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第四章新能源技术,不可再生能源能源可再生能源人类对能源的利用大致经历了四个时期1、以柴薪为主2、以煤炭为主3、以石油、天然气为主,,4、新能源分两个阶段过渡到煤炭和核裂变为主的能源结构；过渡到以核聚变和太阳能等新能源为主的能源结构。,从人们使用能源的历史，把能源分为两类已被人们广泛使用的能源常规能源能源有待开发利用的能源新能源新能源包括太阳能、核能、物质能、地热能、海洋能、风能、氢能,,第一节太阳能,一、太阳能资源丰富，没有污染太阳能指太阳发出的辐射能。特点太阳能资源丰富，没有污染。,二、人们利用太阳能的方法太阳能是最理想的持久性能源。它的转换和利用方式有三种光热转换、光电转换和光化学转换。1、太阳能光热转换技术太阳灶、太阳能热水器、太阳池2、太阳能光电转换技术空间电站、太阳能电池3、将太阳能直接转换为化学能,三、太阳能电站通常人们所说的太阳能电站，是指太阳能热电站，这是因为这种发电站先将太阳光转变成热能，然后再通过机械装置转变成电能。太阳能电站能量转换的过程是利用集热器（聚光镜）和吸热器（锅炉）把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能，经热转换器和汽轮发电机把热能变成机械能，再变成电能。它与一般火力发电厂的区别在于，其动力来源不是煤或燃油，而是太阳的辐射能。,一般来说，太阳能电站多数采用在地面上设置许多聚光镜，以不同角度和方向把太阳光收集起来，集中反射到一个高塔顶部的专用锅炉上，使锅炉里的水受热变为高压蒸汽，用来驱动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。另外，太阳能电站的独特之处还在于电站内有蓄热器。当用高压蒸汽推动汽轮转动的同时，通过管道将一部分热能储存在蓄热器中。如果在阴天、雨天或晚上没太阳时，就由蓄热器供应热能，以保证电站连续发电。,四、太阳能电池要将太阳向外辐射的大量光能转变成电能，就需要采用能量转换装置。太阳能电池实际上就是一种把光能变成电能的能量转换器，这种电池是利用“光生伏打效应”原理制成的。光生伏打效应是指当物体受到光照射时，物体内部就会产生电流或电动势的现象。,单个太阳能电池不能直接作为电源使用。实际应用中都是将几片或几十片单个的太阳能电池串联或并联起来，组成太阳能电池方阵，便可以获得相当大的电能。太阳能电池的效率较低，成本较高，但与其他能源相比，它具有可靠性好、使用寿命长、没有转动部件、使用维护方便等优点，所以得到较广泛的应用。,五、太阳能空间电力站在太阳能利用中，发展前景最为诱人的要算在宇宙空间建立太阳能电力站的宏伟计划了。要把太阳能发电站搬到宇空间去，以便得到更多的太阳能，以避免地面太阳能电站接收太阳光时断时续的缺点。要达到这一目的，就必须研制一种太阳能动力卫星，并把它发送到距地面3.5万多,公里高，而且与地球同步的轨道上（在这一轨道上，卫星绕地球运行一圈的时间，正好与地球自转一周的时间相同），这样可以用它把太阳能直接引到地球上。在动力卫星上装有巨大的太阳能电池板，能把太阳能直接转换成电能，然后再将电能转换成微波束发回地面。地面接收站通过巨型天线，可将动力卫星送回地面的微波能重新转换成电能,无锡尚德太阳能（政府制造）,无锡尚德太阳能电力有限公司成立于2001年1月，是一家集研发、生产、销售为一体的外商独资高新技术光伏企业，主要从事晶体硅太阳电池、组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研究、制造、销售和售后服务。经过短短几年跨越式、超常规的大发展，尚德公司的产品技术和质量水平已完全达到国际光伏行业先进水平，是中国首家通过TV、IEC、CE和UL等国际权威认证的光伏,企业。尚德公司于2004年被PHOTONInternational评为全球前十位太阳电池制造商，并于2005年底挺进世界光伏企业前五强，达到目前150兆瓦太阳电池的制造能力，成为全球四大太阳电池生产基地之一。