米乐m6官网除了核能哪一种新能源最有可能成为未来的主流清洁能源?
米乐m6官网除了核能哪一种新能源最有可能成为未来的主流清洁能源?Elon Musk有句话大概是这个意思,石油是这么宝贵的资源,你们竟然拿来烧。这话在理,石油是现代化工业的基础,也是人类目前最廉价的从自然界获取碳氢化合物的方式。在此基础上有了各种纺织原料、塑料、建筑材料, etc。护肤品,衣服,手机M6米乐,电脑,管材,家具,随便挑一件日常用品所用材料,总能找到石油的影子。
在交通运输方面,石油也有不可替代的作用。就家用车而言,电动车可以对内燃机车起到一定的替换作用,但很难想象远洋巨轮、飞机能靠电来驱动(还不谈电池技术瓶颈、全球碳酸锂产能的有限,锂也是种有限的矿啊)。短时间内达到那么大的能量输出,目前来看只有combustion表现的最好。
所以随着石油价格越来越高,石油一定会被用在最被需要的地方。譬如化工、船舶、航空、军工等。如果电动车越来越多,发电来源则需要更多样化。
工业规模发电,能挑大梁的有核裂变、煤电和天然气发电。核裂变原料虽然稀缺,顶个五十年没问题。煤似乎时间更久。全球范围内天然气的储量还是很大的,页岩气、深海可燃冰都开发出来,可供人类使用几百年(我就将其概括为广义的天然气了)。
以后几十年内,天然气的使用量是越来越大的,可参考BP Energy Outlook 2035:
根据BP的报告,gas在发电来源中所占比例是越来越大的;其余的几种方式都稳中有升。原油用来发电实在是太浪费了,因此比例不断降低。这某种程度上反映了未来50年内的能源结构。
1. 生物能。首先生物能并不低碳,本质上还是碳氢化合物燃烧释放出能量。其最大的问题是和人抢耕地,很难想象原本就紧张的耕地还要拿出来一部分去种燃料。土地的产能是有限的。
2. 水电。地域局限性很大,要建在有落差的地方。而人类能源需求大的地区多在沿海平原。上海纽约附近能建个水电站?跨区域输电建设成本、损耗高。水电对生态影响较大。
3. 其余“低碳”的新能源(风能、波浪能、太阳能等)。成本太高、能量密度低、不稳定导致并网难,是所有新能源的通病。一些发达国家乐于搞新能源,一方面有政府补贴,一方面配合“绿党”左派做出环保姿态,同时把高污染的设备生产过程转移到了发展中国家(譬如太阳能电池板)。这类能源的出处在于家用的微型化装置,譬如后院插个小风车,屋顶摆满电池板啥的,这样可以满足一部分家用需求(家用需求远小于工业生产需求),减轻电网的压力。电力富余时还可以将多余的电出售给电网。“能源互联网”的概念也基于此,实现能源的最佳配置。
核聚变的商用基本能一劳永逸地解决能源问题。希望聚变商用能在碳氢燃料、核裂变燃料耗光之前发生吧。否则人类社会一定会出现为了争抢有限资源的冲突。知识大爆炸仅仅是在这一百年内。在这之前漫长的千万年,人类的科学技术基本是停滞的。因此没有理由乐观地认为届时一定会有新技术发生补上碳氢矿物燃料的缺米乐m6。
另外扯一句没用的,无论哪种能源,对自然界都是一个熵增的过程。人类也只是一个普通的物种,或许也难逃出生存资源耗光后衰退的命运。哈哈,这是哲学上关于人类文明存在意义的终极命题了,就不扯了。正如丁仲礼所讲,地球不需要人类拯救,人类需要拯救的只有人类自己。真要间冰期结束冰期到来了,再多能源也hold不住。
从转成能量这一步来说,生物能未脱离燃烧的框架。但考虑到生物质燃料取之于大自然,这些碳原本就是大气中的碳被固定而来,燃烧后构成碳循环。因此并不会排出额外的碳。
