能源與可再生能源課程的教學仍然以理論為主要講解內容,非常缺乏與實踐的結合,使得學生常常熟知理論知識卻難以進入今后工作的實際應用,對該課程的有效性和未來發展十分不利。
4.新能源與可再生能源課程教學開展優勢及其發展趨勢
眾所周知,當前能源消耗是世界所面臨的問題,如果依靠現有不可再生資源,在未來的幾十年乃至幾百年可能會造成資源干枯,人類也將面臨巨大的災難,因此,為了避免這個問題,需要不斷地研發新能源和可再生能源,而學生作為國家未來的人才,應積極開展新能源與可再生能源課程,引起學生對能源的重視。另外,系能源與可再生能源課程教學開展,可以通過系能源代替原有的能源,如,太陽能、風能等新能源的使用,而且這些事取之不盡用之不竭的能源。其中太陽能產品如:太陽能熱水器,不僅節省了大量的電力能源,而且相比于電熱水器,具有較高的安全性。在未來的發展中,太陽能、風能等新能源與可再生能源在未來工業、農業、電力等多個行業發展中勢必會起到至關重要的效果。
二、針對新能源與可再生能源課程教學現狀的改革方法
1.創新人才培養模式
針對人才培養模式落后的問題,首先就是要進行創新,不僅要創新培養模式,還要創新培養目標,設定更符合國家發展戰略需要的目標,提高學生的科學探究精神,在這一方面,新能源與可再生能源課程教學應當加強對學生的人文素養培養,提高學生對這方面知識的實際應用能力,避免片面而短期的課程設置,對于一些專業水平較強的高校及專業來說,新能源課程不應局限于選修課,而是要增開到必修課當中,讓學生充分而具體的學習,掌握新能源與可再生能源與傳統能源之間的過渡,培養創新型、應用型的專業性人才。
2.明確課程專業特點
少數高校開設了風能、動力工程、太陽能、光伏等相關專業,這些新能源技術已經趨于成熟,但仍然不完善,有關生物質能的專業也少之又少,能夠招收新能源專業學生的院校也較為匱乏,針對這一問題,教師在進行新能源與可再生能源課程教學時應當明確這些專業的課程特點,采用具有針對性的教學策略,例如,對動力工程專業學生教學時,著重講解新能源與可再生能源的開發,緊密結合培養目標,這一專業的學生畢業后通常會從事技術研發工作,因此,學生對這一課程的知識體系構建才是該專業的核心教學課程內容。例如,可以根據學校課程實際發展情況,適當開展如半導體物理、物理化學、生物學等比較基礎的一些課程,并要求學生必須完成基礎課程之后,才能繼續進行“新能源、可再生能源”專業課程的學習,這樣保證學生在掌握基礎原理的基礎上,對新能源以及可再生能源的理解更加深入,易于學生對新型能源、可再生能源的創新。
3.加強科研實踐結合
實踐是檢驗理論的重要標準,新能源與可再生能源課程教學的過程中,應當加強科研實踐與理論知識的結合,加入與節能環保有關的工程實踐,并在實踐的環節中導入新能源與可再生能源的全新的科研成果,讓學生根據科研成果深入探究該課程的內涵,掌握新能源與可再生能源的產生與轉化過程,全力探尋提高新能源與可再生能源轉化效率提升的有效方式,在提高學生學習能力的基礎上提升學生的創新能力,使學生能夠在今后的學習、工作與生活中逐漸形成解決實際問題的能力,從而提高課程教學的效率。
三、結語
新能源與可再生能源課程是順應我國發展需要而增設的高校課程,能夠為國家輸送這一領域的高素質人才,而這一課程的教學目前還存在許多問題,高校與教師應當協同合作,完善人才培養模式,提高課程的專業針對性,進一步加強科研實踐與基礎理論的結合程度,保證該課程開設的有效性,提高學生的綜合素質。
參考文獻:
[1] 張巧杰,白連平.“新能源導論與創新實踐”教學體會與實踐[J]. 中國電力教育. 2013(27).
[2] 康重慶,杜爾順,張寧,陳啟鑫,黃瀚,伍聲宇.可再生能源參與電力市場:綜述與展望[J]. 南方電網技術. 2016(03).
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【關鍵詞】:能源互聯網;現狀;發展趨勢
1、導言
人類社會經濟想要取得快速的發展,必須要借助能源的支撐,但大量運用化石能源導致的環境和資源問題,已經嚴重影響了人們的安全生存。全球能源互聯網致力于解決能源環境、資源配置、能源供需等問題,以全球視角審視如何利用世界資源,進而促進各個國家友好和平相處。
2、能源互聯網定義
能源互聯網是在現有能源供給系統與配電網的基礎上,通過先進的電力電子技術和信息技術,深入融合了新能源技術與互聯網技術,將大量分布式能量采集裝置和分布式能量儲存裝置互聯起來,具有“橫向多能源體互補,縱向源-網-荷-儲協調”和能量流與信息流雙向流動特性的顯著特點,是實現能量和信息雙向流動的能源對等交換和共享網絡,以可再生能源發電為基礎構建的能源互聯網絡。能源互聯網通過智能能量管理系統實現實時、高速和雙向的電力數據讀取和可再生能源的接入。
3、國內能源互聯網研究現狀
中國研究人員在國家電網的支持下,也對能源互聯網這一新興技術進行了研究及探索,紛紛成立了研究院及研究專題,如清華大學、浙江大學等均擬成立能源互聯網研究院,國家電網發起了能源互聯網研究專題等。但總體上我國的能源互聯網研究相比于國外而言,起步稍晚,但勢頭很好。目前相關成果還較少,大多還處于起步、跟蹤及相關概念的討論階段階段。
開發和利用分布式可再生能源是解決能源緊張、環境污染及氣候變暖的重要手段。作者在計及分布式電源的間歇性、隨機性等特點的情境下,建立了適應高比例可再生能源發展的新型電力規劃及生產模擬模型,并針對未來中國實現高比例再生能源的電源結構、跨區電力流動等開展了實證研究。
我們從不同的視角:政府管理者視角、運行者視角及消費者視角等討論了能源互聯網應具有的特征:可再生、分布式、聯起來、開放式及融進去。進一步討論了能源互聯網的功能結構,同時分析了能源互聯網與其他電力系統相比所具有的關鍵特征。
此外,從分布式可再生能源利用的角度闡述了能源互聯網的內涵、特征等,并設計了基于分布式可再生能源發電的能源互聯網系統。討論了能源互聯網系統的組成部分未來能源互聯網的主要研究方向:控制策略、電力電子變流技術和儲能技術等;提出利用信息技術對傳統電網加以改造,將分布式可再生能源網絡、信息通信網絡進行高度融合,構建可再生能源互聯網,實現分布式可再生能源跨區域、大范圍的優化配置和高效利用,最終實現電網和信息網的變革。可再生能源互聯網是由各種規模不同的分布式局域網組成,局域網間可實現電能流動的雙向性及電能配置的高效性。進一步設計了固態變壓器原理圖、超級電容電池原理圖及射頻充電自供能原理圖等,最后闡述了微電子技術在可再生能源互聯性化和系統安全運行等方面闡述了能源路由器的內涵,同時設計了兩層架構的能源路由器結構.