2005年7月，在美国RedHerring杂志亚洲高科技领域最具前瞻性的100强企业排行榜上，尚德公司以其独特的创新能力、发展潜力、产业前景和科研实力强势入榜亚洲百强。,尚德公司于2005年12月15日（纽约时间）在美国纽约证券交易所挂牌上市，成为中国大陆首家在国际主流资本市场上市的民营高科技企业。,施正荣,尚德公司,太阳能电池板,第二节风能,一、概念风能是太阳能的一种转化形式，它是空气流动产生的动能。风能是一种可再生的清洁能源，储量大、分布广，但它的能量密度低，并且不稳定。风能作为一种重要的补充能源开发利用。,二、风能的利用风能的利用主要以风能作动力和发电,三、风力发电原理风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。,风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。,四、世界风电的发展1973年发生石油危机以后，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投入大量经费，动员高科技产业，利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制现代风力发电机组，开创了风能利用的新时期。丹麦、美国、德国、印度、我国是风电大国。,五、中国风电的发展按照2007年8月公布的可再生能源中长期发展规划，到2010年，我国风电总装机容量将达到500万千瓦，2020年将达到3000万千瓦。从目前的发展态势看，今年内我国就将提前完成2010年的规划目标。几年之后，我国有望超过目前风电装机规模约200万千瓦的德国，成为世界风电第一大国。,无锡风能产业,目前无锡的风能产业链已经初具雏形。全市已拥有风能设备生产企业24家，其中从事风能发电底座、塔杆、风叶、变频控制柜、调速电机制造的企业有16家，具备自主研发能力的企业8家，桥联重工、天奇物流、大昶环件、宝南公司、瑞尔竹风等成为引领风能产业的龙头企业。目前，无锡风能产业建设总投资已近30亿元。,宝南公司已研发成功具有自主知识产权的2兆瓦间力发电设备，填补了国内空白，突破了国外风能发电企业的严密“技术壁垒”，掌握了核心技术和风能变速变桨距技术、风机发电变频技术和风机整机控制技术等，国产化率达到78％。大昶环件自主研发生产出了直径6米的风力发电机塔身法兰，是国内唯一一家生产该产品的企业，国家锻压件、风能协会已委托该厂担当行业标准的制定者。,第三节核能,核能是指原子核在发生变化时释放出来的能量。原子核结构的变化叫做核反应。有两种核反应，因此有两种核能。1、核裂变能原子弹、反应堆、核电站2、核聚变能太阳的热核反应、氢弹,原子核裂变能的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击N，首次实现了原子核人工嬗变。1932年，查德威克发现中子。1934年，约里奥-居里用α粒子轰击Al，得到一种天然不存在的新放射性元素P，这是历史上第一种人工放射性同位素。1934年，费米用中子轰击铀。,1939年，哈恩及其助手特拉斯曼，费里施实验证明铀核俘获一个中子后分裂为两半，伴有大量能量的释放。首次使用“核裂变”，人们又进一步发现“链式反应”。,铀是一种重原子，被中子打击后，会分裂成差不多大小的两块，每一块各是一种别的原子，同时还分出两、三个中子，我们称其为核裂变。裂变分出的两、三个中子再去打击别的铀原子，这样从一个铀原子裂变开始，可引起许许多多的铀原子连续裂变下去，这就是链式反应。裂变释放的能量是相同质量的化学反应放出能量的几百万倍。现使用燃料主要有铀235、钚239和钍。,原子弹,使两块或数块质量小于临界质量的核燃料瞬间紧密结合在一起，使其质量突然大于临界质量，从而在自发裂变中子或其它本底中子的作用下产生不可控的自持链式反应，发生威力巨大无比的核爆炸。