(四)世界能源新技术展望
当今社会正面临着能源和环境的双重挑战,日趋严峻的生态环境的恶化,要求现代社会进入经济-能源-环境协调发展阶段。为使人类走出困境, 当今能源新技术在现代科技发展前沿中越来越显出它的重要地位,世界各国都争先进行各种类型能源新技术的研究。工业发达国家由于涉足较早,在某些新能源技术方面已耗资巨额,取得了长足的进展,其商业化时间也为此大大提前。有的技术已经过实证,现在正处在商业化的前夜。例如,在美国, 洁净煤技术中的增压流化床燃烧和煤气化联合循环发电等技术已经过示范阶段,通过努力将在本世纪末进入商业化。现在,根据国外的有关报道进行综合,将 21 世纪世界能源新技术展望列于表 6-1。
表 6-1 21 世纪世界能源新技术展望
技术术 |
成熟度 |
商业化时间(年) |
说 明 |
---|---|---|---|
1.增压流化床燃烧 |
示范 |
1998 |
美国正建2 × 175MW 电厂, 2005 年推 |
广 |
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2.煤气化联合循环发电 |
示范 |
1997 |
新一代的供电效率 43 %~ 46 %, 2005 年推广 |
3.高效陶瓷燃气轮机 |
研究开发 |
21 世纪初 |
入口温度 1350 ℃,热效率 40 %~ 45 |
% |
|||
4.第三代煤液化工艺 |
正建示范 |
2010 |
两段加氢液化和煤-油共炼, 2010 年 |
厂 |
可与石油竞争 |
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5.燃料电池 |
磷酸型中 试高温型 |
磷酸型 2000 高温 型 2010 |
发电效率 45 %~ 60 %,日本计划 2000 年安装 1050MW , 2010 年达 |
试验 |
5500MW |
||
6.超导发电机 |
样机试验 |
2005 |
发电效率提高 1 %,体积、重量减半, |
2005 年 600 ~ 1000MW 机组实用化 |
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7.燃煤磁流体发电 |
示范 |
2010 |
MHD 联合循环的效率达55 %~ 60 %, 600 ~ 1500MW |
8.快中子增殖堆 |
示范 |
2010 |
一座热中子反应堆运行约 30 年得到 |
的钚,可建一座同容量快堆 |
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9.核聚变 |
工程设计 |
2050 |
国际聚变实验堆 2022 年完成试验 |
10.大规模光电池发电 |
示范 |
2010 |
转换效率 20 %以上, 2020 年世界光 |
电池产量将达 365GW ,造价降到 0.3 美元/Wp |
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11.氢发动机 |
试验 |
21 世纪初 |
用于汽车、飞机等交通工具 |
技术 成熟度 商业化时间(年) 说明
12.世界规模氢能系统 研究开发 2030 普及 包括大型高效制氢技术,高密度氢
贮存利用技术大量输送技术, 2050 减排CO 20 %
2
13.高温岩体发电 钻井试验 21 世纪初 深 2000 ~ 4000m , 200 ~ 400 ℃,
200MW ,成本与水电相当
14.岩浆发电 试验 2020 6000m , 500 ℃
-
太空太阳能发电 设计 2020 100 ~ 150MW 级卫星太阳能电站
-
大型高效热泵集热系统
1MW 级中试 21 世纪初 COP6 ~ 8 ,为普通热泵 2 倍,可回
收低温余热
-
新型电池蓄电系统 中试 2000 钠-硫、锌-氯、锌-溴电池, 1MW 级
-
电动汽车 样机 1998 无污染,一次能源利用率 32 %,为
汽油车的 2 倍,美国加州立法规定
1998 年销售3 万辆, 2003 年销售15 万辆
- 汽油机稀薄燃烧 示范 21 世纪初 空气/汽油比从 14.7 提高到 25.0 ,
可节油 20 %
- CO2 固定和利用技术 实 验 室 试
2010 2030 年使CO
减少 10 %
验
资料来源:日本《能源》1993 年第 2、3 期,21 世纪的能源特集;美国能源部,《洁净煤技术——煤炭的新时代》,1991;日本月光计划《世界能源博览》1991 年 10 月。