4、能源互聯網的實現手段及發展方向
4.1清潔能源開發
太陽能、風能、生物質能等作為清潔能源具有取之不盡、用之不竭或可循環利用的特點。結合現有的創新技術,如太陽能光伏發電、風力發電(包括陸地發電、海上發電等)、生物質發電等技術可以逐步用于替代化石燃料燃燒發電技術,實現電力生產的清潔化。以太陽能發電為例,隨著互聯網應用的逐步深入,我國分布式光伏電站已經呈現出快速互聯網化的趨勢,全國已經有200多個電站、千萬數量級的電池組件接入網絡,實現大數據實時采集和分析。
在能源消費環節要鼓勵實施電能替代。相比于煤、石油、天然氣等一次能源,電能更為高效、清潔。提高電能在終端能源消費中的比重,能夠從根本上解決化石能源污染和溫室氣體排放問題。如鼓勵電動汽車的使用,將減少對石油的消耗,可明顯減少污染物排放。
4.2廣泛應用智能電網
智能電網對太陽能發電、風電、海洋能發電等一些間歇式電源具有較強的符合性、適應性,進而能夠確保各種類型資源的有序接入,同時也能保證各類設備直接使用。將智能電網與物聯網、移動終端和互聯網等多種技術相融合,進而滿足廣大用戶的需求。將建設智能電網和能源再生發展、物聯網和互聯網緊密結合,從而推進能源的可持續發展和利用。
4.3特高壓技術
特高壓輸電技術是實現全球能源互聯網的重要手段和方法,其具有輸送容量大、輸送距離遠、效率高的特點,并且具有抵制各種嚴重事故的能力,可以滿足大容量、遠距離的跨區輸電要求,能夠實現大型能源基地的集約開發和電力的可靠輸送,為構建全球能源互聯網提供了有力支撐。
特高壓交直流將輸電距離提升到2000~5000千米,賦予電網更大范圍調配資源的能力,能夠實現各種清潔能源在世界范圍互聯互通、優化配置。目前,我國已建成投運了3條特高壓交流線路和6條特高壓直流線路。我國特高壓工程的成功,不僅解決了中國能源發展難題,而且對于解決世界能源可持續發展問題也具有重大意義。
4.4突破能源互聯網中的關鍵性技術難題。
提高我國能源互聯網發展所需要的技術能力,為我國能源互聯網建設提供更為有力的技術支撐和儲備是當前極為重要的事情。能源互聯網由以“大數據”“云計算”為支撐的信息數據交換技術、分布式新能源發電控制技術等一系列尖端技術為依托,其中很多技術還遠未成熟,需要國家集中一切科技力量去解決能源互聯網建設中的技術障礙,這樣才能早日實現能源互聯網的構想。
結論
總而言之,各項能源資源在為推進人類發展中帶來了很大的動力,但由于運用不合理、開采方式不科學等問題,也給人們的生活帶來了很大的問題。在社會經濟的快速發展下,人們逐漸對生態環境加以重視,各個國家都在著手恢復生態環境,力求能夠充分運用能源互聯網,進而解決在能源生產和消費中出現的各項問題,真正推進各個國家的可持續發展。
【參考文獻】:
[1]王繼業,孟坤,曹軍威,程志華,高靈超,林闖.能源互聯網信息技術研究綜述[J].計算機研究與發展,2015,05:1109-1126.
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能源是人類生存的基本條件和人類社會發展的原動力。隨著人類文明的進步,能源問題成為人們日益關注的焦點問題。目前全世界都在推動第二代能源系統的建設,積極試點,認真進行立法準備,抓緊開發配套相關設備。第二代能源系統具有六個方面的主要特征,一是燃料的多元化;二是設備的小型、微型化;三是冷熱電聯產化;四是網絡化:五是智能化控制和信息化管理;六是高標準的環保水平。而其中燃料的多元化,設備的小型、微型化,冷熱電聯產化和環保要求則代表著能源技術發展的幾個重要方向:可再生能源的開發利用、分布式供電技術的興起與冷熱電三聯產系統的發展。
本文通過對分布式供電特點及其發展趨勢的闡述,強調分布式供電對電力工業的重要作用,指出可再生能源為分布式供電提供了更廣闊的發展前景;分布式供電技術發展的主要方向之一為冷熱電三聯產技術。
2分布式供電
2.1分布式供電概述及其特點
顧名思義,分布式供電是相對于傳統的集中式供電方式而言的,是指將發電系統以小規模(數千瓦至50MW的小型模塊式)、分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出電、熱或(和)冷能的系統。這個概念是從1978年美國公共事業管理政策法公布后正式先在美國推廣,然后被其它先進國家接受的。當今的分布式供電方式主要是指用液體或氣體燃料的內燃機、微型燃氣輪機和各種工程用的燃料電池。因其具有良好的環保性能,分布式供電電源與“小機組”己不是同一概念。
與常規的集中供電電站相比,分布式供電具有以下優勢:沒有或很低輸配電損耗;無需建設配電站,可避免或延緩增加的輸配電成本;適合多種熱電比的變化,系統可根據熱或電的需求進行調節從而增加年設備利用小時;土建和安裝成本低;各電站相互獨立,用戶可自行控制,不會發生大規模供電事故,供電的可靠性高;可進行遙控和監測區域電力質量和性能:非常適合對鄉村、牧區、山區、發展中區域及商業區和居民區提供電力;大量減少了環保壓力。
二十世紀初以來電力行業流行的觀點是,發電機組容量越大,則效率越高,單位kw投資越低,發明成本也越低,因而隨著能源產業的發展,電力工業發展方向是“大機組、大電廠和大電網”。但是,在許多特殊情況下,分布式供電是集中供電不可缺少的重要補充:
分布式供電可以滿足特殊場合的需求例如,而印瞞設電網的西部熟頃地區或散布的用戶:對供電安全穩定性要求較高瞅糊昭戶,如醫院、銀行等;能源需求較為多樣化的用戶,需要電力的同時還需要熱或冷能的供應。這種供電方式最大的優點是不需遠距離輸配電設備,輸電損失顯著減少,運行安全可靠,并可按需要方便、靈活地利用排氣熱量實現熱電聯產或熱電冷三聯產,提高能源利用率。
分布式供電方式可以彌補大電網在安全穩定性方面的不足在世界上大型火電廠建設的趨勢有增無減之時,電網的急速膨脹對供電安全與穩定性帶來很大威脅,而各種形式的小型分布式供電系統,使國民經濟、國家安全至關重要而又極為脆弱的紐帶--大電網不再孤立和笨拙。直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置與大電網配合,可大大地提高供電可靠性,在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭)情況下,可維持重要用戶的供電。