我国1964.10.16爆炸第一颗原子弹。,1945年7月16日美国试验成功了第一枚原子弹,1945年8月6日美国向日本广岛投下原子弹，弹重4082公斤，弹长305米，弹径0.711米，装料为10公斤铀235，当量1.25万吨，因为该弹细长，被称为“小男孩”。原子弹造成死亡7.1万人，伤6.8万人，遭到破坏的总面积达12平方公里，破坏建筑物5万余所。,,1945年8月9日美国又在长崎扔下名为“胖子”的第二颗原子弹。这颗原子弹是用60公斤钚239制作的，弹长3.25米、弹径1.52米，当量2.2万吨。该原子弹造成的死亡人数约3.5万，伤约6万，毁坏房屋19587所，破坏面积4.7平方公里。,1907.51998.12,核物理学家王淦昌,,邓稼先1924.6.251986.7.29,反应堆,设计一种装置，插入一些能够吸收中子的控制棒，可使裂变反应不会太快，这种装置是反应堆。核燃料控制棒反应堆减速剂减低中子速度，用石墨和重水防护系统,,原子反应堆产生的能量主要是热能，为了便于使用和运输，把它转化为电能，这种转换装置就是核电站。1954年苏联建成第一座实验性核电站。核能的优点1、耗费低建设投资费用高，但是核燃料费用、运行维修费用低。2、污染少3、安全性好,目前世界上正在运行和建设的核电站大多是压水堆或重水堆。美国等国家近年提出的先进核能系统中，6种堆型有3种是快堆。快堆是由快中子引起原子核裂变链式反应的反应堆，是解决未来后续能源供应可供选择的先进反应堆堆型。发展快堆可将铀资源的利用率从单一发展压水堆的约1提高到60至70。快,堆与压水堆匹配发展，可形成核燃料闭式循环体系，使核能可大规模持续发展，极大减少核燃料短缺的后顾之忧。快堆是一种复杂的核工业技术，我国制定了快堆三步走发展战略实验快堆原型快堆商用快堆。,核能的优越性（1）它的能量非常巨大，而且非常集中。1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量。现代一座装机容量为100万千瓦的火力发电站每年约需200～300万吨原煤，同样规模的核电站每年仅需含铀235百分之三的浓缩铀28吨或天然铀燃料150吨。,（2）运输方便，地区适应性强。有人曾将核电站与火电站作了个形象的比较一座20万千瓦的火电站，一天要烧掉3000吨煤，这些燃料需要用100辆铁路货车来运输;而发电能力相同的核电站，一天仅用1公斤铀就行了。这么一点铀燃料只有3个火柴盒那么大，运输起来自然就省力多了，而且可以建在,电力消耗大的地方，以减少输电损失和运输费用。（3）储量丰富。缺点铀的提取难度大，成本较高，核废财料处理有安全隐患,核电使用的安全性核电设置了4道屏障一是对核燃料芯块进行处理。现在的核反应堆都采用耐高温、耐腐蚀的二氧化铀陶瓷型核燃料芯块，并经烧结、磨光后，能保留住98以上的放射性物质不泄露出去。二是用锆合金制作包壳管。将二氧化铀陶瓷型芯块装进管内，叠垒起来，就成了燃料棒。这种用锆合金或不锈钢制成的包壳管，能保证在长期使用中不使放射性裂变物质逸出，而且,一旦管壳破损能够及时发现，以便采取必要的措施。三是将燃料棒封闭在严密的压力容器中。这样，即使堆芯中有1的核燃料元件发生破坏，放射性质也不会泄露出来。四是抗压力容器放在安全壳厂房内。通常，核电站的厂房均采用双层壳件结构，对放射性物质有很强的防护作用。万一放射性物质从堆内泄露出去，有这道屏障阻挡，就会使人体免受伤害。,核电站,1954年，前苏联在莫斯科附近的奥布宁斯克建成了世界上第一座核电站，输出功率为5000千瓦。一磅铀能够发出相当于1500吨煤的能量。目前，全世界共有将近500座核电站,全年总发电量占世界总发电量的17％。世界各国中，法国的核电站发展最快，有57座核电站，总装机容量6200万千瓦，核电占总发电量的77.8。,,,1991年，中国自行设计、建造的第一座核电站秦山核电站启用（图1）,继之大亚湾核电站投产。此后，又相继规划、兴建4座新的核电站，到2010年核电总量有望达到2000万千瓦。,到目前为止，中国大陆正在运行和建设的共有11台核电机组。