2024年3月24日发(作者:常秀艾)
维普资讯
清洁能源和能源的高效清洁利用
本-t4本期特邀编辑俞善庆
前言
何谓“清洁能源”?我们认为“清洁能源”应该是
指在开采、运输、存储和使用过程中不会或很少向
周围环境释放出有害物质的能源。因此,清洁能源
是与环境保护关系密切的一种界定能量资源的概
念。同时,“清洁”与否也是一种相对的概念。
1清洁能源
能源的分类方法很多,按照传统分类习惯,可分
为可再生能源与非可再生能源,也可分为常规能源
与新能源,还有分为一次能源与二次能源等等。现
在,又有根据能源的“清洁”程度,提出清洁能源与
非清洁能源的概念。就一次能源而言,严格地说,煤
炭、石油和天然气均属于非清洁能源,如表l和表2
当今世界所使用的主体能源,绝大多数属
于化石能源,即以石油和煤炭为主体的能源,由于
它们在开采、运输、存储过程中,经常会散发出大
量的灰尘(可吸入颗粒物),尤其在使用(燃烧)过
程中,更会释放出二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物
和烟尘,对于环保造成严重危害。因此,开发相对
清洁的能源和能源的高效利用已成为能源战线的
所示。它们在燃烧时都要释放大量的二氧化碳、二
氧化硫和氮氧化物,是造成环境污染的主要原因,
而太阳能(包括光热和光伏发电)、风能、水能、地热
能、以及生物质能等可再生能源基本不会排放有害
物质。属于清洁能源。
鉴于化石能源资源日趋缺乏,环境污染日益严
峻,加之可再生能源技术取得明显进步等,因此,近
1O年来,可再生能源受到特别的关注,取得了重大
主要任务。本期《上海节能》开辟专栏介绍清洁能
源及其相关技术的发展动态,希望引起广大读者
的兴趣。
表1常规发电厂循环排放量
煤炭
最佳技术
CO, 955
g/kWh
天然气
CCGT
430
石油
最佳技术
8l8 987
柴油
嵌入技术
772
FGD-低Nol
1.5
2.9
S02
N0l
l1.8
4。3
l4.2
4.0 O.5
1.6
12.3
表2可再生能源循环排放量
作物能源
现行技术 未来技术
C
SO=
g/kWh
太9 j匏
热电技术
26 醇
0.13^n
小电站
9
0。O8
水力搅电
大电站
3.6--11.8
0。009,-0。024 ,
光
9手d67
风娩
 ̄9
0.02—・ 09
地热能
79
0.02
17q
0。17/.4),l6
1孓吐8
o.o6-,o.08 0.20--0.34
N 1.1—.2.5 0.35 51 0.07 0.003,-0,。006 0。1B^n∞ 0.伽 13 0。O2.电0B 0.28
36 l曩衄shanghal Energy conseM 2。。6・No_6
维普资讯
的进展,其中太阳能热利用中的太阳热水器,太阳
能光电转换中的太阳电池,风力发电和现代生物质
能技术等已经形成新的产业。
近年来,我国可再生能源有了很大的增长,据
报道,2005年可再生能源利用量已达到1.4亿tee,
占总能量的7%,其中:水力发电为1.08亿kW(占
总电装机容量25%)。发电量4 000亿kWh;太阳热
水器7 5oo万m2,(节煤1 125 tee。或节电350亿
kWh),太阳电池产量l5万kW。光伏电站的总装机
容量7万kW;风力发电总装机容量126万kW(计
1 869台);沼气65亿m ,乙醇年生产能力102万t
等,这是一个不小的成绩,为今后的发展奠定了基
础。
今年,《可再生能源法》开始贯彻实施,国家制
订了可再生能源长远发展规划,明确2020年可再
生能源在总能源中的比重要确保15%,力争占总发
