气象能源的开发与利用论文

气象能源的开发与利用论文（精选12篇）

气象能源的开发与利用论文 篇1

能源发展问题始终与国际政治、安全和经济形势密切相关。进入21世纪以来经济全球化给世界各国既带来了更均衡合理分配地球上能源资源的机遇, 也使国际关系在能源方面面临着许多问题和挑战。

1. 世界能源的现状及趋势

1.1 能源的需求现状

目前能源的总需求仍然以化石燃料为代表的常规能源 (石油、天然气和煤炭) 为主, 可再生能源、核能等新能源并存的多样化能源格局。据有关部门统计, 今后10~25年常规能源消耗将保持在总的能源消耗的80%左右。石油依然是重要的能源, 将保证全球能源需求的约40%。其后是天然气 (28%) 、煤炭 (20%) 、可再生能源 (7%) 和核能 (5%) 。2004年世界能源消耗构成中常规能源占87.7%, 具体见表1。

1.2 世界能源问题

1.2.1 能源分布不均引发国际争端

以常规能源中所占比重最大的石油来说, 在空间分布上极不均衡。从东西半球看, 主要集中于东半球 (占总量的3/4) ;从南北半球看, 主要集中在北半球;从纬度上看, 主要集中在两大纬度带。第一个集中纬度带, 北纬20~40度, 拥有世界最大的波斯湾、墨西哥湾和北非产油区, 产油量占全球产油量的51.3%。第二个集中纬度带, 北纬50~70度, 拥有世界著名的北海产油区、伏尔加及西伯利亚产油区和阿拉斯加湾产油区。根据2004年BP世界能源统计, 截止到2003年年底, 全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨。全球七大产油区依次为:中东 (63.3%) 、俄罗斯/独联体、北美 (5.5%) 、亚太、南美 (8.9%) 、非洲 (8.9%) 和欧洲 (9.2%) 。其中, 中东地区以160.8亿吨的储量位居榜首。

全球石油分布不均导致三次石油危机, (1) 由于第四次中东战争爆发导致第一次危机 (1973年10月) ; (2) 由于伊朗政局变化 (伊朗亲美的温和派国王巴列维下台) 加上两伊战争导致第二次危机 (1978年底) ; (3) 由于伊拉克攻占科威特以后导致第三次危机 (1990年8月初) 。三次石油危机对世界经济造成了严重的冲击, 所有工业化国家的经济增长在石油危机中都明显放慢。

1.2.2 常规能源日趋枯竭引发经济衰退

由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭, 同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。根据经济学家和科学家的普遍估计, 到2100年左右, 石油资源将会开采殆尽, 其价格升到很高, 不适于大众化普及应用的时候, 如果新的能源体系尚未建立, 能源危机将席卷全球, 尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态, 莫过于工业大幅度萎缩, 或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。

1.2.3 大量使用常规能源引发环境问题

大量使用常规能源, 引发严重的大气环境问题, 目前全球三大大气环境问题 (全球变暖、酸雨、臭氧空洞) , 都和大量使用以石油为主的常规能源有关。

2. 气象能源及其特点

2.1 气象能源的概念

人们将气象要素直接产生的能源成为气象能源, 主要包括太阳能和风能。

2.2 气象能源的优越性

2.2.1 它可以作为永久性的能源。

太阳至少还可像现在这样有60亿年, 可以被人类利用。风能伴随太阳能而存在。

2.2.2 储量巨大。

太阳每秒钟要辐射巨大的能量, 虽然只有几十亿分之一的能量到达地球的大气上界, 但这个能量约为180×10^12kW, 是目前全世界能量消耗的几万倍。风能是目前全世界能量消耗的三千倍。

2.2.3 它普遍存在, 无需运输。

地球上任何地方都存在气象能源, 因而利用它可以就地取能, 不必运输。

2.2.4 它不污染环境、不破坏生态。

气象能源是一种清洁的、无污染的能源。这在环境污染越来越严重的今天, 使人们越加重视对气象能源的研究和利用。

3. 借助气象学手段研究和开发气象能源

3.1. 根据气象因子对我国太阳能资源进行区划

我国的太阳能资源进行基本的区划研究是1980年进行的, 当时中国气象科学研究院、中国科学院能源所、中国农业工程研究院等单位通过对全国700个站点的资料进行计算, 并分析各站多年平均日照百分率的年变化曲线, 以年变化曲线中的最大值 (峰值) 出现的月份 (季节) 作为区划划分的一级标准。据此将全国划分为三个带:A带 (主峰值出现在秋季9~10月) ;B带 (主峰值出现在冬季12~2月) ;C带 (主峰值出现在夏季6~8月) 。

1982年王炳忠以太阳能资源的年总量为一级区划指标, 日照时数≥6h的天数出现最多和最少的月份分布为二级区划指标, 日间太阳能利用的有利时段为三级区划指标, 对全国太阳能资源进行区划, 见表2。

3.2 根据气象因子对我国风能资源进行区划

根据研究我国风能潜力可划分为四类区域, 具体见表2及表3。

我国风能丰富区主要分布在东南沿海、山东、辽宁沿海及其海上岛屿、内蒙古北部及新疆山口风区, 松花江平原;风能较丰富区主要分布在青藏高原;风能可利用区主要分布在两广及福建沿海, 东部沿海平原, 东北大小兴安岭及长白山地区, 三江平原, 华北、西北及青藏高原的东部和南部地区;风能贫乏区主要分布在以四川为中心向四周扩展的地区, 雅鲁赞布江河谷, 塔里木盆地。

4. 要使气象能源成为人类利用的主要能源还需很大的努力

4.1. 气象能源利用上困难较大

首先, 气象能源的总能量虽然巨大, 但是集中, 能量往往在一个时间段、在一个地区几种释放, 而且气象能源的分布面很广, 能量密度较低。其次, 气象能源的稳定性差, 很难找到合适的仪器捕捉并储存这些能源。

4.2. 气象能源的研究只停留在调查、统计、区划等初级阶段, 气象能源的研究还需在如下方面继续加强

一是在资源评估方面, 应进一步加强对近海风能资源的调查工作, 目前近海只是设置了少量的观测塔, 尚不能很好地解决问题, 加强数值模式与观测塔评估的综合运用, 将是未来风能资源详查方面的重点。二是预报保障方面, 包括高分辨率和高预报准确率的风电功率预报系统, 以及太阳能发电和热利用预报技术方面, 目前国内还处于起步阶段。三是灾害风险防御, 包括台风、高温、雷击、低温、高湿等一系列灾害风险对电站选址的影响, 极端天气对风电场、太阳能电站、电网等的相关监测、预警技术等, 以便更好地满足将来非化石能源市场发展的服务需求。

4.3. 气象能源的研究和利用应该做到资源共享, 长期气象信息服务

作为一种气象资源, 风能、太阳能资源来源于最基本的气象要素, 同时影响风能、太阳能资源的气象因素众多, 如云量的空间分布、气溶胶的影响、极端温度、特强沙尘暴等都会对太阳能利用产生影响。所以, 开发风能、太阳能资源离不开气象信息服务, 尤其是长期观测得出的气象信息的基础气候信息的支持。只有做好这些前期“勘探”工作, 才能开展后续一系列的开发利用工作。

摘要：本文主要讨论气象能源的特点以及利用气象学手段研究和开发气象能源, 指出开发气象能源的重要性, 说明气象部门在气象能源的研究上须在资源评估、预报保障、灾害风险防御三个方面继续努力并发布相关气象信息服务以实现同其它部门、单位的资源共享。

关键词：世界能源现状,气象能源,气象学研究气象能源的方法,气象信息发布

参考文献

[1]胡毅, 等.应用气象学.气象出版社

[2]王炳忠.太阳辐射能的测量与标准.科学出版社

[3]王炳忠.中国太阳能资源利用区划.太阳能学报.1983年03期

[4]朱瑞兆, 薛桁.中国风能区划.太阳能学报.1983年02期

[5]世界能源供需现状与发展趋势分析.中国能源报

[6]黄美元, 徐华英.大气环境学.气象出版社

[7]巢清尘.我国风能、太阳能资源利用前景.中国社会科学报

气象能源的开发与利用论文 篇2

发布时间：2010-12-14 14:51 浏览：116 目前，中国的生物质能源生产已经形成一定规模，国家也通过制定行业标准规范生物质能源生产，出台法律法规为其提供保障，并运用财税政策推进生物质能源产业发展。但是，中国生物质能源产业发展还面临原料资源短缺、生物质能源工业体系不完备、研究开发能力不足、产业化基础薄弱以及产品市场竞争力不高等问题。展望未来，中国生物质能源产业的发展空间广阔，技术将不断完善，它将改变中国现有的能源消费结构，净化环境，并推动农村经济发展。

（中经评论·北京）

一、中国生物质能源开发利用现状

20世纪70年代，国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代，开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近两年{TodayHot}，生物质能源在中国受到越来越多的关注，生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底，全国共建成3764座大中型沼气池，形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废弃物和污水1.2亿吨，沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底，建设农村户用沼气池的农户达2260万户，占总农户的9.2%，占适宜农户的15.3%，年产沼气87.0亿立方米，使7500多万农民受益，直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐，发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展，全国燃料乙醇生产能力达到：102万吨，已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。

（一）固体生物质燃料

固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，截止到2004年底，中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户，普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上，极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。目前，中国（清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司）和意大利（比萨大学）两国分别开发出生物质直接成型技术，降低了生物质成型燃料的成本，为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外，中国生物质燃料发电也具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦，发电量分别为1.2亿千瓦时和1.56亿千瓦时，年消耗秸秆20万吨。

（二）气体生物质燃料

气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢，还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平，2004年，中国农户用沼气池年末累计1500万户，北方能源生态模式应用农户达43.42万户，南方能源生态模式应用农户达391.27万户，总产气量45.80亿立方米，相当于300多万吨标准煤。到2004年底，中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池，总池容达到了88.29万立方米，形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能{HotTag}力，年处理有机废物污水5801万吨，年发电量63万千瓦时，可向13.09万户供气。

在生物质气化技术开发方面，中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底，中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处，年产生物质燃气1.5亿立方米；年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段

（三）液体生物质燃料

液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。近年来，中国的生物质燃料发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。“十五”期间，在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，总产能达到每年102万吨，现已在9个省（5个省全部，4个省的27个地（市））开展车用乙醇汽油销售。到2005年，这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。

但是，受粮食产量和生产成本制约，以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时，也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺，因此，中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产，转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、甜高粱、木质纤维素等为原料的生物质燃料，既不与粮油竞争，又能降低乙醇成本。广西是木薯的主要产地，种植面积和总产量均占全国总量的80%，2005年，木薯乙醇产量30万吨。从生产潜力看，目前，木薯是替代粮食生产乙醇最现实可行的原料，全国具有年产500万吨燃料乙醇的潜力。

