不可再生能源

不可再生能源（共8篇）

不可再生能源 篇1

1 引言

能源是经济发展和社会进步的重要物质基础,从利用方式来分可分为不可再生能源和可再生能源,或者分为生化能源和可再生能源。纵观能源使用历史,都是效率高的能源对效率低的能源不断替代的过程。当前世界各国在发展经济过程中都要面临着两大棘手问题:第一,世界化石能源(尤其石油资源)掌握在少数国家手中,并且这些国家都形成卡特尔组织,操纵能源价格,使得能源进口国在能源价格博弈中面临很不利的地位,而本国能源储量又极其有限且趋于衰竭,加大了国内出现能源短缺甚至能源危机的可能性;第二,随着化石能源的大量使用,向大气中排放了过量的温室气体,导致气候变暖,进而引发一系列环境生态问题。因此,一方面决策者面临环境约束不得不降低化石能源使用量,另一方面又被发展经济目标诱导要更多地消费化石能源产品,这使得各国的决策者都面临着两难的境地。而可再生能源兼具传统化石能源所不具备的两大优势:首先它不像化石能源在人类发展时期一旦使用就不可再生的,像太阳能、风能、生物质能等都是取之不尽用之不竭的,这就不存在能源存量的约束;其次,新兴的可再生能源又被称作清洁能源,原因在于他们在使用过程中很少会向空气中排放温室气体,这就不存在环境约束问题。因此,各国未来能源获取的出路还在于发展可再生清洁能源,实现资源的可持续利用。

未来一段时间,如何加大可再生能源产业的发展速度,在保证能源供给的前提下尽快实现可再生能源对传统能源的替代,将是决策者以及经济学家们共同关心的问题。本文从最基本的经济单元———利润最大化为目标的能源企业入手,基于可再生能源对不可再生能源替代的视角,建立一个双寡头动态博弈模型用以分析在替代路径上能源间替代速率的动态特征及影响因素,并分析在不可再生能源被完全替代时的均衡解的特征及影响因素。

对于自然资源开发的动态最优策略研究始于Hotel-ling(1931)的一篇著名的学术论文,他在完全竞争及完全垄断两种极端市场结构条件下求得了资源价格动态变化率,这也被后来经济学界所广泛使用的 “Hotelling rule”[1]。此后大批经济学家专注于在Hotelling模型的基础上对某些假定条件进行放松,来研究更加贴近实际的资源开发问题。进入21世纪,学者们开始逐渐将研究重心从能源开发转移到可再生能源的替代问题上。Vita(2006)构建了在技术替代率(the rate of technical substi-tution)是否为1假设下可再生能源对不可再生能源的替代模型,并比较了不同政策在治理市场失灵时的优劣[2]。Acemogluet等(2012)分析了高污染能源部门与清洁能源部门间的技术替代问题,并给出了政府何时需要参与能源技术替代的临界条件[3]。Duan等(2013)通过构建一个聚合经济技术模型(aggregated economic technological model)来分析在给定的气候政策下的碳捕获及存储(CCS)技术发展潜力,并指出碳税政策是促进CCS技术的最有效工具[4]。Simone等(2009)将能源分为可再生能源和不可再生能源,并将其引入生产函数,在内生增长模型的框架下分析经济的动态过程,得到经济体的平衡增长路径及稳态时鞍点的存在性。他们认为经济实现最终增长的动力在于加强对可再生能源的投资[5]。Nguyen和Phu(2008)通过两种能源投入的内生增长模型得到,如果经济体中存在一个社会计划者,通过合理安排可再生能源和不可再生能源的消费比例,经济体可以以最优路径实现可持续发展[6]。

国内学者对能源间替代的相关问题的研究主要是以借鉴国外成熟的理论进行发展并结合中国实际经济情况进行实证分析。杨宏林等(2004)分析了能源约束条件下经济平衡增长路径[7]。陶磊等(2008)建立了一个包含可再生资源的内生增长模型,采用最优控制理论得到了模型的稳态增长解[8]。后勇等(2008)建立了可再生能源替代下的经济持续发展模型来探讨经济可持续增长的最有条件[9]。张玉卓(2008)建立双寡头静态模型来分析不同功能得能源间的相互替代问题[10]。丁占文等(2008)建立一个双寡头垄断模型,研究不同约束条件可再生能源对不可再生能源的替代问题[11]。陈雅琳等(2010)实证分析了生物质能对化石能源替代的环境效应[12]。石敏俊,周晟吕(2010)基于动态CGE模型构建了中国能源-环境-经济模型,模拟了能源利用效率提高和能源结构替代的减排效果及其对实现减排目标的贡献。结果表明,发展低碳技术,推动能源利用效率提高和能源结构转换,可以实现减排目标的64%~81%[13]。林珏和闫建(2009),汤祚楚和唐要家(2010)都实证研究了石油价格与当前可替代能源供需变动的相关性问题[14,15]。

纵观国内外关于可再生能源技术替代的研究现状可以发现,研究主要从宏观视角构建增长模型来分析技术替代路径以及影响,而从中观产业间替代博弈的视角来研究能源技术替代问题的研究并不多见。基于此,本文部分借鉴丁占文等(2008)[11]的理论模型构建一个非对称投入双寡头博弈模型,来分析可再生能源对传统化石能源的替代问题。找寻能源替代路径以及影响替代速率的因素。并在以下几个方面进行了拓展:首先丁占文等(2008)[11]中假定R&D投资固定,进而每家能源企业只有一个决策变量———能源产量。而本文进一步放开约束,假定不可再生能源企业只决策产量,而可再生能源企业一方面决策产量,能一方面还要决策R&D的投资量,这一拓展大大增加了模型的适用性。其次,丁占文等(2008)[11]只是通过相位图粗略的探讨了可再生能源对不可再生能源的替代趋势,基本结论也是偏向于简单的定性结论,本文在此基础上重点分析了两种能源产量增长率、两种能源价格增长率以及能源替代速率等变量的动态特征,并研究各参数如何对能源动态替代过程产生影响。同时,本文还着重探讨了系统均衡解的性质以及影响因素。最后,本文还对市场的需求函数进行了推广,引入了产品的可替代性参数,因为当前能源替代较慢很重要的原因在于可再生能源和传统能源相比在使用上还存在很大的差异,比如太阳能、风能、生物质能发电在上网以及一些配套设施建设上与传统能源还存在差异,这使得能源差异性在能源替代过程中扮演非常重要的地位。同时,本文更加注重对可再生能源企业的研究,因为当前能源替代的关键在于弄清楚可再生能源企业生产的动机,政府也只有在充分调动可再生能源企业生产积极性的前提下才能更有效率的完成能源替代,实现经济的可持续发展。