电量的30%,其计划重点是:开发西部的水能,建设
一
批百万千瓦级的风电站,加强太阳能利用,普及
农村沼气。电力的目标是水力发电装机容量将达到
2.9亿kW(开发程度达到70%),生物质发电2 000
万kW,风力发电3 000万kW。光伏发电2oo万
kW。在热能和燃料能源方面,将重点发展太阳能热
利用,要求太阳热水器累计装机容量达到3亿m2。
实现年节能3 0oO万tee,沼气池容积为240亿m ,
生物质颗粒燃料5 000 t.生物质液体燃料量相当
于1 000万t石油。上述目标的实现。将使我国的
可再生能源在全国能源结构中开始显现出重要的
地位。
上海是我国开展可再生能源研究最早的地区。
经历了启动一衰落一振兴三个阶段。“十五”计划以
来,上海的可再生能源形势很好。特别是2005年
市府4委1局联合发布了《上海市开发利用太阳
能三年行动计划》,规定了开发利用太阳能的发展
目标、行动计划、支持政策和保障措施。明确提出,
光热利用方面,到2007年全市要安装与建筑相结
合的太阳能热水系统1O万m2(集热面积),全市累
计太阳热水器安装量将超过6O万m2;光伏发电方
面,到2007年全市太阳电池组件的生产能力将达
到150—200MW。电池生产能力将达到100MW,产
值将达到100亿元,光伏示范电站要达到5MW以
上,仅从2004年至2O06年,全市就建成光伏电站
8座.装机容量超过400kW。目前本市已建成以上
海太阳能科技有限公司和上海交大泰阳绿色能源
有限公司为代表的2O多家企业,一些国内知名公
司也都看好上海市场。纷纷落户上海。在风力发电
方面。已先后在奉贤、南汇和崇明等地建成试验性
风电场,总装机容量超过2万kW。在各方面的支
持下,正在制订可再生能源“十一五”发展规划,相
信本市的可再生能源事业将会迎来快速的发展。
在本期专栏中围绕可再生能源领域的相关内
容。组织了1O余篇文章,就当今的发展动向进行
综述评介。太阳电池与建筑一体化是当今光伏应
用的主要方向。文章“光伏建筑一体化并网电站”,
“太阳能推广应用中的若干问题”等对此进行了较
全面的论述。就可再生能源发电技术而言,风力发
电是介于水能发电之后的最主要的可再生能源,
全球风力发电装机总容量已经达到59.32GW,风
力发电已经成为最具商业化发展前景的新兴能源
产业.本于0选登了“上海风能利用前景分析”、“大
型陆上风力发电技术”、“新型聚能风力发电装置”
和“风力发电在宝钢的应用探索”等4篇文章,就
上海的风力资源、大型和新颖风力发电技术,大型
企业自主开发风能等方面作多方位的介绍。生物
质能是一项重要的可再生能源,本刊重点介绍了
“生物质生成燃料乙醇”,“生物柴油”,等国内外发
展趋势及上海的研究动态。
尽管可再生能源有了长足进步,发展前景
无量,但是应该指出,近期内除了水能以外,其它
可再生能源在整个能源结构中目前尚处于很小的
比例。因此,将可再生能源定位为“战略替代能源”
是非常正确的,也就是说,无论从环境保护考虑,
还是从能源资源储量看,可再生能源无疑都具有
非常重要的地位,应该得到政府的支持和鼓励,使
之能够快速发展和成熟,并在某些领域(如生活用
能领域)首先取得突破。不过,就当前的主体能源
来说,煤炭,石油和天然气,仍然是重要的能源资
shanghal Energy Conservation 2006.No.6臣圜l 37
维普资讯
源,开展能源的清洁和高效利用,仍旧是能源战线
的首要任务。
2能源的清洁高效利用
自20世纪80年代以来,节约能源就成为我
国的工作重点,人们从技术节能,管理节能,(产
业)结构节能等方面进行了不懈的努力,取得了显
