生物質發電的缺點范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了生物質發電的缺點范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

生物質發電的缺點

生物質發電的缺點范文1

[關鍵詞]生物質能發電;總量目標制度;定價制度;費用分攤機制;財稅政策

[中圖分類號]F206 [文獻標識碼]A [文章編號]1008―2670(2010)03―0029―05

低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟發展模式,是實現經濟可持續發展的必由之路。發展低碳經濟正成為世界各國尋求經濟復蘇、實現可持續發展的重要戰略選擇。我國政府近年來把發展低碳經濟作為經濟復蘇和新一輪經濟增長的重要引擎,這不僅是應對全球氣候變暖、體現大國責任的舉措,也是解決能源瓶頸、消除環境污染、提升產業結構的一大契機。作為低碳產業重要組成部分的生物質能發電產業,其發展對我國實現能源和經濟結構升級具有重要戰略意義。

然而,目前在我國,作為生物質能發電產業主體的生物質能發電企業一直處于虧損經營,這不僅不利于激發投資者投資生物質能的積極性,也不利于我國大力發展可再生能源的國家能源戰略的實現和生物質能產業的長遠發展。因此,結合我國生物質能發電產業的現狀,學習借鑒其他國家生物質能發電發展政策的成功經驗對我國生物質能發電產業有著積極的借鑒意義。

一、基本制度――總量目標制度

制定長遠發展戰略或發展路線圖是世界上大多數國家發展生物質能發電產業的成功經驗之一。許多發達國家發展生物質能發電產業的思路是:國家制定一定階段內生物質能發電的具體發展目標和計劃,在發展目標框架之下,制定一系列的優惠政策,并通過市場經濟的手段鼓勵各界投資和利用。

可再生能源發展總量目標制度(RenewableEnergy Target Policy,簡稱RETP政策)是發展可再生能源最基本的制度。它由兩個要點組成:第一是總量目標,指一個國家以強制性手段對未來一定時間內可再生能源發展總量做出一種強制性規定,是必須實現的一個國家目標。第二是目標的實現途徑,即該制度必須有一系列配套的政策措施或機制以保證所確立的目標得以實現。在這個體系中,總量目標和實現途徑缺一不可。

總量目標的制定,對未來的市場容量和走向起到一個明確的指示作用,特別是通過立法明確表明了政府發展可再生能源的決心,投資者可以清晰地知道國家支持的重點所在,從而有利于引導投資方做出正確決策。從國際經驗來看,進入20世紀90年代以后,一些發達國家先后制定了長期的可再生能源發展目標。如英國和德國都承諾,2010年和2020年可再生能源的比例將分別達到10%和20%;西班牙表示,2010年其可再生能源發電的比例就可以達到29%以上。2009年4月,歐盟公布了《氣候行動和可再生能源一攬子計劃》,設定了到2020年將可再生能源在總能源消費中的比例提高到20%,溫室氣體排放量在1990年基礎上減少20%的目標

生物質能作為可再生能源的重要組成部分,各國發展生物質能發電產業的基本政策就是總量目標制。

二、定價制度

1.固定電價制度

固定電價制度,又稱為強制購買(feed in law),是指政府制定生物質能發電的上網電價并強制要求電網公司必須全額收購生物質能電力。生物質能發電量的多少完全由市場調節,開發商根據市場需求和利潤率的高低自主決定是否介入生物質能的開發。政府授權專門的機構作為監管部門,監管部門根據各種生物質能發電技術的實際發電成本及電力平均價格確定電價,并做定期調整。

目前,世界上建立固定價格體系的國家已經有29個,包括21個發達國家和8個發展中國家。歐洲是主力軍,德國、丹麥等12個歐洲國家實施了固定電價政策,其中德國是實行固定電價制度的典型代表。德國1991年制定了可再生能源購電法,強制要求公用電力公司按零售電價的90%購買生物質能電力。

固定電價制度的優勢在于,若發電價格設定合理,能夠快速促進對于生物質能發電產業的投資,適合于產業的初期發展階段,同時有利于降低可再生能源項目的交易成本,提高政策實施的可行性。但是固定電價制度由于沒有對生物質能發電量提出要求,使生物質能發電產業的發展目標具有不確定性;其次固定電價制度沒有充分利用市場機制,存在資源配置低效率的問題;再次固定電價制度依賴于政府政策的持續性,不利于最大限度地降低生物質能電價,優化電源結構和優選電源項目。

2.招投標制度

招投標制度是指由政府對特定的一個或一組生物質能發電項目進行公開招標,在考慮電價以及其他指標的基礎上確定發電項目開發者的制度。這種機制鼓勵通過多家發電企業參與投標競爭,不僅可以選擇最有能力的發電企業,而且還能促使電力價格、補貼成本大幅度下降,最大限度地節省生物質能發電投資。

招標電價體系的典型是1990―2000年間英國實施的非化石燃料公約(NFFO)制度,采取普遍采購原則,政府只規定可再生能源發電的發展目標和采購的數量、范圍,由投標者確定投資項目。英國非化石燃料公約招標采購制度實現了用較低的成本保證大規模開發可再生能源,使得可再生能源的開發成本大幅度下降。但是,競爭性也帶來了一定的缺點,由于競標得到的價格過低,造成合同的履行率很低,許多投資商不能按照合同建成項目。究其原因主要是最低價格中標制度導致了部分不具備項目建設的開發商中標,項目融資困難,技術難以支撐。招標的另一個缺點是,招標增加了項目準備費用,使其占總投資的比例增大(相對于常規電力項目,可再生能源發電項目總規模小,總投資小),加上幾選一的招標制度,投資者的積極性在經過幾輪招標之后被嚴重挫傷。

3.綠色電價制度

綠色電力價格體系的形成機制是,由政府提出生物質能發電的價格,由能源消費者按照規定價格自愿認購,認購后的證書一般不用于以盈利為目的的交易。這種價格機制,取決于消費者和企業對綠色能源的認同,只有在那些公眾環保意識比較高的國家和地區才有效。國外經驗表明,基于自愿認購方式的綠色電力市場大大推動了發達國家可再生能源的開發。到2002年4月為止,全世界開展綠色電力營銷項目的國家有將近20個,如澳大利亞、奧地利、比利時、加拿大、丹麥、芬蘭、法國、德國、愛爾蘭、意大利、日本、荷蘭、挪威、瑞典、瑞士、英國、美

國,其中大力發展綠色電力市場的典型代表是荷蘭。1995年,荷蘭一家電力公司率先啟動第一個綠色電價項目,之后其他電力公司紛紛效仿。目前,荷蘭家庭用戶綠色電力的參與率已達到9%。同時,美國通過綠色電力等認證來推進可再生能源發電市場的發展,獲得認證的供電商可以在市場營銷中使用綠色電力標志,以吸引特定的用戶群選擇綠色電力服務。

綠色電價制度的優點:容易理解,用戶購買綠色電力是出于保護環境的考慮。用戶對于當地發電企業的可再生能源發電項目的信任度、產品的確切性,使得基于社區的市場開發更容易開展。綠色電價交易的局限性在于,電網因行政區域的自然分割,供電商只愿開發當地可再生能源并設計相應的綠色電價制度,致使開發者占據壟斷地位而可能出現綠色電價不真實反映成本的問題;另一方面,發電企業沒有動力降低成本、提高技術和服務質量。特別是這種方式是以自愿購買為基礎,不具有法律約束,因此與公民的素質、社會文化等相關性很大,普遍推行的難度較大。

