❶ 据记载,人类利用太阳能已有3000多年的历史。 加上问题补充,这段话的出处是什么也就是说书名是什么
这是从一篇叫做《太阳能简介》的论文中写到的,原文如下。
太阳能简介
摘要
太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源,受到世界各国的重视。太阳能广泛用于发电、制冷、制热等方面,已经和世界的经济生活联系在一起
关键词
太阳能污染硅电池
1. 前言
太阳能(Solar Energy),一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电,是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。广义太阳能包括:地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能,化石燃料(如煤、石油、天然气等)。狭义太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能源自太阳。太阳是一个炽热的气态球体,它的直径约为1.39×106km,质量约为2.2×l027t,为地球质量的3.32×105倍,体积是地球的1.3×106倍,平均密度为地球的1/4。太阳作为一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(3.75×10^26KW)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。
总的说来太阳能具有能量十分巨大、供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境的优点。但也存在问题:1)能量分散,能量密度低;2)稳定性差,受日夜季候、地理纬度等影响,太阳能不断地生变化;3)装置成本过高;4)制造过程中污染严重,使用中可能有视觉污染。
我国的太阳能资源和分布广泛,有着十分丰富的太阳能资源。根据中国气象科学研究院的研究,有2/3以上国土面积,年日照在2000小时以上,年平均辐射量超过0.6GJ/cm2,各地太阳年辐射量大致在930~2330kW·h/m2之间。
从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。
2. 太阳能利用历史
人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用,只有300多年的历史。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。在1615年~1900年之间,世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光,发动机功率 不大,工质主要是水蒸汽,价格昂贵,实用价值不大,大部分为太阳能爱好者个人研究制造。
20世纪太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段 :
第一阶段(1900-1920)
太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置,但采用的聚光方式多样化,且开始采用平板集热器,装置逐渐扩大,最大输出功率达73.64kW,实用目的比较明确,造价仍然很高。建造的典型装置有:
1. 1901年,在美国加州建成一台太阳能抽水装置;
2. 1902 -1908年,在美国建造了五套双循环太阳能发动机,采用平板集热器和低沸点工质;
3. 1913年,在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵,每个长62.5m,宽4m,总采光面积达1250m2。
第二阶段(1920-1945)
在这20多年中,太阳能研究工作处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目大为减少,其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战(1935-1945)有关,太阳能又不能解决当时对能源的急需,因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。
第三阶段(1945-1965)
二战结束后的20年中,一些有远见的人士注意到石油和天然气资源正在迅速减少,呼吁人们重视这一问题,从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展。比较突出的研究进展有:
1955年,以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论,并研制成实用的黑镍等选择性涂层,为高效集热器的发展创造了条件;
1954年,美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池,为光伏发电大规模应用奠定了基础。
这一阶段里还有其它一些重要成果,比较突出的有:
1952年,法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。
1960年,在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统,制冷能力为5冷吨。