著的成绩。虽然国际上在节能认识上先后使用过
“节能”(Energy saving)、“能量守恒”(Eneryg
conservation)和“能源效率”(Eneryg efifciency)等
几种提法。深化了节能的技术内涵,但是不可否
认,过去的注意力多集中在降低能耗和提高能效
上面,对于环境保护关注甚少。因此,能源的清洁
高效利用应该是既兼顾能源的高效利用,又关注
能源的环境效益。似乎应该称为“能源的高效和清
洁利用”(Efifcient and clean application of eneryg
(ECAE))。
节能,涉及非常广泛的内涵,包括一次能源资
源的开发、运输分配、转换为电力、蒸气或加工为
煤气等二次能源的过程、直至用户的消费等均存
在着巨大的节能潜力。因此,节约能源可从多个层
面展开,首先是对于一次能源的高效清洁利用,其
次是提高用能设备的效率,再次是开发新型能源
转换装置等。所以,节能的中心思想应该是:开发
技术上可行,经济上合理,环境与社会可以接受的
措施,以达到更有效和清洁地利用能源,用较少的
能源消耗创造出更多的社会与经济效益,达到能
源消耗与社会进步和谐发展的目的。就广义的节
能方向而言,主要应该包涵:采用先进的工艺与设
备改造主要的耗能行业;发展洁净煤技术,提高热
利用效率;开发和推广应用节电与节油新技术;重
视建筑节能工作等等。
上海过去在节约能源方面进行过卓有成效的
工作,使全市万元产值的能耗长期保持国内先进
水平。工业动力配煤技术,煤油混合燃料(COM燃
料)技术。高效超临界发电技术等都得到不同程度
的推广应用。在提高用能设备的热效率方面也先
38 f盟圈shang ha iEne y consen,ation 2oo6・N。・6
后开展了热管技术、热泵技术、以及保温绝热材料
应用技术等。煤炭是我国的重要能源,占一次能源
的70%左右。煤炭洁净化是燃煤的重要发展方向,
本期“洁净煤技术促进节能减排”文章重点介绍了
各项洁净煤技术的主要技术特征和应用领域,以
及世界各国目前在洁净煤技术方面的研究进展,
并结合上海的实际情况,论述了今后主要发展的
方向。锅炉是重要的用能设备,我国拥有数十万台
工业锅炉,其中燃煤锅炉占85%,提高锅炉效率、降
低污染物的排放具有非常重要的意义。文章“工业
锅炉层燃节能技术”从锅炉结构、燃烧方式和运行
管理等方面介绍了工业锅炉层燃节能技术,探讨
了节能改造和优化运行的途径。煤的气化多联产
技术是一项高效清洁综合利用煤炭资源的新兴技
术。对于高效清洁利用煤炭具有战略意义,文章就
“煤气化多联产”问题的最新发展进行了综述和评
价。
开发新型能源转换装置是能源清洁高效利用
的重要发展方向,能将氢气、天然气、煤气甚至于
沼气等燃料的化学能直接转换为电能的新型装置
燃料电池,具有不用燃烧,没有转动部件,能量转
换率高,不存在环境污染,应用面广等优点,是一
种新型清洁高效换能装置。磷酸盐燃料电池
(PAFC),熔融碳酸盐燃料电池(MCFC),固体高分
子膜燃料电池(PEFC),以及固体电解质燃料电池
(S0FC)等都受到国内外的普遍关注。高效储能装
置,先进电动车等已成为工业交通行业的重要节
能设备。本刊最近收集的文章还有:“质子交换膜
燃料电池市场前景”,“高效节能的燃料电池电动
轮汽车”,“固体氧化物燃料电池”。以及“钠硫电
池及其储能应用”、“电动机在电动汽车中的应用”
等等,就国内外各领域的发展概况作了较全面的
评述。但限于篇幅,本期不能全部奉献,今后将陆
续发表。
开发清洁能源和推广能源的高效清洁利用是
当前能源战线的重要任务,我们希望通过本期内
容的介绍和讨论。能对广大读者有所帮助和启迪。