2 基本模型

考虑一个拥有两个生产者的双寡头行业:生产不可再生能源的企业D,以及生产可再生资源企业R。两种能源可以在市场上相互替代,但两个企业面临的约束条件不同。不可再生能源企业面临资源储量约束,随着时间的推移,资源是不断衰竭;而可再生能源企业面临技术知识约束,因此必须从每期的利润拿出一部分作为技术进步投入。以此建立一个双寡头的能源替代博弈模型。

2.1 需求方

对于i∈{D,R},Pti和Qti分别为为时间t时i企业的价格和能源产量。①时期t时的效用函数为:

参数α>0为常量,表示市场规模,γ∈ (0,1]表示两厂商生产的产品的替代水平,γ越小表示两种能源的差异性越大,新能源对传统能源的替代就越困难。能源产品替代有其特殊性,其差异不仅体现在最终产品的差异上,而是在能源替代的整个技术流程上都存在差异,为了分析方便,本文仅将能源替代差异反应在γ 上。反需求函数与Nie和Chen(2012)[16]给出的相同,即

其中i,j∈ {D,R}且i≠j.注意到式(2)即是式(1)中对Qti求偏导并令其等于0而得到。

2.2 生产方

(1)不可再生能源生产企业

假定不可再生资源企业只存在能源储量S的约束,并且没有R&D投资。资源储量的状态方程为:

其中S为能源储量两期间的变化量,即St+1-St.假定能源开采的单位成本cD(S)是能源储量的函数,并有,表示随着储量的逐渐降低,单位能源开采成本逐渐上升。不可再生能源生产企业当期的利润函数πD为:

(2)可再生能源生产企业

假定可再生能源生产企业没有能源约束,但存在技术知识水平K的约束。企业开采成本cR(K)为技术知识存量的函数,并且有。可再生能源生产企业可以将本期利润的一定量作为R&D投资来增加企业下一期的技术知识存量,以降低下一期的能源开采成本。设每一期的R&D投资额为I,f(I)二阶可导为R&D技术知识增加的投资函数,并且有。技术知识存量的运动方程为:

其中,为技术知识存量两期间的变化量,即Kt+1-Kt,θ∈ (0,1)为技术知识折旧率,折旧率越高,每期的剩余技术知识存量就越低。K0为初始时的技术知识存量,并且假定初始K0小于均衡时的技术知识存量K*①,由式(2)、式(5)可知当期可再生能源生产企业的净利润函数即为:

3 模型求解及基本结论

3.1 不可再生能源生产企业求解

由上文可知,以无限期限上利润最大化为目标的不可再生能源企业所面临的问题即为:

其中 δ 为贴现率。 根据Pontryagin(1962)最优控制理论[17]构建现值Hamilton函数:

λD为Lagrange乘子,即不可再生资源的影子价格(shad-ow price),均衡内点解由最优条件(9)、欧拉方程(10)、运动方程(11)刻画:

式(10)的影子价格增长率由两部分组成:贴现率δ以及单位边际成本效应。影子价格憎长率随开采的单位边际成本以及贴现率的上升而上升,并且由于边际单位开采成本为负,不可再生能源影子价格的增长率小于贴现率δ.这正是著名的“Hotelling rule”。对式(9)关于时间t求导,再结合式(10)和式(11)消掉λD,λD,可得关于QR、QD的运动方程:

式(12)给出了不可再生能源企业最优产量变化率路径受到可再生能源产量以及产量变化率的影响。并且替代水平γ越大,可再生能源产量变化对不可再生能源产量的影响就越大。

3.2 可再生能源生产企业求解

可再生能源生产企业面临的问题为:

与不可再生能源企业的求解过程类似,可以得到两家企业开采量的另一个运动方程:

3.3 市场总量求解

结合式(12)、式(14),可以分别求得QR、QD单独的运动方程以及能源总产量Q= QR+QD的运动方程:

式(15)、式(16)、式(17)反映出能源产出最优增长率都可分为技术知识积累效应Et与市场博弈效应Eg① 两大部分(见式(15)中标注,后同)。显然,Et对两种能源产量增加率的影响是确定的,技术知识的积累会提高可再生能源企业的产出增长率,降低不可再生企业的产出增长率。由于假定了均衡时技术知识存量要大于初始存量,因此在博弈过程中,f(I)-θK是不断上升的,因此有可再生能源的技术积累效应是不断变大的,而不可再生能源企业对可再生资源企业技术积累的负效应是不断变大的。

对于市场博弈效应而言,将可再生能源增长率式(16)中的Eg进一步拆分得到:

由不可再生资源企业一阶条件以及可再生能源企业一阶条件可知市场博弈效应Eg> 0。再由式(18)可以看出,中间项为负,右侧项为正。且cR(K)逐渐降低,cD(S)逐渐升高。这表明,随着cR(K)的逐渐上升,则中间项逐渐增大,可再生能源企业产出率增大;cD(S)逐渐升高,则右侧项也逐渐升高,可再生能源企业产出率也是增大的。这表明随着时间推移,Eg效应是不断增大的。

同理可知不可再生能源产出增长率的市场博弈效应为负。随着cR(K)的逐渐上升,市场博弈效应降低,cD(S)逐渐升高,不可再生能源企业产出增长率的市场博弈效应是降低的。因此,不可再生资源的市场博弈的负效应是逐渐增大的。

由于技术积累效应中可再生能源企业的正效应要大于对不可再生能源的负效应(2>γ),因此对能源总产出增长率的技术积累效应是正向的。但不可再生能源产出增长率负的市场博弈效应要大于可再生能源正的市场博弈效应,因此总产出增长率的市场博弈效应是负向的。(同样由前文分析可知式(17)的后一项为负。)即能源总产出增长率的符号要视两种效应的大小而定。当|Et|>|Eg| 时,能源总产出增长率为正;当|Et|<|Eg| 时,能源总产出增长率为负。以上分析可以总结为如下命题:

命题1 在双寡头能源企业博弈中,可再生能源产出增长率gR恒为正,且不断增大;不可再生能源产出增长率gD恒为负,且不断降低。可再生能源将实现对不可再生能源的替代。但在替代过程中,能源总产出增长率gQ的符号不确定,gQ为正的条件是技术积累的正效应>市场博弈负的效应,即|Et|>|Eg|。

对于社会计划者而言,其一方面希望降低经济对传统化石能源的依赖,减少能源消费过程产生的负外部性,另一方面又不能使得能源总产出增长率为负,引发能源供给短缺。命题1给出了能源替代过程中总产出增长率为正的条件,即只要在技术积累的正效应大于市场博弈负效应时,gQ才为正。如果能源替代过程中发生能源总产出增长率为负的情形,原因在于研发投入的不确定性导致可再生能源企业R&D投资不足,并且传统能源开发单位成本增长过快,此时必须由政府对能源企业进行干预,加大能源企业的补贴力度,这样才能够保证能源总产出的稳步增长。

在两种效应下,能源替代水平γ对可再生能源产出增长率都是正向影响的,即γ越大,产出增长率越高,对不可再生能源产出增长率而言,替代率γ 都是负向影响的,而对总产出增长率的影响是不确定的,总产出增长率为正时,γ对其就是正向影响,总产出增长率为负时,γ 对其就是负向影响。这表明,当总产出增长率为负时,低替代性会加剧能源产出的放缓。增加经济发展的不确定性。同时由技术积累效应可知,折旧率θ越大,则可再生能源产出增长率就越低,而不可再生能源产出增长率就越高,总产出增长率的就越低。

令能源的替代速率为gs.定义替代速率gs由两种能源变化率之差来表示。由式(15)、式(16)做差求得:

命题2 能源替代速率gs恒为正,即可再生能源对不可再生能源的替代速率是不断增加的。能源替代性γ 越大,gs越大。技术知识折旧率θ越大,则替代速率会越小。贴现率δ越大,gs越大。

由前文分析可知能源替代速率的两个效应———技术积累效应和市场博弈效应都是正向的。这表明能源替代速率恒为正,即可再生能源会逐步取代不可再生能源,替代速率是不断增加的,直至不可再生能源生产企业退出市场那一刻为止。参数γ越大表明能源间的差异性越小,更有利于能源间的替代。技术知识折旧率θ越大,可再生能源的技术积累速度就越慢,因此其生产成本下降的就越慢,此时替代速率会越小。而由上文可知,贴现率δ 的增加对可再生能源的增长率起到正向作用,而对不可再生能源产出增长率则是负向影响,因此,δ越大,能源替代速率gs就越大。另外,市场规模及对替代速率没有影响。因为市场规模对两能源企业的影响是完全等量的,对能源替代速率没有任何影响。

再由式(13)有欧拉方程:

式(20)表明技术知识的影子价格的增长率可以分为三个部分:第一项技术知识折旧率,第二项社会贴现率以及第三项生产成本的负效应(cR′(K)为负)。技术知识的影子价格增长率随着贴现率和折旧率的上升而上升,而随着单位边际成本的上升而下降。进而可得R&D投资I的运动方程为:

其中ε(I)=- (f′(I)/f″(I))I为技术产出边际弹性,式(21)表明贴现率与折旧率的提高都会提高企业的投资增长率,生产的单位边际成本的增加会降低投资的增长率,而投资的技术产出边际弹性对投资增长率的影响要视投资增长率的符号而定,当时,ε(I)的增加将提高投资的增长率,反之亦反之。

4 能源市场博弈均衡解分析

通过以上分析可以求解得到了关于可再生能源产量、R&D投资额、可再生能源企业技术知识存量、不可再生能源存量的四元非线性动力系统。为了进一步分析简便,令两个能源企业的单位成本函数为线性形式:cD(S)=β-ωS,cR(K)=φ-μK.再进一步假定投资函数为:.其中A为投资效率。A越大单位投资的技术知识增量就越大。非线性系统为:

系统(22)不可求解,且在均衡点处不稳定,但我们知道在不可再生能源退出市场那一刻,不可再生能源产量QD=0,市场中只有可再生能源生产企业一家进行生产。此时可再生能源企业利润函数一阶条件可以变为:。对其两边关于时间t求22导,可知:

最优条件下可再生能源产量及产量的变化率只与技术知识存量及其变化率有关,此时系统(22)将立即退化为:

将系统(24)中消掉QR,求得关于(I,K)的动力系统为:

此系统虽然不包含可再生能源产量QR,但可以间接的通过可再生能源企业的一阶条件以及式反映出来。令I =0,K =0,求得系统的均衡点为(I*,K*),并有以下命题:

命题3系统(25)均衡点(I*,K*)是鞍点均衡的。

命题说明在均衡点处有一条稳定路径趋向点E(I*,K*),如图1所示。

命题3证明了可再生能源对不可再生能源替代的最终实现性。在适当的初始投资额度前提下,投资额与技术知识存量将逐渐趋近于均衡值,并在不可再生能源企业退出市场一刻达到均衡。鞍点均衡解的结论保证了前文替代路径与替代速率相关分析的解释性和政策的可操作性。

5 结论及政策含义

本文提出的几个基本结论是:① 在只有可再生能源企业进行R&D投入的假设条件下,在能源替代路径上,可再生能源产出增长率恒为正且不断上升,不可再生能源产出增长率恒为负且不断下降。能源总产出增长率符号并不确定,为保证能源替代过程能源总产出增长率为正,技术知识积累效应大于市场博弈效应。可再生能源的价格增长率恒为负,不可再生能源产出增长率恒为正。②能源替代速率恒为正。并且随着能源替代水平的增大而增大,随技术知识折旧率的增大而减少,随贴现率的增大而增大。③当不可再生能源企业退出市场时,系统刚好达到鞍点均衡。即存在一条稳定路径趋向均衡点。