分布式供電方式為能源的綜合梯級利用提供了可能在常規的集中供電方式中,能量形式相對單-。當用戶不僅僅需要電力,而且需要其它能量形式如冷能和熱能的供應時,僅通過電力來滿足上述需要時難以實現能量的綜合梯級利用:而分布式供電方式以其規模小、靈活性強等特點,通過不同循環的有機整合可以在滿足用戶需求的同時實現能量的綜合梯級利用,并且克服了冷能和熱能無法遠距離傳輸的困難。
分布式供電方式為可再生能源的利用開辟了新的方向相對于化石能源而言,可再生能源能流密度較低、分散性強,而且目前的可再生能源利用系統規模小、能源利用率較低,作為集中供電手段是不現實的。分布式供電方式為可再生能源利用的發展提供了新的動力。我國的可再生能源資源豐富,發展可再生能源是二十一世紀減少環境污染和溫室氣體排放以及替代化石能源的必然要求,因此為充分利用量多面廣的可再生能源發電,方便安全地向偏僻、少能源地區供電,建設可再生能源分布式供電應受到高度重視。
還應指出,對目前世界能源產業面臨亟待解決的四大問題:合理調整能源結構、進一步提高能源利用效率、改善能源產業的安全性、解決環境污染,單-的大電網集中供電解決上述問題存在困難,而分布式供電系統恰好可以在提高能源利用率、改善安全性與解決環境污染方面做出突出的貢獻。因此,大電網與分散的小型分布式供電方式的合理結合,被全球能源、電力專家認為是投資省、能耗低、可靠性高的靈活能源系統,成為二十-世紀電力工業的發展方向。這就是說,世界電力工業已經開始向傳統電力工業的模式告別,走向依靠大型發電站和小型分布式供電廣泛結合的過渡的“分散式”電力系統,從而大大改善供電效率、供電品質和減輕當今電力行業對環境影響形成的負擔、減少興建和改善輸配電線路。而且,由于近來美國加州供電危機的影響,國外有的觀點甚至認為今后在大力發展分布式供電的情況下,大型中心電站將走向衰落。
2.2分布式供電發展趨勢
2.2.1分布式供電的主要方式
分布式發電方式多種多樣,根據燃料不同,可分為化石能源與可再生能源;根據用戶需求不同,有電力單供方式與熱電聯產方式(CHP),或冷熱電三聯產方式(CCHP);根據循環方式不同,可分為燃氣輪機發電方式,蒸汽輪機發電方式或柴油機發電方式等。表1列出了主要的分布式供電方式。
在產業革命后的200年中,煤炭一直是世界范圍內的主要能源,而隨著科技、經濟的發展,石油在一次能源結構中的比例不斷增加,于20世紀60年代超過煤炭。此后,石油、煤炭所占比例緩慢下降,天然氣比例上升;同時,新能源、可再生能源逐步發展,形成了當前的以化石燃料為主和新能源、可再生能源并存的格局。然而,雖然可再生能源是取之無盡的潔凈能源,但其能源密度低,穩定性較差,需要蓄能調節,長期穩定運行困難,且由于技術不夠成熟,可再生能源一次投資較大,經濟性差;而化石能源的發電技術不僅更加成熟,而且效率更高。因此,作為分布式供電的發電技術,化石能源目前仍是國際上的主要方向。
表1主要的分布式供電方式
發電技術
能源種類
內燃機發電技術
燃氣輪機發電技術
微型燃氣輪機發電技術
常規的燃油發電機發電技術
燃料電池發電技術
化石能源
太陽能發電技術
風力發電技術
小水利發電技術
生物質發電技術
可再生能源
氫能發電技術
二次能源
垃圾發電技術
一般廢棄物
2.2.2分布式供電的主要動力-微型燃氣輪機
以化石能源為能源動力的分布式供電方式多種多樣(見表1)。隨著微型燃機技術的不斷完善,微型燃機發電機組已成為分布式供電的主力。
微型燃氣輪機是功率為數百KW以下的、以天然氣、甲烷、汽油、柴油等為燃料的超小型燃氣輪機。它的雛形可追溯到60年代,但作為-種新型的小型分布式供電系統和電源裝置的發展歷史則較短。
微型燃氣輪機大都采用回熱循環。通常它由透平、壓氣機、燃燒室、回熱器、發電機及電子控制部分組成,從壓氣機出來的高壓空氣先在回熱器內接受透平排氣的預熱,然后進入燃燒室與燃料混合、燃燒。大多數微型氣輪機由燃氣輪機直接驅動內置式高速發電機,發電機與壓氣機、透平同軸,轉速在50000-120000rpm之間。一些單軸微型燃氣輪機設計,發電機發出高頻交流電,轉換成高壓直流電后,再轉換為60Hz480v的交流電。
目前,開發微型透平的廠商主要集中在北美,歐洲有瑞典和英國。表2為部分新一代微型燃氣輪機的主要技術參數。
與柴油機發電機組相比,微型燃機具有以下一系列先進技術特征:
(1)運動部件少,結構簡單緊湊。重量輕,是傳統燃機的1/4;
(2)可用多種燃料,燃料消耗率低,排放低,尤其是使用天然氣;
(3)低振動,低噪音,壽命長,運行成本低;
(4)設計簡單,備用件少,生產成本低;
(5)通過調節轉速,即使不是滿負荷運轉,效率也非常高;
(6)可遙控和診斷:
(7)可多臺集成擴容。
因此,先進的微型燃氣輪機是提供清潔、可靠、高質量、多用途的小型分布式供電的最佳方式,使電站更靠近用戶,無論對中心城市還是遠郊農村甚至邊遠地區均能適用。有理由相信,一旦達到適當的批量,微型燃機輪機有能力與中心發電廠相匹敵。對終端用戶來說,與其它小型發電裝置相比,微型燃氣輪機是一種更好的環保型發電裝置。
表2新一代微型燃氣輪機的主要技術參數供應商燃料轉速電功率(KW)效率(%)壓比進口溫度(ºC)出口溫度(ºC)排氣溫度(ºC)排放(NOx)功率范圍(KW)
Allied
Signal天然氣650007528.53.7930650240<25ppm75
Bowman天然氣1150004522.54.3-650305-35,45,50,60,80,200
Capstone天然氣9600030-3.2840-270-24,30,60,125-250
GE/Elliott天然氣1160004530---316<9ppm45,80,200
NREC(樣機)天然氣
柴油
丙烷5000070333.3870-200-30-200
2.2.3分布式供電發展方向-冷熱電三聯產系統
雖然回熱等有效提高微型燃氣輪機系統熱轉功效率的手段得到應用,微型燃機發電效率己從17%-20%上升到當前的26%-30%,但以微型燃氣輪機作為動力的簡單的分布式供電系統的熱轉功效率依然遠小于大型集中供電電站。如何有效提高分布式供電系統的能量利用效率是當前分布式供電技術發展所面臨的主要障礙之一。