但关于生物质能否挑大梁,我的观点不变。工业社会对能源的需求远高于可耕地上每年被光合作用固定的碳。有人做过估算,即使美国所有耕地都种上玉米然后被转成乙醇(包括可食用和不可食用部分),也只能满足美国每年汽油需求的16%。还不谈用量巨大的船用油、航空燃油、化工用油等。自然条件禀赋良好的美国如此,又何况耕地本来就紧张的亚洲各国、沙漠遍地仍时不时饥荒的非洲,等等。至于开发自然用地种植生物燃料,本来就备受争议。譬如巴西把亚马逊热带雨林变成甘蔗产地用来做燃料。
以三峡为例,不谈对局部生态气候、地质条件的改变(局部干旱,诱发地震等,当然这些也有争议)。学和华东师范大学的河口海岸研究组近年来就三峡工程对长江入海泥沙通量的影响都有过研究。感兴趣的可以去查阅论文。总之泥沙入海通量减少的后果就是长江三角洲停止持续千百年的生长(唐朝时入海口在如今镇江以东不远)M6米乐。由此引发海水倒灌等后果,其余不再赘述。
使不稳定的新能源避免冲击电网、电动汽车的大规模应用,都得益于储能技术、电池技术等的发展。关于电池,有一篇答案回答的很好:
电池是化学工业。其理论基础早在二战之前就已经形成了,就是大家高中学的那些原电池、氧化还原反应;该行业早就过了爆发期,很难在脱离理论的基础上有大突破。特斯拉再高端,其使用的18650电池仍是基于此原理。
电池的能量密度被诟病已久,大概只有汽油的1%。那个回答很好地阐述了原因米乐m6官网。电池与燃烧相比先天不足,因为燃烧已是自然给出的化学能放能最优解。现在材料学中很多人都在研究纳米材料以期优化表面结构提高电池能量密度。有名的包括斯坦福的Cui Yi。但曾和该行业人士交流,据说多为了文灌水米乐m6。。。也许是行内人的自黑,但可想而知电池能量密度的提高有多困难。
一个小小的电池都难成这样,至于功率高几个数量级的工业规模的储能,那更是世界级难题。目前有“飞轮储能”等概念,但很不成熟。但有个土办法就是抽水,用富余的电力把水抽到高处,需要的时候再用水轮机发电。其实是个靠谱办法,但怎么感觉略蛋疼。。。
我之前忽略了这一点。所以得出核裂变燃料只够五十多年的结论。铀235的确稀缺,但如果使用增殖反应堆,就可以在裂变的过程中利用慢中子制造新的核燃料。如果增殖反应堆进入商业化,可以将裂变燃料总量扩大很多倍。但核扩散问题和公众对核的恐慌是核能大规模应用的最大障碍。核燃料源源不断地制造出来然后流向国家和怎么办?这需要强大的国际互信协作、危机应对机制、核燃料管理,但以人类的尿性。。。希望能有专家科普下。不是这行的,就不多说了。
大家没必要一听到碳排就如临大敌。这个议题在全球学术界都是有争议的。柴静对丁仲礼的采访很好地反映了这一冲突。我以前也是温室效应及其导致世界末日理论坚定的拥护者,尤其看了《后天》之后。我本科同学在MIT Woodshole攻读博士研究古气候,我曾就此问题和其探讨。可惜他不上知乎,如果可以想邀请他科普一下气候变化问题。
首先,气候的影响因素非常复杂。二氧化碳是否真的导致升温,如果升温那贡献了多少,这并未定论。使地球升温的因素太多了,比如太阳活动、地日相对位置,若干未知因素。用计算机做气候模拟,要做很多人为假设,所以结果会有很大偏差。搞过流体的都知道,湍流很难用数值模拟,因为完全是随机的,没有模型能精确描述,没有解析解。一个小的湍流人类都没有吃透,又何谈气候这么大一个混沌系统。
