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半導體激光器工作原理及近期科研進展匯總

星之球科技 來源:中國電力電子產業(yè)網.2014-09-29 我要評論(0 )   

中國在風力渦輪機、太陽光電的動力系統(tǒng)和智能電網技術的生產和使用領域領先于全世界。 由于燃煤,全世界公認中國已經成為最大的電力生產國。但相較于化石燃料和核能,《...

    中國在風力渦輪機、太陽光電的動力系統(tǒng)和智能電網技術的生產和使用領域領先于全世界。

  由于燃煤,全世界公認中國已經成為最大的電力生產國。但相較于化石燃料和核能,《自然》雜志日前專門撰文指出,中國的可再生能源系統(tǒng)發(fā)展得更快。中國在風力渦輪機、太陽光電的動力系統(tǒng)和智能電網技術的生產和使用領域領先于全世界,其生成的水能、風能、太陽能相當于法國和德國發(fā)電廠產能的總和。2005年以來,中國太陽能電池的生產已經擴大了100倍。

  文章指出,隨著中國制造業(yè)規(guī)模的增長,可再生能源設備的成本大幅下降。創(chuàng)新發(fā)揮了重要作用。但成本降低的主要原因是市場擴張。德國和韓國也在走相似的路。總而言之:工業(yè)化可以和脫碳齊頭并進。

  很多國家還沒有注意到這一點。美國和歐盟執(zhí)行的是適得其反的政策,例如對進口的中國太陽能光伏電板增加貿易關稅。限制可再生設備的全球貿易只會放慢降低成本的速度,且降低全世界放棄化石燃料的速度。

  作為結果,全球可再生能源利用率一直停頓不前,對減少溫室氣體排放和應對氣候變化造成了負面影響。15年來,由于化石燃料工業(yè)的既得利益以及擔心替代方案價格昂貴,很多國家未能實現(xiàn)其在《京都議定書》中的減排承諾。

  對可再生能源的認知需要改變?!蹲匀弧氛J為,在中國,可再生能源被視作能源安全的來源,而不僅僅是減少碳排放。今天關于能源安全的討論幾乎只關注繼續(xù)使用化石燃料。不同于石油、煤炭和天然氣(其供應是有限的,且受制于地緣政治局勢),可再生能源設備可以在任何地方建造,只要有足夠的水、風能和太陽光。

  綠色增長

  隨著制造業(yè)規(guī)模和可再生能源使用的增加,市場力量將使它們更容易獲取、更負擔得起和更高效。因此,能源政策應該關注于促進制造業(yè)、貿易和低碳技術的競爭,而不是支持更加昂貴、危險和難以獲得的化石燃料。

  《自然》指出,中國生產了超過5萬億千瓦時(kWh)的電能,比美國多約1萬億千瓦時。自2001年加入世界貿易組織(WTO)以來,中國經濟的快速發(fā)展一直建立在化石燃料的基礎上:中國約消耗了全世界23%的煤產量用于發(fā)電。但僅有化石燃料無法支撐中國快速的工業(yè)增長。

  根據《自然》的數(shù)據,自21世紀以來,中國也一直在追求低碳能源戰(zhàn)略。2008年至2012年,對水電、風能、太陽能和核能發(fā)電設施的投資增加了40%——從1380億元人民幣(約合220億美元)增至2000億元人民幣。與此同時,化石燃料電力設施的投資比例在同時期從50%跌至25%。

  作為結果,在過去4年來,中國的風力發(fā)電能力增長了5倍。2013年,水能、風能和太陽能的發(fā)電能力首次超過了化石燃料和核設施的發(fā)電能力。在中國,零碳能源貢獻了9.6%的產能,比2000年增長了5.6%。這是一個相當大的成就。

  2013年,中國提前兩年實現(xiàn)了既定目標——30%的電力來自可再生能源。中國政府希望可再生能源的產能在2017年達到550千兆瓦(GW),或者說和2013年的水平相比提高48%。沒有任何其他國家在可再生能源領域投資如此巨大。

