如今，“新能源”成為一個炙手可熱的名詞，越來越得到大眾認(rèn)可。近年來，風(fēng)能、太陽能成為應(yīng)用最廣泛的新能源，并且逐步應(yīng)用于百姓生產(chǎn)、生活，風(fēng)能、太陽能發(fā)電和太陽能熱水器等比比皆是。
我國新能源開發(fā)潛力如何?新能源的開發(fā)利用需要哪些氣象服務(wù)?未來將怎樣發(fā)展?記者帶你走近新能源。
氣象能源時代悄然來臨
新能源是指現(xiàn)代被人類研究并開發(fā)利用的能源，包括風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、核能、地?zé)崮?、海洋能等?/div>
風(fēng)能、太陽能是風(fēng)和太陽輻射形成的能源，稱為氣象能源。水能、生物能、波浪能、淺層地?zé)崮芤才c氣象息息相關(guān)，屬于氣象次生能源。
因此，氣象能源廣義上可以分為三大類，風(fēng)能、太陽能和氣象次生能源。
世界最大的能源公司BP集團(tuán)發(fā)布報告稱：2009年年末，僅用石油、天然氣、煤等化石能源，全球探明儲量可用60.8年。而新能源相當(dāng)于化石能源探明儲量的50倍。
在2010年上海世博會上，放置在世界氣象館一個印有“風(fēng)力發(fā)電10度≈減排8.6公斤二氧化碳”的巨大氣球讓人記憶猶新。氣象能源利用，排放二氧化碳最少，排放污染物最少。可以認(rèn)為，在人類大規(guī)模應(yīng)用核聚變之前，氣象能源是潛力最大、最理想的能源。
近些年，風(fēng)能、太陽能已經(jīng)成為利用率增長最快的能源。數(shù)據(jù)顯示，1971年至2010年，全球太陽能平均利用率增長30%、風(fēng)能增長45%。
在我國，風(fēng)能、太陽能資源開發(fā)潛力巨大。中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心高級工程師陶樹旺介紹說，我國全年接收到的太陽總輻射量相當(dāng)于17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，與同緯度的其他國家相比，除四川盆地及其毗鄰地區(qū)外，絕大多數(shù)地區(qū)的太陽能資源相當(dāng)豐富，特別是青藏高原的太陽能資源尤為豐富。風(fēng)能資源主要分布在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅河西走廊及東北和華北的部分地區(qū)。它與東南沿海海岸，被稱為兩大風(fēng)能資源豐富帶，正在進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)。
做新能源的勘探隊(duì)和護(hù)航者
2009年11月，西藏。幾個工程技術(shù)人員克服零下十幾攝氏度的嚴(yán)寒、大風(fēng)和嚴(yán)重缺氧，對西藏境內(nèi)3座風(fēng)塔的垂直度、地基強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行初步測試。他們是西藏自治區(qū)氣象局的工作人員。通過收集觀測數(shù)據(jù)可以全面掌握西藏風(fēng)能資源的狀況和變化規(guī)律，加快新能源開發(fā)利用的步伐。
影響新能源的氣象因素眾多，比如，云量的空間分布、氣溶膠、極端溫度、特強(qiáng)沙塵暴等都會對太陽能利用產(chǎn)生影響。
從上世紀(jì)70年代起，中國氣象局就開始了風(fēng)能資源普查工作。在第四次全國風(fēng)能資源詳查中，氣象部門曾為哈密、酒泉、河北、吉林、江蘇沿海、蒙東、蒙西等7個千萬千瓦級風(fēng)電基地的規(guī)劃和建設(shè)，提供較為翔實(shí)、有力的信息支持。目前看來，這7個千萬千瓦級風(fēng)電基地的建設(shè)，對我國風(fēng)電開發(fā)計(jì)劃影響巨大。
如陶樹旺所說，資源評估和氣候背景分析是開發(fā)風(fēng)能和太陽能資源的重要前提和基礎(chǔ)。開發(fā)利用風(fēng)能和太陽能要以各地的資源條件和氣象條件為依據(jù)，采用不同的策略有針對性地進(jìn)行開發(fā)。氣象部門把自己定位成新能源的“勘探隊(duì)”和“偵察兵”，也是能源建設(shè)和維護(hù)的“護(hù)航者”。
事實(shí)上，在新能源開發(fā)利用的整個生命周期中，氣象部門都可以提供服務(wù)。未來一小時吹進(jìn)某地區(qū)的風(fēng)有多大，對風(fēng)電接入電網(wǎng)的安全有何影響，風(fēng)電企業(yè)應(yīng)該采取哪些措施應(yīng)對?為了解決這些問題，中國氣象局在風(fēng)電功率預(yù)報上派出“重兵”為風(fēng)電企業(yè)捕捉未來“風(fēng)”云。
中國氣象局公共氣象服務(wù)中心資源與環(huán)境氣象室副主任楊振斌告訴記者，風(fēng)電功率預(yù)報就是通過預(yù)報未來的風(fēng)速，演算出能發(fā)出多少電。調(diào)度部門根據(jù)可能發(fā)出的電量進(jìn)行產(chǎn)電調(diào)度。如果預(yù)估風(fēng)能發(fā)電富余，在保證供需平衡的同時，就可以適當(dāng)減少火力發(fā)電，從而減少浪費(fèi)和污染。
此外，在臺風(fēng)、沙塵暴等災(zāi)害性天氣來臨前，氣象部門可以提出有針對性的、科學(xué)的應(yīng)對方案，為新能源開發(fā)利用保駕護(hù)航。
