4.4.1.1 能源與發(fā)電概述

    廣義而言，任何比較集中而又容易轉(zhuǎn)化的含能物質(zhì)都可以稱作能源。對于工業(yè)過程，能源可以描述成：“比較集中的含能體或能量過程”，可以直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換提供的光、熱、電、動力等任何形式能量的載能體資源。

    能源種類繁多，根據(jù)不同的劃分方式可分為不同的類型。主要有以下七種分類方法。

    （1）按來源分為三類。第一類來自太陽能。除了直接利用陽光能量之外，煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是太陽能的聚集，此外還有生物質(zhì)能、流水能、風能、海洋能、雷電等也都是由于太陽能經(jīng)過某種方式轉(zhuǎn)換形成的。第二類是地球自身蘊藏的能量，主要指地熱、核燃料，此外還包括地震、火山噴發(fā)、溫泉等自然呈現(xiàn)的能量。第三類是地球與其他天體相互作用形成的能量，主要指潮汐能。

    （2）按產(chǎn)生方式分為一次能源和二次能源。一次能源指在自然界現(xiàn)成存在的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等。一次能源又分為可再生能源（水能、風能及生物質(zhì)能）和非再生能源（煤炭、石油、天然氣、油頁巖等）。二次能源指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換成其他種類和形式的能量資源，如：電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等。

    （3）按性質(zhì)分為燃料型能源（煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、風能、地熱能、海洋能）。

    （4）按能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括水力、電力、太陽能、風能以及核能等。

    （5）按使用類型分為常規(guī)能源和新型能源。常規(guī)能源指利用技術(shù)上成熟，使用比較普遍的能源叫做常規(guī)能源。包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源。新型能源指新近利用或正在著手開發(fā)的能源叫做新型能源。新型能源是相對于常規(guī)能源而言的，包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能、氫能以及用于核能發(fā)電的核燃料等能源。

    （6）按形態(tài)特征或轉(zhuǎn)換與應用的層次分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質(zhì)能、風能、核能、海洋能和地熱能。

    （7）按是否作為商品分為商品能源和非商品能源。商品能源指進入能源市場作為商品銷售的如煤、石油、天然氣和電等均為商品能源。非商品能源主要指薪柴和農(nóng)作物殘余（秸稈等）。

    電力是一種重要的二次能源，電力因可以集中生產(chǎn)、便于運輸和分配、易于轉(zhuǎn)換成其他形式的能量、沒有污染以及使用簡便而在各種能源中占有特別重要的地位。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要組成部分，其使命包括發(fā)電、輸電、及向用戶配電（售電）的全部過程。發(fā)電是將各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能的過程，是電力工業(yè)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。按使用能源的方式，現(xiàn)在的發(fā)電方式主要有火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、風力發(fā)電和太陽能發(fā)電，除火力發(fā)電外，水力發(fā)電、核能發(fā)電、風力發(fā)電和太陽能發(fā)電都屬于清潔能源發(fā)電。此外，還有磁流體發(fā)電、潮汐發(fā)電、海洋溫差發(fā)電、波浪發(fā)電、地熱發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等多種發(fā)電方式。

    火力發(fā)電利用燃燒煤炭、石油、液化天然氣等燃料產(chǎn)生的熱能，使鍋爐水管中的水受熱成為高溫高壓的蒸汽，并推動汽輪機轉(zhuǎn)動，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。水力發(fā)電通過筑壩將位于高處的水向低處流動時的位能轉(zhuǎn)換為動能，此時裝設(shè)在水道低處的水輪機受到水流的推動而轉(zhuǎn)動，將水輪機和發(fā)電機相連接，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。核能發(fā)電利用核能將反應堆中的水加熱產(chǎn)生蒸汽，在蒸汽的推動下，汽輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能。風力發(fā)電利用風力推動風車帶動發(fā)電機發(fā)電。太陽能發(fā)電有太陽能熱發(fā)電和太陽能光發(fā)電兩種。太陽能熱發(fā)電利用聚熱裝置將太陽熱能聚集并加熱水管中的水產(chǎn)生蒸汽，進而帶動渦輪發(fā)電機發(fā)電。太陽能光發(fā)電將具有光電效應的硅材料制成太陽能電池板，通過接受太陽光能的照射將光能轉(zhuǎn)變成電能。

    4.4.1.2 我國清潔能源發(fā)電前景

    發(fā)展清潔能源發(fā)電是我國電力工業(yè)發(fā)展的必然選擇。發(fā)展清潔能源發(fā)電，能夠有力推進能源電力供應結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型，減少污染物排放，改善生態(tài)環(huán)境，緩解碳排放國際壓力，能夠有效帶動地區(qū)的投資、稅收和就業(yè)，促進西部、北部邊疆經(jīng)濟發(fā)展，還能帶動裝備制造行業(yè)發(fā)展，增強光伏發(fā)電組件、水電和風電機組等在國際市場上的競爭力。

    2014年中國政府的工作報告對我國清潔能源的發(fā)電提出了明確的要求，有關(guān)內(nèi)容是：要提高非化石能源發(fā)電的比重，發(fā)展智能電網(wǎng)和分布式能源，鼓勵發(fā)展風能、太陽能，開工一批水電、核電項目，加強天然氣、煤層氣、頁巖氣勘探開采的應用。

    據(jù)預測，到2020年，我國清潔能源發(fā)電裝機容量將達8.1億千瓦，占全部裝機的比重為41％；發(fā)電量2.6萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的32％。到2030 年，全國清潔能源發(fā)電量將達5萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的42％。到2050 年，全國清潔能源發(fā)電裝機容量達到24.8億千瓦，占全部裝機的比重為62％；發(fā)電量8.1萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的比重為58％。我國電力結(jié)構(gòu)將實現(xiàn)從以煤電為主向新一代清潔非化石能源發(fā)電為主的轉(zhuǎn)換。