可再生能源

可再生能源

一種能源資源
可再生能源泛指多種取之不竭的能源,嚴格來說,是人類曆史時期内都不會耗盡的能源。可再生能源不包含現時有限的能源,如化石燃料和核能。[1]生物質能源主要是指雅津甜高粱等,泛指多種取之不竭的能源。可再生能源不包含現時有限的能源,如化石燃料和核能。一次能源可以進一步分為再生能源和非再生能源兩大類型。再生能源包括太陽能、水力、風力、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等。它們在自然界可以循環再生。
  • 中文名:可再生能源
  • 外文名:
  • 用途:
  • 分類:再生能源、非再生能源
  • 英文名:Sustainable energy
  • 現狀:已取得了很大進展

簡介

可再生能源(英語:Renewable Energy)為來自大自然的能源,例如太陽能、風力、潮汐能、地熱能等,是取之不盡,用之不竭的能源,會自動再生,是相對于會窮盡的不可再生能源的一種能源。單單是太陽光就可以滿足全世界2850倍的能源需求。風能可滿足全世界200倍的能源需求,水力可以滿足全世界3倍的能源,生物質能可以滿足全世界20倍的能源,地熱能可滿足全世界5倍的能源需求。

惟現今人類實際使用可再生能源遠遠低于其上述可被開發的潛力:2008年全球有19%的能源需求來自可再生能源,其中13%為傳統的生物能,多半用于熱能(例如燒柴),3.2%是來自水力,來自新的可再生能源者(小于20MW的水力,現代的生物質能,風能,太陽能,地熱能等)則隻有2.7%。在再生能源發電方面,全球來自水力的占15%,來自新的再生能源者占3%。

另一方面,近年來世界上有些國家也意識到可再生能源的重要性,而大力鼓吹,特别是在發電方面,所以風電從1990年來即每年有30%的成長速度,至2010年底全球裝機容量已達175GW(全台灣2009年所有發電總裝機容量為48GW)。另外就個别國家而言:例如德國:再生能源發電從1990年占全部發電量約3.1%,發展至2010年底的17%,其中36.5%為風電;33.5%是生物質能發電,19.7%是水力,太陽光電有12%,有37萬的就業人口。

近幾年來,由于氣候變遷對人類帶來的警訊,讓各國政府紛紛思考如何減碳節能。為減少對化石能源的依賴性,有些國家便轉而求救于核能發電,以達減碳又同時成本低廉的效果,惟自2011年3月11日發生的日本福島核災以後,許多國家原本雄心勃勃的擴核計劃,都大大地受到質疑,極有可能會“棄核轉再”,讓可再生能源的發展有更大的空間。

曆史

在19世紀中葉煤炭發展之前,所有使用的能源都是可再生能源,其主要來源是人力和畜力的形式利用牛,騾,馬,水磨和風磨糧食,和柴火。在右邊的美國能源使用的兩幅曲線圖中,直到1900年的石油和天然氣的重要性,和風能和太陽能在2010年發揮一樣的重要性。除了核能、潮汐能、地熱能之外,人類活動的基本能源主要來自太陽光。像生物能和煤炭石油天然氣,主要透過植物的光合作用吸收太陽能儲存起來。其它像風力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太陽光加熱地球上的空氣和水的結果。

木材

柴是最早使用的能源,透過燃燒成為加熱的能源。燒柴在煮食和提供熱力很重要,它讓人們在寒冷的環境下仍可生存。

動物牽動

傳統的農家動物如牛、馬和騾除了會運輸貨物之外,亦可以拉磨、推動一些機械以産生能源。

生物質燃料

此種燃料原為可再生能源,如能産出與消耗平衡則不會增加。但如消耗過量而毀林與耗竭可返還土壤的有機物,就會破壞産耗平衡。用生物質在沼氣池中産生沼氣供炊事照明用,殘渣還是良好的有機肥。用生物質制造乙醇甲醇可用作汽車燃料。