所以丁仲礼说升温两度、只能再排8000亿吨二氧化碳并不是一个科学判断,只是一个价值判断。稍微改动一个建模时的假设和输入,结果就会和8000亿相差甚远。
古气候学家讲求地质上的证据。有几样东西能很好地反应古气候信息:南极冰芯(其中的气泡包含古大气信息),中国的黄土(不同层的黄土碳氮同位素比反演温度/古气候),深海沉积物。丁仲礼就是搞黄土出名的。这些人多对温室效应不以为然,因为地质历史上温度高、二氧化碳浓度高的时候多的是,譬如恐龙生存的白垩纪。那时地球比现在热的多、二氧化碳也浓的多,生物丰度(爬行类/哺乳类)也高的多。恐龙灭亡显然不是因为二氧化碳/温室效应,普遍认为因为地外天体这种突发事件。
所以现在古气候学界都不再讲global warming,而是climate change,即冰期/间冰期的气候循环。我们正处在间冰期。《后天》中所描述的场景:温室效应导致极低冰川融化-极地海水盐度降低-大洋温盐环流关闭-进入冰期,这种世界末日模式也是站不住脚的。MIT博士同学及其导师认为,即使冰川融化一点,也不会出现后天那样的场景。最坏情况变化时间也有几百年,而不是《后天》中的几天。有兴趣的可以去查一查10000多年前的“新仙女木事件”,该次进入冰期导致了很多大型哺乳动物的灭绝。纯偶然的米乐m6官网登录入口。所以有时真感觉上帝是在掷骰子。
话说回来,气候动力学、古气候两个学术流派的争议并不妨碍减排成为一个价值判断。毕竟这个排放是人类强加给自然的。但以此制定政策时要小心,不可冒进,也不能被西方牵着鼻子走,能源可不是一朝一夕的事,其中牵扯的社会发展、科学技术、环境影响等因素太多。毕竟作为基础的温室效应,只是一个价值判断而已。
,纠正的天然气排放的错误,我查询确认之后是 1135 ibs/MWH 二氧化碳, 0.1 ibs/MWH 硫化物 1.7 ibs/MWH氮化物, 要比煤炭少排放将近一半的废气,同时天然气比石油清洁25%。
原题中没有提到天然气,天然气被称为“bridge fuel” 是在当前形势下衔接现在与未来的一种非可持续能源。能够一定程度上减少污染,如果8轮以上卡车都开始烧天然气,单此一项就可以减少数目巨大的废气排放,但毕竟不是完全减少。如果可以天真的设想:电厂用煤是经过净化处理的,排污是经过除尘设备的,汽车是油电或者油气混合的,卡车是烧天然气的,那环境肯定改善不止几倍。
我个人的观点是,我们现在没有桥,也没有未来;我们不能等到建完桥再建造未来。应该在利用风能、太阳能、天然气的同时,积极地、有规模地部署核能,减缓大规模风力、太阳能发电,使之由核电代替。
生物质能源我之前的回答提到的很少,第一,生物质发电单装机容量小,第二,取原材料困难。还请见谅。
能源可以用来发电、可以用来开车,可以用来取暖。选择什么能源看你有怎样的目的,是为了环保?为了健康?还是为了活命?有时候我们谈论谈论着,看着看着电视,就慢慢忘了选择清洁能源的目的。中国雾霾污染严重,我们认为选择清洁能源为了消除雾霾,相信很多人看完柴静的《穹顶之下》都有此感想,但是清洁能源更深的意义,却在于减少二氧化碳排放。我想先简单介绍一下历史渊源,当前全世界饱受环境污染和温室效应影响。环境污染可以简单分为看不见的温室气体污染,和看得见的所谓霾污染。柴静的《穹顶之下》揭露了中国某些地区严重的雾霾污染,里面提及美国和英国在这方面的长效改进。但是要注意的是,美国英国是相当大的不可见温室气体污染源。单拿美国来说,其汽车保有量、工业发达度、石油消耗量、都是世界排行第一的,这是有目共睹的。 那么根据环境学家最权威的环境模拟结果,温室气体增加造成的温室效应,直接造成:靠近赤道地区气旋巨大、暴雨频发、温度升高;靠近两极地区暴雪频发,暴雪等级升高、温度降低。2013年至今,菲律宾夏季台风和美欧冬季暴雪我想是对这一结论的最好论证。
