新能源技術與電力及其在城市環境保護中的應用

【摘要】：城市，自古以來是眾多人口居住地。在2011年，中國歷史上第一次城市人口超過鄉村人口，我國城市化水平超過50%。隨著我國城市化進程的不斷加快，城市的人口所占比重也在將逐步增加。城市發展的進程勢不可當，但是與此同時，很多問題也浮出水面。 比如城市能源的需求日漸增加，同時，城市環境保護也日益重要。環境保護又對可持續發展的實現起著非常重要的作用。隨著我國城市的現代化進程發展。城市的環境保護和新興能源開發利用正在漸漸開始成為人們所關注的焦點。

【關鍵詞】：新能源；電力；新能源汽車；城市環境保護

1、城市環境保護的現狀及規劃

在我國，城市的出現相當早，我國歷朝歷代的北京人口，基本代表了當時整個世界的最高城市人口，這體現出中國古代城市相當高的發展水平以及其在世界城市歷史中的特殊地位。如今伴隨著我國工業化和后工業化的腳步逐漸加快，城市規模也在逐步擴大。在城市促進了物質文化繁榮和社會進步的同時，卻也讓我們付出了極其昂貴的代價。我國近些年來的城市化進程雖然顯著，可是目前中國絕大部分的城市環境質量現狀卻實在令人堪憂。數據表明，當今世界空氣污染最為嚴重的十大城市里，中國就占了六個。城市水污染，固體廢棄物污染，大氣污染，噪聲污染等等問題都直接拉緩我國城市發展的腳步。我們舉一個水污染的簡單例子，目前我國超過八成的城市河流都受到了不同程度污染并且水質超標；然而超六成的城市并沒有實際投入使用的污水處理工廠，造成城市環境問題日益嚴重的原因，主要是當前中國經濟發展主要仍然依賴于大能耗產業；城市的基礎設施建設落后、城市人口過度膨脹，基礎設施建設不堪重負，建設資金嚴重不足；政府缺乏對城市人口、建筑、機動車數量的有效控制等等，由此可見，城市環境保護進程刻不容緩，當今城市環境保護的內涵已遠遠不止控制和治理那么簡單。

1972年，Stockholm召開的UNCHE會議上發表了《人類環境宣言》，其中指出“保護改善環境已成人類重任務”。當我們從城市入手環境保護時，我們需要以滿足城市的可持續發展需求為目標，并需要綜合考慮城市生態影響，布局用地、 污染控制等諸多因素。每個城市都需要科學評估該城市新型能源的資源潛力，同時，還應從城市自然生態、人工環境生態資源出發，規劃保護與發展相結合，形成綜合并完整的城市資源保護體系。

2、城市新能源與電力電網的結合與發展

城市的進一步發展一定需要有良好的自然環境為依靠，此時新型能源應運而生。與此同時，新型能源與電力的結合開始逐漸進入人們的視野并且正在逐漸產業化。新能源包括水能、風能，太陽能、地熱能，生物能、海洋能、核能、工業廢棄物和城市生活垃圾等等。我們以生物能舉例，城市周邊地區收集的秸稈、畜禽的糞便和林木薪柴等可收集利用并作為發電原材料、工廠氣化液化等等的利用。而電力系統的發展又是長久以來城市發展至關重要的一部分，由此可見，新能源在城市中的發展必然需要與電力系統優化結合。新型能源其實早已應用在電力系統中，比如風力發電，太陽能發電，三峽大壩水力發電等等早已屢見不鮮，然而，很多城市絕大部分電力來源仍然是火力發電，不僅能耗大而且污染嚴重。新型能源技術條件有限，目前的可供電量遠不能替代傳統發電設施，在能源需求日益嚴重的今天，其他新型能源的發展應用就尤其重要。