4.浮動價格體系

浮動價格體系是以常規電力的銷售價格為參照系,制定一個合適的比例,之后生物質能發電價格隨常規電力的市場變化而浮動;或是制定固定的獎勵電價,加上隨時變化的浮動競爭性市場電價,作為生物質能發電實際獲得的電價。實施這種價格體系的典型代表是西班牙。西班牙1998年做出了一些具體的規定,并根據政策實施的效果,2004年又進行了調整,頒布了436號皇家令,在保證生物質能發電基本收益的前提下,鼓勵生物質能發電企業積極參與電力市場競爭。其中,規定可再生能源電價實行“雙軌制”,即固定電價和競爭加補貼電價相結合的方式。發電企業可以在這兩種方式中任選一種作為確定電價的方式,但只能在上一年年底選擇一次,并持續一年不變。根據2005年情況,政府規定2006年實行的平均參考銷售電價水平為7.6588歐分/(kWh)。2005之后,由于全球能源價格的上漲,西班牙的電力銷售價格(由配電企業根據電力市場供需情況通過競爭進行隨時調整)及電力上網價格也在持續上漲,因此90%以上的生物質能發電企業選擇了第二種方式,在參與電力市場價格競爭的同時也獲得政府的獎勵補貼電價,從而獲得更高的利益。浮動電價體系制度極大地促進了西班牙生物質能發電產業的發展,政策實施效果非常顯著。

三、費用分攤機制

生物質能發電產業具有顯著的社會效益和環境效益,正外部性特征明顯。為了促進公平競爭、規范電力產業的可持續發展,不同的國家采取了不同的成本分攤政策??傮w來看,主要有以下三種模式:

1.公共財政支出補貼模式

這種模式是公共政策設計中最常用的模式,增加公共支出引導產業發展和消費者選擇,在財政支出中設立專項資金用以彌補生物質能發電的高成本,等同于政府采購。這種模式的政策執行監管成本最低,財政部門只需按照相關立法部門規定的優惠電價額度向符合條件的生物質能發電企業發放電價補貼,不需要復雜的核算和監管程序。西班牙采用這種成本分攤模式,生物質能發電廠商:享受優惠電價,高出常規電價的部分由政府財政直接補貼。西班牙利用這種費用分攤模式極大地推動了本國生物質能發電產業的發展。這種費用分攤機制的優點在于:穩定性較高,資金來源安全可靠,有利于增強投資者信心,對擴大投資有積極推動作用。但這種模式成功運行的前提條件是政府有充足的預算資金來源,否則會增加財政負擔,使政策難以為繼。

2.電網分攤模式

這種分攤模式將發展生物質能發電技術的額外成本限制在電力部門內分攤,最終由所有的電力消費者共同承擔。采用這種成本分攤模式的成功案例是德國,他們的《可再生能源電力法》(EEG,2000)規定,電網公司必須以優惠價格優先購買經營地域內的生物質能電力,并且有義務記錄和保存生物質能發電上網的相關數據。由于各電網公司經營地域內的生物質能資源稟賦不同,不同電網購買輸送的生物質能電量不同,支付的總成本不同。電網公司和電力零售公司可以提高零售電價彌補發展可再生能源的高成本,所以發展生物質能的額外成本最終是由全體電力消費者共同承擔的。德國的全網分攤模式與他們國家的電力產業格局相適應,在實踐中獲得了成功,極大的促進了德國可再生能源發電產業的快速發展和產業升級,不僅提高了本國生物質能電力的開發利用量,并且在全球生物質能發電產業競爭中居于領先的優勢地位。

如果僅僅以擴大可再生能源發展規模評估德國的成本分攤模式,毫無疑問這種機制是成功的。但是如果從公平性考慮,這種成本分攤模式則顯現出不足。因為在這種制度安排下,生物質能電力的成本由所有電力消費者共同承擔,等同于利用電力加價的方法籌集發展生物質能的成本,電價并沒有正確反映不同電力生產技術的社會成本,比如污染物排放和溫室氣體排放成本,沒有在生產者和消費者中產生正確的激勵信號,這種價格信號失靈導致社會資源配置的失衡,高污染和高排放技術發展規模沒有得到有效控制。此外,如果不對電網公司自身的投資行為加以限制,電網公司有極大的動力購買自己的利益相關者投資的可再生能源發電,獲取優惠電價收益,擠壓獨立發電廠商,不利于產業的公平競爭和長期發展。

3.綠色稅收專項資金模式

綠色稅收體系提倡依靠功能完善的市場機制,即應用適當價格機制和環境費稅等經濟調控政策,達到保護環境和可持續發展的目標,從根本上促進資源節約,促進生產模式和消費模式的轉變,促進人與自然的和諧和可持續發展。綠色稅收模式與傳統的稅收體系不同之處在于:第一,綠色稅收體系引導投資者選擇先進技術,使每單位的產品或者勞動消耗更少的資源,并提高資源的使用效率,促進產業結構從能源密集型向高能源生產率、高附加值轉換;第二,激勵消費者減少物質消費,使消費更加依賴服務業。20世紀80年代開始,丹麥政府將發展生物質能和綠色稅收體系改革相結合,用以補貼生物質能電價的直接稅收來源對民用和商用消耗的化石燃料包括煤炭、天然氣、石油等征收CO2和SO2排放稅,成功地運用綠色稅收籌集資金支持生物質能發電技術的推廣利用。

綠色稅收專項資金制度是一種全面的制度,在全社會建立起一種保護環境的理念,不僅可以作為有效的籌集資金方式支持環境友好型技術的發展,并且實現了溫室氣體和污染物的減排。同時,綠色稅收制度穩定性強,利用綠色稅收的部分收入成立“公共專項資金”是一種有效的融資渠道,為發展可再生能源發電技術提供穩定重要的資金來源,許多國家的實踐經驗已經證明這種優勢是電網分攤模式所不具備的。最后,綠色稅收制度更具有公平性,通過征收能源稅、污染物排放稅等環境稅種,將環境外部成本內部化,體現了“污染者付費”的原則,擴大了成本分攤范圍,體現了環境制度的公平性。

四、財稅政策

1.財政補貼

(1)投資補貼。即對生物質能發電項目的投資者進行直接補貼。由于生物質能產業市場尚未成熟,企業投入較大,所以需要政府強有力的扶持。為此,各國紛紛出臺補貼政策以推動生物質能發電產業的發展。

投資補貼是歐盟國家促進生物質能開發和利用的重要措施。從2004年至2006年,瑞典政府對使用生物質能采暖系統(使用生物質顆粒燃料)的用戶,每戶提供1350歐元的補貼。發達國家的投資補貼額度遠大于發展中國家,其生物質能發電產業的整體發展也比發展中國家更具優勢。

補貼機制的優點是可以調動投資者的積極性、增加生產能力、擴大產業規模;缺點是這種補貼與企業生產經營狀況無關,會抑制企業更新技術、降低成本的激勵。

(2)產品補貼。即根據生物質能發電產品的產量進行補貼。這種補貼的優點顯而易見,即有利于增加產量,降低成本,提高企業的經濟效益,這也是美國、丹麥、印度目前正在實施的一種激勵措施。

(3)用戶補貼。即對消費者進行補貼,使得使用生物質能發電電力的消費者享受政府補貼。需要指出的是,對消費者的補貼也不是固定不變的,而是隨市場的發展和技術的進步而不斷調整。

(4)信貸扶持。低息或貼息貸款等金融政策可以減輕企業還本期利息的負擔,有利于降低生產成本,鼓勵企業進行生物質能發電投資。目前,世界發達國家對于生物質能發電大都實行了信貸扶持政策。例如,西班牙的信貸機構制訂了對個人和企業投資生物質能發電項目的貸款實行利息減免計劃。目前,我國的國家開發銀行已經為生物質能發電項目開辟了綠色通道。國能單縣秸稈生物質能發電項目是國家開發銀行在2005年融資2.1億元支持的我國第一個秸稈發電項目,該項目迄今已經成功運營四年多,成為生物質能發電企業的成功代表之一。