此外，为了扩大生物质燃料来源，中国已自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术（称为甜高粱乙醇），目前，已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模。国内已经在黑龙江、内蒙古、新疆、辽宁和山东等地，建立了甜高粱种植、甜高梁茎秆制取燃料乙醇的基地。生产1吨燃料乙醇所需原料－－甜高粱茎秆收购成本2000元，加上加工费，燃料乙醇生产成本低于3500元，吨。由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产，这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场，大多数掺入了低质白酒中。另外，中国也在开展纤维素制取燃料乙醇技术的研究开发，现已在安徽丰原生化股份有限公司等企业形成年产600吨的试验生产能力。目前，中国燃料乙醇使用量已居世界第三位。生物柴油是燃料乙醇以外的另一种液体生物质燃料。生物柴油的原料来源既可以是各种废弃或回收的动植物油，也可以是含油量高的油料植物，例如麻风树（学名小桐子）、黄连木等。中国生物柴油产业的发展率先在民营企业实现，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建卓越新能源发展公司等都建成了年生产能力l万～2万吨的生产装置，主要以餐饮业废油和皂化油下脚料为原料。此外，国外公司也进军中国，奥地利一家公司在山东威海市建设年生产能力25万吨的生物柴油厂，意大利一家公司在黑龙江佳木斯市建设年生产能力20万吨的生物柴油厂。预计中国生物柴油产量2010年前约可达每年100万吨。

二、中国生物质能源发展政策

为了确保生物质能源产业的稳步发展，中国政府出台了一系列法律法规和政策措施，积极推动了生物质能源的开发和利用。

（一）行业标准规范生产，法律法规提供保障

本世纪初，为解决大量库存粮积压带来的财政重负和发展石化替代能源，中国开始生产以陈化粮为主要原料的燃料乙醇。2001年，国家计划委员会发布了示范推行车用汽油中添加燃料乙醇的通告。随后，相关部委联合出台了试点方案与工作实施细则。2002年3月，国家经济贸易委员会等8部委联合制定颁布了《车用乙醇汽油使用试点方案》和《车用乙醇汽油使用试点工作实施细则》，明确试点范围和方式，并制定试点期间的财政、税收、价格等方面的相关方针政策和基本原则，对燃料乙醇的生产及使用实行优惠和补贴的财政及价格政策。在初步试点的基础上，2004年2月，国家发展和改革委员会等8部委联合发布《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，在中国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。同时，为了规范燃料乙醇的生产，国家质量技术监督局于2001年4月和2004.年4月，分别发布GBl8350－2001《变性燃料乙醇》和GBl8351－2001《车用乙醇汽油》两个国家标准及新车用乙醇汽油强制性国家标准（GBl835l一2004）。在国家出台相关政策措施的同时，试点区域的省份均制定和颁布了地方性法规，地方各级政府机构依照有关规定，加强组织领导和协调，严格市场准入，加大市场监管力度，对中国生物质燃料乙醇产业发展和车用生物乙醇汽油推广使用起到了重大作用。

此外，国家相关的法律法规也为生物质能源的发展提供保障。2005年，《中华人民共和国可再生能源法》提出，“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料、鼓励发展能源作物，将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系”。国家“十一五”规划纲要也提出，“加快开发生物质能源，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋发电，建设一批秸秆发电站和林木质发电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力”。

（二）运用经济手段和财政扶持政策推动产业发展

除制定相应法律法规和标准外，2002年以来，中央财政也积极支持燃料乙醇的试点及推广工作，主要措施包括投入国债资金、实施税收优惠政策、建立并优化财政补贴机制等。一是投入国债资金4.8亿元用于河南、安徽、吉林3省燃料乙醇企业建设；二是对国家批准的黑龙江华润酒精有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、河南天冠燃料乙醇有限公司、安徽丰原生化股份有限公司4家试点单位，免征燃料乙醇5%的消费税，对生产燃料乙醇实现的增值税实行先征后返；三是在试点初期，对生产企业按保本微利的原则据实补贴，在扩大试点规模阶段，为促进企业降低生产成本，改为按照平均先进的原则定额补贴，补贴逐年递减。

为进一步推动生物质能源的稳步发展，2006年9月，财政部、国家发展和改革委员会、农业部、国家税务总局、国家林业局联合出台了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》，在风险规避与补偿、原料基地补助、示范补助、税收减免等方面对于发展生物质能源和生物化工制定了具体的财税扶持政策。此外，自2006年1月1日《可再生能源法》正式生效后，酝酿中与之配套的各项行政法规和规章也开始陆续出台。财政部2006年10月4日出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，该办法对专项资金的扶持重点、申报及审批、财务管理、考核监督等方面做出全面规定。该《办法》规定：发展专项资金由国务院财政部门依法设立，发展专项资金的使用方式包括无偿资助和贷款贴息，通过中央财政预算安排。

三、中国生物质能源发展中存在的主要问题

尽管中国在生物质能源等可再生能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于中国生物质能源发展还处于起步阶段，面临许多困难和问题，归纳起来主要有以下几个方面。

（一）原料资源短缺限制了生物质能源的大规模生产

由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。

（二）还没有建立起完备的生物质能源工业体系，研究开发能力弱，技术产业化基础薄弱

虽然中国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段，要实现大规模生产，还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障，产业化程度低，大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。

（三）生物燃油产品市场竞争力较弱

巴西以甘蔗生产燃料乙醇1980年每吨价格为849美元，1998年降到300美元以下。中国受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本比较高，目前，以陈化粮为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨3500元左右，以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨4000元。按等效热值与汽油比较，汽油价格达到每升6元以上时，燃料乙醇才可能赢利。目前，国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻风树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生物柴油的生产技术才刚刚开始产业化试点，产业化程度还很低，近期在成本方面的竞争力还比较弱。因此，生物质燃料成本和石油价格是制约生物质燃料发展的重要因素。

（四）政策和市场环境不完善，缺乏足够的经济鼓励政策和激励机制

生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。从国外的经验看，政府支持是生物质能源市场发育初期的原始动力。不论是发达国家还是发展中国家，生物质能源的发展均离不开政府的支持，例如投融资、税收、补贴、市场开拓等一系列的优惠政策。2000年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但是，由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。近年来，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国家标准，更没有生物柴油正常的销售渠道。此外，生物质资源的其它利用项目，例如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等，初始投资高，需要稳定的投融资渠道给予支持，并通过优惠的投融资政策降低成本。中国缺乏行之有效的投融资机制，在一定程度上制约了生物质资源的开发利用。

四、中国生物质能源未来的发展特点和趋势

（一）逐步改善现有的能源消费结构，降低石油的进口依存度

中国经济的高速发展，必须构筑在能源安全和有效供给的基础之上。目前，中国能源的基本状况是：资源短缺，消费结构单一，石油的进口依存度高，形势十分严峻。2004年，中国一次能源消费结构中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占7.0%；一次能源生产总量中，煤炭占75.6%，石油占13.5%，天然气占3.O%，水电等占7.9%。这种能源结构导致对环境的严重污染和不可持续性。中国石油储量仅占世界总量的2%，消费量却是世界第二，且需求持续高速增长，1990年的消费量刚突破1亿吨，2000年达到2.3亿吨，2004年达到3.2亿吨。中国自1993年成为石油净进口国后，2005年进口原油及成品油约1.3亿吨，估计2010年将进口石油2.5亿吨，进口依存度将超过50%。进口依存度越高，能源安全度就越低。中国进口石油的80%来自中东，且需经马六甲海峡，受国际形势影响很大。

因此，今后在厉行能源节约和加强常规能源开发的同时，改变目前的能源消费结构，向能源多元化和可再生清洁能源时代过渡，已是大势所趋，而在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的规模化开发无疑是一项现实可行的选择。

（二）生物质产业的多功能性进一步推动农村经济发展

生物质产业是以农林产品及其加工生产的有机废弃物，以及利用边际土地种植的能源植物为原料进行生物能源和生物基产品生产的产业。中国是农业大国，生物质原料生产是农业生产的一部分，生物质能源的蕴藏量很大，每年可用总量折合约5亿吨标准煤，仅农业生产中每年产生的农作物秸秆，就折合1.5亿吨标准煤。中国有不宜种植粮食作物、但可以种植能源植物的土地约l亿公顷，可人工造林土地有311万公顷。按这些土地20%的利用率计算，每年约可生产10亿吨生物质，再加上木薯、甜高粱等能源作物，据专家测算，每年至少可生产燃料乙醇和生物柴油约5000万吨，农村可再生能源开发利用潜力巨大。生物基产品和生物能源产品不仅附加值高，而且市场容量几近无限，这为农民增收提供了一条重要的途径；生物质能源生产可以使有机废弃物和污染源无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村的生产和生活环境。生物质产业的这种多功能性使它在众多的可再生能源和新能源中脱颖而出和不可替代，这种多功能性对拥有8亿农村人口的中国和其他发展中国家具有特殊的重要性。

（三）净化环境，进一步为环境“减压”

随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。《京都议定书》已对发达国家分配了2012年前二氧化碳减排8%的指标，中国是《京都议定书》的签约国，承担此项任务只是时间早晚的问题。此外，农业生产和废弃物排放也对生态环境带来严重伤害。因此，发展生物质能源，以生物质燃料直接或成型燃烧发电替代煤炭以减少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以减少碳氢化物、氮氧化物等对大气的污染，将对于改善能源结构、提高能源利用效率、减轻环境压力贡献巨大。

（四）技术逐步完善，产业化空间广阔

从生物质能源的发展前景看，第一，生物乙醇是可以大规模替代石化液体燃料的最现实选择；第二，对石油的替代，将由E85（在乙醇中添加15%的汽油）取代E10（汽油中添加10%的乙醇）；第三，FFVs（灵活燃料汽车）促进了生物燃油生产和对石化燃料的替代，生物燃油的发展带动了传统汽车产业的更新改造；第四，沼气将规模化生产，用于供热发电、（经纯化压缩）车用燃料或罐装管输；第五，生物质成型燃料的原料充足，技术成熟，投资少、见效快，可广泛用于替代中小锅炉用煤，热电联产（CHP）能效在90%以上，是生物质能源家族中的重要成员；第六，以木质纤维素生产的液体生物质燃料（Bff。）被认为是第二代生物质燃料，包括纤维素乙醇、气化后经费托合成生物柴油（FT柴油），以及经热裂解（TDP）或催化裂解（CDP）得到的生物柴油。此外，通过技术研发还将开拓新的资源空间。工程藻类的生物量巨大，如果能将现代生物技术和传统育种技术相结合，优化育种条件，就有可能实现大规模养殖高产油藻。一旦高产油藻开发成功并实现产业化，由藻类制取生物柴油的规模可以达到数千万吨。

据专家预测估计，到2010年，中国年生产生物燃油约为600万吨，其中，生物乙醇500万吨、生物柴油100万吨：到2020年，年生产生物燃油将达到1900万吨，其中，生物乙醇1000万吨，生物柴油900万吨。