2013年召開的十八屆三中全會中，明確指出經濟體制改革是全面深化改革的重點，在近年來的技術進步和社會的強烈訴求的推動下，必然地推動了新一輪電力改革和新興能源發展。然而新型能源與電力結合發展仍然任重道遠，其在城市環境保護的應用更加是個難題。首先，我們需要對城市及其周邊地區可獲得的新能源和可再生能源的資源數量、條件、質量和開發潛能等進行評價。新能源和可再生能源的種類繁多，一旦能夠得到合理應用，將不僅解決能源短缺問題更是對城市環境保護尤其有大作用。然而目前很多新型能源的集中度低，利用的條件也各不相同。目前我國水能、核能等已列入商品能源，可以進行產業化的發展利用，然而其他能源都尚未列入。由此可見其他新興能源還有極大的發展空間和上升空間。當然，我們對水電、核電以外的新能源潛力估算并不清楚，仍然需要做大量的調查和研究統計，可再生能源的發展受阻，研發和應用都進入瓶頸，立法和監管都不完善，我們在其發展設計甚至上仍需投入大量資金人力和時間。

構建城市低碳新型能源體系，需要合理規劃制定短期目標和長期目標并嚴謹考慮資金預算。現階段城市的發展越來愈需要高效，清潔的電力資源，可再生能源和新能源在現階段電網中的比例繼續提高。目前，可再生能源的開發利用規模以及其在能源消費總量中所占的比例，一般可設為高、中、低三個檔次。用以確定各種新能源利用規模和時序，以及所需的人力和資金投入等等。自從2002年電力改革實行以來，已取得顯著成果，但是存在的問題依然很多，要發展新能源電網，從研發部門的技術結構，到電力部門的生產結構，再到城市用戶的消費結構，都要不斷細化落實，國家也應更加完善相關監管和法律并加大宣傳力度，用以保證新型清潔能源的輸送應用和長遠發展。

3、清潔能源電力汽車的優勢和對城市環境的影響

從20世紀90年代開始，私人汽車逐步發展，到千禧年后數量急劇增加。雖然代步工具的種類日益增加，然而汽車依舊是主流交通工具。汽車行業的發展與城市的發展也是密不可分，汽車數量的激增不僅是對城市交通的考驗更是對城市生態環境的巨大威脅。現如今，稱霸中國乃至全世界馬路的仍然是汽油車，柴油車。然而石油畢竟是一種不可再生資源，隨著地球額上石油儲備的日益漸少，石油的價格也正在一路飆升，長時間以來昂貴的石油價格，給我國乃至世界各國都造成了巨大影響和能源壓力。傳統的汽車不管是依靠氣油還是柴油，在燃燒時都會排放出大量的有害氣體，這些hydrate顆粒是所有城市都嚴格控制的污染物，然而相比較而言，新能源汽車就擁有很多傳統汽車不能企及的優點。例如，新能源汽車的使用成本較低，每百公里耗電量僅僅在8元左右，這跟1升燃油的價格都差不多。而且目前城市交通事故頻發，就人們日常的城市生活所需而言，很多汽車的速度絕對是殺雞用宰牛刀，而且有很多安全隱患，但是新能源電動汽車雖然普遍在速度上達不到傳統汽車，但是其行駛非常穩定，還沒有換擋沖擊。而且目前為止，新能源電動汽車還沒有限號，現在在大城市中傳統汽車普遍限號，給人們出行帶來很多不便，而新能源電動車就沒有這個煩惱。目前很多國家都看好乙醇汽油，氫氣汽車等新型清潔能源的交通工具。目前，我國也在大力發展和推廣新能源汽車，新能源汽車與電動汽車正在逐漸得到發展和普及。隨著石油資源的減少，汽車的改革勢在必行，新能源與電力汽車的發展是必然趨勢。

上海社會科學政策與戰略研究中心與德國SSRC、BMW集團近日在上海聯合主辦“中國發展氫燃汽車戰略國際研討會”。本次會議主要討論了三個大方向問題：第一，未來汽車市場和消費模式，我國汽車工業戰略選擇；以及關于汽車新型替代能源的研究現狀和發展前景，重點還分析了電力汽車目前在國內外研究發展的現狀、現階段技術可行性和其經濟效益。我國的汽車行業一直以來都無法躋身世界先進行列，而氫能汽車技術的發展是中國汽車發展的大好時機，我國應抓住大好機會，大力研究開發新能源汽車，大規模普及電動汽車，爭取實現中國汽車工業“超越”式發展。令我國的汽車工業擺脫在傳統汽車技術領域的落后地位并能一躍成為新型汽車技術的領航者。

作者簡介：王嘉鋆（1995.11—），女，北京懷柔人，單位：南京師范大學。