【摘要】:当前我国在电力工业方面主要的发电方式为火力发电,需要消耗大量的煤炭资源,过度的开采利用能源对生态环境会造成较大的破坏。由此可以看出,未来非可再生资源已经不适应社会的发展。可再生能源与非可再生能源相比无污染、更环保,适合当前发展的需要。对一个国家来讲,充足的能源是实现经济发展的重要保障,面对当前能源短缺不断加剧的现状,各个国家都在大力开发可再生能源,确保不会因为能源问题影响社会稳定。我国加大了对可再生能源的开发,加大资金、人力投入到可再生资源的发展中去。电力行业作为能源消耗的重点行业,已经将新能源发电纳入到电力系统中去,利用可再生能源发电实现电力资源的持续利用。
【关键词】:新能源;发电技术;现状及展望
引言
我国相关能源发展规划中,明确规定水电、风电、以及太阳能等新能源和可再生能源为能源重点发展领域。同时,就目前的能源利用发展趋势来看,仅依靠传统的电力能源生产模式,越来越难满足现代社会发展提出的能源供应需求,必须加强新能源的利用,以缓解电力能源供应压力,提高电力能源供应的经济效益、社会效益。
1、新能源发电技术的现状
1.1光伏发电发展现状
为应对气候变化带来的巨大挑战,发展可再生能源已成为世界能源发展的重要趋势。根据《能源发展“十三五”规划》,到2020年,能源消费要总量控制在50亿吨标准煤以内,煤炭消费总量要控制在41亿吨以内,非化石能源消费比重要提高到15%以上,单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年要下降18%。这些指标是国民经济发展的约束性指标,为我国能源发展提出了严格的要求。为了真正实现国民经济社会的发展目标,开发新能源以及实现能源的可持续发展在“十三五”时期显得尤为关键。
我国地处北半球,土地辽阔,幅员广大,国土总面积达960万平方公里。据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为1.47x108亿kW•h,相当于标准煤4.9x1012t,约等于上万个三峡工程年发电量的总和。我国各地的太阳能年辐射量达933-2330kW•h/m2,中值为1620kW•h/m2,具有相当大的开发潜力。根据国家能源局统计数据,截至2017年12月底,我光伏发电新增装机5300万千瓦,其中光伏电站3300万千瓦,累计装机已达1.3亿千瓦,其中光伏电站1亿千瓦,已经提前并超额完成了“十三五规划目标”。按照目前的发展趋势来看,预计到2020年底,中国光伏发电累计装机将有望达到2.5亿千瓦。
近几年,光伏产业的发展趋势十分迅速。从2007年开始,我国便已经成为世界上太阳电池生产的第一大国,当前市场中可以生产太阳电池片的光伏企业数量已经多达数百家。经过近一段时间发展,我国在生产光伏产品方面已经形成了产业链。随着规模化的生产及金刚线的应用,光伏组件生产成木不断下降。此外,随着晶体硅技术不断进步,光伏转化效率不断提高,也使光伏电站单位千瓦投资不断下降。根据国家太阳能光伏产品质量监督检验中心(CPVT)的测试认证,隆基乐叶单晶PERC转换效率最高水平已达到23.26%。受益于规模化生产和快速的技术进步,光伏电站的投资成木大幅下降。2017年,地面电站系统投资平均成木已下降至6500元/千瓦左右。米来光伏电站投资成木可能会降低至4000-5000元/千瓦左右,平价上网指日可待。
1.2风力发电现状
经统计我国在2015年实现了12.9x104MW的风力发电累计并网容量,这其中有560MW是来自海上风力发电累计并网容量。在这一年,全国风力发电实现上网电量共计1.8x108MW•h,其中有100x104MW•h是海上风力发电量。一般正常情况下,受限于电网容量等问题造成风力发电无法实现并网利用的损失电量被称作弃风电量。这一年的弃风电量达到了3400x104MW•h。风力发电装置的平均利用时间是风力发电装置的发电量折合全年满负荷运行时间,这一年海上风力发电机组平均利用时间为2268h,陆上风力发电机组平均利用时间则在1728h。
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1.3潮汐能发展现状
在多种海洋能发电类型中,潮汐能发电技术成熟度最高,投入商业化运行项目最多,法国朗斯潮汐电站是其中的代表之一。朗斯潮汐电站为单库双向型,共装设24台水轮机,单机功率10MW,总装机容量为240MW,年均发电量为544GW•h。除此之外,加拿大芬迪湾安纳波利斯潮汐试验电站、韩国始娃湖潮汐电站、英国斯旺西湾潮汐电站等也在运行或建设中。中国在潮汐能电站建设过程中积累了许多宝贵经验。
1.4生物质能发电现状
在2015年,国家可再生能源中心统计的生物质能发电数据显示,这一年生物质能发电累计装机容量实现了1.031x104MW的数量,这些容量占到了当年总数的0.68。这一年实现了5270x104MW•h的生物质能累计发电量,其中有170x104MW•h的沼气发电,2700x104MW•h的农林生物质直接燃烧发电,有2400x104MW•h的垃圾焚烧发电。
2、新能源发电技术展望
2.1光伏发电前景
据统计每年地表接受的太阳辐射能量达17万亿千瓦,而2016世界的能源消耗为4850亿千瓦,可以看出太阳能光伏发电的利用对能源供给具有重要的作用。我国面积广阔,70%的土地年均太阳辐射量占总时长的20%以上,再加之西部地区地形广裹,居民居住地较为分散,对太阳能的采集与利用提供了便利的条件。其次太阳能光伏发电具有相当高的安全性,发电过程无噪声、无污染,同时无需考虑机械部件的转动问题,这样大大降低了它的维修成本。。
2.2风力发电前景
风能的利用具有悠久的历史,早在19世纪90年代风力发电便在丹麦出现,成为解决传统输电线路到达不了的地区用电问题,可见早在100多年以前人类就意识到风能的利用问题。据研究以9米每秒的风速作用于物体能产生大约98N的力,20米每秒的烈风能产生大约500N的力,可以想象风力中蕴藏着巨大的潜在能量。我国西北戈壁地区、华北以及东北的草原地带、东南沿海及岛屿附近有着丰富的风力资源,同时我国的东部海岸线浅海域地区风力稳定,具备建立海上风电场的潜力
2.3潮汐能发电前景
海洋占地球面积的71%,据联合国教科文组织提供的数据全球可利用的海洋能源高达800亿千瓦,完全能满足2016全球消耗的总能量。我国具有得天独厚的海洋资源,1.8万公里的大陆海岸线和1.4万公里的岛屿海岸线。其中我国海岸地区由平原型和基岩港湾型海岸组成,前者岸线平直,潮差小,由淤泥或粉砂构成;后者海岸坡度陡,岸线曲折,适合潮汐电站的选址,而其主要分布于杭州湾以南地区。
2.4生物质能发展趋势
作为农业大国,我国农副产品每年出现大量遗留,同时随着居民生活品质的提高,生活垃圾产量逐年提高,而这此都可用于生物质能发电,环境得到保护的同时,为人们提供了新的电能,因此,新时期,生物质能源的开发与利用是十分重要的。
结语
综上所述,世界的发展需要可再生能源的大力投入,可再生能源的发展也是今后世界发展的必然趋势。面对着当前全球资源利用的过渡消耗,越来越多的问题出现在可再生能源发展的道路上,因此作为相关人员一定要不断地实现技术创新,将可再生能源的发展推到更广阔的舞台上。
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论文作者:苏云海
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/19
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