美國可再生能源技術(shù)發(fā)展趨勢
美國可再生能源技術(shù)發(fā)展趨勢
從20世紀70年代開始，尤其是近年來。可再生能源，作為常規(guī)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(xù)發(fā)展的要求而受到世界許多國家的青睞，將其作為能源發(fā)展戰(zhàn)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(yè)發(fā)展可再生能源技術(shù)，占領(lǐng)大多數(shù)可再生能源技術(shù)的制高點，確保了美國在可再生能源領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
太陽能
世界著名太陽能專家施密特教授指出．“太陽能將雀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(xiàn)，還是在2050年實現(xiàn)?”
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(fā)電技術(shù)開發(fā)較早的國家。太陽能槽式發(fā)電系統(tǒng)已積累了10多年聯(lián)網(wǎng)營運的經(jīng)驗,1104kW塔式和5—25kW盤式太陽能發(fā)電系統(tǒng)正處于示范階段。最新的數(shù)據(jù)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(shù)研發(fā)：目前太陽能利用技術(shù)主要有太陽能熱電技術(shù)、太陽能熱水技術(shù)、太陽能光伏技術(shù)三大技術(shù)。其中，太陽能光伏技術(shù)是近年來發(fā)展最快、最有活力的研發(fā)領(lǐng)域。針對太陽能發(fā)電業(yè)的瓶頸技術(shù)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(shè)計等方面，目的是為了提高電池轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)中。太陽能電池是世界增長速度最高和最穩(wěn)定的領(lǐng)域之一，估計今后l0年將以每年20％~30％，甚至更高的遞增速度發(fā)展，其作用也將逐步由作為農(nóng)村和邊遠地區(qū)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(shù)將獲得突破，電池成本將不斷下降，太陽能集成建筑將快速發(fā)展，并網(wǎng)技術(shù)將普遍推廣應(yīng)用。太陽能利用的另一個發(fā)展方向是空間太陽能技術(shù)。美國等國已提出，要在地球外層空間(衛(wèi)星、月球等)建立太陽能發(fā)電基地，然后通過微波將產(chǎn)生的·電能傳輸?shù)降孛嫔系奶柲芙邮昭b置。
風能
有專家預計，“一個世界范圍內(nèi)的風力發(fā)電高潮已經(jīng)到來。預計到2020年，風力發(fā)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(fā)電是當今新能源開發(fā)利用中技術(shù)成熟、最具備開發(fā)條件、發(fā)展前景良好的項目。
風力發(fā)電經(jīng)歷了從獨立系統(tǒng)到并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展過程，大規(guī)模風力田的建設(shè)已成為發(fā)達國家風電發(fā)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(fā)電約221108千瓦小時。隨著風機單機容量的增加和電站建設(shè)成本的下降，風力田建設(shè)投資已降至1000美元，千瓦，低于核電投資且建設(shè)時間可少于一年，其成本與煤電成本接近。最新的數(shù)據(jù)顯示，美國風能電價已經(jīng)降到每度電3—5美分。
技術(shù)研發(fā)方向：大型風力發(fā)電機組是風電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)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(jié)構(gòu)、發(fā)電機控制技術(shù)、功率容量以及可靠性等展開研究，并取得了長足的技術(shù)進步。風電機組的發(fā)展方向是超大容量、智能化、高穩(wěn)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(shù)的百分比水平。盡管目前美國只有0．6％的能源是由風、能發(fā)電產(chǎn)生，但據(jù)美國風能協(xié)會預測。截至2020年，美國風能發(fā)電量將占本國發(fā)電總額的6％左右。有專家預計，“一個世界范圍內(nèi)的風力發(fā)電高潮已經(jīng)到來。預計到2020年，風力發(fā)電將可提供世界電力需求的10％?！?/SPAN>
生物質(zhì)能
有關(guān)專家估計，生物質(zhì)能到本世紀中葉．采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種替代燃料將占全球總能耗的40％以上。
生物質(zhì)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(xiāng)有機廢物轉(zhuǎn)化成的能源，如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、林業(yè)加工廢棄物、農(nóng)作物秸稈、城市有機垃圾、工農(nóng)業(yè)有機廢水和其他野生植物等。生物質(zhì)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(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。
