我国新能源技术应用的现状与发展趋势gswe.docx

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1、我国新能能源技术术应用的的现状及及发展趋趋势人类生存存和发展展的三要要素物质、能能量与信信息。因此，能能源的发发展史直直接影响响人类的的发展史史。我们人类类生存与与发展中中最具有有决定性性意义的的要素是是三个：物质质、能量量和信息息。组成我们们的世界界是物质质；人类类生存活活动决定定于对信信息的认认知和反反应；而而维持生生命，从从事发展展的活动动又地要要通过消消耗能量量来进行行。一切能量量来自能能源，人人类离不不开能源。能能源是人人类生存存、生活活与发展展的主要要基础。能能源科学学与技术术，能源源利用的的发展在在人类社社会进步步中一直直扮演着着及其重重要的角角色。能源发展展的里程程碑可以这这么

2、说，每每一次能能源利用用的里程程碑式发发展，都都伴随着着人类生生存与社社会进步步的巨大大飞跃。几几千年来来，在人人类的能能源利用用史上，大大致经历历了这样样四个里里程碑式式的发展展阶段：原始社社会火的的使用，先先祖们在在火的照照耀下迎迎来了文文明社会会的曙光光；18世纪蒸蒸汽机的的发明与与利用，大大大提高高了生产产力，导导致了欧欧洲的工工业革命命；19世纪电电能的使使用，极极大地促促进了社社会经济济的发展展，改变变了人类类生活的的面貌；20世纪以以核能为为代表的的新能源源的利用用，使人人类进入入原子的的微观世世界，开开始利用用原子内内部的能能量。未来对能能源的要要求有足够满满足人类类生存和和发

3、展所所需要的的储量，并并且不会会造成影影响人类类生存的的环境污污染问题题。未来对能能源的需需求未来的的人类社社会依然然要依赖赖于能源源，依赖赖于能源源的可持持续发展展。因此此，我们们须现在在就很清清楚地了了解地球球上的能能源结构构和储量量，发展展必须开开发的能能源利用用技术，才才能使人人类的生生存得于于永久维维持。而我们赖赖于生存存的能源源是取之之不尽用用之不完完的吗？回答是是：不是是，也是是。事实实上，进进入21世纪后后，人类类目前技技术可开开发的能能源资源源已将面面临严重重不足的的危机，当当今煤、石石油和天天然气等等矿石燃燃料资源源日益枯枯竭，甚甚至不能能维持几几十年。因因此，必必须寻找找

4、可持续续的替代代能源。而而近半世世纪的核核能和平平利用，已已使核能能已成为为新能源源家属中中迄今为为止能替替代有限限矿石燃燃料的唯唯一现实实的大规规模能源源。而且且，未来来如能实实现核能能的彻底底利用，人人类的能能源将是是无穷的的。除了物质质、能量量和信息息三大因因素外，人人类对安安全的要要求也越越来越重重要了。安安全包括括社会安安全、健健康安全全和环境境安全等等。它们们同能源源的关系系也是非非常密切切的。现现在利用用的能源源已造成成了大量量的环境境污染问问题，严严重影响响了人类类的生存存。因此此，未来来对能源源的要求求将不仅仅是储量量充足，而而且还必必须是清清洁的能能源。相相对其它它化石能能

5、源而言言，核能能的和平平利用已已充分证证明了核核能是清清洁的能能源之一一。u能源的的定义与与源头究竟什么么是“能源”呢？科科学技术术百科全全书是是这样说说的：“能源是是可从其其获得热热、光和和动力之之类能量量的资源源”；大大英百科科全书说说：“能源是是一个包包括着所所有燃料料、流水水、阳光光和风的的术语，人人类用适适当的转转换手段段便可让让它为自自己提供供所需的的能量”。可见见，能源源是呈多多种形式式的、可可以相互互转换的的能量的的源泉。简简而言之之，能源源是自然然界中能能为人类类提供能能量的物物质资源源。能源的源源头来自地球球以外天天体的能能源（如如太阳能能）、地地球本身身蕴藏的的能源（如地

6、热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。而能源是是产生能能量的源源头。人们通常常按形态态与应用用方式对对能源进进行分类类。一般般分为：固体燃燃料、液液体燃料料、气体体燃料、水水能、电电能、太太阳能、生生物质能能、风能能、核能能、海洋洋能和地地热能。其其中，前前三类统统称化石石燃料或或化石能能源。已已被人类类认识的的这些能能源，在在一定条条件下可可以转换换为人们们所需的的各种形形式的能能量。比比如薪柴柴和煤炭炭，加热热到一定定温度，能能和氧气气化合并并放出大大量热能能，可以以直接用用来取暖暖，也可可用来产产生蒸汽汽推动汽汽轮机，再再带动发发电机，使使热能变变成机械械能，再再变成电

