除了核能,哪一种新能源最有可能成为未来的主流清洁能源?
设定时间在可预见的未来20年,光热太阳能是列出的清洁能源中唯一能够成为主流能源的;未来与煤电,核电并驾齐驱,并且发电量远超过水电,而其他清洁能源只能是辅助。看了大部分的回答,居然没人具体的介绍光热太阳能(CSP),言及太阳能便是光伏,实在看不下去了所以出来说说,计划持续更新,直到说清楚为止。无人提及可能和国内还没有形成相关产业有关,目前光热太阳能发电只有美国有比较完整的产业链,和一些欧洲国家比如西班牙;而国内是真正的刚刚起步。与其笼统的说出优缺点,不如直接给出$比较实在,相关数据绝大部分来自美国和欧洲,所以给出的数据都是以美元为单位。优势为什么只有光热太阳能发电才能成为主流能源?就目前来看,决定性在于能源存储成本。风电,光伏由于发电极其不稳定性,大规模应用必将极大的冲击电网,解决方案是可以将电存储在电池中,用的时候再释放出来。而光热太阳能,可以将能量储存在导热介质中,实现平稳的发电。目前电池造价$1500/kwh,光热太阳能用的导热介质,熔盐造价$30/kwh,导热油更便宜。一目了然。ElonMusk在内华达的电池工厂计划未来把这个价格减少一半,而美国已经有公司宣称可以把熔盐造价做到$16.7/kwh。两者在可预见的未来,还是没有可比性。
~唯有光热太阳能才是主流。目前主流还是要烧开水的。从经济上说,现今的光热太阳能已经可以做到度电$0.12/kwh,7年的投资回报率直逼化石能源,而且7年后太阳能不需要燃料费用,经济效益更佳。更重要的是,这是唯一可以低成本存储的清洁能源。
如果“限定在风能,太阳能,生物能”,那结论毫无疑问是风能。无论是过去几年,还是可预见的将来,风能在可再生能源里的比例都是最大的。一方面能源来源没有成本,比如生物质能还要收购处理材料;另一方面转化效率高,技术成熟,设备成本逐渐走低,并电问题在逐步解决。问题补充里的“实现技术上的突破降低与火电和水电的成本差距”在风能领域是正在发生的,前提是与火电相比。以德国为例,近年来陆上风电机组levelizedcostofelectricity已经接近火电水平,而年利用小时数高(~2700h)的风场成本则和火电相当。注意这是实发电量,计算成本时空载的风机也是算进去了的。在中国,风电的实发电量从2012年起就排名第三了,2014年预测比例虽然仅为3%,但与其它的相比(包括核能)已经是较大的比例了。2020年风电并网装机规模规划目标约为2014年翻一番,其它新能源怕是没有这个发展速度。
火电其实没有想象中那么污染严重……基本上,越是大规模集中的工业,越容易控制污染,效率也更高。所谓淘汰落后钢铁和电力产能,关停的都是小高炉小火电。你可以感受一下国内五大发电集团的大规模发电厂厂区,雄伟粗壮的烟囱里出来的主要是水。中国火电至少再战六十二年,核聚变不出来,火电是不可能退场的。
首先,考虑未来的时候,基本不用考虑成本的问题。大规模商用的能源成本一定是足够低的。光伏发电成本早已经在一块钱以下了,具体的数字待查,并且一直在降低,应该很快就能达到目前上网电价水平。如果你注意过,现在很多乡下的省道两旁都有太阳能路灯,补贴强推的,规模大了成本就低下来了。另外,目前商用的光伏板的能量转换效率都在百分之二十以下,未来有可能到百分之三十。实验室产品已逼近百分之五十。光伏电站最致命问题在于能量密度低,根本不可能够用。现在一千瓦功率大约需要十平米太阳能板,我刚才粗略计算一下,建设一个三峡规模的太阳能电站需要两百平方公里的电池板,考虑到太阳能的特性,加上无数逆变器,我估计至少五百平方公里的太阳能电站发电量与一个三峡相当——一千八百万千瓦。而火电站一般的规模是数百万千瓦。目前中国与俄罗斯准备合作建设的世界第一大火电站的功率相当于半个三峡,而爆发式增长下的全国太阳能总的发电容量大概就是一个三峡的水平(我没有最新的数据,这个说法只到2014年)。你可以感受一下。风电在新能源里其实是最大头。核准建设的容量达到了全国总电力装机容量的十分之一强,2013年底为一亿三千万千瓦,此后新增的不多。建成并网的比这少,但截至2013年底大约是太阳能的六倍。现在太阳能当然多起来了。我国因为风力发电机和并网方面的技术问题,国家早两年就开始控制建设,风电发展放缓。其实这个是和我专业最相关的。风电方面德国最强。得益于人家的电机造得好。怨念啊。⊙_⊙生物质能本质是太阳能。考虑到能量传递比直接的光伏发电多了一个层级,其效率是更低的。我们要用它主要是榨取最后一点熵增的空间,把废物利用起来,这个没什么好说的,没有哪个国家会傻到专门种庄稼去做能源。除了巴西。暴殄天物,暴殄天物。(当然,人家本来一开始是因为美洲有了金坷垃,农业搞得太发达,剩下来大量生物残渣,废物利用。但后来巴西为此砍了大量雨林,虽然讲是国家政策,但真心是对全人类犯罪。)而你如果是说这三种新能源里面哪一个最有前景成为新能源家族主流。我个人支持风电,利益相关什么的……当然,有些北京城的老爷说赤峰的风电场挡了北京的风。哦唔……如果不限制这三个范围,核聚变能搞出来,那是最好的。
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