4.4.1.1 能源与发电概述

    广义而言，任何比较集中而又容易转化的含能物质都可以称作能源。对于工业过程，能源可以描述成：“比较集中的含能体或能量过程”，可以直接或经过转换提供的光、热、电、动力等任何形式能量的载能体资源。

    能源种类繁多，根据不同的划分方式可分为不同的类型。主要有以下七种分类方法。

    （1）按来源分为三类。第一类来自太阳能。除了直接利用阳光能量之外，煤炭、石油、天然气等化石燃料也是太阳能的聚集，此外还有生物质能、流水能、风能、海洋能、雷电等也都是由于太阳能经过某种方式转换形成的。第二类是地球自身蕴藏的能量，主要指地热、核燃料，此外还包括地震、火山喷发、温泉等自然呈现的能量。第三类是地球与其他天体相互作用形成的能量，主要指潮汐能。

    （2）按产生方式分为一次能源和二次能源。一次能源指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。一次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩等）。二次能源指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等。

    （3）按性质分为燃料型能源（煤炭、石油、天然气、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、风能、地热能、海洋能）。

    （4）按能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。

    （5）按使用类型分为常规能源和新型能源。常规能源指利用技术上成熟，使用比较普遍的能源叫做常规能源。包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。新型能源指新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源。新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。

    （6）按形态特征或转换与应用的层次分为固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。

    （7）按是否作为商品分为商品能源和非商品能源。商品能源指进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。非商品能源主要指薪柴和农作物残余（秸秆等）。

    电力是一种重要的二次能源，电力因可以集中生产、便于运输和分配、易于转换成其他形式的能量、没有污染以及使用简便而在各种能源中占有特别重要的地位。电力工业是国民经济的一个重要组成部分，其使命包括发电、输电、及向用户配电（售电）的全部过程。发电是将各种一次能源转换为电能的过程，是电力工业重要的生产环节。按使用能源的方式，现在的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能发电、风力发电和太阳能发电，除火力发电外，水力发电、核能发电、风力发电和太阳能发电都属于清洁能源发电。此外，还有磁流体发电、潮汐发电、海洋温差发电、波浪发电、地热发电、生物质能发电等多种发电方式。

    火力发电利用燃烧煤炭、石油、液化天然气等燃料产生的热能，使锅炉水管中的水受热成为高温高压的蒸汽，并推动汽轮机转动，进而带动发电机发电。水力发电通过筑坝将位于高处的水向低处流动时的位能转换为动能，此时装设在水道低处的水轮机受到水流的推动而转动，将水轮机和发电机相连接，带动发电机转动，将机械能转换为电能。核能发电利用核能将反应堆中的水加热产生蒸汽，在蒸汽的推动下，汽轮机带动发电机转动产生电能。风力发电利用风力推动风车带动发电机发电。太阳能发电有太阳能热发电和太阳能光发电两种。太阳能热发电利用聚热装置将太阳热能聚集并加热水管中的水产生蒸汽，进而带动涡轮发电机发电。太阳能光发电将具有光电效应的硅材料制成太阳能电池板，通过接受太阳光能的照射将光能转变成电能。

    4.4.1.2 我国清洁能源发电前景

    发展清洁能源发电是我国电力工业发展的必然选择。发展清洁能源发电，能够有力推进能源电力供应结构的绿色转型，减少污染物排放，改善生态环境，缓解碳排放国际压力，能够有效带动地区的投资、税收和就业，促进西部、北部边疆经济发展，还能带动装备制造行业发展，增强光伏发电组件、水电和风电机组等在国际市场上的竞争力。

    2014年中国政府的工作报告对我国清洁能源的发电提出了明确的要求，有关内容是：要提高非化石能源发电的比重，发展智能电网和分布式能源，鼓励发展风能、太阳能，开工一批水电、核电项目，加强天然气、煤层气、页岩气勘探开采的应用。

    据预测，到2020年，我国清洁能源发电装机容量将达8.1亿千瓦，占全部装机的比重为41％；发电量2.6万亿千瓦时，占全部发电量的32％。到2030 年，全国清洁能源发电量将达5万亿千瓦时，占全部发电量的42％。到2050 年，全国清洁能源发电装机容量达到24.8亿千瓦，占全部装机的比重为62％；发电量8.1万亿千瓦时，占全部发电量的比重为58％。我国电力结构将实现从以煤电为主向新一代清洁非化石能源发电为主的转换。