1961年,一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展,技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展,建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。
第四阶段(1965-1973)
这一阶段,太阳能的研究工作停滞不前,主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段,尚不成熟,并且投资大,效果不理想,难以与常规能源竞争,因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。
第五阶段(1973-1980)
“能源危机”(有的称“石油危机”)在客观上使人们认识到:现有的能源结构必须彻底改变,应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家,尤其是工业发达国家,重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持,在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。
1973年,美国制定了政府级阳光发电计划,太阳能研究经费大幅度增长,并且成立太阳能开发银行,促进太阳能产品的商业化。
日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”,其中太阳能的研究开发项目有:太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。
这一时间太阳能研究领域不断扩大,研究工作日益深入,取得一批较大成果,如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。
太阳热水器、太阳电他等产品开始实现商业化,太阳能产业初步建立,但规模较小,经济效益尚不理想。
第六阶段(1980-1992)
开发利用太阳能热潮,进入80年代后逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费,其中美国最为突出。
导致这种现象的主要原因是:世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力;太阳能技术没有重大突破,提高效率和降低成本的目标没有实现,以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心;核电发展较快,对太阳能的发展起到了一定的抑制作用
第七阶段(1992-今)
由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下,1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”,会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》、《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件,把环境与发展纳入统一的框架,确立了 可持续发展的模式。这次会议之后,世界各国加强了清洁能源技术的开发,将利用太阳能与环境保护结合在 一起,使太阳能利用工作走出低谷,逐渐得到加强。世界环发大会之后,中国政府对环境与发展十分重视,提出10条对策和措施,明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”,制定了《中国21世纪议程》,进一步明确 了太阳能重点发展项目。
3. 太阳能利用方式
3.1 光-热能转换
光热转换是利用太阳辐射加热物体而获得热能的一种太阳能利用方式。常见应用有太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。
3.1.1集热器
太阳辐射的能流密度低,在利用太阳能时为了获得足够的能量,或者为了提高温度,必须采用一定的技术和装置(集热器),对太阳能进行采集。太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备,它是太阳能热利用中的关键设备。常见有可分为聚光型和非聚光型。
3.1.1.1非聚光型集热器
非聚光型集热器常见有平板和真空管集热器。
平板集热器
平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器。它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等,能利用太阳的直射和漫射辐射。按工质划分有空气集热器和液体集热器,目前大量使用的是液体集热器;按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等; 按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器,还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等;按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。