对于社会决策者而言,本文得到相关结论有一定借鉴意义。首先,本文假定只有可再生能源企业进行研发投资(实质是假定不可再生能源企业研发投入为0时的差额净投资),因此得出可再生能源产出增长率恒为正,而不可再生能源产出增长率恒为负。可以看出,可再生能源对不可再生能源进行替代是未来发展的必然趋势,从国家战略高度出发,更应提早着手可再生能源产业的长期发展布局规划,加大投入可再生能源产业配套设施建设以及技术研发支持,尽早实现能源利用方式转型的革命性突破。但同时,我们也要做好打持久战的准备,目前可再生能源对传统能源的替代可以认为是人类历史第三次的能源替代转型,前两次(柴薪时代→煤炭时代,煤炭时代→石油时代)替代过程都是一个十分长期的过程,并且现在还没有结束,所以可以料想可再生能源对传统能源的替代也会经历长期的曲折的过程。

其次,本文认为虽然趋势上看可再生能源会逐步的取代不可再生能源,但在整个替代过程中可能会出现能源总产出率的波动,进而影响到国民经济的能源供给。 作为决策者首要任务就是在保证能源替代转型过程中实现能源总产出增长率的稳定增长,由命题1 可知,只有在技术积累效应> 市场博弈效应时,总产出增长率才可能为正,因此要想缓解经济对化石能源的依赖,顺利的实现能源替代,一方面要大力扶持可再生能源技术研发和创新,进一步扫清政策和体制障碍,努力像产业化方向转变;另一方面,要从传统化石能源企业入手,有计划的逐步减少化石能源补贴,提高化石能源的精炼效率,减少环境污染。

再次,本文强调要特别重视能源产品替代的特殊性与困难性问题。能源产品替代与其他产品替代相比有着极大的特殊性和困难性。新能源与传统的化石能源相比在资源属性、技术应用以及使用环节都存在极大的差异性。新能源产品对传统能源产品的替代不仅仅是产品本身的简单替代,而是由能源勘探-能源获取-能源输送-能源使用组成的整个技术链条的替代。因此在替代过程面临着极大的技术不确定性和困难性。虽然我国可再生能源产业发展迅猛,2009~2012 连续四年位于可再生能源第一投资大国,但事实上我们国家可再生能源产业在相关配套设施建设、服务支撑体系还极不完善,重复和低水平建设现象还相当严重。直接导致了可再生能源在开采、输送以及使用过程无法与传统能源等同,无形之中加大了能源间的差异化水平,一个最典型的例子就是可再生能源发电“上网难”问题。由于可再生能源功能存在随机性和间歇性特点(风能、太阳能尤为明显),对受端系统动态稳定有较大程度的影响,电网出于安全性考虑并不愿意吸纳可再生能源。“上网难”问题成为制约可再能源产业发展的一大桎梏。反映在本文即可再生能源对不可再生能源的替代性较差,由命题1、命题2 可知,替代性越低,可再生能源对不可再生能源替代就越困难,也容易导致能源危机的出现,因此现阶段决策者要特别重视可再生能源产业的上、下游产业链建设,完善可再生能源的产业基础设施建设以及服务支撑体系建设,这样才能尽可能的降低能源间的差异化程度,提高能源间的替代速率。

不可再生能源 篇2

1、通过实例了解有哪些不同形式的能量，知道人类利用能源的历程。

2、了解什么是能源，什么是一次能源，什么是二次能源。什么是不可再生能源，什么是可再生能源。

2学情分析

学生通过前面的学习，已经知道了什么是能量，从生活中初步感知了能源的存在及作用，在此基础上让学生学习《能源》这一课，学生容易掌握本课知识。

3重点难点

能源的分类

不可再生能源与可再生能源的特点

4教学过程 4、1 第一学时     教学活动 活动1【导入】生产和生活中需要大量的能量，如生活中烧饭、取暖、照明等需要能量；金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶也需要能量。那么各种形式的能量是由什么提供的呢？我们通过学这节课学习，大家就会知道。

教学过程：

（一）引入新课：

生产和生活中需要大量的能量，如生活中烧饭、取暖、照明等需要能量；金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶也需要能量。那么各种形式的能量是由什么提供的呢？我们通过学这节课学习，大家就会知道。

（二）新课教学

1、能源

教师演示：用手摇发电机发电，使小灯泡发光。

提问：在这个实验中都体现了哪些能量转化？这些能量的来源在那里。

分组讨论后总结汇报，教师点评

例：发电机发电  机械能—电能

发电机运转  内能--机械能

煤炭燃烧    化学能--内能

其最终来源于煤炭。煤炭就是我们常用的能源。

提问：我们常用的能源有那些？

将学生提出的各种能源写在黑板上。

太阳能、核能、地热能、潮汐能、生物质能、煤炭、石油、天然气等

2、化石能源（煤炭、石油、天然气）

煤炭、石油和天然气是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以又称为化石能源。

生物质能（由生命物质提供的能量）

3、能源的分类

提问：结合生活和生产上的能源使用情况，分析讨论一下能源可以分为哪几类？ 能源可以从那些角度进行分类？

第一、要求学生分组讨论，以达到相互启发的目的。

第二、指导学生阅读教材。

第三、找部分同学上讲台汇报分类情况。

第四、师生共同总结

●从能否从自然界直接获取能源分：一次能源和二次能源。

可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。

一次能源包括：煤、石油、天然气、水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能以及核能等。

无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，称为二次能源。

二次能源包括：煤气、沼气、电能。

●从能源是否可在短期内补充的角度分：可再生能源和不可再生能源。

有些能源不可能在短期内从自然界得到补充，它们属于不可再生能源。

不可再生能源包括：化石能源、核能。

有些能源可以在自然界里源源不断地得到，它们属于可再生能源。

可再生能源包括：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。

（三）课堂练习：

1、太阳是人类的“能源之母”，下列地球上的.能源中来自于太阳的是（  ）

A、地热能  B、煤、石油、天然气    C、潮汐能    D、核能

2、天然气、风能、煤炭中属于可再生资源的是____________；

3、新能源的开发来源于物理学的进步、风力发电站工作时，它是将     能转化为电能，该能源属于     （填“可”或“不可”）再生能源、

4、下列能源中，属于不可再生能源的是（   ）

A、太阳能   B、风能    C、水能    D、石油

（四）课堂小结：

本节课的重点讲了能源的分类，要求同学们能将日常常见的能源用课本上的分类方法加以区分。

（五）布置作业

1、按照能否从自然界直接获取而分类，能源可分为        和       。在石油、地热、木材、天然气和电中，属于前者能源的是                   ，属于后者能源的是                    。