正如常規的集中供電電站可以通過功熱并供提高能源利用率一樣,分布式供電系統在用戶需要的情況下,同樣可以在生產電力的同時,提供熱能或同時滿足供熱、制冷兩方面的需求。而后者則成為一種先進的能源利用系統-冷熱電三聯產系統。
與簡單的供電系統相比,冷熱電三聯產系統可以在大幅度提高系統能源利用率的同時,降低環境污染,明顯改善系統的熱經濟性。因此,三聯產技術是目前分布式供電發展的主要方向之一。
2.2.4以可再生能源為基礎的分布式供電方式的發展前景
由于礦物能源的有限性和污染性,可再生能源的利用與研究已引起廣泛的重視。20世紀70年代以來,可再生能源已經引起了科學家的關注,研究和開發工作取得了重大進展和成就。進入21世界,可再生能源問題明確地擺到了政府決策者、科學家和社會各界面前,成為重點發展的熱門研究課題。根據國家“863”專家委員會提供的文件,在全球資源與環境問題的強大驅動下,預計在未來10年左右的時間內,可再生能源研究將取得突破性進展。據國際能源機構預測,到2060年全球可再生能源的比例將發展到世界能源構成的50%以上。
我國可再生能源資源豐富、量多面廣。例如,太陽能在我國2/3國土上的年輻射量超過600MJ/cm2,每年地表吸收的太陽能大約相當于17萬億噸標準煤的能量;而地熱資源的遠景儲量為1353.5億噸標準媒,探明儲量為31.6億噸標準煤。效率差、密度低、不穩定等缺陷成為以往可再生能源利用的主要障礙,很難將其與集中供電相結合。通過與分布式供電方式相結合,新型可再生能源分布式發電系統可以在能的梯級利用的基礎上實現效率的大幅度提高;同時,分布式發電系統對能源密度的要求也遠低子集中供電方式;而且,通過與現代蓄能技術相結合,可以在很大程度上克服可再生能源不穩定的缺陷。如今,分布式供電方式為可再生能源利用的發展提供了新的動力,在供能效率和經濟性的提高以及能源供給安全性方面具有不可替代的作用;而可再生能源也為分布式供電提供了更加廣闊的發展前景。
可再生能源系統具有運行費用低、環保性能好等突出優勢。比如,為適應北京2008年舉辦奧運會的要求,以及北京日趨嚴格的環境排放標準,我們建議在奧運村建設示范項目“太陽能與熱泵高效復合能源系統”:將性能好、技術含量高的熱泵技術和太陽能利用技術相結合。此項目利用太陽能等環境能源作為輔助能源,可確保奧運村對電、冷和熱的供應萬無一失。它充分體現了“綠色奧運”、“科技奧運”的宗旨,將有力推進北京和全國清潔能源利用的發展。該項目由于采用太陽能熱水器,系統省去熱水器裝機負荷以及運行負荷;由于采用太陽能熱水器作為冬季熱泵供熱的熱源,實現了寒冷地區的熱泵冬夏兩季運行,省去了系統供熱空調裝機負荷。另外,該系統通過將太陽能和天然氣或電能適當結合,克服了傳統太陽能利用的不連續、不穩定的缺陷--夏季系統可以輸出空調用冷和生活熱水,冬季系統可以輸出空調用熱,僅太陽能環境能源的利用就使系統節電能20%-30%;年總能耗比傳統技術方案降低了60%左右,節能效果非常明顯。該項目設備總投資費用雖然比傳統技術高20%多(其中太陽能熱水器設備費約占總投資的60%),但運行費用降低50%左右,所追加投資僅需2年左右就可全部回收。
目前,對以太陽能、地熱能等為主的可再生能源的研究和利用受到世界范圍的重視。隨著對可再生能源的能量聚集、轉化、儲存和利用等方面研究的深入,無論是從環境保護的角度,還是從技術經濟、社會發展的角度來看,以可再生能源為基礎的分布式供電方式具有不可替代性,必將成為未來很有發展前景的供能手段之一。
2.3我國需要分布式供電
目前我國正處在經濟高速發展時期,提高資源綜合利用效率,是我國能源工業能否持續支撐國家現代化建設的關鍵所在。我國能源利用水平距世界發達國家還有很大的差距,日益增長的電力需求遠未得到滿足,“大機組、大電廠、大電網”的大規模、集中式的電網供電依然是我國目前能源工業的主要發展方向。
但是,我國需要分布式供電。這是因為:
(1)我國幅員遼闊,但物產資源相對貧乏,而且經濟發展不平衡。對于西部等邊遠、落后地區而言,由于其遠離經濟發達地區,形成一定規模的、強大的集中式西北電網系統需要很長時間和巨額的投資,這無法滿足目前西部經濟快速發展的需要。而分布式供電系統可以借助西部天然氣資源豐富、可再生能源多種多樣的優勢,在不長的時間內,以較小的投資為代價,為西部經濟發展提供有力的支撐;對于東南沿海經濟發達地區,由于生活水平的日益增加,已經出現了類似于西方發達國家的對于能源產品需求多樣化的趨勢。與集中式供電相比,分布式供電顯現了突出的優點,為解決上述問題提供-個更加圓滿的方案。
(2)隨著經濟建設的飛速發展,我國集中式供電電網的規模迅速膨脹。這種發展所帶來的安全性問題是不容忽視的,如紐約市、臺灣島二次大停電己為我們敲響了警鐘。為了及時抑制這種趨勢的蔓延,只有合理地調整供電結構、有效地將分布式供電和集中式供電結合在一起,構架更加安全穩定的電力系統。
(3)縱觀西方發達國家的能源產業的發展過程,可以發現:它經歷了從分布式供電到集中式供電,又到分布式供電方式的演變。造成這種現象不僅僅是由于生活水平提高的需求,而且也是集中式供電方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑,隨著社會的發展,我國能源產業也將面臨類似的問題。因此,雖然從目前能源產業的發展情況來看,集中式供電是我國能源系統發展的主要方向,但從長遠看,構造一個集中式供電與分布式供電相結合的合理能源系統,增加電網的質量和可靠性,將為我國能源產業的發展打下堅實的基礎。
所以,我國近期在發展大機組、大電廠的同時,應不失時機、因地制宜地興建分布式供電設施。可以預見,隨著西部大開發的深入進行,特別是“西氣東輸”工程的開展,我國沿線區域和邊遠地區的分布式供電將得到極大的發展。
還應指出,對北京而言,這種分布式能源系統,不僅是保證2008年奧運會順利進行所必須的,而且它將為首都經濟提供一個有廣闊前景的技術產業,為北京的發展做出貢獻。
3冷熱電聯產
3.1冷熱電聯產系統概述及其特點