水力

磨坊就是采用水力的好例子。而水力發電更是現代的重要能源,尤其是中國這樣滿是河流的國家。此外,中國有很長的海岸線,也很适合用來作潮汐發電。

風力

人類已經使用了風力幾百年了。

太陽能

太陽直接提供了能源給人類已經很久了,但使用機械來将太陽能轉成其他能量形式還是近代的事。

潮汐能

潮汐發電利用潮水漲落,世界已有電站容量16GW。

分類

風能

空氣中随着溫度高低,氣流會移動,即為“風”,風力發電機利用風能可以轉變成機械能,再将機械能轉成電能,現代的風力發電機一開始系由丹麥研究進入商業運行,起始于1970年代後期的石油危機,丹麥意識到自己國家缺乏自産能源,高度仰仗進口能源将危害國家中長期發展,所以在此危機意識下,大力推動風力發電。現代的風機在1980年後至今有突飛猛進的進步,不論在技術的進步以及成本的下降,都足以和傳統電能分庭抗禮。現代風機的單機容量在1.5-3MW之間。由于風的能量與其速度為2的立方比(8倍),所以風速增加一些些,其能産生的能量就大得許多[19]。一般而言,風機的發電量每年在1500-3000滿發小時之間。

風力發電從2000年至2007年成長5倍,每年以30%成長當中,至2010年的全球裝機容量為175GW。最近數年來,中國是異軍突起的黑馬,中國風機安裝數量激增,從過去二十年來累積(1980-2001年)的400MW,一下子近四年來(2007-2010年),單年就分别安裝了3GW,6GW,13.8GW,19GW,現在達到總安裝容量達44.7GW,不論是去年單年安裝容量或截至去年的累積容量,中國都榮登世界冠座,而且國内自己的廠商的市占率近90%。

水力

在哥倫比亞河上的大古力Grand Coulee Dam是水力發電重力壩,位于華盛頓州。大壩提供給四個電站裝機容量達到6,809MW,并且是美國最大的電力發電設施。在水中的能量亦為人類所驅,因為水比空氣的密度高800倍,即使是慢慢流的水都可以産生很大的能量。雖然水力發電,在種種再生能源中曆史最為悠久,但相關技術仍然有不少更新的潛力。德國南部的水力發電廠,因技術更新而明顯提高效率;意大利及英國經由海流而産電的計劃也都已步入能大規模産電的階段。

太陽能

自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存,而自古人類也懂得以陽光曬幹物件,并作為保存食物的方法,如制鹽和曬鹹魚等。但在化石燃料減少下,才有意把太陽能進一步發展。

太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換兩種方式。主動式太陽能技術,包括利用太陽能光伏闆和太陽能集熱器儲存能量。被動式太陽能技術,包括導向建築物在陽光下,選擇材料具有良好的熱質量或光分散性能和設計自然空氣流通的空間。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能,化石燃料可以稱為遠古的太陽能。其他太陽能應用的部份列表包括通過太陽能建築、采光、太陽能熱水、太陽能烹調、高溫工藝散熱和用于工業用途的空間加熱和冷卻。

海洋能

海洋能源(有時也簡稱為海洋能)是指由海浪、潮汐、海水鹽度的和海洋溫度的差異産生能量。海洋能是一種新興技術,地球上的海洋運動提供龐大的動能力量或運動中的能量。可以利用這種能量發電,以供家庭、運輸和工業用電。

生物質能

主條目:生物質能、生物燃料、燃料乙醇和生物柴油

生物質能是指能夠當做燃料或者工業原料,活着或剛死去的有機物。生物質能最常見于種植植物所制造的生質燃料,或者用來生産纖維、化學制品和熱能的動物或植物。也包括以生物可降解的廢棄物(Biodegradable waste)制造的燃料。但那些已經變質成為煤炭或石油等的有機物質除外。

地熱能

地熱能是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球内部的熔岩,并以熱力形式存在,是引緻火山爆發及地震的能量。地球内部的溫度高達攝氏7000度,而在80至100公哩的深度處,溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔岩湧至離地面1至5公哩的地殼,熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩将附近的地下水加熱,這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法,就是直接取用這些熱源,并抽取其能量。