2、地球上具有取之不尽，用之不竭优点的能源是（      ）

A、天然气     B、煤炭       C、石油       D、木柴

3、从能源是否可在短期内补充的角度可分为          和            。在水能、风能、石油、太阳能、生物质能、核能、地热能中，属于前者能源的是                   ，属于后者能源的是                    。

4、太阳灶半小时内可将2L， 40℃的水温度升高到100℃，求：

(1)太阳灶半小时内从太阳光里吸收了多少热量？

不可再生能源 篇3

在美国,住宅与商用建筑的能耗已经超过工业能耗,成为最大的能耗体。而在中国,建筑能耗也已与工业能耗、交通能耗一起成为能源消耗的三大“耗能大户”,约占社会总能耗的30%。不仅如此,由于中国正处于工业化、城镇化和新农村建设快速发展的重要阶段,不断新增的建筑群体将使建筑能耗继续保持增长的走势。

面对这一增长趋势,为进一步提高能源利用效率,构筑绿色建筑,2013年年初,由中国发改委和住建部提出的《绿色建筑行动方案》指出:“十二五”期间中国将新建绿色建筑10亿平方米;到2015年年末,城镇新建建筑中绿色建筑的比例将达到20%。同时从多方面系统化推进建筑节能,引导绿色建筑标准向保障性住房等公益性建筑推广,稳步提升新建建筑的节能质量及水平。

作为建筑能耗的重要组成部分,电梯节能化是实现绿色建筑的重要组成部分。奥的斯电梯(中国)投资有限公司总裁腾逸博(Tony Black)在2013年城市发展与规划大会上曾表示:“目前,电梯市场已经积极调整策略、不断推出创新技术来推动绿色建筑目标的实现。这其中,由奥的斯电梯研发的ReGen能源再生科技不但可以有效实现建筑节能,更可以实现‘造’能。”

2 电梯“发电”的原理

电梯牵引系统主要由轿厢、曳引机和对重三部分组成。如图1所示,对重位于电梯井道的一侧,通过曳引钢丝绳连接到轿厢顶部,并通过自身重量来平衡轿厢重量,减少电梯曳引机的输出功率。对重的重量通常是轿厢满载时重量的一半,也就是说,通常只有当轿厢载客量为额定载重一半的时候,轿厢和对重之间才相互平衡。因此,电梯实际运行时,轿厢与对重之间通常存在重量差。

当较轻的一端向下运行时,曳引机消耗电能完成工作。相反,当较重的一端向下运行时,该端的重力就牵动曳引机,使曳引机被动旋转,将重力势能转化成电能,曳引机即处于发电状态。因此,如图2所示,电梯通常在两种状态下处于发电状态:(1)轿厢端的重量小于对重端,并且轿厢处于上行状态。(2)轿厢端的重量大于对重端,并且轿厢处于下行状态。

3 ReGen能源再生科技原理

如图3所示,当曳引机处于发电状态时,电梯产生的能量经传统的非能源再生变频器中的制动电阻吸收,转换为热能挥发,造成能源浪费,污染了环境。

但是,奥的斯电梯的ReGen能源再生技术的创新之处在于取消了变频器中的制动电阻(如图4所示),转变为将电梯产生的能量反馈至建筑的配电柜,为邻近正在耗能的电梯或同幢建筑内其他用电设备提供可观的能量,从而有效降低建筑整体的能源需求,不断为建筑业主和住户节约能源。

4 ReGen能源再生技术节能效率分析

ReGen能源再生技术作为电梯节能的创新技术,究竟可以为建筑节约多少电能?与传统电梯相比,当ReGen能源再生技术配合奥的斯GeN2电梯系统使用,最高可节约75%的电能(如图5所示)。尤其是当轿厢与对重的重量差越大,楼层越高,电梯使用频繁,返回的能量就越多,即实际消耗电能大幅度降低,能源得到了高效利用。

此外,电梯的节能效率还会因驱动或曳引机的类别而有所不同。传统驱动或曳引机包含以下四种类别:液压驱动、无齿轮感应式曳引机、有齿轮感应式曳引机,无齿轮永磁同步曳引机。GeN2电梯使用的正是无齿轮永磁同步曳引机。

为更好地了解ReGen技术、GeN2电梯以及不同曳引机下的节能状态,可以通过一组数据对比来了解配备ReGen技术的GeN2电梯的强势节能效果。

图6比较了典型住宅电梯市场(载重1000kg,运行速度1.0m/s,停8次,每年30万次启动)中六种使用不同变频器和不同曳引机的电梯的节能效率,分别是:使用ReGen能源再生变频器和GeN2曳引机的GeN2电梯、使用传统非能源再生变频器和GeN2曳引机的GeN2电梯、使用传统非能源再生变频器和无齿轮感应式曳引机的电梯、使用传统非能源再生变频器和液压驱动的电梯、使用传统非能源再生变频器和有齿轮感应式曳引机的电梯、使用传统非能源再生变频器和无齿轮永磁同步曳引机的电梯。

通过对比发现,使用ReGen能源再生变频器的GeN2电梯不仅能有效降低电力需求高峰值,并且可以大幅减少能源消耗,最高可达75%。

当我们将同样的六种电梯置于典型商用电梯市场的条件下(载重1600kg,运行速度1.6m/s,停20次,每年30万次启动)实验,发现结果相同:使用ReGen能源再生变频器的GeN2电梯可以有效降低电力需求高峰值,并且减少能源消耗高达64%,如图7所示。

除得力于ReGen能源再生科技外,GeN2电梯的出色节能性同样源自驱动系统中的其他组件。举例来说,聚氨酯涂层的钢带比传统的钢丝绳轻20%,钢带自身出色的柔软性能够允许电梯系统采用小型化的曳引机;此外,GeN2电梯所采用的是小惯量型曳引机,其轴承部件为永久密封,有效节能的同时,也不需要额外润滑养护,进一步提升建筑的绿色程度。

