清洁能源有哪些
清洁能源具有低碳排放的特点,其广泛利用是中国能源结构调整的必由之路。为了实现“碳中和”和“能源结构调整”,中国应该从排放侧考虑工业和电力的清洁能源利用效率。
中国设定了“到2030年争取最大二氧化碳排放量,到2060年实现碳中和”的目标。到2030年,非化石能源在一次能源消费中的份额将达到约25。
这对加速我国的能源转型提出了很高的要求。应将碳的峰值和碳中和纳入建设生态文明的总体设计中。清洁能源在能源结构中的地位已成为国际能源转型的风向标。
01
清洁能源的内涵、分类
清洁能源是绿色能源。在传统意义上,它是指不排放污染物并且可以直接用于生产和生活的能源,包括核能和可再生能源。随着技术,经济和能源转型的需求,清洁能源的内涵发生了巨大变化。
美国能源部对清洁能源的最新定义是一种清洁,高效,系统地利用能源的技术体系,主要体现在三个方面:
第一,清洁能源是指能源利用的技术体系;
第二,清洁能源是指能源利用的技术体系。
第三,清洁能源必须便宜。根据其最新分类,清洁能源包括太阳能,风能,水能,地热能,生物质能和核能。
02
清洁能源利用现状
世界上所有发达国家都使用了清洁能源,并取得了可观的社会和经济效益。目前,美国最大的太阳能光伏电站SolarStar光伏电站的装机容量为579兆瓦。伊万帕太阳能发电厂是美国最大的集中式太阳能热电厂,位于加利福尼亚州莫哈韦沙漠,装机容量392兆瓦。
西班牙建立了Planta Solar 10和Planta Solar 20太阳能热电厂,装机容量分别为11兆瓦和20兆瓦。美国沿海水域的潜在风力资源足以每年提供4000兆瓦以上的电力。目前,美国已经能够利用海岸线附近的强风发电,产生的电力可以纳入美国国家电网。
中国在宁夏建立了全球最大的单体光伏电站,——宁夏盐池新能源综合示范区电站,装机容量2000兆瓦;全球最大的风电基地已在甘肃酒泉建成,装机容量1万兆瓦,但面临风电无法有效融入国家电网的问题。
关于水力发电,欧美发达国家不仅可以修建胡佛大坝(美国)、大沽里水电站(美国)和萨杨-舒申斯克水电站(俄国),还可以利用市政供水设施或灌溉渠的水流发电。一些发达国家,如美国,甚至可以分流城市径流设施,引导一些河流通过一个小型城市发电站发电,然后再重新加入主要河流。
例如,除了特拉华州和密西西比州,美国所有的州都使用市政供水设施进行水力发电,而华盛顿州74%的电力来自水力发电。
美国能源部推动的地热锻造项目旨在对地热能源系统进行尖端研究、钻探和技术测试。目前,该计划已在美国西部地区推广增强型地热能源系统(EGS),其发电量占美国总用电量的10%。
位于加利福尼亚的间歇泉地热田是目前世界上最大的地热能资源供应商。其开发对象是美国地质调查局估算的3万兆瓦地热能源,具有巨大的资源潜力和商业价值。
生物质是一种有机可再生能源,包括农业和林业残留物、能源作物、藻类和其他材料。美国能源部、国家实验室和欧盟清洁能源委员会正在寻找新的更有效的方法将生物质转化为生物燃料,以取代传统燃料,如汽油、柴油和航空燃料。
与此同时,美国能源部生物能源技术办公室(BETO)正在加速利用生物质能和非食物来源的废物资源发电的突破性技术。
03
清洁能源在碳中和能源结构调整中的重要性
清洁能源具有低碳排放特征,其广泛利用是我国能源结构调整必经之路,就目前来说也是唯一的路。我国要实现“碳中和”和“能源结构调整”,就应该从排放端考虑工业和电力的清洁能源使用效率。今年政府工作报告明确要求,2021年要实现北方地区清洁取暖率达到70%。
如,大力推进城市地热取暖供电系统以及市政供水发电系统,在降低碳排放的同时缓解我国北方城市冬季燃煤取暖成本高、造成环境污染等问题,而且还能缓解夏季用电高峰造成的供电紧张。
清洁能源不仅在碳中和以及能源结构调整中起着重要作用,而且对促进社会和谐发展、经济平稳运行具有重要意义。如,建立大型太阳能光伏电站、太阳能热电站、水电站以及风能发电站来代替广泛使用的火力发电厂,不仅能消除煤炭燃烧后剩下的煤渣对环境造成的污染,还可以降低火力发电厂CO2排放量;
在农村大力推广生物质能源,不仅能缓解农村的用电、用气(沼气)问题,助力乡村振兴,而且对加快建设农村清洁能源供给体系、缓解能源产物二次污染及降低碳排放均有促进作用。
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地质工作与清洁能源
地质工作与清洁能源有着紧密的关联。首先,现在主流推广的地热能资源就需要地质工作者进行大力勘查与开发,自然资源部中国地质调查局在推进干热岩发电方面取得了重要突破。其次,太阳能光伏电站、风力发电站的选址同样需要地质工作。
在保证光伏电站正常运行所需的基本光照条件、风力涡轮机运行所需的基础风力及地形地貌等因素外,还应尽量避免大型地质构造断裂带所分布的地区;对制造太阳能电池板、日光反射装置等所需的特殊材料,
如锂、砷及镓等战略性稀有金属矿产,需要加大调查评价和勘查力度;核能的利用与开发需要地质工作者针对铀矿进行勘查,确保核能发电站所需的基本原料的供应充足等。
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