登陆注册
3166000000017

第17章 发展低碳经济的主要技术措施(5)

中低温地热资源也能用于发电。我国在20世纪70年代曾经利用过此项技术。从技术上来说,中低温地热发电是可行的,但从商业角度来看成本高于常规电厂(温度越低,效率越低)。从目前世界上已经发展改进的双工质发电技术来看,中低温地热发电可利用中低品位资源,尤其在偏僻的缺电地区更有其优势和实用价值,对减少排放温室气体也有积极贡献,特别是落实可再生能源法的优惠政策支持,它在经济上也具有竞争性,远远小于太阳能光伏发电的投资成本。

(2)地热供暖

用煤炭、石油、天然气的高品位能量烧锅炉变成低品位的热水来供暖是一种能源浪费,而且带来严重的空气污染。地热供暖是对低温地热资源(小于90?C)中的温度较高者的最佳利用方式。

① 常规地热供暖

冰岛利用90?C以上的地下热水,实现了首都雷克雅未克100%地热供暖和全国90%的地热供暖,是地热供暖的典范,也是世界唯一的无烟城市。我国今年地热供暖面积能达1850万平方米,其中天津的地热供暖占全国的70%以上。天津市地下富含80?C以上的地热资源,地下热水可直接送入暖气片系统供暖,单井一昼夜出热水2000立方米以上,可供10万平方米建筑面积采暖。经初次循环后地下热水温度降至40?48?C,还可用于地板供暖,可再扩大供暖2?4万平方米。

② 地源热泵供暖

天津将地板供暖的地热二次回水(30?35?C),再用热泵提取热量,单井还可扩大供暖5?6万平方米。另外,沈阳、北京等地近些年来飞速发展和利用地源热泵供暖,即从浅层地下水或岩土层的常温中提取热量,也可实施对建筑的冬季供暖(而且还可以实施夏季制冷)。

(3)地热温室种植

利用地热对温室供暖,甚至用30?C左右的温水对土壤加温,就可以实施地热温室种植,在冬季生产反季节的高档新鲜蔬菜,在北方的地热温室中可以生产香蕉、柑橘,还可以生产高档花卉,满足宾馆、旅游业和人民生活提高后的消费需要,创造很高的经济效益。

(4)地热水产养殖

地热水产养殖的优势是:延长年内的养殖时间,并且特种鱼类可以高密度养殖,能提高单位水面积的成鱼产量。普通池里养家鱼一亩水面年产成鱼100 kg,折合0.15 kg/m2,但热水养殖尼罗罗非鱼等热带鱼种,一亩水面可年产成鱼10000 kg,即15 kg/m2,产量提高100倍!只是需要温水环境,温度低于15?C就停止生长,低于12?C就死亡,而20?30?C的水体环境最适宜这些鱼种生长。由此创造巨大的经济效益。

(5)地热的其他利用

地下热水还可以提供纺织、皮革业用地热“软水”洗涤、印染,可为农产品提供烘干,可以用于制冰、制冷,用于道路的融雪化冰,也可用于洗浴医疗与娱乐等。从技术上来说地热能不是可再生能源,但全球地热资源潜在储量十分巨大,因此问题不在于资源规模的大小,而在于是否有适合的技术将这些资源经济开发出来。地热能在世界很多地区应用相当广泛,老的技术现在依然富有生命力,新技术业已成熟,并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面,未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的,不受天气状况的影响,既可作为基本负荷能使用,也可根据需要提供使用。

目前,随着石油、天然气和煤炭资源可采储量的减少及价格的上涨,世界各国都加大了地热这一绿色可再生能源的勘查和开发利用力度。2004年全球直接利用地热能达261418万亿焦耳,比2000年增长了40%。直接利用的地热能相当于每年节约了1.232亿桶万吨石油。同时,地热资源的利用减少了二氧化碳排放量5933万吨,社会、经济及环境效益显著。

7.海洋能

海洋能的利用是指利用一定的方式方法、设备把各种海洋能转换成电能或其他可利用形式的能。由于海洋能具有可再生性和不污染环境等优点,因此是一种急待开发利用的具有战略意义的新能源。