（五）生物质燃料流通体系和相关政策进一步健全完善

随着生物质产业的进一步发展，现有的以粮食为原料的燃料乙醇的销售体系，将会扩大到以甜高粱、甘蔗、麻风树等非粮食作物为原料的液体燃料的销售，与此相配套的非粮食生物质燃料的收购、调配和销售体系将在全国建立并逐步完善。非粮食燃料乙醇收购价格将由国务院价格主管部门根据有利于促进非粮食生物质燃料发展的原则确定并公布。同时，参照目前已实行的陈化粮燃料乙醇的财政和税收优惠政策，对非粮食燃料乙醇、生物柴油的生产和销售制定财政和税收优惠政策。有关非粮食生物质燃料的生产和销售管理办法、价格及财政税收政策将由国家发展和改革委员会同有关部门制定。

浅析我区农村新能源的开发与利用 篇3

一、开发与利用的现状

六合区农村沼气经过了“两落三起”的发展历程。20世纪60年代末到70年代初，出现了发展沼气的热潮，建设了4400多处，但很短时间后多数沼气池就报废了。70年代末期，又掀起了发展沼气热潮，但多数未能持久运行。“两落”造成严重的负面影响，至2005年底沼气保有量仅为7000处。“两落”的主要原因之一是技术服务跟不上，农民欠缺建池施工和日常管理技术，不能及时有效解决使用过程中产生的问题，大量病池报废，综合效益难以发挥，资金浪费严重。2006年至今，各级政府把农村新能源建设纳入为民办实事范畴，加大了财政投入，农村新能源建设的领域也得到了扩展，不仅加快了户用沼气池建设步伐，规模畜禽养殖场沼气治理工程也迅速发展。2006—2011年我区共兴建户用沼气池8000多处，沼气工程42处（其中500m3 3处，300m3 2处），秸秆气化工程2处，总投入3439.48万元，其中省级以上投入1578万元，市级配套503.3万元，区级配套174.5万元，农户和企业自筹资金1183.68万元。目前户用沼气池推广的池型是大出料口水压式和强回流沼气池，强调“一池三改”（沼气池、改圈、改厕、改厨）。该池型密闭性能好，产气量高，出料方便。截止目前，户用沼气池累计推广18000处，已报废3000处，可用15000处，占总农户的10%左右，主要分布在金牛湖、马集、冶山等北部街镇；各类大中小型沼气工程近42处；秸秆气化工程2处；生活污水净化处理池近20处；太阳能热水器80000多台，已在城乡全面普及。

我区严格按照《南京市农村沼气和秸秆气化建设项目管理办法》要求，严格建设规范，按照统一标准、专业施工、统一操作规程组织建设。在质量管理上，做到“四个坚持”，即坚持建设标准，坚持技术标准，坚持职业准入制度，坚持招投标制度。在项目程序上，实行做到“三公开一公布”，“三公开”即要公开省市有关扶持政策、建设计划任务、资金补助标准和建设条件，公开项目自愿建设单位或农户名单，公开物资采购价格及分配办法；“一公布”就是网上公布用户档案、项目村电话、各级管理部门电话。同时，严格项目验收，确保完成项目建设任务。建立健全农村清洁能源工程管理制度，农村清洁能源工程建设与管理实行责任制和责任追究制、项目法人责任制、建设保证金制度，加强农村清洁能源工程建设与管理的培训工作。加强项目资金管理，按照《江苏省财政支农专项资金报账制管理办法》相关规定，设立专帐规范核算，专款专用，并实行项目资金财政报账制。农村清洁能源工程竣工后，及时组织开展项目工程决算审计和财务审计，由具备相关资质的机构出具相应的审计报告，同时，会同建设单位、施工企业进行项目的初步验收，出具由区县农村清洁能源主管部门、项目建设单位、工程监理单位和工程施工企业四方共同签字的工程竣工现场验收报告。区内现有农村能源施工企业1个，资质为三级，持证技工近50人，承担户用沼气池、沼气工程（300m3以下）等建设任务。300m3以上的沼气工程和秸秆气化工程按照省市要求严格实行招投标制，今年共招投标沼气工程3个。我区多次被省农委评为农村清洁能源建设先进集体。

二、存在问题

我区在农村新能源开发与利用中虽然取得了一些成绩，但还存在一些问题。一是建设速度上还显得不够快。纵向上看有进步，横向上看和江宁、浦口比还有不小的差距，户用沼气池、沼气工程建设数量显得不足，秸秆气化工程数量也仅有一处。二是存在重建轻管的现象。农村沼气服务方面，故障维修不及时，配件供应跟不上，脱硫装置较少进行再生和更换，进出料装备缺乏，大多数沼气农户不掌握综合利用技术，有的沼气池运行了多年，竟没有进行过一次大换料，影响了正常产气，有的农户不按规程操作，换料时不关闭阀门，导致净化器被烧坏，有的农户缺乏安全知识，擅自开盖维修，个别地区导致了事故，沼渣、沼液等优质肥料得不到合理利用，效益打了折扣。三是近两年生猪价格波动较大，发病率高，部分农户和养殖场饲养量下降，造成发酵源不足，产气量下降，甚至不能正常使用。

三、具体对策

1.提高认识

发展农村新能源有利于促进农村卫生状况和生态环境的改善，促进农民生活方式的转变，提高生活质量，建设文明和谐的新农村；有利于促进农业增長方式转变，实现农业增效、农民增收，建设经济繁荣的新农村。如近年来推广的“猪—沼—果（粮、菜）”能源生态经济模式，就是把种植业与养殖业有机结合起来，把养殖业所产生的废弃物转换成可再生能源沼气和有机肥，既解决了农村燃料问题，又减少了化肥、农药的使用量，改善了农产品品质，提高了农产品的市场竞争力。

2.加强宣传

一要向领导宣传，发展农村能源，对于满足农民生产生活用能需求、增加农民收入、繁荣农村经济、优化农村环境、提高农村文明程度都具有重要意义，是社会主义新农村建设的重要内容。发展农村沼气、太阳能和生物质能源，可以把农村的“三废”（秸秆、粪便、垃圾）变成“三料”（燃料、饲料、肥料），提高各级领导的认识。二要向广大农民宣传，一户农民建一只8m3的沼气池，年产沼气350m3左右，一般可解决10个月的做饭、烧水、照明的用能需求。还可提供有机肥料约20t，节柴2000kg以上，户均节支增收1000元左右。三要通过各种媒体向社会宣传，发展以沼气为重点的农村能源，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措，形成全社会重视关心和支持农村新能源建设的良好氛围。

3.加大投入

发展农村新能源建设，是一项公益性事业，要积极争取利用国债和省市项目资金的支持，区政府要加大资金投入，配套资金要列入年度财政预算，确保足额配套，同时拓宽投资渠道，引进民营资本投资该领域，同时收取项目保证金后作为工程款，保证自筹资金全部到位。这样才能加快户用沼气池、沼气工程、秸秆气化工程的建设步伐。此外，要安排好工作经费，保障全区清洁能源建设正常有序开展。

4.強化服务

围绕推进社会主义新农村建设，以改善农村生产生活条件、促进农民增收、方便农民群众为出发点，将沼气服务体系建设与沼气发展协调推进。坚持“政府引导、多元参与、方式多样”和“服务专业化、管理物业化”的原则，逐步建立以省级技术实训基地为依托、区服务站为支撑、镇村服务网点为基础、农民服务人员为骨干的沼气服务体系，为沼气农户提供优质、规范、高效、安全的服务，巩固沼气建设成果。同时要发挥市场机制作用，除采用协会领办、个人承包、股份合作等形式外，鼓励发展股份制沼气服务公司和民营沼气服务队伍，形成各类社会主体参与的沼气服务体系。对各类沼气工程和秸秆气化站内部要确定专人负责，通过参加省市培训，合格后持证上岗。

5.加强管理

对新建的规模养殖场，要先进行环境评价，把对环境污染的治理作为前置条件，按照“谁污染谁治理”的原则，准备好必备的资金，积极申报国家及省市项目，通过沼气工程进行环境污染治理，沼气作能源或发电，沼渣沼液作优质的有机肥料。项目实施行过程中，在规划、用地等方面要给予扶持。对现有的规模化养殖场，各级政府要责令限期完成污染治理工作，奶牛养殖必须规划好区域，全部进养殖小区，以便集中处理粪便。

6.开辟途径

绿色能源的合理利用与开发 篇4

一、我国的能源利用形式与可持续发展

能源是人类发展的必备要素, 伴随着经济的不断发展和人们生活水平的不断提高, 人们的环保意识不断得到增强, 对所处的生活环境的要求也在不断提高。从整体的能源发展战略来看, 在新的世纪里, 人们必须寻找到一条资源的可持续发展道路。增加清洁的、可再生、无污染的绿色能源的利用和开发, 以完成人类生存过程中的能源问题。

随着世界工业发展的加快, 预计全球未来的能源消耗的增速将不断加快, 煤、石油等常规能源将面临日渐减少的困境, 自20世纪70年代世界范围内的能源危机发生以后, 全球石油售价增加, 不断刺激着能源消耗大国, 如英国、美国等国家将主要研究精力放在研发常规能源外的其他能源身上, 甚至有的国家一度以军事打击为手段攫取石油等能源, 充分说明世界范围内的能源危机正深刻影响着全球各国的政治、经济关系。

我国目前面临着国民经济的高速发展与能源利用率较低的矛盾, 例如, 2003年我国的GDP增长率为9.1%, 但是耗费的原材料和能源占全世界的30%, 快速发展的经济为生态环境带来了极大的负担。

实际上, 与石油、煤炭等常规能源进行比较, 其他的绿色能源, 如太阳能、风能、潮汐能、水能等仍然蕴含着较大的能量储备, 例如, 地球十天内接收到的太阳能就是全球所有化石燃料的能源储备的总量。目前全球各国都积极制定清洁能源的发展战略, 欧盟也提出要使2050年的发电总量中达到百分之五十的可再生能源的利用率。在新的世纪中能源结构将发生较大变化, 太阳能、水能等清洁能源将代替煤炭、石油等传统的能源, 我国也积极提倡以绿色能源为主导的经济发展模式, 还积极制定了环境与发展措施, 确定了“因地制宜、合理利用和开发地热能、水能、太阳能等绿色能源”的发展思路。

二、能源的发展方向

为了确保国民经济的可持续发展以及不断提高人们的物质生活水平, 必须要坚持能源的可持续发展, 这就要求在发展经济的同时为能源的发展制定正确合理的方向, 这样才能保护原本已经十分脆弱的生态环境, 保证可持续发展的顺利进行。

(一) 加快调整能源利用结构

在社会生产力不断发展的情况下, 经济发展对能源的需求量也在不断增加, 而能源的利用结构也在不断调整和完善。目前, 化石燃料是世界能源结构的主体, 但是, 煤矿、石油等矿物能源属于不可再生能源, 总有一天会枯竭, 目前, 矿物能源已经出现供不应求的局面, 世界各国争夺能源引起了世界局势的动荡。我国对能源需求量很大, 其中煤炭是主要消耗能源, 1995年需求量为世界的10.4%, 2020年会增加至15.3%, 而我国的人均煤炭量为世界的二分之一, 在不久的将来, 我国的能源消耗将大部分依靠进口, 这将严重遏制我国经济的可持续发展。另外矿石能源经过燃烧后也会对环境造成严重影响, 引起酸雨、温室效应等问题, 对森林、耕地等造成污染和破坏, 更影响了环境的可持续发展。