7、电能。把把电送到到工厂、机机关和住住户，又又可以转转换成机机械能、光光能或热热能。在我们生生活的地地球上，能能源形形形色色。总总起来说说有三个个初始来来源。太阳能地球来自地球球外部天天体的能能源（主主要是太太阳能）人人类所需需能量的的绝大部部分都直直接或间间接地来来自太阳阳。正是是各种植植物通过过光合作作用把太太阳能转转变成化化学能在在植物体体内贮存存下来。煤煤炭、石石油、天天然气等等化石燃燃料也是是由古代代埋在地地下的动动植物经经过漫长长的地质质年代形形成的。它它们实质质上是由由古代生生物固定定下来的的太阳能能。此外外，水能能、风能能、波浪浪能、海海流能等等也都是是由太阳阳能转换换来的。地球

8、本身身蕴藏的的能量通常指指与地球球内部的的热能有有关的能能源和与与原子核核反应有有关的能能源。与地球内内部的热热能有关关的能源源，我们们称之为为地热能能。温泉泉和火山山爆发喷喷出的岩岩浆就是是地热的的表现。地地球可分分为地壳壳、地幔幔和地核核三层，它它是一个个大热库库。地壳壳就是地地球表面面的一层层，一般般厚度为为几公里里至70公里不不等。地地壳下面面是地幔幔，它大大部分是是熔融状状的岩浆浆，厚度度为29000公里。火火山爆发发一般是是这部分分岩浆喷喷出。地地球内部部为地核核，地核核中心温温度为20000度。可可见，地地球上的的地热资资源贮量量也很大大。与原子核核反应有有关的能能源正是是本书要

9、要介绍的的核能。原原子核的的结构发发生变化化时能释释放出大大量的能能量，称称为原子子核能，简简称核能能，俗称称原子能能。它则则来自于于地壳中中储存的的铀、钚钚等发生生裂变反反应时的的核裂变变能资源源，以及及海洋中中贮藏的的氘、氚氚、锂等等发生聚聚变反应应时的核核聚变能能资源。这这些物质质在发生生原子核核反应时时释放出出能量。目目前核能能最大的的用途是是发电。此此外，还还可以用用作其它它类型的的动力源源、热源源等。来自星球球引力的的能量指由于于地球与与月球、太太阳等天天体相互互作用的的形成的的能源。地地球、月月亮、太太阳之间间有规律律的运动动，造成成相对位位置周期期性的变变化，它它们之间间的引力

10、力随之变变化使海海水涨落落而形成成潮汐能能。与上上述二类类能源相相比，潮潮汐能的的数量很很小。全全世界的的潮汐能能折合成成煤约为为每年30亿吨，而而实际可可用的只只是浅海海区那一一部分，每每年约可可折合为6000万吨煤煤。u能源结结构与储储量地球上有有哪些能能量资源源可供我我们使用用？它们们还能维维持多久久？我们们该怎么么办？能源的种种类一次能源源：煤炭炭、石油油、核能能等自然然界天然然能量资资源；二次能源源：汽油油、电力力、蒸汽汽等人工工制造的的能量资资源，一次能源源和二次次能源能源按按其生成成方式，分分为天然然能源（一一次能源源）和人人工能源源（二次次能源）两两大类。天天然能源源是指自自然

11、界中中以天然然形式存存在并没没有经过过加工或或转换的的能量资资源，如如煤炭、石石油、天天然气、核核燃料、风风能、水水能、太太阳能、地地热能、海海洋能、潮潮汐能等等；人工工能源则则是指由由一次能能源直接接或间接接转换成成其他种种类和形形式的能能量资源源，如煤煤气、汽汽油、煤煤油、柴柴油、电电力、蒸蒸汽、热热水、氢氢气、激激光等。常规能源源和新能能源其中，已已被人类类广泛利利用并在在人类生生活和生生产中起起过重要要作用的的能源，称称为常规规能源，通通常是指指煤炭、石石油、天天然气、水水能等四四种。而而新近才才被人类类开发利利用、有有待于进进一步研研究发展展的能量量资源称称为新能能源，相相对于常常规