2.稅收政策

稅收政策有兩大類:一類是直接對生物質能發電實施稅收優惠政策,包括減免關稅、減免固定資產稅、減免增值稅和所得稅(企業所得稅和個人收入稅)等;另一類是對非可再生能源實施強制性稅收政策,如對化石燃料征收CO2和SO2排放稅等。

(1)生物質能發電稅收優惠。稅收優惠是各國促進生物質能發展的重要鼓勵政策。2002年,美國參議院提出了包括生物柴油在內的能源減稅計劃,生物柴油享受與乙醇燃料同樣的減稅政策。德國對生物質能實行低稅率的優惠政策,如對乙醇、植物油燃料免稅,對生物柴油每升僅征收9歐分的稅費(而汽油則每升征收45歐分)。

(2)對非可再生能源實施強制性稅收政策。強制性稅收政策,尤其是高標準、高強度的收費政策,不僅能起到鼓勵開發利用可再生能源的作用,還能促使企業采用先進技術、提高技術水平。如瑞典和英國對非可再生能源電力均征收電力稅,都取得了不錯的政策效果。

五、政策借鑒

我國目前實行的生物質能發電定價制度是以燃煤機組發電價格為標桿價格再加上一個固定的電價補貼。該定價制度靈活性差,無法準確反映我國各地區之間的差異和時間的變化,并且固定的電價補貼額太低,無法彌補生物質能發電企業發電成本。其次,我國的生物質能發電核心技術和關鍵設備都需要從國外進口,大大增加了生物質能發電成本,使得我國的生物質能發電企業長期處于虧損經營的狀況,不利于我國生物質能產業的長遠健康發展。再次,我國生物質能發電的費用分攤機制是全網分攤,也就是說電價補貼最終由消費者共同承擔。此外,缺乏專門的專業組織機構負責制定相關的政策措施也是制約我國生物質能發電產業發展的因素之一。

為了促進我國生物質能發電產業的發展,借鑒國外生物質能發電政策的經驗,制定相應的配套措施,特建議如下:

1.盡快公布國家生物質能發電的具體發展目標及相關保障措施。生物質能發電產業作為一個新興產業,目前正處在發展的初期,需要國家制度和政策的大力支持。這里要特別注意,要結合實際制定合理的發展戰略和目標,在鼓勵投資者投資生物質能發電產業的同時,謹防生物質能發電產業過熱。目前,世界范圍內的太陽能產業已經嚴重過剩,這不僅浪費了其他資源,而且不利于可再生能源的健康發展。同時,我國現在的風電發電項目也出現了盲目上馬的現象,究其原因就是國家出臺的鼓勵風電發電的政策吸引了大量投資者,引起了風電開發的熱潮。因此,國家在制定生物質能發電目標和推出相關鼓勵政策時,要注意對投資者進行正確引導,防止過熱。

2.盡快完善我國生物質能發電定價和費用分攤機制。針對目前我國實行的生物質能發電定價中的諸多問題,可以借鑒西班牙的浮動價格體系,這種做法不僅充分利用了市場競爭機制,激勵發電企業改進發電技術,降低發電成本,同時也獲得政府的獎勵補貼電價,鼓勵投資者投資生物質能發電產業。對于我國的生物質能發電的費用分攤機制,我國可以借鑒發達國家的綠色稅收專項資金模式,通過向使用化石燃料等產生大氣污染物的企業征收綠色稅收,來補貼生物質能發電企業。這種費用分攤機制不僅可以促進企業減少化石燃料的使用,增加綠色能源的利用,還明確了權利責任,消除了讓全體電力消費者承擔費用的不合理性。

3.建立生物質能發展專項資金或基金,加大科技投入,促進生物質能發電技術的研發、推廣示范、宣傳培訓等等。目前,世界上生物質能產業發展較快的國家都有國家生物質能研發中心和國家實驗室。我國應該盡快成立國家生物質能技術研發中心,對國家所關注的生物質能發展的重大政策和技術問題進行研究。

4.制定促進生物質能發電產業發展的財稅政策和投融資政策。我國政府應當對生物質能產業推行積極鼓勵的財政政策,實行合理的投資補貼和產品補貼;對于生物質能發電企業可以進行適當的稅費減免,而對于那些排放廢氣多的發電企業提高征稅額。同時,我國政府應該對生物質能發電企業實行信貸支持,鼓勵銀行對生物質能發電企業進行相應的貸款優惠。

參考文獻:

[1] Renewable energy, market & policy trends in IEAcountries [R]. Paris : IEA,2005.

[2] International Energy Agency. Renewables Information2008 Edition[M]. Paris : International Energy Agency ,2008 : 1 -395.

[3] Britiah Petroleum. BP Statistical Bedew of World Energy2008-Renewables[R]. London:British Petroleum, 2008.

[4] 辛欣,英國可再生能源政策導向及其啟示[J],國際技術經濟研究,2005,8(3):13―17,

[5] 鄔雁忠,丹麥可再生能源應用綜述[J],華東電力,2008。36(8):96―97,

[6] 時碌麗,競爭性電力市場環境下可再生能源發電的國際發展經驗和對我國的啟示[J],中國電力,2007,40(6):61-65,

[7] 徐波,張丹玲,德國、美國、日本推進可再生能源發展的政策及作用機制[J],能源政策研究,2007,(5):44―50,

[8] 李俊峰,時碌麗,國內外可再生能源政策綜述與進一步促進我國可再生能源發展的建議[J],可再生能源,2006,(1):1-6,

生物質發電的缺點范文2

關鍵詞:化石能源;新能源;節能減排

中圖分類號:F124.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2012)24-0195-02

引言

大自然賦予我們的能源有很多,大致可以分為兩種。一種是化石能源包括:煤炭、石油、天然氣、核裂變材料等。另一種是清潔能源包括太陽能、潮汐能、風能、生物質能等。近年來,化石能源的短缺和其在利用中產生的嚴重污染、溫室效應已經成為世界關注的焦點。由于技術落后,中國傳統的發電生產中,火電(完全燃煤機組)發電占所有能源發電的82.9%,水電占15%,核電占1.9%,太陽能、風能、生物能及其他可再生能源只占發電能源的0.2%。由此可以看到,火電的利用是中國能源利用的絕對主力。要保證經濟的發展,最大程度的保護環境,降低火電的利用比重,就必須提高清潔能源的利用份額,開發利用新能源,提高能源的使用效率,同時提倡低碳高效的經濟生活,這三步走將成為相當長時期內人們生產、生活的主旋律。

一、第一步走,化石能源和生物質能源利用的緊迫性

人類在改變生活條件,促進經濟發展的過程中,能源一直扮演著重要角色。中國能源形勢一直不為樂觀,結構失衡。據國際能源專家推測,中國煤炭、石油、天然氣的存儲采比分別是82年、15年、46年。今后,一方面要大力節約能源和開發清潔能源,另一方面還要不斷探明新的化石能源來支撐經濟的發展,但從人類長河中看,化石能源畢竟是有限的,只夠我們使用很短的時間。況且化石能源在滿足我們生產、生活之必須外,還會帶來嚴重的環境問題。污染、酸雨、二氧化碳造成的溫室效應等日趨嚴重,不容忽視。受傳統生活方式影響,中國是煤炭生產和消費大國,每年標準煤用量很大,在所有能源消費結構中,煤炭用量占到能源結構的一多半以上,而煤對大氣的污染是最嚴重的。另外,在中國廣大的農村,傳統的生物質能的利用比較廣泛,這部分能源比重占能源結構的15%,但這部分能源是靠低效、高污染的低級燃燒方式獲取的,比如燃燒麥秸稈、玉米秸、樹枝、柴草等。這種能量的取得,常常會造成嚴重的水土流失和大氣污染。面對嚴峻的形式,保護生態環境,降低化石能源和生物質能源的使用量,開發新的可再生利用能源,已經迫在眉睫。