目前,国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合,国外一般采用高频焊,国内以往采用介质焊,1995年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产线,通过消化吸收,现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。 为了减少集热器的热损失,可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料,但这些材料价格较高,一时难以推广应用。
真空管集热器
为了减少平板集热器的热损,提高集热温度,国际上70年代研制成功真空集热管,其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内,大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起,即构成真空管集热器,为了增加太阳光的采集量,有的在真空集热管的背部还加装了反光板。
真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管,玻璃-U型管真空集热管,玻璃-金属热管真空集热管,直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近,我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集 热管。
我国已经建立了拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业,用于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上,产品质量达世 界先进水平,产量雄居世界首位。我国自80年代中期开始研制热管真空集热管,经过十几年的努力,攻克了热压封等许多技术难关,建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地,产品质量达到世界先进水平,生产能力居世界首位。
真空管平板集热器
它是将单根真空管装配在复合抛物面反射镜的底面,兼有平板和固定式聚光的特点,它能吸收太阳光的直射和80%的散射。
3.1.1.2聚光集热器
聚光集热器通常由聚光器、吸收器和跟踪系统三部分组成。其工作原理是,自然阳光经聚光器聚焦到吸收器上,并加热吸收器内流动的集热介质,跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置,以保证聚光器的开口面与人射太阳辐射总是互相垂直的。
在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器(点聚焦)和槽形抛物面镜聚光集热器 (线聚焦)。前者可以获得高温,但要进行二维跟踪;后者可以获得中温,只要进行一维跟踪。这两种聚光集热 器在本世纪初就有应用,几十年来进行了许多改进,如提高反射面加工精度,研制高反射材料,开发高可靠性 跟踪机构等,现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求,但由于造价高,限制了它们的广泛应用。
3.1.2 太阳能热水器
基本原理:通过集热,促使管内水温高于水箱水温,热水比冷水轻,形成对流,最终使水箱中的温度达到使用所需的温度。
太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。按照流体流动的方式分类,可将太阳能热水器分成三大类:闷晒式、直流式和循环式。
3.1.3 太阳能采暖
太阳能采暖可以分为主动式和被动式两大类。主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水(或热风)采暖系统中的锅炉。被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的,因此它又称为被动式太阳房。
被动式太阳房构造简单,取材方便,造价便宜,无需维修,有自然的 舒适感,特别适合发展中国家的广大农村。
主动式太阳房利用集热器产生的热水采暖,结构简单,蓄热器置于室外,室内又是由地板供暖,故不占用室内居住面积是这种系统的一大优点。
3.1.4 太阳能干燥
太阳能干燥按干燥器(或干燥室)获得能量的方式可分为:
1.集热器型干燥器
2.温室型干燥器
3.集热器—温室型干燥器
实际中还有集热器与常规能源、集热器与储热装置、集热器与热泵等各种组合式太阳能干燥装置。
集热器型干燥器是利用太阳能空气集热器,先把空气加热到预定温度后再送入干燥室,干燥室视干燥物品的类型多种多样,如箱式、窑式、固定床式或流动床式等。
温室型干燥器其温室就是干燥室,它直接接受太阳的辐射能。
集热器—温室型干燥器则是上述两种形式的结合。其温室顶部为玻璃盖板,待干燥物品放在温室中的料盘上,它既直接接受太阳辐射加热,又依靠来自空气集热器的热空气加热。
属于光热转化的还有:太阳能海水淡化、太阳能制冷和空调、太阳能热动力发电、太阳坑发电技术、太阳能热推进等。
3.2 光-电转换
原理是根据光电效应,利用太阳能直接转化为电能。应用包括为无电场所提供电池,包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品等。
世界上,1941年出现有关硅太阳电池报道,1954年研制成效率达6%的单晶硅太阳电池,1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前,由于太阳电池效率低,售价昂贵,主要应用在空间。70年代以后,对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究,在提高效率和降低成本方面取得较大进展。
