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地球的傳統能源(比如石油、煤炭)還剩多少,按照現在的情況可以用多少年,以及這些資源持續使用的結果。

由於石油、煤炭等傳統化石能源枯竭,新的能源生產和供應體系未能建立而引發的交通、金融、工商業等壹系列問題統稱為能源危機。

根據經濟學家和科學家的普遍估計,到本世紀中葉,也就是2050年左右,石油資源將會枯竭,其價格將會上漲到壹個不適合推廣應用的高位。如果新能源體系沒有建立起來,能源危機將席卷全球,尤其是嚴重依賴石油資源的歐美發達國家。最嚴重的狀態是行業大幅萎縮,甚至因為搶占剩余的石油資源而引發戰爭。

為了避免上述困境,美國、加拿大、日本和歐盟都在積極發展太陽能、風能、海洋能(包括潮汐能、波浪能)等可再生新能源,或將目光轉向海底可燃冰(水合天然氣)等新型化石能源。與此同時,氫氣、甲醇等燃料作為汽油和柴油的替代品,也受到了廣泛的關註。目前國內外正在熱烈研究的氫燃料電池電動汽車就是這種能源中介應用的典型代表。

能源是整個世界發展和經濟增長的最基本動力,是人類生存的基礎。自工業革命以來,出現了能源安全問題。1913年,當英國海軍開始用石油代替煤炭作為動力時,時任海軍上將的丘吉爾提出了“絕不僅僅依靠壹種石油、壹種工藝、壹個國家、壹個油田”的原則,至今仍未過時。隨著人類社會對能源需求的不斷增加,能源安全逐漸與政治和經濟安全緊密聯系在壹起。在兩次世界大戰中,能源成為影響戰爭勝負、決定國家命運的重要因素。法國總理克列孟梭曾經說過,“壹滴石油相當於我們士兵的壹滴血”。可見,能源安全的重要性在當時已經得到國際社會的普遍認可。20世紀70年代爆發的兩次石油危機極大地拓展了能源安全的內涵。特別是1974成立的國際能源署,正式提出了以穩定石油供應和價格為核心的能源安全概念,西方國家也制定了以能源供應安全為核心的能源政策。在隨後的二十年裏,在穩定的能源供應支持下,世界經濟取得了巨大的增長。然而,人類在享受能源帶來的經濟發展和科技進步的好處的同時,也遇到了壹系列不可避免的能源安全挑戰。能源短缺、資源競爭和過度使用能源造成的環境汙染威脅著人類的生存和發展。目前世界上壹些常規能源儲量只能維持半個世紀(如石油),最多也能滿足人類生存壹兩個世紀的需求(如煤炭)。

當今世界人口已超過60億,是上世紀末的兩倍多,而能源消耗據統計增長了16倍多。無論多少人談論“節約”和“利用太陽能”或“鉆更多的油井或氣井”或“發現更多更大的煤田”,能源的供應都趕不上人類對能源的需求。目前世界能源消費以化石資源為主,其中中國等少數國家以煤炭為主,其他大多數國家以石油和天然氣為主。按照目前的消耗量,專家預測石油和天然氣最多只能維持不到半個世紀,煤炭只能維持壹兩個世紀。因此,無論何種常規能源結構,人類面臨的能源危機都越來越嚴重。

當前世界面臨的能源安全問題呈現出明顯不同於以往石油危機的新特點和新變化。它不僅僅是壹個能源供應安全問題,而是壹個包括能源供應、能源需求、能源價格、能源運輸、能源使用等安全問題的綜合風險和威脅。

中國是世界上最大的發展中國家,也是能源生產和消費大國。能源產量僅次於美國和俄羅斯,居世界第三;基礎能源消費占世界總消費的l/10,僅次於美國,居世界第二。我國也是壹個以煤炭為主要能源的國家,經濟發展與環境汙染的矛盾更加突出。近年來,能源安全日益成為國民生活乃至全社會關註的焦點,日益成為我國戰略安全的隱患和制約經濟社會可持續發展的瓶頸。自20世紀90年代以來,中國經濟持續快速發展,導致能源消耗急劇上升。從1993開始,中國從能源凈出口國變成了凈進口國。能源消費總量已超過總供給,能源需求對外依存度快速上升。我國煤、電、油、天然氣等能源存在缺口。其中,石油需求的巨大增長及其引發的結構性矛盾日益成為中國能源安全面臨的最大問題。

