低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下新能源技術(shù)分析

張續(xù)文

隨著工業(yè)革命的迅速發(fā)展，人們的生活水平在不斷提高同時面臨著新的挑戰(zhàn)，即破壞生態(tài)環(huán)境后所帶來能源短缺，全球變暖等一系列問題。使得人們意識到要依據(jù)可持續(xù)發(fā)展要求，構(gòu)建低能耗，低污染，低排放的低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境模式，開發(fā)新能源技術(shù)的重要性，因為它不但能從根本上解決能源短缺問題，還可以提高能源利用率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)模式，促進(jìn)人類，環(huán)境，經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。

低碳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：降低農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、制造業(yè)，發(fā)電過程等二氧化碳排放量，在合理生產(chǎn)利用能源和材料的基礎(chǔ)上，通過尋求可再生資源，處理再循環(huán)廢物等替代傳統(tǒng)化石燃料，滿足全球能源需求。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2008年，全球可再生資源占同年搜友能源消耗量的19%，而2004-2009年這五年中，世界各國可再生資源以10%-60%逐年增長，其中以風(fēng)力發(fā)電增長速度較為顯著[1]。由此可見，在未來時間內(nèi)，擴(kuò)大可再生能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)多樣性，減少對外能源依賴，改善國際貿(mào)易平衡，加大管理實施政策力度，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險，提高能源利用率，是我國現(xiàn)階段發(fā)展的重點內(nèi)容。

一、低碳條件下新能源發(fā)展規(guī)劃

（一）新能源技術(shù)內(nèi)容及特點

新能源技術(shù)的主要包含核能、太陽能，燃煤、磁流體發(fā)電，地?zé)崮埽Ｑ竽艿?。合理開發(fā)利用這一技術(shù)，能使得在保障人們基本生活水平基礎(chǔ)上，保持生態(tài)環(huán)境安全。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

低碳或無碳。其在生產(chǎn)過程中大都不會產(chǎn)生廢氣，廢物及有害雜質(zhì)，確保生態(tài)穩(wěn)定。

具有戰(zhàn)略意義。其有著較高的資源轉(zhuǎn)化率，為可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，從根本上解決“資源短缺”所來帶的困擾。

創(chuàng)新功能。新能源技術(shù)開展?jié)M足社會需求，要求企業(yè)依據(jù)自身需求，合理制定方略對策，貫徹落實國家發(fā)展方針。

（二）新能源技術(shù)存在問題及解決方案

據(jù)報道，可再生資源有著顯著成本競爭力的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在某些條件下，不依靠經(jīng)濟(jì)支持，而“美國西電網(wǎng)”也顯示，本國在再生能源占總電力33%，相當(dāng)于節(jié)約總成本70多億美元且目前30多個國家都為可再生資源貢獻(xiàn)出20%能源供應(yīng)[2]，反觀我國，在開展新能源技術(shù)中仍存在著產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)不健全，諸多不確定因素，缺少有力度的龍頭企業(yè)等問題，這也要求我們要多向國外學(xué)習(xí)，依據(jù)現(xiàn)有資源，科學(xué)合理構(gòu)建全面深層次的能源產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，加大企業(yè)宣傳力度、完善設(shè)施設(shè)備，增加資金支持，擴(kuò)展市場需求，優(yōu)化新能源技術(shù)，提供以下幾點建議：

擴(kuò)展地?zé)嵯到y(tǒng)。通過“水力刺激”技術(shù)，選取最佳地理位置，如深達(dá)3-5公里絕緣物質(zhì)層的花崗巖來創(chuàng)造地?zé)豳Y源，目前最大的EGS工程項目是位于澳大利亞的庫柏盆地，能產(chǎn)生5000-10000兆瓦的熱量。

提取藻類燃料。將藻類和某些光合放置在兩塊玻璃之間，他們可通過光合作用將二氧化碳和陽光轉(zhuǎn)化為氧氣，生物質(zhì)（例如“可燃甲烷”）和生物燃料（天然藻油等）。

合理利用沼氣。通過細(xì)菌在厭氧環(huán)境下分解生物質(zhì)，收集、處理、制造甲烷氣體。

開發(fā)生物煤塊。利用技術(shù)將幾乎所有物質(zhì)都壓縮轉(zhuǎn)化為團(tuán)塊，使其具有70%木炭值來替代煤塊，其中維龍加國家就創(chuàng)建3500的團(tuán)隊，來生產(chǎn)研發(fā)生物質(zhì)塊，不僅減少二氧化碳排放量，也為本地居民提供就業(yè)環(huán)境。

二、低碳條件下電源發(fā)展規(guī)劃

低碳條件下，電源技術(shù)發(fā)展作為電力發(fā)展的基石，對提高電能生產(chǎn)，降低能耗，改善電源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多樣化，降低環(huán)境污染發(fā)揮重要意義，具體措施如下：