目前，生物質(zhì)能技術(shù)的研發(fā)已成為世界重大熱門課題之一。包括沼氣技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解氣化、生物質(zhì)液體燃料等主要技術(shù)項目均受到世界各國政府與科學家的關(guān)注。美國為此制定了“能源農(nóng)場”開發(fā)研究計劃。同時推進生物質(zhì)能技術(shù)和裝置的商業(yè)化應(yīng)用。實現(xiàn)了規(guī)模化產(chǎn)業(yè)經(jīng)營。在美國，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為高品位能源利用 從20世紀70年代開始，尤其是近年來?？稍偕茉矗鳛槌Ｒ?guī)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(xù)發(fā)展的要求而受到世界許多國家的青睞，將其作為能源發(fā)展戰(zhàn)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(yè)發(fā)展可再生能源技術(shù)，占領(lǐng)大多數(shù)可再生能源技術(shù)的制高點，確保了美國在可再生能源領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
太陽能
世界著名太陽能專家施密特教授指出．“太陽能將雀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(xiàn)，還是在2050年實現(xiàn)?”
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(fā)電技術(shù)開發(fā)較早的國家。太陽能槽式發(fā)電系統(tǒng)已積累了10多年聯(lián)網(wǎng)營運的經(jīng)驗,1104kW塔式和5—25kW盤式太陽能發(fā)電系統(tǒng)正處于示范階段。最新的數(shù)據(jù)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(shù)研發(fā)：目前太陽能利用技術(shù)主要有太陽能熱電技術(shù)、太陽能熱水技術(shù)、太陽能光伏技術(shù)三大技術(shù)。其中，太陽能光伏技術(shù)是近年來發(fā)展最快、最有活力的研發(fā)領(lǐng)域。針對太陽能發(fā)電業(yè)的瓶頸技術(shù)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(shè)計等方面，目的是為了提高電池轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)中。太陽能電池是世界增長速度最高和最穩(wěn)定的領(lǐng)域之一，估計今后l0年將以每年20％~30％，甚至更高的遞增速度發(fā)展，其作用也將逐步由作為農(nóng)村和邊遠地區(qū)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(shù)將獲得突破，電池成本將不斷下降，太陽能集成建筑將快速發(fā)展，并網(wǎng)技術(shù)將普遍推廣應(yīng)用。太陽能利用的另一個發(fā)展方向是空間太陽能技術(shù)。美國等國已提出，要在地球外層空間(衛(wèi)星、月球等)建立太陽能發(fā)電基地，然后通過微波將產(chǎn)生的·電能傳輸?shù)降孛嫔系奶柲芙邮昭b置。
風能
有專家預計，“一個世界范圍內(nèi)的風力發(fā)電高潮已經(jīng)到來。預計到2020年，風力發(fā)電將可提供世界電力需求的10％?！?/SPAN>
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(fā)電是當今新能源開發(fā)利用中技術(shù)成熟、最具備開發(fā)條件、發(fā)展前景良好的項目。
風力發(fā)電經(jīng)歷了從獨立系統(tǒng)到并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展過程，大規(guī)模風力田的建設(shè)已成為發(fā)達國家風電發(fā)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(fā)電約221108千瓦小時。隨著風機單機容量的增加和電站建設(shè)成本的下降，風力田建設(shè)投資已降至1000美元，千瓦，低于核電投資且建設(shè)時間可少于一年，其成本與煤電成本接近。最新的數(shù)據(jù)顯示，美國風能電價已經(jīng)降到每度電3—5美分。
技術(shù)研發(fā)方向：大型風力發(fā)電機組是風電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)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(jié)構(gòu)、發(fā)電機控制技術(shù)、功率容量以及可靠性等展開研究，并取得了長足的技術(shù)進步。風電機組的發(fā)展方向是超大容量、智能化、高穩(wěn)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(shù)的百分比水平。盡管目前美國只有0．6％的能源是由風、能發(fā)電產(chǎn)生，但據(jù)美國風能協(xié)會預測。截至2020年，美國風能發(fā)電量將占本國發(fā)電總額的6％左右。有專家預計，“一個世界范圍內(nèi)的風力發(fā)電高潮已經(jīng)到來。預計到2020年，風力發(fā)電將可提供世界電力需求的10％。”
