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《能源科学导论》课程论文
节能减排之新能源开发
控制科学与工程系 自动化0807班 姓名：孙熙 学号：U200813660 指导老师：靳世平
我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也消耗了大量的资源，环境受到了严重的污染。经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈，专家学者对资源消耗的问题也颇为担忧。在当前的局势下，只有加强节能减排，才能实现可持续发展。
我国政府以及相关机构已经出台了相关的措施的法案来促进节能减排的有效实施。然而，有些地方为了完成上级的指标，采取限电的措施，影响到人民的生活，工厂的生产。为了应对限电，有些小工厂采取柴油发电的方式来完成日常运作。这就完全与节能减排的初衷背道而驰了。随着传统能源的迅速枯竭，环境问题的日趋严峻，在我看来，要想根本达到节能减排的目的，只有靠发展新能源，清洁高效的能源。
何谓新能源？新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。核能也是当今各国竞相追逐的对象。
目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据IEA的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。
面对这各界的压力，开发新能源即是我们的必经之路，也是我国跻身发达国家之列的契机。第一次工业革命时期，欧洲人利用煤炭，蒸汽机飞速发展，几乎征服了整个世界。20世纪初，美国利用电能带来的一系列科技成果，迅速奠定了自己全球的霸主地位。而现在，在新能源的开发上，世界各国几乎都是处于同一起跑线上，只要抓住这个机会，我国一定能迅速跻身世界强国之列。然而事情并不总是那么顺利。
规定发达国家减排指标的《京都议定书》将在2012年到期，全球气候谈判重回谈判桌面，而中国将再一次不可避免地参与到这场全球博弈当中，而以煤炭为基础的能源结构，将注定成为中国难以绕过的命题。
“我国目前能源消费结构中70%还是煤炭，这样的能源结构会给我国带来很大的压力，包括温室气体排放的压力。”在2007年全球太阳能大会上，国家发改委副主任陈德铭一针见血地指出。根据发改委制定的《能源发展“十一五”规划》，未来5年煤炭仍将是中国消费的主要能源。
国家发改委的数据显示，2006年，中国创造价值1美元的国内生产总值所消耗的能源，相当于世界平均水平的3倍。
中国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下，中国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。以下是我国发展新能源的几个方向。
一、电动车
电动车行业在中国崛起仅仅几年时间，在这短短的几年内，电动车行业由无到有，由零星分布到大范围普及，取得了高速的发展和长足的进步。由于不需要核心技术，进入门槛低，赢利空间大，短时间内大量企业将目光锁住电动车这个新兴行业。电动车产业的发展具有较强的地域性，一方面表现在生产，一方面表现在消费领域，而且这也是一个渐进的过程。经过十余年的发展，中国电动车行业从小到大，已经形成一个规模庞大的产业群，尤其是进入二十一世纪以后，整个产业呈现高速发展态势。2004年，中国电动车行业已有1000多家生产厂，年产量达675万辆。2005年，中国的电动车年产量达960万辆，市场保有量在1500万辆以上。2006年国内电动车产量达到近2000万辆，比上年增幅60%以上。2010年，中国轻型电动车的产销量将可能达到3000万辆，出口量将可能达500万-600万辆，实现工业产值700亿元，包括上下游带动产值的产业总体规模，将达1300亿元。电动车行业不仅带来了巨大的经济效益，也替代了一部分传统的汽车，摩托车，大大减少了传统能源的消耗。
然而在我国，电动车行业目前仅局限于轻型车，电动骑车方面依然很薄弱。在其他发达国家发展电动汽车产业早已成为国家高科技研究发展计划(863计划)的主攻方向之一。美国、日本、欧盟等汽车产业大国对电动车的发展也尤为重视,不仅每年划拨巨额资金,同时还为购买电动车的消费者减免税赋,给予车补等。2010年至2012年将成为电动汽车发展的重要时期,日产Leaf、通用雪佛兰Volt、丰田FT、三菱i-Mi等多款明星电动车将投放市场,它们将在车辆性能、乘坐舒适性、使用成本等方面与汽油车形成竞争。一些小型的电动汽车已经在一些发达国家的市场上销售。