1、秦山一期核电站我国自行设计的核电站2、大亚湾核电站从法国成套引进的大型商用核电站3、秦山二期核电站4、秦山三期核电站中加合作项目5、岭奥核电站6、田湾核电站中俄合作项目,建设中的秦山核电站,,世界核电站分布图,核聚变,核聚变是轻原子核相遇是聚合成为较重原子核，并放出巨大能量的过程。实现核聚变必须有极高的温度，所以又叫热核反应。聚变过程中释放出的能量比核裂变大几倍。氢弹炸性（无控）核聚变核聚变发电受控核聚变,氢弹的研制成功,1950年1月美国总统杜鲁门决定研制氢弹。氢弹的研究工作由匈牙利籍的科学家泰勒领导，利用原子弹促进爆炸时产生的高温，使氘发生聚变反应。1951年5月，试验弹代号“乔治”，在太平洋上的恩尼威托克岛试验场进行。62吨的以液态氘作为核聚变燃料的试验装置放在60余米的钢架上。试验证明爆炸威力大大超过原子弹。,爆炸的当量相当于1040万吨高爆炸药，其威力比美军投到日本广岛的那枚原子弹要大700倍。1953年8月，苏联宣布氢弹试验成功。随后英国（1957年5月），法国（1858年8月）也拥有了氢弹。中国于1966年12月28日成功地进行了氢弹原理试验，1967年9月17日由飞机空投的300万吨级氢弹试验获得成功。,受控核聚变必须具备的条件1、气体必须加热到一亿度以上的高温，形成“等离子体”。2、反应装置中的气体密度要求很低。3、充分约束，能量的约束时间要超过1秒钟。等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应才能自持进行。,人造太阳（受控氢核聚变）,第四节生物质能,生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在物质内部的能量。对生物质能的利用1、将固体生物质能转换成可燃气体、焦油、木炭等优良能源产品。2、通过微生物发酵使物质生成酒精、沼气等能源产品。3、能源种植。,沼气沼气发酵是自然界屡见不鲜的厌氧消化现象，湖面、池塘、水面冒出来的气泡，中间就含有这种可燃气体。通过发酵工农业废物和生活废水的方法生产沼气的技术，目前正得到迅速发展。这不仅有助于解决目前的能源危机，还能在生产过程中与环境污染治理紧紧地结合在一起利用工农业固体废料、废液、,生活污水为原料进行工业规模生产甲烷燃料气体（沼气），既解决了工农业和居民生活用的部分能源，又净化了环境，减轻了污染威胁，真可谓一举两得。,燃料酒精20世纪70年代中期，由于石油价格不断猛涨，石油能源日渐枯竭，工业发达国家运用化学合成法依靠石油生产酒精的比重又很大，对石油输入的依赖程度更加严重。于是，他们迫切需要一种替代性能源。一个时兴的办法是用酒精代替部分燃料油，即酒精与汽油混合后的醇汽油。,以淀粉质、糖质为原料，经微生物发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后添加变性剂变性的乙醇称为变性燃料乙醇，俗称燃料酒精。燃料酒精便于储存、输送，并与现有的加油站设施相容，和汽油相比燃烧时大大减少大气污染，而且由于光合作用固定的二氧化碳量和酒精发酵及其燃烧所释放的二氧化碳量相等，使用燃料酒精不会增加大气中的二氧化碳，因此，燃料酒精是一种高效清洁可再生能源。,生物柴油生物柴油由再生资源如菜油和动物脂肪制得，它具有生物可降解性、无毒、污染排放少等优点，是一种可再生清洁能源。生物柴油的研究最早起源于1900年。1983年美国GrahamQuick将亚麻籽油的甲酯（生物柴油“Biodiesel”）用于,发动机，燃烧1000小时。植物油经酯交换反应产生生物柴油，目前主要采用化学方法。国际上有美国、欧盟成员国、阿根廷、马来西亚、印度、日本等十几个国家地区生产销售生物柴油，显示出巨大的环境和社会效益。,第五节地热能,地热能是驱动地球内部一切热过程的动力源。地球内部热源可来自潮汐摩擦、化学反应和放射性元素释放的能量等。地球内部蕴藏着巨大的热能，从地面向下15公里，深度每增加100米，温度平均升高3度左右，在100公里深处温度可达1400度，地核高达2500度。