新能源发电的调研报告(精)

新能源发电的调研报告随着全球范围内能源危机的冲击和环境保护及经济持续发展的要求，开发利用新能源和可再生能源成为大多发达国家和部分发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择。从70年代开始，我国政府就积极倡导新能源的研究与开发、推广与应用，并坚持讲求效益的方针；1992年世界环境与发展大会后，又提出了因地制宜地开发和推广风能、太阳能、潮汐能、生物质能(垃圾)、地热能等新能源的方针。当今社会．电力已是现代文明的象征．一个国家的人均用电量往往是该国经济发展水平的标志然而仅仅依靠煤、石油、天然气和核能发电，已面临着资源枯竭和环境污染的双重压力．已不能适应世界人口和经济持续发展的需要人们迫切地呼唤新能源，希望用洁净的、可再生的能源发电来取代煤电、油电、气电和核电。新能源与可再生能源．是指除常规化石能源和大中型水利发电、核裂变发电之外的太阳能、风能、生物质能、海洋能以及地热能等一次能源这些能源资源丰富、可以再生、清洁干净，是最有前景的替代能源．将成为未来世界能源的基石。我国自然能资源非常丰富，开发潜力巨大，然而，由于技术、资金以及政策引导等方面的原因，新能源的开发步伐明显滞后。至2000年底，我国风能、太阳能等新能源发电约为33×104kW，只占我国电力装机总容量的0.4%。因此，推动新能源产业的快速发展，已成当务之急。自20世纪70年代以来，许多国家开展了对新型可再生能源的研究、开发和利用工作，到目前为止，除水电外，全世界可再生能源发生的总容量已经接近4×144MW，占全世界总装机容量的1%。其中风力发电装机容量已达到1.8×104MW，太阳能光伏发电装机容量近的1×104MW。美国、日本、澳大利亚等国家和欧盟都制订了相关政策积极发展新能源产业。1国外新能源发电技术发展情况1．1太阳能发电美国是世界上太阳能发电技术开发较早的国家，太阳能槽式发电系统已经积累了10多年联网营运的经验，1×104kW塔式和5～25kW盘式太阳能发电系统正处于示范阶段。法国、西班牙、日本、意大利等国太阳能发电的应用也有一定发展。太阳能光伏发电最早用于缺电地区，从80年代开始，联网问题得到很大重视。目前，在世界范围内已建成多个兆瓦级的联网光伏电站，光伏发电总装机容量约1×103MW。1．2风力发电风力发电经历了从独立系统到并网系统的发展过程，大规模风力田的建设已成为发达国家风电发展的主要形式。目前，风力田建设投资已降至1000美元/kW，低于核电投资且建设时间可少于一年，其成本与煤电成本接近，因而具有很大的竞争潜力。世界上最大的风力田位于美国加利福尼亚州，年发电约221×108kW.h。全世界风电装机容量已达17706MW。美国将在俄勒冈州至华盛顿州沿线建立一个世界最大的风力发电基地，德国计划30年后用风力发电取代核电，风力发电在德国供电系统中的比重将占到25%。1．3地热能发电地热发电的相关技术已经基本成熟，进入了商业化应用阶段。美国拥有世界上最大的盖塞斯地热发电站，装机容量达2080MW。菲律宾的地热发电装机容量也高达1050MW，占该国电力装机总容量的15%。目前全世界地热发电站约有300座，总装机容量接近1×104MW，分布在20多个国家，其中美国占40%。1．4海洋能发电目前，世界各地已建成了许多潮汐电站，其中规模最大的是法国的郎斯电站，装机容量240MW。规模较大的还有加拿大的安那波利斯电站、中国的江厦电站和幸福洋电站、原苏联的基斯洛电站等。1．5生物能发电城市垃圾发电是30年代发展起来的新技术，最先利用垃圾发电的是德国和美国。