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【科普】什么是“新能源”?

来源:绿色建筑研习社
文章附图



新能源


新能源是指以新技术为基础,尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源,包括:

  • 非化石不可再生能源核能

  • 非常规化石能源如页岩气、天然气水合物

  • 太阳能、风能、生物质能、地热能、地温能、海洋能、氢能等


我国发电结构变迁图.jpg


我国发电结构变迁图


新能源优点


  • 清洁环保,几乎没有损害生态环境的污染物排放

  • 大部分可以再生,且储量丰富,可供永续使用

  • 应用灵活,既可集中式开发,又可分散式利用


新能源缺点


  • 部分新能源具有间歇性和随机性,对技术含量要求较高,开发利用成本较大,如太阳能、风能、海洋能等

  • 安全标准较高,若工艺设计、操作管理不当,容易造成事故,如核能


我国新能源分类.jpg


我国新能源分类


新能源与可再生能源


两者定义还比较模糊,容易引发争议,需要加以明确。


新能源是相对于常规能源的一个相对概念。新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。


可再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等可以在自然界可以循环再生的能源。相对的,非再生能源就是指在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。


我国新能源利用量及结构图.jpg


我国新能源利用量及结构图




核能



又称原子能,是指原子核里核子(中子或质子)重新分配和组合时所释放的能量。核能可通过三种核反应之一释放:1、核裂变,较重的原子核分裂释放结核能。2、核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结核能。3、核衰变,原子核自发衰变过程中释放能量。


世界上有比较丰富的核资源,核燃料有铀、钍、氘、锂、硼等等,世界上铀的储量约为417万吨。1000克铀释放的能量相当于2700吨标准煤释放的能量。地球上可供开发的核燃料资源,可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。核能被认为是一种安全、清洁、经济、可靠的能源。




太阳能



一般是指太阳光的辐射能量,源自太阳内部氢原子连续不断发生核聚变反应从而释放出的巨大能量。太阳光每秒辐射到地球大气层的能量相当于500万吨标准煤的能量。


太阳能板.jpg


太阳能板

太阳能利用主要有光热利用、太阳能发电和光化学转换三种形式。太阳能的优点在于利用普遍、清洁,能量巨大、持久;缺点在于分布分散,能量不稳定,转换效率低和成本高。




风能



是太阳能的一种转化形式,是地球表面大量空气流动所产生的动能。据估算,到达地球的太阳能中大约2%转化为风能。


风能利用主要有风能动力和风力发电两种形式。风电优点在于清洁、节能、环保;不足之处在于其不稳定性、转换效率低和受地理位置限制。




生物质能



是指由生命物质代谢和排泄出的有机物质所蕴含的能量。主要包括:森林能源、农作物秸秆、禽畜粪便和生活垃圾等。主要用于直接燃烧、生物质气化、液体生物燃料、沼气、生物制氢、生物质发电等。


生物质能是人类利用最早、最多、最直接的能源,但利用量还不到总量的1%,优点在于低污染,分布广泛,总量丰富;缺点在于资源分散,成本较高。




海洋能



一种蕴藏在海洋中的可再生能源,包括潮汐能、波浪引起的机械能和热能。潮汐能是由太阳、月球对地球的引力以及地球的自转导致海水潮涨潮落形成的水的势能,通常潮头落差大于3m的潮汐就具有产能利用价值,潮汐能主要用于发电。





氢能



是通过氢气和氧气发生化学反应所产生的能量,属于二次能源。氢是宇宙中分布最广泛的物质,可以由水制取,而地球上海水面积占地球表面的71%。


主要用途是作为燃料和发电。每1kg液氢的发热量相当于汽油发热量的3倍,燃烧时只生成水,是优质、干净的燃料。




地热能



是地球内部蕴藏的能量,源自地球内部的熔融岩浆和放射性物质的衰变,以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。


相对于太阳能和风能的不稳定性,地热能是较为可靠的可再生能源,可以作为煤炭、天然气、石油和核能的最佳替代能源,主要用于发电供暖、种植养殖、温泉疗养等。




地温能



是通过地温源热泵从地下水或土壤中提取和利用的热能。存在于地表以下200米内的岩土体和地下水中,温度一般低于25度,主要用于地温空调、地温种植和地温养殖等。


地源热泵与被动式太阳能综合利用.jpg


地源热泵与被动式太阳能综合利用




页岩气



一种特殊的天然气,主要存在于具有丰富有机质的页岩或其夹层中,存在方式为游离态或者有机质吸附形态。我国的页岩气开发利用还处于研究和勘探阶段,目前国家对页岩气的开采进行财政补贴。




可燃冰



即天然气水合物,是指分布于深海沉积物中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状和结晶物质。


据保守估算,世界上可燃冰所含的有机碳的总资源量,相当于全球已知煤、石油和天然气总量的2倍。


可燃冰的主要成分是甲烷,燃烧后几乎没有污染,是一种绿色的新型能源,目前尚未进行商业开发。