目前,世界上太阳电他的实验室效率最高水平为:单晶硅电池24%(100px2),多晶硅电池18.6%(100px2), InGaP/GaAs双结电池30.28%(AM1),非晶硅电池14.5%(初始)、12.8(稳定),碲化镉电池15.8%, 硅带电池14.6%,二氧化钛有机纳米电池10.96%。
我国于1958年开始太阳电池的研究,40多年来取得不少成果。目前,我国太阳电他的实验室效率最高水平为:单晶硅电池20.4%(50px×50px),多晶硅电池14.5%(50px×50px)、12%(250px×250px),GaAs电池 20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge电池19.5%(AM0),CulnSe电池9%(lcm×25px),多晶硅薄膜电池13.6% (lcm×25px,非活性硅衬底),非晶硅电池8.6%(250px×250px)、7.9%(500px×500px)、6.2%(750px×750px), 二氧化钛纳米有机电池10%(25px×25px)。
由于各种不同材料制成的太阳电池所吸收的太阳光谱是不同的,因此将不同材料的电池串联起来,就可以充分利用太阳光谱的能量,大大提高太阳电池的效率,因此叠层串联电池的研究已引起世界各国的重视,成为最有前途的太阳电池。
太阳电池重量轻,无活动部件,使用安全。单位质量输出功率大,即可作小型电源,又可组合成大型电站。目前其应用已从航天领域走向各行各业,走向千家万户,太阳能汽车,太阳能游艇,太阳能自行车,太阳能飞机都相继问世,它们中有的已进入市场。然而对人类最有吸引力的是所谓太空太阳站。
3.2.1 太阳空间电站
空间电站实际上是利用太阳能发电的卫星,这些卫星表面覆盖有太阳能电池板,能够吸收积聚大量太阳能并将其转化为电能,通过微波束将电能传送回地面。
它是由永远朝向太阳的太阳电池列阵,能把直流电转换成微波能的微波转换站,发射微波束能的列阵天线等三部分组成,通过天线以微波形式向地面输电。在地面上则要建一个面积达几十平方公里的巨型接受系统。
空间发电有两大优点:一是可以充分利用太阳能,同时又不会污染环境,二是 不用架设输电线路,可直接向空中的飞船和飞机提供电力,也可向边远的山区、沙漠和孤岛送电。科学家预测,一旦建成空间电站,人类可以不断获得能源,地球能源利用将产生革命性变化。
问题:一是空间运输成本问题,按推测,至少空间运输成本要降低99%才有可能;二是能量转换的效率问题。
3.2.2 太阳能发电系统
太阳能电源是由太阳能电池发电,经蓄电池贮能,从而给负载供电的一种新型电源,广泛应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路、也可为无电山区、村庄、海岛提供电力。 有以下好处:
1.不必拉设电线,不必挖开马路,安装使用方便;
2.一次性投资,可保证二十年不间断供电(蓄电池一般为5年需更换);
3.免维护,无任何污染。
太阳能电源可分为直流供电系统和交直流供电系统二种。
我们预计太阳能光伏发电在不久的将来将会占据世界能源消费的重要席位,它的发展不但要替代部分常规能源,而且还将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源的消耗将占总能源消耗比例的30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占有比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源消耗将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源消耗将占总能耗的80%以上,太阳能发电将占到60%以上。以上这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域所占有的重要地位。根据《可再生能源中长期发展规划》报道,到2020年,我国将力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW(百万千瓦),到2050年将达到600GW(百万千瓦)。预计到2050年,我国可再生能源的电力装机将占全国总电力装机容量的25%,其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年,将是我国太阳能光伏产业发展继续迅猛的一个阶段。
3.3 光-化学能转化
这种转换技术包括半导体电极产生电而电解水产生氢,利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等形式。太阳能制氢问题解决了,才有真正意义上的氢能利用(包括燃料电池),这将引起时代的变革。
正在研究的太阳能制氢。有以下几种方式:
1)太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高(75%-85%),但耗电大,用常规电制氢,从能量利用而言得不偿失。所以,只有当太阳能发电的成本大幅度下降后,才能实现大规模电解水制氢。
2)太阳能热分解水制氢 。将水或水蒸汽加热到3000K以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度,一般不采用这种方法制氢。
