美国可再生能源技术发展趋势-北极星电力新闻网

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從20世紀70年代開始，尤其是近年來，可再生能源，作為常規化石燃料的一種替代能源，由于其清潔、無污染、可再生，符合可持續發展的要求而受到世界許多國家的青睞，將其作為能源發展戰略的重要組成部分。美國政府更是加倍重視，通過國家政策與投資扶持，激勵企業發展可再生能源技術，占領大多數可再生能源技術的制高點，確保了美國在可再生能源領域的領先地位。

　　太陽能

世界著名太陽能專家施密特教授指出，“太陽能將在21世紀取代原子能作為世界性能源，唯一的問題是在2030年實現，

　　還是在2050年實現？”

　　太陽能是指太陽所負載的能量，它一般以陽光照射到地面的輻射總量(包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和)進行計量。美國是世界上太陽能發電技術開發較早的國家，太陽能槽式發電系統已積累了10多年聯網營運的經驗，1104kW塔式和5—25kW盤式太陽能發電系統正處于示範階段。最新的數據顯示，美國太陽能電零售價為每度19美分，預計再過5年將會降至15美分。

　　技術研發：目前太陽能利用技術主要有太陽能熱電技術、太陽能熱水技術、太陽能光伏技術三大技術。其中，太陽能光伏技術是近年來發展最快、最有活力的研發領域。針對太陽能發電業的瓶頸技術之一———太陽能電池，目前主要研究工作集中在新材料、新工藝、新設計等方面，目的是為了提高電池轉換效率和降低電池制造成本。當前的研究熱點是制作太陽電池的材料，包括非晶硅屬直接轉換型半導體，以及非晶硅和多晶硅混合薄膜材料。

　　展望：在太陽能開發中，太陽能電池是世界增長速度最高和最穩定的領域之一，估計今后10年將以每年20%—30%，甚至更高的遞增速度發展，其作用也將逐步由作為農村和邊遠地區的補充能源，向全社會的替代能源過渡。其中，太陽能薄膜技術將獲得突破，電池成本將不斷下降，太陽能集成建築將快速發展，并網技術將普遍推廣應用。太陽能利用的另一個發展方向是空間太陽能技術。美國等國已提出，要在地球外層空間（衛星、月球等）建立太陽能發電基地，然后通過微波將產生的電能傳輸到地面上的太陽能接收裝置。

　　風能

有專家預計，“一個世界範圍內的風力發電高潮已經到來。預計到2020年，風力發電將可提供世界電力需求的10%。”

　　風能是指風所負載的能量，風能的大小決定于風速和空氣的密度。風力發電是當今新能源開發利用中技術成熟、最具備開發條件、發展前景良好的項目。

　　風力發電經歷了從獨立系統到并網系統的發展過程，大規模風力田的建設已成為發達國家風電發展的主要形式。世界上最大的風力田位于美國加利福尼亞州，年發電約221108千瓦小時。隨著風機單機容量的增加和電站建設成本的下降，風力田建設投資已降至1000美元/千瓦，低于核電投資且建設時間可少于一年，其成本與煤電成本接近。最新的數據顯示，美國風能電價已經降到每度電3—5美分。

　　技術研發方向：大型風力發電機組是風電系統的關鍵設備，也是研究的熱點。很多國家為此進行了大量投資，就風輪機的材料、結構、發電機控制技術、功率容量以及可靠性等展開研究，并取得了長足的技術進步。風電機組的發展方向是超大容量、智能化、高穩定性和可靠性。

　　展望：自20世紀90年代以來，風電的年增長率一直保持了兩位數的百分比水平。盡管目前美國只有0.6%的能源是由風能發電產生，但據美國風能協會預測，截至2020年，美國風能發電量將占本國發電總額的6%左右。有專家預計，“一個世界範圍內的風力發電高潮已經到來。預計到2020年，風力發電將可提供世界電力需求的10%。”

　　生物質能

有關專家估計，生物質能到本世紀中葉，采用新技術生產的各種替代燃料將占全球總能耗的40%以上。

　　生物質能包括自然界可用作能源用途的各種植物、人畜排泄物以及城鄉有機廢物轉化成的能源，如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、林業加工廢■物、農作物秸■、城市有機垃圾、工農業有機廢水和其他野生植物等。生物質能是僅次于化石能而居于世界能源消費總量第四位的能源，其消費總量位居六大可再生能源之首，極有可能成為未來可持續能源系統的重要組成部分。

