防止全球变暖的发电技术
光伏发电
应用光伏发电所产生的二氧化碳量仅次于水力发电技术,也不会产生污染环境的物质,是一种理想的干净发电技术。为发电提供能量的日光是无限的。假定在白天太阳辐射的最高强度是每平方米1千瓦,发电效率为10%,整个地面上每年可能的发电量为1.4亿亿度,大约相当于全世界能耗量的100倍。这意味着如果把太阳电池放置于不到全球陆地面积的1/100,或其沙漠面积的1/ 20,所发电量就足以满足全世界能量的需求。
这种再生能源每单位面积的输出功率密度低,所需要的面积大约为烧煤电站的20倍。在美国和印度,沙漠面积巨大,目前正在进行的计划是建造188兆瓦(美国)或50兆瓦(印度)的光伏发电厂。由于世界上有许多地区适用于大规模光伏发电,作为新日照计划的一部分,发展一种全球性的干净能源系统,即世界能源网(WENET)正在进行中,该计划的目的是,在这些地区实现中央光伏发电,用所发出的电使水分解产生氢,氢既可用做能源,又可用做蓄能和输能介质。从保护全球环境和能量生产角度看,实现这一计划很重要。
地热发电
可供发电的地热资源可粗分为蒸汽、蒸汽和热水二相流、热水。地热蒸汽可不加处理直接引入汽轮机;而二相流被分为热水和蒸汽,热水通过闪蒸器变为蒸汽,引入汽轮机的低压侧。在热水情况下,可采用上述的二元系统(通过使用主系统一侧的热水使辅助侧的低沸点液体蒸发,并通过低沸点液体驱动涡轮)。
自从1966和1967年9.5兆瓦、11兆瓦的电站(由日本三菱重工安装)分别投入运行以来,目前在日本正在运行的装置有18台,约生产530兆瓦的电。以间歇泉电站的容量最高,为151兆瓦。美国目前正在运行的间歇泉电站,功率在100万千瓦以上。
日本三菱重工的技术得到高度评价,它通过单级或双级闪蒸系统,将热水变为蒸汽并将蒸汽引入涡轮的中压或低压段,这样,双相流热资源就得到了有效应用。
这种双级闪蒸系统于1977年投入商用,目前用在60多台发电装置。
从有效使用小规模地热资源观点看,预计未来会发展小型(便携式)发热发电装置。
洋能发电
虽然使用洋能的发电技术包括:大洋热能转换、潮汐、洋流和海波发电,但是,洋能密度低,因此必须建造大规模的海上设施,这就使洋能发电在经济上很不利,除非能保证有良好的选址条件。
以上简述了使用各种再生能源的发电技术,除水电外,任何再生能源的单位面积或体积的能量密度都低,要有大规模的能量收集器,这将导致建筑成本的增加,在经济方面比不上热电站。从保护地球环境角度讲,应最大限度地使用再生能源。因此改善这类技术的经济性,必须通过促进能量收集技术和提高未来电的转换效率,加快再生能源转换的应用和传播。
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