什么是可再生能源
可再生能源泛指多種取之不竭的能源,嚴謹來說,是人類有生之年都不會耗盡的能源??稍偕茉床话F(xiàn)時有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其實都是太陽能的儲存??稍偕囊馑疾⒎翘峁┦甑哪茉?,而是百年甚至千年的。
隨著能源危機的出現(xiàn),人們開始發(fā)現(xiàn)可再生能源的重要性。
水能——據(jù)最新復(fù)查成果,我國經(jīng)濟可開發(fā)的水能資源量為4億kW,年發(fā)電量1.7萬億kW·h,其中5萬kW及以下的小水電資源量為1.25億kW,分布非常廣泛,遍及全國30個省(自治區(qū)、直轄市)的1600多個縣(市)。
風能——我國約20%左右的國土面積具有比較豐富的風能資源,主要分布在東南沿海及其島嶼,西北、華北和東北“三北”地區(qū),特別是新疆和內(nèi)蒙古,風能資源極為豐富。據(jù)估算,我國陸地可開發(fā)風電裝機容量約2.5億kW,海上風能資源量更大,可開發(fā)發(fā)電裝機容量約7.5億kW,總共可開發(fā)發(fā)電裝機容量10億kW。
生物質(zhì)能——生物質(zhì)能主要有農(nóng)、林生產(chǎn)及加工廢物、工業(yè)廢水和城市生活垃圾等。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)廢物資源分布廣泛,其中農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量超過6億噸,可作為能源用途的秸稈約3.5億噸,可折合1.5億噸標準煤。初步估算,每年可利用生物質(zhì)能源總量約5億噸標準煤。
太陽能——我國大部分地區(qū)位于北緯45°以南,全國2/3的國土面積年日照時間在2200小時以上,每平方米太陽能年輻射總量為3340~8400兆焦,陸地表面每年接收到的太陽輻射能相當于17000億噸標準煤,太陽能資源非常豐富。太陽能利用技術(shù)主要包括發(fā)電和熱利用。
其他可再生能源——除上述水能、風能、太陽能、生物質(zhì)能外,還有地熱能、海洋能等可再生能源資源,也具有一定的資源潛力和廣泛的利用前景。
隨著越來越多的國家采取鼓勵可再生能源的政策和措施,可再生能源的生產(chǎn)規(guī)模和使用范圍正在不斷擴大,2007年全球可再生能源發(fā)電能力達到了24萬兆瓦,比2004年增加了50%。
2007年至少有60多個國家制訂了促進可持續(xù)能源發(fā)展的相關(guān)政策,歐盟已建立了到2020年實現(xiàn)可持續(xù)能源占所有能源20%的目標,而中國也確立了到2020年使可再生能源占總能源的比重達到15%的目標。2007年,全球并網(wǎng)太陽能發(fā)電能力增加了52%,風能發(fā)電能力增加了28%。全球大約有5000萬個家庭使用安放在屋頂?shù)奶柲軣崴鳙@取熱水,250萬個家庭使用太陽能照明,2500萬個家庭利用沼氣做飯和照明。
可再生能源比重的提升傳遞著“綠色經(jīng)濟”正在興起的信息,2012年《京都議定書》到期后新的溫室氣體減排機制將進一步促進綠色經(jīng)濟的全面發(fā)展。
根據(jù)中國中長期能源規(guī)劃,2020年之前,中國基本上可以依賴常規(guī)能源滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的能源需要,到2020年,可再生能源的戰(zhàn)略地位將日益突出,屆時需要可再生能源提供數(shù)億噸乃至十多億噸標準煤的能源。因此,中國發(fā)展可再生能源的戰(zhàn)略目的將是:最大限度地提高能源供給能力,改善能源結(jié)構(gòu),實現(xiàn)能源多樣化,切實保障能源供應(yīng)的安全。
核能是不是可再生能源
核能不是可再生能源,尤其是現(xiàn)在我們已經(jīng)使用核裂變能源,核裂變的元素是不可再生的,熱核聚變能源可以說是近乎“可再生”的能源。
為什么這樣說呢,核聚變元素氫3來源于太陽,目前的地球上的氫3基本上是一個動態(tài)的平衡,這個同位素的半衰期大約是12.3年,由于衰變,和太陽風帶來的量處于平衡狀態(tài)。如果能夠去使用的話,幾乎對自然界中的氫3沒有顯著性的影響,所以可以稱為“可再生” 能源,它的再生就是來源于太陽風的傳送。
根據(jù)能量守恒定律,氚氘碰成更大的原子核要放出巨大的能量,那么把得到的原子核打成小塊則需要吸收巨大的能量,目前人類是沒有辦法提供這么大的能量把它們打成小塊的,既然辦不到當然是非可再生資源。
不過大家可以放心,盡管核能屬于非可再生資源,但按照地球上鈾等一些可以用來當做核能的原料的儲量很大,可以供人類用很久。
核能的發(fā)展史
核能
核能是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化是釋放出來的能量。目前人類利用核能主要有三種——重元素的原子核發(fā)生裂變和輕元素的原子核發(fā)生聚合反映時釋放出來的核能或是原子核自發(fā)射出某種粒子而變?yōu)榱硪环N核的過程,它們分別為核裂變能、核聚變能和核衰變。
核能發(fā)展史
19世紀末 英國物理學家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。 1895年 德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。 1896年 法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性。 1898年 居里夫人發(fā)現(xiàn)新的放射性元素釙。
1902年 居里夫人經(jīng)過4年的艱苦努力又發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。 1905年 愛因斯坦提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式。
1914年 英國物理學家盧瑟福通過實驗,確定氫原子核是一個正電荷單元,稱為質(zhì)子。