(二) 绿色能源成为发展趋势

有机构预测至2250年到2500年间, 世界的煤炭能源将被消耗完全, 面对能源危机, 能源与经济、能源与环境的矛盾将越来越突出, 绿色能源作为调整能源结构的关键步骤, 引起了世界各国的重视。简而言之, 绿色能源就是再生能源以及清洁能源, 广义的绿色能源包括了在利用开发中污染较低的能源, 如核能、天然气、清洁煤炭等。狭义的绿色能源是指可再生能源, 如水能、太阳能、风能、氢能、燃料电池、生物能等, 这些能源储存量丰富, 基本上不会对环境造成污染, 还可以就地使用, 在利用形式上可以集中建设, 也可以分散建设, 形式灵活多样。绿色能源不但可以解决经济的持续发展问题, 同时也促进了生态环境问题的解决, 发展前景广阔。世界对这些绿色能源的利用进行了长时间的研究, 部分能源已经在实际生活中发挥出了较大的社会效益和经济效益。

三、绿色能源的合理开发和利用

在改善能源结构、强化能源供应、大力保护环境中, 绿色能源的利用开发有重要作用, 这也是实现环境保护、化解能源供需矛盾、坚持可持续发展的必然选择, 我国已经颁布了《可再生能源法》, 建立了绿色能源的发展基金, 对绿色能源相关的技术研发和工程试点给予了政策上的大力支持, 绿色能源的合理开发和利用的发展前景十分明朗。

(一) 水能的利用

我国的水能蕴藏量十分丰富, 但是水能资源的分布极不均衡, 我国水力资源的理论蕴藏量折合成发电量约为6.19亿千瓦, 年发电量可达到1.76亿千瓦, 这一数值约占了世界水能资源的百分之二十, 居世界第一位。我国的小型水电资源的分布也较为广泛, 全国两千多个县市中至少有一千五百个县拥有能够开发的水电资源, 目前建成的有一千万瓦以上水电开发量的有一千一百多个县, 在与太阳能等其他绿色能源的利用比较而言, 我国水电利用造价较低且技术较为成熟, 适合在具有水能资源的农村地区进行水力发电和电气化的建设工程。但是目前我国的水能资源开发程度仍然较低, 根据我国小水电规划, 到2020年水电装机制定了9300万千瓦的目标。

(二) 海洋能的利用

海洋能是指存在于海洋之中的可再生能源, 其主要的存在形式包括波浪、潮汐、海流、温度差等。我国有宽广的海岸线, 海洋管辖范围广泛, 因此我国的海洋能资源丰富, 具有很高的利用价值。我国海洋能开发利用历史悠久, 具有丰富的经验和较为扎实的基础, 如已经拥有了小型潮汐发电技术, 建立潮汐发电站的条件基本成熟, 岸式波力发电技术走在了世界波浪能技术开发的前列, 但不可否认, 目前我国海洋能的利用形式较为单一, 整体规模有限, 在海洋能的实用性方面仍然欠缺。

(三) 太阳能的利用

太阳能的利用主要表现在太阳能发电、太阳能热水器、太阳能建筑等方面, 2006年, 我国生产的硅片和太阳能电池分别占全球市场的25%、15%, 而目前, 我国已经是全球最大的太阳能热水器的消费国和生产国, 每年的太阳能热水器产量占世界推广量的百分之七, 且仍在以百分之二十五的增速发展, 另外太阳能采暖建筑的推广范围也在不断扩大, 由于我国目前的住宅小区发展趋势明显, 所以利用太阳能住宅区内每平方米每年能够节省20kg至40kg的标准煤, 如此利用太阳能能发挥出良好的社会效益以及经济效益。

(四) 风能的利用

据资料显示, 我国大陆大约拥有三亿千瓦的风能可利用总量, 而近海岸区域的可利用风能约为七亿千瓦左右, 我国的风能主要集中在东部沿海地区, 包括近岸海域、沿海岛屿和沿海陆地, 另外我国风能的集中区域包括“三北地区”以及内陆部分风能集聚区。

我国风能利用主要通过风力发电机、风力发电场、风力提水机、风力发电组等形式表现, 目前风力发电机的应用范围也在逐渐扩大, 从最开始的家庭用电发展成铁路、公路、通讯等多方面应用的现实状况, 我国风能的利用与开发正逐步步入成熟阶段, 以2006年为例, 我国建成了91个风力发电场, 全国有133.7亿的新增风力发电装机容量, 增长率超过了百分之百, 另外, 我国还出台了风电设备生产要求, 颁布风电特权, 加大了风电开发的扶持政策等, 可见风能已经成为我国绿色能源的重要构成部分, 在这一方面, 我国的风能资源发展迅速, 可能成为与火电、水电并列的三大发电能源。

(五) 生物质能源的利用

生物质能分布平均、蕴藏丰富, 能够代替化石燃料, 是缓解温室效应、维护生态平衡、解决环境与能源间的矛盾问题的重要手段, 它是一种来源于太阳能的环保、绿色能源。

所谓生物质能, 主要来源于畜禽粪便、树木枝桠、农作物秸秆等, 据统计, 我国每年产生的秸秆数量为7亿吨左右, 其中部分用于喂养家畜和回收造纸, 大部分作为了燃料进行使用。生物质能的利用方式多种多样, 最常见的就是进行直接燃烧, 其不但会产生浓烟影响空气质量, 而且能源的利用率仅为10~15%。为了增加生物质能的能量转换效率, 需加强对生物质能的利用开发, 生物质的热解气化技术着眼于将秸秆等材料转化为气体燃料, 以增加能源的利用效率和清洁程度, 这是一种十分具有开发前景的绿色能源利用手段, 在我国已经得到了广泛推广和应用, 目前, 生物质能的主要应用与开发技术包括了气化发电机组、对植物 (如木材) 加工直接气化利用、秸秆集中气化供气等, 尤其是在我国广大的农村中, 生物质能开发利用的代表技术为沼气技术, 作为新一代的生物燃料, 国家对沼气技术的研发重视程度不断提高, 其正朝着商业化的方向逐步发展。

四、结语

伴随着煤炭、石油等常规能源的枯竭危机, 太阳能、风能、生物质能等环保清洁、储存丰富的绿色能源的合理利用与开发的研究被提上了能源发展的议事日程, 在未来全球的能源消耗中, 绿色能源的地位将不断提高, 绿色能源的开发利用技术将日益成熟, 利用开发途径将不断被拓宽, 总之, 在未来世界的经济发展过程中, 世界能源结构将发生深刻变革, 其利用开发程度也将不断增加。

第五节 新能源的开发和利用 篇5

教学目的

1.使学生了解开发利用新能源的必要性与可行性以及几种新能源的性能。

2.通过对常规能源与新能源的分类和比较，提高学生分析问题的能力。

3.在学习新能源知识的基础上，培养同学初步建立要珍惜能源资源，努力开发新能源的思想，激励他们树立自觉学习科学技术的决心。

课型 讲授新课。

教学方法 讲述与问答相结合的方法。

教学重点和难点 重点是新能源开发利用的必要性与可行性，难点是新能源的特点。

教学用具 自制投影片(或画片)：①火电站与核电站一日燃料运量的比较;②太阳灶;③荷兰风车;④风力发电装置;⑤沼气池。

气象能源的开发与利用论文 篇6

关键词 农村能源建设；清洁能源；开发利用

中图分类号：F323.214 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）09--02

农村的能源建设问题对于农村未来的发展有着重要的意义和影响，而清洁能源的开发和利用往往能够解决能源紧缺的问题，缓解一部分能源压力，所以这些对策对我国的农村建设发展起到了巨大的作用。但是对策实施的过程中，我们会发现很多问题，本文主要对能源建设与清洁能源的开发利用的意义、背景、现状和具体的措施等内容进行系统地研究，进一步把焦点集中在农村建设的问题上来，为农村建设工作的发展贡献一份力量。

1 我国农村实行的能源建设

我国的能源有限，要想走可持续发展之路就需要进行政策上的改进，所以国内的能源专家们已经把关注点放在了农村能源问题上，我国的农村能源工作存在很大问题，而且现在处于即将干涸的状态，如果不及时改善现如今的局面，就会给未来的农村能源建设工作带来极大麻烦。所以，我国的农村能源建设问题是迫切需要解决的内容。农村能源建设问题可以贯彻我国的可持续发展政策，有效解决民生问题，具有重要的发展意义[1]。

2 实行农村能源建设和清洁能源的开发利用重要意义

上文中已经提到，我国实施农村能源建设和清洁能源的开发利用具有重要的意义，以下是具体的内容。

我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用可以进一步提高农民的物质收入。我国的农民经济水平一直都不高，这种现状不利于和谐社会的构建和发展。但是农村能源建设发展可以帮助农民增加一定的经济收入，给他们带来更多的收益。例如，有条件的农民可以在自家建立一个小型沼气池。这样的沼气池既可以节省去购买一定煤炭燃料的大量金钱，又可以省去一定的劳动力。同时，沼气池本身还能够为农民的庄家提供足量的有机肥料，避免资源的浪费，增加能源的利用率，节省部分开支。有些农民可以利用自然能源，如风能、太阳能等能源代替传统能源，既可以节省资源消耗，又可以节约用度。

我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用还可以提高农民的生活品质，同时加强他们的文化素养。农民可以用太阳能、风能等能源代替传统的能源，在运用的过程中慢慢学会新的知识，进一步丰富文化知识，提高文化素养，通过新能源的开发和利用能够改变家庭的居住格局，改善农民的生活水平，摆脱落后的生活现状，提高生活品质[2]。

3 我国现如今农村能源建设和清洁能源的开发利用所面临的现状

我国当今的农村能源建设和清洁能源的开发和利用所处的具体现状主要是：当今，在我国农村能够利用的清洁能源有水能、风能、潮汐能、太阳能和生物能等种类的能源。其中太阳能的利用因为可以被直接使用，不会对大自然造成污染而被认为是最理想的能源原料。我国已经针对太阳能技术做出了一系列的措施而且在加快我国农村能源建设事业发展方面也取得了一些成绩。在农村能源建设中生物能的应用是最为广泛的另一项能源种类，这其中包括了生物质裂解、生物燃料乙醇和秸秆气化等内容。

4 农村能源建设和清洁能源开发的有效措施和具体办法

我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用的有效措施总结起来主要有以下3点内容。

第一，应该进一步加强投入的力度，政府部门最好可以充分意识到农村能源建设的关键性，在财政方面给予一定的物质支持，地方相应的政府部门也不能过分依赖中央的财政投入，要想方设法自己解决目前的问题，尽快找到解决问题的经济赞助和支持来源。农村中可以具体利用沼气进行能源方面的建设。同时，还可以根据实际的情况，运用生物质节能灶改善能源紧缺的状况。

一些其他的能源如太阳能、风能等能源也是可以进行考虑的对象。进一步提高能源的利用率，科学合理地进行规划，进一步加快农村能源建设的发展速度[3]。

第二，政府需要提高这方面工作人员的工作热情和本身素质，制定一套完整并且科学合理的激励制度，一方面调动人员的工作热情，另一方面加强人员的素质培养。这项激励制度中最好能够包括农村能源建设和清洁能源的开发利用项目的专项资金内容，从物质上鼓励这些工作人员，努力创新。此外，政府部分需要制定一份健全合理的用人机制和考核方法，杜绝工作人员懒散等情况的发生。

