2009 年全国科普日活动中国新能源与可再生能源知识园地

前言 随着我国经济和社会可持续发展和促进社会主义新农村建设，能源需求持续增长，能源供需矛盾也越来越突出，为了实现能源的可持续发展，中国一方面必须“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排； 2009年全国科普日活动中国新能源与可再生能源知识园地

另一方面还要“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于我国经济和社会的可持续发展以及促进社会主义新农村建设等方面有重大作用。另一方面还要“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于我国经济和社会的可持续发展以及促进社会主义新农村建设等方面有重大作用。湖南水力发电工程协会 2009年9月

前言

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源 1、新能源与可再生能源的基本含义和主要特点基本含义：1981年8月联合国于肯尼亚首都都内罗毕召开的新能源和可再生能源会议提出的其基本含义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发、利用，用取之不尽、用之不竭的可再生能源来不断取代资源有限、对环境有污染的化石能源。它不同于常规化石能源，可以持续发展，对环境无损害，有利于生态的良性循环。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源主要特点：新能源和可再生能源特点主要有：（1）能量密度较低，并且高度分散；（2）资源丰富，可以再生；（3）清洁干净，使用中几乎没有损害生态环境的污染物排放；（4）太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性；（5）开发利用的技术难度大。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源 2、新能源：新能源又称非常规能源。是指在新技术基础上开发利用的非常规能源，包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、氢能、核聚变能和天然含水化合物等。 3、可再生能源：根据《中华人名共和国可再生能源法》可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源 4、我国可再生能源战略地位 2010年前后，可再生能源占到能源消费的10%左右，战略定位是补充能源； 2020年前后，可再生能源占到能源消费的15%左右，战略定位是替代能源； 2030年前后，可再生能源占到能源消费的25%左右，战略定位是主流能源； 2050年前后，可再生能源占到能源消费的40%左右，战略定位是主导能源；

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源 5、新能源的环境意义和能源安全战略意义我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993年起我国成为石油净进口国，且石油进口逐年增加，使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国石化能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来我国能源能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源国际贸易存在着很多不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对口能源的依赖程度，提高我国能源、经济安全。此外，可再生能源与石化能源相比最直接的好处就是其环境污染少。制作单位：湖南省水利水电勘测设计研究院

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源新能源---风能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源新能源---风能风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴含量巨大，越来越受到世界各国的重视。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶子旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的速度），便可以开始发电。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源风力发电机类型2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源风力发电机类型成熟的风力发电设备按主轴的方向不同，分为水平轴和垂直轴两类。除此之外，还有扩散型风力机、旋风型风力机、建筑物风力机及高空风力发电装置等。水平轴风力发电机一般由风轮（叶子）、发电机、齿轮箱、偏航机构、刹车系统、塔架、控制器等几部分组成。具体如图所示。目前，全世界水平轴发电机占统治地位。

风力发电机类型

相对于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有设计方法先进、风能利用率高、起动风速低、结构简便、无噪音等众多优点，具有更加广阔的市场应用前景。相对于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有设计方法先进、风能利用率高、起动风速低、结构简便、无噪音等众多优点，具有更加广阔的市场应用前景。 2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源风力发电机类型

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国风力发电的现状与规划2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国风力发电的现状与规划风能是没有污染的能源之一，而且对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜利用风力发电，非常适合，大有可为。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kw，其中，陆地上风能储量约2.53kw（陆地上离地10m高度资料算）,海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kw，共计10亿kw。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国风力发电的现状与规划2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国风力发电的现状与规划 2009年8月8日，中国规划建设的第一座千万千瓦级风电示范基地--甘肃酒泉风电基地一期工程正式开工建设.酒泉基地建成后，每年可节约和替代标准煤1020万吨，减少二氧化碳排放量约2000吨。到2008年底，全国风电装机容量达到894万千瓦，占到全国总装机容量的1.1%。今后一段时间，内蒙古、河北、东北、西北和东部沿海将是风电建设的重点地区，规划建设7个千万千瓦级风电基地。争取实现2020年风电装机规模达到1千亿千瓦左右。

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电 太阳能太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367W/MM.地球赤道的周长为40000KM，从而计算出，地球获得的能量可达173000W，也就是说太阳每秒照射到地球上的能量就相当于500万顿煤。太阳能既是一次能源，有时可再生能源。它资源丰富，即可免费使用又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种子新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电 太阳能利用基本方式光热利用——它的基本原理是将太阳能辐射能收集起来，通过与物质的相互装换成热能加以利用。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调智能系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电 （2）太阳发电——太阳能发电的方式有多种。目前的主要有以下俩种： 1)光—热—电转换，即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热量转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。 2)光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳能辐射能直接转换为电能，光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜等设备组成。

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电 (1)光化利用——这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。 (2)光生物利用——通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物、油料作物和巨型海藻。制作单位：湖南水利水电看测试机研究院

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划中国太阳能电池的研究始于1958年，1971年3月首次成功地应用于我国第2颗卫星上。20实际80年代末，中国太阳能电池生产能力由原来的3个小厂的几百千瓦一下子上升到6个厂的4.5 兆瓦，2002年由国家发改委实施“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程，2006年实施的送电到村工程均能采用了太阳能光伏光电技术。到2007年底，太阳能生产能力达到290万千瓦，超过日本和欧洲。