二、第二步走,新能源開發利用的優、缺點

新能源和可再生利用能源,包括太陽能、空氣能、潮汐能、風能、生物質能、地熱能等,這些能源的開發利用,在中國目前的能源結構中雖然比重不大,但卻讓我們看到了能源領域的新曙光。長久以來我們一直在尋找穩定而充足的能源供應來滿足發電、熱水、運輸及農村能源的需要??稍偕茉纯梢詮浹a化石能源的不足,有利于能源經濟和環境可持續發展。可再生利用能源,清潔無污染發展潛力很大。是一種取之不盡用之不竭的能源。但目前中國新能源的普及還不夠廣、雖然發展較快,但所占能源結構的比重還是很低。造成這一狀況的原因主要有:

1.科學技術能力還很低,對技術含量比較高的課題沒有攻破,比如空氣動力的應用、磁動力的研究等,很多難題還沒有解決。在諸多新能源中,真正可以規模化利用的能源并不多,很多課題都還在試驗中,從科學技術到生產力的轉換還需要時間。另外,目前中國新能源在開發利用中還不能做到多地域間能源互補、綜合利用,開發過程中浪費較為嚴重,區域間協作較差,比如風電的起步,從資金和技術方面都有要求,需要和大電網協調關系,因地域關系分散作業成本會很大,直接造成一些發展風能的小企業和村鎮企業難以維系,甚至倒閉。

2.中國可再生能源的資源豐富,能源的需求量也很大,但可再生能源能否得到利用,價格是一個瓶頸。除技術原因外,新能源的推廣與國家相應的優惠政策不到位也有關。新能源的前期開發和研究的成本較高,個別新能源的維護成本也很高,所以人們一度稱新能源為“貴族能源”。太陽能熱水器是中國利用可再生能源的成功典范,但太陽能產品的價格很高,百姓難以接受。目前國家對太陽能產業沒有優惠政策,尤其在稅收方面,優惠政策沒有把太陽能熱產業包含進去。價格高,造成太陽能產品的需要量大,但人均擁有率較低。再比如潮汐能電站,它的維護在目前的科技水平下很難實現,潮汐能海下發電設備多為一次性的投入較多,發電成本在可再生能源中是最高的,這些因素使得很多潮汐能產業發展不起來。

3.中國可再生能源受自然環境影響比較大,資源分散、分布不均衡。有的地方風力較小,有的地方光照條件差;內陸地區無法發展潮汐能;生物質能利用多在農村,具有能量密度低,資源分散不集中,難以集中收集利用;中國西部荒漠地區面積廣闊,可再生能源豐富而巨大,但由于環境艱苦,給人們的生活和工作造成困難等等。這些自然條件從客觀上制約了可再生能源的發展。加上這種能源一旦開發很難儲存、運輸,妨礙了大規模的應用。

所以,任何一種能源的開發與利用都有利有弊。在目前狀況下,提倡節約能源、低碳環保就顯得尤為重要了。

三、第三步走,節約能源從現實的生產、生活做起

生物質發電的缺點范文3

【關鍵詞】分布式發電 新能源發電 電力系統

1 分布式發電技術特點

分布式發電指的是在用戶現場或靠近用電現場配置較小的發電機組(一般低于30MW),以滿足特定用戶的需要,支持現存配電網的經濟運行,或者同時滿足這兩個方面的要求。這些小的機組包括燃料電池,小型燃氣輪機,小型光伏發電,小型風光互補發電,或燃氣輪機與燃料電池的混合裝置。由于靠近用戶提高了服務的可靠性和電力質量。技術的發展,公共環境政策和電力市場的擴大等因素的共同作用使得分布式發電成為新世紀重要的能源選擇。通過分布式發電和集中供電系統的配合應用有以下優點:

(1)建設容易,投資少。

(2)靠近用戶,輸配電簡單,損耗小。

(3)污染少,環境相容性好。

(4)能源利用效率高。

(5)運行靈活,安全可靠性有保障。

(6)聯網運行,有提供輔助的能力。

2 分布式發電對電力系統的影響

2.1 分布式發電對電力系統電壓的影響

分布式電源主要接入配電網,在接入DG之后,配電系統從放射狀結構變為多電源結構,潮流的大小和方向有可能發生巨大改變,使配電網的穩態電壓也發生變化,原有的調壓方案不一定能滿足接入分布式電源后的配電網電壓要求。因此必須評估分布式電源對電力系統電壓的影響,以保證在分布式電源應用越來越多的情況下它們不會給用戶帶來不良后果。潮流計算是對這種影響進行量化分析的主要手段,但傳統的潮流計算方法由于沒有考慮分布式發電的影響, 因而失效。對異步發電機、無勵磁調節能力的同步發電機和燃料電池等幾種典型DG進行建模,并提出了基于靈敏度補償的配電網潮流計算方法,適合包含各種不同DG形式的多電源配電系統。 分布式發電對配電網電壓的影響主要如下:

(1)分布式發電的接入會對配電網饋線上的電壓分布產生重大影響,具體影響與分布式電源的容量大小、接入位置有很大的關系。

(2)同樣滲透率(Penetration Leve1)的分布式電源集中在同一節點,對電壓的支持效果要弱于分布在多個節點上。

2.2 分布式電網對電能質量的影響

分布式發電是建立在電力電子技術基礎之上的,大量的電力電子轉換器增加了大量的非線性負載,將會引起電網電流、電壓波形發生畸變,引起電網的諧波污染,分布式發電對電能質量主要有兩個方面的影響:電壓閃變與引入大量諧波。

2.3 分布式發電對繼電保護的影晌

大多數配電系統尤其是在農村,其結構呈放射狀,采用這種結構的主要目的是為了運行的簡單性和過電流保護的經濟性,當配電網中接入了分布式電源之后,放射狀網絡將變成遍布電源和用戶互聯的網絡,潮流也不再單向地從變電站母線流向各負荷,因此,分布式發電將對配電網原有的繼電保護產生較大的影響:

(1)DG運行時可能會引起繼電保護的失效。DG產生的故障電流可能會減小流過饋線繼電器的電流,從而使繼電保護失效。

(2)DG接入配電網后可能會使繼電保護誤動作。相鄰饋線的故障有可能會使原本沒有故障的饋線跳閘。

3 再生能源發電技術

3.1 可再生能源技術特點

可再生能源發電的特點可再生能源,是指風能、太陽能、.水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源。它們往往具有以下共同的優點:蘊藏巨大、可以再生、分布廣泛、沒有污染;但也存在一些缺點:能源密度低、不穩定、地區差異大。

3.2 再生能源發電對電網運行的影響

國家發改委公布的《可再生能源中長期發展規劃》提出,到2020年,全國水電裝機容量將達到3億kW(其中小水電7 500萬kW),生物質能發電裝機3 000萬kW。風電裝機3 000萬kW,太陽能發電裝機180萬kW??梢钥闯觯S著可再生能源發電容量在電力系統中所占比例的增加,其對電力系統的影響就會越來越顯著。

3.2.1 并網過程對電網的沖擊

部分可再生能源發電機組由于容量小,常常采用異步發電機。由于沒有獨立的勵磁裝置,并網前發電機本身沒有電壓。因此并網時必然伴隨一個過渡過程,會出現5―6倍額定電流的沖擊電流。對小容量的電網而言,大量異步電機同時并網瞬間將會造成電網電壓的大幅度下跌.從而影響接在同一電網上的其它電器設備的正常運行.甚至會影響到整個電網的穩定與安全。