第三，要想农村能源建设工作得到迅速发展必须要鼓励引进先进的科学技术。科学技术是第一生产力，所以要想发展就得依靠先进的科学技术水平，政府方面需要大力支持开展能源项目的自主研发，积极与各大高校保持联系，进一步跟进科研方面的工作，将具体的应用内容投入到农村能源建设中去。

清洁能源的开发和利用主要是一种新型的清洁技术和方式，还是一种对环境污染较少的新能源技术内容。近几年，在具体实施过程中，我们看到了该项技术已经取得了突破性的进展，而且具有一定广阔的发展前景。但由于发展的起步较晚，而且城市和农村之间存在一定的差距就使农村清洁能源的开发利用相对滞后，所以国家和政府要給予更多的重视；同时，颁布相应的政策去进一步推广我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用。

5 结语

我国农村的发展问题一直都是困扰党和政府的重要内容，农村的发展对于国家整体的进步和发展也具有重要的意义，所以农村的能源建设发展问题是能够实现双赢的重要发展方向，它不仅能够解决农村问题还能推进国家整体化发展进程，还可以有效改善能源紧缺问题，也是贯彻落实我国可持续发展战略的重要举措。只要持之以恒，我国的农村建设和发展会有更好的发展。

参考文献

[1]方琦，陈艳.杭州市农村地区清洁可再生能源开发利用实践探索[J].农业环境与发展，2012（3）：42-44.

[2]刘悦.河北省农村能源清洁开发利用工程技术模式解析[J].河北农业，2015（7）：45-46.

[3]唐洪兴.加快农村能源生态建设促进农业循环经济发展[J].农业工程技术：新能源产业，2013（2）：31-33.

农村新型能源的开发与利用 篇7

当前中国的大部分农村消费的能源主要由电、煤、农作物秸秆、薪柴、液化气等组成。随着电、煤和液化气等能源价格的不断上涨, 农民的生活支出也逐渐增大, 这导致绝大多数农村选择农作物秸秆和薪柴作为燃料。但是秸秆和薪柴的直接焚烧将产生的大量烟尘和余灰, 不仅严重污染生活环境, 而且损害人们的身心健康[1]。对于靠近城市的农村而言, 大量焚烧秸秆和薪柴所产生的烟尘会飘向城市, 导致城市的空气环境也收到严重的污染。另外, 薪柴的燃烧还会造成植被森林资源固有量大量减少, 同时林地涵养水源的能力也相应降低, 水土流失、洪涝等地质灾害的发生机率也相应增加。

因此, 开发利用农村新型能源, 大力发展可再生能源, 能够有效改善农村生产生活条件, 减少对自然生态环境的污染, 促进农村的可持续发展, 形成新的农业产业链条, 加速城乡一体化进程, 缓解国家能源紧张局面, 是农村能源发展的必须趋势, 也是新农村建设过程中的一个重大举措[2]。

二、农村新型能源的开发与利用

新型能源是相对于常规能源 (如煤炭、石油、天然气等) 而言的, 相对常规能源而言, 新型能源一般具有可再生、潜力大、无污染、分布广、技术成熟等优点[3]。一般来讲, 新型能源主要分为生物能源、风能、太阳能、水能。

1. 生物能源

生物能源是当前农村可供利用的最大潜在能源之一, 当前生物能源的主要形式有沼气、生物制氢、生物柴油、燃料乙醇等。

沼气是秸秆、人畜粪便等有机物质在一定温度、水分、酸碱度并在厌氧密闭的条件下, 经过沼气菌等微生物的发酵作用而产生的一种可燃混合气体, 主要成分为甲烷和二氧化碳, 其热值达到5500-5800大卡/立方米[1], 是一种无污染、可再生的能源。制备沼气所需的原料, 来源十分广泛, 可以就地取材, 农作物秸杆、植物的枯枝落叶、人畜粪便、垃圾污泥、含有机物的工业废渣、废水等均可作为沼气制备的原材料。另外, 沼气制备的条件也很简单, 只要有太阳和生物的存在, 发酵池的池温能稳定在10℃以上, 就能不断的周而复始地来制取沼气。因此, 沼气是可供利用的来源最广、成本最低、可持续性最强的生物能源之一。

生物氢是今后生物能源发展的趋势之一, 可以通过微生物发酵得到。相比沼气, 生物氢原料的来源更为广泛, 释放的能量相比也更大, 而且其燃烧产物是水, 毫无污染, 应用前景更为广泛。生物制氢的过程其实就是一个光合作用的过程, 和电解水制取氢气的过程类似, 二者的差别就是:电解水得到的是分子氢, 而光合作用得到的是原子氢。目前生物氢制备的过程主要有五类:有机化合物的光合细菌光分解法、利用藻类或者青蓝菌的生物光解水法、有机化合物的发酵制氢、光合细菌和发酵细菌的耦合法制氢、酶催化法制氢[4]。

生物柴油也称为生质柴油, 是用未加工使用过的动物脂肪或植物油通过不同的化学反应制备出来的一种环保型生质燃料, 可以像柴油一样使用。生物柴油的优点是清洁和可再生, 可以通过动物油脂、废餐饮油、油菜籽和大豆等油料作物、黄连木和油棕等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物为原料制备而成, 是一种可替代石油柴油的液体燃料[5]。目前, 生物柴油最通用的制备方法是酯交换反应。

2. 风能

风能是因空气流做功而产生的一种可利用的能量, 空气流具有的动能就是风能。空气流速越高, 动能越大。利用风车的传动轴将转子 (由以空气动力推动的扇叶组成) 旋转带动, 产生的动力传至发电机即可产生电力。相比其他能源, 风能资源具有可再生、无污染、永不枯竭等特点, 综合社会效益高。而且, 风电技术成熟的开发能力和低廉的成本, 让风能成为农村可供利用的重点能源之一。

3. 太阳能

太阳能是农村最常见的一种可供利用的能源。目前, 对太阳能的开发利用途径主要有光热利用、太阳能发电、光化利用和光生物利用等。光热利用的基本原理是用平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器等装置将太阳辐射能收集起来, 通过与物质的相互作用转换成热能等其他能量的形式供人类利用。太阳能发电是通过光-热-电或光-电转换将太阳辐射能量最终用于电能。光化利用是通过光化转换来实现的, 即光辐射的吸收引发化学反应, 将太阳能转换为化学能, 其基本形式有植物的光合作用和物质发生化学变化贮存太阳能的光化反应。

4. 水能

水能是一种可再生的清洁能源。广义的水能包括潮汐水能、河流水能、海流能、波浪能等能量资源, 狭义的水能主要指河流水能。目前技术最成熟、最易开发利用的水能也是河流能源。对于农村而言, 水能的利用主要是用来发电。开发水能可以缓解煤炭和石油资源能能源的紧缺状态, 也可以避免使用这些能源给环境带来的污染。

结语

大力推广生物能源、太阳能、风能、水能等新型能源的开发和应用, 不仅可实现农业的可持续发展, 也可减轻传统能源产生的有害污染物对空气、土壤、水体的污染, 改善农村生存环境, 提高农民生活水平, 促进城乡一体化建设。但是, 农村新型能源的利用也是一个长期的过程, 必须因地制宜, 逐步有序推进, 同时政府部门需加以引导和监管, 将农村新能源作为一个重点扶持项目, 采取积极的政策和措施, 促进农村新型能源的发展。

摘要：农村新型能源的开发利用可以缓解农村能源短缺、优化农村用能结构、调整农业产业结构、改善农村人居环境。当前农村新型能源的开发和利用主要集中于生物能源、太阳能、风能、水能几个方面。本文对这些能源的开发利用和实施的意义进行了阐述, 同时指出农村新能源的开发和利用必须借助于政府的有效扶持和监管。

关键词：农村,新型能源,开发利用,生物能源,太阳能,风能,水能

参考文献

[1]杨宇, 虞华。农村能源消费结构及新能源的开发利用, 中国发展观察, 2008年第9期, 37-40.

[2]李伟。关于新农村新能源建设的思考, 农村经济, 2007年第9期, 107-108.

试论能源的开发与利用 篇8

关键词：能源问题,开发新能源,可持续发展

能源问题是中国经济、社会可持续发展的战略问题。有人说, 中国未来有三大难题:能源、资源和人员。能源:现在, 中国的能源消费仅次于美国, 居世界第二位;资源:中国的土地、水资源、矿产资源在世界各国中属资源相对贫乏国家;人员:这里指的是65岁以上的老人到2050年前会不断增加。本文着重研究能源问题。

一、对中国能源需求的再认识

中国从1980年到2000年的能源需求年增长4.6%, 远远低于同期9.7%的GDP年增长率。到2020年, 中国对主要能源的需求每年以4%～5%的速度不断增长。1993年中国还是个净石油出口国, 但到了2005年, 中国就有40%的石油依赖进口。

现在, 中国成为世界第二能源生产国和消费国。煤炭:中国是第一煤炭生产国和消费国;石油:中国是第二石油消费国和进口国;电力:中国是第二电力生产国。中国能源人均消费量为1.72吨标煤, 是世界人均能源消费量2.32吨标煤的74%, 但中国人多, 消费总量非常可观。13亿人口一年要消费22.36亿吨标煤。

为什么近年来能源消耗会出现超常规增长?原因有二:一是高能耗、高污染、重化工产业增长过快;二是城市化过程加快, 带来交通和建设业的发展, 推动了能源消费的增长。2000—2005年, 我国住宅建设面积增长2.44倍;2000—2006年, 我国成为世界最大轿车生产国。

世界能源统计表明:全球石油储量可供利用40年, 天然气可供65年, 煤炭可供应162年。中国煤炭可供应90年, 石油只能保证20年。中国发电量, 2002年为3.5亿千瓦, 2006年底为5.7亿千瓦, 2007年估计7亿千瓦。5年时间发电量翻了一番, 预计在未来的15年内, 中国要投资1800亿美元, 才能满足经济增长对电力的需求。

全世界年经济总量大约为360000亿美元, 美国经济总量大约为100000亿美元, 占27%, 美国人均GDP30769美元;中国2006年GDP28712亿美元, 中国人均GDP为2065美元。专家预测, 中国人均GDP达到美国人均GDP1/4时, 即中国人均GDP达到7692美元时, 中国石油的消耗量就同美国现在的消耗量相当了。这种情况, 专家预测2020年前后将会出现。现在中国人口占世界人口的20%, 每天石油消耗量是640万桶。美国人口是世界人口的5%, 每天消耗石油是2000多万桶, 是中国消耗量的3倍。而中国人均GDP由2065美元提高到7692美元时 (也是3倍多) , 中、美两国每年的石油消耗量就旗鼓相当了。中国成为世界能源消费大国, 唯一可选择的途径是大力开发再生能源和替代能源, 这是中国的能源方略。