2010上海世博会，园区里面所有的车辆全是电动车。虽然这一小部分电动车并不能带来多大的减排效果，但它向国人，向世界展示的是一种节能减排，低碳生活的理念，是我国发展新能源的决心的体现。
二、太阳能
现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
国内主要太阳能电池制造商正遭遇少有的“阴雨天”。由于95%以上的产能出口，且过于倚重欧洲市场，国内太阳能电池企业近几个月来连续受到多个利空因素干扰：欧洲债务危机、欧元急跌、欧洲削减太阳能补贴等。这一连串不利因素表明国内太阳能电池制造商既有近忧，还有远虑。不过，善于应变的国内企业正在试图从成本和需求两端控制经营风险。国内太阳能电池制造业具有两个鲜明特点。一是以“国内速度”高速发展，全球占有率由2003年的1%飙升至2009年的30%，涌现出尚德、英利、天合光能等电池制造商。二是过于依赖欧洲市场。2009年，国内太阳能电池产能约为240万千瓦，但国内太阳能发电装机容量仅为12万千瓦，95%的产能出口，其中欧洲是最重要的市场。过去数年，欧洲一直是世界太阳能光伏发电的重心。2009年，德国、西班牙、意大利和捷克的新增装机容量超过420万千瓦，占全球60%上。
这也体现了我国太阳能发展的一个弊病。大部分生产出来的太阳能产能都出口给其他国家，而自己却消耗了自身的传统能源。相当于我们花费了自己的传统能源帮助别人去节能减排了。
三、水利
虽然兴修水利已经不是什么新鲜的事情，但是作为目前情况下可实施性最高的一种清洁能源的方法，不得不提
古代兴修水利主要是用来运输以及治理洪涝灾害，而现在，水利发电已经成为了我国发电量里面的一个大头。
以三峡工程为例。
三峡水电站，又称三峡工程、三峡大坝。位于中国重庆市到湖北省宜昌市之间的长江干流上。
大坝位于宜昌市上游不远处的三斗坪，并和下游的葛洲坝水电站构成梯级电站。它是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设最大型的工程项目。而由它所引发的移民搬迁、环境等诸多问题，使它从开始筹建的那一刻起，便始终与巨大的争议相伴。三峡水电站的功能有十多种,航运、发电、种植等等。三峡水电站1992年获得中国全国人民代表大会批准建设，1994年正式动工兴建，2003年开始蓄水发电，2009年全部完工。
水电站大坝高185米，蓄水高175米，水库长600余公里，安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组，是全世界最大的(装机容量最大)水力发电站。
2010年7月，三峡电站机组实现了电站1820万千瓦满出力168小时运行试验目标，相当于6个半葛洲坝电站和10个大亚湾核电站，每年为全国人均提供70千瓦时电。电站单机容量、总装机容量、年发电量都堪称世界第一。
虽然在三峡工程期间存在这许多环境，人文方面的争议，但是现在给我们带来的实实在在的好处是人人可见的。我国仍然还有许多地方可以进行有效的开发利用。
四、核能
核能发电即是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
2007年中国核电发电量为628.62亿千瓦时，占全国总发电量的1.92%。从数据上看来，核能发电还有很大的发展空间。
由于经济快速的成长，造成中国特别是沿海经济发达地区用电紧张，在快速解决用电问题的考虑之下，中国官方于是积极推动核能发电，并加紧兴建核电厂。各个高校也纷纷加入了核电专业，但由于师资力量不足，设施跟不上，迅速的发展受到了局限。中国的目标是：到了2020年，核能发电量将增加到四万兆瓦特，几乎是现有发电站发电量的六倍之多；核能发电量将占整个中国发电量的6%，约为现有水平的三倍。换句话说，在今后的十五年里，中国每年至少要兴建两座核电厂，等于是届时将有三十座核能发电厂。在另一方面，中国能源比较紧张，而核能属于无污染较少的，同时能源巨大，若能大量投入使用，将对中国经济有一个很好的补充作用。对这些地方政府来说，核能发电不仅是一种能源，还是推动当地和区域经济发展的新财源。这种想法，就像过去相信只要盖好高速公路与机场，幸福繁荣的日子就会马上到来一样。
新能源的开发还有许多，像海洋能，生物质能，地热能。这些都值得我们去好好利用。其中关键所在还是技术环节，技术上突破了，一切就都顺理成章了。
所以，我们能做的就是努力发展科技，寻找突破点，发展新能源，从而根本上达到技能减排的目的，对我国人民，对人类都将是重大的贡献。