3)太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温,发展了一种热化学循环制氢方法,即在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K,这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度,其分解水的效率在17.5%-75.5%。存在的主要问题是中间物的还原,即使按99.9%-99. 99%还原,也还要作0.1%-0.01%的补充,这将影响氢的价格,并造成环境污染。
4)太阳能光化学分解水制氢 。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性,设计了一套包括光化学、热电反应的综合制氢流程,每小时可产氢97升,效率达10%左右。
5)太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年,日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极,而以铂黑作阴极,制成太阳能光电化学电池,在太阳光照射下,阴极产生氢气,阳极产生氧气,两电极用导线连接便有电流通过,即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视,认为是太阳能技术上的一次突破。但是,光电化学电他制氢效率很低,仅0.4%,只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光,且电极易受腐蚀,性能不稳定,所以至今尚未达到实用要求。
6)太阳光络合催化分解水制氢。从1972年以来,科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力,并从络合催化电荷转移反应,提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂,它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结,并通过一系列偶联过程,最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟,研究工作正在继续进行。
7)生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下,经太阳光照射可以放出氢气;十多年前又发现,兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间,在一定条件下都有光合放氢作用。目前,由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够,藻类放氢的效率很低,要实现工程化产氢还有相当大的距离。据估计,如藻类光合作用产氢效率提高到10%,则每天每平方米藻类可产氢9克分子,用5万平方公里接受的太阳能,通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。
3.4 太阳能-生物质能转换
太阳能-机械能转换。 20世纪初,俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代,前苏联物理学家提出,利用在宇宙空间中巨大的太阳帆,在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进,将太阳能直接转换成机械能。科学家估计,在未来10~20年内,太阳帆设想可以实现。通常,太阳能转换为机械能,需要通过中间过程进行间接转换。
3.5 太阳能利用中的污染
太阳能电池在使用过程中确实具有无排放,无噪音,无能耗的清洁能源称号,但当今主流却忽略了太阳能电池光鲜表面背后生产过程中的高污染、高能耗的问题。
一、高污染
主要是生产硅过程中带来的四氢化硅污染和其它易燃易爆有毒气体污染和蓄电池带来的污染。
现太阳能电池90%为晶体硅电池,其原材料为多晶硅,由金属硅(工业硅)提纯而来,目前国内均采用化学法(改良西门子法):先将金属硅转变为三氯氢硅,再进行分馏和精馏提纯,得到高纯度的三氯氢硅 (具有毒性、腐蚀性和易爆炸) 后,最终由氢气还原而成;这一过程中只有约25%的三氯氢硅传化成多晶硅,其余基本直接排放;而污染最严重的,则是在还原过程中产生的副产品——四氯化硅(一种腐蚀性极强、难以保存的有毒液体,具有急毒性。由于四氯化硅不能自然降解,如果将四氯化硅倾倒或掩埋,水体将会受到严重污染,土地会变成不毛之地)。这还不包括大量氯气等其它易燃易爆有毒气体。
每生产1KW太阳能电池板需耗费10Kg多晶硅,产生80Kg以上四氯化硅。而国内能通过氢化还原闭环工艺循环减小四氯化硅排放的仅有一家;而即使通过氢化还原闭环工艺循环,四氯化硅的排放仍到达50%;四氯化硅虽然也是化工原料,但下游的化工厂消化十分有限。国内绝大多数多晶硅生产厂家的四氯化硅少部分以低价卖给下游厂家,一部分存储,一部分则偷偷掩埋。
这还不包括硅片后期处理的其它辅料。如制绒过程中用到的各种强酸强碱溶液、扩散使用的三氯氧磷、PECVD中使用的硅烷等,这些辅材的消耗不比主材料少。
由于太阳电池具有时效性,只有阳光照射才会产生电能;所以必须用蓄电池在有阳光时蓄电,无阳光时维持供电。而蓄电池又以铅酸蓄电池为主,其污染程度是相当大的。
二、高能耗
