低碳经济环境下新能源技术分析

张续文

随着工业革命的迅速发展，人们的生活水平在不断提高同时面临着新的挑战，即破坏生态环境后所带来能源短缺，全球变暖等一系列问题。使得人们意识到要依据可持续发展要求，构建低能耗，低污染，低排放的低碳经济环境模式，开发新能源技术的重要性，因为它不但能从根本上解决能源短缺问题，还可以提高能源利用率，优化能源结构模式，促进人类，环境，经济共同发展。

低碳经济目标：降低农业、运输业、制造业，发电过程等二氧化碳排放量，在合理生产利用能源和材料的基础上，通过寻求可再生资源，处理再循环废物等替代传统化石燃料，满足全球能源需求。相关数据显示，2008年，全球可再生资源占同年搜友能源消耗量的19%，而2004-2009年这五年中，世界各国可再生资源以10%-60%逐年增长，其中以风力发电增长速度较为显著[1]。由此可见，在未来时间内，扩大可再生能源，优化能源结构多样性，减少对外能源依赖，改善国际贸易平衡，加大管理实施政策力度，降低企业经济风险，提高能源利用率，是我国现阶段发展的重点内容。

一、低碳条件下新能源发展规划

（一）新能源技术内容及特点

新能源技术的主要包含核能、太阳能，燃煤、磁流体发电，地热能，海洋能等。合理开发利用这一技术，能使得在保障人们基本生活水平基础上，保持生态环境安全。其优势主要体现在：

低碳或无碳。其在生产过程中大都不会产生废气，废物及有害杂质，确保生态稳定。

具有战略意义。其有着较高的资源转化率，为可持续发展奠定良好基础，从根本上解决“资源短缺”所来带的困扰。

创新功能。新能源技术开展满足社会需求，要求企业依据自身需求，合理制定方略对策，贯彻落实国家发展方针。

（二）新能源技术存在问题及解决方案

据报道，可再生资源有着显著成本竞争力的优势具体体现在某些条件下，不依靠经济支持，而“美国西电网”也显示，本国在再生能源占总电力33%，相当于节约总成本70多亿美元且目前30多个国家都为可再生资源贡献出20%能源供应[2]，反观我国，在开展新能源技术中仍存在着产业系统不健全，诸多不确定因素，缺少有力度的龙头企业等问题，这也要求我们要多向国外学习，依据现有资源，科学合理构建全面深层次的能源产业系统，加大企业宣传力度、完善设施设备，增加资金支持，扩展市场需求，优化新能源技术，提供以下几点建议：

扩展地热系统。通过“水力刺激”技术，选取最佳地理位置，如深达3-5公里绝缘物质层的花岗岩来创造地热资源，目前最大的EGS工程项目是位于澳大利亚的库柏盆地，能产生5000-10000兆瓦的热量。

提取藻类燃料。将藻类和某些光合放置在两块玻璃之间，他们可通过光合作用将二氧化碳和阳光转化为氧气，生物质（例如“可燃甲烷”）和生物燃料（天然藻油等）。

合理利用沼气。通过细菌在厌氧环境下分解生物质，收集、处理、制造甲烷气体。

开发生物煤块。利用技术将几乎所有物质都压缩转化为团块，使其具有70%木炭值来替代煤块，其中维龙加国家就创建3500的团队，来生产研发生物质块，不仅减少二氧化碳排放量，也为本地居民提供就业环境。

二、低碳条件下电源发展规划

低碳条件下，电源技术发展作为电力发展的基石，对提高电能生产，降低能耗，改善电源结构，实现能源结构多样化，降低环境污染发挥重要意义，具体措施如下：

增加二氧化碳排放税。依据企业二氧化碳排放量浓度占比合理确定碳税，能够快速降低温室气体形成，达到减排目的，实现私人、社会成本及私人、社会收益对等。

合理建立电力电网分布。我国主要发电站建立在西部地区，而电力需求却主要集中在东部地区，占总耗电量的75%，依据地域，季节，电源结构，结合电力行业发展需求和企业自身情况，考虑到运输过程中能源消耗与减排，合理构建电网分布，加大智能电网建设势在必行。

增加特高压变电站建设。特高压指交流达100千伏以上（含100千伏）河支流正负800千伏以上电压等级，国家电网数据显示，特高压电网在输送相同功率电量时，不仅节省60%土地资源，输送量及距离也是普通电量的3-6倍。

发展电力清洁技术。全国用电负荷逐日递增，扩大其容量及提高安全性也更为重要，我们可通过高效节能灯和交通信号灯代替白炽灯，前者节约电量70%-80%，后者节约电量可高达90%。也可将电能代替燃油，使用电动车或电自行车，降低污染能耗，构建低碳环境。

三、低碳条件下电工电子发展规划

电工电子技术这里主要针对教育单位，要求符合构建节约型社会发展，降低能源消耗，较少二氧化碳排放量，其大致总结为：

废品利用。学会“变废为宝”，降低学生训练成本，在学习电工电子结束中，会出现诸多烧坏的万用表，电烙铁，或者易丟失的按钮，行程开关，接触器等，教师应合理回收装箱存好并定期组织学生对这些损坏的原件改造维修，通过拆装不仅让学生了解其内部结构及工作原理，也激发学生的学习兴趣，提高电工电子课堂效率，达到节能减排目的。

开发教具。教授电工电子相关人员，可在钻研教材基础内容上，同学生一起合理利用现有材料开发新教具，培养其创造性思维和创新能力同时，优化教学结构，提高课堂效率，降低学校开销，降低能源消耗。

四、低碳条件下电力电子发展规划

据统计，总能源消耗中有55%来自电能，而电力电子设备处理后使用的电能占总消耗过程75%，因此电力电子技术发展是实现低碳经济的首要前提[3]。其电力电子器件导电损耗小，节省能源物料，其供电装置响应速度快，设备效率高，相对传统机电而言，其在前期生产制造，中期运输，后期安装维护耗能极低等优势。其主要应用于以下设计中：

1.电力：大功率高性能DC变流器和风力发电机的励磁域控制器，风力发电变流器，太阳能发电逆变器，储能装置及电子短路限流保护装置，高压直流和柔性输电系统，有源电力滤波器，动态电压补偿器，电力调节器等。

2.交通运输：大功率牵引，变频调速装置和系统控制器，电力牵引供电系统电能质量控制装置和通信装置

3.激光：超大功率电源

4.航天航空、船舰：400Hz大功率供电系统，高可靠性分布式供电系统，高效，高可靠性驱动器推进器和电源，全电化机载会示合电力系统，

5.现代化武器设备：高速鱼雷发射器电源，电磁炮电源，大功率激光式武器电源，大功率固态发射机等

6.重大先进装备制造

大功率变流器，大功率高精度萌駿交，直流电源系统，高精度数控機床驱动机控制系统，快中子堆，此约束核駿用高精度电源。

7.环境保护：高压脉冲电源其控制系统

低碳条件下，发展新能源及电源技术，电力电工技术等使之迈入快速发展轨道，既决定可持续发展能力，也是目前我国现阶段工作的重点，同时为推进节能技术发展，降低减排成本做出应有贡献。