高一绿色能源的研究性学习论文

【专家解说】：背景：鉴于美国“9·11”事件和当今混乱的中东形势造成原油市场价格不稳对整个世界经济所产生的负面影响，国际能源机构2002年初下调了对近两年全球石油需求的预测。这更进一步激发了全世界对可再生能源的开发和利用步伐。其中风能作为一项大有潜力的能源被越来越多的国家所重视。“十五”期间，我国也将大力开发利用新能源和可再生能源，以优化能源结构，改善环境，促进社会经济可持续发展，同时解决边疆、海岛、偏远地区以及少数民族地区的用能问题。计划到2005年我国新能源和可再生能源（不含小水电和生物质能传统利用）年开发利用量将达到1300万t吨标准，减少近1000万t含碳的温室气体及60多万tso2、烟尘的排放，为130万户边远地区农牧民（约500~600万人口）解决无电问题，提供近20万个就业岗位。我国是个多风的国家，如何利用风能、开发风能、减少污染是我国今后发展急需解决的一大问题。 风是人类最早有意识利用的能源之一，人类对风的感情是复杂的，因为它既可造福，又可成灾。早在一两千年前人们就已懂得建造风车利用风能。在世界进入21世纪的今天，风力发电是人类利用风能的一个极好途径，风将为人类社会作出更大的贡献。 从20世纪70年代开始，联网型风力发电开始商业化，经过80年代和90年代的快速发展，风力发电的技术逐渐成熟。由于风力发电具有环境保护的独特优势，随着发达国家对co2减排义务的承诺，风力发电受到了众多国家的重视。特别是20世纪80年代后风力发电的增长速度惊人，其中1997~2000年之间全球年装机量平均增长速度达到38%。随着风力发电技术日趋成熟，市场规模不断扩大，风力发电的成本效益性能也逐渐改善。在过去的10年中，风电的成本下降了一半。以美国为例，上世纪90年代安装风力发电机，每发一度电的成本为8美分，而现在只需4美分。斯坦福大学环境工程教授马克·雅各布森与同事们在《科学》杂志上发表了一篇文章，详细地对比了风力发电与煤炭发电所需的费用。从计算得出的结果来看，用风力发电，每度电大概需要花费3~4美分；煤炭发电，基础的花费与前一种不相上下，但是如果加上煤燃烧后对健康和环境产生的间接影响等因素，这个花费就变成了5.5~8.3美分。另外研究者还指出，美国每年有2000名煤矿工人死于煤炭带来的污染。而从1973年起，美国人纳税人每年要支付高达350亿美元，作为煤矿工人的生活和医疗费用。由此可以看出风力发电显然比煤炭发电便宜，仅此一点，就没有理由不对风能进行投资。 就风能的商业利用价值来说，风力越大价值越高。地点稍有变化对发电都有很大影响，因为电能和风速的立方成正比。这意味着即使是同一台蜗轮发电机，在风速为每小时12英里时，发电量比每小时11英里的发电量高30%。风力发电的前提条件是离地面10m的风速必须达到每秒4~5m。海滨地区的风速大多超过这个数值，但越往内地，随着风力不断减弱，可生产的电能也就越少。随着人们越来越意识到在近海地区开发风能的重要性，同时，由于技术的不断发展（现在已经可以在近海区建造2.5~3mw的风力发电设施），近海风能发电俨然已经成了开发风力发电的新方向。 风力发电在发达国家的应用 欧洲是风能开发比较早的地区，据欧洲风能协会发表的统计，截至2001年底，全欧已投入运行的风力发电设备装机容量达到17310mw，比一年前剧增35%，占全球这类设备总装机容量的72%，年发电量为400亿kw·h，可满足1000万个家庭的用电。 欧洲风力资源丰富，如在法国濒临大西洋的诺曼底和布列塔尼等沿海地区，速度达每小时60km的大风司空见惯，时速逾100km者亦不足为奇。但是，资源丰富只是一个客观条件，如何利用这种资源才是关键。在1973年第一次能源危机以后，欧洲特别是西欧国家痛感能源供应安全的重要性，制定了能源供应多样化的战略，其中一个组成部分就是开发和利用包括风能在内的可现生能源。在欧洲国家中，德国的风力发电最为发达，到去年年底，装机容量已达到8754mw。德国在开发使用绿色能源方面一直居世界领先地位。其中风力发电更是在近年来呈现出一片兴旺景象。在德国，风能是居水力发电之后最重要的再生能源来源，风力发电在德国电力生产中所占的比例已达到2.5%。目前，德国共拥有9400座风力蜗轮发电机，发电总量占欧洲大陆风能发电总量的50%，全球风能发电总量的1/3。其次是西班牙，为2417mw；丹麦虽然在欧盟中是一个小国，但风力发电的装机容量达2147mw，居第三位。相反，作为西欧第二大国的法国要落后得多，尽管其风力资源甚丰，但装机容量只有78mw。 美国在风能发电方面虽然落后于欧洲，但近几年发展十分迅速，据美国风能协会2002年1月15日发表报告说，去年美国风力发电业新增装机容量达到创纪录的1700参考资料 http://www.hotlw.com/2006-5-24/1-15.htm