淺談新能源發展與應用

宋穎 肖雪 馮澤媛

摘 要：能源是衡量國家經濟發展的一個標準，能源技術的一次次進步為人類發展提供了動力。現在煤炭、石油、天然氣等不可再生資源正面臨逐步枯竭，環境污染也愈加嚴重。所以新能源的開發利用正以較快的速度增長，新能源技術也在不斷成熟，為能源產業帶來了生機。本文介紹了我國能源消費現狀，闡述了新能源的納米技術應用以及新能源發電技術，同時也對新能源的未來發展前景作出了看法。

關鍵詞：新能源；能源現狀 ；納米技術；發電技術；發展前景

一、能源消費現狀

我國國土面積大，煤炭資源蘊藏豐富，石油、天然氣等優質能源相對短缺，以致于形成我國以煤為主的能源結構。據相關統計數據顯示，2017年能源消費量達31.12億噸占全球能源消費總量的23.2%。能源需求飛速增長，預測在未來50年內，我國能源需求總量可能還將增長并達到目前3倍之多。如今我們已有40%的國土都遭到了酸雨威脅，環境污染成為了重大問題，由此可見新能源開發利用的重要性。新能源是指那些尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源，與常規能源是相對概念。它包括了太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能等可再生能源以及核能、氫能等。清潔、無污染、取之不盡用之不竭的可再生能源是化石能源很好的替代品，順應了可持續發展戰略，成為了新能源的主力軍，開發利用新可再生能源就成為了我們的首要工作。

二、新能源納米技術應用

納米技術與納米材料的出現為開發新能源，節能減耗問題提供了強有力基礎條件。納米材料尺寸小，具有獨特的表面吸附力，能夠開發出很多高性能產品，而納米技術就是對納米材料的性質和應用的一種技術。

俄亥俄州的JatroDiesel公司的 “Nansulate涂料”就是由納米技術的材料構成，具有良好的絕熱、防腐蝕效果并能有效降低能耗，使此項納米技術在生物柴油工業領域得到了廣泛應用。美國一個科研小組利用納米技術研制出的新型催化劑，效率更高、工藝過程簡單、易回收、環保，同時也大幅提高了產量和效率。此外納米催化劑也被應用在潔凈煤發電新技術中并起到了重要作用。

在納米材料領域，其中納米能源材料備受關注。我國的納米新能源材料研究也正在起步進行，中國科學院等離子體物理研究所也就敏化納米晶TiO2太陽能電池申請了多篇專利。還有燃料電池納米電極材料、高效儲氫材料等，未來新能源納米技術應用一定會更廣泛，更深入。

三、新能源發電技術

面對當今社會下化石能源日漸枯竭的大趨勢，為謀求人類文明，社會發展，新能源的轉換與控制技術應運而生。電能是科學技術日新月異發展的基礎，如何高效率利用新能源發電成為了一個好的發展方向。

（一）太陽能光伏發電

作為新能源首席代表，太陽能最為古老原始的可再生能源。人類利用太陽能已有3000年歷史，將太陽能用于動力卻只有300年歷史，更甚，將其作為“未來能源結構的基礎”只有短短十幾年的時間。縱觀世界各國，目前都在加大太陽能發展力度。太陽能發電可分為光熱發電和光伏發電，就發展速度，發展前景，經濟效益等方面講，光伏發電都遠優于光熱發電。光伏發電設備精煉可靠、壽命長、運營維護簡單、適用范圍廣。上至國家下至人民，光伏發電都帶來了巨大的效益。

當然，光伏發電成本高、效率低、受限因素多等問題也在一定程度上放緩了光伏發電的發展進程。但世界各國的大力提倡 以及半導體材料的發展都為光伏發電提供了優越的發展前景。

（二） 生物質能

生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉換成化學能而儲存在生物內部的能量。是僅次于煤炭、石油和天然氣的居世界能源消費總量第四位的能源。

目前生物質能的實用轉換技術主要有生物質壓縮成型和固體燃料制取技術、生物質氣化技術、生物質熱裂解液化制取生物柴油技術、干濕法厭氧消化制取沼氣技術。我國發展生物質能在農業領域、能源領域、保護生態領域、基因工程領域、發電領域都有著深遠的意義和巨大的影響。

生物質能發電主要有沼氣發電、垃圾焚燒發電、生物質燃燒 發電等形式。沼氣燃燒發電是通過沼氣發酵產生甲烷并燃燒，產生的熱能直接或間接的轉換為機械能從而驅動發電機發電。垃圾焚燒發電是“資源化、無害化、減量化”的最好方式之一。在國外有成熟的垃圾轉化能源系統，我國目前也致力于研究垃圾焚燒法，提倡環保型節能經濟。生物質經過熱裂解成為生物燃料油直接作為發電然燃料，通過燃燒產生熱能驅動發電機發電。其生產成本低、二氧化碳排放量達標、能效高，具有重大的實踐依據。

四、新能源發展前景

現今，我國由于環境遭受嚴重破壞出現了溫室效應、酸雨、霧霾等重大問題。這些環境問題很大程度都是由于我們的能源結構不合理造成的。黨的十九大報告中也指出我國能源資源發展將從總量擴張轉向提質增效的新階段，人們對美好生活的需求與能源資源發展不充分不平衡的矛盾日益突出。因而新能源開發正是解決能源危機和環境問題的有效途徑。近幾年，新興的新能源汽車產量持續增長，預計到2030年，年銷量可突破1300萬輛。在未來，新能源汽車將會逐步取代常規汽車，減少汽車尾氣排放，實現節能減排，真正做到低碳出行。除此之外，對于我國的風能資源，如果可以實現最大程度地開發利用，對新能源發展也是大有裨益的。所以，新能源發展具有非常好的前景，但我國開發新能源起步較晚，現在可能不能趕超國外一些先進技術。在未來，我們必須要調整好我國的能源結構，吸收先進技術，總結經驗教訓，讓我國的新能源產業得到更好更快更廣闊的發展。

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