生物質(zhì)能
有關(guān)專家估計，生物質(zhì)能到本世紀中葉．采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種替代燃料將占全球總能耗的40％以上。
生物質(zhì)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(xiāng)有機廢物轉(zhuǎn)化成的能源，如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、林業(yè)加工廢棄物、農(nóng)作物秸稈、城市有機垃圾、工農(nóng)業(yè)有機廢水和其他野生植物等。生物質(zhì)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(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。
目前，生物質(zhì)能技術(shù)的研發(fā)已成為世界重大熱門課題之一。包括沼氣技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解氣化、生物質(zhì)液體燃料等主要技術(shù)項目均受到世界各國政府與科學家的關(guān)注。美國為此制定了“能源農(nóng)場”開發(fā)研究計劃。同時推進生物質(zhì)能技術(shù)和裝置的商業(yè)化應(yīng)用。實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)業(yè)經(jīng)營。在美國，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為高品位能源利用已具有相當可觀的規(guī)模。占該國一次能源消耗量的4％。美國還設(shè)立了世界上最大的日處理垃圾4000噸的垃圾發(fā)電廠，以及建立了l兆瓦、年產(chǎn)酒精2500噸的稻殼發(fā)電示范工程。
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巖石和流體中的熱能，它可以用來發(fā)電，也可以為建筑物供熱和制冷。根據(jù)測算，全球潛在地熱資源總量相當于每年493億噸標準煤。
地熱發(fā)電的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)基本成熟。進入了商業(yè)化應(yīng)用階段。目前全世界地熱發(fā)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(fā)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(fā)電或雙循環(huán)發(fā)電方式，全流發(fā)電和干熱巖體發(fā)電等形式正在研究開發(fā)中。地熱發(fā)電設(shè)備的主要發(fā)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~
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(shù)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(chǎn)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(fā)電。
美國把促進可再生能源的發(fā)展作為國家能源政策的基石，其中尤為重視海洋發(fā)電技術(shù)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(fā)電裝置，其額定功率50千瓦。凈出力18．5干瓦。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(fā)電
美國國家水力發(fā)電協(xié)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(huán)境的電力資源．
水電是指通過捕獲水流動的能量發(fā)電。根據(jù)有關(guān)組織的統(tǒng)計，至今為止．世界上有24個國家的90％電力來自水電，有l／3的國家的水電比重超過一半。近年來，鑒于擔心水電對環(huán)境的影響，小水電開始受到廣泛重視。
目前，美國實際水電發(fā)電量占總發(fā)電量的8％，發(fā)電能力占總發(fā)電能力的11％。在美國可再生能源中，水電占85％，目前水力發(fā)電在實際利用的可再生能源中占75％。美國95％的水電生產(chǎn)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(fā)很長時間處于停頓狀態(tài)。但近年來，由于能源的需求和水電環(huán)保技術(shù)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(huán)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(qū)能源問題，利用小河流發(fā)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(fā)的聯(lián)邦預算占整個能源效益的1．6％。美國國家水力發(fā)電協(xié)會有關(guān)報告認為，在今后16年里，美國無需建設(shè)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(yīng)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(jié)合起來，就可以顯著地減少未來美國對礦物燃料的需要。
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