地球的传统能源(比如石油、煤炭)还剩多少,按照现在的情况可以用多少年,以及这些资源持续使用的结果。

由于石油、煤炭等传统化石能源枯竭,新的能源生产和供应体系未能建立而引发的交通、金融、工商业等一系列问题统称为能源危机。

根据经济学家和科学家的普遍估计,到本世纪中叶,也就是2050年左右,石油资源将会枯竭,其价格将会上涨到一个不适合推广应用的高位。如果新能源体系没有建立起来,能源危机将席卷全球,尤其是严重依赖石油资源的欧美发达国家。最严重的状态是行业大幅萎缩,甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。

为了避免上述困境,美国、加拿大、日本和欧盟都在积极发展太阳能、风能、海洋能(包括潮汐能、波浪能)等可再生新能源,或将目光转向海底可燃冰(水合天然气)等新型化石能源。与此同时,氢气、甲醇等燃料作为汽油和柴油的替代品,也受到了广泛的关注。目前国内外正在热烈研究的氢燃料电池电动汽车就是这种能源中介应用的典型代表。

能源是整个世界发展和经济增长的最基本动力,是人类生存的基础。自工业革命以来,出现了能源安全问题。1913年,当英国海军开始用石油代替煤炭作为动力时,时任海军上将的丘吉尔提出了“绝不仅仅依靠一种石油、一种工艺、一个国家、一个油田”的原则,至今仍未过时。随着人类社会对能源需求的不断增加,能源安全逐渐与政治和经济安全紧密联系在一起。在两次世界大战中,能源成为影响战争胜负、决定国家命运的重要因素。法国总理克列孟梭曾经说过,“一滴石油相当于我们士兵的一滴血”。可见,能源安全的重要性在当时已经得到国际社会的普遍认可。20世纪70年代爆发的两次石油危机极大地拓展了能源安全的内涵。特别是1974成立的国际能源署,正式提出了以稳定石油供应和价格为核心的能源安全概念,西方国家也制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在随后的二十年里,在稳定的能源供应支持下,世界经济取得了巨大的增长。然而,人类在享受能源带来的经济发展和科技进步的好处的同时,也遇到了一系列不可避免的能源安全挑战。能源短缺、资源竞争和过度使用能源造成的环境污染威胁着人类的生存和发展。目前世界上一些常规能源储量只能维持半个世纪(如石油),最多也能满足人类生存一两个世纪的需求(如煤炭)。

当今世界人口已超过60亿,是上世纪末的两倍多,而能源消耗据统计增长了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“钻更多的油井或气井”或“发现更多更大的煤田”,能源的供应都赶不上人类对能源的需求。目前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家以煤炭为主,其他大多数国家以石油和天然气为主。按照目前的消耗量,专家预测石油和天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭只能维持一两个世纪。因此,无论何种常规能源结构,人类面临的能源危机都越来越严重。

当前世界面临的能源安全问题呈现出明显不同于以往石油危机的新特点和新变化。它不仅仅是一个能源供应安全问题,而是一个包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题的综合风险和威胁。

中国是世界上最大的发展中国家,也是能源生产和消费大国。能源产量仅次于美国和俄罗斯,居世界第三;基础能源消费占世界总消费的l/10,仅次于美国,居世界第二。我国也是一个以煤炭为主要能源的国家,经济发展与环境污染的矛盾更加突出。近年来,能源安全日益成为国民生活乃至全社会关注的焦点,日益成为我国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。自20世纪90年代以来,中国经济持续快速发展,导致能源消耗急剧上升。从1993开始,中国从能源净出口国变成了净进口国。能源消费总量已超过总供给,能源需求对外依存度快速上升。我国煤、电、油、天然气等能源存在缺口。其中,石油需求的巨大增长及其引发的结构性矛盾日益成为中国能源安全面临的最大问题。

就可预见的未来而言,汽车数量不会大幅减少,但石油危机确实会对汽车行业产生一定的影响,比如开发新型汽车(如混合动力、燃料电池、氢动力、太阳能等。)减少对石油的依赖,减少不必要的汽车使用(主要是私家车)以节省燃料等。,但总的来说,不用担心减少车的数量。

新能源发展现状及趋势

在世界范围内,一些可再生能源利用技术已经取得了很大的进展,并形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能、水能和地热能的利用技术已经得到应用。

国际能源署(IEA)研究了2000年至2030年的国际电力需求。研究表明,可再生能源发电总量的年平均增长率将是最快的。根据IEA的研究,未来30年,非水可再生能源发电的增长速度将超过任何其他燃料发电,年增长率接近6%。其总发电量将在2000年至2030年间增长5倍,到2030年将提供世界总电量的4.4%,其中生物质能占80%。

目前可再生能源在一次能源中的比重普遍较低,一方面与各国的重视程度和政策有关,另一方面与可再生能源技术成本较高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能和风能。根据IEA的预测,未来30年可再生能源发电成本将大幅下降,从而增加其竞争力。可再生能源利用的成本与许多因素有关,因此成本预测的结果是不确定的。然而,这些预测结果表明,可再生能源利用的技术成本将会下降。我国政府非常重视可再生能源的研究和开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展“十五”规划,颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能利用。近年来,在国家的大力支持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电、太阳能利用等领域取得了长足的进步。

新能源(或可再生能源更合适)主要包括太阳能、风能、地热能和生物质能。经过几十年的探索,国内外许多专家都表示,这种能源模式不能大力发展,不仅会抢夺人类赖以生存的土地资源,还会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用有着相同的特点。例如,大规模开发必然导致该地区表层土壤环境的破坏,必然导致另一次生态环境的变化;风能和太阳能是地球取之不尽的健康能源,必将成为未来替代能源的主流。

太阳能发电具有布局简单、维护方便的特点,应用广泛。目前全球总装机容量已经开始赶超传统风力发电,在德国甚至接近全国总发电量的5%-8%。随之而来的问题让我们始料未及。太阳能发电的时间限制导致了对电网的冲击。如何解决这个问题已经成为能源领域的一大难题。

风电从19年底开始登上历史舞台。在一百多年的发展中,一直是新能源领域的孤独挣扎。由于其成本相对较低,成为各国新能源发展的首选。然而,随着大型风电场的数量越来越多,占用的土地也在不断扩大,导致社会矛盾日益突出。如何解决这个问题成了我们的另一个难题。

早在2001,MUCE就进行了研制稳定的海岛通信电源的研究。经过六年多的研究和实践,终于向社会推广了一种成熟的MUCE风光互补系统新应用模式。这套系统采用我国自主研发的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电结合10: 3,形成相对稳定的功率输出。已在建筑、野外、通信基站、路灯、岛屿等方面得到应用,并获得了大量可靠的使用数据。该系统的研究成果将为中国乃至世界新能源的发展带来新的动力。

新型垂直轴风力机(H型)突破了传统水平轴风力机启动速度高、噪音大、抗风能力差、受风向影响大等缺点。它采用了完全不同的设计理论和新的结构和材料,实现了轻风启动、无噪音、抗台风12以上、不受风向影响的性能。可广泛应用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用。基于它的风光互补发电系统具有输出功率稳定、经济性高、对环境影响小的优点,也解决了太阳能开发中对电网的冲击。

随着能源危机的临近,新能源已经成为未来世界的主要能源之一。其中,太阳能已经逐渐进入我们的普通生活,风力发电偶尔也能看到或听到,但作为新能源如何在实践中应用呢?新能源的发展会是一个什么样的格局?这些问题将是我们未来很长一段时间需要探索的。