---
### 第二十六章:可再生能源与能源转型
#### 引言
在全球气候变化和环境问题日益严重的背景下,推动能源转型、发展可再生能源已成为各国实现可持续发展的重要战略。可再生能源不仅可以减少对化石燃料的依赖,降低温室气体排放,还能促进经济增长和创造就业机会。本章将探讨可再生能源的种类与特点、技术进展、在全球能源结构中的地位、政策与市场机制、面临的挑战与机遇,以及未来展望。
#### 1. 可再生能源的种类与特点
可再生能源是指来自自然界的、可以在短时间内再生的能源,主要包括以下几种类型:
##### 1.1 太阳能
太阳能是最丰富的可再生能源,利用太阳辐射进行发电和供热。
- **光伏发电**:通过光伏电池将太阳光直接转化为电能,适用于家庭、商业和工业应用。
- **太阳能热利用**:利用太阳能加热水或空气,广泛应用于热水器和集中太阳能发电系统。
##### 1.2 风能
风能是利用风的动能转化为电能的过程,主要通过风力涡轮机实现。
- **陆上风能**:在陆地上安装风力发电机,具有较低的建设和维护成本。
- **海上风能**:在海洋中安装风力发电机,风速较大,发电效率高,但建设成本较高。
##### 1.3 水能
水能是利用水流的动能或水位差转化为电能的过程,主要包括:
- **水电**:通过水坝和水轮机将河流的动能转化为电能,是最成熟的可再生能源形式。
- **潮汐能与波浪能**:利用海洋潮汐和波浪的能量发电,尚处于研发阶段。
##### 1.4 生物能
生物能是利用有机物(如植物、动物废弃物等)转化为能源的过程。
- **生物质发电**:通过燃烧或发酵等方式将生物质转化为电能或热能。
- **生物燃料**:将植物油、糖类等转化为液体燃料,替代化石燃料。
##### 1.5 地热能
地热能是利用地球内部的热能进行发电和供热。
- **地热发电**:通过抽取地下热水或蒸汽驱动涡轮发电。
- **地热供暖**:利用地热能加热建筑物或温室。
#### 2. 可再生能源的技术进展
随着科技的不断进步,可再生能源的开发与利用技术也在不断发展,主要体现在以下几个方面:
##### 2.1 光伏技术的进步
- **高效光伏电池**:新型材料(如钙钛矿、薄膜材料)提高了光伏电池的转换效率,降低了成本。
- **光伏系统集成**:光伏发电与建筑(BIPV)或其他能源系统的集成,提高了能源利用效率。
##### 2.2 风能技术的创新
- **大型风力发电机**:提高了发电效率和经济性,适应不同风速和环境条件。
- **智能风电系统**:通过大数据和人工智能优化风电场的运行与维护。
##### 2.3 水能技术的发展
- **小型水电技术**:适用于偏远地区,提供清洁能源。
- **潮汐能与波浪能的研究**:新型设备和技术不断涌现,提升了能量转化效率。
##### 2.4 生物能技术的优化
- **第二代生物燃料**:利用非粮食作物(如木材、农业废弃物)生产生物燃料,减少对粮食的竞争。
- **生物质气化技术**:将生物质转化为合成气,进一步用于发电或制氢。
##### 2.5 地热能技术的提升
- **增强型地热系统(EGS)**:通过人工方法提高地热资源的利用效率,扩大地热能的应用范围。
#### 3. 可再生能源在全球能源结构中的地位
可再生能源在全球能源结构中的地位日益提升,主要体现在以下几个方面:
##### 3.1 全球可再生能源的发展现状
根据国际可再生能源署(IRENA)的数据,全球可再生能源的装机容量持续增长,尤其是光伏和风能的快速发展。
- **太阳能**:2019年全球光伏装机容量超过580 GW,预计在未来几年将继续增长。
本章未完 点击下一页继续阅读