12、能源源而言，在在不同的的历史时时期和科科技水平平情况下下，新能能源有不不同的内内容。当当今社会会，新能能源通常常指核能能、太阳阳能、风风能、地地热能、氢氢气等。煤的时代代能源结构构的变迁迁历史上上，伴随随着新的的化石资资源的发发现和大大规模开开采与应应用，世世界的能能源消费费结构经经历了数数次变革革。18世纪的以以煤炭替替代柴薪薪，到19世纪中中叶煤炭炭已经逐逐渐占主主导地位位。20世纪20年代，随随着石油油资源的的发现与与石油工工业的发发展，世世界能源源结构发发生了第第二次转转变，即即从煤炭炭转向石石油与天天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是

13、，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。而人类对对能源的的需求却却在与日日俱增。例例如主要要能源形形式地球能能源的储储量估计计煤炭：200年石油、天天然气：50年核能：无无穷多之一的电电力消耗耗逐年增增加。根根据统计计，人口口若每30年增加加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。于是，220世纪末末，能源源结构开开始经历历第三次次转变，即即从以石石油为中中心的能能源系统统开始向向以煤、核核能和其其它再生生能源等等多元化化的能源源结构转转变。特特别是随随着时间间的推移移，核能能的比例例将不断断增

14、长，并并将逐步步替代石石油和天天然气而而成为主主要的大大规模能能源之一一。化学能的的储存量量煤炭、石石油、天天然气还还有多少少年可以以让人类类开采利利用？据据世界能能源会议议统计，世世界已探探明可采采煤炭储储量共计计159980亿吨，预预计还可可开采200年。探探明可采采石油储储量共计计12111亿吨，预预计还可可开采3040年。探探明可采采天然气气储量共共计119万亿立立方米，预预计还可可开采60年。必必须指出出的是，煤煤炭、石石油等直直接燃烧烧用来生生产电能能与热能能实在太太可惜了了，且不不说可能能带来的的环境污污染，它它们还是是很好的的化工原原料呢！水能及新新能源的的潜力那么水水能呢？我

15、们知知道，水水力是可可以长期期开发利利用的。但但是，在在那些大大面积缺缺水、水水力资源源不丰富富的国家家和地区区怎么办办？再说说，水能能还有个个季节性性的问题题。这些些都使水水能无法法成为世世界能源源结构中中唯一的的主力军军。新能能源中，太太阳能虽虽然用之之不竭，但但代价太太高，并并且就目目前的技技术发展展情况来来看，在在一代人人的时间间里不可可能迅速速发展和和广泛使使用。其其它新能能源也是是如此。其其它一些些能源与与水能相相似，它它们的规规模受到到环境、季季节、地地理位置置等条件件的限制制，如风风能、潮潮汐能、地地热能等等等。易裂变核核素易发生裂裂变的原原子只有有铀-2335（U2335）、

16、钚-2339（Pu2239）、铀-2333（U2333）三种种。而天天然存在在的易裂裂变元素素只有铀铀-2335，钚-2339可由铀-2338生成，铀铀-2333可由钍-2332（Th2232）生成成。易聚变核核反应氘（D22）-氚（D3）反应应。氘和和氚都是是氢原子子的同位位素。氘氘天然存存在，而而氚极少少，必须须由人工工生成（如如由锂制制造）。核能-无穷的的能源核能分分为裂变变能和聚聚变能两两种。目目前人类类能正在在用于和和平利用用的只有有裂变能能。可控控聚变能能利用技技术正在在攻克。天然铀的的成份天然铀中中占99.3%为难裂裂变的铀铀-2338，仅有0.7714%为易裂裂变的铀铀-233

17、5。铀-2338可通过过吸收一一个中子子变成易易裂变的的钚-2339。作为发展展核裂变变能的主主要原料料之一的的铀，世世界上已已探明的的铀储量量约490万吨，钍钍储量约约275万吨。如如果利用用得好，可可用2400028000年。聚变反应应主要来来源于氘氘-氚的核核反应，氘氘来可大大量自海海水，氚氚可来自自锂。因因此聚变变燃料主主要是氘氘和锂，海海水中氘氘的含量量为0.003克升升，据估估计地球球上的海海水量约约为138亿亿米3，所以以世界上上氘的储储量约40亿万吨吨；地球球上的锂锂储量虽虽比氘少少得多，也也有20000多亿吨吨，用它它来制造造氚，足足够满足足人类对对聚变能能的需求求。这些些聚

18、变燃燃料所释释放的能能量比全全世界现现有能源源总量放放出的能能量大千千万倍。按按目前世世界能源源消费的的水平，地地球上可可供原子子核聚变变的氘和和氚，能能供人类类使用上上千亿年年。如果果人类实实现了氘氘-氚的可可控核聚聚变，核核燃料就就可谓“取之不不尽，用用之不竭竭了”，人类类就将从从根本上上解决能能源问题题，这正正是当前前核科学学家们孜孜孜以求求的所以以。聚变变能源不不仅丰富富，而且且安全、清清洁。聚聚变产生生的放射射性比裂裂变小的的多。专家们预预测，核核能在未未来将成成为人类类取之不不尽的持持久能源源。1.2变变脏的地地球与干干净的核核电本节要点点：回答答的问题题以下问问题：现现有的能能源