1935年 英國物理學家查得威克發(fā)現(xiàn)了中子。
1938年 德國科學家奧托哈恩用中子轟擊鈾原子核,發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象。 1942年12月2日 美國芝加哥大學成功啟動了世界上第一座核反應(yīng)堆。
1945年8月6日和9日 美國將兩顆原子彈先后投在了日本的廣島和長崎。
1957年 蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站------奧布靈斯克核電站。
在1945年之前,人類在能源利用領(lǐng)域只涉及到物理變化和化學變化。二戰(zhàn)時,原子彈誕生了。人類開始將核能運用于軍事、能源、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。美國、俄羅斯、英國、法國、中國、日本、以色列等國相繼展開對核能應(yīng)用前景的研究。
核能發(fā)電
核能的發(fā)展和利用是20世紀科技史上最杰出的成就之一。它通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc2,該方程式表明,質(zhì)量和能量是等價的,其比例常數(shù)為光速的平方。在核能的利用中,核電廠的發(fā)展是相當迅速的,己被公認為是一種經(jīng)濟、安全、可靠、干凈的能源,核動力技術(shù)在多數(shù)發(fā)達國家得到了巨大發(fā)展,也在很多發(fā)展中國家獲得了廣泛的認可。根據(jù)能源需求和能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu),我國政府己制定了積極發(fā)展核電的方針,建設(shè)了秦山和大亞灣兩大核電基地,中國核電建設(shè)的安全策略取得了成功。
核能發(fā)電優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1、核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,因此核能發(fā)展不會造成空氣污染。
2、核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。
3、核能發(fā)電所使用的鈾燃料,除了發(fā)電外,沒有其他的用途。
4、核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機就可以完成運送。
5、核能發(fā)電的成本中,燃料費用所占的比例較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。
缺點:
1、核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對相當大的政治困擾。
2、核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境裏,故核能電廠的熱污染較嚴重。
3、核能電廠投資成本太大,電力公司的財務(wù)風險較高。
4、核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉(zhuǎn)。
5、興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭。
6、核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會對生態(tài)及民眾造成傷害。
我國核電發(fā)展和發(fā)展趨勢
中國能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體,清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。中國目前建成和在建的核電站總裝機容量為870萬千瓦,預(yù)計到2010年中國核電裝機容量約為2000萬千瓦,2020年約為4000萬千瓦。到2050年,根據(jù)不同部門的估算,中國核電裝機容量可以分為高中低三種方案:高方案為3.6億千瓦(約占中國電力總裝機容量的30%),中方案為2.4億千瓦(約占中國電力總裝機容量的20%),低方案為1.2億千瓦(約占中國電力總裝機容量的10%)。
從核電發(fā)展總趨勢來看,中國核電發(fā)展的技術(shù)路線和戰(zhàn)略路線早已明確并正在執(zhí)行,當前發(fā)展壓水堆,中期發(fā)展快中子堆,遠期發(fā)展聚變堆。具體地說就是,近期發(fā)展熱中子反應(yīng)堆核電站,為了充分利用鈾資源,采用鈾钚循環(huán)的技術(shù)路線,中期發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆核電站,遠期發(fā)展聚變堆核電站,從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。 推動全球核能利用
當今世界,核能已經(jīng)成為越來越重要的清潔能源。由日本大地震引發(fā)的“核電站危機”,持續(xù)牽動著全世界的神經(jīng)。此刻,除了關(guān)注核輻射物質(zhì)的不斷擴散,如何看待核能的利用,也成為廣泛議論的話題,對核電站安全的擔憂也在彌漫。
福島核危機表明,人類已到了重新審度核能應(yīng)用的時候,僅有清潔是不夠的,還必須是安全的。核安全管理是一個全局性的動態(tài)過程,它既有相當穩(wěn)定的法規(guī)強制性,也有隨著技術(shù)的進步而不斷改善的與時俱進性。在安全第一的前提下,如何再進一步提升安全水平的同時提高核電的社會經(jīng)濟競爭力,就需要我們把握大局,統(tǒng)攬全局,融會貫通。提高人類對核能的可控性,降低風險,安全應(yīng)用,當是福島核危機給全世界的警鐘。
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