值得一提的是,ReGen能源再生变频器产生的是清洁电能。通常来说,传统非再生变频器输入线电流畸变率最高可达80%,容易对设备造成干扰,导致电力系统各部件发热,甚至可引起设备工作异常。而ReGen能源再生变频器的输入线电流畸变率小于10%,显著减少对建筑电力系统的干扰及污染,有助于保护建筑内的敏感设备。

5 广州珠江城大厦节能实例分析

广州珠江城大厦是广州市第三高建筑,落成于2012年。该建筑地上建筑共71层,高度为309米。作为全球最环保的摩天大楼之一,该建筑致力于实现“零能耗”,采用了包括建筑风力发电、太阳能、高效节能空调及电梯系统在内的多项绿色科技。这些高效节能科技的应用使珠江城大厦与同类建筑相比在实际运营中减少了50%的能源消耗,其中,奥的斯GeN2电梯功不可没。

与普通建筑相比,建造类似绿色摩天大楼在成本上将有所增加。但是,通过降低能源消耗以及取消大型空调、锅炉和压缩机来实现空间的节省,将使绿色建筑的额外成本在5年内收回。这也是中国国家游泳中心(水立方)选择奥的斯GeN2电梯的原因之一。

此外,腾逸博总裁在2013年城市发展与规划大会上表示:“未来,奥的斯计划通过规模经济实现产品成本的降低和更广泛的技术普及,并决定将ReGen能源再生科技应用于所有GeN2系列电梯中。”

6 ReGen能源再生技术的长远效益

推广绿色科技所面临的最重要挑战主要聚焦在人们对于绿色设计、建造及认证的成本望而生畏。诚然,绿色建筑的成本会超过普通建筑的成本,我们将其称为“绿色附加值”。但是,采用绿色技术所带来的成本附加部分可以在建筑物的生命周期内,通过设施的费用节省、项目价值的增加以及员工生产率的提高来弥补。

换言之,绿色解决方案并非一定是昂贵的,它同样可以是经济实惠的。追求绿色科技不仅具有社会意义,也可以带来经济效益。例如:在项目初期就将绿色科技作为规划设计的有机组成部分,并充分利用规模化来大幅降低绿色建筑的成本。

ReGen能源再生科技不仅节约电能、节省电费、减少散热、有效降低大楼的废热负担,对大楼的环境有很大改善,同时为建筑的整体形象也带来巨大的提升。

从长远角度看,ReGen能源再生技术带来的效益更是惊人。如果中国今后十年新装电梯均采用该技术,将节省电能40.7亿千瓦时,相当于减少一座中型发电站。如果全世界范围内每年新装电梯都选用能源再生变频器,则每年能省去8.76亿千瓦时,相当于减少一座一年发电100兆瓦的发电站,二氧化碳排放量每年可减少37万吨。

如果将全世界已有电梯都更新使用能源再生变频器,则每年能省去153亿千瓦时,相当于减少一座一年发电1750兆瓦的发电站,二氧化碳排放量每年减少700万吨。

7 电梯行业节能化进展

目前,电梯行业积极主动承担起创造绿色低碳生活、持续提升人类生命质量的社会责任,并大力开发和推广绿色节能产品和技术,比如新型建筑材料的广泛运用。

奥的斯电梯致力于将能源再生科技应用到从低速到高速全系列电梯,真正实现了全方位的节能。目前,通用变频器供应商供应的再生变频器价格较为昂贵,而奥的斯电梯改变了这种高价状况,让更多的用户可以享受到这种革新的技术成果。

8 结束语

总之,技术与建筑可以实现从“能源消耗”向“能源再生”的转化;“绿色”对于社会是可以承担的,并可以帮助我们节省更多支出,甚至带来经济回报。

摘要：目前,中国建筑能耗已超过工业能耗,约占社会总能耗的30%。如何充分利用新兴技术产品推动绿色建筑行业发展,促进建筑节能已至关重要。本文详细介绍了奥的斯GeN2?电梯独有的ReGenTM能源再生技术给建筑带来的绿色节能效应,并以广州珠江城大厦为例,分析了电梯技术给建筑带来的绿色效应及长远效益。

关键词：ReGenTM,绿色建筑,能源再生,节能

参考文献

[1]梁左燕.“2013中国绿色建筑峰会”拉开序幕.新华网上海频道.http://www.sh.xinhuanet.com/2013-11/22/c_132910246.htm

不可再生能源 篇4

1 目前我国能源开发利用的现状

不可再生能源, 多数指的是矿物能源, 包括是由天然气、煤炭等组成, 属于我国主要的消费能源, 在我国的工业化产业中占据着非常重要的位置。但是同时也是我国当前需要面对的能源约束的主要部分。根据相关数据表明, 我国的能源生产总量是逐年增长的, 同时能源消费总量也在逐年上涨。2014 年我国石油对外依存度达到58.1%, 目前仍然在逐渐的提升, 预测2015 年将达到62%。由于不可再生能源在燃烧后会释放出很多的二氧化碳, 所以随着能源消费总量的提升, 空气中的二氧化碳含量也在不断的增加, 导致气候受到了严重的影响。

2 中国可再生能源开发利用情况

太阳能是是目前应用范围最广的可再生能源, 同时也是资源最为丰富的可在生能源。但是如何能够减少转化能源成本成为了亟待解决的新能源开发问题。

水能是利用水的位置创造了势能, 然后将这种势能转化为电能、热能或机械能等能源。因为小型的水电站投资小, 运营成本低, 风险小, 所以深受世界各国的青睐。

风能是将风力产生的风能转化为电能、热能或是机械能等能量, 通常用于发电、制冷等工作中。因为风能属于自然能源, 所以具有非常广的应用及开发未来。

3 在进行可再生能源的开发与利用中存在问题

3.1 对可在生能源的认识程度不够

目前, 我国还没有制定出合理的开发可在生能源的相关政策, 也没有规范相应的开发目标与系统的开发计划。所以导致很多地方政府及群众对于可再生能源的认识程度的认识程度不够, 对于保护环境、节能减排等政策的认知不够明确。从而限制了可再生能源的政策与方针的发展与落实。