2024年3月24日发(作者:常秀艾)
维普资讯
清洁能源和能源的高效清洁利用
本-t4本期特邀编辑俞善庆
前言
何谓“清洁能源”?我们认为“清洁能源”应该是
指在开采、运输、存储和使用过程中不会或很少向
周围环境释放出有害物质的能源。因此,清洁能源
是与环境保护关系密切的一种界定能量资源的概
念。同时,“清洁”与否也是一种相对的概念。
1清洁能源
能源的分类方法很多,按照传统分类习惯,可分
为可再生能源与非可再生能源,也可分为常规能源
与新能源,还有分为一次能源与二次能源等等。现
在,又有根据能源的“清洁”程度,提出清洁能源与
非清洁能源的概念。就一次能源而言,严格地说,煤
炭、石油和天然气均属于非清洁能源,如表l和表2
当今世界所使用的主体能源,绝大多数属
于化石能源,即以石油和煤炭为主体的能源,由于
它们在开采、运输、存储过程中,经常会散发出大
量的灰尘(可吸入颗粒物),尤其在使用(燃烧)过
程中,更会释放出二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物
和烟尘,对于环保造成严重危害。因此,开发相对
清洁的能源和能源的高效利用已成为能源战线的
所示。它们在燃烧时都要释放大量的二氧化碳、二
氧化硫和氮氧化物,是造成环境污染的主要原因,
而太阳能(包括光热和光伏发电)、风能、水能、地热
能、以及生物质能等可再生能源基本不会排放有害
物质。属于清洁能源。
鉴于化石能源资源日趋缺乏,环境污染日益严
峻,加之可再生能源技术取得明显进步等,因此,近
1O年来,可再生能源受到特别的关注,取得了重大
主要任务。本期《上海节能》开辟专栏介绍清洁能
源及其相关技术的发展动态,希望引起广大读者
的兴趣。
表1常规发电厂循环排放量
煤炭
最佳技术
CO, 955
g/kWh
天然气
CCGT
430
石油
最佳技术
8l8 987
柴油
嵌入技术
772
FGD-低Nol
1.5
2.9
S02
N0l
l1.8
4。3
l4.2
4.0 O.5
1.6
12.3
表2可再生能源循环排放量
作物能源
现行技术 未来技术
C
SO=
g/kWh
太9 j匏
热电技术
26 醇
0.13^n
小电站
9
0。O8
水力搅电
大电站
3.6--11.8
0。009,-0。024 ,
光
9手d67
风娩
 ̄9
0.02—・ 09
地热能
79
0.02
17q
0。17/.4),l6
1孓吐8
o.o6-,o.08 0.20--0.34
N 1.1—.2.5 0.35 51 0.07 0.003,-0,。006 0。1B^n∞ 0.伽 13 0。O2.电0B 0.28
36 l曩衄shanghal Energy conseM 2。。6・No_6
维普资讯
的进展,其中太阳能热利用中的太阳热水器,太阳
能光电转换中的太阳电池,风力发电和现代生物质
能技术等已经形成新的产业。
近年来,我国可再生能源有了很大的增长,据
报道,2005年可再生能源利用量已达到1.4亿tee,
占总能量的7%,其中:水力发电为1.08亿kW(占
总电装机容量25%)。发电量4 000亿kWh;太阳热
水器7 5oo万m2,(节煤1 125 tee。或节电350亿
kWh),太阳电池产量l5万kW。光伏电站的总装机
容量7万kW;风力发电总装机容量126万kW(计
1 869台);沼气65亿m ,乙醇年生产能力102万t
等,这是一个不小的成绩,为今后的发展奠定了基
础。
今年,《可再生能源法》开始贯彻实施,国家制
订了可再生能源长远发展规划,明确2020年可再
生能源在总能源中的比重要确保15%,力争占总发