傳統動力系統的技術開發以及商業化的努力主要著眼于單獨的設備,例如,集中供熱、直燃式中央空調及發電設備。這些設備的共同問題在于單一目標下的能耗高,在忽視環境影響和不合理的能源價格情況下,具有-定的經濟效益。但是,從科技技術角度出發,這些設備都尚未達到有限能源資源的高效和綜合利用。
冷熱電聯產(CCHP)是-種建立在能的梯級利用概念基礎上,將制冷、供熱(采暖和供熱水)及發電過程-體化的多聯產總能系統,目的在于提高能源利用效率,減少碳化物及有害氣體的排放。與集中式發電-遠程送電比較,CCHP可以大大提高能源利用效率:大型發電廠的發電效率-般為35%-55%,扣除廠用電和線損率,終端的利用效率只能達到30-47%。而CCHP的能源利用率可達到90%,沒有輸電損耗;另外,CCHP在降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力:據有關專家估算,如果從2000年起每年有4%的現有建筑的供電、供暖和供冷采用CCHP,從2005年起25%的新建建筑及從2010年起50%的新建建筑均采用CCHP的話,到2020年的二氧化碳的排放量將減少19%。如果將現有建筑實施CCHP的比例從4%提高到8%,到2020年二氧化碳的排放量將減少30%。
3.2冷熱電聯產系統方案選擇
典型冷熱電三聯產系統一般包括:動力系統和發電機(供電)、余熱回收裝置(供熱)、制冷系統(供冷)等。針對不同的用戶需求,冷熱電聯產系統方案的可選擇范圍很大:與熱、電聯產技術有關的選擇有蒸汽輪機驅動的外燃燒式和燃氣輪機驅動的內燃燒式方案;與制冷方式有關的選擇有壓縮式、吸收式或其它熱驅動的制冷方式。另外,供熱、供冷熱源還有直接和間接方式之分。
在外燃燒式的熱電聯產應用中,由于背壓汽輪機常常受到區域供熱負荷的限制不能按經濟規模設置,多數是相當小的和低效率的;而對于內燃燒式方案,由于技術的不斷進步,已經生產出了尺寸小、重量輕、污染排放低、燃料適應性廣、具有機械效率和高排氣溫度的燃氣輪機,同時燃氣輪機的容量范圍很寬:從幾十到數百KW的微型燃氣輪機到300MW以上的大型燃氣輪機,它們用于熱電聯產時既發電又產汽,兼有高發電效率(30%-40%)和高的熱效率(70%-80%)。現在,在有燃汽和燃油的地方,燃氣輪機正日益取代汽輪機在熱電聯產中的地位。
壓縮式制冷是消耗外功并通過旋轉軸傳遞給壓縮機進行制冷的,通過機械能的分配,可以調節電量和冷量的比例;而吸收式制冷是耗費低溫位熱能來制冷(根據對熱量和冷量的需求進行調節和優化),把來自熱電聯產的一部分或全部熱能用于驅動吸收式制冷系統。
目前最為常見的吸收式制冷系統為溴化鋰吸收式制冷系統和氨吸收式制冷系統。前者制冷溫度由于受制冷劑的限制,不能低于5℃,-殷僅用于家用空調;后者的制冷溫度范圍非常大(+10℃--50℃),不僅可用于空調,而且可用于0℃以下的制冷場所。同時,氨吸收式制冷系統可以利用低品位的余熱,所需熱源的溫度只要達到80℃以上就能利用,從而使能源得到充分合理的利用;而月氨吸收式制冷系統還具有節電、設備易于制造和維修、對安裝場所要求不高、系統運行平穩可靠、噪聲小、便于調節、可以在同一系統內提供給用戶不同溫度的冷量、單個系統的制冷量很大等優點。
4結論
隨著人民生活水平的提高,能源消費日益增長,能源動力系統愈來愈向大容量、高度集中的模式發展。然而,分布式供電是集中供電不可缺少的重要補充。它因靈活的變負荷性、低的初投資、很高的供電可靠性、很小的輸電損失和適合可再生能源等特點在世界范圍內越來越受到重視。
篇7
關鍵詞:風力發電;制約因素;應對策略;中國
中圖分類號:F2文獻標識碼:A文章編號:16723198(2014)07000401
我國可開發利用的風能資源十分豐富,在全球大力推行可再生能源發電的大環境和國家政策措施的推動下,我國風電產業自2006年迅速發展,截止2013年底,我國累計裝機容量91424MW,占全球裝機容量的28.7%,風電裝機容量全球領先。但經過幾年的快速發展,我國風電產業發展趨勢已逐步變緩。為了保證我國風電產業可持續發展,研究制約我國風電產業發展的因素并提出相應的應對策略顯得尤為重要。
1制約中國風電發展的因素
1.1“棄風”問題日趨嚴峻,風電入網消納困難
雖然現在我國風電產業已穩居全球第一,但長期以來困擾產業發展的“棄風”問題依然存在,而且自2010年出現明顯“棄風”現象后日趨嚴峻,2012年全國限制風電出力的棄風電量約200億千瓦時,比2011年的量翻了一番,占2012年實際風電全部發電量的20%。“棄風”問題不僅嚴重影響了發電企業的經濟效益,也會降低風電產業的投資效益和環境效益。要緩解風電“棄風”問題,應實現風電入網消納。但由于風電自身隨機性、間歇性的特點加之局部電網接入能力不足、風電與電網發展不協調,加之目前國家層面仍慣性延續以常規電力為主、無視新能源快速規模化發展的電力運行管理和價格機制,使得我國風電產業高速發展的同時,風電并網消納困難問題不斷凸顯。
1.2國家拖欠可再生能源補貼資金
可再生能源發展基金由國家財政專項資金和可再生能源電價附加收入兩部分組成,由于二者資金來源不同,征收、撥付和監管分屬不同政府機構,因此在可再生能源附加征收不能滿足補貼資金需求的情況下,出現了主管機關相互推諉,附加征收水平不能得到及時調整,資金缺口遲遲無法彌補的情況。同時,現行可再生能源補貼撥付程序過于繁瑣,導致資金調配周期過長,補貼不能及時到位。政府長期拖欠發電企業補貼,嚴重影響了政府信用導致發電企業資金流轉不暢、財務成本增加,產業鏈出現發電企業、設備企業、零部件企業間的三角債現象,嚴重影響了企業的正常經營和經濟效益。
1.3風電發展規劃與其他規劃有不相適應之處
目前風電發展規劃與電網建設規劃的統籌銜接出現問題,由于區域電網結構限制及外送通道建設滯后,國家重點培育的千萬千瓦級大型風電基地普遍出現嚴重的棄風限電問題,導致資源豐富地區的優勢難以實現。如果風電電站建設與配套電網規劃脫節的問題得不到改善,項目層面的規劃將難以落實,風電發展規劃的宏偉目標將難以實現。
1.電產業技術落后
目前我國風電機組關鍵技術主要依靠國外進口,技術引進存在眾多風電企業智能引進整機制造技術,難以吸收和再創新,導致國產風機產品生產一直落后于國際市場,并且具備技術引進費用高;面臨國際技術產權重復,導致國內風機制造企業間同質化競爭嚴重,造成投資資金的極大浪費,而且從國外引進的技術不能完全適應中國國情,需二次開發。