题目中提到的3种能源对环境的改治作用就目前来看依旧微乎其微,2013年全世界太阳能PV联网量136,697MW, 新增不到3万MW,联网只有1万7,其中8000在德国;风电新增也不到3万。下图可以看到,在新能源占有量中,PV和风电占比不大。
火电是多少?1,646,000MW 且很会以4%速度增加,核电453,000,增速更快。看一下核电和中国的核电发展,心知肚明:
您提到的太阳能、风能,都是非常好的清洁能源,这无可置疑。但七寸是靠天吃饭。针对太阳能,阴天如何发电?夜晚如何发电?针对风能,没风怎么发电?风大怎么发电?(超风速急停) 电网频率50HZ大家都知道,勉强可以在49.5---50.5波动,那么最优情况下,太阳能白天满发,可是晚上发不了,对电网冲击非常大,因为一下子你就满足不了电网频率了。 风电上午满发,下午风机立正,同一个道理对电网冲击一样大。 那么这时候国家电网调度喊一句:火电给我顶上! 不太可能, 火电不是你说起就起,说停就停的。 我说这些行家都懂,围观的点个赞就好。
新能源是欧美国家率先发起,现在欧洲,主要是德国,就饱受太阳能发电波动的影响,因为其太阳能装机量世界第一。 美国新能源装机量也不小,很多朋友喜欢拿国外说事,说人家发展怎么怎么好。那么我再解释一下,大家都知道中国的继电保护系统是全世界最严密最高级的,相关专业人才辈出,为什么?因为中国的电网年轻,单一单薄,断一处而动全身,电厂一次侧脱网那是危害社会安全的大事故。而发达国家则不是,拿美国来说,其电网结构庞大,支撑力强,断电事故对电网冲击力小,所以人家不需要复杂的继电保护。那么同理,风电、光电也是一样,对电网冲击小。看一下美国的电力结构:
新能源只占了13%,天然气占比增多,但是天然气排放的温室气体量有过之无不及。不会雾霾,但是加重温室效应。
所以为了发电,新能源站不上台,为了环保,那么单单因为发电排放的污染气体温室气体又只占少部分(21%):
新能源的大力放开式发展,需要建立在这三点基础之上,增加电网可融性,增加电网可储性M6米乐。新能源不应该只钻发电的牛角尖,着急去和核电抢份额。现在在俄罗斯和美国等一些核电实验室,核电研究非常深入,进展非常大,新能源无法与其竞争。所以应该在农业、交通、工业上寻找结合点,清洁能源会逐渐回归小型化,分散化,而不是大规模集中发电。希望创业者能有“大出入”的魄力。“入”而看到清洁能源的本质和优势,“出”而能站在更高的高度认清形势。
我没有提到的是清洁能源的当下的补贴高、有效转化效率低。所以新的科学技术的研发,对转化效率的提高、储能设备的利用,成本的降低有着至关重要的意义。至于新能源的协调管理就很好理解,如何协调最大限度的不浪费,缺的时候补上维持频率,多的时候或者存起来或者用到需要的地方,这就需要和每一个用户、企业建立实时监测平台。
我本人支持核电,第一,核电的技术升级非常快,即将到来。第二,世界环境变化的时间太快,非核电已经来不及挽回。
先放一张年终总结的PPT第一页,领导惊艳到了!真特么好看M6米乐,但是不符合咱们汇报的模板,被毙了。。。(难道没人问我这是什么字体么?)
