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第五節 各可再生能源品種的定義建議

一、可再生能源

可再生能源,是指自然環境中可不斷再生、永續利用的能源,其產生和使用具有持續不斷或循環往復的自然特征。

可再生能源包括風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能。生物質能資源包括農林剩余物、城市生活垃圾、禽畜養殖場糞便、能源作物。地熱能資源包括地熱水資源和周邊熱能,周邊熱能又分為土壤熱能、水體熱能、空氣熱能。

可再生能源的統計范疇是主動生產的可再生能源。不包括:①通過低效率爐灶直接燃燒方式利用秸稈、薪柴、糞便等;②被動活動產生的能源,例如被動太陽能房、溫室大棚;③直接利用的動能,例如風車、水車;④不做能源用途的活動或產品,例如食物自然干燥、植物種植。

二、水能

目前水能的能源利用方式只有水力發電。水力發電簡稱“水電”,指利用水位落差,配合水輪發電機產生電力的一種發電方式。也就是將水的勢能轉為水輪機的機械能,再以機械能推動發電機產生電能。水力發電可分為大中型水電站、小水電和抽水蓄能電站三類。

(1)大中型水電站:裝機容量大于5萬千瓦。

(2)小水電:裝機容量小于5萬千瓦。

(3)抽水蓄能電站:利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫發電。

三、風能

目前風能的能源利用方式只有風力發電。風力發電簡稱“風電”,指經由風力發電機組,將自然風的動能轉變成機械能,再把機械能轉化為電能的發電方式。風力發電可分為風電場和分布式風電兩類。

(1)風電場:大型、集中的風力發電場,裝機容量大,所產生的電力并入電網。

(2)分布式風電:小規模的風力發電系統,裝機容量小,位于用電負荷中心附近,所產生的電力以本地消納為主,余量并入當地配電網。

四、太陽能

太陽能技術包括光伏發電、太陽能熱發電、太陽能供熱以及太陽灶等其他應用。

(一)光伏發電

光伏發電,指利用太陽能光伏電池,將太陽光能轉化成電能的發電方式。光伏發電的規模可大可小,既可以是萬千瓦、十萬千瓦級的大型光伏電站,也可以是千瓦級至幾百千瓦級的屋頂光伏發電系統,還可是幾十瓦級的便攜光伏電源系統。根據光伏發電項目的規模及其并網的電壓等級,我國光伏發電可分為光伏電站和分布式光伏發電兩大類。

(1)光伏電站:接入中高壓電網、所發電力全部并入電網的光伏發電項目。

(2)分布式光伏發電:以10千伏及以下電壓等級接入電網,且單個并網點總裝機容量不超過6兆瓦的光伏發電項目。

光伏產品包括光伏路燈、光伏照明、光伏充電等離網的光伏電池產品。

(二)太陽能熱發電(CSP)

太陽能熱發電,也稱聚焦型太陽能熱發電(Concentrating Solar Power,CSP),指通過大量反射鏡以聚焦的方式收集太陽直射光的熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,以蒸汽驅動汽輪機發電的方式。根據太陽能采集反射鏡的種類,太陽能熱發電可分為槽式、塔式、菲涅爾式、碟式四大類。

(三)太陽能供熱

太陽能供熱系統,指利用太陽能集熱裝備吸收太陽輻射,加熱工質,產生中低溫的熱水或熱介質,為民用熱水、工業熱水、建筑供暖、制冷機/空調提供熱源的供熱裝置。

按照集熱系統的種類,可分為平板集熱系統、真空管集熱系統、聚焦型集熱系統。采用平板集熱器、真空管集熱器的太陽能熱水系統的熱水溫度多為中低溫(<100℃),多用于民用熱水、工業熱水、建筑供暖。采用槽式、菲涅爾式等聚焦集熱器的太陽能熱水系統的熱水溫度可達150℃以上,可用于空調制冷。

按照供熱系統的規模,可分為戶用太陽能熱水器、集中熱水系統。

按照供熱系統的用途,可分為太陽能熱水系統、太陽能供暖系統、太陽能空調制冷系統。

(四)太陽灶

太陽灶,指通過集熱、聚光裝置獲取太陽輻射能,用以加熱、烹飪食物的裝置。

五、生物質能

按照能源品種分類,生物質利用技術可分為生物質固體燃料、生物質氣體燃料和生物液體燃料。其中固體燃料是一次能源,氣體燃料和液體燃料都是二次能源。

按照終端用能品種分類,生物質能利用可分為生物質發電、生物質供熱、生物質交通燃料。生物質發電和供熱均可采用多種生物質固體燃料和氣體燃料,固體燃料包括農林剩余物、城市垃圾以及加工形成的生物質成型燃料(顆粒燃料、壓塊燃料、木炭),氣體燃料包括沼氣、生物質氣、生物天然氣等。