就可預見的未來而言,汽車數量不會大幅減少,但石油危機確實會對汽車行業產生壹定的影響,比如開發新型汽車(如混合動力、燃料電池、氫動力、太陽能等。)減少對石油的依賴,減少不必要的汽車使用(主要是私家車)以節省燃料等。,但總的來說,不用擔心減少車的數量。

新能源發展現狀及趨勢

在世界範圍內,壹些可再生能源利用技術已經取得了很大的進展,並形成了壹定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能、水能和地熱能的利用技術已經得到應用。

國際能源署(IEA)研究了2000年至2030年的國際電力需求。研究表明,可再生能源發電總量的年平均增長率將是最快的。根據IEA的研究,未來30年,非水可再生能源發電的增長速度將超過任何其他燃料發電,年增長率接近6%。其總發電量將在2000年至2030年間增長5倍,到2030年將提供世界總電量的4.4%,其中生物質能占80%。

目前可再生能源在壹次能源中的比重普遍較低,壹方面與各國的重視程度和政策有關,另壹方面與可再生能源技術成本較高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能和風能。根據IEA的預測,未來30年可再生能源發電成本將大幅下降,從而增加其競爭力。可再生能源利用的成本與許多因素有關,因此成本預測的結果是不確定的。然而,這些預測結果表明,可再生能源利用的技術成本將會下降。我國政府非常重視可再生能源的研究和開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展“十五”規劃,頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能利用。近年來,在國家的大力支持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電、太陽能利用等領域取得了長足的進步。

新能源(或可再生能源更合適)主要包括太陽能、風能、地熱能和生物質能。經過幾十年的探索,國內外許多專家都表示,這種能源模式不能大力發展,不僅會搶奪人類賴以生存的土地資源,還會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用有著相同的特點。例如,大規模開發必然導致該地區表層土壤環境的破壞,必然導致另壹次生態環境的變化;風能和太陽能是地球取之不盡的健康能源,必將成為未來替代能源的主流。

太陽能發電具有布局簡單、維護方便的特點,應用廣泛。目前全球總裝機容量已經開始趕超傳統風力發電,在德國甚至接近全國總發電量的5%-8%。隨之而來的問題讓我們始料未及。太陽能發電的時間限制導致了對電網的沖擊。如何解決這個問題已經成為能源領域的壹大難題。

風電從19年底開始登上歷史舞臺。在壹百多年的發展中,壹直是新能源領域的孤獨掙紮。由於其成本相對較低,成為各國新能源發展的首選。然而,隨著大型風電場的數量越來越多,占用的土地也在不斷擴大,導致社會矛盾日益突出。如何解決這個問題成了我們的另壹個難題。

早在2001,MUCE就進行了研制穩定的海島通信電源的研究。經過六年多的研究和實踐,終於向社會推廣了壹種成熟的MUCE風光互補系統新應用模式。這套系統采用我國自主研發的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電結合10: 3,形成相對穩定的功率輸出。已在建築、野外、通信基站、路燈、島嶼等方面得到應用,並獲得了大量可靠的使用數據。該系統的研究成果將為中國乃至世界新能源的發展帶來新的動力。

新型垂直軸風力機(H型)突破了傳統水平軸風力機啟動速度高、噪音大、抗風能力差、受風向影響大等缺點。它采用了完全不同的設計理論和新的結構和材料,實現了輕風啟動、無噪音、抗臺風12以上、不受風向影響的性能。可廣泛應用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用。基於它的風光互補發電系統具有輸出功率穩定、經濟性高、對環境影響小的優點,也解決了太陽能開發中對電網的沖擊。

隨著能源危機的臨近,新能源已經成為未來世界的主要能源之壹。其中,太陽能已經逐漸進入我們的普通生活,風力發電偶爾也能看到或聽到,但作為新能源如何在實踐中應用呢?新能源的發展會是壹個什麽樣的格局?這些問題將是我們未來很長壹段時間需要探索的。

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