2中國風電發展的應對策略
2.1優化全國風力項目布局,嚴格控制“棄風”
2013年全國風電項目布局得到優化,“三北”地區棄風限電情況明顯好轉,應該在此基礎上進一步優化全國風力布局。積極推動海上風電開發建設,有序推進承德風電基地二期項目、烏蘭察布和錫林郭勒風電基地規劃,利用哈密鄭州±800千伏輸電線路開展“風火打捆”輸電示范研究,積累風電消納示范運行經驗,對擬規劃建設的12條大氣污染防治輸電通道開展風電消納論證,努力促進風電產業持續健康發展。
2.2進一步完善補貼機制,提高國家風電補貼效率
加強政府補貼力度,提高國家補貼效率,在現有補貼政策的基礎上進一步完善補貼機制。可適當的調整或減少可再生能源補貼申報、審核、撥付程序,使得補貼資金能及時下發到發電企業而不造成拖欠,使得發電企業資金周轉靈活,才能促進風電產業快速良好發展。
2.3統籌協調電力規劃
風電的快速發展給風電輸電網規劃和運行帶來了一定的困難。為保障風電的合理送出、實現風能的高效利用,特別是千萬千瓦級風電基地的風電合理消納,應從國家層面統籌規劃工作,積極協調不同電力投資主體利益、發揮各類電源的互補優勢、打破區域間和省間的能源交易壁壘;注重電網的協調發展規劃,解決風電集中外送問題,促進能源資
源在全國范圍內優化配置。
2.4加大科研投入,突破風電并網瓶頸
要穩固我國風電產業的地位,光依賴國外進口技術是遠不夠的,應加大科研投入,如在風電機組企業、高等院校和科研機構中展開廣泛的合作,在引進國外技術的同時創新出符合我國國情的核心制造技術。縮小國內風電裝備的技術、質量與國際先進水平的差距,促進中國風電制造業的集約化、規模化、國際化。
3結論
中國風電產業的良好發展很大程度上取決于市場、技術和政策等因素。中國風電發展首先應認清其在全球市場中所處的位置,分析出在技術上、政策上制約其發展的因素,最后分別根據制約因素找到應對策略,這樣才能使我國風電產業良性循環發展,穩固我國在全球風電產業發展中的位置。
參考文獻
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篇8
一、長期堅持節能優先戰略
20世紀80年代以來,面對改革開放帶來的經濟高速發展態勢,能源供應難以滿足迅速增長的需求,節能受到必要的重視,節能取得了顯著的成績。市場經濟初步建立以來,能源供需關系出現了重大的變化。能源價格經過改革調整,已基本反應了市場的能源邊際成本。能源相對價格水平已經不低,有效的引導了市場條件下的能源消費,盲目性生產基本消除。企業競爭促使成本下降,降低能源成本成為許多產品增強市場競爭力的重要內容,節能的微觀經濟性成為關鍵驅動力;產業結構的調整和變化,以及市場對企業生產的硬約束,帶來了明顯的節能效果。
在新的市場條件下,解決能源短缺已不是節能和提高能效的驅動力。一些能源供應部門反而出現了由于供應能力過剩而要開辟新的消費市場,以刺激能源消費的動機和做法,力圖爭取更大的市場份額和經濟利益。
為了經濟發展的目標,必然要鼓勵終端消費包括能源消費的擴張,鼓勵新的消費以拉動需求,包括新的用能途徑,其中建筑用能、交通用能的上升將比較明顯。
另一方面,對能源部門的經濟效益和相關社會問題的關注和實際影響,大于節能的呼聲。對長期的能源平衡和能源安全的關注難以和短期的、直接經濟運行的利益取向有機地聯系起來。
原有節能管理體系及機制的功能和效果受到挑戰。由于能源供需的形勢發生變化,控制供應的節能管理方式已不起作用。政府在投資和項目設定方面的直接控制力減弱,直接用于節能項目的財政支持數量甚微。隨著政府機構的改革,能源和節能主管行政編制大幅度減小,20世紀80年代以來建立起來的能源和節能管理組織體系的許多部分已經不復存在。新的節能管理體制有待在新的市場條件下在政府職能中進一步確定和落實。
中國能源效率的提高不能單純依靠市場機制。市場約束和產業升級仍將在相當一段時間內起到提高能效的促進作用,使按gdp的計算的能源消費效率提高。
加入wto以后,中國的勞動力成本可能還將在相當長的一個時期內保持競爭力,但資源性的成本,包括土地的價格,特別是能源的成本將不具有競爭性。
如上所述,中國可能還要經過二三十年的努力,才能在能源技術的平均水平上,趕上國際先進水平。
可以預見,如果中國真正能夠實現在下世紀中葉達到現代化的目標,中國將會面對重大的能源挑戰。使中國的能源效率提到一個沒有先例的高度,光靠市場經濟的自發作用,是遠遠不夠的,必須在政策介入方面找到新的途徑。在現階段,提高全民的資源憂患意識,在市場經濟的自然作用之外,采取適當的政策措施仍然十分必要。除信息、標準、技術推廣等措施之外,還要進一步考慮長期的能源價格政策。同時,推動環境保護,也是節能的重要驅動力。中國還要及早考慮可持續發展的消費方式的設計和引導實施。沒有這些努力,就難以實現有中國特色的現代化。長期堅持節能優先必須成為中國可持續發展能源戰略的一個重要基本點。
二、適應終端能源需求的變化趨勢,實現能源結構的轉變,加快發展天然氣
中國長期以來能源結構以煤為主,是造成能源效率低下、環境污染嚴重的重要原因。近年來終端能源需求的結構和總量變化,以及以中心城市為開端的環保要求,使優化一次能源結構成為能源發展的重要趨勢。
但是,石油進口的快速增長,加之國際油價在去年在大幅上揚,使能源供應保障問題受到多方關注。天然氣的開發利用,需要重新大規模建設天然氣的長距離輸運基礎設施。對天然氣成本和價格的估計引起了對未來相關能源成本的激烈討論和擔心。優化能源結構能否實現仍然有著不確定性。
當前和今后幾十年內,石油和天然氣仍將是世界范圍的主要能源。特別是天然氣的發展方興未艾。天然氣的利用不僅有很好的環境效果,建立在天然氣基礎上的能源技術,也是當前和今后長時期內能源效率最高的技術。我國的天然氣基礎比較薄弱,在形成天然氣基礎設施網絡的時期,需要大量的投入和政策支持。十五期間正在實施的西氣東送工程意義重大,天然氣基礎管網一旦建成,將帶動天然氣開發的進程,可望使天然氣的實際成本明顯降低。在天然氣的發展問題上,需要國家的支持和協調。
三、從實際出發,實施煤炭的清潔利用