电量的30%,其计划重点是:开发西部的水能,建设
一
批百万千瓦级的风电站,加强太阳能利用,普及
农村沼气。电力的目标是水力发电装机容量将达到
2.9亿kW(开发程度达到70%),生物质发电2 000
万kW,风力发电3 000万kW。光伏发电2oo万
kW。在热能和燃料能源方面,将重点发展太阳能热
利用,要求太阳热水器累计装机容量达到3亿m2。
实现年节能3 0oO万tee,沼气池容积为240亿m ,
生物质颗粒燃料5 000 t.生物质液体燃料量相当
于1 000万t石油。上述目标的实现。将使我国的
可再生能源在全国能源结构中开始显现出重要的
地位。
上海是我国开展可再生能源研究最早的地区。
经历了启动一衰落一振兴三个阶段。“十五”计划以
来,上海的可再生能源形势很好。特别是2005年
市府4委1局联合发布了《上海市开发利用太阳
能三年行动计划》,规定了开发利用太阳能的发展
目标、行动计划、支持政策和保障措施。明确提出,
光热利用方面,到2007年全市要安装与建筑相结
合的太阳能热水系统1O万m2(集热面积),全市累
计太阳热水器安装量将超过6O万m2;光伏发电方
面,到2007年全市太阳电池组件的生产能力将达
到150—200MW。电池生产能力将达到100MW,产
值将达到100亿元,光伏示范电站要达到5MW以
上,仅从2004年至2O06年,全市就建成光伏电站
8座.装机容量超过400kW。目前本市已建成以上
海太阳能科技有限公司和上海交大泰阳绿色能源
有限公司为代表的2O多家企业,一些国内知名公
司也都看好上海市场。纷纷落户上海。在风力发电
方面。已先后在奉贤、南汇和崇明等地建成试验性
风电场,总装机容量超过2万kW。在各方面的支
持下,正在制订可再生能源“十一五”发展规划,相
信本市的可再生能源事业将会迎来快速的发展。
在本期专栏中围绕可再生能源领域的相关内
容。组织了1O余篇文章,就当今的发展动向进行
综述评介。太阳电池与建筑一体化是当今光伏应
用的主要方向。文章“光伏建筑一体化并网电站”,
“太阳能推广应用中的若干问题”等对此进行了较
全面的论述。就可再生能源发电技术而言,风力发
电是介于水能发电之后的最主要的可再生能源,
全球风力发电装机总容量已经达到59.32GW,风
力发电已经成为最具商业化发展前景的新兴能源
产业.本于0选登了“上海风能利用前景分析”、“大
型陆上风力发电技术”、“新型聚能风力发电装置”
和“风力发电在宝钢的应用探索”等4篇文章,就
上海的风力资源、大型和新颖风力发电技术,大型
企业自主开发风能等方面作多方位的介绍。生物
质能是一项重要的可再生能源,本刊重点介绍了
“生物质生成燃料乙醇”,“生物柴油”,等国内外发
展趋势及上海的研究动态。
尽管可再生能源有了长足进步,发展前景
无量,但是应该指出,近期内除了水能以外,其它
可再生能源在整个能源结构中目前尚处于很小的
比例。因此,将可再生能源定位为“战略替代能源”
是非常正确的,也就是说,无论从环境保护考虑,
还是从能源资源储量看,可再生能源无疑都具有
非常重要的地位,应该得到政府的支持和鼓励,使
之能够快速发展和成熟,并在某些领域(如生活用
能领域)首先取得突破。不过,就当前的主体能源
来说,煤炭,石油和天然气,仍然是重要的能源资
shanghal Energy Conservation 2006.No.6臣圜l 37
维普资讯
源,开展能源的清洁和高效利用,仍旧是能源战线
的首要任务。
2能源的清洁高效利用
自20世纪80年代以来,节约能源就成为我
国的工作重点,人们从技术节能,管理节能,(产
业)结构节能等方面进行了不懈的努力,取得了显
