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可再生能源“用之不竭”
Update: 2015-10-28 08:56:55  Clicks: 0
可再生能源对于人类的发展非常重要,这已经成为一种共识。可再生能源的发展已经历了探索期、勘探期、设计期、开发期、投入期和产出期等时期,对全球可再生能源资源的评估非常重要。

  评估方法主要包括观测资料和数值模拟,其中数值模拟法可以得到空间和时间连续的风能和太阳能分布数据,是最有效的资源评估方法。这种方法主要通过数据收集和整理,通过收集地形资料、海温资料、再分析资料、观测资料等,将资料同化入WRF中尺度数值模式,并进行模拟计算,对模拟结果进行统计分析,最终可以绘制风能、太阳能资源分布图,这样就可以清晰地描述出有哪些资源分布在哪些地方。

  通过我们团队的观测,发现中国北部、东部的风力资源非常丰富,而中亚的大部分区域风力资源也都比较好。

  根据测算,全球风能资源量为1640太瓦,开发条件较好的有73太瓦。根据风能资源的丰富程度及全球气候带划分,全球风能资源主要分布在4条纬度带:

  一是北纬高纬度风带。主要包含北极地区以及俄罗斯、加拿大和美洲的一些区域,位于北纬60度以北。其风能最丰富的地区位于格陵兰岛及以东的洋面,年平均风速达到12米/秒以上,风功率密度达到1000瓦/平方米。

  二是北纬中纬度风带。包含北美、中亚和中国北部等地区,位于北纬30度到60度之间。中亚是北纬中纬度地区风能资源最丰富的地区之一,西北部地区风能资源最丰富,总储量达到77太瓦。

  三是北亚热带风带。包含非洲北部和阿拉伯半岛地区,位于北纬15度到30度之间。非洲北部是北亚热带风能最丰富的地区,同时它们也把一部分的能量输出到欧洲。风速达到每秒7~9米,风功率密度达到500瓦/平方米,储量达到75太瓦。

  四是南亚热带风带。包含非洲南部、南美洲南部和大洋洲等地区,位于南纬15度到45度之间。大洋洲是南亚热带风能资源最丰富的地区,特别是西南部和中部,总储量达到28太瓦。

  根据测算,全球太阳能资源总储量6390太瓦,开发条件较好的为320太瓦。世界太阳能资源主要分布于热带、亚热带、北温带的南部和南温带的北部,即南北纬 40度之间地区。非洲北部地区平均辐照度超过200瓦/平方米,总辐射年总量超过1900千瓦时,总储量达到320太瓦。大洋洲也是太阳能富集区,平均辐照度超过180瓦/平方米,总储量达到173太瓦。

  以我国新疆为例,其冬春季年平均风功率密度在500~800瓦/平方米,风能可开发面积接近20万平方千米,太阳能的总储量也在3320亿千瓦。而这只是全球可再生能源中再微小不过的一部分。

  中国可再生能源的发展迅速,已经成为世界可再生能源开发大国。截至2014年年底,我国可再生能源发电装机容量已经达到4.3亿千瓦。其中并网风电装机容量为9581万千瓦,占全球风电装机的四分之一,光伏装机容量2805万千瓦,其中光伏电站2338万千瓦,分布式476万千瓦。

  可再生能源的快速发展推动了国内能源生产和消费的革命,只有坚持“节约、清洁、安全”的战略方针,才能加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系。针对能源变革的思路与实践,国家电网公司推进清洁代替和电能替代(“两个替代”),实现以可再生能源为主要能源结构的全球能源互联网的重要性。清洁替代是在能源开发上以清洁能源替代化石能源,走低碳绿色发展道路,实现化石能源为主、清洁能源为辅向清洁能源为主、化石能源为辅转变。电能替代是在能源消费上实施以电代煤、以电代油,推广应用电锅炉、电采暖、电制冷、电炊和电动交通等,提高电能在终端能源消费的比重,减少化石能源消耗和环境污染。

  可再生能源资源丰富的程度有目共睹,如果合理开发利用,能够支撑全球能源互联网的建设,并缓解环境污染压力,促进人类社会走绿色、低碳的发展之路。

  全球能源互联网通过跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网(输电网、配电网),连接“一极一道”(北极、赤道)等大型可再生能源基地,适应各种集中式、分布式电源,将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户,构建服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台,最终保障全球能源安全、保护地球生态环境、实现人类社会可持续发展。

  不过,仅有可再生能源的支撑,并不足以构建全球能源互联网,只有发挥电网的资源大范围配置作用和可再生资源的时空互补特性,才能统筹全球能源资源开发、配置和利用,保障能源的安全、清洁、高效和可持续供应。

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