3.2 我国可再生能源缺乏相关经验与人才

目前, 我国除了对太阳能、朝气、风能以及水能进行开发与利用外, 在其他的可再生能源开发与利用中, 缺乏完善的管理机制以及专业的人才。同时, 因为我国对于可再生能源的开发利用起步较发达国家要晚很多, 对于相关技术的开发能力与设备的制造能力也相对较弱, 所以有很多的核心技术与设备还依赖于进口, 从而增加了可再生能源产品的成本, 使得市场竞争能力减弱。另外, 我国虽然有很多开发利用可再生能源的企业, 但是由于这些企业过于分散, 生产规模都不大, 技术落后, 生产质量较低, 所以导致生产效益不高。

4 增加可再生能源利用率的有效措施

4.1 创建国家可再生能源开发战略

为加强可再生能源的开发利用程度, 我国颁布了《可再生能源法》, 严格规范了可再生能源开发及利用的标注, 明确的可再生能源在我国发展中的战略地位。出台相关的法律法规, 一方面可以增加对可再生能源开发利用的监督与管理力度, 另一方面可以增加广大群众对于可再生能源的认识, 支持可再生能源代替化石能源, 并坚持可再生能源开发及利用的发展战略。

4.2 增强可再生能源开发及利用创新发展

根据相关资料表明, 想要彻底解决可再生能源成本较高的问题, 关键在于进行科技的创新发展, 这样才能是我国逐渐的成为可再生能源的应用强国。现如今, 我国主要发展的可再生能源有太阳能、水能与风能, 但是在核心技术与设备开发上还缺乏自主权。所以国家可以安排相关的工程项目, 扶持可再生能源专业项目, 培养专业化人才, 努力进行自主科技研发, 从而培养出可再生能源应用技术的创新能力。

5 结语

综上所述, 我国对于能源的消耗情况已经达到了不容乐观的局面, 并在一定程度上影响了世界的能源市场。所以世界上有很多国家与机构都开始重视可再生能源的开发与利用。目前, 太阳能、水能与风能已经逐渐的取代了化石能源等不可再生能源的地位, 成为了世界能源的主要“供应商”, 并且受到了越来越多的重视。同时, 因为可再生能源属于取之不尽的能源, 所以担心能源的枯竭。另外, 由于可再生能源属于自然能源, 在使用时不会产生粉尘、烟雾, 所以能够起到保护环境的作用。

摘要：根据相关资料显示, 可再生资源的合理开发与利用, 是可以解决当前中国经济建设发展与能源约束之间矛盾的重要方法。其中, 可再生能源指的是可以在自然界循环再生的能源。通常包括潮汐能、太阳能、水能、风能、海洋能等。因此说可再生能源是一种取之不尽、用之不竭的能源。而我国在开发可再生能源时遵循的是以人为本, 坚持可持续发展的原则, 能够从根本上减少环境与资源的压力, 改善能源约束局面。

关键词：能源约束,可再生资源,开发利用

参考文献

[1]刘清志, 陈思羽.我国可再生能源的开发与利用[J].价值工程, 2010, 26:122-123.

[2]周建发.我国可再生能源开发与利用的制约性因素与对策[J].企业导报, 2012, 07:281-282.

我国新能源和可再生能源快速增长 篇5

2013年以来, 我国新能源和可再生能源新增发电装机快速增长。1~10月, 全国累计新增新能源和可再生能源发电装机3595万千瓦, 为去年同期的2倍, 占新增发电装机57.1%, 占比比去年同期提高19.5个百分点。

1~10月, 全国新增发电装机6295万千瓦, 水电新增2228万千瓦, 占新增装机35.4%;火电新增装机2700万千瓦, 占新增装机42.9%;核电新增装机221万千瓦, 占新增装机3.5%;风电新增装机785万千瓦, 占新增装机12.5%;太阳能发电新增装机361万千瓦, 占新增装机5.7%。

预计到2013年年底, 全国发电总装机将达到12.35亿千瓦, 其中水电装机2.78亿千瓦, 增长约11.6%, 占发电总装机比重为22.5%, 比2012年年底提高0.8个百分点;并网风电装机7500万千瓦, 增长约22.1%, 占6.1%, 提高0.7个百分点;核电装机1470万千瓦, 增长约16.9%, 占1.2%, 提高0.1个百分点;并网太阳能装机1000万千瓦, 增长200%, 占0.8%, 提高0.5个百分点。同时, 火电装机占比将由2012年年底的71.5%下降到69.6%, 下降约2个百分点。

大力推动可再生能源发电 篇6

世界银行日前宣布, 将在全球范围努力推动发展中国家利用尚未充分利用的地热资源, 扩大利用可再生能源发电。

世界银行常务副行长英卓华在冰岛首都雷克雅未克召开的冰岛地热大会上呼吁, 各捐助方、多边银行、各国政府和私营部门共同参与《全球地热开发计划 (GGDP) 》, 以期更好地管理和降低勘察钻井风险, 使目前处于边缘的一种可再生能源进入主流, 为千百万人提供电力。目前, 世界银行和冰岛已在根据《地热契约》支持地表勘探研究, 并为一些国家在非洲大裂谷提供技术援助。

据悉, 许多发展中国家集中的地区包括东亚、东南亚、中美洲和安第斯地区具有丰富的地热资源, 至少有40个国家拥有足够的地热潜力可以满足他们很大一部分电力需求。《全球地热开发计划》的初步目标是筹集5亿美元, 捐助方可通过帮助识别可行的项目, 通过双边援助及气候投资基金 (CIF) 或全球环境基金 (GEF) 等现有渠道参与该计划。《全球地热开发计划》将由世界银行的“能源部门管理援助计划 (ESMAP) ”负责管理。

可再生能源的存储难题 篇7

如果由于担心在高速公路上耗光电量却无法充电, 即使面对天价汽油, 你还是对新的天然气—电力混合动力汽车望而却步, 那么你就可以理解, 为何电子设备无法大量使用太阳能和风能发电的关键所在。

大型电力存储常被称为可再生能源的圣杯, 是杜克能源 (Duke Energy) 这样的公用事业公司的必要条件, 它必须能在风力停止且没有阳光的条件下保证400万用户的照明需求。

即便可再生能源的生产成本较低, 但美国电力研究所 (EPRI, 是由行业资助的非营利性研究集团) 近期发布一项报告显示, 当前对于大量太阳能和风能的储备成本是其生产成本的2～3倍。

