新能源技术与电力及其在城市环境保护中的应用

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  【摘要】:城市,自古以来是众多人口居住地。在2011年,中国历史上第一次城市人口超过乡村人口,我国城市化水平超过50%。随着我国城市化进程的不断加快,城市的人口所占比重也在将逐步增加。城市发展的进程势不可当,但是与此同时,很多问题也浮出水面。 比如城市能源的需求日渐增加,同时,城市环境保护也日益重要。环境保护又对可持续发展的实现起着非常重要的作用。随着我国城市的现代化进程发展。城市的环境保护和新兴能源开发利用正在渐渐开始成为人们所关注的焦点。
  【关键词】:新能源;电力;新能源汽车;城市环境保护
  1、城市环境保护的现状及规划
  在我国,城市的出现相当早,我国历朝历代的北京人口,基本代表了当时整个世界的最高城市人口,这体现出中国古代城市相当高的发展水平以及其在世界城市历史中的特殊地位。如今伴随着我国工业化和后工业化的脚步逐渐加快,城市规模也在逐步扩大。在城市促进了物质文化繁荣和社会进步的同时,却也让我们付出了极其昂贵的代价。我国近些年来的城市化进程虽然显著,可是目前中国绝大部分的城市环境质量现状却实在令人堪忧。数据表明,当今世界空气污染最为严重的十大城市里,中国就占了六个。城市水污染,固体废弃物污染,大气污染,噪声污染等等问题都直接拉缓我国城市发展的脚步。我们举一个水污染的简单例子,目前我国超过八成的城市河流都受到了不同程度污染并且水质超标;然而超六成的城市并没有实际投入使用的污水处理工厂,造成城市环境问题日益严重的原因,主要是当前中国经济发展主要仍然依赖于大能耗产业;城市的基础设施建设落后、城市人口过度膨胀,基础设施建设不堪重负,建设资金严重不足;政府缺乏对城市人口、建筑、机动车数量的有效控制等等,由此可见,城市环境保护进程刻不容缓,当今城市环境保护的内涵已远远不止控制和治理那么简单。
  1972年,Stockholm召开的UNCHE会议上发表了《人类环境宣言》,其中指出“保护改善环境已成人类重任务”。当我们从城市入手环境保护时,我们需要以满足城市的可持续发展需求为目标,并需要综合考虑城市生态影响,布局用地、 污染控制等诸多因素。每个城市都需要科学评估该城市新型能源的资源潜力,同时,还应从城市自然生态、人工环境生态资源出发,规划保护与发展相结合,形成综合并完整的城市资源保护体系。
  2、城市新能源与电力电网的结合与发展
  城市的进一步发展一定需要有良好的自然环境为依靠,此时新型能源应运而生。与此同时,新型能源与电力的结合开始逐渐进入人们的视野并且正在逐渐产业化。新能源包括水能、风能,太阳能、地热能,生物能、海洋能、核能、工业废弃物和城市生活垃圾等等。我们以生物能举例,城市周边地区收集的秸秆、畜禽的粪便和林木薪柴等可收集利用并作为发电原材料、工厂气化液化等等的利用。而电力系统的发展又是长久以来城市发展至关重要的一部分,由此可见,新能源在城市中的发展必然需要与电力系统优化结合。新型能源其实早已应用在电力系统中,比如风力发电,太阳能发电,三峡大坝水力发电等等早已屡见不鲜,然而,很多城市绝大部分电力来源仍然是火力发电,不仅能耗大而且污染严重。新型能源技术条件有限,目前的可供电量远不能替代传统发电设施,在能源需求日益严重的今天,其他新型能源的发展应用就尤其重要。