硅石冶炼为金属硅、金属硅提纯为多晶硅、多晶硅片处理需要耗费大量的电能,主要集中在硅石冶炼、多晶硅的铸锭和扩散这几个流程;每生产1KW太阳能电池板需要耗费5800-6000度电(国内平均数)。我们可以这样计算:按平均光照时间4小时/天,太阳能电池是寿命为15至20年(按20年),1KW太阳能电池总的发电量为4x365x20=29200KW• h;与耗掉的6000度电相比,其电能再生比只有4.87,这还没有算上光照效率以及逆变电源的损耗和控制电路的损耗;远远低于水电和风电。如果再加上超白玻璃、铝合金、钢材、电缆等辅件,其电能再生比是相当低的。
更大的问题是现国内生产的太阳能电池板90%以上用于出口,他国享受清洁能源,而我国却饱受能耗和污染之苦。
写在最后
据有关部门对2050年各种一次能源在世界能源构成中所占的比例预测结果显示,其构成为:石油0,天然气13%,煤20%,核能10%,水电5%,太阳能(含风能、生物质能)50%,其它2%,以太阳能为代表的新能源与可再生能源将在可持续发展中发挥重要作用。
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭约占商品能源消费结构的76%,已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的,向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看,太阳能利用技术和装置的大量应用,也必然可以制约矿物能源价格的上涨。
参考文献
1、网络http://ke..com/view/21294.htm
2、太阳能干燥技术概况及应用前景张璧光
3、太阳能利用与可持续发展姚伟
4、太阳能热泵系统简介禚 静
5、我国太阳能利用进展陆维德 罗振涛
6、我国太阳能资源利用区划王炳忠
7、太阳能发电尚无经济可行性葛伟民
❷ 国内外海水淡化进展,请简明扼要一些。
外
(一)海水淡化已成为解决全球水资源短缺的重要途径。
尤其在中东地区和一些岛屿地区,淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用。以色列70%的饮用水源来自于海水淡化水,2005年日产海水淡化水量达73.8万立方米;阿联酋饮用水主要依赖海水淡化水,2003年日产海水淡化水量达546.6万立方米;意大利西西里岛500万居民,2005年日产海水淡化水量为13.5 万立方米,约占全部可饮用水源的15%-20%。
目前全球海水淡化的市场年成交额已达到数十亿美元。著名的海水淡化公司有:法国Sidem公司、英国Weir热能公司、韩国斗山重工公司、以色列IDE公司、意大利Fisia公司等。截止到2003年12月,全球已有130多个国家应用海水淡化技术,海水淡化日产水量约3775万立方米。其中,80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题,即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。
(二)海水淡化技术日趋成熟,淡化规模不断扩大,成本不断降低。
多级闪蒸(MSF)、低温多效(MED)和反渗透(RO)是当今海水淡化三大主流技术。多级闪蒸技术成熟、运行可靠。主要发展趋势为提高装置单机造水能力,降低单位电力消耗,提高传热效率等。低温多效蒸馏技术由于节能的因素,近年发展迅速,装置的规模日益扩大,成本日益降低。主要发展趋势为提高装置单机造水能力,采用廉价材料降低工程造价,提高操作温度,提高传热效率等。反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低。主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
内
早在400多年以前就有人提出海水淡化的问题,进入20世纪后,海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,70年代以来,更多的沿海国家由于水资源匮乏而加快了海水淡化的产业化。目前,无论是中东的产油国还是西方的发达国家都建有相当规模的海水淡化厂。沙特、以色列等中东国家70%的淡水资源来自于海水淡化,美国、日本、西班牙等发达国家为了保护本国的淡水资源也竞相发展海水淡化产业。截至1997年底,全世界单台产量在100吨/日以上的海水淡化设备,日产水量就已达2300万吨,且一直以10%-30%的速度增长,由此带动了淡化水产品提供、设备制造、工程安装、技术服务等整体海水淡化市场的巨大需求。目前世界上每年海水淡化市场的成交额已达数百亿美元。在我国,海水淡化年产量也已超过了千万吨。
中国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一,继西沙群岛日产200吨电渗析海水淡化装置成功运行后,又先后在舟山建成了日产500吨反渗透海水淡化站,在大连长海建成日产1000吨海水淡化站。日前,我国最大的日产18000吨苦咸水淡化工程在河北沧州建成投产。
改革开放后,中国的经济高速发展,淡水需求量急速增加,加上北方多年干旱,国家对海水淡化产业化已非常重视,国家、集团公司、个体投资者都看好这一行业,海水淡化产业化将很快被插上腾飞的翅膀。
❸ 海水淡化的发展现状