　　目前，生物質能技術的研發已成為世界重大熱門課題之一。包括沼氣技術、生物質熱裂解氣化、生物質液體燃料等主要技術項目均受到世界各國政府與科學家的關注。美國為此制定了“能源農場”開發研究計劃，同時推進生物質能技術和裝置的商業化應用，實現了規模化產業經營。在美國，生物質能轉化為高品位能源利用已具有相當可觀的規模，占該國一次能源消耗量的4%。美國還設立了世界上最大的日處理垃圾4000噸的垃圾發電廠，以及建立了l兆瓦、年產酒精2500噸的稻殼發電示範工程。

　　地熱能

研究表明，地熱能的蘊藏量相當于地球煤炭儲量熱能的1.7億倍，可供人類消耗幾百億年。

　　地熱能是貯存在地下岩石和流體中的熱能，它可以用來發電，也可以為建築物供熱和制冷。根據測算，全球■在地熱資源總量相當于每年493億噸標準煤。

　　地熱發電的相關技術已經基本成熟，進入了商業化應用階段。目前全世界地熱發電站約有300座，總裝機容量接近1104MW，分布在20多個國家，其中美國占40%。美國擁有世界上最大的蓋塞斯地熱發電站，裝機容量達2080MW。

　　當前營運的地熱電站主要采用水蒸汽發電或雙循環發電方式，全流發電和干熱岩體發電等形式正在研究開發中。地熱發電設備的主要發展趨勢，一是便于安裝和移動的3~5MW小功率積木式機組，二是為了利用量大面廣的85~130℃的地熱水而開發的低沸點有機工質朗肯循環機組。此外，熱泵技術、防腐技術、去垢技術及其相關材料，也正處于積極開發和完善階段。

　　海洋能

有專家指出，21世紀是海洋的世紀。2020年后，全球海洋能源的利用率將是目前的數百倍。海洋被稱為未來的“能量之源”。

　　海洋能是一種蘊藏量極大的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、溫差能和鹽差能等多種形式。潮汐能是指漲潮和落潮之間所負載的能量；潮汐和風又形成了海洋波浪，從而產生波浪能；太陽照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成溫差，從而形成溫差能。所有這些形式的海洋能都可以用來發電。

　　美國把促進可再生能源的發展作為國家能源政策的基石，其中尤為重視海洋發電技術的研究。1979年在夏威夷島西部沿岸海域建成了一座稱為MINI－OTCE的溫差發電裝置，其額定功率50千瓦，凈出力18﹒5千瓦，這是世界上首次從海洋溫差能獲得具有實用意義的電力。

　　水力發電

美國國家水力發電協會指出：水電是21世紀之后一種與人共處的、自然的、低成本的、有效的、有利于環境的電力資源。

　　水電是指通過捕獲水流動的能量發電。根據有關組織的統計，至今為止，世界上有24個國家的90%電力來自水電，有1/3的國家的水電比重超過一半。近年來，鑒于擔心水電對環境的影響，小水電開始受到廣泛重視。

　　目前，美國實際水電發電量占總發電量的8%，發電能力占總發電能力的11%。在美國可再生能源中，水電占85%，目前水力發電在實際利用的可再生能源中占75%。美國95%的水電生產由私有和公有電力部門所有。由于擔心水電對魚類和河流的影響，美國水電開發很長時間處于停頓狀態。但近年來，由于能源的需求和水電環保技術的改進，美國有不少人正在建議政府適度修改水電政策，鼓勵把新的對環境有益的水電作為資源組合的一部分。

　　美國科學家認為：小水電能解決偏僻地區能源問題，利用小河流發展小型水電能使美國小水電裝機翻一番。這一觀點也已得到政府支持。2005財政年度，用于水電研發的聯邦預算占整個能源效益的1.6%。美國國家水力發電協會有關報告認為，在今后16年里，美國無需建設新的水壩，就可新增水電裝機2.1萬兆瓦。這些電力足以供應8個西雅圖大小的城市，足以向690萬戶家庭提供電力。水電如果與其他可再生資源結合起來，就可以顯著地減少未來美國對礦物燃料的需要。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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