(一)生物質固體燃料

生物質固體燃料,指可直接燃燒的固體生物質資源,包括農作物剩余物、林業剩余物、城市生活垃圾等一次能源燃料,也包括加工處理產生的生物質顆粒燃料、生物質壓塊燃料、生物質木炭等二次能源燃料。

(1)農業剩余物:可直接燃燒發電、氣化發電、供熱。包括農作物秸稈以及農產品加工所產生的谷殼、玉米芯、甘蔗渣等加工剩余物。

(2)林業剩余物:可直接燃燒發電、氣化發電、供熱。包括林業采伐剩余物、加工剩余物、灌木林平茬剩余物等。

(3)城市生活垃圾:可直接燃燒/焚燒發電、供熱,也可利用垃圾填埋后厭氧發酵產生的垃圾填埋氣燃燒發電、供熱。

(4)生物質顆粒燃料:指由秸稈、稻草、稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼等農林剩余物經過加工產生的顆粒狀固體燃料。顆粒燃料比重大、體積小,便于儲存和運輸,可用于發電、燃燒供熱。

(5)生物質壓塊燃料:指生物質原料通過專用設備壓制成的塊狀固體生物燃料。塊狀燃料比重大、體積小,便于儲存和運輸,可用于發電、燃燒供熱。

(6)生物質木炭:指生物有機材料(生物質)在缺氧或絕氧環境中,經高溫熱裂解后生成的固態產物。既可作為高品質能源,也可作為土壤改良劑、還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等。

(二)生物質氣體燃料

生物質氣體燃料,指由生物質資源生產的可燃性氣體燃料。包括沼氣、垃圾填埋氣、生物天然氣、生物質燃氣(熱解氣、氣化氣)等。生物質氣體燃料,既可發電、供熱,也可用作交通燃料。

(1)沼氣:指以畜禽糞便、農作物秸稈、城鎮生活垃圾、工業有機廢水等有機物為原料,經厭氧發酵后產生的一種混合可燃性氣體。其主要成分是甲烷(60%左右)和二氧化碳(40%左右)。

(2)垃圾填埋氣:指生活垃圾填埋后,在填埋場內厭氧發酵后產生的一種混合可燃性氣體。其主要成分是甲烷(30%~55%)和二氧化碳(30%~45%),是沼氣的一種。

(3)生物天然氣:指由生物質沼氣、垃圾填埋氣轉化提純,并達到城鎮燃氣質量標準的天然氣。其主要成分是甲烷(90%以上)。

(4)生物質燃氣:指以生物質資源為原料,在高溫下熱解或者氣化分解產生的可燃性氣體,包括熱解氣、氣化氣。其主要成分是氫氣和一氧化碳。

(三)生物液體燃料

生物液體燃料,指以生物質為原料生產的液體燃料,目前包括生物乙醇和生物柴油。

(1)生物乙醇:指以淀粉質、糖質為原料,經發酵、蒸餾制得乙醇,脫水后,再添加變性劑(車用無鉛汽油)變性的燃料乙醇,也稱為變性燃料乙醇。生物乙醇可替代汽油,或與常規汽油摻混使用。

(2)生物柴油:指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕櫚等,野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料,通過酯交換或熱化學工藝制成的一種生物液體燃料,其成分是脂肪酸低碳烷基酯。生物柴油可代替常規柴油,或與常規柴油摻混使用。

(四)生物質發電

生物質發電,指利用生物質燃料燃燒時產生的熱能,通過火電動力裝置轉換成電能的發電方式。按照發電技術的種類,生物質發電可分為直燃發電和熱電聯產。

(1)生物質直燃發電:指利用生物質燃料燃燒時產生的熱能,通過火電動力裝置轉換成電能的發電方式。

(2)生物質熱電聯產:指發電廠既生產電能,又利用汽輪發電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產方式,即同時生產電力和熱力的工藝過程。以熱電聯產方式運行的火電廠稱為熱電廠。按照生物質燃料的品種,可分為農林剩余物發電、垃圾焚燒發電、生物質沼氣發電、生物質氣化發電。

1)農林剩余物發電:指利用農業和林業剩余物直接燃燒發電的方式。農業剩余物包括農作物秸稈以及農產品加工所產生的谷殼、玉米芯、甘蔗渣等加工剩余物。林業剩余物包括林業采伐剩余物、加工剩余物、灌木林平茬剩余物等。

2)垃圾焚燒發電:指把經過分類處理后燃燒值較高的垃圾進行高溫焚燒,產生的熱能通過發電動力裝置轉換成電能的發電方式。

3)生物質沼氣發電:指燃燒生物質厭氧發酵產生的沼氣,產生的熱能通過發電動力裝置轉換成電能的發電方式。沼氣包括禽畜糞便發酵產生的沼氣、垃圾填埋產生的垃圾填埋氣,以及沼氣提純后的生物天然氣。

