浅谈新能源和可再生能源的利用

    贾晓巍

    随着科学技术的发展，人们经历了薪柴时代、煤炭时代、油气时代和电气时代。目前来看世界能源还是以化石能源为主，但是化石能源越来越少而且在近几年显露的环境污染问题越来越严重，各个国家都在积极开发利用新能源和可再生能源，以此减轻对化石能源的依赖。

    一、能源利用现状

    由于人类社会的发展速度越来越快，导致人们消费能源的速度越来越快，长此以往能源结构也在改变。在近30年间，世界能源结构基本稳定下来，总体上以煤炭、石油、天然气为主，新能源和可再生能源为辅。

    世界能源资源主要有以煤炭、石油和天然气为代表的化石能源，此外还有以水能、风能、太阳能为代表的可再生能源。随着社会工业化发展，对其大规模开发利用，化石能源目前正面临资源枯竭、污染排放等一系列的严重问题。然而新能源和可再生能源不仅总量丰富，而且低碳环保，在未来具有重大的开发价值。

    根据2018年全球能源和二氧化碳现状报告显示，在全球经济强劲和世界一些地区供暖和制冷需求增加的推动下，2018年全球能源消费增长几乎是2010年以来平均增长率的两倍。在天然气的带动下，所有燃料的需求都有所增加，而太阳能和风能实现了两位数的增长。2018年，可再生能源增长了4%，几乎占全球能源需求增长的四分之一。电力部門领涨，以可再生能源为基础的发电以本世纪最快的速度增长。太阳能光伏、水电和风能各占增长的三分之一左右，其余大部分的生物能源占最大比例。可再生能源覆盖了全球近45%的发电量增长，目前占全球发电量的25%以上。下文简要分析光伏发电、风力发电和生物质发电技术，研究我国新能源和可再生能源的利用。

    二、新能源和可再生能源的利用

    2018年，我国可再生能源开发利用取得明显成效，水电、风电、光伏发电累计装机规模均居世界首位。到2020年，我国常规水电并网装机规模约3.4亿千瓦，抽水蓄能约4000万千瓦，风电约2.3亿千瓦，太阳能发电约2.5亿千瓦，生物质发电约2200万千瓦，地热发电约7万千瓦。

    1、光伏发电

    太阳能是人们经常使用的产品，太阳能光伏发电能够为人们提供更多便利，同时让人们节省更多的能源。太阳能光伏发电的光伏系统主要由光伏组件和逆变器两大设备构成。分布式光伏电站使用分散式资源，而且电站的装机规模较小，发电系统一般安置在用户附近，接入低于35千伏或更低电压等级的电网，电站设备中包含光伏组件，可以实现将太阳能转换为电能的过程。因为它可以做到能源的综合利用，所以极具研究和开发的前景。此外光伏电站遵循就近发电、就近并网、就近转换和就近使用的原则。一方面可以提高光伏电站的发电量，另一方面还可以解决了电力在升压和运输中的损耗问题。

    太阳能光伏发电需要发电载体，例如：地面、屋顶、大棚、鱼塘、荒山、滩涂等等，这些载体在农村非常丰富。目前最具有发展潜力的光伏发电是设置屋顶光伏电站，因为屋顶在农村随处可见，并且农民的房屋产权纠纷相比城市要少很多，农村没有城市钢筋混泥土筑城的高楼大厦，建筑物对电池板的遮挡少。近几年随着光伏发电技术的不断完善，我国很多城市中也开始建设了光伏发电项目。例如：在2018年12月20日下午，我省鹤岗市召开争创国家级光伏领跑基地筹备工作组第一次领导小组会议，成立鹤岗市光伏领跑基地领导小组及筹建工作组。鹤岗市光伏发电领跑基地规划装机容量500MW，规划选址位于兴山岭北矿、兴安峻德矿。据估计，此项目在投入运行后平均每年可以发电6.1亿度，节省了很多标煤。

    2、风力发电

    风力发电站中的风力发电机可以实现将风能转换为机械能，再将机械能转换为电能。广义地说，风力发电以太阳为热源，以大气为工作介质。近几年我国风力发电处于上升阶段，在太阳能发电、海洋能发电等新能源发电中，风力发电技术相对来讲比较成熟，而且具有大规模商业开发条件，发电成本相对其它发电较低，目前受到国家的高度重视。

    但是由于风力发电对风力资源有着很高的要求，所以风力发电机多集中在沿海、山区和高原地区，但是随着风力发电技术的不断更新，风力发电机开始进军平原地区。目前我国风力发电技术逐渐趋于成熟，低速风就能发电，风速达到2.5米每秒就能起机，4.5米每秒就能正常运行，9米每秒就能满负荷运行。虽然风力发电投入成本较高，但风力发电的成本比火电低，特别是涵盖国家对风电的补贴。近几年我省风力发电取得了骄人的成绩，风电装机容量保持快速增长，已成为我省第二大电源，目前风电装机容量达568万千瓦，占全省发电总装机容量的20%。2017年，我省风电最大发电电力、风电最大日发电量均创历史最高，其中风电最大发电电力430万千瓦，占全省发电电力的42%;最大日发电量8140万千瓦时，占全省日供电量的44%。为了积极推进大气环境治理，我省近年来充分发挥当地风能资源储备丰富的有利条件，大力发展风力发电，使风电装机容量和发电量持续增长，2018年全省完成风电发电量124.63亿千瓦时，同比增长15.4%。

    3、生物质发电

    生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电技术，是可再生能源发电的一种。实质上生物质是一种比较特殊的可再生能源，相比风电、太阳能等资源，这些能源是否得到利用，都不会对环境产生危害。但生物质能不同，如不加以合理利用会对环境产生污染。所以生物质能利用具有双重环保效益，相比较于其他可再生能源，生物质能利用具有更多重意义，不管是应对气候变化，还是解决环境污染问题，亦或增加能源资源供应，都非常重要。相较于其他可再生能源，生物质能利用具有多重意义。生物质能是可再生能源领域最重要、也是可以发挥更多作用的能源品种。我国近几年一直都在加大力度、加快速度重点推动生物质天然气、生物质热电联产、生物质锅炉供热以及分散性生物质成型燃料的应用。我省去年通过实施秸秆三年行动计划，到2020年，两市两县（哈尔滨市、绥化市和肇州县、肇源县）秸秆综合利用率将达到95%以上，基本实现全部转化利用，杜绝秸秆露天焚烧现象。

    （作者单位：152100黑龙江省望奎县生态能源中心）