地热能可用于发电、采暖等。,地热资源有四种1地下蒸汽或地热水（温泉）；2地压资源；3地下干热岩体的热能；4熔岩。按照地热资源的分布，世界著名的地热带有环太平洋地热带、大西洋中脊地热带、地中海及喜马拉雅地热带、中亚地热带、红海、亚丁湾与东非裂谷地热带。,利用地热能发电，具有许多独特的优点建造电站的投资少，通常低于水电站;发电成本比水电、火电和核电站都低;发电设备的利用时数较长;地热能干净，不污染环境。发电用过的蒸汽和热水，还可以用于取暖或其他方面。,地热发电的原理与一般火力发电相似，即利用地热能产生蒸汽，推动汽轮发电机组发电。目前，全世界有3/4的地热电站是利用高温水蒸汽为能源来发电的。从20世纪70年代开始，一些先进国家开始着手研究利用干热岩型地热能造出人工地下热泉。如打一对相距不远的伸入热岩层的深井，用炸药爆破或地下核爆炸，使两口井的井底之间形成断裂缝隙，用高压水流扩展并疏通裂隙，形成“地下热交换器”，从一口井注入冷水，另一口井便得到高温热流。,我国地热资源及其利用我国地热资源也比较丰富，高温地热资源主要分布在西藏、云南西部和台湾等地。我国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地热能，相当于2500亿吨标准煤的热量。截至2005年底，我国每年直接利用的地热资源量已达44570万平方米，居世界第一位。目前，全国经正式勘查并经国土资源储量行政主管部门审批的地热田为103处，每年可开发利用地热水总量约68.45亿立方米，折合3284.8万吨标准煤的发热量。,第六节氢能,氢能是一种清洁的新能源和可再生能源。氢作为燃料有以下优点1、自然界中氢储量丰富2、燃烧氢没有或极少污染3、液态或气态氢都易于运输,氢能的应用氢作为气体燃料，首先被应用在汽车上。氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，因而将它用铁罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料，也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的,长征运载火箭，都是用液态氢作燃料的。另外，使用氢-氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到使用，效果不错。当然，由于成本较高，一时还难以普遍使用。,制氢技术的发展目前，绝大部分氢是从石油、煤炭和天然气中制取的，需要消耗本来就很紧缺的矿物燃料;另有4的氢是用电解水的方法制取的，但消耗的电能太多，很不划算。因此，人们正在努力探索用热化学法和光分解法从水中制氢。热化学法是把化学试剂加入水中，在几百摄氏度的高温下，经过多步反应，把水分解,成氢和氧。光分解法分为3种，即光电解法、光化学法和光生物化学法。这3种方法目前还处在实验室研究阶段。,第七节海洋能,海洋占地球表面积的71，蕴藏有很丰富的资源的能源，其中可供利用的能源主要有潮汐能、波浪能、海水温差能等能源。,潮汐发电的原理与一般的水力发电相似，是在海湾或有潮汐的河口上建筑一座拦水堤坝，将入海河口和海湾隔开，建造一个天然水库，并在堤坝中或堤旁安装水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位升降，使海水通过水轮机推动水轮发电机组发电。总的来看，潮汐发电具有如下优点潮汐发电的水库都是利用河口或海湾,建成的，不占用耕地，也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地。潮汐发电站不像河川水电站那样受洪水和枯水季的影响，也不像火电站那样污染环境，是一种不受气候条件影响的、干净的发电站。潮汐电站的堤坝较低，容易建造，投资也较少。,利用海浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染，因而是一种干净的发电技术。