法国核能集团阿海珐集团 (AREVA) 北美地区负责人雅克斯·贝纳诺 (Jacques Besnainou) 说:“谁能发明大规模能源存储方式, 谁就会成为下一个比尔·盖茨。”就像其他公用事业供应商一样, AREVA正在开发自己的能源存储系统, 以支持不断增长的可再生能源需求。实际上, 很多公司已经开始开发大型存储技术, 它们值得引起那些愿意为自身投资项目提供支持的投资者注意。

大多数能源企业在很大程度上依靠抽水蓄能, 从而在电网系统的用电高峰和用电低谷期进行调整。抽水蓄能用流水推动大型涡轮, 从而产生电力。用电低谷期所产生的过剩电量则用于推动水位上升。抽水蓄能系统具有127兆瓦能源存储能力, 占当前世界能源存储的99%。EPRI表示, 当前活跃着近40种应用程序, 都可用于建设新的抽水蓄能设施。

但抽水蓄能的审批与建设耗时较长。同时, EPRI能源存储项目总监丹·拉斯勒 (Dan Rastler) 表示, 今年年初, 一项由美国联邦刺激基金投资2.5亿美元的新技术即将诞生, 它的出现将有助于推动将电网整合起来的存储解决方案。“这一领域在过去三四年的时间内呈指数增长, ”他说, “公共和私人风险投资公司都在密切关注这一领域。”

在电网级存储中, 很多参与者是由上市公司支持的创业公司或早期公司。

比如, Xtreme Power是一家私人公司, 由Fluor公司、英国石油 (BP) 和Dominion Resources公司共同投资, 总额达到5, 000万美元, 该公司正在建造世界上最大的风电场能源存储系统。

预计由杜克能源投资的位于美国西德克萨斯州153兆瓦风场中的36兆瓦电池存储系统将花费4, 300万美元, 并于明年投入运行。

帕维尔 (Pavel Molchanov) 是Raymond James公司的一位可替代能源分析师, 他预计电网存储“在接下来的两年仍将处于发展阶段”, 但他还没有去研究任何能源存储类的股票。但一些小型和微型资本公司现在关注电动车和其他的小型能源存储系统, 帕维尔与其他行业分析师表示, 这些公司可将其技术应用于电网解决方案。

然而, 投资者可能需要强大的抗风险能力, 因为有很多公司仍在亏损。

下面是能源存储领域部分公司的简介:

1.Beacon Power:开发了以调速轮为基础的储能系统, 当前利用美国联邦刺激基金和补贴, 开发位于纽约和宾夕法尼亚的20兆瓦蓄能电站。

华尔街分析师预计, 随着收入的回弹, 该公司的亏损额将在2011年有所减少, 去年它的亏损额为2, 270万美元。然而, Beacon的财务报告显示, 截至3月31日, 该公司只有550万美元现金, 其股价在过去一年里下跌了67%。

2.Valence Technology:该公司专营锂电池, 这一度成为意识到电动车市场发展的投资者的关注领域。重要的是, 该公司的电池可用于重型快速电动以及混合动力车辆, 包括Electric Vehicle International公司所制造的卡车。Needham&Co.公司分析师迈克尔 (Michael Lew) 表示, UPS公司一直在对美国重型电池应用的未来发展进行测试, 他将这只股票评级为“买进”。他说, “该公司处于很合适的市场位置。”

3.A123:又一个主要的车用电池竞争者, 正在为AES公司在智利经营的电网项目开发20兆瓦能源存储系统。今年2月, A123公司表示, 就目前的发货量而言, 它已经成为最大的电网服务锂离子电池制造商。5月17日, 美国银行/美林证券公司将该公司股票的评级从“中性”上调到了“买进”。

4.Polypore International:投资银行Needham的分析师卢 (Lew) 表示, 他在能源领域的首选买进之一是Polypore International公司, 即便这家公司并非专注于能源存储业务。Polypore的Celgard装置使得离子交换器膜在锂电池领域有了用武之地。分离器不仅可以用于电动车电池, 还能用于专为与风场等可再生能源的电网存储而开发的系统。

卢说:“由于市场定位适中, 他们非常适合这一能源存储空间。”在北卡罗来纳州的夏洛特和康科德, Celgard正利用相关设备对锂离子电池分离器的容量进行扩大, 可达原来的2倍以上。4月份, 奥巴马总统曾造访该地区, 为这一投资达2.5亿美元的扩展活动鼓劲, 投资的一部分来源于联邦刺激基金。

各国可再生能源发展目标 篇8

欧盟。1995年,欧盟发表了《能源政策绿皮书》,以此为基础,1997年通过欧洲议会白皮书——《未来能源:可再生能源》,确定了欧盟在能源结构中增加可再生能源比例的行动纲领,提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源电力装机容量在电力总装机容量中的比例也将从1997年的14%提高到2010年的22%,其中主要是生物质能发电和风力发电。各个成员国也出台了各自的发展目标。德国和英国承诺,到2010年和2020年可再生能源发电量的比例将分别达到10%和20%。西班牙表示,2010年其可再生能源发电的比例将超过29%。北欧部分国家提出了以风力发电和生物质发电逐步替代核电的目标。

美国。美国能源部为逐步提高绿色电力的使用比例,制定了风力、太阳能、生物质能发电的发展计划。其中太阳能光伏发电预计到2020年将占到全国发电装机总增量的15%左右,累计安装量达到3600万千瓦,继续保持美国在光伏发电技术开发和制造方面的世界领先地位。专家估计,到2020年,全球太阳能光伏电池将超过7000万千瓦,其中美国将占50%。

加拿大。计划到2020年使可再生能源(不计水电)特别是生物质能增长56%。预计到2010年,加拿大生物质能的利用将增长14%,纸浆及造纸工业达到能源自给,同时还将大量增加从废物中提取能源的项目。

澳大利亚。计划到2010年,将可再生能源的供应量增加2%,可再生能源发电量增加到255亿千瓦时,相当于全国发电量的12%。

日本。日本1993年开始实施“新阳光计划”,以加快太阳能光伏电池、燃料电池、氢能及地热能等的开发利用。1997年,日本又宣布7万太阳能光伏屋顶计划,计划到2010年安装760万千瓦太阳能光伏电池。