新能源发电及其展望

华北电力大学 赵 璟

新能源发电及其展望

华北电力大学 赵 璟

工业革命以后，随着世界经济的飞速发展，环境问题也逐渐凸显，CO2排放量与日俱增，温室效应愈加明显。世界各国为应对全球变暖制订了一系列政策，并大力发展新能源发电，以期实现新能源发电代替传统的火力发电，进而降低对传统化石能源的依赖，实现社会的可持续发展。

一、新能源发电的种类

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，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源发电是指以上述新能源为一次能源，利用先进的发电技术，产生电能的过程。目前，常见的新能源发电形式主要有以下几种。

1.风力发电。风力发电系统由桨叶、机械传动系统、发电机、电力电子装置、升压变压器等组成。风力发电机系统种类繁多，根据不同的划分标准可以分为不同的种类，如，按运行特征和控制方式可分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统；根据运行方式可分为离网型风力发电系统和并网型风力发电系统；根据风力发电机风轮轴的位置可分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机。目前，我国已在甘肃、新疆、河北、蒙东、蒙西、吉林和江苏沿海建设了七大千万千瓦级风电基地。

2.太阳能发电。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）、逆变器组成。太阳能发电形式主要有光伏发电和光热发电两种形式。光伏发电系统根据是否接入电网又可分为离散型发电系统和并网型发电系统，离散型发电系统可以直接向直流用电装置供电，并网型发电系统需通过电力电子装置将直流电转化为交流电后才能并网运行；光热发电主要是利用聚光器将低密度的太阳能转化为高密度的太阳能，再通过传热装置，转化为蒸汽推动汽轮机运转，实现能量由太阳能到热能和电能的转换。

3.海洋能发电。海洋储存着大量的能量，主要有潮流能、潮汐能、温差能和波浪能。其中，潮汐发电技术和小型波浪发电技术发展比较成熟，得到了实际的应用。潮汐发电利用潮汐涨落形成的水位差，冲击水轮机，带动发电机发电作业，具有较强的规律性和可预测性，并且功率密度大, 能量稳定, 易于电网的发、配电管理, 是一种优秀的可再生能源。波浪发电是将波浪能通过转换装置转换为机械、气压或液压的能量，然后通过传动机构驱动发电机发电。我国波浪能源理论功率超过1 000万kW，以台湾附近分布最多，其次主要分布在广东、福建、浙江沿海。广东汕尾建成的100 kW 振荡水柱式波浪电站已经通过验收，另外，我国计划至2020年，在山东、海南、广东各建1座1 000 kW级的岸式波力电站。

4.生物质发电。生物质发电是以农作物秸秆和木屑为主要燃料的一种火力发电方式，与常规的火力发电相比，生物质发电实现了CO2的零排放，具有环保、节能等优点，受到了越来越多的科技工作者的关注。生物质能分布广泛，总体而言，其在地球上的总储量仅次于煤炭、石油、天然气。利用生物质能来发电的方式有很多，如直燃发电、混燃发电、气化发电、沼气发电等多种方式。

二、我国新能源发电现状

目前，我国新能源发电还处于起步阶段，主要表现在以下几个方面。

1.新能源发电具有间歇性，因而必须对其发电量做出合理准确的预测，而我国在这方面还比较欠缺。

2.与传统火力发电相比，可再生能源发电的启动和运行较快，为适应电网的互联性要求，需要对其运行过程做出调整。

3.并网输电网络升级费用投入巨大，如何优化配置可再生能源发电设备、减少费用开支，是摆在管理者面前的一个重大问题。

三、新能源发电展望

目前，我国发电量结构中，火电所占比例最大，约81%；水电为16%，核电为2%，新能源发电所占比例不足1%。国际能源署对2000－2030年国际电力的需求进行的研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。该项研究认为，在未来30年内，非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料发电的增长都要快，年增长速度近6%，在2000－2010年间其发电总量将增长5倍；预计到2030年，可再生能源所提供的电力将占世界总电力的4.4%。

近年来，我国也大力支持新能源发电，从1995年开始就颁布了一系列政策来扶持并促进其发展。“十一五”期间，我国风能、太阳能、核能、生物质能等新能源产业发展迅猛，规模不断扩大，产业层次快速提升，产业政策体系逐步完善。“十二五规划”提出了到2020年我国能源科技的发展目标：在新能源技术领域，建成具有自主知识产权的大型先进压水堆示范电站；风电机组整机及关键部件的设计制造技术达到国际先进水平；发展以光伏发电为代表的分布式、间歇式能源系统，光伏发电成本降低到与常规电力相当；开展多塔超临界太阳能热发电技术的研究，实现300 MW超临界太阳能热发电机组的商业应用；实现先进生物燃料技术产业化综合利用。

我国新能源发电起步较晚，但发展势头迅猛，在国家政策大力扶持下已逐步接近国际水平。虽然近期我国还应坚持以火力发电为主、以新能源发电为辅的政策，但在不久的将来，新能源发电一定会在我国整个电力系统中占据一席之地。