吳博

【摘 要】面對不可再生能源的日益耗盡，大力尋找研發(fā)可再生能源發(fā)電已成為當(dāng)今能源問題的主導(dǎo)。目前環(huán)境污染大多也是由于大量燃用化石燃料造成的，對環(huán)境的污染和破壞將會造成不可估量的損失。由此可見，我們必須走可持續(xù)發(fā)展道路，減少環(huán)境污染。新能源發(fā)電技術(shù)擁有嶄新的前景。

【關(guān)鍵詞】可再生能源；新能源技術(shù)發(fā)電；可觀前景

一、發(fā)電技術(shù)概述

（一）傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)

1.火力發(fā)電缺點。需要燃燒煤等化石燃料，而燃燒這些化石燃料會造成嚴重的環(huán)境污染，在三十多年后就它們也會枯竭。

2.水力發(fā)電缺點。水電要儲存大量的水資源，也許會造成生態(tài)環(huán)境破壞。如果大型水壩遭到破壞，將帶來嚴重的后果。而且，水資源非常有限。

面對傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)而造成的環(huán)境問題和安全問題，我們不得不大力研發(fā)新能源發(fā)電。目前，新能源可用于發(fā)電的有：風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、潮汐能以及核能等。

（二）新能源發(fā)電技術(shù)

1.風(fēng)力發(fā)電。就是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機械動能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能。風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。盡管風(fēng)力發(fā)電機多種多樣，但歸納起來可分為兩類：①水平軸風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。在我國，風(fēng)力資源極為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大；在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。由此觀之，風(fēng)力發(fā)電具有清潔，可再生，分布廣等優(yōu)點，但也有不足：成本較高，容易產(chǎn)生噪聲，不穩(wěn)定等因素。

2.太陽能發(fā)電。太陽能熱發(fā)電是先將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能，它有兩種轉(zhuǎn)化方式。一種是將太陽熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，如半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發(fā)電機發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。不會像燃燒化石燃料那樣產(chǎn)生有毒物質(zhì)污染環(huán)境。同時它也有不足之處：太陽能照射的能量分布密度小，約100 瓦/平方米；受季節(jié)、晝夜、陰晴影響不能連續(xù)發(fā)電；光伏系統(tǒng)的造價比較高，系統(tǒng)成本40000～60000元/千瓦。

3.地?zé)崮馨l(fā)電。地?zé)岚l(fā)電實際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過程或稱為地?zé)岚l(fā)電。開發(fā)的地?zé)豳Y源主要是蒸汽型和熱水型兩類，因此，地?zé)岚l(fā)電也分為兩大類。

（1）蒸汽型地?zé)岚l(fā)電。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機組，但在引入發(fā)電機組前應(yīng)把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。

（2）熱水型地?zé)岚l(fā)電。熱水型地?zé)岚l(fā)電是地?zé)岚l(fā)電的主要方式。熱水型地?zé)犭娬居袃煞N循環(huán)系統(tǒng)：a、閃蒸系統(tǒng)。當(dāng)高壓熱水從熱水井中抽至地面，于壓力降低部分熱水會沸騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功；而分離后的熱水可繼續(xù)利用后排出，當(dāng)然最好是再回注人地層。b、雙循環(huán)系統(tǒng)。地?zé)崴紫攘鹘?jīng)熱交換器，將地?zé)崮軅鹘o另一種低沸點的工作流體，使之沸騰而產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進入汽輪機做功后進入凝汽器，再通過熱交換器而完成發(fā)電循環(huán)。地?zé)崴畡t從熱交換器回注人地層。這種發(fā)電方式的優(yōu)點在于具有可持續(xù)性，高效。但是分布有限，且成本較高。