这种不占用任何土地，只要有海浪就能发电的方法，特适合于那些无法架设电线的海岛使用。目前，世界上已有几百台海浪发电装置投入运行，但它们的发电能力都比较小，需要进一步研究。海浪能是人们从海洋中可以获得的重要能源，也是一种急待开发利用的现代新型能源。,海水盐差发电在大江大河的入海口，即江河水与海水相交融的地方，江河水是淡水，海水是咸水，淡水和咸水就会自发地扩散、混合，直到两者含盐浓度相等为止。在混合过程中，还将放出相当多的能量。这就是说，海水和淡水混合时，含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散，而淡水也在向,海水扩散，不过渗透压力小。这种渗透压力差所产生的能量，称为海水盐浓度差能，或者叫做海水盐差能。海水盐差能是由于太阳辐射热使海水蒸发后浓度增加而产生的。被蒸发出来的大量水蒸汽在水循环过程中，又变成云和雨，重新回到海洋，同时放出能量。,海流能一般情况下，海流长达几千公里，比长江、黄河还要长;而其宽度却比一般河流要大得多，可以是长江宽度的几十倍甚至上百倍;海流的速度通常为每小时1～2海里，有些可达到4～5海里。海流的速度一般在海洋表面比较大，而随着深度的增加则很快减小。风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为,风海流;而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底，这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。海流和河流一样，也蕴藏着巨大的动能，它在流动中有很大的冲击力和潜能，因而也可以用来发电。据估计，世界大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右，是海洋能中蕴藏量最大的一种。,海水温差能海水的温度随着海水的深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水，海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。通常，将深度增加100米的海水温度之差，称为温度递减率。一般来说，在100～200米的深度范围内，海水温度递减,程度最大;深度超过200米后，温度递减率显著减少;深度在1000米以上时，温度递减率则变得很微小。海洋中上下层水温的差异，蕴藏着一定的能量，叫做海水温差能，或称海洋热能。利用海水温差能可以发电，这种发电方式叫海水温差发电。,现在新型的海水温差发电装置，是把海水引入太阳能加温池，把海水加热到45～60℃，有时可高达90℃，然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。用海水温差发电，还可以得到副产品淡水，所以说它还具有海水淡化功能。一座10万千瓦的海水温差发电站，每天可产生378立方米的淡水，可以用来解决工业用水和饮用水的需要。另外，由于电站抽取的深层冷海水中含有丰富的营养盐类，因而发站周围就会成为浮游生物和鱼类群集的场所，可以增加海捕鱼量。,第八节节能新技术,一、节约能源的迫切性和重要性1）人类社会的发展对能源的依赖和要求越来越迫切，尤其是20世纪60年代以后，能源的急剧消耗使人们感到，一场能源危机已经迫在眉睫。据说，目前世界上能源的需求大约是以每年7％一8％的速度增长。现代工业的主要动力来自由煤和石油产生的电力；现代化学工业的原料也在很大程度上依赖于石油产品。,农业现代化的发展不仅需要化肥和农药，而且也增加了对水、电和热力的需求。2）地球上的能源储量是有限的。据测算，现已探明的煤、石油、天然气只能供给人类使用100年，而且这些能源的利用效率目前还较低。石油的情况尤其严重。人们已开始认识到，如果按现在的速度开采石油，那么几十年后石油资源必将枯竭。,2）地球上的能源储量是有限的。