中國現狀

經過多年的發展,我國可再生能源的開發利用已取得了很大進展。近年來,甯夏風電和光伏發電發展迅猛,裝機規模持續增大,可再生能源保持健康有序的發展勢頭。從風電資源開發來看,2003年底,全國并網風力發電裝機容量為56.9萬千瓦,風電裝機容量位居世界第10位,已經基本掌握單機容量750千瓦以下大型風力發電設備的制造能力,正在開發兆瓦級的大型風力發電設備。從小水電發展來看,到2003年底,我國小水電裝機容量為3083.30萬千瓦,年均增長量在150萬千瓦以上。我國小水電設計、施工、管理及設備制造在國際上處于領先地位。

從太陽能技術發展來看,到2003年底,全國太陽能熱水器使用量達到5000萬平方米,占全球使用量的40%以上。太陽能熱水器生産量達1000萬平方米,全真空玻璃管熱水器在世界市場上占據主導地位。從沼氣利用來看,我國的沼氣技術開發始于上世紀50年代,70和80年代得到大規模發展,主要用于滿足農村居民生活用能。全國有戶用沼氣池1000多萬口,年産沼氣約30億立方米。已建成大中型沼氣工程1900多處,年産沼氣約12億立方米。

盡管我國可再生能源産業發展取得了很大進展,但與發達國家相比還有很大的差距,還遠遠不能适應我國能源發展戰略的要求。可再生能源發展緩慢客觀上是風力發電、太陽能發電的成本難以與化石能源去競争,但從國外的經驗來看,關鍵是促進可再生能源發展的政策力度不夠所至。發展可再生能源利在社會,意在長遠,可再生能源很難與常規能源在市場上競争,因此必須通過輔以特殊的能源政策,反映國家的意志,促進可再生能源的發展。

意義

可再生能源是重要的能源資源,開發利用可再生能源具有以下重要意義:

1、開發利用可再生能源是落實科學發展觀、建設資源節約型社會、實現可持續發展的基本要求。充足、安全、清潔的能源供應是經濟發展和社會進步的基本保障。我國人口衆多,人均能源消費水平低,能源需求增長壓力大,能源供應與經濟發展的矛盾十分突出。從根本上解決我國的能源問題,不斷滿足經濟和社會發展的需要,保護環境,實現可持續發展,除大力提高能源效率外,加快開發利用可再生能源是重要的戰略選擇,也是落實科學發展觀、建設資源節約型社會的基本要求。

2、開發利用可再生能源是保護環境、應對氣候變化的重要措施。目前,我國環境污染問題突出,生态系統脆弱,大量開采和使用化石能源對環境影響很大,特别是我國能源消費結構中煤炭比例偏高,二氧化碳排放增長較快,對氣候變化影響較大。可再生能源清潔環保,開發利用過程不增加溫室氣體排放。開發利用可再生能源,對優化能源結構、保護環境、減排溫室氣體、應對氣候變化具有十分重要的作用。

3、開發利用可再生能源是建設社會主義新農村的重要措施。農村是目前我國經濟和社會發展最薄弱的地區,能源基礎設施落後,全國還有約1150萬人沒有電力供應,許多農村生活能源仍主要依靠稭稈、薪柴等生物質低效直接燃燒的傳統利用方式提供。農村地區可再生能源資源豐富,加快可再生能源開發利用,一方面可以利用當地資源,因地制宜解決偏遠地區電力供應和農村居民生活用能問題,另一方面可以将農村地區的生物質資源轉換為商品能源,使可再生能源成為農村特色産業,有效延長農業産業鍊,提高農業效益,增加農民收入,改善農村環境,促進農村地區經濟和社會的可持續發展。