二、能源的可持续发展问题

目前我国的能源结构中, 煤炭占69%, 现在、将来, 直至2050年, 煤炭仍是我国能源的主力。中国能源可持续发展的结构体系, 包括五个方面: (1) 大力发展煤炭的高效、清洁转换技术, 发展煤炭在能源中的基础性地位; (2) 开源节流, 保障石油与天然气的供应; (3) 大力发展水电和核电; (4) 大力发展可再生能源; (5) 加大研发新型能源。

1.开源节流, 保障石油和天然气的供应。

中国对石油需求量不断增长, 自1993年中国成为石油净进口国之后, 我国石油对外依存度不断提高, 从1995年的7.6%增加到2000年的31%, 预计2020年, 石油需求至少4.5亿吨, 而我国年生产1.8亿吨到2.0亿吨, 那时对外依存度为60%, 与美国的水平相当, 美国石油对外依存度为58%。严峻的石油消费形势要求中国必须加大海外找石油的步伐, 以确保中国的石油供应。 (1) 中国圈定海外四大石油战略区。中东、北非战略区。目前, 中国最重要的石油来源是中东、北非战略区, 这是中国从上世纪90年代开始经营的最重要的石油资源区。但是, 随着伊拉克战争、伊朗核危机、苏丹的达尔富尔问题, 这个传统的石油资源战略区动荡不安, 直接影响到了中国的石油安全。对于这个战略区, 中国的计划是继续予以巩固和扩大, 继续保持这个区域的油气供应。中亚和俄罗斯战略区。在四大战略区中, 中亚和俄罗斯战略区是今后中国在国外寻找油气资源的最重要的战略目标区。中亚和俄罗斯油气资源丰富, 距离中国最近, 而且陆地相连, 可以通石油管道输送油气, 是最安全的输送方式。目前, 已建成了中国哈萨克斯坦年输送1000万吨的输油管道, 和俄罗斯合作重点是建设安加尔斯克——大庆输油管道、俄罗斯东西伯利亚——中国东北、环渤海地区的输气管道。 东南亚战略区。中国的第三大战略是东南亚战略区, 包括印尼, 印度、马来西亚, 目前, 中国和这些国家在陆地上合作很顺利, 下一步的重点是延伸到油气资源非常丰富的南中国海有争议的海域。中国将通过外交手段, 与有争议的国家达成协议, 共同勘探开发南中国海海域丰富的油气资源。 南北美战略区。中国的第四大战略区是南北美战略区, 中国已与委内瑞拉达成石油勘探开发协议, 今后, 中国将加快合作步伐, 获得更多的油气资源。 (2) 煤变油的发展态势。 要对煤进行现代化开发利用, 要把煤气化为多联产系统作为能源战略方向。这个系统中的技术绝大部分是成熟技术, 只要煤炭、化工、电力部门通力合作, 到2020年前后会有相当的发展。

煤变油成为热点行业的原因:一是国际油价连续攀高的影响;二是高利润的诱惑。三是国际煤变油成熟技术国家诱惑我国购买他们的设备;四是某些企业以图钱为目的, 借煤变油的名目, 申请政府专项拨款和扶持资金。煤变油也存在一定的风险:一是前期投入大, 后期不可持续发展, 有的专家认为煤变油风险大于收益;二是煤变油用水量大, 把煤变油项目集中在缺水的内蒙古, 是个挑战。

2.生物能源的开发利用。

目前主要是乙醇和生物柴油的生产和使用。E85 (由85%乙醇、15%汽油混合而成) 风靡北美市场。普通汽车只要改进发动机就可使用E85燃料。中国目前混合比例乙醇是10%, 汽油是90%。生产车用乙醇需要大量玉米和大豆, 生产1吨乙醇需要3吨以上玉米和大豆, 造成玉米、大豆价格上涨, 并对畜牧业造成重大冲击, 这是E85不能在中国广泛推广的根本原因。

生物柴油目前在德国是用菜子油变成甲基酯, 经合成为生物柴油, 它排放的有害气体是普通柴油的一半, 不含硫, 不污染地下水。目前, 生物柴油的生产成本高于汽油, 政府通过减免税收来解决。

生物能源被世界公认为最重要的一种替代能源。美国提出到2025年, 用生物能源替代75%的中东石油进口, 欧盟也宣布, 到2020年, 交通运输的20%汽油由生物能源替代。

3.再生能源的开发利用。

(1) 风电。风电是可再生能源中技术最成熟、成本与火电、水电接近, 世界风电装机容量以年均20%～25%的速度增长。我国国内可用风能总储量有1万亿千瓦, 目前已开发利用3亿千瓦, 即万分之三, 预计在今后50年内, 风能发电量将占总电量的30%至40%。 (2) 核电。美国能源部提出第四代核能系统, 它具备安全性、可靠性、经济性和可持续性。中国核电发展战略也由适当发展转变为积极发展。到2020年, 将兴建30个以上的核能发电站, 核能所占发电量由目前的1%上升到4%。 (3) 水电。随着三峡大坝的建成, 中国西南地区、西北地区大型水利工程的建成, 水电在中国国营农场总发电量中所占份额从目前的16%提高到2020的20%。 (4) 太阳能。太阳能是最重要的基本能源, 其优点是取之不尽、用之不竭、无所不在、不要运输, 对环境没有任何污染。太阳能目前主要利用热水器和太阳能光电。而太阳能热水器是目前使用最普通的太阳能产品。在西北、华北地区被广泛使用, 全国采用率为60%, 年产值达40亿元。我国太阳能潜力大, 但潜力化为产业需要过程。国内太阳光电缺乏政府资金投入和市场机制的推动。专家预测在10—20年内, 太阳能光电投资单价将与煤和油相平衡, 并与之竞争。 (5) 沼气发电。我国农村普遍实施沼气发电, 一年可节约标煤1300万吨, “十一五”时期, 可节约标煤5000万吨。 (6) 海底可燃冰。可燃冰是固体甲烷, “可燃冰”是一种由甲烷气体和水组成的冰状固态化合物, 可以燃烧, 故称“可燃冰”。1立方米“可燃冰”可以释放出164立方米的天然气。据保守算, 世界上“可燃冰”矿藏中所含的有机碳的总资源量相当于全球已知煤炭、石油和天然气的2倍, 可满足人类的需求。其储量之大, 分布面积之广, 是人类未来不可多得的能源。许多科学家相信它有希望成为“21世纪最理想的、具有商业开发前景的新能源”。

目前, 日本和印度在其附近海域发现了大量的“可燃冰”矿藏, 已在研究、开发和利用。日本计划在加拿大开展可燃冰的采掘试验, 预计将在年内正式进行可燃冰的开采

气象能源的开发与利用论文 篇9

关键词：生物质能,秸秆发电,工艺技术

0 引言

生物质能作为唯一可运输并储存的可再生能源, 凭其优越的先天条件, 在强大的政策助推下, 越来越彰显华彩。而生物质能用以发电的物质, 以秸秆为主。秸秆是农作物的主要副产品, 秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源, 是一种低碳量、含硫量极低的清洁燃料。在我国生物质能资源非常丰富;秸秆被当成仅次于煤碳、石油、天然气的第四大能源。目前在欧美国家已把秸秆资源作为21世纪发展可再生能源的战略重点, 欧洲多个国家已建成多个秸秆直燃发电厂, 如:丹麦、西班牙、英国等。按照我国创建节约型社会的发展纲要, 我国计划到2010年发展生物质能发电量要超过300万k W, 目前秸秆直燃发电厂已列入国家级示范项目。本文就生物质能秸秆发电、可再生能源的开发与利用进行探讨。

1 秸秆发电很清洁——以某电力有限公司秸秆发电示范项目为例

农作物秸秆指玉米、水稻、小麦等一年生农作物的枝干。研究表明, 秸秆是一种很好的清洁可再生能源, 平均含硫量只有3.8‰, 而煤的平均含硫量约达1%。目前, 我国每年用于发电的煤炭高达8.5亿t。而另一方面, 我国可供直燃发电的秸秆资源量每年至少达到2亿t, 折合标准煤1亿t, 但是目前绝大部分秸秆被白白焚烧、低值利用。此外, 每年产生的稻壳、蔗渣、林木枝条等农林业废弃物, 折合标准煤高达几亿吨。这些生物质材料经加工后燃用发电, 成本比常规燃煤发电或直燃发电投资大大减少。

以某电力有限公司秸秆发电示范项目为例, 一期工程从2006年正式开工建设到正式点火, 仅用了7个月的时间。据介绍, 与国外同类产品相比, 国产锅炉的耐用性有较大程度提高, 150天才需停产清理一次锅炉, 而国外的100天就要停产清理一次。秸秆不仅具有燃烧发电的价值, 其燃烧后产生的余热、废气可就近提供给当地的工业园区使用, 降低了园区的运作成本。每年发电产生的2 000t废弃底渣, 还可以提供给当地的水泥厂生产水泥。秸秆燃烧后产生的粉尘含钾量达到10%, 达到钾肥生产标准, 每年可以收集到1万多吨。当地一家生态化肥厂从电厂就近获取原料, 不仅解决了电厂处理废料的难题, 每年还可节约资金200多万元。生产出来的绿色有机钾肥, 以较低的价格卖给农民, 又可返回农田, 真正实现了各个环节的绿色闭合。

该电力有限公司秸秆直燃发电示范项目共投资2.48亿元人民币, 每年发电量1.32亿度, 可节约标准煤10万t, 减排二氧化碳22万t。据粗略统计, 电厂的上网电价为0.63元/度, 而当地电价为0.39元/度, 每年发电的纯收益为600万~800万元, 加上余热、废气、废弃粉尘的销售收入, 估计10年内能收回投资成本。秸秆发电项目覆盖半径50km, 不仅使当地农民年人均增收500元~1 500元, 也能为当地政府提供一定的财政收入。

2 生物质能秸秆发电工艺技术

生物质能是一种清洁、易获取、可再生性强的能源。燃秸秆发电锅炉为构建生物质能循环利用系统奠定了基础。通过生物质废弃物的收集—运输—加工—储存—锅炉燃烧—并网发电—余热利用—灰渣综合利用, 形成循环经济产业链, 充分发挥秸秆的多功能作用, 产生良好的经济、社会、生态和环境效益。

2.1 秸秆的处理、输送和燃烧

发电厂内建设两个独立的秸秆仓库。每个仓库都有大门, 运输货车可从大门驶入, 然后停在地磅上称重, 秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25%, 则为不合格。货车卸货时, 叉车将秸秆包放入预先确定的位置;在仓库的另一端, 叉车将秸秆包放在进料输送机上;进料输送机有一个缓冲台, 可保留秸秆5min;秸秆从进料台通过带密封闸门 (防火) 的进料输送机传送至进料系统;秸秆包被推压到两个立式螺杆上, 通过螺杆的旋转扯碎秸秆, 然后将秸秆传送给螺旋自动给料机, 通过给料机将秸秆压入密封的进料通道, 然后输送到炉床。炉床为水冷式振动炉, 是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备。