目前，美国垃圾焚烧发电约占总垃圾处理量的40％，已建立了几百座垃圾电站，其中底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000t的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧发电技术发展更快，垃圾焚烧处理的比例已接近100%。1．6燃料电池发电美国每年投资数亿元开发燃料电池，掌握了许多最先进的技术。日本也大力开展燃料电池及发电技术的研究，仅磷酸型燃料电池(PAFC)发电装机就已超过30MW。加拿大、韩国以及欧洲许多国家也在燃料电池的研究与应用上取得了很大进展。目前，PAFC是技术最成熟、商业化应用最广泛的燃料电池，其价格已降至1500美元/kW。已有数百座PAFC型电站在美国、日本以及欧洲各国投入运行，容量最大的是东京电力公司的五井电厂(11MW)。2我国新能源发电的现状我国的太阳能电池制造水平比较先进，实验室效率已经达到21%，一般商业电池效率是10%～13%。已建成1座光伏电站，容量约40MW。其中容量最大的是1998年投运的西藏安多100kW电站。太阳能发电项目正在启动，计划在拉萨建立一座35MW的鲁兹型太阳能电站。我国独立风电装置有10多万台，总容量20MW左右，80%以上在内蒙古。80年代中后期以来，联网风电场建设迅速发展，全国共建成20个联网风电场，容量234MW。新疆达板城风电二场是我国目前最大的联网风电场，我国自行研制的7.5MW风力发电机组已经投入运行。我国地热发电站总装机容量30MW左右，其中西藏羊八井、那曲、郎久三个地热电站规模较大。目前我国共有八座潮汐电站建成运行，容量5.4×104kW.h，最大的是80年代建成的浙江江厦电站，装机容量3.2MW。生物能发电在我国尚处于起步阶段，蔗渣/稻壳燃烧发电、稻壳气化发电和沼气发电等技术已得到应用，总装机约800MW。深圳垃圾发电厂已运行了七年，为垃圾发电在我国的发展积累了一定的经验，这将为解决我国城市垃圾处理问题带来新的希望和契机。90年代中期以来，我国在PEMFC燃料电池研究方面取得了较大的进展。燃料电池技术列入了国家“九五”科技攻关项目和中国科学院“九五”应用研究与发展重大项目，其研究目标直指国际水平。风力发电机组是风电系统的关键设备，很多国家为此进行了大量投资，就风轮机的材料、结构、发电机控制技术、功率容量以及可靠性等展开研究，其技术也取得了长足的进步。主要表现在：①单机功率逐步增大。80年代中期，商品化机组的单机功率只有55kW，目前，单机功率已上了兆瓦级，1MW以下的并网风力发电机组单机技术已经成熟。②由于控制技术的改进、设计水平的提高以及新型材料的运用，机组功率曲线改善，运行可靠性不断提高，故障率显著下降。③运用先进的计算机控制技术，能实现对机组的远程集中监控和通信，从而可做到无人值守运行。在风力发电中，风力的强度和方向也是经常变化的，具有很大的随机性，因而也存在最大能量跟踪的问题。其一般方法是采用变速恒频控制方案，使风机能够随风向的变化而自动改变叶片方向，从而最大限度地捕捉风能；而通过控制功率变换器恒频运行，可以保证输出电能与电网电能频率、相位等参数的一致性。3关于可再生能源发电的建议3．1针对可再生能源发电给予补贴可再生能源发电清洁无污染．有利于改善当地环境质量．提高城市形象在目前价格不足以与燃煤发电竞争的情况下。政府应予以一定补贴．以维持可再生能源发电的运营和促进可再生能源发电的发展。3．2提高电力系统对可再生能源的适应性针对系统内可再生能源发电快速增长的情况，在政府的指导下．加强电力规划工作．深入研究各类可再生能源的成本和运行特性．