根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，中国力争使太阳能发电装机容量达到1。8GW（百万千瓦），2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机占到5%。根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，中国力争使太阳能发电装机容量达到1。8GW（百万千瓦），2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机占到5%。 2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划太阳能发电到2010年，太阳能发电总容量达到30千瓦，到2020年达到180万千瓦，建设重点如下：（1）采用户用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决偏远地区无电村和无电户的供电问题，建设太阳能光伏发电约10万千瓦，解决约100万户偏远地区农牧民生活用电问题。到2010年偏远农村地区光伏发电总容量达到15万千瓦，到2020年达到30万千瓦。（2）在经济较发达、现代化水平较高的大中城市。到2010年全国建成1000个屋顶光伏发电项目，总容量5万千瓦。到2020年，全国建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量100万千瓦。

2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划2009全国科普活动日知识园地太阳能发电的现状与规划（3）建设大规模的太阳能光伏电站和太阳能热发电站。到2010年，建成大型并网光伏电站总容量2万千瓦、太阳能热发电总容量5万千瓦。到2020年，全国太阳能光伏电站大都啊20万千瓦，太阳能热发电站总容量达到20万千瓦。太阳能热利用到2010年，全国太阳能热水器总集热面积达到1.5亿平方米，加上其他太阳能利用，年替代能源达到3000万吨标准煤。到2020年，全国太阳能热水器总热面积达到约1.5亿平方米，加上其他太阳能热利用，年替代能源达到6000万吨标准煤。制作单位：湖南水利水电勘测设计研究院

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源 水能我国河流众多，径流丰沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源。据统计，我国大陆水能资源理论蕴藏量6.94亿千瓦，年发电量6.08万亿千瓦时；技术可开发水能资源的装机容量5.42亿千瓦，年发电量2.48万亿千瓦时。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源水能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源水能水利发电原理：水力发电是在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定的流量将“载能水”输送到水轮机中，使水能→旋转机械能→带动发电机组发电→输电线路→用户。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源水能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源水能中型水电站划分： • 装机容量小于50000kw的为小型； • 装机容量50000~300000kw的为中型； • 装机容量大于300000kw为大型。水力资源的开发方式：水力资源的开发方式按集中落差的不同可分为：堤坝式、引水式、混合式三种基本方式。抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要方式。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源我国水电资源的现状和规划2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源我国水电资源的现状和规划我国水电开发已进入高峰期，目前装机容量达1.7亿千瓦，年发电量5600亿千瓦时，在建规模约7000万千瓦，居世界首位，水电已占总装机容量的21.6%，为经济社会发展提供了大量清洁电力。小水电积水可开发资源量达1.28亿千瓦，同样居世界首位。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源我国水电资源的现状和规划2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源我国水电资源的现状和规划 “十一五”水电规划提到：水电基地：我国规划建设的十三大水电基地分别为：金沙江，雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江、乌江、长江上游、南盘江红水河、黄河上游、黄河中游北干、闽浙赣和东北水电基地，可开发装机容量共2.8亿千瓦，年发电量1.2亿千瓦时。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国水电资源的现状和规划2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国水电资源的现状和规划小水电强省：十一五时期，力争建成四川、福建、广东、云南、浙江、湖北、广西、湖南等8个小水电强省（区）。小水电基地：十一五时期，建成广东韶关、清远、福建三明、龙岩、宁德、浙江丽水、四川雅安、阿坝、凉山、湖北十堰、恩施、宜昌、湖南郴州、广西桂林和江西赣州等15小水电基地。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国水电资源的现状和规划2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源中国水电资源的现状和规划十一五时期，全国新增水电装机容量7300万千瓦，到2010年全国水电装机容量达1.9亿千瓦，占全国水电技术可开发装机容量的31%。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能生物质能的概念生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓的生物质能，就是太阳能以化学能的形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能生物质能发电的优势生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料也可以将城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化的发电方式。其优势： 1）可再生性生物质属于可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用；

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能 2）低污染性生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的二氧化硫、二氧化氮较少；生物质发电可有效降低二氧化碳的排放量。如2.5万千瓦的生物质发电机组，与同功率的燃煤发电机组相比，每年可减少二氧化碳排放约10万吨。 3）广泛分布性缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能 4）生物质燃料总量十分丰富。生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物质能的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是碳薪林的推广，生物质资源还将越来越多。生物质能的应用：沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。制作单位：湖南水利水电职业技术学院

2009全国科普活动日知识园地生物质能发电的利用2009全国科普活动日知识园地生物质能发电的利用生物质能发电的利用生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