海洋能的特点有:①蕴藏量大,并且可以再生;②能流的分布不均、密度低。大洋表面层与500~1000米深层之间的较大温差仅20℃左右,沿岸较大潮差约 7~10米,而近海较大潮流、海流的流速也只有4~7节,总体来说,能量密度较低;③能量多变、不稳定。其中,海水温差能、海流能和盐差能的变化较为缓慢,潮汐和潮流能则呈短时周期规律变化,波浪能具有显著的随机性。海洋能的种类主要包括温差能、潮汐能、波浪能、海流能、盐差能等。下面简要介绍下这5种能的主要利用方式。

(1)潮汐能

因为月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性的升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。潮汐能的主要利用方式是发电,据世界动力会议估计,到2020年,全世界潮汐发电量将达到1000~3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站,发电能力24万千瓦,已经工作了30多年。中国最大的潮汐发电站是浙江省江厦实验潮汐电站,总容量达到3000千瓦。

(2)波浪能

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能,是一种在风的作用下产生的、并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期,以及迎波面 的宽度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。

波浪发电是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化及制氢等。

(3)海水温差能

海水温差能是指由于大洋表层海水和深层海水之间水温差而产生的热能,是海洋能的一种重要形式。低纬度的海面水温较高,与深层冷水存在温度差,储存着温差热能,其能量与温差的大小和水量成正比。温差能的主要利用方式是发电。首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔,1926年,他的学生克劳德试验成功海水温差发电。1930年,克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站,获得了10千瓦的功率。温差能利用的最大困难是温差太小、能量密度低,其效率仅为3%左右,而且换热面积大、建设费用高,目前各国仍在积极进行研究与探索。

(4)海水渗透能

如果有两种盐溶液:一种溶液中盐的浓度高,一种溶液中盐的浓度低。那么,把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后,会产生渗透压,水会从盐浓度低的溶液流向盐浓度高的溶液。江河里流动的是淡水,而海洋中存在的是咸水,两者也存在一定的浓度差。如果在入海口放置一个涡轮发电机,淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。同时,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用渗透能。渗透能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。

据估计,世界各河口区的盐差能达30太瓦,可能利用的有2.6太瓦。我国的盐差能估计为1.1×108千瓦,主要集中在各大江河的入海口处,还有,我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先,中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但总体上说,对盐差能这种新能源的研究还处于实验室水平,距离示范应用还有较大的差距。

(5)海流能

海流能是指海水流动的动能,主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动,以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量,是另一种以动能形态呈现的海洋能。

海流能的利用方式主要是发电,其原理和风力发电相似。全世界海流能的理论估算值约为108千瓦量级。利用中国沿海的130个水道、航道的各种观测及分析资料,计算统计获得中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4×107千瓦。我国沿海地区属于世界上功率密度最大的地区。

全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字,五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦,如果考虑到技术上的因素,那么其利用量也能达到64亿千瓦,其中温差能为30亿千瓦,渗透能为20亿千瓦,波浪能为10亿千瓦,海流能为3亿千瓦,潮汐能1亿千瓦。

上述不同形式的能量有的已被人类所利用,有的已列入开发利用计划,但人们对海洋能的开发利用程度至今仍十分低,与海洋能的特点相关。海洋能的特点决定了其开发的难度大、技术水平要求高。海洋能虽然储量巨大,但其能源是分散的,能源密度也很低。例如,潮汐能可利用的水头只有几米,波浪的年平均能量只有300兆~500兆千瓦/米。海洋能大部分蕴藏在远离用电中心的大洋海域,所以难以利用。海洋能的能量变化大、稳定性差,例如,潮汐的周期变化、波浪能量和方向的随机变化等都增加了开发利用得难度。此外,海洋环境严酷,对所用材料及设备的防腐蚀、防污染、防生物附着要求高,尤其是风浪冲击的巨大破坏力,也是开发海洋能时必须考虑的困难因素。