4.生物質(zhì)能。生物質(zhì)能的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，旨在把森林砍伐和木材加工剩余物以及農(nóng)林剩余物如秸稈、麥草等原料，甚至是生活垃圾通過物理或化學(xué)化工的加工方法，使之成為高品位的能源，提高使用熱效率，減少化石能源使用量，保護環(huán)境。這種發(fā)電技術(shù)優(yōu)點在于生物質(zhì)能資源豐富，可再生循環(huán)使用，大量減少二氧化碳的排放。具有非常良好的前景。但是由于用于生物質(zhì)焚燒發(fā)電的設(shè)備、輸送系統(tǒng)的技術(shù)來自國外，國內(nèi)尚無制造廠家，這導(dǎo)致我國生物質(zhì)能發(fā)電前進緩慢的關(guān)鍵。

5.潮汐發(fā)電。潮汐能的主要利用方式是潮汐發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理相似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。差別在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點。這種發(fā)電技術(shù)具有清潔，不影響生態(tài)平衡的優(yōu)勢。但是潮汐的不確定性，間歇性等缺點導(dǎo)致只能與其他大電網(wǎng)并網(wǎng)運行來克服。

二、新能源發(fā)電技術(shù)的可觀前景

面對目前飛速發(fā)展的經(jīng)濟以及嚴峻的環(huán)境問題，不可再生能源的有限和污染引起能源問題和環(huán)境問題，必須優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)已成為必要形式。我國幅員遼闊，資源豐富是我國發(fā)展新能源發(fā)電的優(yōu)越條件。新能源發(fā)電具有可觀的前景。新能源發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電各具利弊，但綜而觀之，新能源發(fā)電利大于弊，已成為未來發(fā)電技術(shù)的必然趨勢。我國目前的太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電較為成熟，“建設(shè)大基地，融入大電網(wǎng)”的發(fā)展方針穩(wěn)步進行著。國家能源局官員表示，2015年我國太陽能發(fā)電的裝機規(guī)模，將從2010年底的86萬千瓦增加到1000萬千瓦。未來太陽能發(fā)電價格降到0.8元/千瓦時后，將進入大規(guī)模發(fā)展階段，年均新增裝機可望達到1000萬千瓦。據(jù)《2013年中國風(fēng)電發(fā)展報告》指出，2012年上半年，我國風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量為5258萬千瓦，已取代美國成為世界第一風(fēng)電大國。國家發(fā)改委發(fā)布的《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，到2015年，投入運行的風(fēng)電裝機容量達到1億千瓦，年發(fā)電量達到1900億千瓦時，風(fēng)電發(fā)電量在全部發(fā)電量中的比重超過3%。具有成熟，迅速的特色。生物質(zhì)能發(fā)電具有經(jīng)濟效益高的特點。至2012年底，我國生物質(zhì)發(fā)電累計并網(wǎng)容量5819兆瓦，其中直燃發(fā)電是應(yīng)用最廣泛的生物質(zhì)能利用方式，其次為垃圾焚燒發(fā)電?！渡镔|(zhì)能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，到2015年，生物質(zhì)能年利用量超過5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中，生物質(zhì)發(fā)電裝機容量1300萬千瓦、年發(fā)電量約780億千瓦時。具有良好優(yōu)勢，安全可靠的特色。目前，中國高溫地?zé)犭娬局饕性谖鞑氐貐^(qū)，總裝機容量為27.18兆瓦，其中羊八井地?zé)犭娬狙b機容量24.18兆瓦，對緩解拉薩地區(qū)電力起到了舉足輕重作用。江廈潮汐試驗電站是我國最大的潮汐能電站，是潮汐發(fā)電的試驗基地?？傃b機容量3200千瓦。年發(fā)電量穩(wěn)定在600多萬千瓦時。這類發(fā)電技術(shù)仍在探索階段，可聯(lián)合其他新能源發(fā)電技術(shù)共同發(fā)展。

三、結(jié)語

面對世界上嚴峻的環(huán)境問題，以及我國快速增長的經(jīng)濟水平，傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)的劣勢，發(fā)電系統(tǒng)的落后性，能源利用率低的特點，大力開發(fā)新能源發(fā)電技術(shù)已成為我國電力行業(yè)的挑戰(zhàn)。任重而道遠，開發(fā)和利用可再生資源，研究推進新能源發(fā)電技術(shù)已成為我國能源發(fā)展的重要目標(biāo)。

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