新能源定义与种类资料

现代意义上的新能源定义与种类

一、新能源定义与种类

新能源（new energy sources）是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式大都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能（潮汐能例外），包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。

据此，1981年8月联合国新能源和可再生能源会议之后，联合国开发计划署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；传统生物质能。

相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

话题1：核能算不算新能源

按照联合国UNDP的划分方式，核能并不包含在新能源中，但是核能是新能源似乎是我们常识性的东西，原因何在？一方面是不同的划分方式，联合国认为新能源是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能，而另一种通常的定义是具有很高开发价值，目前尚未得到广泛使用，技术上不太成熟或正在开发研究的能源（这一定义也是有道理的，与国家当前发展情况能更好的对接），我们通常讲核能是新能源，很大程度是基于这种考虑，但这也是一种基于中国国情的说法，新能源和常规能源在不同的国家和地区根据其开发利用的程度不同，叫法是不一样的。比如核能，在法国就是常规能源，在中国就是新能源。随着科学技术的发展，我国的很多新能源随着利用的程度和比例的增加，也会变成常规能源，比如大中型水电。

话题2：传统与现代生物质能的区别

依据是否能大规模代替常规化石能源，生物质能可分为传统生物质能和现代生物质能。传统生物质能主要包括农村生活用能：薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其他农业生产的废弃物和畜禽粪便等；现代生物质能（Modern biomass）是指生物质能中非传统质能的部分，是可以大规模应用的生物质能，是对物质再加工利用，包括现代林业生产的废弃物、甘蔗渣和城市固体废物等。依据来源的不同，将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物及畜禽粪便等五大类。中国受环境经济状况制约，生物质能方面发展较差，美国则遥遥领先。

（文字资料来源：冯飞，化学工业出版社，《新能源技术与应用概论》；吴曜圻，科学出版社，《新能源创新发展模式》；韩晓平，中国能源网，《关于“新能源”的定义》；）

二、世界新能源发展状况

我们通过国际国内一些统计数据来观察一下近年来国内外新能源的发展情况。

观察整个世界2008年的能源消费情况，化石燃料仍然占到四分之三以上比例，核能占

约3%，新能源约19%。在占全世界能源消费19%的新能源中，传统生物质能比例最高，水能

其次，其他相对较低。而结合图3可以看到，用来发电的能源比例传统生物质能并不算高，这一部分主要是发达国家是用来产生乙醇等燃料来代替汽油作为汽车燃油等。真正用来发电

的能源中，核电与新能源中的水能发电占到极为重要的比例。

上图显示了世界新能源发电排名前6位的国家排名，排名第一的欧盟国家各项新能源发展较为平衡，尤其是太阳能和风能都占到较大比例，也显示出欧盟国家发展新能源的力度。排名第二的中国主要是依靠水电和风电，尤其是水力发电已经走在世界前列，几乎占到世界一半水电比例，而中国的太阳能刚刚有所起步，生物质能较为落后。

上图为2007年中国电源结构（BP能源统计，2008），从上面两幅图中可以看出，就整个中国能源消费比例来说，新能源所占比例还不足1%，包括核电在内也不足2%，但中国的水电项目已经非常发达，水电对于中国来说已经可以称为较为成熟的传统能源。而下图是美国的能源消费情况，美国的新能源消费比例占到了8%且种类丰富，但水电项目是他的弱项。

（图表来源：Renewable Energy Policy Network for the 21st Century，《Renewable 2010 Global Status Report》；BP世界能源统计,《BP Statistical Review of World Energy 2010》；资源与人居环境，《国内外能源结构的变化及替代能源的发展前景》）

三、代表性新能源介绍

1.核能——日臻成熟

当前世界上正在运行的核反应堆共有443座，美国最多，有104座，几乎占了总量的1/4，接下来为法国、日本和俄罗斯。中国的核反应堆数目远低于发达国家，甚至少于印度。