另外,由于海洋能利用技术尚不成熟,导致其经济效益不高,也影响了海洋能技术的推广。海洋能利用技术是海洋、蓄能、土工、水利、机械、材料、发电、输电、可靠性等技术的集成,其关键技术是能量转换技术,不同形式的海洋能,其转换技术原理和设备装置都不同。与其他能源相比,海洋能的利用比较昂贵,以法国的朗斯潮汐电站为例,其单位千瓦装机投资约合1500美元(1980年价格),高出常规火电站。

但在海洋能利用的过程中,还能获得其他综合效益。例如,潮汐电站的水库能兼顾水产养殖、交通运输;海洋热能转换装置获得的富含营养盐深层海水,可用于发展渔业;开路循环系统能淡化海水和提取含有多种元素的卤水;大型波力发电装置可同时起到消波防浪、保护海港、海岸、海上建筑物和水产养殖场的效果。目前,在严重缺乏能源的沿海地区(包括岛屿),把海洋能作为一种补充能源加以利用还是可取的。

8.天然气水合物(可燃冰)

天然气水合物称为21 世纪最具商业开发前景的战略资源,正受到各国政府的重视。天然气水合物是一种由碳氢气体与水分子组成的白色结晶状固态物质,俗称“可燃冰”,主要贮藏于具有低温(小于10℃)、高压(大于100万帕)环境的世界海洋、大陆边缘和高纬度永久冻土层中。在海洋中,主要分布于水深大于300米的海底,矿层厚度10厘米至百米以上,分布面积达几万至数十万平方千米,单个海域的甲烷气体资源量可达几万至几百万亿立方米,相当于我国天然气的总储量,甚至更多。

据专家估算:在全世界的边缘海、深海槽区及大洋盆地中,目前已发现的水深3千米以内沉积物天然气水合物中,甲烷资源量为2.1 万万亿立方米,水合物中甲烷的碳总量相当于全世界已知煤、石油和天然气总量的两倍,可满足人类1000 年的需求。其储量之大,分布范围之广,足以成为人类未来动力的希望71。

储存和利用是难点

从本质上来说,可燃冰就是埋在海洋或冻土层下的天然气矿层。尽管含量如此丰富,但利用起来却面临诸多麻烦。直接开采会导致甲烷泄漏。甲烷导致全球气候变暖的能力是二氧化碳的25倍左右,如果在开采可燃冰的过程中将大量甲烷排入大气,温室效应将达到人类难以忍受的地步,这与我们发展低碳社会的愿望是相背的。

目前,全球很多能源实验室都在研发利用可燃冰的技术。可燃冰在常压下不能稳定存在,温度超过20℃时就会分解,因此,储存问题是可燃冰被大规模开发利用的瓶颈。最理想的办法是在其燃烧时不让二氧化碳逃逸到大气中。美国地质勘测局联合美国能源部发布的一份报告中提到,研究人员发明了一种二氧化碳置换法,在实验中已取得成功。美国能源部已同康菲石油公司合作,希望能在阿拉斯加附近海底的矿层中利用这种方法开采可燃冰。研究证实,将二氧化碳液化,注入1500米以下的海水中,就会生成二氧化碳水合物,它的密度比海水大,会沉入海底。如果将二氧化碳注入海底的可燃冰储层中,因为二氧化碳较甲烷更容易形成水合物,就能将可燃冰中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来。这样既可以将燃烧甲烷产生的二氧化碳埋入海底,又可“解放”甲烷,把危害人类的二氧化碳“锁入”深海,换来对人类有用的甲烷72。

二、节能技术

节能技术,是指提高能源开发利用效率和效益,减少对环境的影响,遏制能源资源浪费的技术。主要包括:能源资源优化开发技术,单项节能改造技术与节能技术的系统集成,节能生产设备与工艺,节能材料的开发利用,节能管理技术等。