  2013年召开的十八届三中全会中,明确指出经济体制改革是全面深化改革的重点,在近年来的技术进步和社会的强烈诉求的推动下,必然地推动了新一轮电力改革和新兴能源发展。然而新型能源与电力结合发展仍然任重道远,其在城市环境保护的应用更加是个难题。首先,我们需要对城市及其周边地区可获得的新能源和可再生能源的资源数量、条件、质量和开发潜能等进行评价。新能源和可再生能源的种类繁多,一旦能够得到合理应用,将不仅解决能源短缺问题更是对城市环境保护尤其有大作用。然而目前很多新型能源的集中度低,利用的条件也各不相同。目前我国水能、核能等已列入商品能源,可以进行产业化的发展利用,然而其他能源都尚未列入。由此可见其他新兴能源还有极大的发展空间和上升空间。当然,我们对水电、核电以外的新能源潜力估算并不清楚,仍然需要做大量的调查和研究统计,可再生能源的发展受阻,研发和应用都进入瓶颈,立法和监管都不完善,我们在其发展设计甚至上仍需投入大量资金人力和时间。
  构建城市低碳新型能源体系,需要合理规划制定短期目标和长期目标并严谨考虑资金预算。现阶段城市的发展越来愈需要高效,清洁的电力资源,可再生能源和新能源在现阶段电网中的比例继续提高。目前,可再生能源的开发利用规模以及其在能源消费总量中所占的比例,一般可设为高、中、低三个档次。用以确定各种新能源利用规模和时序,以及所需的人力和资金投入等等。自从2002年电力改革实行以来,已取得显著成果,但是存在的问题依然很多,要发展新能源电网,从研发部门的技术结构,到电力部门的生产结构,再到城市用户的消费结构,都要不断细化落实,国家也应更加完善相关监管和法律并加大宣传力度,用以保证新型清洁能源的输送应用和长远发展。
  3、清洁能源电力汽车的优势和对城市环境的影响
  从20世纪90年代开始,私人汽车逐步发展,到千禧年后数量急剧增加。虽然代步工具的种类日益增加,然而汽车依旧是主流交通工具。汽车行业的发展与城市的发展也是密不可分,汽车数量的激增不仅是对城市交通的考验更是对城市生态环境的巨大威胁。现如今,称霸中国乃至全世界马路的仍然是汽油车,柴油车。然而石油毕竟是一种不可再生资源,随着地球额上石油储备的日益渐少,石油的价格也正在一路飙升,长时间以来昂贵的石油价格,给我国乃至世界各国都造成了巨大影响和能源压力。传统的汽车不管是依靠气油还是柴油,在燃烧时都会排放出大量的有害气体,这些hydrate颗粒是所有城市都严格控制的污染物,然而相比较而言,新能源汽车就拥有很多传统汽车不能企及的优点。例如,新能源汽车的使用成本较低,每百公里耗电量仅仅在8元左右,这跟1升燃油的价格都差不多。而且目前城市交通事故频发,就人们日常的城市生活所需而言,很多汽车的速度绝对是杀鸡用宰牛刀,而且有很多安全隐患,但是新能源电动汽车虽然普遍在速度上达不到传统汽车,但是其行驶非常稳定,还没有换挡冲击。而且目前为止,新能源电动汽车还没有限号,现在在大城市中传统汽车普遍限号,给人们出行带来很多不便,而新能源电动车就没有这个烦恼。目前很多国家都看好乙醇汽油,氢气汽车等新型清洁能源的交通工具。目前,我国也在大力发展和推广新能源汽车,新能源汽车与电动汽车正在逐渐得到发展和普及。随着石油资源的减少,汽车的改革势在必行,新能源与电力汽车的发展是必然趋势。
  上海社会科学政策与战略研究中心与德国SSRC、BMW集团近日在上海联合主办“中国发展氢燃汽车战略国际研讨会”。本次会议主要讨论了三个大方向问题:第一,未来汽车市场和消费模式,我国汽车工业战略选择;以及关于汽车新型替代能源的研究現状和发展前景,重点还分析了电力汽车目前在国内外研究发展的现状、现阶段技术可行性和其经济效益。我国的汽车行业一直以来都无法跻身世界先进行列,而氢能汽车技术的发展是中国汽车发展的大好时机,我国应抓住大好机会,大力研究开发新能源汽车,大规模普及电动汽车,争取实现中国汽车工业“超越”式发展。令我国的汽车工业摆脱在传统汽车技术领域的落后地位并能一跃成为新型汽车技术的领航者。
  作者简介:王嘉鋆(1995.11—),女,北京怀柔人,单位:南京师范大学。
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