LNG又称液化天然气,通常就三四个组成部门,C1、 C2、CO2和N2,很干净,运输和开采环节都要比煤炭和石油污染低,所以常见的公交和出租都是LNG或CNG。
我是一个在兰州读书的天津人,第一次感叹蓝天白云是在,激动到落泪,当时对着漫天星河和纳木错许愿,“我愿意为蓝天白云而奋斗终身,阿门”
2014年7月1日,毕业后来到了深圳,一下就爱上了这里。久违的蓝天白云思密达,不用做吸尘器了,欧巴~~~~。
“来,小吴,坐!你知道咱们部门是做什么的吗?”当时心里一块石头落了地 ,“我们是为海油LNG加气站项目的配电及PLC安防监控、生产操作管理系统、站级数据管理平台等系统建立一套加气站生产系统信息化技术标准体系,其中我们惠州分公司主要负责加注站信息化建设的实施,其中又包括…”
“我要你去东莞站跟着老师傅一起学习,做出我们部门第一座示范站,之后拥有独当一面的能力时,自己当某个站的项目负责人,做出一个比东莞更大气磅礴的加注站的时候,再回来来见我”
第一次到了现场,感觉吓尿了。基本很难用语言来形容,如果硬要谈谈感受的话,大概是:什!么!玩!意!
液氮温度为-196℃,无色无味,泄露了,随时有缺氧的危险,甲方为了我们的安全,邀请了两位检测空气中液氮浓度的专家
最近看了柴静的《穹顶》,感触颇多,说真的,我愿意为祖国的蓝天白云、新能源事业奋斗终身!最后敬上一张湛江同事林浩的皂片
以目前技术的发展趋势来看,未来可预见的发电方式绝不会是单一能源供能(比如给撒哈拉沙漠铺满光伏板或者遥不可及的可控核聚变)。
风、光、氢、核、水、火多种能源互相配合,火电占比逐年下降的能源结构配合锂电、化学能、抽水蓄能等储能方式,才是可行的发电方式。
双碳目标下,生物质能没有任何优势,燃烧秸秆发电,热值低下不说,周边的秸秆还经常遇到老百姓坐地起价的情况,而运营单位往处理过的秸秆中,直接放煤增加发电量的行为已经是潜规则了。
风电和光伏的造价都在快速下降,光伏下降得比较快,风电暂时性逊色于光伏。光伏现在每瓦的造价大概是在3元左右(不是很确定变化飞快),风电大约是光伏的两倍。
风电和光伏作为分布式能源就近接入负荷端都有相对可靠的应用,其中光伏板因为面积可大可小,可以更好地和建筑结合,其应用场景更为丰富。
光电转化率目前的极限大概在30%,实际工程应用中,最优秀的板子大概在25%左右;风能的利用率极限为贝茨极限约等于59.3%,实际工程应用中,风机的能源利用率在50%以下。在能源利用效率的极限上,风电胜。
鉴于未来土地资源越来越宝贵,单机容量很有可能成为未来主流清洁能源的决定性因素。光伏因为太阳光的能量密度低,光电转化效率又有限,注定了无法做到少占地的同时又能多发电。风电则不受此影响,随着技术进步,风机的单机容量已大幅度提高。
目前已经进入规划阶段的欧洲波塞冬海上发电场,单机容量已经上探到20MW,叶尖高度340米,叶轮直径达310米。
两者都是波动巨大的鸡肋电,但相比于年利用小时数1000就谢天谢地的光伏电站,海上风电动辄4000+的年利用小时数,陆上风电2000左右的年利用小时数,比到了晚上就没电的光伏还是有那么点点优势的。
不过风也是正午时风速小,夜晚时风速大,和光伏搭配发电,其实可以取长补短,要是加上储能的话,基本可以可靠输出。
以上,我认为风电相较于光伏在未来更有可能实现装机容量上的突破,一旦材料科学有长足进步,风机实现了产品驱动市场,风电一定会成为主流的清洁能源。
目前主流还是要烧开水的。从经济上说,现今的光热太阳能已经可以做到度电$0.12/kwh,7年的投资回报率直逼化石能源,而且7年后太阳能不需要燃料费用,经济效益更佳。更重要的是,这是唯一可以低成本存储的清洁能源。
先说结论:设定时间在可预见的未来20年,光热太阳能是列出的清洁能源中唯一能够成为主流能源的;未来与煤电,核电并驾齐驱,并且发电量远超过水电,而其他清洁能源只能是辅助。