3.2.2 對系統穩定性的影響

大型電網一般具有足夠的備用容量和調節能力。風電進入一般不必考慮頻率穩定性問題,但是對于孤立運行的小型電網.風電帶來的頻率偏移和穩定性問題不容忽視。若大型風電場多臺風力發電機組同時直接并網會造成電網電壓驟降:當風速超過切出值,風力發電機會從額定出力狀態自動退出并網狀態,風力發電機組的大量停運會造成損失大量的機端電容補償。從而會導致電網電壓韻突降,而電網電壓突降必然會導致系統電壓穩定性水平的降低161。

4 結論

分布式新能源發電技術具備多樣性,而且其變化規律不同,多種電源聯合運行,各種發電方式在一個系統內互為補充,通過其協調配合來提供穩定可靠的、質量合格的電力,這就是分布式新能源源發電技術,這種綜合技術既提高可再生能源的可靠性,也可提高能源的綜合利用率。

(1)可再生能源既可充分發揮優勢,又能克服本身不足。取自天然、分布廣泛、清潔環保等優點仍能體現,季節性、氣候性變動造成的能量波動,可以改善。

(2)對多種能源協調利用,可提高能源的綜合利用率。

(3)電源供電質量的提高,對補償設備的要求降低。單一發電,波動和間歇明顯,需大量儲能或補償裝置;互補運行,會因相互抵消,降低儲能或補償要求

參考文獻

[1]丁明,王敏.分布式發電技術[J].電力自動化設備,2013,24(7):31-36.

[2]胡學浩.分布式發電(電源) 技術及其并網問題[J].電工技術雜志,2012(10):1- 5.

[3]梁才浩,段獻忠.分布式發電及其對電力系統的影響[J].電力系統自動化,2011,25 (12):53-56.

[4]朱永強.新能源與分布式發電技術[M].北京大學出版社,2010.

作者簡介

李建霞(1980-),女,甘肅省天水市人。大學本科學歷。現為甘肅畜牧工程職業技術學院講師 。主要研究方向為電力電子技術、電工學。

生物質發電的缺點范文4

【關鍵詞】垃圾焚燒;垃圾衍生燃料技術

垃圾是人類日常生活和生產中產生的固體廢棄物,由于城市垃圾排出量大,成分復雜多樣,給處理和利用帶來困難,如不能及時處理或處理不當,就會污染環境,影響環境衛生。垃圾處理就是要把垃圾迅速清除,并進行無害化處理,最后加以合理的利用。即實現無害化、資源化和減量化的目標。

垃圾的處理目前主要的方法有:填埋法、堆肥法、焚燒法。另外,還有資源返還、綜合利用等。

一、主要垃圾處理方法

填埋法:衛生填埋是清潔工人每天將收集垃圾壓緊后,送往填埋場當晚填埋場用土將當天運來的垃圾覆蓋上.再壓緊,以免鼠、蟲鳥等前來吃垃圾,傳播病菌。

堆肥法:堆肥是把垃圾經過前處理后,將有機垃圾送入發酵反應器中,通過微生物的作用,變成有機肥。

焚燒法:焚燒法是將垃圾放在特殊設計的封閉爐內,在高溫下燒成灰,然后把將灰填埋。此法可將垃圾體積縮小掉50%~95%,但燒掉了紙、塑料等可回收資源,垃圾在焚燒時會產生二惡英等有毒氣體。

相比之下,垃圾焚燒處理的優點為:廠房占地少,有利于節約土地資源;垃圾的減容減量化程度高;減容90%,減量80%;垃圾處理徹底,二次污染危害小;設備運行全封閉全天候,文明程度高;焚燒爐的適用范圍很廣,能處理多種垃圾,且大多數焚燒技術不需對垃圾進行預處理;垃圾焚燒的余熱可產生蒸汽用于發電、供熱,節約能源。

另外,資源回收利用效益相當可觀,按發熱值比較,我國城市每年產生的1.5億噸垃圾約相當于3000萬噸標準煤,約為目前全國標煤年產量的2%。有分析認為,一座城市的垃圾,就像一座低品位的“露天煤礦“,可以進行無限期的開發,而開發使用最經濟有效的辦法,就是垃圾焚燒發電。

總之,垃圾焚燒發電是最貼近垃圾處置的三化要求。發達國家垃圾焚燒發電占垃圾無害化處理的比例已普遍超過80%,垃圾發電在這些國家已是成熟的產業并進入了產業化、市場化的成熟期。

二、垃圾焚燒技術

焚燒法是一種高溫熱解處理技術,即以一定量的過量空氣與被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應,廢物中的有害有毒物質在800-1200℃的高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時實現廢物無害化、減量化、資源化的處理技術。

焚燒法不但可以處理固體廢物,還可以處理液體廢物;不但可以處理城市垃圾和一般工業廢物,而且可以用于處理危險廢物。在焚燒處理城市生活垃圾時,也常常將垃圾焚燒處理前暫時儲存過程中產生的滲濾液和臭氣引入焚燒爐焚燒處理。焚燒法事宜處理有機成分多、熱值高的廢物;當處理可燃有機物組分很少的廢物時,需要補加燃料,這回使運行費用增高。但如果有條件輔以適當的廢熱回收裝置,則可彌補上述缺點,降低廢物焚燒成本,從而獲得較好的經濟效率。

三、垃圾衍生燃料RDF技術

垃圾衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel),即先將生活垃圾在進爐前進行有效的預處理和成型加工,然后作為固體燃料被焚燒利用,從而為解決上述問題提供了新的思路。目前已應用于城市生活垃圾焚燒處理及資源化利用的工程實踐中。

垃圾衍生燃料RDF制作系統是由破碎分選子系統和加工成型子系統組成的。垃圾衍生燃料RDF加工生產技術是將生活垃圾首先進行破碎,分揀出可燃物,再加入添加劑干燥,最后將其擠壓成型,制成顆粒狀物質RDF燃料。RDF燃料的特點是大小均勻,所含熱值均勻,成型工藝可使垃圾熱值提高4倍左右,且易運輸及儲備,在常溫下可儲存6~10個月不會腐壞。因此可以臨時將一部分垃圾儲存起來,以解決在鍋爐停運或垃圾產出高峰時期的處置能力問題;通過在成型過程中加入添加劑[5, 7]可以達到爐內脫除SO2,HCl和減少二惡英類物質排放的目的。

國外對RDF技術的研究起步較早,在美國、日本等國已得到廣泛應用,并開始商業化發展。美國是世界上最早利用RDF發電的國家,已有發電站37座,占垃圾發電站的21%。如美國維吉尼亞州的RDF工廠,每天將約2000t的生活垃圾制成RDF用于電廠發電。日本政府于20世紀90年代開始支持該技術的引進和研發工作,近幾年已有十幾家大公司對RDF工藝投入大量資金進行RDF資源化研究和開發。2004年投運的上海寶山神工生活廢物綜合處理廠即安裝了RDF生產線。

1、垃圾衍生燃料RDF技術與垃圾焚燒技術的比較

(1)垃圾衍生燃料RDF 的制備,不受場地和規模限制,適合中、小型垃圾處理廠分散制造后,再收集起來進行高效發電,有利于提高垃圾發電的規模和效益,比用原生垃圾焚燒發電,效率提高25%~35%,使大規模的熱能循環利用成為可能;而垃圾焚燒受場地和規模限制,垃圾焚燒量在400t以下時,一般用于供熱水或蒸汽,但受地理條件、季節變化和周邊環境的限制,熱能常常得不到充分利用。