著的成绩。虽然国际上在节能认识上先后使用过
“节能”(Energy saving)、“能量守恒”(Eneryg
conservation)和“能源效率”(Eneryg efifciency)等
几种提法。深化了节能的技术内涵,但是不可否
认,过去的注意力多集中在降低能耗和提高能效
上面,对于环境保护关注甚少。因此,能源的清洁
高效利用应该是既兼顾能源的高效利用,又关注
能源的环境效益。似乎应该称为“能源的高效和清
洁利用”(Efifcient and clean application of eneryg
(ECAE))。
节能,涉及非常广泛的内涵,包括一次能源资
源的开发、运输分配、转换为电力、蒸气或加工为
煤气等二次能源的过程、直至用户的消费等均存
在着巨大的节能潜力。因此,节约能源可从多个层
面展开,首先是对于一次能源的高效清洁利用,其
次是提高用能设备的效率,再次是开发新型能源
转换装置等。所以,节能的中心思想应该是:开发
技术上可行,经济上合理,环境与社会可以接受的
措施,以达到更有效和清洁地利用能源,用较少的
能源消耗创造出更多的社会与经济效益,达到能
源消耗与社会进步和谐发展的目的。就广义的节
能方向而言,主要应该包涵:采用先进的工艺与设
备改造主要的耗能行业;发展洁净煤技术,提高热
利用效率;开发和推广应用节电与节油新技术;重
视建筑节能工作等等。
上海过去在节约能源方面进行过卓有成效的
工作,使全市万元产值的能耗长期保持国内先进
水平。工业动力配煤技术,煤油混合燃料(COM燃
料)技术。高效超临界发电技术等都得到不同程度
的推广应用。在提高用能设备的热效率方面也先
38 f盟圈shang ha iEne y consen,ation 2oo6・N。・6
后开展了热管技术、热泵技术、以及保温绝热材料
应用技术等。煤炭是我国的重要能源,占一次能源
的70%左右。煤炭洁净化是燃煤的重要发展方向,
本期“洁净煤技术促进节能减排”文章重点介绍了
各项洁净煤技术的主要技术特征和应用领域,以
及世界各国目前在洁净煤技术方面的研究进展,
并结合上海的实际情况,论述了今后主要发展的
方向。锅炉是重要的用能设备,我国拥有数十万台
工业锅炉,其中燃煤锅炉占85%,提高锅炉效率、降
低污染物的排放具有非常重要的意义。文章“工业
锅炉层燃节能技术”从锅炉结构、燃烧方式和运行
管理等方面介绍了工业锅炉层燃节能技术,探讨
了节能改造和优化运行的途径。煤的气化多联产
技术是一项高效清洁综合利用煤炭资源的新兴技
术。对于高效清洁利用煤炭具有战略意义,文章就
“煤气化多联产”问题的最新发展进行了综述和评
价。
开发新型能源转换装置是能源清洁高效利用
的重要发展方向,能将氢气、天然气、煤气甚至于
沼气等燃料的化学能直接转换为电能的新型装置
燃料电池,具有不用燃烧,没有转动部件,能量转
换率高,不存在环境污染,应用面广等优点,是一
种新型清洁高效换能装置。磷酸盐燃料电池
(PAFC),熔融碳酸盐燃料电池(MCFC),固体高分
子膜燃料电池(PEFC),以及固体电解质燃料电池
(S0FC)等都受到国内外的普遍关注。高效储能装
置,先进电动车等已成为工业交通行业的重要节
能设备。本刊最近收集的文章还有:“质子交换膜
燃料电池市场前景”,“高效节能的燃料电池电动
轮汽车”,“固体氧化物燃料电池”。以及“钠硫电
池及其储能应用”、“电动机在电动汽车中的应用”
等等,就国内外各领域的发展概况作了较全面的
评述。但限于篇幅,本期不能全部奉献,今后将陆
续发表。
开发清洁能源和推广能源的高效清洁利用是
当前能源战线的重要任务,我们希望通过本期内
容的介绍和讨论。能对广大读者有所帮助和启迪。