2.2 锅炉系统

锅炉采用自然循环的汽包锅炉, 过热器分两级布置在烟道中, 烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高, 因此烟气在高温时 (450℃以上) 具有较高的腐蚀性。此外, 飞灰的熔点较低, 易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体, 运行中就很难清除, 就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道, 将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题, 因此, 专门设计了过热器系统, 已经用在最新的发电厂中。由国电山东龙源环保有限公司自主研发、具有自主知识产权的国内首台75t/h带外置高温过热器的秸秆发电循环流化床锅炉在山东京能2×12m W生物质发电项目中并网发电, 锅炉负荷、蒸汽温度和压力、锅炉效率等参数全部达到设计值。自投产至今两年来, 一直高效稳定商业运行, 其经济效益、环保效益、社会效益显著。

该秸秆发电循环流化床锅炉采用单锅筒、自然循环、膜式水冷壁、外置高温过热器等技术和结构, 解决了高温腐蚀、碱金属低温辐射、床层结焦、受热面积灰等一系列技术关键难题, 其整体技术已经获得5项专利, 其中1项发明专利, 4项实用新型专利。主要技术突破和创新如下:开发了国内首台高流速、高循环量、采用外置式高温换热器的75t/h秸秆发电循环流化床锅炉, 实现了生物质秸秆的减量化、无害化和资源化利用;研制出外置式高温换热装置。该装置将高温过热器置于含Cl浓度很低的旋风料腿下小型流化床换热室内, 有效防止生物质燃烧含Cl气体对受热面的高温腐蚀, 同时可通过调节小型流化床料层高度来控制过热蒸汽温度;研制出防碱金属腐蚀阻塞的宽节距、顺排对流管束, 作为蒸发受热面, 降低受热面金属壁面温度, 使得高温燃烧形成的碱金属蒸汽和碱金属低共熔点化合物易于在对流管束区域冷凝沉积下来, 这些冷凝沉积的固体颗粒比较疏松、容易清除, 可以有效防止碱金属腐蚀和后续受热面的积灰堵塞;开发了差速双螺旋变螺距秸秆加料系统, 实现了秸秆的连续、稳定和安全加料。

2.3 汽轮机系统

2.3.1 汽轮机系统

涡轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致, 汽轮机和锅炉, 协调锅炉、汽轮机和空冷凝汽器的工作非常重要。

2.3.2 空冷凝汽器

丹麦的所有发电厂都是海水冷却的, 西班牙的Sanguesa发电厂是河水冷却, 英国的Ely发电厂装有空气冷凝器。在中国, 空气冷凝器是一种很成熟的产品, 可以在秸秆发电厂中采用。

2.3.3 环境保护系统

在湿法烟气净化系统之后, 安装一个布袋除尘器, 以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25mg/Nm3, 大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。布袋除尘器为脉动喷射式, 容器由压缩空气脉冲清洁。

2.3.4 副产物

秸秆通常含有3%~5%的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集, 这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙, 可用作高效农业肥料。

3 结论

农作物是可再生资源, 推广秸秆发电具有取之不尽、用之不竭的资源优势和低廉的成本优势。农作物秸秆是一种很好的清洁可再生资源, 秸秆发电项目将具有十分广阔的发展前景, 对创建节约型社会, 发展循环经济起到十分重要的作用。因此我们可以预计, 生物质能秸秆发电在可再生能源的开发与利用中大有作为。

参考文献

[1]倪维斗.生物质能利用的现状、前景及应用指标[J].电力技术经济, 2009 (2) .

[2]国外生物质能发电劲头足[J].广西电力建设科技信息, 2008 (1) .

气象能源的开发与利用论文 篇10

1 新能源在油田企业中的利用

我单位承担着中石化非常规气田的勘探开发任务, 目前主要井区分布在我国的西部, 前期勘探出来的边缘井、探井都在偏远山区, 电力供应不足, 普通电力建设投资费用高, 并需根据气井的状况才能确定投资的回收率, 同时日常生产以消耗柴油, 所以边缘井与探井的生产成本一直居高不下。如果能够采用风光互补发电系统技术解决边缘井、探井的用电问题, 就可以以最小的投入产生最大的经济效益。

1.1 前提条件

新能源的开发与利用与油田所处的地理条件有着密切的关系, 我油田所在地区为江苏省 (年日照时数为2200-3000) 与山西省 (年日照时数为3000-3200) , 都为二、三类地区既有良好的太阳能的应用条件。

江苏平均风速在2.9米/秒至3.5米/秒之间, 最大风速可达20米/秒以上, 全年有效风能利用在3500小时以上。山西平均平均风速在2米/秒至4米/秒之间, 最大风速可达20米/秒以上, 具备风力发电的条件。

1.2 技术路线

风光互补发电系统一般包括风力发电机、太阳能电池组件、控制器、逆变器、耗能负载、蓄电池组以及支架等。发电系统具体工作原理如图1所示。白天在太阳光的照射下, 太阳能电池组件产生的直流电流与风力发电机组发出的交流电经整流后, 通过控制器一部分经逆变器转化成交流电供负载使用, 另一部分对蓄电池进行充电。当阳光或风能不足时, 蓄电池的电能通过逆变器转化为交流电供给交流负载使用。

(1) 发电部分:由1台或者几台风力发电机和太阳能电池板矩阵组成, 完成风-电、光-电的转换, 并且通过充电控制器与直流中心完成给蓄电池组自动充电的工作。 (2) 蓄电部分:由多节蓄电池组成, 完成系统的全部电能储备任务。 (3) 充电控制器及直流中心部分:由风能和太阳能充电控制、直流中心、控制柜、避雷器等组成。完成系统各部分的连接、组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。 (4) 供电部分:由一台或几台逆变电源组成, 可把蓄电池中的直流电能变换成标准的220V或400V交流电能, 供给各种用电器。

当然, 为了保障用电的可靠性, 还可以采用风力发电与柴油机发电互补, 组成风-柴互补发电系统。

2 功率控制策略

2.1 风电系统功率控制

根据风能及负载变化情况, 风电系统主要包括最大功率跟踪控制、负载功率跟踪控制和超速保护3种控制方式。为了提高系统在蓄电池组没有充满时的运行效率, 在额定风速以下, 本文采用最佳功率给定法进行最大功率跟踪控制。该方法假定系统始终运行在最佳叶尖速比, 根据发电机转速推测风力机最大输出功率, 将该推测功率作为发电机功率的给定, 调节DC/DC变换器的占空比进行阻抗变换, 实现最大功率跟踪。

当风力机输出能量多于负载及蓄电池吸收的能量时, 采用负载跟踪控制模式调节系统功率输出。使得风力机叶尖速比偏离最佳值, 风能利用系数降低, 保证发电机输出功率与负载消耗功率及充人蓄电池功率之和相平衡。

2.2 光伏系统功率控制

根据负载和光照条件, 光伏系统可以运行在最大功率跟踪控制和负载跟踪控制两种方式。可采用扰动观察法进行最大功率跟踪控制。虽然扰动观察法存在系统工作点在最大功率点两侧振荡现象, 造成一定的功率损失, 但具有简单可靠、容易实现特点, 得到广泛应用。

为了实现负载功率跟踪控制, 通过计算负载电流与蓄电池最大可接受电流之和, 并结合母线电压值 (也是蓄电池端电压) , 计算负载和蓄电池需求功率。然后将此值作为光伏阵列输出功率的设定值, 利用PI调节器调节DC/DC变换器的占空比实现功率平衡。

2.3 蓄电池充放电控制

铅酸蓄电池的耐过充电、过放电能力较差, 过充电和过放电现象都会影响蓄电池的容量和使用寿命。为此采用变电流快速充电法对蓄电池进行充电控制, 尽可能在短时间内快速恢复蓄电池放出的能量, 同时防止过充电发生。在开始充电阶段, 利用蓄电池能够接受的最大允许充电电流进行加速充电。当端电压达到设定值时表明蓄电池发生极化现象, 故需降低最大允许充电电流。这一过程重复进行, 直到充电电流减小到最小设定值时表明蓄电池的容量已经恢复到100%, 然后涓流充电以补充蓄电池的自放电损失。

3 方案及效益分析

边缘井、探井的井场用电负荷十分简单, 由两部分组成:机抽动力系统负荷约20KW与基本生活用电约2KW (电视机、电脑等) 。设备配置方案也十分简单:风力发电带动力系统, 太阳能发电带照明生活系统。机抽动力系统可用30KW风力发电机 (带逆变器、蓄电池等) , 现场生活营房的屋顶可用面积为20平方米, 可装设太阳能。风力发电与太阳能发电共用一套逆变系统。所有装置均为可拆卸设计, 可进行搬迁和挪作他用。

对于边缘井、探井的生产, 常规供电方式是使用柴油机组, 一般单井使用50KW的柴油机组 (沃尔沃) , 单台售价9万元;其油耗为13L/h, 按每天工作24小时计算, 日耗柴油290升, 柴油价格为7.01元/升, 每月柴油费用为6.1万元。风力发电机 (配套逆变器、蓄电池等) , 再加上所有的安装费用后, 能够实现运行的总造价为23万。20平方米太阳能电池板 (输出总功率为2000W) 能够实现运行的总造价为2万元, 合计25万元。

经过测算, 使用风光互补发电与柴油机发电相比较, 在投入运行2.62月后, 即可收回设备投资成本, 实现降本增效的目的。

4 结束语

新能源在油田单个用电单元的开发与利用的效果十分明显, 随着新能源技术的成熟发展, 新能源的优势将会越来越明显, 也必将在油田企业得到更为广阔的使用。

摘要：油田企业在油气开发生产过程中需要消耗大量的电力、原油、天然气、汽油、柴油等常规能源, 新能源因地理条件限制、开发技术不成熟等原因虽不能完全取代常规能源, 但在特定环境中适当利用新能源, 不仅能够解决油田企业的成产问题, 还能够起到降低成本, 减少环境污染的作用。

关键词：油田,新能源,开发与利用

参考文献

[1]魏斌, 王文静.风光互补发电技术在油田边远单井上应用的可行性分析[J].节能, 2008 (7) :36-37.

[2]李凌锐, 董文斌, 郭小坚.应用于通信基站的风光互补电源系统[J].能源技术, 2008, 29 (3) :155-156.

