太阳能发电原理及应用讲座1概论

太阳能发电原理及应用杨 金 焕2005.12.

第一章

绪论

一. 开发利用太阳能的战略意义1.化石燃料储量正面临逐渐枯竭的危机 局面 随着世界人口的增长和经济的发展，对 于能源供应的需求量日益增加，目前主 要是靠化石燃料来提供。

然而，化石燃料的储量是有限的，全 球石油可开采约45年，天然气大约61 年，煤炭可开采约230年，铀大约71年。 如果再考虑到现在世界石油消费量大 约每年增长2%,这样每隔35年，消费 量将增加一倍。 目前1/5的人口消费世界上75%的能源， 发达国家人均石油消费量是最贫穷的 全球一半人口消费量的15倍。

据世界卫生组织估计，到2060年全球人 口将达100~110亿。如果到时所有人的矿 物和能源消费量都达到今天发达国家的 人均消费水平，则地球上35种矿物中将 有1/3在40年内消耗殆尽，包括所有的石 油、天然气、煤炭(假设为2万亿吨)和 铀。

化石燃料生产(消耗)的峰值存在一个高峰， 高峰在什么时间？ 离现在还有多远？ 留给可再生能源技术发展的时间足够吗？!!

日本的预测 自天然气以下为化石燃料 化石燃料生产峰值在2020~2030之间

世界油气资源的开采峰值对化石燃料 开采峰值有决定性影响，因此我们再 观察几个对油气资源开采峰值的预测。 2002 , Association for Study of Peak Oil (ASPO): 峰值位于 2010年(见下图);

ASPO对世界油气开采峰值的最新预测 峰值位于 2010

Shell 的预测

2001, BP,World Energy

Forum in

Davos : 峰值位于2010 ,30-40之后将消耗尽； 2000,World Resources Institute in Washington: 峰值位于 2019.

综合以上多种预测，化石燃料开采峰值位 于本世纪20~30年代

我国一次能源的储量均低于世界平均 值， 2004年进口石油约1.1亿吨，外汇 支出比前一年增加了30%~40%。

我国能源储量与世界比较

2.保护生态环境逐渐受到人们的重视

随着全球很多地区气候变暖，自然 灾害频繁发生，酸雨范围越来越广， 高空臭氧层空洞扩大等现象的出现， 使人们逐渐认识到治理大气环境，防 止污染已经到了刻不容缓的地步。

现在单是CO2全球每年排放量就超过 500亿吨，并且还在不断增加。按人口 平均计算，美国每年的CO2排放量为20 吨/人 年，德国为12.3吨/人 年，日本 为8.7吨/人 年。 “京都议定书”对于工业化国家规定 了减少温室气体排放量的指标。

尽管“京都议定书”没有对我国的温室 气体排放量规定具体的指标，但是我国 的情况相当突出。

我国能源消费只占世界的8%~9%,人 均排放量也不算高，但是人口众多，能 源利用率不高，能源消费以燃煤为主

, 而且煤炭所含的硫等有害成分很高。

我国SO2排放量占世界的15.1%,为世 界第一；C O2排放量占世界的13.6%, 列世界第二。因煤炭燃烧而排放的 S O2、C O2、N Ox和烟尘分别占全国 相应排放量的87%、71%、67%和60% , 所以备受世界关注。 我国必须作出巨大努力，来改变这种 状态。

2003年全球一次能源消耗结构比例世界 中国

煤炭 %石油 %

24.7138.47

74.015.2

天然气 %核能 % 水电 %

23.726.59 6.51

2.70.4 7.7

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