总体看来，最近几年世界核能发展态势平稳，核能发电总量变化不大，发达国家核能发电量出现负增长，中国等新兴经济体增速也有所放缓。

害气体，造成“温室效应”，与火电厂相比，它能大大改善环境质量。据统计，每千瓦电量的二氧化碳排放量在10~25克之间，相当于煤火电厂的1%。以法国为例，法国1980~1986年间核电占总发电量的比例由24%提高到70%，在此期间法国总发电量增加40%，而排放的二氧化物却减少了9%，尘埃减少了36%。（2）核电站是经济的。核燃料具有体积小而能量大的特点，1千克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量，一座100万千瓦的大型烧煤电站，每年需原煤300万~400万吨煤，需要2760列火车，相当于每天8列火车，还要运走4000万吨煤渣。而同功率的压水堆核电站，一年仅需要消耗含量为3%的低浓缩铀燃料

28吨，每1磅铀的成本约为20美元，换算成1千瓦发电经费是0.001美元左右。（3）核电是安全的。从第一座核电站建成以来，世界核电站运行的堆年数已超过1万堆年，除切尔诺贝利和福岛事故以外，未有事故频繁发生。而这两起事故的发生也是因为天灾人祸，而核电站本身的安全运行并无任何问题。研究表明，煤电厂产生的废弃物含有的放射性比核废料高出100倍，并且随着压水堆的进一步改进，核电站安全系数还会提高。（4）核能是可持续发展的能源。这一观点主要针对尚在探索阶段的核聚变来说的，聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.034克/升，地球海水中储存的氘为40万亿吨，而地球上锂储量有2000多亿吨，按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚可以供人类使用上千亿年，因此可以说，只要解决了核聚变的工业技术问题，人类就从根本上解决了能源问题。

核电可能或已经存在的问题：（1）核电站事故造成的核泄漏危机，无论过去现在核电是多么的安全可靠，但是一旦核泄漏发生，或者人为造成的核电站破坏，造成的危害可能是灾难性的，甚至是毁灭性的。（2）环境保护问题，一些环境组织通过研究发现，虽然核能产生的二氧化碳仅为化石燃料的1/50，但随着大部分铀矿高级矿体被开采殆尽，人们不得不开发较低级的矿体，这在开采过程中极大增加了碳的排放。以澳大利亚里约山脉的铀矿开采为例，该铀矿2005年每吨铀氧化物产生13吨二氧化碳，而2006年升至17.7吨，该矿已总共产生了大约28300000吨二氧化碳。（3）长寿命同位素等核废料处理问题。燃烧后的高放射性废液含大量“少数锕系核素”及“裂变产物核素”，其中有一些半衰期长达百万年以上，成为危害生物圈的潜在因素。问题在于难以发现长期存放核废料的容器（现行容器只能存放100年）和永久存放的安全地点。根据原子能机构公布的数字，目前世界各国的核电站一共堆积了约20万吨没有处理的核废料。（4）存在核扩散的风险。

中国核电发展展望：核电与煤电、水电一起构成世界电源的三大支柱, 在世界能源结构中有着重要的地位。对核电与煤电的成本进行比较发现, 发达国家的核电成本普遍低于煤电成本, 其中法国的煤电成本是核电的1.75倍,德国为1.64倍,意大利为1.57倍, 日本为1.51倍, 韩国为1.7倍, 美国的核电成本早在1962年就低于煤电成本了。近年很多国家纷纷计划上马核电项目。世界原子能机构相关统计称, 在未来60 多座正在兴建或立项的核电站中,有2/3在亚洲, 到2030年, 全球核电的电力供应市场占比有望从现在的16%提高至27%。目前世界对能源需求不断增长,2030年前出现新的可替代能源的可能难以预计, 而核能是解决能源危机最为现实的手段之一。到2030年,全世界将有600座新的核电站投入使用, 这要求国际社会加强在核能领域的合作。在“2008年中国核能行业协会年会暨中国核能可持续发展论坛”上,中国核能行业协会理事长张华祝表示, 未来15年我国要建设300万到50万KW的装机容量,建设的速度是过去的5倍以上。届时我国核电占当时我国发电装机容量的4%~5 %,从世界主要国家核电发展规划来看,仍然远远低于美国、法国、俄罗斯、日本等核电大国, 也低于世界平均水平。

