五千年(敝帚自珍)

主题:长远看出50年去 -- 掷骰子

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    • 家园 看来大家对这个话题还是感点兴趣的

      吧那篇文章的内容简单翻译核算一下,给大家提供一点讨论的依据。

      Solar energy’s potential is off the chart. The energy in sunlight striking the earth for 40 minutes is equivalent to global energy consumption for a year.

      地球40分钟的太阳光照可以满足人类一年的能源需求。

      40/60/24/365=0.0076%。只要把万分之0.7的太阳能量转化过来就可以。

      太阳常数按1380W/m2=13亿瓦/平方公里算,地球半径按6300公里算,大圆面积是1.2亿平方公里。

      13×1.2×40分钟×60秒=3.744万亿亿焦,这是人类一年的能量消耗?中国2007年消耗总能量是按30亿吨标煤算(这是多少焦耳啊)

      青藏高原面积240万平方公里,以一个覆盖1万平方公里硅片的太阳能农场算。考虑黑夜、降雨、日晒角度,每天折合工作4小时,能量转化效率10%。

      4×3600×365×13亿×1万×10%=683.28亿亿焦。

      37440/683.28=152。也就是54.79个这样的农场可以满足全世界的能源需求。

      中国2007年全年发电量达32559亿千瓦时=0.1172万亿亿焦。0.1172/0.0245=1.72。也就是1.72个这样的农场可以满足中国2007年一年的发电总量。1.72/240=0.72%。占青藏高原表面积的0.72%。

      -------------------------------------------

      太阳常数(13亿瓦/平方公里)其实是指大气层外的太阳辐射功率,地面上的数字应该要低很多。考虑到青藏高原的海拔和气象,这个数字应该打个对折。因此其它数字也要作相应修正。

      • 家园 有个问题不解决 这玩意就没戏

        太阳能或者风能发电的时候,不见的就是您用电的时候,除非解决电能存储的问题。否则有一千瓦的这种东西在电网的同时,就有一千瓦的水、火、核电在那备着,对后者来说就无法达到最高功效点或者干脆就是白烧。

        • 家园 也说点看法

          1、风力、太阳能的确有供电不稳定的情况,不过可以用抽水蓄能、压缩空气蓄能等方式缓解,毕竟这是接近免费的可再生能源。

          2、怒江的水电其实是很环保的,一方面那个地方人口少,和三峡一样甚至更多的电力,移民只有5万左右。而且建设了电站,对当地肯定有转移支付、补偿什么,总比再石头里面种玉米好。 怒江作为一个峡谷,对生态的影响最多是这个峡谷里面会淹没、当时大的生态影响是很小的。

          国外反对水坝,主要理由是影响鱼类迁徙、影响下游的河道冲积、潮水、三角洲等等,但是,怒江基本上是再很上游的区域,对下面几个方面都影响不大。

          所以我支持怒江水电建设。

          3、

        • 家园 这涉及到统筹学里的排队理论,备份能力始终存在

          没有一个系统是100%全负荷的。在电网里,水火核机组始终在轮流负荷出力。

          比如夏天汛期,水电就开足出力,火电检修。备用机组往往是水电燃气机组,启动到并网几分钟。

          对后者来说就无法达到最高功效点或者干脆就是白烧

          • 家园 问题是那些备用关键时刻能开出来吗?

            备用按调出用时分三种,几或十几小时一级的,十五或十分钟内一级的,还有就是秒级的(不算含一次调频)。随着风电装机的增加,近年来风电关键时刻掉链子或者发神经造成电网运行出问题的事情越来越多。西欧11.4.06大停电的后期发展过程中就有这种情况。最近的是在德州2.26.08系统低周,在晚高峰大家回家做饭的时节,1700MW的风电在3个小时内一路跌到300MW,而原本作为备用的机组又因为种种原因无法增发,结果德州电网频率跌出正常范围,最后不得不拉闸1100MW才挺过来。当时德州负荷超过35000MW,虽然总装机超过了70000MW,但可用的备用出力不足1750MW。现在是电力市场,备用算辅助服务也是要花大价钱买的。何况在备用上玩点阴谋,推高现有电力的交易价,发笔横财又不是没人干过。2.26当天德州电力趸售最高卖到了每度2.25刀的政府限价点上,出事时西部风电密集区域趸售价超过1.5刀,要知道当时德州其他大部分地区只卖到0.3刀啊!

          • 家园 其实现在还有一个理论

            就是根据能源的不同,用于针对性的应用。

            比如,风电不稳定,发电机电压小,集电复杂。有人就提出,风电场和铜、铝冶炼综合考虑。用风电发直流电(避免了变频、稳压等问题),不接入电网,直接输送到,铜、铝冶炼厂(电解铝、电解铜什么的本来就是用直流电,电压波动一点问题也不大)。这样综合效益最高。

            每一种能源都有合适的利用方式,比如秸秆,最佳的不是用来发电,而是用于生产沼气,给农村供给燃料。

            以此类推,可以再西藏修建太阳能电站,服务于当地的钾、锂冶炼,运输最终产品就好了。

      • 家园 新能源肯定是阳光产业,关键是现在谁最有前途说不清楚。
    • 家园 50年?很久远啊.
    • 家园 至少在近50年内不可能

      太阳能的能源转换率太低,成本太高,要取得突破性进展在近期内不可能,他只能作为补充能源。水电成本最低,但受气候影响太大,而且水电数量对于当地环境的破坏是最深远的。核能的关键在于核电站建设费用过高,导致发电成本太高。就目前的火力发电而言,每度电的煤耗可以在300克左右,即使1000元/吨的煤,火电成本也在3毛钱。目前超临界100万机组能做到260克,而如果是热电联供,其综合发电煤耗可以控制在130克左右。所以就生产成本而言,其他能源彻底取代火电至少在50年内是不可能的(中国已探明的煤炭储量至少可以保证供应50年)。