19、还能能维持多多久？能能源利用用可以不不污染环环境吗？核能真真是可持持续能源源吗？u能源的的可持续续发展必须寻找找一些既既能保证证有长期期足够的的供应量量又不会会造成环环境污染染的能源源。而目前人人类面临临的问题题正是：能源资资源枯竭竭；环境境污染严严重。能源利用用与环境境的可持持续发展展能源危机机目前世界界上常规规能源的的储量有有的只能能维持半半个世纪纪（如石石油），最最多的也也能维持持一、二二百年（如如煤）人人类生存存的需求求。今天，几几乎所有有的工业业化国家家都面临临着两个个关系到到可持续续发展的的紧密相相连的挑挑战：保保证令人人满意的的长期能能源供应应和减少少人类活活动带给给环境的的影响

20、。能能源利用用与环境境的可持持续发展展已成为为关系到到人类未未来生存存与文明明延续的的一个重重要问题题。能源供应应危机今天的的世界人人口已经经突破60亿，比比上个世世纪末期期增加了了2倍多，而而能源消消费据统统计却增增加了16倍多。无无论多少少人谈论论“节约”和“利用太太阳能”或“打更多多的油井井或气井井”或者“发现更更多更大大的煤田”，能源源的供应应却始终终跟不上上人类对对能源的的需求。当当前世界界能源消消费以化化石资源源为主，其其中中国国等少数数国家是是以煤炭炭为主，其其它国家家大部分分则是以以石油与与天然气气为主。按按目前的的消耗量量，专家家预测石石油、天天然气最最多只能能维持不不到半个

21、个世纪，煤煤炭也只只能维持持一二百百年。所所以不管管是哪一一种常规规能源结结构，人人类面临临的能源源危机都都日趋严严重。浓烟滚滚滚的火电电厂能源对环环境的污污染另一方方面，特特别是利利用化石石能源的的过程也也直接影影响地球球的环境境，使大大气和水水资源遭遭受严重重污染。大大气中主主要的五五种污染染物是：氮氧化化物（如如NO与NO2）、二二氧化硫硫（SO2）、各各种悬浮浮颗粒物物、一氧氧化碳（CO）大气污污染的主主要源头头目前世界界上最严严重的大大气污染染来自化化石能源源燃烧造造成的大大气中二二氧化碳碳量的增增加。带带来的主主要后果果是：酸酸雨、温温室效应应和臭氧氧层破坏坏。和碳氢化化合物（如C

22、H4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：煤、石油等化石燃料的燃烧；汽车排放的废气；工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。1.多元元化世界能源源结构先先后经历历了以薪薪柴为主主、以煤煤为主和和以石油油为主的的时代，现现在正在在向以天天然气为为主转变变，同时时，水能能、核能能、风能能、太阳阳能也正正得到更更广泛的的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来，在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视。

23、在欧盟2010年可再生能源发展规划中，风电要达到4000万千瓦，水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的能源白皮书确定了新能源战略，到2010年，英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的3%提高到10%，到2020年达到20%。2.清洁洁化随着世界界能源新新技术的的进步及及环保标标准的日日益严格格，未来来世界能能源将进进一步向向清洁化化的方向向发展，不不仅能源源的生产产过程要要实现清清洁化，而而且能源源工业要要不断生生产出更更多、更更好的清清洁能源源，清洁洁能源在在能源总总消费中中的比例例也将逐逐步增大大。在世世界消费费能源结结构中，煤煤炭所占占的比例例将由目目前的26

24、.47%下降到20225年的21.72%，而天天然气将将由目前前的23.94%上升到20225年的28.40%，石油油的比例例将维持持在37.60%37.90%的水平平。同时时，过去去被认为为是“脏”能源的的煤炭和和传统能能源薪柴柴、秸杆杆、粪便便的利用用将向清清洁化方方面发展展，洁净净煤技术术（如煤煤液化技技术、煤煤气化技技术、煤煤脱硫脱脱尘技术术）、沼沼气技术术、生物物柴油技技术等等等将取得得突破并并得到广广泛应用用。一些些国家，如如法国、奥奥地利、比比利时、荷荷兰等国国家已经经关闭其其国内的的所有煤煤矿而发发展核电电，它们们认为核核电就是是高效、清清洁的能能源，能能够解决决温室气气体的排