(2)垃圾衍生燃料RDF經分選、脫氯、脫硫處理,可大大減輕煙氣對設備的腐蝕,煙氣和灰渣比原生垃圾焚燒時減少2/3,減少了相關處理設備的投資。

(3)由于RDF具有較好的防腐性,能在倉內保管1年以上,可作為儲備能源按需使用;垃圾直接焚燒,受垃圾成分波動的影響,產生熱能不穩定,且由于垃圾需連續消納,熱能在無需求時也必須產生,造成能源浪費。

垃圾衍生燃料(RDF-5)具有熱值高、燃燒穩定、易于運輸、易于儲存、二次污染低和二惡英類物質排放量低等特點,廣泛應用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發電工程等領域。

2、垃圾衍生燃料的應用

在RDF的生產中,最重要的是城市生活垃圾和制備工藝,什么成分的垃圾,決定采用什么樣的制備工藝。一般整套垃圾燃料處理制備工藝由垃圾接收破碎單元、垃圾含水率降低及熱值提高單元、造粒烘干單元及配套工程單元組成。

相同質量的垃圾,應用RDF技術,可以增加一倍的發電量。衍生燃料(RDF-5),可在垃圾發電廠、一般熱電廠(燃煤)及普通燃煤機械鍋爐中使用,在大型鍋爐上使用效率會更高。由于中小城鎮垃圾產出量有限,地級以下城市采用垃圾分區處理加工RDF-5,再集中于中心城市發電,可實現最佳的綜合效益。

生活垃圾衍生燃料RDF是一種新型再生能源物質。在熱電行業是一種能夠部分代替煤炭的環保燃料,主要適用于各種以焚燒垃圾配套發電廠的原料預處理工序。同時適用于通過鍋爐改造,將現有的6 MW/h燃煤小火電發電機組,改造成同能量輸出的垃圾發電機組的燃料供應。

有專家估計今后每年垃圾發電對垃圾衍生燃料的需求量達1 000 萬t以上,并每年按5%~8%的速度增長。

四、結論

1、比較而言,垃圾焚燒發電是我國今后一段時間主要的垃圾處理方式。這方面,國外發達國家技術已經成熟,中國自主研發的技術和裝備也已得到不少的應用,并且具有較強的適應性和明顯的成本優勢。

生物質發電的缺點范文5

【關鍵詞】海洋能;海洋能發電;可再生能源

Abstract:This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology,and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.

Key word:Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy

1.引言

2008年全球一次能源消費量為143851TWh,其中81.2%來自化石燃料。隨著礦物燃料的日趨枯竭,世界主要海洋國家紛紛將目標轉向蘊藏豐富能源的海洋,不斷加大科技和資金投入,以期在海洋可再生能源開發利用的“爭奪戰”中搶得先機。海洋能主要指波浪能、潮流能(海流能)、潮汐能、溫差能和鹽差能等可再生能源。海洋能總量是巨大的,據估計與全球一次能源消費能源的50%相當,其中,全球海浪發電的理論儲量為29500TWh/年左右,全球潮汐(含潮流)發電的理論儲量為7800TWh/年左右,全球海洋熱發電轉換的理論儲量為44000TWh/年左右,全球鹽差能的理論儲量估計為1650TWh/年左右。雖然海洋能源分布不均勻,但在每一個海岸,往往不止一種形式可以供應當地的電力需求。我國重視海洋可再生能源的開發利用,將包括海洋能在內的新能源產業視為引領我國未來經濟社會可持續發展的七大新興戰略性產業之一。近年來,我國先后設立了“908專項(我國近海海洋可再生能源調查與研究項目)”和“海洋可再生能源專項資金”支持計劃等,支持海洋能的海島獨立發電系統與并網示范工程、關鍵技術產業化、新技術研究試驗以及公共支撐服務體系建設等,并擬在海洋能資源豐富地區建設海洋能示范電站,開展萬千瓦級潮汐電站建設工作。

2.國外海洋能發電技術現狀

2.1 波浪能發電技術

現階段,波浪能發電技術的基本原理是:利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運動將波浪能轉換為機械能,或利用波浪的爬升將波浪能轉換成水的勢能。波浪能轉換系統一般包括三級能量轉換機構:一級能量轉換機構將波浪能轉換成某個載體的機械能;二級能量轉換機構將一級能量轉換所得到的能量轉換成旋轉機械的機械能;三級能量轉換通過發電機將旋轉機械的機械能轉換成電能。根據一級能源轉換系統的原理,波能發電技術可分為振蕩水柱技術、筏式技術、收縮波道技術、點吸收(振蕩浮子)技術和鴨式技術等。振蕩水柱技術是利用空氣作為轉換介質的,其優點是轉動機構不與海水接觸,防腐性能好,安全可靠,維護方便;其缺點是二級能量轉換效率較低。目前,國外建成的振蕩水柱發電裝置有英國的LIMPET電站(500kW固定式)、葡萄牙的400kW固定式電站和澳大利亞的500kW漂浮式裝置。應用筏式技術的發電裝置主要由鉸接的筏體和液壓系統組成,其優點是設備抗浪性能較好,缺點是設備成本高。目前,國外建成的筏式發電裝置有英國Cork大學和女王大學研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭Ocean Power Delivery公司的Pelamis(海蛇)波能裝置。

應用收縮波道技術的發電裝置主要由收縮波道、高位水庫、水輪機和發電機組成,其優點是一級轉換沒有活動部件,可靠性好,維護費用低,在大浪時系統出力穩定;不足之處是小浪下的系統轉換效率低。目前,國外建成的收縮波道發電裝置有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon。

應用點吸收技術的發電裝置主要由相對運動的浮體、錨鏈、液壓或發電裝置組成,其主要特點是點吸收式發電裝置的尺度與波浪尺度相比很小。目前建成的點吸收式發電裝置有英國的AquaBuOY裝置、阿基米德波浪擺、PowerBuoy以及波浪騎士裝置。

應用鴨式發電技術的發電裝置的橫截面成鴨蛋形,發電效率很高,在短波時的一級轉換效率接近于100%,但抗風浪能力有待提高。

2.2 潮流能(海流能)發電技術

潮汐是一種周期性海水自然漲落現象。在太陽和月球引力作用下,海水作周期性的運動,它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流動。垂直升降部分為潮汐的位能,被稱為潮差能;水平流動部分為潮汐的動能,被稱為潮流能。潮流能的主要特點是:

①較強的規律性和可預測性;

②功率密度大,能量穩定;

③潮流能的利用形式通常是開放式的,不會對海洋環境造成大的影響。

一般說來,最大流速在2m/s以上的水道,其潮流能均有實際開發的價值。

新型潮流能發電裝置作為一種開放式的海洋能量捕獲裝置,無需巨額的前期投資;利用該裝置發電時,由于葉輪轉速慢,不產生大的噪聲,不影響人們的視覺環境,各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動,因此可保持良好的地域生態環境。潮流能發電裝置根據其透平機械的軸線與水流方向的空間關系可分成水平軸式和垂直軸式2種結構。垂直軸式發電裝置研究起步較早,目前國外主要的設備樣機有加拿大Blue Energy公司的Davis四葉片垂直軸渦輪機、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大學航空工程系合作研發的Kobold渦輪垂直軸水輪機(130kW)、美國GCK Technology公司的螺旋形葉片的垂直軸水輪機和日本Nihon大學的垂直軸式Darrieus型水輪機。水平軸式發電裝置是近10多年才興起的,與垂直軸式結構相比,水平軸式潮流能發電裝置具有效率高、自啟動性能好的特點。目前國外主要的設備樣機有英國Marine Current Turbine公司的1.2MW雙葉輪結構的“Seagen”樣機、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并網型潮流能發電原型樣機。