優化能源結構和充分合理利用我國的煤炭資源并不矛盾。在能源結構優化的過程中,煤炭必然將退出一些使用領域,但是煤在中國能源中的地位仍然將十分重要。目前我國煤炭的使用技術和方式與可持續發展的社會經濟發展目標有很大的差距,是我國環境污染的主要來源。在可持續發展能源戰略中,煤炭的利用,首先要解決相應的環境污染問題。
從世界能源系統的發展趨勢看,未來煤炭的主要應用途徑仍然是發電。在有天然氣可以利用的地方,天然氣燃氣蒸汽聯合循環技術可以達到更高的發電效率,也有更好的環保性能。但是只要采取適當的措施,燃煤電廠仍然可以做到清潔發電,效率的提高也還有較大余地。從中國的實際情況出發,煤的清潔利用首先要解決的是落實目前直接燃煤的大氣污染問題。其中,燃煤電廠的脫硫問題應該首先予以解決。燃煤電廠脫硫技術是十分成熟技術,現在是干不干的問題。目前煤炭供應過程和轉換過程中,有大量可以立即行動而且對煤炭的清潔利用有明顯實效的事情可做。如煤炭的篩選和洗選,更加合理的煤質管理和配送,型煤的利用,水煤漿利用等等,都大有潛力。
煤炭的氣化和液化有可能作為遠期技術儲備。有必要認真分析比較先進的燃煤發電技術和將煤炭轉換成或液體燃料后再用于發電的效率、環境影響、以及經濟性。至少在相當時期內,先進的燃煤發電技術還將有很大的競爭力。如果考慮以煤為原料提供液體或氣體燃料的話,則必須全面分析評估其經濟可行性,還要考慮全過程的環境影響。除此以外,還必須考慮能源系統的總體效率。另一方面,越來越迫近的全球氣候變化的限制因素,將使煤炭的使用逐漸受到碳排放的嚴重制約。這些因素在煤炭的氣化和液化技術開發和未來應用
時必須充分予以考慮。
四、系統考慮電源結構,水電、核電要實施長期的發展計劃
中國的石油和天然氣資源相對人口而言十分有限。在未來的終端能源消費結構中,電力的比例將不斷擴大。和石油和天然氣相對便宜的國家相比,中國有可能必須使電力在終端能源的中的比例高于這些國家。對發電能源結構要有長期的規劃,避免臨時和缺乏系統規劃的選擇。
首先要盡量利用水力資源。中國水力資源豐富,目前利用率很低,發展潛力巨大。水電項目可以很好的和防洪、抗旱、農業灌溉結合起來,取得更大的綜合社會經濟效益。當然,水電大壩的建設可能存在對流域生態環境的影響,需要在大壩設計和建設時給予充分和恰當地考慮。采取必要措施,使這些不利影響減到最小。和煤炭生產、運輸、發電過程中產生的種種環境問題比較起來,水電是一種對環境和生態影響小得多的清潔能源。如果把水電的巨大綜合社會經濟效益考慮在內,發展水電的優越性就更加突出。十五規劃提出的西電東送,為開發水電提供了更好的機遇,應當加強實施,消除各種體制上的障礙,使我國的水電發展能夠長期、穩定地得到較快的發展,避免出現新的反復。
在考慮是否發展天然氣發電時,不但要在不同電源方案中進行綜合比較,還應該對同一能源的不同使用方向的合理性進行比較分析。天然氣是否應該用來發電,不僅要和煤電比,更要考慮在我國天然氣資源相對不足的長期條件下,是否首先應用天然氣替代大量中小燃煤鍋爐窯爐。從環境保護的角度來看,要使中小型鍋爐或窯爐能達到較高的污染排放控制水平是十分困難的,相對而言,電廠排污控制則可行得多。為了實現我國能源的可持續發展,必須盡快解決現有的一些體制性障礙,使資源的配置符合全社會環保效果最大化和成本最小化的原則。
核電是一種可靠的清潔的能源,核電的安全性已經達到很高的水平。在現有技術條件下,核廢料的處理也可以得到妥善的解決。和燃煤電廠實際帶來的環境和人身安全問題相比,核電的優越性是十分明顯的。發展核電符合我國實現可持續發展能源戰略方向。應把重點放到經濟性以及安全性的選擇上來,通過引進和國產化,使核電產業盡快達到經濟規模,使核電的成本降下來。以實現核電發展的長期目標。
五、推動環境保護,為可持續發展能源戰略的實施創造必要的外部條件
環境保護是可持續發展的一個基本點,也是推動能源技術發展的基本動力之一。
當前在發達國家,環境保護要求已經成為決定能源結構,從而決定能源成本的重要因素。我國的環境保護將在今后逐步成為能源結構選擇的越來越重要的因素,能源結構的清潔化,對能效的提高也有很大的推動作用。
為了實現可持續發展的能源戰略,應該在能源發展的各個環節充分考慮環保的需要。能源基礎設施龐大,使用期很長。能源系統一旦建成,改變起來不但成本很高,還要用幾十年的時間。所以在能源建設中不但要考慮環境保護現在的要求,而且要充分預見今后的環境要求。
六、做好可再生能源發展的戰略安排
中國在可再生能源發展方面做了很多工作。過去的重點放在解決農村和邊遠地區的能源供應上。近幾年來,現代商品化可再生能源逐漸成為發展的重點。其中,太陽能熱水器已形成規模市場,大型風力發電也有多種示范。但總的說來,商品化可再生能源的發展仍然十分有限。
隨著農村經濟的不斷發展,以及城市地區擴大了對農村地區的經濟輻射作用,農村地區從傳統可再生能源向商品化石能源的轉換步伐加大。特別是在經濟發達地區和城市周邊地區,農村能源商品化的比例已經不小。但是目前的現代可再生能源技術還不能適應這個轉換過程,或是技術不夠成熟,或是成本太高,難以和傳統的化石能源競爭。中國發展可再生能源必須考慮農村發展的要求。我國城市化的過程還要持續幾十年。我們不可能要求農民長期使用落后的傳統可再生能源,也不可能讓農民一下子跳越到比商品化石能源還貴的現代可再生能源系統上去。我們必須在借鑒先進再生能源技術的同時,自主開發適合于國情的技術。這不僅對我國是十分有益的,而且可以為很多發展中國家提供新的選擇。
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【關鍵詞】智能電網 必然性
一 智能電網
智能電網是把電力市場上生電、輸電、配電、儲電和用電所有相關實體連接在一起的一體化網絡。智能電網覆蓋了從發電到最終用戶用電的整個能源轉換鏈。智能電網把分散的大型和小型發電商和電力用戶都整合到一個總體結構中,具有很高的透明度和靈活性,允許最終用戶作為產消合一的“生產消費者”參與能源市場的活動。
智能電網是一個相對靈活的電力產銷用一體網絡,可以根據用戶對用電頻率、數量等的不同需求而改變,或者根據用電變化而變化,這樣就能滿足來自世界各地的能源需求商們日益增加和變化的供電需求。
二 智能電網的重要地位及其智能化技術