目前,世界上主要的耗能产业集中在发电、工业生产、运输和建筑业,要取得有效的节能减排效果,发展低碳经济,就必须从这些产业入手。

1.工业生产节能

水泥、钢铁、化工及其他重工制造业是耗能大户,必须创新和利用低碳及节能高效的生产方法。所谓低碳生产,就是一种可持续的生产模式。要实现低碳生产,就必须实行循环经济和清洁生产。循环经济是一种与环境和谐的经济发展模式,它要求把经济活动组织成一个“资源—产品—再生资源”的反馈式流程,其特征是低开采、高利用、低排放。所有的物质和能源在经济和社会活动的全过程中不断进行循环,并得到合理和持久的利用,以便把经济活动对环境的影响降低到最低程度。清洁生产是在资源开采、产品生产、产品使用和废弃物处置的全过程中,最大限度地提高资源和能源的利用率,最大限度地减少它们的消耗和污染物的产生。循环经济和清洁生产的共同目的,就是最大限度地减少高碳能源的使用和二氧化碳的排放,最重要的操作模式是“减量化、再利用和再循环”。

2.清洁煤技术

煤炭转化技术是以化学方法为主,将煤炭转化为清洁的燃料或化工产品的技术,其中包括:煤炭气化、煤炭液化、燃料电池和多联产系统等,是洁净煤技术的核心和将来的发展方向。煤炭转化技术的应用,能够减少因燃烧煤炭而造成的环境污染,也有利于改变终端能源的消费结构。

同类推荐
  • 国际经济学

    国际经济学

    国际经济学的研究对象包括微观的贸易理论与宏观的国际收支理论这两个基本的组成部分。微观部分主要介绍各种各样的贸易理论,包括作为古典贸易理论起源的重商主义贸易理论,古典贸易理论,新古典贸易理论,在第二次世界大战以后发展起来的各种新贸易理论,作为自由贸易理论之反论的贸易保护理论,以及有政府干预的战略性贸易理论等,对各种新贸易理论的评介是本教程的重点所在。宏观部分以开放经济条件下的国民收入流量核算体系为其分析的理论起点,然后依次从经常项目、资本项目以及货币因素的影响等角度介绍了多种有关国际收支调节的理论。
  • 可怕传染病:欧元闹剧

    可怕传染病:欧元闹剧

    2010年,送走全球金融危机,一波未平一波又起,一场缘起于希腊债务危机的“瘟疫”,正蔓延至西班牙、葡萄牙等欧洲国家,再次引发全球金融市场的破伤风。
  • 债务海啸

    债务海啸

    中国债务总水平,已达无法承受的极限,而且还是在社保投入严重亏空情况下。债务危机再也不是其他国家的事,这和我们息息相关。政府的债务就是每个人的债务!对中国人来说,债务危机和每一个人息息相关!只有透彻理解中国债务本质,我们才能把握财富未来。
  • 实用经济法

    实用经济法

    本书将经济法管理领域中涉及的法律知识,设计成项目形式,具体有:指出经济法律关系的构成要素;设计投资备选方案;制定有限责任公司章程等内容。
  • 中国金融安全运行机制与预警管理研究

    中国金融安全运行机制与预警管理研究

    本书内容包括绪论、金融安全内涵及理论与实践研究评述、中国金融安全运行原理与机制研究、中国金融安全运行的总体分析与评价、中国金融安全预警管理理论研究、中国金融安全监测预警系统的构成、中国金融安全预警管理实证研究等。
热门推荐
  • 潘石屹的坎

    潘石屹的坎

    他,地产大亨,身价不菲,拥有“华尔街夫人”,微博粉丝上千万,在这个房价高昂的时代,秒杀众多人的梦想。然而,市场坎、管理坎、媒体坎、家庭坎……样样他也曾遭遇过。浮华的光环背后,谁能想到他也经历了一路坎途?本书用大量真实的资料,详细记述了潘石屹由暴穷到暴富、引领建筑潮流的传奇经历,再现了他屡陷困局的艰辛创业路,揭示了他不做大多数、乐观自信、敢于正视危机的独特个性和智慧,对于在路上的年轻人来说颇有启迪。
  • 一宠成欢:高冷男神哪里逃