25、排放问题题。3.高效效化世界能源源加工和和消费的的效率差差别较大大，能源源利用效效率提高高的潜力力巨大。随随着世界界能源新新技术的的进步，未未来世界界能源利利用效率率将日趋趋提高，能能源强度度将逐步步降低。例例如，以以19997年美元元不变价价计，19990年世界界的能源源强度为为0.335411吨油当当量/千美元元，2001年已降降低到0.331211吨油当当量/千美元元，预计计20110年为0.227599吨油当当量/千美元元，20225年为0.223755吨油当当量/千美元元。但是，世世界各地地区能源源强度差差异较大大，例如如，20001年世界界发达国国家的能能源强度度仅为0.22109

26、9吨油当当量/千美元元，2000120225年发展展中国家家的能源源强度预预计是发发达国家家的2.33.2倍，可可见世界界的节能能潜力巨巨大。4.全球球化由于世界界能源资资源分布布及需求求分布的的不均衡衡性，世世界各个个国家和和地区已已经越来来越难以以依靠本本国的资资源来满满足其国国内的需需求，越越来越需需要依靠靠世界其其他国家家或地区区的资源源供应，世世界贸易易量将越越来越大大，贸易易额呈逐逐渐增加加的趋势势。以石石油贸易易为例，世世界石油油贸易量量由19885年的12.2亿吨增增加到20000年的21.2亿吨和20002年的21.8亿吨，年年均增长长率约为为3.446%，超过过同期世世界石

27、油油消费1.882%的年均均增长率率。在可可预见的的未来，世世界石油油净进口口量将逐逐渐增加加，年均均增长率率达到2.996%。预计20110年将达达到29330万桶/日，20220年将达达到40880万桶/日，20225年达到48550万桶/。世界界能源供供应与消消费的全全球化进进程将加加快，世世界主要要能源生生产国和和能源消消费国将将积极加加入到能能源供需需市场的的全球化化进程中中。5.市场场化由于市场场化是实实现国际际能源资资源优化化配置和和利用的的最佳手手段，故故随着世世界经济济的发展展，特别别是世界界各国市市场化改改革进程程的加快快，世界界能源利利用的市市场化程程度越来来越高，世世界

28、各国国政府直直接干涉涉能源利利用的行行为将越越来越少少，而政政府为能能源市场场服务的的作用则则相应增增大，特特别是在在完善各各国、各各地区的的能源法法律法规规并提供供良好的的能源市市场环境境方面，政政府将更更好地发发挥作用用。当前前，俄罗罗斯、哈哈萨克斯斯坦、利利比亚等等能源资资源丰富富的国家家，正在在不断完完善其国国家能源源投资政政策和行行政管理理措施，这这些国家家能源生生产的市市场化程程度和规规范化程程度将得得到提高高，有利利于境外外投资者者进行投投资。三、启示示与建议议1.依靠靠科技进进步和政政策引导导，提高高能源效效率，走走高效、清清洁化的的能源利利用道路路中国有自自己的国国情，中中国

29、能源源资源储储量结构构的特点点及中国国经济结结构的特特色，决决定在可可预见的的未来，我我国以煤煤炭为主主的能源源结构将将不大可可能改变变，我国国能源消消费结构构与世界界能源消消费结构构的差异异将继续续存在，这这就要求求中国的的能源政政策，包包括在能能源基础础设施建建设、能能源勘探探生产、能能源利用用、环境境污染控控制和利利用海外外能源等等方面的的政策应应有别于于其他国国家。鉴鉴于我国国人口多多、能源源资源特特别是优优质能源源资源有有限，以以及正处处于工业业化进程程中等情情况，应应特别注注意依靠靠科技进进步和政政策引导导，提高高能源效效率，寻寻求能源源的清洁洁化利用用，积极极倡导能能源、环环境和经经济的可可持续发发展。2.积极极借鉴国国际先进进经验，建建立和完完善我国国能源安安全体系系为保障能能源安全全，我国国一方面面应借鉴鉴国际先先进经验验，完善善能源法法律法规规，建立立能源市市场信息息统计体体系，建建立我国国能源安安全的预预警机制制、能源源储备机机制和能能源危机机应急机机制，积积极倡导导能源供供应在来来源、品品种、贸贸易、运运输等方方式的多多元化，提提高市场场化程度度；另一一方面应应加强与与主要能能源生产产国和消消费国的的对话，扩扩大能源源供应网网络，实实现能源源生产、运运输、采采购、贸贸易及利利用的全全球化.