据测算，现已探明的煤、石油、天然气只能供给人类使用100年，而且这些能源的利用效率目前还较低。石油的情况尤其严重。人们已开始认识到，如果按现在的速度开采石油，那么几十年后石油资源必将枯竭。,二、主要的节能新技术1.余热回收利用技术余热是指在某一热加工过程中未被利用而排到周围环境中的热能。按其载体形态可分为固态载体余热、液态载体余热和气态载体余热。据估计，目前各行业余热占其燃料消耗总量的17～67，其中可回收的约占60。因此，余热回收技术在实践中逐渐发展起来。,一是热电联产技术，即同时生产电与热的工艺。利用余热产生蒸汽用来驱动汽轮机发电，余汽再用来供热。二是热泵技术，即以消耗一部分高质能（机械能、电能）为补偿，使热量从低温热源向高温热源传递。三是热管技术，即利用封闭在管壳内的工作液体的相变（沸腾、凝结）来传递热量,2.电子电力技术电子电力技术主要是利用功率半导体元件的交换功能，实现省工、节能。例如，将风机、水泵的阀门调节改为交流调速控制，可节电30～40;直流传动改为可关断晶体管变频传动，可节电1/3以上;采用电子变频器和新型萤光粉的高效萤光灯，节电率可达80。,3.远红外线加热技术远红外线加热技术是利用远红外辐射元件发出的远红外线，使被加热物体吸收，直接转变为热能的一种加热方式。4.电热膜加热技术电热膜加热技术是将电子电热膜直接制作在被加热体的表面上，当通电加热时，热量会很快传给被加热体。因此，,电热膜加热效率可达85，而普通电热丝加热效率仅为40。常见的电热杯、电淋浴器、电吹风、电暖气等，都属于这一技术产品。此外，还有如高效低污染工业锅炉、高效电动机、高效节能照明技术等，也都在节能技术中占有一席之位。,第九节我国能源发展规划与产业发展,根据国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年），到2020年，我国水电总装机达到3亿千瓦，风电装机目标为3000万千瓦，生物质发电达到3000万千瓦，沼气年利用总量达到443亿立方米，太阳能发电装机180万千瓦，太阳能热水器总集热面积达到3亿平方米，燃料乙醇的年生产能力达到1000万吨，生物柴油的年生产能力达到200万吨。,一、风电按目前我国风力发电的实际速度，风电装机在2010年可能突破500万千瓦的规划，到2020年很可能超越核电，成为我国第三大发电形式。2006年到2015年，保守预计风机设备类的市场容量将达到1000亿元以上，目前我国风机设备的国产化率仅有25，我国中长期发展,规划强调了要培养大型MW级风机整机的制造能力，目前对风电场招标设备有70国产化率的要求，这为本土的风机制造商预留了巨大的市场空间。由于风机体积巨大，风机受销售半径的影响较为明显，国内厂商在运输及后继维护方面具备成本优势。预计我国的市场将能够容纳35家大型风机整机制造商。,二、太阳能我国中长期规划中，太阳能发电行业在2006年2020年的复合增长率为23.1。,目前主流的光伏太阳能电池技术发电成本与传统能源相比仍然偏高，2008年前多晶硅供应不足可能造成的产能利用率不足的问题，不排除薄膜电池获得突破性进展替代现有多晶硅技术的可能性，但是目前薄膜太阳能电池仍然存在着稳定性不够，转换率偏低，以及薄膜使用寿命较短的约束，在商业化应用方面仍有待开发。,三、替代能源由于我国“富煤，贫油，少气”的资源禀赋特征，未来以煤变油和煤代油为代表的煤化工将出现突破性进展。煤变油有直接液化和间接液化两种形式，直接液化可以直接生成汽、柴油，由于反应条件较为苛刻，目前国际上尚无成功商业化的先例。间接液化是先对煤炭进行气化处理，通过催化合成等反应途径生成汽、柴油。,十一五”规划将为甲醇在汽车燃料方面的替代开辟一条新路。除了煤基液体燃料，生物汽油、生物柴油也将成为重要的车用油品替代。“十一五”规划中再次确认了生物汽、柴油作为车用石油燃料的重要性。生物质能油品具有清洁环保，可再生的特点，中长期在车用燃料的替代方面，可能比煤基醇醚燃料具备更多的优势，未来将成为交通用能源的重要组成部分。,