4、開發利用可再生能源是開拓新的經濟增長領域、促進經濟轉型、擴大就業的重要選擇。可再生能源資源分布廣泛,各地區都具有一定的可再生能源開發利用條件。可再生能源的開發利用主要是利用 當地自然資源和人力資源,對促進地區經濟發展具有重要意義。同時, 可再生能源也是高新技術和新興産業,快速發展的可再生能源已成為 一個新的經濟增長點,可以有效拉動裝備制造等相關産業的發展,對 調整産業結構,促進經濟增長方式轉變,擴大就業,推進經濟和社會 的可持續發展意義重大。   

規劃目标

家能源局15日公布了我國可再生能源發展的“十二五”規劃目标。根據該目标,到2015年,我國将努力建立有競争性的可再生能源産業體系,風電、太陽能、生物質能、太陽能熱利用及核電等非化石能源開發總量将達到4.8億噸标準煤。

從量到質的飛躍,建立有競争力産業體系2011年12月15日,中國可再生能源規模化發展項目在北京召開成果總結會,會議發布了我國可再生能源“十二五”規劃的一系列目标,包括到2015年,風電将達到1億千瓦,年發電量1900億千瓦時,其中海上風電500萬千瓦;太陽能發電将達到1500萬千瓦,年發電量200億千瓦時。

國家能源局新能源司副司長梁志鵬說,“十一五”期間,我國可再生能源發展經曆了一個規模化快速增長時期和能力迅速形成時期,“十二五”期間,我國的可再生能源發展要在規模和基本産業鍊條形成的基礎上,在質量上實現飛躍,建立有競争力的産業體系。

梁志鵬說,2015年以後,我國可再生能源的經濟性可以有很大改善,可再生能源可以具備和其他常規能源同樣的價格水平,此外,還将提供更多可再生能源發展的基礎平台、基礎設施,讓整個能源系統比較容易、比較自由、比較情願地接納可再生能源,以最終實現我國2020年可再生能源發展目标。“我國要繼續大規模發展可再生能源,必須創造新的條件實現一些突破。”梁志鵬說,“如果現有的電力運行機制不做調整,電網容納更多風電、太陽能等可再生能源的問題就解決不了,可再生能源的發展就會遭遇‘瓶頸’。”

借力國際合作,突破難點和發展瓶頸為實現可再生能源“十二五”規模發展,我國将繼續借力國際合作。“在可再生能源國際合作初期,中國主要關注的是獲得國外資金支持和引進國際先進技術,當前可再生能源國際合作應當實現從重資金引進向重治理合作的轉變。”國家能源局副局長劉琦說。

财政部國際司副司長王忠晶說,中國政府與世界銀行已經确定開展中國可再生能源規模化發展項目(CRESP)二期合作。中國将使用全球環境基金贈款約3000萬美元,解決可再生能源面臨的重點和難點問題。據介紹,CRESP一期合作從2006年開始,為期5年,共投入資金4022萬美元。根據專家評估,項目的實施帶動中國可再生能源領域的投資增長超過90億元人民币,年新增可再生能源産值超過100億元人民币。世界銀行高級能源專家王向東說,CRESP二期合作目标為更高效、更持續、更經濟的規模化發展,把重點放在減少增量成本、提高效率以及加強上網和并網聯系等三個方面。

“中國可再生能源發展需要整個能源結構互相配合、互相适應,需要統籌考慮可再生能源和煤電的發展,使整個系統有序運行。”梁志鵬表示,這将是CRESP二期合作研究的重點之一。拟推配額制,加強行業管理據透露,國家能源局下一步将推出可再生能源電力配額制。目前該配額制已經有了一個基本框架,可能在明年初形成和實施。國家能源局新能源司副司長史立山說,要繼續制定和完善可再生能源政策設計,特别是配額制、交易制度;大規模風電的并網、管理運行,包括海上風電,太陽能的分布式利用。

劉琦說,“十二五”期間我國将加強風電行業管理,狠抓風電并網和消納工作,提高風電技術和質量要求,對風電實行年度開發計劃管理,保證風電開發有序進行;同時,完善光伏發電補貼政策,支持分布式光伏發電的應用;促進農村可再生能源利用,到2015年,在全國建設200個綠色能源示範縣。

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