新能源技术综述

摘要:本文介绍了全球新能源的格局及我国新能源技术的发展状况，分析了国内

新能源技术开发存在的问题。

关键字：新能源；发展格局；开发技术

前沿

能源是人类文明赖以生存和发展的重要物质基础之一。然而，目前能源危机日益严峻，不但带来了生态环境问题，而且阻碍了经济的持续发展。在能源危机出现端倪时，人们试图通过利用新能源来解决这一严峻问题，实现人类文明的延续。此时，新能源技术为人们摆脱危机带来了新希望。

石油等传统资源的逐步枯竭，已经预示着以石油资源为代表的旧能源时代开始走下坡路。然而人类工业文明时代还在如火如荼地进行着，对能源的需求越来越大；与此同时这些传统能源储量有限、不可再生等性质使其在经过长期开采以后已经逐渐不能满足社会发展对能源的需求；由于开采方式不合理，再加上一些地区能源利用率低，导致能源浪费的同时还严重破坏了生态环境，使资源和自然环境的承受力达到了极限，人与自然的关系处在有史以来最为紧张的时期。面对这样严峻的形式，世界各国就新能源的研究与开发开展了一系列的工作[1]。

能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源[2]。按不同的分类标准，能源可分为一次能源和二次能源、常规能源和新能源、不可再生能源和可再生能源，图1清楚地描述了能源的种类划分:

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新能源是相对时间而言的一个相对概念。新能源又称非常规能源，它们是刚开始被开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量，还包括对常规能源进行创新利用而产生的能源[3]。新能源技术包括核能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能、氢能和风能等开发技术。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。 本文主要综述了几种新能源的应用技术。

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1 全球新能源技术发展格局

煤炭等化石能源的消耗以及化石能源对环境污染的加剧促使世界各国高度重视以人类可持续发展为目标的新能源开发, 在世界范围内新能源技术，特别是太阳能、风能、生物质能等可再生能源技术发展十分迅速，已进入商业化发展阶

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段。

1.1 太阳能方面

太阳能发展的主要方向是热利用和光伏发电。太阳能热水器技术已经完成商业化过程，2005年太阳能热水器/供热总容量达88GW th,覆盖面积12500万m2。太阳能热发电技术还处于示范和接近工业化发展阶段，2005年发电总容量仅为400 MW。目前，并网太阳能光伏电池（PV）依然是世界上增长最快的技术。近10年来，太阳能电池/组件生产的年平均增长率达到33%。2005年世界光伏生产达到170万kW，日本是光伏电池最大生产国，产量领先增长到83万kW，其次是欧洲（47万kW）、中国（20万kW）和美国（15万kW）。

光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。世界上3个最主要的光伏应用市场。2005年全球（88GW ）安装太阳电池组件1 460 MW，比前一年增长了34%。德国安装837MW，比前一年增长了53%，占世界安装量的57% ；日本安装292 MW，比前一年增长了14%，占世界安装量的20% ；美国安装102MW，占世界安装量的7% ；欧洲其它地区安装88MW，占世界安装量的6% ；世界其它地区安装146MW，占世界安装量的10% 。

1.2 风电方面

2006年世界风电继续蓬勃发展，截至年底全球风力发电装机容量约达到7422万kW，比上年新增1520万kW，增长25.6% 。欧洲是全世界风力发电发展速度最快，也是风电装机最多的地区。2006 年底欧洲地区累计风电装机容量为4855万kW，占世界风电装机65.4% ；美洲地区风电装机容量达1357万kW，占世界风电装机的18.3%；亚太地区风力发电装机容量为1167万kW，占世界的15.7%。非洲地区风电装机为44.1万kW，占世界0.6%。但从世界范围看，小水电20年来整体进程不尽人意[6] 。

1.3 生物质能方面

生物质能发电技术已经基本成熟,在全世界应用广泛,2005年底总容量达44GW。欧盟15国2000年全部电力的1.5%就来自于生物质能，生物质能的开发已经作为其实现2010年22%可再生能源发电目标的主要内容。德国在利用厌氧发酵（沼气工程）处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列，目前已建成1900个沼气工

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程，2004年沼气发电装机27万kW。生物质能的另一项重要应用是开发生物油，主要包括生产乙醇、甲醇和柴油燃料。生物质燃料（乙醇和生物柴油）2005年生产量超过369亿L，其中乙醇产量从305亿L上升至330亿L，增长率为8% ；生物柴油产量达39亿L，比上年增产18亿L，增长率达85%。尽管欧盟的燃料乙醇生产还处于较低水平，但2005年产量增加70% ，且欧盟又新增3个生产燃料乙醇的国家。

总体而言，得益于技术进步及各国的激励政策、措施，全球范围内新能源技术发展迅速，新能源发电容量2005年达182 GW（不含大水电），比上年增长22GW。排名前6位的国家分别是中国、德国、美国、西班牙、印度和日本。全球化打破了地域界限，加快了能源利用的进程。全球主要能源生产国和消费国积极地融入能源供需市场的全球化进程中。在新的社会历史背景下，任何国家、企业、组织都不可能作为“技术孤岛”而生存，无法完全从内部获得所需要的所有技术，这迫使他们重新考虑能源技术发展战略。抢占新能源战略制高点成为世界各国新一轮角斗的焦点，核心在于新能源技术，尤其是新能源技术创新能力。

2 我国新能源技术开发现状

2.1 太阳能开发技术

目前, 我国太阳能光电池的研究还处于低级阶段, 以产品开发为主, 技术研究较差。在太阳能热电技术方面,研究开发也进展缓慢。1 KW级的太阳能试验热电站已投入运行, 5KW级正在研究, 太阳池热发电技术才开始起步。太阳热能直接利用技术发展较快, 其中尤以太阳能热水器为最快。全国现有生产厂家140-150 家, 年产量30-40万米2。太阳能温室、太阳能干燥器、太阳灶等产品已进入实用阶段。我国已建成60座太阳能试验型和生产型干燥装置, 总面积达5687 米2, 太阳干燥器应用10178米2, 太阳灶10.8万台。建立太阳房18万米2(628栋), 在西藏及甘南, 已形成使用太阳房的小气候。这些方面的研究和应用人员也较多, 已初步形成了产业[7]。

2.2 风能开发技术

我国小型风力发电机发电技术开发应用发展比较快。小型风力发电机机型已成系列, 性能、结构工艺、制造质量和可靠性已接近国外先进水平。国内现有小

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