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新能源技术不包括(新能源技术不包括什么风能)

新能源技术不包括(新能源技术不包括什么风能)

 

在未来国家能源的战略布局中,新能源将占据越来越重要的位置。长三角、环渤海地区主要承担着新能源产业研发、高端制造功能,是我国新能源产业发展的高地;中部地区承担着核心材料研发制造功能;西部地区依托丰富的自然资源,是新能源发电项目承载地。

目前,国内规模化应用的新能源产业包括太阳能、风能、核能等,这些细分领域具有不同的集聚特征。

核能

核电站几乎都在沿海地区

在碳达峰和碳中和目标下,中国能源系统将向着多元清洁方向发展。核能作为典型低碳能源品种,可在未来能源体系中超脱出仅仅提供电力的角色,助力能源清洁低碳转型,实现高质量发展。

中国大陆的核电从秦山起步,1991年秦山核电站的建成,标志着中国核工业的发展上了一个新台阶。2015年我国自己研发华龙一号,标志中国核电发展迈入自主研制的第三代核电技术,以此跻身世界前列。

中国自主三代核电技术华龙一号吊装穹顶图源:视觉中国/中新社

全球有32个国家在使用核能发电,截至2021年12月31日,中国大陆运行核电机组共53台,2021年全国累计发电量为81121.8亿千瓦时,运行核电机组累计发电量为4071.41亿千瓦时,占全国累计发电量的5.02%

中国的核电站主要分布在广东、浙江、山东、江苏、辽宁、福建、广西等沿海省份。不过各地方政府和核电企业对内陆核电的积极筹备行动并未停止,有规划议程的核电站项目涉及湖北、湖南、江西、四川、河南、安徽、河北等地。

中国核电站分布示意图(截至2020年9月)

图源:中国核能行业协会

核电站选址的安全要求十分严格。核电站选址要考虑厂址区域内各种极端的外部事件影响,包括地震、地质、气象、洪水以及化学品爆炸等因素产生的影响;要考虑核电站对厂址周围环境的影响,包括饮用水、种植和养殖业以及生态保护区等。

核电站在运行过程中要产生巨大热量,所以核电站的选址必须靠近水源,这也是大型核电站都建在海边的一个重要原因,并且靠海还可以解决大件设备运输问题。但是建在海边有利的同时也多出一个风险,就是海啸或者台风带来大浪的可能。

我国第一座装机容量百万千瓦的大亚湾核电站

大型核电厂是迄今为止人类设计的最复杂的高效率能源系统之一,与其他能源相比,若大型核电厂发生事故,造成的影响更为深远和广泛。全球在运营的核电厂经过多年不断改进和完善,大型轻水堆核电技术已经日趋完善。

但从长远发展来看,仍然面临着安全性与可靠性、经济性、可持续性、乏燃料后处理和高放废物安全处置等重大问题的挑战。尤其是日本福岛核事故之后,全球核电运行的安全性面临着社会公众的空前关注。

风能

海滨地区和三北地区抢C位

中国自20世纪50年代末,就开始对风力发电进行探索研究。1986年,我国第一座风电场——马兰风电场在山东荣成并网发电。从此,在我国很多地区的山头,风电机组如雨后春笋般冒了出来。1994年在新疆达坂城,建成了第一个装机容量达万千瓦级的风电场。

新疆达坂城风电场

跟火电和水电一样,西部的风能和太阳能电力,也面临往东部输送的难题。风电的发展,逐渐由陆地转移到了海上

中国大部地区的季风气候极为明显——冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风。沿海一带还有一种特殊的风——海陆风。由季风、海陆风以及热带气旋等综合组成的风系,给我国沿海地区带来了丰富的风能资源。

由于没有障碍物的阻挡,在同样高度,海上风速要明显高于陆地。可供利用的海洋风能资源,也要高出陆地3倍以上。

图源:《中国国家地理》2020年12期

传统的风车通常有4片大立式帆,帆带动中轴旋转——调整帆与风的角度,风推动帆,带动中轴上的一系列齿轮旋转。现代的风力发电机与古代的风车使用的原理完全一样,只是利用电磁感应的物理学原理,把旋转的动能转化成电力。

风机结构示意图,图源:《博物》2005年07期

世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史,经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。

风能区划根据3个指标(风能密度与利用小时数、风能季节变化、极限风速),将全国划分为风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能欠缺区等4个区,30个小区。

中国风能区划,图源:《中国国家地理》2020年12期

我国风能资源最丰富的地区,沿海一带主要分布在辽宁、山东、浙江、福建、海南和台湾等地区,陆上主要分布在内蒙古北部、松花江下游等地区。概括起来说,我国风能资源最丰富的区域,主要就集中在两大区域,沿海及岛屿地区和三北地区

中国不同类型风能资源分布图

图源:《中国国家地理》2013年08期

足够大的风力,是风电场选址时的要义,海岸、山脊、草原、戈壁在这些地形开阔、了无遮挡的环境里,我们常常能遇见风车的身影。风车,给人带来的不仅是浪漫的景色,更是实实在在的、巨大的清洁能源。

福建海上风电场

江西高山风电场

内蒙古草原风电场

环渤海区域是国内外知名风电装备制造企业的聚集地,长三角区域也培育了一批风电装备制造企业,而西北区域是风电场建设的集中区。

太阳能

东部制造,西部发电

太阳能作为新能源的一种,通过光伏技术能够完成太阳能向电能的转化,发电过程中基本不产生有毒、有害气体和废渣。伴随着效率的不断提升和成本迅速降低,特别是21世纪以来,光伏电站如雨后春笋,在全球迅速发展起来。

太阳能光伏发电示意图

中国疆域辽阔,特别是地广人稀的西部地区拥有非常丰富的太阳能资源,不少地方年日照时间数达到3000-3600小时,有巨大的开发潜能。其中太阳能发电便是国家战略中的一枚重要棋子。

洁净的空气、幽雅的环境是我们共享的,每个人都应对环境保护尽一份义务。破坏环境的人终将得到,大自然的惩罚。

太阳能光伏产业形成了以长三角为电池组件制造基地中西部为原材料供应基地的产业分布格局。

图源:《中国国家地理》2019年06期

中国是世界光伏产业发展增速最快的国家,截至2020年我国光伏市场累计装机量为253GW,2020年我国光伏发电量为2605亿千瓦时,占总发电量 3.5%。从新增装机布局看,装机占比较高的区域为华北、华东和华中地区,分别占全国新增装机的39%、19%和15%。

2021我国太阳能发电量为3270亿千瓦时,利用小时数较高的地区为东北地区1471小时,华北地区1229小时,其中利用率最高的省份为内蒙1558小时、吉林1536小时和四川1529小时。

甘肃敦煌光热发电基地

中国地面大型电站主要分布在西北地区的荒漠戈壁东部人口密集,多为分布式光伏的领地

中国大江南北到处都能看到太阳能电站的身影——它们是西北荒漠戈壁的磅礴军团、是卫星图片上的神秘几何符号、是绵延覆盖在东部山区丘陵、粼粼水面上的乌金铠甲。

福建南平光伏发电站

近年来,低碳绿色发展日益成为全球共识,新能源已经成为未来生活的重要能源。太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到,核电站的消息总是出现在新闻上,新能源以后的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

无论外出和工作,携带自己的水杯,方便又卫生。森林是地球最宝贵的财富,我们学生的用纸浪费现象很严重,造纸的原料很多都来自于森林,会导致对生态平衡的破坏。一些生活中的木制易耗品也要注意恰当使用。

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