低碳經濟環境下新能源技術分析

張續文

隨著工業革命的迅速發展，人們的生活水平在不斷提高同時面臨著新的挑戰，即破壞生態環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可持續發展要求，構建低能耗，低污染，低排放的低碳經濟環境模式，開發新能源技術的重要性，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，優化能源結構模式，促進人類，環境，經濟共同發展。

低碳經濟目標：降低農業、運輸業、制造業，發電過程等二氧化碳排放量，在合理生產利用能源和材料的基礎上，通過尋求可再生資源，處理再循環廢物等替代傳統化石燃料，滿足全球能源需求。相關數據顯示，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，其中以風力發電增長速度較為顯著[1]。由此可見，在未來時間內，擴大可再生能源，優化能源結構多樣性，減少對外能源依賴，改善國際貿易平衡，加大管理實施政策力度，降低企業經濟風險，提高能源利用率，是我國現階段發展的重點內容。

一、低碳條件下新能源發展規劃

（一）新能源技術內容及特點

新能源技術的主要包含核能、太陽能，燃煤、磁流體發電，地熱能，海洋能等。合理開發利用這一技術，能使得在保障人們基本生活水平基礎上，保持生態環境安全。其優勢主要體現在：

低碳或無碳。其在生產過程中大都不會產生廢氣，廢物及有害雜質，確保生態穩定。

具有戰略意義。其有著較高的資源轉化率，為可持續發展奠定良好基礎，從根本上解決“資源短缺”所來帶的困擾。

創新功能。新能源技術開展滿足社會需求，要求企業依據自身需求，合理制定方略對策，貫徹落實國家發展方針。

（二）新能源技術存在問題及解決方案

據報道，可再生資源有著顯著成本競爭力的優勢具體體現在某些條件下，不依靠經濟支持，而“美國西電網”也顯示，本國在再生能源占總電力33%，相當于節約總成本70多億美元且目前30多個國家都為可再生資源貢獻出20%能源供應[2]，反觀我國，在開展新能源技術中仍存在著產業系統不健全，諸多不確定因素，缺少有力度的龍頭企業等問題，這也要求我們要多向國外學習，依據現有資源，科學合理構建全面深層次的能源產業系統，加大企業宣傳力度、完善設施設備，增加資金支持，擴展市場需求，優化新能源技術，提供以下幾點建議：

擴展地熱系統。通過“水力刺激”技術，選取最佳地理位置，如深達3-5公里絕緣物質層的花崗巖來創造地熱資源，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化為氧氣，生物質（例如“可燃甲烷”）和生物燃料（天然藻油等）。

合理利用沼氣。通過細菌在厭氧環境下分解生物質，收集、處理、制造甲烷氣體。

開發生物煤塊。利用技術將幾乎所有物質都壓縮轉化為團塊，使其具有70%木炭值來替代煤塊，其中維龍加國家就創建3500的團隊，來生產研發生物質塊，不僅減少二氧化碳排放量，也為本地居民提供就業環境。

二、低碳條件下電源發展規劃

低碳條件下，電源技術發展作為電力發展的基石，對提高電能生產，降低能耗，改善電源結構，實現能源結構多樣化，降低環境污染發揮重要意義，具體措施如下：

增加二氧化碳排放稅。依據企業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，達到減排目的，實現私人、社會成本及私人、社會收益對等。

合理建立電力電網分布。我國主要發電站建立在西部地區，而電力需求卻主要集中在東部地區，占總耗電量的75%，依據地域，季節，電源結構，結合電力行業發展需求和企業自身情況，考慮到運輸過程中能源消耗與減排，合理構建電網分布，加大智能電網建設勢在必行。

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

發展電力清潔技術。全國用電負荷逐日遞增，擴大其容量及提高安全性也更為重要，我們可通過高效節能燈和交通信號燈代替白熾燈，前者節約電量70%-80%，后者節約電量可高達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，構建低碳環境。

三、低碳條件下電工電子發展規劃

電工電子技術這里主要針對教育單位，要求符合構建節約型社會發展，降低能源消耗，較少二氧化碳排放量，其大致總結為：

廢品利用。學會“變廢為寶”，降低學生訓練成本，在學習電工電子結束中，會出現諸多燒壞的萬用表，電烙鐵，或者易丟失的按鈕，行程開關，接觸器等，教師應合理回收裝箱存好并定期組織學生對這些損壞的原件改造維修，通過拆裝不僅讓學生了解其內部結構及工作原理，也激發學生的學習興趣，提高電工電子課堂效率，達到節能減排目的。

開發教具。教授電工電子相關人員，可在鉆研教材基礎內容上，同學生一起合理利用現有材料開發新教具，培養其創造性思維和創新能力同時，優化教學結構，提高課堂效率，降低學校開銷，降低能源消耗。

四、低碳條件下電力電子發展規劃

據統計，總能源消耗中有55%來自電能，而電力電子設備處理后使用的電能占總消耗過程75%，因此電力電子技術發展是實現低碳經濟的首要前提[3]。其電力電子器件導電損耗小，節省能源物料，其供電裝置響應速度快，設備效率高，相對傳統機電而言，其在前期生產制造，中期運輸，后期安裝維護耗能極低等優勢。其主要應用于以下設計中：

1.電力：大功率高性能DC變流器和風力發電機的勵磁域控制器，風力發電變流器，太陽能發電逆變器，儲能裝置及電子短路限流保護裝置，高壓直流和柔性輸電系統，有源電力濾波器，動態電壓補償器，電力調節器等。

2.交通運輸：大功率牽引，變頻調速裝置和系統控制器，電力牽引供電系統電能質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，高可靠性分布式供電系統，高效，高可靠性驅動器推進器和電源，全電化機載會示合電力系統，

5.現代化武器設備：高速魚雷發射器電源，電磁炮電源，大功率激光式武器電源，大功率固態發射機等

6.重大先進裝備制造

大功率變流器，大功率高精度萌駿交，直流電源系統，高精度數控機床驅動機控制系統，快中子堆，此約束核駿用高精度電源。

7.環境保護：高壓脈沖電源其控制系統

低碳條件下，發展新能源及電源技術，電力電工技術等使之邁入快速發展軌道，既決定可持續發展能力，也是目前我國現階段工作的重點，同時為推進節能技術發展，降低減排成本做出應有貢獻。