增加二氧化碳排放稅。依據(jù)企業(yè)二氧化碳排放量濃度占比合理確定碳稅，能夠快速降低溫室氣體形成，達(dá)到減排目的，實現(xiàn)私人、社會成本及私人、社會收益對等。

合理建立電力電網(wǎng)分布。我國主要發(fā)電站建立在西部地區(qū)，而電力需求卻主要集中在東部地區(qū)，占總耗電量的75%，依據(jù)地域，季節(jié)，電源結(jié)構(gòu)，結(jié)合電力行業(yè)發(fā)展需求和企業(yè)自身情況，考慮到運(yùn)輸過程中能源消耗與減排，合理構(gòu)建電網(wǎng)分布，加大智能電網(wǎng)建設(shè)勢在必行。

增加特高壓變電站建設(shè)。特高壓指交流達(dá)100千伏以上（含100千伏）河支流正負(fù)800千伏以上電壓等級，國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，特高壓電網(wǎng)在輸送相同功率電量時，不僅節(jié)省60%土地資源，輸送量及距離也是普通電量的3-6倍。

發(fā)展電力清潔技術(shù)。全國用電負(fù)荷逐日遞增，擴(kuò)大其容量及提高安全性也更為重要，我們可通過高效節(jié)能燈和交通信號燈代替白熾燈，前者節(jié)約電量70%-80%，后者節(jié)約電量可高達(dá)90%。也可將電能代替燃油，使用電動車或電自行車，降低污染能耗，構(gòu)建低碳環(huán)境。

三、低碳條件下電工電子發(fā)展規(guī)劃

電工電子技術(shù)這里主要針對教育單位，要求符合構(gòu)建節(jié)約型社會發(fā)展，降低能源消耗，較少二氧化碳排放量，其大致總結(jié)為：

廢品利用。學(xué)會“變廢為寶”，降低學(xué)生訓(xùn)練成本，在學(xué)習(xí)電工電子結(jié)束中，會出現(xiàn)諸多燒壞的萬用表，電烙鐵，或者易丟失的按鈕，行程開關(guān)，接觸器等，教師應(yīng)合理回收裝箱存好并定期組織學(xué)生對這些損壞的原件改造維修，通過拆裝不僅讓學(xué)生了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，也激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高電工電子課堂效率，達(dá)到節(jié)能減排目的。

開發(fā)教具。教授電工電子相關(guān)人員，可在鉆研教材基礎(chǔ)內(nèi)容上，同學(xué)生一起合理利用現(xiàn)有材料開發(fā)新教具，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力同時，優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高課堂效率，降低學(xué)校開銷，降低能源消耗。

四、低碳條件下電力電子發(fā)展規(guī)劃

據(jù)統(tǒng)計，總能源消耗中有55%來自電能，而電力電子設(shè)備處理后使用的電能占總消耗過程75%，因此電力電子技術(shù)發(fā)展是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的首要前提[3]。其電力電子器件導(dǎo)電損耗小，節(jié)省能源物料，其供電裝置響應(yīng)速度快，設(shè)備效率高，相對傳統(tǒng)機(jī)電而言，其在前期生產(chǎn)制造，中期運(yùn)輸，后期安裝維護(hù)耗能極低等優(yōu)勢。其主要應(yīng)用于以下設(shè)計中：

1.電力：大功率高性能DC變流器和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的勵磁域控制器，風(fēng)力發(fā)電變流器，太陽能發(fā)電逆變器，儲能裝置及電子短路限流保護(hù)裝置，高壓直流和柔性輸電系統(tǒng)，有源電力濾波器，動態(tài)電壓補(bǔ)償器，電力調(diào)節(jié)器等。

2.交通運(yùn)輸：大功率牽引，變頻調(diào)速裝置和系統(tǒng)控制器，電力牽引供電系統(tǒng)電能質(zhì)量控制裝置和通信裝置

3.激光：超大功率電源

4.航天航空、船艦：400Hz大功率供電系統(tǒng)，高可靠性分布式供電系統(tǒng)，高效，高可靠性驅(qū)動器推進(jìn)器和電源，全電化機(jī)載會示合電力系統(tǒng)，

5.現(xiàn)代化武器設(shè)備：高速魚雷發(fā)射器電源，電磁炮電源，大功率激光式武器電源，大功率固態(tài)發(fā)射機(jī)等

6.重大先進(jìn)裝備制造

大功率變流器，大功率高精度萌駿交，直流電源系統(tǒng)，高精度數(shù)控機(jī)床驅(qū)動機(jī)控制系統(tǒng)，快中子堆，此約束核駿用高精度電源。

7.環(huán)境保護(hù)：高壓脈沖電源其控制系統(tǒng)

低碳條件下，發(fā)展新能源及電源技術(shù)，電力電工技術(shù)等使之邁入快速發(fā)展軌道，既決定可持續(xù)發(fā)展能力，也是目前我國現(xiàn)階段工作的重點，同時為推進(jìn)節(jié)能技術(shù)發(fā)展，降低減排成本做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。