气象能源的开发与利用论文 篇11

建设社会主义新农村是中央统筹城乡发展和“城市反哺农村”的重要举措。“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的新农村内涵可以理解为：努力发展农村生产力，广开致富渠道，解决农民的生计，使农民摆脱贫困过上宽裕的生活；加快发展农村教育、医疗卫生和文化等社会事业，提高农民的整体素质，形成家庭和睦、民风淳朴、互助合作、社区安宁的良好社会氛围；大力加强农村基础设施建设，整治农村环境卫生，使村容村貌明显改观；推进农村民主政治建设，使农民的自主意识、民主意识、法制意识不断提高。

在社会主义新农村建设中合理开发利用可再生能源，不仅可以减缓我国的能源紧张局面，减轻生态保护和治理环境污染的压力，而且还可以满足农民对电、热、水等的需求，改善他生活环境，提高他们的生活质量，促进城乡协调，实现社会经济的可持续发展。

1.在新农村建设中利用可再生能源具有重大的现实意义

我国的古代建筑物，无论是楼宇还是一般房屋，在设计和建设中都能考虑并充分利用自然光和气流条件，尽可能利用木材等可再生资源，尽可能使房屋经久耐用，其中体现的节约资源和环境保护理念，仍然值得今天在新农村建设中借鉴。

1.1利用可再生能源是贯彻落实节约资源基本国策的具体实践 我国是一个人口众多、人均资源相对不足、生态环境脆弱的发展中国家。近年来，由于工业化和城市化加速，资源约束和环境污染的矛盾相对突出。开发利用可再生能源和资源，具有重大的现实意义和深远的历史意义，可以保障国家能源安全，以资源的可持续利用支撑社会经济的可持续发展。

1.2利用可再生能源可以增加群众的收入，提高群众生活质量 新农村建设的一个重要任务是增加农民的收入。利用可再生能源提高人民群众收入的主要途径：出售农作物秸秆，用于造纸、生产胶合板等建筑材料以及发电等；种植能源植物，如不少地区种植木薯用于生产乙醇，形成了产业链，增加了农民的收入。

1.3利用可再生能源能够实现用最小的经济成本解决边远地區的能源供应 农村是我国社会经济相对欠发达的地区，生产力水平低，基础设施相对薄弱，环境卫生条件较差。有关研究表明，目前全国约有2万个村、700多万户、3000多万人还没有用上电。边远农村地区农牧民住得分散，流动性大，村庄和房屋使用时间存在不确定性。依靠常规能源供应满足他们的能源需求，需要大量的资金投入，而且资金利用效率也不高；相反，发挥可再生能源利用小型化、多样化的特点，需要的投入较少，从而使发展的成果也能为农牧民所享受。

1.4利用可再生能源能够最大限度地利用农村的生物质能 我国是一个农业大国，生物质能资源极其丰富。每年农作物秸秆产量约7亿吨，其中的一半可作为能源使用，折合1.5亿吨标准煤；树木枝桠和林业废弃物可获得量约9亿吨，1/3作为能源使用，折合2亿吨标准煤；畜禽养殖和生活废水也可以用来产生沼气。此外，随着植树造林面积的扩大，每年可利用的生物质能资源潜力巨大。

1.5减轻农村薪柴利用对生态环境的压力 目前我国农村仍然有相当一部分居民靠传统的薪柴解决用能问题，约60％左右的农民直接燃烧秸秆和薪柴等生物质能。过度砍伐不仅导致部分地区植被破坏，加剧水土流失，直接燃烧还污染室内外环境，农民身体健康。

总之，在新农村建设中，开发利用可再生能源是一件利国利民的好事。利用农业、林业废弃物生产建材，是发展循环经济的重要内容，既可以变废为宝，化害为利，也可以保证农民有一个好的生活环境。

2.在新农村建设中利用可再生能源的途径与对策

应将循环经济的发展理念落实在新农村基础设施建设的全过程，尽可能多地利用可再生能源资源，减少不可再生能源的消耗，节约资源，保护环境，统筹城乡发展，缩小收入差距，实现人与自然的和谐发展。

2.1统筹规划，系统设计 我国各地的经济发展水平、工业化和城镇化进程、居住环境、风俗习惯、自然资源、经济社会发展水平等存在很大差异。应将太阳能利用与建筑物结构结合起来，将美观和实用结合起来，将专业化和多样化结合起来，最大可能地利用光伏发电、太阳能热利用。将国家的大规模开发与农村分散利用结合起来，满足农牧民对电力、热水等的需求。

2.2要尽量减少不可再生的资源能源消耗 在条件允许的地方，利用一切可再生的材料作为建筑材料，或在建筑物中增加可再生资源的使用量。如增加速生林、竹等可再生资源的利用；在建设中尽可能利用新型建筑材料，如煤矸石、粉煤灰等制造的新型建材，减少大量“吃”耕地的实心黏土砖等材料的生产和使用，使建筑材料中消耗的不可再生能源达到最少。

2.3政策引导，加快发展 国家应增加对新农村建设中可再生能源开发利用的资金投入，解决农民的部分资金；发挥政策的引导作用，既能满足农民对能源的需求，又不增加农民的负担；要引导社会资金投入新农村建设中可再生能源的开发利用，以保障农民有能力分享社会经济发展的成果。整合资源，形成合力。一是加强国内各部门计划之间的协调，集中力量“办大事”；二是利用国际合作途径，加以集成，改善农村能源消费结构，提高消费水平。

2.4采取灵活多样的形式利用可再生能源 “四位一体”和“五配套”是生物质能利用的好形式。所谓“四位一体”，就是以太阳能为动力，以沼气为纽带，将种植业和养殖业结合起来，在全封闭条件下将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等一体化。简言之，就是建大棚利用太阳能养猪养鸡、种植蔬菜，以及人畜粪便作原料发酵生产沼气用于照明，沼渣作肥料又用于种植，既解决农村的能源供应，改善农民卫生状况和生活环境，又可以减少农作物和蔬菜生长中农药化肥的使用量，改善食品品质，保障食品安全。所谓“五配套”模式，则是解决西北干旱地区的用水困难，促进农业可持续发展，增加农民收入的重要途径。具体实现形式是：建一个沼气池、一个果园、一个暖圈、一个蓄水窖和一个卫生厕所，实行人厕、沼气、猪圈三结合，圈下建沼气池，池上搞养殖，除养猪外，圈内还可以放笼养鸡，形成鸡粪喂猪、猪粪池产沼气的立体养殖和多种经营系统。

2.5提高利用可再生能源的技术水平 加强可再生能源开发利用的技术研究和开发，依靠技术进步，实现可再生能源的开发利用；推进现有技术产业化，特别是提高制造业技术水平；依靠技术进步，降低可再生能源开发利用的经济成本，保证农民以较低的经济成本获得必需的生活能源。

气象能源的开发与利用论文 篇12

建筑节能是在建筑中非常实用的一门学科, 在国外很多建筑中都提出了建筑节能。节能问题不仅体现在设计、施工上, 体现在与环境的融合性与人文的关注程度。

建筑节能就是节约建筑物的能源消耗, 减少能源损失, 提高能源利用率。

然而在我国土木建筑工程已经发展多年, 同时我国建筑能耗的比例确在逐步增大。建筑用能正在持续快速上升, 其所占全社会能耗的比重不断增大。将从目前的27%左右上升到2020年的35%左右。

所以, 对建筑节能的重视是迫在眉睫的事情, 我国将有很大的空间进行建筑节能发展。

二、建筑能耗的国内现状比较

建筑用能正在持续快速上升, 其所占全社会能耗的比重不断增大。将从目前的27%左右上升到2020年的35%左右。

下面对中国以煤为主的能源结构, 今后20年不可能有太大变化。与全球经济与环境的要求相悖;

中国2000年的能源消耗量近13亿标准煤, 其中煤炭占69.9%。如果保持现有状况, 到2020年全国能源需求将达33亿标煤, 大气污染难以承受。这些介绍都说明我国需要改变能源利用现状, 合理利用其他资源。

国外现在的节能控制要求比我国高, 建筑节能发展不单单停留在局部, 已经从整个生态建筑上发展, 所以一直以来节能的比例超过我国, 使用的材质也比较好。

三、建筑节能与可再生能源的应用

节能问题不仅体现在设计、施工上, 体现在与环境的融合性与人文的关注程度。如我国在新疆华源·博瑞新村项目就采用了整体化的绿色节能环保技术, 从太阳能热水、太阳能照明;洗脸水、洗澡水回收, 用于坐便器冲厕;洗菜水、积雪、雨水回收处理, 并且兼顾绿化等等。

再如现在有些建筑在南向采用大面积开窗, 利用利用通风尽量减少使用空调的程度, 大规模节省了电能。这是从设计上最简单考虑了节能。不仅不需要消耗高科技的成本, 还体现了对人身体健康的关怀。

借鉴国外生态节能建筑的方法, 现有的节能建筑利用多个冬季花园围绕建筑主体塔楼盘旋而上。建筑侧面被四层高的花园所分割。如可在墙面上种植爬墙植物和攀藤植物。也可利用建筑物之间的联系走廊做空中花园。屋顶可以做屋顶花园, 都可以起到降温节能作用。

我国新建建筑全面执行节能标准, 建筑能耗要减少50%。而从比较重要的采暖和空调方面考虑, 目前能够利用的主要是太阳能建筑和地源热泵技术。

我国目前在南方地区对这种地源热泵都有研究利用的例子, 例如在广西大学研究生公寓地源热泵热水系统, 每吨热水能节约电费5-6元。

四、建筑节能的常见问题与解决方法

现在建筑节能的主要问题是, 很多新设计的建筑虽然已经考虑了节能设计, 但很多方面运用不当。例如在进行建筑设计时明明需要考虑安装太阳能热水器, 却没有安装。至少不少人不知道在不该用的地方在用。在一些比较小型建筑或底层建筑采用地源热泵, 虽然能减小能耗, 确因为投入的经济和节能效益不成正比, 造成很大的浪费。

虽然建筑节能标准已经发表了十三年, 但是很多人在设计时不会更新, 让不懂节能的人在设计运行管理, 当然造成了很大的时间和精力浪费。

目前所有的可再生能源在利用时都需要考虑当地的资源环境特点, 然后得出结论。在设计时实际情况选出最优方案。

但是这些问题并不是没有解决途径。例如在外形上使用遮阳板比可以节能很多, 这是从建筑设计上考虑, 设备上大力提倡使用被动式太阳能, 平时使用时提高能源效率, 尽量利用可再生能源, 实现持续性发展。尤其很多新技术还处于实验阶段, 所以需要很多人采用新技术, 搞科研。这些技术现在已经很多了, 所以我们希望节能技术能得到推广。

五、结论

随着建筑工程的不断发展, 会促使节能技术的不断发展。通过有关项目人员的经验总结, 不断进行技术攻关和项目实践, 会出现多样化的发展局面。利用的建筑类别上, 也有很多种样式, 有写字楼, 也有公寓, 教学楼, 我们周边的建筑物现在每天都在日新月异的发展, 所有这些都有过去建筑物无法比拟的优势, 建筑节能现在已经走向新的发展阶段。

参考文献

[1]中国建筑业协会建筑节能专业委员会主编:《建筑节能技术》, 中国计划出版社, 1996年。[1]中国建筑业协会建筑节能专业委员会主编:《建筑节能技术》, 中国计划出版社, 1996年。

[2]崔海涛、郑宏飞、王瑞君:《我国热泵利用的过去现在和未来》, 《中国能源》, 2003年。[2]崔海涛、郑宏飞、王瑞君:《我国热泵利用的过去现在和未来》, 《中国能源》, 2003年。

[3]马最良:《土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统》, 《暖通空调》, 2005年。[3]马最良:《土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统》, 《暖通空调》, 2005年。

[4]宗盛、邹春香:《我国建筑节能现状及其发展》, 《东南大学学报》, 2006年。[4]宗盛、邹春香:《我国建筑节能现状及其发展》, 《东南大学学报》, 2006年。