看了大部分的回答,居然没人具体的介绍光热太阳能(CSP),言及太阳能便是光伏,实在看不下去了所以出来说说,计划持续更新,直到说清楚为止。
无人提及可能和国内还没有形成相关产业有关,目前光热太阳能发电只有美国有比较完整的产业链,和一些欧洲国家比如西班牙;而国内是真正的刚刚起步。与其笼统的说出优缺点,不如直接给出$比较实在,相关数据绝大部分来自美国和欧洲,所以给出的数据都是以美元为单位。
为什么只有光热太阳能发电才能成为主流能源?就目前来看,决定性在于能源存储成本。风电,光伏由于发电极其不稳定性,大规模应用必将极大的冲击电网,解决方案是可以将电存储在电池中,用的时候再释放出来。而光热太阳能,可以将能量储存在导热介质中,实现平稳的发电。目前电池造价$1500/kwh,光热太阳能用的导热介质,熔盐造价$30/kwh,导热油更便宜。一目了然。Elon Musk在内华达的电池工厂计划未来把这个价格减少一半,而美国已经有公司宣称可以把熔盐造价做到$16.7/kwh。两者在可预见的未来,还是没有可比性。
先介绍一下光热太阳能发电,原理上简单的说就是把光聚集起来产生热量发电。目前主流的技术有槽式和塔式,都是1.光聚集起来加热导热介质(熔盐或导热油),2.导热介质再与水蒸气热转换,3.形成高温高压水蒸气来发电; 形成水蒸气后,与核电火电的发电形式相同。如下图
b.涅菲尔式电站,和槽式很像,但反射镜是平面的,比槽式的曲面镜便于加工。但同样安装精度要求很高,并且效率低于槽式。基本已经退出竞争。
c.碟式,原理一目了然。制造极贵,用曲面镜的话,每一排的镜子曲线都不一样;用平面镜的话,安装精度要求奇高。
d.塔式,上万片双轴平面镜反射太阳光到中央塔的集热区,最远处有1.2km,精度控制要求极高。
再说建设成本,这是为什么光热一直没有大规模应用的原因,但距离其他发电的形式差距很大吗?下图是美国能源署按目前在建的项目给出的2019年发电价格。wiki上的。
光学结构。高精度的材料加工和安装调试是光热电站成本的大头。不同于现有电站形式的光学结构,已经极大的减小材料本身和调试的精度。
作用材料:反光玻璃是另一个难点,成本高,精确安装难度大。强度大易加工反射率较好的材料取代玻璃更减少成本高达65%。
现在的灯光, 煤的化学能源-水蒸气热能-发电机转子的动能-电能+传输-热能+辐射;未来的灯光,光搜集-光传输。
现在的热水,煤的化学能源-水蒸气热能-发电机转子的动能-电能+传输-热能; 未来的热水,光搜集-光传输-热能。
2000年,加州的Physical Science对此实验就行了复制和改进,使其效率从30%提升至50%,并且利用此系统,置换氧气的同时,导入并控制光的强度,使高效率的培育植物成为可能。为未来殖民月球乃至移民火星奠定工程基础。
应用场景不同,光伏只适用于小型分散式,而光热电站适用于主力大型电站。现在的二者价格上,如果考虑调峰电价,光热太阳能已经优于光伏:1.电站功率,同样的10万千瓦电站,光热太阳能电站建设费用几乎是光伏的2倍。但是光热电站的发电时间更长,发电量远比光伏要多的多。放到经济模型里计算IRR,两者不相上下。2.Warranty质保期陷阱,光伏平板的质保期宣称大都是25年,投资模型也是按25年计算。由两部分组成,里面的cell,还有外面的框。怕被,讲个很像事情,在美国安装泳池,泳池这个商品生产厂家提供质保4年,而安装泳池的都是各地local的经销商,local经销商们提供10年质保。但是各个地方的泳池经销商一般都经营不超过5年。同样光伏Cell的质保是,如果没损坏的线年后还可以达到新Cell发电量的80%。光伏cell容易损坏吗?一点点灰尘+一点点水蒸气凝结,问问做光伏封装的企业吧,别说密闭了(Hermetic),能做到密封就不错了(Seal)。所以光伏封装的企业提供多久的质保期呢?答案是2年。