2.3 潮汐能發電技術

潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本相同,也是利用水的能量使水輪發電機發電。潮汐能發電技術研究始于歐洲,早期的潮汐能電站有德國(1912年)的布蘇姆潮汐電站和法國(1966年)的朗斯河口潮汐電站,其中朗斯電站的建成及其近40年的成功運行證實了潮汐電站技術的可行性,它使潮汐電站進入了實用階段。目前,在英、加、俄、印、韓等13個國家運行、在建及擬建的潮汐電站達139座,進行規劃設計的10余座潮汐電站均為100MW~1000MW級。據資料顯示,韓國正在建設世界上最大的潮汐電站――Shihwa湖大型潮汐電站。

2.4 溫差能發電技術

熱帶海洋表層與千米深處存在著基本恒定的20℃~25℃的溫差,這就提供了一個量大且穩定的能源。海洋溫差能是利用海洋表面的溫海水(26℃~28℃)加熱某工作介質并使之汽化,驅動汽輪機獲取動力;同時,利用從海底提取的冷海水(4℃~6℃)將做功后的乏氣冷凝,使之重新變為液體。按照工作介質及流程的不同可分為開式循環、閉式循環、混合式循環。開式循環的工作介質是表層溫海水,其優點在于產生電力的同時可進行海水淡化,缺點是設備尺寸大,機械能損耗高,單位功率的材料占用大,施工困難。閉式循環的工作介質是氨等低沸點物質,其優點是設備尺寸小、機械耗能低、系統轉換效率高,缺點是不能進行海水淡化?;旌鲜窖h同時包括開式循環和閉式循環,其特點是效率高、設備造價低,且可實現海水淡化。目前,溫差能發電技術和裝備尚處于示范試驗階段,國外主要有美國奎爾哈公司的開式循環OTEC溫差能電站、印度海洋技術國家研究所的陸基溫差能電站和日本佐賀大學的混合溫差能電站。

3.國內海洋能發電技術現狀

3.1 波浪能發電技術

我國波浪能發電技術研究已有30多年的歷史,先后研建了100千瓦振蕩水柱式和30千瓦擺式波浪能發電試驗電站,利用波浪能發電原理研制的海上導航燈標已商業化并出口。目前,國內處于試驗階段的設備主要有:國家海洋技術中心開發的浮力擺波浪能發電系統、廣州能源研究所開發的鴨式波浪能發電裝置(10kW)和點吸收式波浪能發電裝置(10kW)、華南理工大學開發的擺式振蕩浮子式波浪能發電系統和七一研究所開發的筏式波浪能發電系統。

3.2 潮流能(海流能)發電技術

“八五”和“九五”期間,我國研建了70千瓦和40千瓦的潮流實驗電站。在 “十一五”科技支撐計劃和海洋能專項資金支持下,我國啟動了一項百千瓦級垂直軸潮流能示范試驗電站、一項小型水平軸潮流能示范電站和多項潮流能示范工程建設。

目前,國內處于試驗階段的設備主要有:浙江大學的25kW水平軸潮流發電裝置、哈爾濱工程大學的萬向系列垂直軸潮流發電裝置(70kW和40kW)和東北師范大學的5kW模塊化潮流能發電裝置。

3.3 潮汐能發電技術

我國大陸海岸線長(達18000km),海灣、河口多(近200個),可開發潮汐能年總發電量大(約60TW?h),裝機總容量可達20GW。近五十年來,中國在有關潮汐電站的研究、開發方案及設計方面做了許多工作,但建成投運的潮汐電站數量很少,目前正常運行或具備恢復運行條件的電站有8座,總裝機容量不及可開發總量的1%,開發潛力巨大。

3.4 溫差能發電技術

2004~2005年,天津大學完成了對混合式海洋溫差能利用系統的理論研究課題,并就小型化試驗用200 W氨飽和蒸汽透平進行了研究開發。在“十一五”科技支撐計劃支持下,國家海洋局第一研究所和華電青島發電有限公司正開展15千瓦閉式溫差能電站研建工作。

4.結束語

海洋溫能作為一種清潔、可再生的能源,具有很好的發展前景。其開發、利用對我國經濟的可持續發展和人民生活水平的提高具有重要的現實意義。對海洋能發電技術及其裝備的研究,是一項可持續能源需求的高技術投資項目,關系國家能源結構優化和可持續發展戰略的實施,經濟前景廣闊,現實意義重大。

參考文獻

[1]游亞戈等.海洋能發電技術的發展現狀與前景[J].電力系統自動化,2010,34(14).

[2]夏登文.海洋能開發利用國際現狀.國家海洋技術中心,2011.

[3]羅續頁.我國海洋可再生能源開發利用現狀.國家海洋技術中心,2011.

[4]鄧隱北等.海洋能的開發與利用[J].可再生能源,2014,3.

[5]劉偉民等.海洋溫差能發電現狀綜述.中國可再生能源學會海洋能專業委員會第三屆學術討論會論文集(P185-P194).

生物質發電的缺點范文6

【關鍵詞】儲能技術;可再生能源;電池儲能

Review of Energy Storage Technology And Development

LU Yu TANG Xue-hua TANG Li-chan

(Shanghai Electric Group Co., Ltd., Central Academe, Shanghai 200070, China)

【Abstract】As environmental pollution and resource waste becoming increasingly obvious, the importance of the new energy has been more and more apparent. For renewable energy, energy storage system plays an important role. It can not only solve the unstable characteristics of new energy power generation, but also store the additional power. This paper introduces the application status of different energy storage system, and gives the prospect of energy storage technology.

【Key words】Energy storage technology; Renewable energy resources; Battery energy storage

0 引言

電能已成為人類日常生活中最重要的能源之一。進入21世紀以來,人們對電能質量的要求不斷增長,而傳統的電力系統已經無法很好地滿足用戶需求。同時,隨著社會的發展,環境污染和資源浪費等問題變得越來越嚴重,因此人們對地熱能、海洋能、生物質能等新能源進行了開發和利用。但是,由于新能源發電的不穩定性和斷續性,大規模的并網運行將會導致不可預計的后果。為了既滿足人們的用電需求,又能夠不污染環境,儲能技術則顯得格外重要。它能將地熱能、海洋能等新能源儲存起來,在適當的時候提供電能,起到了既不污染環境又能發電的作用。

1 儲能技術的研究

儲能技術歷經了幾十年的發展,其方式可以大致分為四類:物理儲能、化學儲能、電磁儲能以及相變儲能。每種儲能方式又可以細分如下。物理儲能主要包括壓縮空氣儲能、抽水儲能和飛輪儲能;化學儲能則主要有鋰離子電池儲能、鈉流電池儲能、鉛酸電池儲能等;電磁儲能則包括超級電容和超導儲能,其中超導儲能是指將能量存儲在以超導材料所制成的線圈中。當需要能量供應時,線圈中的能量便可以釋放出來[1]。下面就介紹幾種常用的儲能方式。

1.1 物理儲能

1.1.1 壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能顧名思義,就是把空氣進行壓縮并存儲在高壓密封的空洞中。這些空洞可以是地下報廢的礦井、深海中的儲氣罐亦或是被封閉的山洞等。壓縮空氣儲能其本質實際上是一種燃氣輪機發電廠,它所起到的主要作用是節能和環保。當電網用電負荷處于低谷時,利用電網過剩電力將空氣進行壓縮,并把壓縮的空氣儲藏在高壓密封的空洞中;當電網負荷處于高峰狀態時,則將之前儲藏的空氣釋放出來驅動燃氣輪機發電[2]。

相比于傳統的燃氣輪機而言,壓縮空氣儲能所消耗的燃氣至少可以節約40%。從商業角度來看,德國曾在1979年就已成功建立了290MW的壓縮空氣儲能發電廠,而美國則于1991年完成了110MW的發電廠,至今仍處于運行狀態[3]。總之,壓縮空氣儲能技術發展至今已相對比較成熟,并且可以帶來一定的經濟效益,但是這種技術主要受地理條件所限制,在城市中運用的可能性極小,比較適合于有密封空洞的偏遠地區。