  規(guī)模經濟

  《自然》指出,中國正在升級電網以防止供電不穩(wěn)定的情況發(fā)生。在一個示范工程中,中國國家電網公司(SGCC)投資94億元人民幣將風能和太陽能光伏發(fā)電和存儲設備并入主電網中。SGCC正在為智能電網元素制定國際產品標準,以支撐這些技術出口至其他國家,例如巴西。

  中國的能源安全如何提高?1993年,中國成為一個石油凈進口國。2007年成為天然氣凈進口國。2011年成為煤炭凈進口國。如果達到2017年實現(xiàn)風能、水能和太陽能發(fā)電的目標,中國至少能節(jié)省45%目前進口石油、煤炭和天然氣的費用。

  《自然》認為,中國在可再生能源領域獲得成功有兩大關鍵:其一,集中性政策驅動投資,例如電網回購;其二,隨著全球市場的擴張,工業(yè)動力學降低單位成本,例如,通過學習獲得規(guī)模經濟和效率。

  可再生能源發(fā)電需要制造很多部件,例如風力渦輪機、太陽能光電板、電池、能量存儲系統(tǒng)等。從2010年至2013年,全球光伏裝機容量增長了兩倍多——從40GW至140GW,中國光伏發(fā)電裝機容量增長了22倍——從0.8GW 到18GW。自2008年起,供應國際市場以及國內市場有助于降低太陽能光伏板的成本約80%。全球太陽能用戶均受益于其較低的價格。

  ”道路——擴大智能電網覆蓋率并關注新興清潔能源領域的生產,例如零排放汽車。自21世紀初,根據Energiewende能源轉型項目,德國一直在擴大對太陽能和風能的使用和建造,目標是用可再生能源取代核電。

  同樣的原則適用于美國工業(yè)生產領域,這也造就了一個世紀前美國在汽車制造業(yè)的獨霸地位。1909年至1916年,Henry Ford降低了福特公司模型T的成本約62%——從950美元到360美元。每年,銷售額都翻番——從1908年的不足6000美元至1917年超過80萬美元。

  美國能源政策強調通過水力壓裂和水平鉆孔等創(chuàng)新手段開發(fā)國內煤層氣和頁巖油。但一直存在收益遞減和化石燃料環(huán)境成本高等問題。英國也傾向于利用水力壓裂建造煤層供應,并擴展核反應堆,學習其他國家的各項技術。

#p#分頁標題#e#  改變思路

  從能源安全角度來看,重新架構針對排放的爭論對《聯(lián)合國氣候變化框架公約》下的國際談判有深遠影響。12月,各國代表將聚集在秘魯首都利馬,為2015年的巴黎會議作準備。議程主要包括通過協(xié)商使各國自愿減少碳排放,而不是促進可再生能源產業(yè)(最快的脫碳路線)。

  但建立了強大可再生能源部門的政府能夠實現(xiàn)這些減排目標,同時強化能源安全并建立制造業(yè)。以市場為導向的手段的另一個優(yōu)勢在于,一些批評者指出,基于技術的解決方案將帶來諸多問題,例如工業(yè)原料的可獲得性和用于建造太陽能和風能設備的場地。但計算顯示,在現(xiàn)有工業(yè)規(guī)模的基礎上,在未來20年內可實現(xiàn)利用全球現(xiàn)有可再生能源生產額外10太瓦的發(fā)電能力,到那時,全球能源系統(tǒng)可能發(fā)生巨大轉變。利用可再生能源產生額外10太瓦的電量需要改變全球電力狀況——這需要在超過500萬平方公里的土地(是哈薩克斯坦面積的兩倍)上裝置約300萬個風力渦輪機、14000個集中太陽能發(fā)電設施。這些技術可能被設置在世界上的沙漠和半沙漠地區(qū)。盡管目標宏大,但卻是可操作的——例如,現(xiàn)在全世界每年手機產量約為17.5億部,汽車產量約為8400萬輛。

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