    一宠成欢:高冷男神哪里逃

    “第一,绝不干涉你做任何事。”“第二,绝不觊觎你任何财产。”“第三,绝不妨碍你左拥右抱。”说完这三点,白蕊望着面色冷淡的孟良,异常卑微地提出请求:“孟先生,你娶我好吗?”孟良“啪”一声折断手里的签字笔,一字一顿,语气森冷:“白蕊,如你所愿。可你记住,哪天要是死在我手里,那是你自找的!”心里却在默念:白蕊,你不干涉我,我偏要干涉你;你不觊觎我,我却对你垂涎已久;你不妨碍我左拥右抱,我却偏要你非我不可。
  • 超级母舰核心

    超级母舰核心

    嘉娜:我是母舰核心,母舰核心懂不懂?!才不是什么航空母舰那种小孩的玩具好不好?!什么?你问我为什么叫做核心?因为我就是炒鸡厉害的母舰的最核心的超级人工智能!唐轩:嘉娜,怎么又跑去装逼了?不是让你低调点的吗?过来吃蛋糕了!嘉娜(两眼桃心):蛋糕!蛋糕!蛋糕!(一切以科技为基础,以忽悠为准绳,以热血为标准。杜绝玄幻,杜绝仙侠,杜绝小白。基友群:204130355)
  • 深牢残卷

    深牢残卷

    王浩本是一个小公司的业务推销员,却因为一个意外来电而身陷大狱;万念俱灰的他却在狱中偶得一卷无名古籍,从此在暗无天日的深牢中默默崛起......且看一个匹夫如何坐拥千亿资产,成就一个商业帝国,在大浪淘沙中雄霸一方!
  • 网王之女王的睡绵羊

    网王之女王的睡绵羊

    可爱的、惹人喜爱的睡绵羊和万事我最大的、自信加自恋的华丽女王,两人之间会有什么情意产生?不懂爱情的他又会如何选择,爱上同一个人的他们,又会怎么做,而爱上他的他,又是否会放弃,从而祝福他们,请拭目以待。「不腐者,请谨慎进入」
  • Bunyan Characters

    Bunyan Characters

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 当代中国依法治国概论

    当代中国依法治国概论

    本书概述了依法治国的历史考察、基本内涵、重要性及与资本主义国家所奉行的“法治”的本质区别,社会主义民主与法制和法制体系的制度保障。论证了依法治国与发展中国的先进生产力、先进文化,是代表人民群众的根本利益和实践“三个代表”重要思想的制度保障。论证了依法治国与民主政治建设、法律监督、以德治国和当代人权等。
  • EXO之我们的梦想花

    EXO之我们的梦想花

    我是吴亦凡的妹妹吴雅凡,我是YG的预备出道艺人。我人生的坎坷,你会陪我的人生坎坷一起走吗?
  • 大卫·科波菲尔(新课标同步课外阅读)

    大卫·科波菲尔(新课标同步课外阅读)

    大卫·科波菲尔早年丧父,因为母亲的性格比较柔弱,童年时他受尽继父的折磨和虐待。在母亲病逝后,他不得不投身社会,开始工作。在许多善良人们的帮助下,最终他克服了种种困难,在事业和生活上得到一个完满的结局,成为一位名作家。本书译本选用著名翻译家宋兆霖的译本,让青少年在感受经典的同时,还可近距离地接触大师,汲取人生智慧,并提高青少年的写作能力。
  • 豪门焰:寡情总裁的前妻(全本)

    豪门焰:寡情总裁的前妻(全本)

    他一手掌控生死,一手掌控人心。她被迫成为他这部喜剧中的最佳女主角,一个被他玩转在掌心的工具。他设计了一场颠覆所有的好戏,为的只是获得另一人的心。他对她时不时的流露出一点温暖,只是那温暖也锋利如冰刀。他让她成为一轮闪耀的星月,也让她瞬间失去所有。三年后,两人的关系终止。她走的极端潇洒,当场在他面前撕裂股权转让书。留给他的只是一抹淡而无温的笑。…………两人再次见面是在一场慈善晚宴上,她妖娆如罂粟般的出现,夺走所有人的呼吸。她对他浅淡一笑,似乎他是陌生人。那时他才知晓原来当年那场游戏的主导不是他。她早已如毒液般深植在他身体里。