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可再生能源

通过电子邮件的作者- 2011年4月30日周六06:45:00格林尼治时间
可再生能源

可再生能源(亦称:可再生能源、绿色能源、可持续能源)

可再生能源已经存在了几个世纪。阳光被用来生火,木头被用来做饭和取暖。风力和水力是早期的能源,从古代起,风力就被用来推动船只和推动风车。河流被用作水磨,罗马人甚至用地热水取暖。

直到18世纪中叶,可再生能源是唯一可获得的能源形式,但随后,随着工业革命的到来,化石燃料开始被开发。

在接下来的200年里,化石燃料占据了统治地位,但是在最近的50年里,人们开始意识到化石燃料不会永远使用下去。价格变得非常不稳定,人们普遍意识到这些化石燃料的排放对地球大气造成了巨大的危害。这引起了对全球气候变化的相当关注。因此,人们的注意力开始再次转向可再生能源,现代可再生能源技术也由此而来。

可再生能源是从自然资源中获得的任何形式的能源,如阳光、风、雨、潮汐、地热能和生物质能。目前,世界上大约20%的能源来自可再生能源,尽管只有13%来自可再生能源生物质,这主要是由于木材燃烧。

在世界各地,利用各种形式的可再生能源的潜力巨大。如果一个国家缺乏一种能源,它通常在另一种能源上很富有。撒哈拉沙漠就是一个很好的例子,那里有巨大的发展潜力太阳能发电,但没有一个用于水力发电。

为国内使用可再生能源系统的安装通常很昂贵,但它们能够在数年内自行支付。随着技术的进步,初始成本下降,投资回收期变短。此外,许多政府通过补贴可再生能源的安装来促进可再生能源的发展。

在国内,某种太阳能电池板可以用来将阳光转化为电能或热能。这是可再生能源的一个很好的例子污染无。

最近的发展是光伏电池。它不需要直接的阳光,因为它能够捕获任何光线并将其转化为能量。它甚至能从月光中产生能量。就像所有新事物一样,成本是一个因素,但随着技术的普及,成本肯定会下降。

太阳能发电

图片:太阳能。

在许多国家,太阳能可以提供50%到75%的家庭热水能源。有人提议在澳大利亚维多利亚州建造世界上最大的光伏发电站,输出功率为154兆瓦。

生产商面临的问题之一是太阳能发电就是找到一个足够大的平坦空间来容纳足够数量的电池来进行大规模的发电。现在的实验是将细胞堆漂浮在大型工业水库的表面上。

地热能源也用于家庭取暖。地球内部的潜热随着深度的增加而增加,地热热泵将这些热量带到地表用于水或空间加热。缺点是任何地热热泵都需要电力将热量带到地表。

在更大的范围内,地热能源也是通过同样的方式获得的,即利用地球的热量。这些大型工厂的建造成本很高,但一旦建成,运行成本就非常低。有三种类型地热工厂。

i.干式蒸汽发电厂从地下的裂缝中提取蒸汽,用它驱动涡轮机旋转发电机。

2闪蒸植物从地下汲取热水,通常温度超过200℃°C,当它上升到表面时,让它沸腾,然后让蒸汽驱动涡轮机。

3二元电厂将热水通过热交换器,沸腾的有机液体使涡轮机旋转。

在这三种类型的电厂中,冷凝蒸汽和剩余的地热流体被注入热岩石中,产生更多的热量。

地热能源

图片:冰岛的地热能源。

小规模的国内水力发电机组在某些地方是可能的,可以非常有效,但这种形式的电力生产通常是大规模的。

水电站是最成功的可再生能源之一。水的密度大约是空气的800倍,所以即使是缓慢流动的水流也能产生相当大的能量。水力发电核电站的寿命非常长,许多电站已经运行了超过100年。

华盛顿州的大古力大坝是美国最大的发电设施。它于1942年完工,历时9年建成,为4座发电站提供装机容量为6,809兆瓦的电力。

hydroelectic

图片:诺里斯大坝,位于美国田纳西州东部的水力发电大坝。

其最大的缺点是,建设水电站及其伴生水库通常会造成大量人口迁移,破坏或破坏河流及其周边地区的整个生态系统。实际的施工过程也会向大气中释放大量的温室气体。尽管如此,与其他类型的发电相比,水力发电厂在生命周期内产生的排放量要低得多。

尽管存在环境问题和担忧,更不用说对当地居民生活的影响,但目前水力发电的繁荣地区是亚洲,尤其是中国。在这个发展中地区,对能源的需求日益增长。再加上进口能源的成本大幅增加,因此人们普遍希望国内生产清洁、可再生和经济的能源。结果,所有的环境和人类问题被悄悄地遗忘了。

风力发电是另一种可再生能源。虽然最早是荷兰人在17世纪发明的,但它在很大程度上已经被遗忘了,但现在正经历着复兴。风力发电机在世界范围内已成为流行的国内和商业发电和风电场建设的陆地和海上。英国是世界上最大的海上发电国,其次是丹麦。

2008年,全球风力发电120791兆瓦,约占全球用电量的1.3%。在那一年里,产量增长了28%。例如,风力发电占丹麦电力的20%。

海上风电场

图片:海上风电场。

有人担心在一个地方安装大量的风力涡轮机会对环境造成影响,但暂且不提这一点,风力发电具有高潜力和相对低成本的优势。

生物燃料是可再生能源的又一个例子。它们来源于植物材料,如木材或其他形式的植被,或由某种形式的植物材料或衍生品,如纸或卡片制造。这种燃料可以直接燃烧,也可以加工成某种形式的型煤,作为煤炭或木炭的替代品。

生物乙醇是一种传统汽车燃料的替代品,它是由植物原料中的糖成分发酵产生的。巴西是这种可再生能源的最大用户之一,生物乙醇提供了该国18%的汽车燃料。它在美国也被广泛使用。

生物燃料

图片:生物燃料。

不幸的是,为了生产生物乙醇,需要大量的土地来种植这种植物材料。巴西决定使用大片以前是热带地区的土地热带雨林。虽然巴西当局认为这是在充分利用该国的自然资源,但环保人士认为,砍伐这些生态系统是非常倒退的一步。

近年来,可再生能源新技术的研究有了新的动力。正在开发的从可持续来源和城市固体废物生产生物乙醇的技术令人鼓舞研究利用盐度变化来发电。

海洋波浪能量有潜力成为最环保的发电形式之一。举个例子波的能量据估计,这相当于目前英国电力需求的三倍。世界上第一个商业波浪农场于2008年在葡萄牙正式启用,目前正在苏格兰海岸建造的一个将是世界上最大的。利用海洋能源的研究也在进行中。

研究继续改进太阳能电池板,使用纳米技术,可以用单个硅分子制造电路。这种电池的成本可能只有传统光伏电池的一半,而且效率更高。

可再生能源不再是一个只由政府和环保人士推动的利基领域。公众对气候变化和环境保护的关注,加上高油价和越来越多的政府支持,正推动越来越多的投资投向清洁和成本效益高的能源形式的研究。我们期待着一个激动人心的未来。

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