1.1.2 抽水儲能

抽水儲能技術是所有儲能技術中最完善、應用最廣、容量也最大的一種技術。它在調峰調頻和穩定電網等方面有著舉足輕重的作用。抽水儲能系統主要由以下幾部分組成:上游水庫、下游水庫、傳輸和發電系統。當用電負荷處于低谷時,儲能系統的電動機就會啟動,將下游水庫中的水抽到上游水庫中并存儲起來,這一動作是將電能轉換為勢能的過程;而當用電負荷處于高峰狀態時,則利用勢能轉換為電能,將上游水庫的水放到下游水庫中去。

利用抽水儲能技術所建造的電站,其容量大小可以按照用戶需求來決定,設備的壽命基本上可以維持30到40年,其整體工作效率一般在77.5%左右。目前,世界上已有超過至少90GW的抽水儲能系統處于運行中[4]。該項技術最大的特點就是它可以存儲非常多的能量,技術方面相對穩定可靠。但是,它的缺點主要是受到地理條件的限制,往往會建造在比較偏遠的地方。這樣,在整個電力傳輸過程中不僅會造成電力的損耗,而且當系統運行出現故障時,也難以在第一時間進行維修。

1.1.3 飛輪儲能

飛輪儲能技術已存在大約有200多年的歷史,它是一種基于機械運動的儲能方式。當系統處于儲能階段時,利用電動機驅動飛輪高速旋轉,將電能轉換為動能;而在用電高峰時,高速旋轉的飛輪則將動能轉換為電能,使電動機作為發電機運行釋放能量。飛輪儲能的主要優點有建造周期短、設備運行使用時間長、儲存能量高、環保無污染等。但是維護成本高、自放電率高也是其主要缺點。

目前,基輪儲能技術國內外都已研制出了一些產品。例如:中國科學院的電工研究所就已經研制出了基輪儲能技術的高速電機;美國的艾泰沃公司研制出了500kW的直流清潔能源等[5]。此外,該項技術還有一個良好的應用前景,就是可將其應用于電動汽車上。當電動汽車處于剎車制動時,飛輪可以吸收能量;而在高速行駛時,則可以把飛輪儲存的能量釋放出來用于加速。

1.2 電池儲能

電池儲能是所有儲能技術中應用最廣泛、也最為人所熟悉的一種技術。其本質是化學能和電能之間的一種能量轉換。電池儲能為新能源的發展提供了良好的基礎。一方面,可以將太陽能、風能這種新能源所提供的能量儲存起來,在用戶需要時提供電能;另一方面,也可以在電網用電低谷時將多余電能儲存起來,在用電高峰時釋放出來,起到削峰填谷的作用。

按照電池所使用的不同材料,我們可以將電池分為鋰離子電池、鈉流電池、鉛酸電池等[6]。而每種電池都有各自的特點。

1.2.1 鋰離子電池

鋰離子電池最早是在1992年由SONY公司研制出的,該電池具有儲能密度高、體積小、使用壽命長、環保等特點。在所有儲能電池中,鋰離子電池不僅解決了充放電過程中的記憶效應,并且它的循環效率和儲能密度也相比其他電池高很多。然而,如果要大規模應用鋰離子電池儲能還有一些問題需要解決。首先,鋰離子電池由于在制作過程中加入了充電保護電路致使其成本較高;其次,在大規模應用鋰離子電池時,必須解決電池的一致性問題。否則,電池在長時間使用以后會使電池性能急劇下降。

1.2.2 鈉流電池

近20多年來,有關鈉硫電池的研究已有了重大突破,并且在一些國家都已實現了商業化。例如:日本京瓷公司所研制的鈉流電池儲能系統已有100多套投入運營中,其總容量已超過100MW。鈉流電池具有較高的儲能密度,可達140KWh/m3,其整體的效率大約在80%左右,整體的充放電次數至少可以達到6000多次。但是,和鋰離子電池一樣,由于其高額的成本致使其大規模的應用成為瓶頸。

1.2.3 鉛酸電池

在電池儲能領域中鉛酸電池具有較早的歷史,發展至今已有150多年的歷史。該電池因其成熟的技術以及相對較低的成本成為了電池儲能領域中的首選。但是,由于其可充放電的次數以及能量密度相比其他儲能電池有明顯的弱勢,所以隨著技術的不斷進步,鉛酸電池將會逐漸退出歷史舞臺。

1.3 電磁儲能

1.3.1 超級電容

電容本身就是一種儲能元件,而超級電容與普通電容的不同在于超級電容的電極表面積是普通電容的幾萬倍,并且其電荷層之間的距離也在0.5nm以下。超級電容相比其他幾種不同的儲能方式有著很大的優勢。原因是它不僅具有較高的功率密度,同時它的充放電次數也很長,在不同溫度下都可以穩定的工作并且具有環保無污染的特性。但是,超級電容也有自身的缺點,它兩端的電壓起伏比較大,在進行串聯的時候很難做到均壓。

1.3.2 超導儲能

超導儲能是指將能量存儲在以超導材料所制成的線圈中。當需要能量供應時,線圈中的能量便可以釋放出來。它的特點是具有較快的響應速度以及較高的綜合效率。總之,不同的儲能方式都有各自的特點,每種儲能方式都有自己適合的場合,需要根據具體的需求來決定究竟選擇哪種儲能方式。各種儲能技術的特點見表1。

表1 各種儲能技術特點

2 儲能技術的發展前景

新能源的發展是未來不可避免的趨勢,而儲能在整個新能源的發展過程中更是不可或缺的一環。儲能技術在實現綠色電網、解決偏遠地區用電供需矛盾和提升用戶電能質量等方面提供了一系列的解決方法。它不僅可以用于電網、企業、住宅小區這種大規模的場合,同時也可以應用于新能源汽車這種日常交通工具中。但是,由于部分儲能技術仍處于起步階段,一些應用都還不是很成熟,所以在整個儲能技術領域仍有很大的發展空間。

1)現階段儲能電池的發展瓶頸圍繞著三點:環保、高效、低成本。如何研制出環保,高性能、低成本的電池是儲能研發領域的一個重要課題。只有將這三點有機的聯合在一起才能更快、更好地走向市場化。

2)不同儲能技術的協同發展:每個儲能技術都有自己的優點和缺點,各項技術都有自己所屬的專項領域。針對現階段的一些實際問題,如果能夠有機的把不同儲能技術聯合起來使用,就可以達到揚長避短、事半功倍的效果。這也將成為儲能領域中的一個重點研究方向。

3 總結

本文討論了幾種不同儲能技術的特性及各自的優缺點,對儲能技術今后的發展前景做了一定的概述。隨著社會的進步,發展綠色能源已是未來不可避免的趨勢,而儲能技術是新能源發展的關鍵技術。只有解決了儲能的問題,新能源的發展才能得到真正意義上的突破。

【參考文獻】

[1]張文亮,丘明,來小康.儲能技術在電力系統中的應用[J].電網技術,2008,32(7):1-9.

[2]陳建斌,胡玉峰,吳小辰.儲能技術在南方電網的應用前景分析[J].南方電網技術,2010,4(6):32-33.

[3]Rufer A, Hotellier D, Barrade P. A Supercapaciotr-Based Energy Storage Substation for Voltage Compensation in Weak Transporation Networks[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2004,19(2):629-636.

[4]程時杰,李剛,孫海順,文勁宇.儲能技術在電氣工程領域中的應用與展望[J].電網與清潔能源,2009,25(2):4-5.

亚洲精品一二三区-久久