研究合理的电源结构；适当增加系统内快速响应电源的比重：测算合理的系统备用水平：加强需求侧管理工作，提高负荷响应度．用适当的经济激励鼓励用户成为可中断负荷，提高系统对可再生能源发电的适应性。3．3加强与可再生能源发电项目业主的交流与合作加强对可再生能源发电特性的跟踪研究．确定合理的运行备用水平：根据风电、太阳能发电的实际无功特性．必要时要求它们装设更加灵活的无功补偿装置；对填埋气发电、太阳能发电这些容量较小，运行可靠性要求不高的发电方式开展分布式接人系统的研究：督促风电和太阳能发电业主单位提高发电出力预测水平和电能质量的控制。4新能源发电的制约前一阶段国家相关部门出台文件，限制新能源发电产业之盲目发展，以避免产能过剩。新能源发电是近几年国家支持和推行的产业，为什么一边推动一边预警呢?其实根本在于风力、太阳光发电与电网之间的连接技术没有交接好。因此制约了新兴产业的发展，这需要大力研究，只有解决这些问题，拿出核心技术，才能使它健康发展。风力发电和太阳光发电目前的制约在于并网问题，故造成了产能过剩而被国家相关部门限制，而风险投资的精明、商业计划书的严密都成为纸上谈兵。由于风力、太阳光都不是人工可控，受气候、天气直接影响，发电时停时续，致使电网无法调度和控制。对电网正常运行有一定影响，且有可能造成大电流瞬间冲击电网，对电网安全造成隐患。实际上是电网技术目前无法对“不规则发电”之上网的蓄能缓冲，以承受这种上网供电方式。如果有了这种核心技术，风力、太阳光发电且可以正常运行了。风力发电与太阳光发电并网难题，是普遍性问题。也有不少机构对此进行研究，以解决此难题。如电网调度、发电场蓄能、发电场附近就地用电等办法，其中江苏省一研究机构曾提出在发电场附近建电耗大的企业如“电解铝、电解水制氢、海水淡化、聚乙烯工程、锌空气电池的电极再生”等，但由于制约因素很多，故而未能施行配套。最可行的办法也许在电网调度上做文章，这是宏观方面。另外，技术能否有一种物理蓄能方法，即缓冲器。使“不规则发电”的风力、太阳光电力能无限制的随时发电、随时上网。如果经研发能解决此阻碍，新能源发电才能正常运行。国家的新能源基础才能实现，企业的投入才能回收并获得回报。反之则靠天吃饭、靠电网许可。这一根本性制约早已存在，只是当初鼓励发展推动实施时，怎么没有想到它竟然是个关键问题。现在想起来有点晚了，当然就有必要研究“不规则发电”与电网运行的关键核心技术。5结语我国是人口众多的发展中国家，能源形势十分严峻．在全面建设小康社会的过程中，如何因地制宜的全面开发多样化新能源，如何积极研发新的发电技术是摆在国人面前现实而迫切的任务。负荷持续增长，能源需求不断增加，同时电力系统结构的不断老化，环保问题、能源利用率瓶颈以及用户对电能质量的高标准要求，己成为世界各国电力工业所面临的严峻挑战，所以开发利用可再生能源，构建可持续能源系统成为各国的共识与必然的发展趋势。但是随着新能源并网发电容量的不断增加，对传统电网的影响也越来越大。新能源蕴藏量极为巨大．但大多数是分布广泛而品质较低的能源。如太阳能、风能具有季节性、随机性、间歇性等特点。因此，如何提高发电效率、降低发电成本并安全、可靠运行．需要解决大量的理论和工程问题，还需要广大科技工作者的不懈努力。参考文献1、我国新能源发电技术应用现状及发展牛微，李珊珊沈阳工程学院学报(自然科学版)2005年12月第1卷第4期2、新能源发电技术的分析杨为，高研等电工电气2009年第4期3、新能源发电技术概述茹俊卿河北电力技术2001年第1期4、新能源发电技术简述卫银忠江苏电机工程2009年I1月第28卷5、浅谈新能源发电技术的潜力李国俊内蒙古石油化工2007年第3期