      还有一个比较环保并低成本的就是天然气,当然还有所谓的煤气(这玩意新疆多的不得了),但中国这玩意缺,所以肯定无法成为能源供应的主体。

      至于超高压输变电,我认为那只是一个阴谋,还不如踏踏实实搞超导体来的实惠。其实从这次雪灾来看,电力部门已经开始认真研究分布式能源计划。这个我认为在幅员辽阔的中国更有实现的可能性。

      眼前的电力准备投入5000亿用于电网改造,倒是有不少单位可以吃足喝饱,可很多并非上市公司。我比较熟悉的国电南自,倒也是受益者之一,长远看,值得考虑。

      • 家园 分布式能源

        分布式能源也总得有消耗一次能源吧!郴州的情况,能用得上那种一次能源?

      • 家园 为什么说这是阴谋?有超导工业应用的实例吗?

        至于超高压输变电,我认为那只是一个阴谋,还不如踏踏实实搞超导体来的实惠。

        中国城市和工业中心对电力需求的急速增长使中国需要在相距几百英里或者更远的两地之间进行大量电力能源的输送。而只有特高压直流输电系统才是在技术上和经济上实现这一可能性的最佳选择。由于中国电力需求不断增长以及随之产生的远距离输电的需求,中国已经将未来大型直流输电链接的直流输送电压提高到了+/- 800千伏。

        西门子能源业务领域输配电集团首席执行官Udo Niehage博士说:“中国经济目前正值蓬勃发展之时,因此,我们的创新特高压直流输电技术将帮助中国以更加有效和环保的方式利用远离消费中心的各种能源。同时,我们的解决方案还将帮助中国这一人口大国建设可靠而持续的能源系统。”

        西门子是特高压直流输电领域内的全球技术领导者之一。现在,西门子正与中方合作伙伴一起再次为中国南方电网有限责任公司提供技术服务,在中国的云南省和广东省之间建设一条特高压直流输电链路。这一系统将成为世界上第一条直流输送电压为+/- 800 千伏、输送能力为5000兆瓦的大型输电链路。西门子在这份大金额订单中的占有份额超过了 3 亿欧元。这一系统计划将于2010年中期投入运行。

        这一条输送电压为800 千伏的远距离输电链路是西门子在中国建设的第五个高压直流输电项目。西门子在中国建设的第一个特高压直流输电项目是葛洲坝与上海之间的 “葛-上” 特高压直流输电链路,全长1040公里(645英里),输送电压+/- 500千伏,输送能力1200兆瓦。这一系统已于1989年投入运营。第二个项目是天生桥与广州之间的“天-广”输电链路,它全长960公里(600英里),输送电压+/- 500千伏,输送能力1800兆瓦。这一系统已于2001年六月投入运营。第三个项目是贵州省安顺与广东省肇庆之间的“贵州-广东 ”输电链路一期工程,它全长940多公里(585英里),输送电压+/- 500千伏,输送能力3000兆瓦。这一系统已于2004年9月末投入运营。第四个项目是“贵州-广东”输电链路二期工程,已于最近投入运营,在保证中国电力供给的电网系统中起着不可忽视的作用。

      • 家园 热电联能有这么高效率?

        每度电130克煤?效率达到92%?

        应该是230克吧?我记得IGCC理论最高效率是52%。

        国内目前每度电平均耗煤377克(2005年),国家的规划是在2020年降到320克。

        超临界发电每度电耗煤大约在300克,超超临界目前国内的水平是270克,要达到260克也是可能的。

        这些数据还是弄准确了好。

        • 家园 村长的数据不错,可有变化了

          我说的300克指的是目前国内主流60万机组在理论上能做到的最好煤耗。目前北仑3号机基本能到310克了。浙江温岭的100万临界设计煤耗就是260克,可目前他还做不到,但毕竟还是有可能达到的。是取了极端值做例子而已,并非目前实际运行数据。

          而热电联产这个数据是我们自己做到的,而且我们即将上的新机组,设计煤耗为106克。当然这个数据是在模拟运行上得出的。现在我们实际运行煤耗在满负荷运行情况下可以控制在120-140克之间,前段时间由国家权威测试机构取样测试结果是132克。锅炉效率81%。其实中国在节能降耗方面还有很多工作可以做,新能源只是看起来比较美丽,在成本上还很难和传统能源做比较。

          • 家园 煤耗106克?

            我估计我们讲的不是同一个东西。

            每公斤标准煤的热值是7000大卡,也就是29MJ,一克标准煤所含有的能量也就是29kJ。

            一度电是一千瓦时,1kW*3600s=3.6MJ。

            这样,每度电所含有的能量,是124克标准煤。

            也就是说,在没有其他能量来源的情况下,你不可能使用少于124克标准煤去发一度电。

            如果不保密,能解释一下你的计算方法么?

            热电联是同时发电和供热,直接与完全发电比较合适么?

            • 家园 热电联产的高效率需要

              相应的热负荷,供热区域一般都很小,现在动不动一些地级市旁边就搞几个30万或者一两个60万供热机组,早就超出当地销纳能力(北方一些地方洗浴中心遍地都是一个主要原因就当地供热价格低,实际上是很大的浪费)。如果没有足够的热负荷,效率上还不如普通火电,最新的节能发电调度要以热定电、电网调度直接监控供热情况,假热电或者半真半假的热电,以后会越来越困难的。

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