2009全国科普活动日知识园地生物质能发电的利用2009全国科普活动日知识园地生物质能发电的利用我国农业废弃物主要是：农作物秸秆，每年产量约7亿吨，可能为能源用途的约3亿吨，约折合1.5亿吨标准煤；工业有机废水和畜禽养殖场废水资源理论上可以生产沼气800亿立方米，相当于5700万吨标准煤；薪炭林和林业及木材加工废物资源相当于3亿吨标准煤；城市垃圾发电每年可替代1300万吨标准煤；此外，一些油料、含糖或淀粉类作物也可用于制取液体燃料。初步估算，近期每年可以利用的生物质能源总量约为5亿吨标准煤。

2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能2009年全国科普活动日知识园地新能源与可再生能源生物质能

2009全国科普活动日知识园地生物质能发电的利用2009全国科普活动日知识园地生物质能发电的利用生物质能发电的发展现状最近几年，国家电网公司五大发电集团等大型国有、民营、以外资企业纷纷投资参与中国生物发电产业建设运营，截至2007年底，国家和各省发改委已核准项目87个，总装机规模220万千瓦，全国已建成投产的生物质能直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。据我国“十一五”规划纲要提出的发展目标，未来将建设发电装机容量550万千瓦。已公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年，生物质的、发电装机3000万千瓦发展目标。目前，广东省粤电集团湛江生物质发电项目（2*50MW）正式获得广东省发改委核准批复。制作单位：湖南水利水电职业技术学院

地热发电原理： 地热发电是利用地热蒸汽的热能在汽轮中转变为机械能，然后带动发电机发电。利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。 2009全国科普活动日知识园地地热能发电

目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。主要过程如右图所示。目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。主要过程如右图所示。 2009全国科普活动日知识园地地热能发电

2009全国科普活动日知识园地地热能发电 方式： 1）蒸汽型地热发电利用地热井出来的过热蒸汽，经过净化分离器排除固体杂质后，直接用来推动汽轮机带动发电机发电。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的低层，开采技术难度大，故发展受到限制。主演有背压式和凝汽式两种发电系统。 2）热水型地热发电地热水发电有以下两种方式：

a）低沸点工质发电，利用100C以下的地热水加热低沸点工质，使它产生较高压力的蒸汽来推动汽轮机发电组发电的。又叫双流系统。荷兰海尔伦地热发电站正是该类型的代表之一。 a）低沸点工质发电，利用100C以下的地热水加热低沸点工质，使它产生较高压力的蒸汽来推动汽轮机发电组发电的。又叫双流系统。荷兰海尔伦地热发电站正是该类型的代表之一。 2009全国科普活动日知识园地地热能发电

b）闷蒸系统，当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功，羊八井就是采取级闪蒸式地热发电。b）闷蒸系统，当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功，羊八井就是采取级闪蒸式地热发电。 2009全国科普活动日知识园地地热能发电

2009全国科普活动日知识园地地热优势及利用 地热可以将人类从化石燃料的依赖中解脱出来，与核能、化石能源比起来，地热能可以每年节省1250万吨石油；用地热每年可以减排8000万吨的二氧化碳，有效地保护了环境，同时其分布广泛，储量巨大，再生迅速，采集方、开发利用价值更大。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下： 1、200-400°C直接发电及综合利用； 2、150-200°C双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工； 3、100-150°C双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品； 4、50-100°C供暖，温室，家庭用热水，工业干燥； 5、20-50°C沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工；

2009全国科普活动日知识园地地热优势及利用 地热发展现状中国地热资源多为低温地热，主要分布在四川，华北、松辽和苏北，有利于发电的高位地热资源，主要分布在滇、藏、川西和台湾；喜马拉雅山地带高温地热有255处5800MW。迄今运行的地热电站有5处共27.78MW。全国地热可采储量是已探明年煤炭可采储量的2.5倍，其中距离地表2000米内储储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国热开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973.1万千焦耳，折合每年0.3284亿吨标准煤发电量。至2010年地热开发利用总量：地热发电装机达到75至100MW，地热采暖达到3000万m3，热能利用总计约相当于标煤用量1500万吨。

我国地热电站 2009全国科普活动日知识园地地热优势及利用

2009全国科普活动日知识园地地热优势及利用 2005年初统计资料显示，全世界地热发电装机总量合计为9169.2MW，美国占30.5%，居第一位。位于藏北海拔4300米的羊八井是我国目前最大的地热实验基地，目前，电厂已有8台3000千瓦机组，总装机2.5万千瓦，至去年底，共发电12亿千瓦时，年发电量占拉萨电网的45%。然而地热利用中出现的地热井的回避、结垢、设备腐蚀等问题依旧存在并将影响地热事业的发展。制作单位：湖南水利水电职业技术学院

2009全国科普活动日知识园地地热优势及利用

2009全国科普活动日知识园地海洋能发电 什么叫海洋能？海洋能（ocean energy）是海水运动过程中产生的可再生能，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力，其他海洋能均自太阳辐射。海洋能具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发的具有战略意义的新能源。

2009全国科普活动日知识园地海洋能发电 海洋能发电主要方式：潮汐能发电：潮汐能发电的原理：潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝，形成水库，并在坝中或坝旁放置水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。从能量的角度说，就是利用海水的势能和动能，通过水轮发电机转化为电能。潮汐发电的三种形式：单库单向电站、双库双向电站、单库双向电站。

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