新能源有哪些

新能源按来源分八类:太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、氢能。前六类是可再生能源,核能不可再生却属于新能源,氢能则是二次能源。把这个框架立住,再去看各类的转换方式和瓶颈,比背一串名词有用。

太阳能分成光伏和光热两条完全不同的路

光伏靠光生伏特效应,光直接变成电,没有转动部件。主流是晶硅路线,商用组件转换效率在 22% 上下,分布式屋顶和大型地面电站都用它。它的成本十年间降了一个数量级,现在的瓶颈不在发电,在消纳和土地。

光热是聚光集热,用镜场把阳光聚到吸热器上,加热熔盐或导热油,再驱动汽轮机。路线分塔式、槽式、碟式。它比光伏多一套热工系统,好处是能配几小时到十几小时的储热,晚上照样发电,具备可调度性,代价是度电成本仍高于光伏。

还有一条容易被忽略的路线是光化学转换,用光催化分解水制氢或降解污染物,目前基本停在实验室和中试,没有商业化。把它和光伏并列成"三大利用形式"的说法在教材里常见,但产业化程度完全不在一个量级。

风、水、生物质、地热、海洋各卡在哪

风电靠叶轮捕获风动能带动发电机,陆上和海上两条线。陆上受限于优质风场和噪声、光影,海上施工与运维成本高,但风速稳、单机容量大,海上机组已进入 18 兆瓦级。水电分常规水电和抽水蓄能,后者本质是电网的巨型充电宝,综合效率约七成半。

生物质能有三种用法:直燃发电、厌氧发酵产沼气、酯交换或发酵做生物燃料。它的麻烦在原料,秸秆和畜禽粪污分散、季节性强,收集半径一拉长,经济性就没了,还存在与粮争地的问题。

地热能分浅层和深层。浅层用热泵换热,冬天取热夏天排热,能效比远高于电空调;深层靠蒸汽或热水发电,干热岩则要人工压裂造储层,仍在试验阶段。海洋能有潮汐、波浪、温差三种,潮汐电站最成熟,法国朗斯电站运行了半个多世纪,共同障碍是海水腐蚀和造价。

类型 转换方式 是否可再生 主要瓶颈
太阳能 光生伏特效应、聚光集热 可再生 间歇性、占地、组件回收
风能 叶轮捕获风动能驱动发电机 可再生 出力波动、海上施工与运维成本
水能 水位落差推动水轮机 可再生 生态影响、移民、枯水期
生物质能 直燃、厌氧发酵、酯交换 可再生 原料分散、收集半径受限
地热能 地源热泵换热、蒸汽发电 浅层可再生,深层取用需回灌 钻井成本、回灌要求
海洋能 潮汐势能、波浪动能、海水温差 可再生 腐蚀、造价高、并网难
核能 核裂变链式反应放热发电 不可再生 乏燃料处置、公众接受度
氢能 电解或重整制取,燃料电池发电 二次能源 制取耗能、储运困难

核能算新能源吗?

算。新能源的判定看的是"相对于煤炭、石油这类传统化石能源是否新",不看是否可再生。核电不烧碳,全生命周期碳排放与风电相当,所以各国都把核能列进清洁能源或新能源的统计口径。

但铀矿是有限的,用一点少一点,所以核能属于不可再生。这就是"新能源"和"可再生能源"不能画等号的原因,两个概念的外延并不重合,媒体上常混用,写材料时最好分开。

目前商用核电全部是裂变,靠重核分裂放热烧水推动汽轮机。聚变走的是另一条路,轻核结合释放能量,燃料取自海水,理论上没有长寿命放射性废物。它至今没有实现持续的能量净输出,实验装置的能量增益还停在毫秒级脉冲,谈商用为时过早。

氢能为什么被叫二次能源?

因为自然界没有可以直接开采的氢气。氢必须以水、甲烷或其他化合物为原料,消耗别的能源制取,它只是能量的载体,不是能量的来源。按制取方式分红、蓝、绿三类:灰氢来自化石燃料重整,成本最低,碳排放最高;蓝氢在灰氢基础上加碳捕集;绿氢用可再生能源电解水。

目前全球氢产量里绝大部分仍是灰氢,绿氢占比很小,卡在电解槽成本和电价上。储运是另一半难题:氢气密度低,常压储运效率差,高压气瓶、液氢、有机液态储氢、管道输氢各有短板,至今没有一种方案能通吃。

氢能真正的用武之地在难以电气化的环节,比如炼钢、化工原料、重卡和远洋航运,而不是乘用车。乘用车用动力电池更划算,这条技术路线之争基本已有结论。

风光发电的间歇性,才是真难题

太阳有昼夜,风有时大有时没,出力曲线跟着天气走,电网要的是发多少用多少、实时平衡。风电光伏占比一高,调峰压力就从火电身上转到整个系统,这就是所谓的间歇性、波动性问题。

解法有四条:配储能,锂电管小时级、抽水蓄能管日调节、压缩空气和液流电池各有适用区间;留调峰电源,气电和灵活性改造后的煤电;做需求响应,让负荷跟着电源走;建跨区输电通道,用空间换时间,把西部的光送到东部的晚高峰。四条要一起用,单靠储能撑不住。

常见问题

新能源和清洁能源是一回事吗?

不是。清洁能源按排放划,包括天然气、核电、水电;新能源按"新"划,天然气就不算。两个词在政策文件里常常并列使用,统计口径不同,看数据时要先确认定义。

光伏板回收是个大问题吗?

正在变成问题。组件寿命一般 25 年左右,早期装机陆续进入退役期,玻璃、铝框、银和硅可以回收,但拆解成本高于填埋,经济性靠政策推动。目前回收体系还在建设。

家庭装光伏还划算吗?

取决于并网方式和当地政策。自发自用余电上网的收益,随分时电价和余电收购价变化很大,部分地区已要求配储能才能并网。装之前先问清三件事:并网容量、收购电价、有没有配储要求。