2.风能——迅速崛起

风能是流动的空气所具有的能量。从广义太阳能的角度看，风能是由太阳能转化来的，因太阳照射而受热的情况不同，地球表面各处产生温差，从而产生气压差而形成空气的流动。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累计小时数（风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的3次方和空气密度成正比关系）。世界风能资源巨大，陆地上的风能总量可达100万GW（世界能源理事会WEC），即使只有1%的地区可以利用，并且风电厂的负载系数只有15%—40%，所生产的点也大致相当于全世界总的发电量。相关技术的进步使其成本不断降低，风能已成为世界上发展速度最快的新型能源。

Change 2009

风能的优势：风能属于可再生能源，不会随着其本身的转化和人类的利用而日趋减少。

风力资源储量大、分布广，与天然气、石油相比，风能不受价格的影响，也不存在枯竭的威

胁；与煤相比，风能没有污染，是清洁能源，可以减少二氧化碳等有害排放物。据统计，每

装1台单机容量为1MW的风能发电机，每年可以少排2000t二氧化碳、10t二氧化硫、6t

二氧化氮。

风能可能或已经存在的问题：（1）风力发电对环境也有一定影响，如占据大片的土地，产生噪音，对周围无线电信号造成干扰，对野生动物尤其是鸟类的生存产生影响等。（2）自身经济发展动力仍然不足，风电是一项资本密集型产业，需要投入巨大，而风力具有间歇性导致风力发电的经济性不足，但最主要的因素是风力发电成本仍然较高，各国政府的补贴仍然是最近几年风电能够快速发展的主要原因。（3）风能分布问题，电力需求旺盛的地区多在东部沿海，而在这些大中型城市周边发展风能，风力资源往往欠丰富，故而风能的储存传输也成为一个较大问题。

风能发展展望：尽管风能的利用存在种种不利因素和障碍，但在具有各种优势条件，化石燃料价格不断上涨的情况下，风能的利用会继续呈上升趋势，有研究认为如果把外部成本考虑进去，风电已经足以同大多数发电技术相竞争。IEA预测风能将继续以两位数的年增长率增长，IEA2008年能源技术远景项目研究表明，2030年风力发电可以占到全球电力供应的9%（约2700TWh），到2050年达到世界电力供应的12%（约5200TWh）。世界风能理事会预测：如果尽早采取有力措施，风电生产能够在2030年达到5200TWh，2050年达到7200TWh。

3.太阳能——未来之星

太阳内部不断进行由“氢”变“氦”的核聚变反应，其所产生的能量约为3.8*1023千瓦，其中二十亿分之一到达地球大气层，47%到达地球表面，其功率为800000亿千瓦，相当于美妙燃烧500万吨煤释放的热量。太阳能的利用包括太阳能的光热利用、太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等，目前的太阳能利用主要有光热和光电两种方式。

太阳能热利用，是指将太阳能转化为热能，再将热能加以利用的能量转化过程，它是目前最成熟也是最广泛应用的太阳能利用技术，广泛应用于供热、供暖等方面，如太阳能热水器、箱式太阳灶等。

将太阳能转化为电能是大规模利用太阳能的基础。太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电间接转换方式，另一种是光—电直接转换方式。前者光—热转换过程与太阳热能利用相同，热—电转换与火力发电同理；后者光—电直接转换是利用光电效应，将太阳辐射直接转换成电能，目前常用的是硅太阳电池（光伏发电，光生伏特效应），广泛应用于人造卫星、太阳能路灯等。长远来看，光电直接转换的方式将是太阳辐射能比较切实可行的利用办法，它为人类未来大规模利用太阳能开辟广阔前景，但就目前而言，它的成本过高，受到经济限制。