智能電網項目在全球均被列入重要或首要位置。世界范圍內智能電網的建設進程已全面啟動,許多國家都確定了智能電網的建設目標、行動路線、投資計劃等,同時根據自身情況擬定了不同的戰略。比如美國的智能電網計劃致力于在基礎設施老化背景下建設安全可靠的現代化電網并提高用電側效率、降低用電成本;歐盟的超級智能電網計劃則以分布式電源和可再生能源的大規模利用為主要目標,同時注重能源效率的改善和提高。巴西致力于推行智能電表,并且進一步加快了智能電網的建設和改進工作。在中國,智能電網建設工作被列為綠色通道項目近期,發改委又對智能電網等多個綠色通道項目采取即報即審、簡化程序、盡快發行的方針,可見智能電網的建設受到從上到下的重視。
智能電網技術包括大規模可再生能源發電的接入技術及其與大規模儲能聯合運行技術;大電網互聯及遠距離輸電及其相關控制技術;配電自動化和微網;用戶側的智能電表及需求響應技術等。可以說,智能電表是智能電網智能化的先行者,智能電網要靠這些技術支持、配合,最終實現智能化。
三 建設智能電網的必然性
1.建設智能電網是世界也是我國能源形勢和節能經濟的需求使然
能源問題一直是困擾全球的首要大事,世界能源緊張趨勢不減,催生了眾多有關節能的項目,智能電網就是在節能大背景影響下生成的項目之一。
我國能源的電力發展現狀面臨兩個基本現實:一是能源資源貧乏,難以支撐現在的社會經濟發展模式,而且能源資源與用電需求地理分布不均;二是氣候變化催生的低碳社會經濟發展模式對電力系統發展的壓力迫在眉睫。適應能源需求和氣候變化的壓力,各種新能源和可再生能源發電的發展目標是作為傳統火力發電的替代電源而非補充電源,而集約化的發展模式帶來的并網技術難題遠遠超越了世界上的其他國家和地區。建設智能電網可以在發電、輸變電、配用電及電網運行控制等各個環節實現全面的技術跨越,在不斷提升電網輸配電能力的基礎上,通過現代先進技術的高度融合,大規模開發和利用新能源和可再生能源,全面提高大電網運行控制的智能化水平,提高電網輸電及供電能力,抵御重大故障及自然災害的能力,提升供電服務能力和水平,實現我國電網的跨越式發展。
2.建設智能電網是國家政策鼓勵和支持的重要項目
我國正在大力發展以智能化為主要特征的智能電網,不僅給新能源帶來了巨大的機遇,也給儲能行業帶來了新的發展空間。我國已堅定了智能電網建設之路,風電、太陽能發電等可再生能源的大規模利用和儲能行業的發展正在被凸顯。2012年國務院《政府工作報告》將控制能源消費總量作為重要任務,這在我國尚屬首次。鼓勵新能源發展、改善能源消耗和使用效率也成為了重要的國家政策。
“十二五”期間,國家電網將投資5000億元,建成連接大型能源基地與主要負荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網架和13回長距離支流輸電工程,初步建成核心的世界一流的堅強智能電網。到2015后基本建成具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網,形成以華北、華中、華東為受端,以西北、東北電網為送端的三大同步電網,使電網的資源配置能力、經濟運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平都得到全面提升。
3.智能電網能從根本上改善和提高能源效率,發展節能經濟
智能電網是實施新的能源戰略和優化能源資源配置的重要平臺,涵蓋了發電、輸電、變電、配電、用電和調度各環節,將廣泛利用先進的住處和材料等技術,實現清潔能源的大規模接入與利用,提高能源利用效率,確保安全、可靠、優質的電力供應。國家已經將建設智能電網列入重大科技產業化工程。實施智能電網重大科技產業化工程,對于調整能源結構、節能減排、應對氣候變化具有重大意義。
4 智能電網能帶動其他能源行業前進
作為智能電網分布式發電、微網、電動汽車和可再生能源發展的關鍵環節,儲能產業正成為能源領域投資的熱點之一,是國家戰略新興產業計劃2009年將要發展成為國民經濟的先導性產業,在國民經濟體系中具有重要的戰略地位。儲能行業具有廣泛的應用前景,但到目前為止,我國能達到規模,真正能提供技術支持的電網僅有國網的張北項目和南網的儲能示范項目。
另外,智能電網的實現還可以推動光通信產業,電力光纖到戶工程已全面啟動。電力光纖到戶具有明顯的成本優勢,供電企業在鋪設電纜的同時,把光纖包含在電纜內,不僅能節約成本,避免重復投資,同時能夠隨電纜深入千家萬戶,擁有天然的電力客戶優勢,節約了與業主、物業之間的溝通、協調成本,對于寬帶網絡的普及應用是一個有益補充。
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煤炭可持續利用與污染控制政策
中國煤炭工業面臨的機遇與挑戰
山西煤化工產業發展戰略的創新思考
煤炭“十二五”規劃中煤炭產業發展趨勢
談鋼鐵工業的節能減排
古交電廠反滲透的運行與維護
我國煤炭產業發展政策的框架思路
停爐不停機在300MW亞臨界機組上的應用
汾河水體CODMn與TOC指標的相關關系分析
反滲透技術在壓風系統中的應用
山西五大煤礦集團開始配備井下救生艙
干熄焦電氣控制系統的完善與改進
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高密度電法勘探在高速公路勘察中的應用
氣化山西——山西省產業生態化發展的新路徑
平陸風電場風能資源研究
重載荷低速直線運動的驅動方式
電力需求側管理經濟分析
淺議工程質量管理在煤礦安全生產中的作用
風能奏鳴曲
力促大規模非水可再生能源發展
國內外風電產業發展的趨勢
中國建成由400座測風塔組成的風能觀測網
山西風能資源及風電發展綜述
國家電網風電場接入電網技術規定(試行)
關于完善風力發電上網電價政策的通知
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能源知識
汽輪機組動靜碰摩引起振動故障的判斷和對策
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山西省可再生能源開發利用研討會將在太原召開
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