全球海水淡化日产量约3500万立方米左右,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题,即世界上1/50的人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂1.3万多座,海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术,愈来愈受到世界上许多沿海国家的重视;全球直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右替代了大量宝贵的淡水资源;全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨等。海水淡化需要大量能量,所以在不富裕的国家经济效益并不高。
世界上淡水资源不足,已成为人们日益关切的问题。有人预言,19世纪争煤,20世纪争油,21世纪可能争水。
作为水资源的开源增量技术,海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。到2006年,世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术,全球海水淡化日产量约3775万吨,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题。
“向海洋要淡水”已经形成了方兴未艾的产业。截至2006年底,中国日淡化海水能力接近15万吨,比上一年翻一番。中国在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破,完成了自主知识产权的3000立方米/日低温多效海水淡化工程,以及5000立方米/日反渗透海水淡化工程;海水直流冷却技术已进入万立方米/小时级产业化示范阶段。中国海水淡化成本逐步下降,已接近5元/立方米。
中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件,但研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。当务之急是尽快形成中国海水淡化设备市场的完整产业链条。围绕制约海水淡化成本降低的关键问题,发展膜与膜材料、关键装备等核心技术,研发具有自主知识产权的海水淡化新技术、新工艺、新装备和新产品,提高关键材料和关键设备的国产化率,增强自主建设大型海水淡化工程的能力。
未来20年内国际海水淡化市场将有近700亿美元的商机,中国应占有充分份额。根据全国海水利用专项规划,到2010年,中国海水淡化规模将达到每日80万至100万吨,2020年中国海水淡化能力达到每日250万至300万吨,尤其是国家积极支持海水淡化产业,自2008年1月1日起,企业的海水淡化工程所得将免征所得税。中国海水淡化产业发展前景广阔。
❹ 弱弱的问一下,海水淡化工程为什么不可以大规模推开。
目前已经有很多已经或者正在进行了,主要集中在渤海湾,浙江沿海,福建,广东等地方,而且如楼上所说国家已经开始重视海水淡化了,(国务院13号文)《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》规划十二五期间全国新增海水淡化产能200万吨/日。
❺ 海水淡化的国家政策
水利部正在考虑是否将海水淡化纳入水利部整体规划,以及地方水资源配置等相关规划中。为此,水利部2014年 一项重大课题就是《我国海水利用现状、问题及发展对策》。
从2011年7月25日开始,水利部组织相关课题组赴天津、大连、青岛、浙江、厦门以及唐山等六大沿海省市展开为期一月的调研。此次调研是我国有史以来关于海水利用现状、存在问题的一次最大规模的调研。除国内调研外,调研组还将特聘海水淡化专家对以色列、美国、日本、西班牙等海水淡化发展比较发达的国家进行调研。业内人士分析,相关调研报告将为海水淡化纳入国家规划以及地方水资源配置提供决策支撑。
我国政府高度重视海水淡化工作,采取了一系列措施推动海水淡化产业发展。“十一五”期间,我国海水淡化发展迅速。截止2010年底,已建成海水淡化装置70多套,设计产能60万立方米/日,年均增长率超过60%;具有自主知识产权的技术取得突破性进展,反渗透海水膜、高压泵、能量回收装置等取得明显进步,脱盐率由99.2%提高到99.7%以上;产业发展已具备条件,海水淡化市场已基本形成;各级政府高度重视海水淡化,社会各界普遍关注海水淡化产业发展。与此同时,在我国还存在对海水淡化战略意义认识不足、自主创新能力较弱、产业发展水平低和配套政策不足等问题。因此,统筹规划,加快发展海水淡化产业是十分必要和紧迫的重要任务。根据《意见》精神,在充分调研和广泛听取各方意见的基础上,国家发展改革委组织编制了《海水淡化产业发展“十二五”规划》(发改环资[2012]3867号) 。
此外,由发改委牵头,11个部委参与制定的《加快海水淡化产业发展的意见》已经完成几轮征求意见,并上报有关部门,年内有望以国务院的名义出台。发改委还将配套出台《“十二五”海水淡化产业发展规划》。分析人士指出,在此背景下,海水淡化产业将迎来发展黄金期,扶持政策有望密集出台。
由于《中华人民共和国水法》未能将海水淡化列入水资源配置,海水利用也缺乏系统的法律规范,因此海水淡化的相关政策很难推进。分析人士指出,若国家能给予海水利用工程与国家公益性水利工程同等的地位,将海水淡化纳入国家水资源配置体系和区域水资源规划,必将极大地促进海水淡化产业的发展。
随着水资源紧缺问题突显以及国家的重视,海水淡化发展前景广阔。据预测,未来五年,中国海水淡化的产能将翻番。“十二五”时期,我国海水淡化产能将达到200万至300万吨/天,投资规模将达200亿元。
国家发改委日前印发《关于公布海水淡化产业发展试点单位名单(第一批)的通知》,多个城市、工业园区及海岛等入选,并提出要大力发展海水淡化产业。这是2012年底国家出台《海水淡化产业“十二五”发展规划》后的首个配套政策。此次入选第一批名单的城市和海岛等均在着力打造海洋经济,预示着海水淡化将借力海洋经济而进入投资加速阶段。市场分析认为,“十二五”期间海水淡化产业投资需求有望突破200亿元。