4)生物質氣化發電:燃燒生物質原料氣化后生成的生物質熱解氣,產生的熱能通過發電動力裝置轉換成電能的發電方式。

按照生物質燃料在發電燃料中的構成比例,生物質發電可分為純生物質發電和生物質混合燃燒發電。純生物質發電,指發電燃料全部使用生物質能資源的直燃發電方式;生物質混合燃燒發電,也稱生物質混燃發電,指生物質與其他燃料混合燃燒發電的方式。包括生物質/煤混合燃燒發電、生物質氣體/燃氣混合燃燒發電。

(五)生物質供熱

生物質供熱,指利用生物質燃料,通過生物質鍋爐、生物質熱電聯產、節能灶具等設備,提供民用熱水、工業熱水、建筑供暖等供熱服務。有多種生物質能資源可作為生物質供熱的原料,包括農作物秸稈、林業廢棄物、生物質成型燃料、生物質氣體燃料、城市生活垃圾等。可分為:生物質熱電聯產供熱、生物質鍋爐供熱和生物質節能灶具供熱。

(1)生物質熱電聯產供熱:指利用以生物質為原料的熱電聯產裝置,在發電的同時提供熱力。

(2)生物質鍋爐供熱:指生物質燃料在鍋爐中直接燃燒,加熱水,可用于生產民用熱水、工業熱水以及建筑供暖等。按照鍋爐的規模,可分為生物質戶用鍋爐、生物質工業鍋爐。

(3)生物質節能灶具供熱:指通過高效的生物質節能灶具,提供炊事、熱水和供暖的供熱方式。低效率、直接燃燒農作物秸稈的灶具不納入統計。

(六)生物質交通燃料

生物質交通燃料,是指由生物質資源生產的、用作交通能源的生物液體燃料和生物質氣體燃料。目前可用作交通能源的生物液體燃料有生物乙醇、生物柴油,可用作交通能源的生物質氣體燃料有沼氣(含垃圾填埋氣)、生物質氣(生物熱解氣、生物氣化氣)、生物天然氣等。

六、地熱能

環境能(土壤熱能、水體熱能和空氣熱能)與地熱能有部分重疊,建議將環境能納入地熱能的統計范疇。建議定義如下:

地熱能,指地殼中和地球周邊環境中蘊藏的天然熱能,包括地熱水能和環境能,環境能包括土壤熱能、水體熱能和空氣熱能。按照終端能源用途,地熱能可分為地熱能發電和地熱能供熱。按照地熱資源的類型,地熱能供熱可分為水熱型地熱能供熱和環境能熱泵供熱。

(一)地熱能發電

地熱能發電,指利用地下熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,蒸汽驅動汽輪機發電的方式。能夠把地下熱能帶到地面,并用于發電的載熱介質主要是天然蒸汽(干蒸汽和濕蒸汽)和地下熱水。按照載熱介質的溫度,可以分為高溫地熱發電和中低溫地熱發電。

(二)水熱型地熱能供熱

水熱型地熱能供熱,指直接利用地下熱水的熱能,用于供暖、供熱、供熱水的方式。

(三)環境能熱泵供熱

環境能熱泵供熱,指通過熱泵技術,利用周邊環境(土壤、水體、空氣)中蘊藏的低品位熱能,提供建筑供熱制冷服務的方式。

(1)環境能:指蘊藏在周邊環境(土壤、水體、空氣)中的低品位熱能。周邊熱能包括地溫熱能、水熱能、空氣熱能。

(2)地溫熱能:指蘊藏在地球的土壤、巖石中的低品位熱能。

(3)水熱能:指蘊藏在地表水中的低品位熱能。

(4)空氣熱能:指蘊藏在周邊大氣環境中的低品位熱能。

七、海洋能

(一)海洋能

海洋能,指蘊藏在海洋中的能量,包括潮汐能、波浪能和溫差能。

(1)潮汐能:指蘊藏在海洋潮汐中的動能和勢能。

(2)波浪能:指蘊藏在海洋波浪中的動能和勢能。

(3)溫差能:指海洋表層海水和深層海水之間的溫差儲存的熱能。

(二)海洋能發電

海洋能發電,指利用海洋中蘊藏的能量發電。潮汐能、波浪能、溫差能均可用于發電。我國目前只有潮汐能發電形式。

(三)潮汐能發電

潮汐能發電,指利用潮汐的動能和勢能發電的方式。也就是在漲潮時將海水以勢能的形式儲存在水庫內,在落潮時利用高、低潮位之間的落差放出海水,推動水輪機旋轉帶動發電機發電。

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