用新能源理念代替拉閘限電式減排
去年，安徽省全椒縣為完成“十一五”減排任務(wù)，在全縣范圍內(nèi)施行限電斷電，居民用電、政府機(jī)關(guān)用電、交通信號燈及路燈全部在限電范圍內(nèi)。甚至醫(yī)院白天和晚上都分時段停電，遇到需要做手術(shù)等緊急情況時，院方只能用發(fā)電機(jī)發(fā)電。
這條新聞轟動一時，而“拉閘限電”的城市并不只是個案，很多城市不得不采用此辦法，達(dá)到節(jié)能減排的指標(biāo)。
如果去敦煌，你可以看到沙漠里規(guī)模龐大的太陽能光板方陣，閃爍著“新能源示范城建設(shè)·節(jié)能減排”的理念。
今年，甘肅省敦煌市成為我國首個“太陽城”。按照《敦煌新能源城市發(fā)展規(guī)劃》，到2013年，敦煌太陽能和風(fēng)能資源綜合開發(fā)利用量將達(dá)到城市能源消費(fèi)總量的98%。今后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能源需求全部采用當(dāng)?shù)靥柲芎惋L(fēng)能等可再生能源解決，而且可以向其他地區(qū)輸出可再生能源。
“示范城建成，就可以利用太陽能發(fā)電，集中供熱，莫高窟等景區(qū)與敦煌市區(qū)以電動汽車連接，城市公交、景觀燈都將使用太陽能等新能源所發(fā)的電。”敦煌市委書記孫玉龍說，“居民將用太陽能熱水、取暖、照明。”
楊振斌強(qiáng)調(diào)：“用新能源理念開發(fā)城區(qū)，還是一條帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的鏈條，能給當(dāng)?shù)氐木用裨黾泳蜆I(yè)的機(jī)會，達(dá)到雙贏。”
未來5年，中國將建設(shè)100座新能源城市，著力推進(jìn)交通、建筑和照明節(jié)能，推廣太陽能光熱一體化建設(shè)，提高清潔能源在能源消費(fèi)總量中的比重。
但這必須要在科學(xué)指導(dǎo)的前提之下進(jìn)行。中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心博士趙東說，“新能源理念”必須考慮這個城市的資源條件、氣象條件等多方面的因素。應(yīng)全盤研究城市發(fā)電與消費(fèi)的關(guān)系，思考環(huán)境能否得到改善，能不能給居民帶來實(shí)際利益等問題。
“大膽想象”嫁接新能源
1968年，美國科學(xué)家彼得·格拉賽(PeterGlaser)首先提出了建造空間太陽能電站的構(gòu)想，其基本思路是：將無比巨大的太陽能電池陣放置在地球軌道上，組成太陽能發(fā)電站，將取之不盡、用之不竭的太陽能轉(zhuǎn)化成電能，然后將電能轉(zhuǎn)化成微波能，并利用微波或無線技術(shù)傳輸?shù)降厍颉?/div>
如果是這樣，無論刮風(fēng)下雨，太陽能都能24小時不間斷供應(yīng)。美國、日本、歐洲都在積極研制，這就必須克服航天、衛(wèi)星、空間太陽能轉(zhuǎn)化等技術(shù)難題，解決高額的經(jīng)濟(jì)成本，還要避免對空間環(huán)境的破壞。
目前，我國空間太陽能電站研究剛剛起步。在中國空間技術(shù)研究院主辦的空間太陽能電站發(fā)展技術(shù)全國研討會上，與會專家提出了我國空間太陽能電站發(fā)展“路線圖”。未來40年，可能研制我國第一個商業(yè)化空間太陽能電站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空間太陽能電站商業(yè)化運(yùn)行。
如果你敢想，將有更多的領(lǐng)域、資源嫁接新能源。你一定見過風(fēng)能發(fā)電的風(fēng)車，一排排拔地而起、迎風(fēng)而建，但現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電只能收集100米左右近地面的風(fēng)能。如果將這些風(fēng)能發(fā)電設(shè)備移入空中，將會有更多的風(fēng)能供利用?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，2020年，巨大的空中風(fēng)電系留氣球空中風(fēng)機(jī)、放風(fēng)箏、旋轉(zhuǎn)木馬都能將幾百米外的風(fēng)能傳到地面發(fā)電。
可再生能源技術(shù)開發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前包括大多數(shù)地區(qū)在內(nèi)的全球能源供應(yīng)需求。據(jù)研究，目前，全球僅有不足2.5%的可再生能源技術(shù)開發(fā)量得到利用。
今年5月，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布的《可再生能源與減緩氣候變化特別報告》指出，2050年，可再生能源對低碳能源的貢獻(xiàn)將超過核能以及采用碳捕獲和儲存技術(shù)的化石能源。如果有正確的政策保障，到本世紀(jì)中葉，可再生能源將成為主要能源，并能滿足15%至80%的全球能源需求。
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