根据试点名单,浙江舟山市和深圳市等入选试点城市,天津滨海新区、河北沧州渤海新区入选试点园区,浙江鹿西乡(岛)入选试点海岛,杭州水处理技术研究开发中心入选产业基地,天津国投津能发电为海水淡化供水试点,甘肃庆阳市环县为苦咸水淡化试点。
政策要求,试点单位要积极推动海水淡化水应用,城市新增用水优先使用海水淡化水;在保障公共饮用水安全的前提下将淡化水作为市政供水新的选项;大力发展海水淡化产业。
值得注意的是,首批试点单位多为国家规划的大力发展海洋经济地区。随着海洋经济战略地位日益提升,海水淡化产业化发展步伐将加快。根据相关规划,“十二五”期间全国海洋经济投资将达8000亿元,带动产业产值突破7万亿元,与海洋经济联系较紧密的渔业、石油化工等行业,以及海工装备等新兴产业将借势获得巨大成长空间。
❻ 提出水利改革主要发展目标的依据是什么
中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定
(2010年12月31日)
水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害,事关人类生存、经济发展、社会进步,历来是治国安邦的大事。促进经济长期平稳较快发展和社会和谐稳定,夺取全面建设小康社会新胜利,必须下决心加快水利发展,切实增强水利支撑保障能力,实现水资源可持续利用。近年来我国频繁发生的严重水旱灾害,造成重大生命财产损失,暴露出农田水利等基础设施十分薄弱,必须大力加强水利建设。现就加快水利改革发展,作出如下决定。
一、新形势下水利的战略地位
(一)水利面临的新形势。新中国成立以来,特别是改革开放以来,党和国家始终高度重视水利工作,领导人民开展了气壮山河的水利建设,取得了举世瞩目的巨大成就,为经济社会发展、人民安居乐业作出了突出贡献。但必须看到,人多水少、水资源时空分布不均是我国的基本国情水情。洪涝灾害频繁仍然是中华民族的心腹大患,水资源供需矛盾突出仍然是可持续发展的主要瓶颈,农田水利建设滞后仍然是影响农业稳定发展和国家粮食安全的最大硬伤,水利设施薄弱仍然是国家基础设施的明显短板。随着工业化、城镇化深入发展,全球气候变化影响加大,我国水利面临的形势更趋严峻,增强防灾减灾能力要求越来越迫切,强化水资源节约保护工作越来越繁重,加快扭转农业主要“靠天吃饭”局面任务越来越艰巨。2010年西南地区发生特大干旱、多数省区市遭受洪涝灾害、部分地方突发严重山洪泥石流,再次警示我们加快水利建设刻不容缓。
(二)新形势下水利的地位和作用。水利是现代农业建设不可或缺的首要条件,是经济社会发展不可替代的基础支撑,是生态环境改善不可分割的保障系统,具有很强的公益性、基础性、战略性。加快水利改革发展,不仅事关农业农村发展,而且事关经济社会发展全局;不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全,而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。要把水利工作摆上党和国家事业发展更加突出的位置,着力加快农田水利建设,推动水利实现跨越式发展。
二、水利改革发展的指导思想、目标任务和基本原则
(三)指导思想。全面贯彻党的十七大和十七届三中、四中、五中全会精神,以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,把水利作为国家基础设施建设的优先领域,把农田水利作为农村基础设施建设的重点任务,把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措,注重科学治水、依法治水,突出加强薄弱环节建设,大力发展民生水利,不断深化水利改革,加快建设节水型社会,促进水利可持续发展,努力走出一条中国特色水利现代化道路。
(四)目标任务。力争通过5年到10年努力,从根本上扭转水利建设明显滞后的局面。到2020年,基本建成防洪抗旱减灾体系,重点城市和防洪保护区防洪能力明显提高,抗旱能力显著增强,“十二五”期间基本完成重点中小河流(包括大江大河支流、独流入海河流和内陆河流)重要河段治理、全面完成小型水库除险加固和山洪灾害易发区预警预报系统建设;基本建成水资源合理配置和高效利用体系,全国年用水总量力争控制在6700亿立方米以内,城乡供水保证率显著提高,城乡居民饮水安全得到全面保障,万元国内生产总值和万元工业增加值用水量明显降低,农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上,“十二五”期间新增农田有效灌溉面积4000万亩;基本建成水资源保护和河湖健康保障体系,主要江河湖泊水功能区水质明显改善,城镇供水水源地水质全面达标,重点区域水土流失得到有效治理,地下水超采基本遏制;基本建成有利于水利科学发展的制度体系,最严格的水资源管理制度基本建立,水利投入稳定增长机制进一步完善,有利于水资源节约和合理配置的水价形成机制基本建立,水利工程良性运行机制基本形成。
(五)基本原则。一要坚持民生优先。着力解决群众最关心最直接最现实的水利问题,推动民生水利新发展。二要坚持统筹兼顾。注重兴利除害结合、防灾减灾并重、治标治本兼顾,促进流域与区域、城市与农村、东中西部地区水利协调发展。三要坚持人水和谐。顺应自然规律和社会发展规律,合理开发、优化配置、全面节约、有效保护水资源。四要坚持政府主导。发挥公共财政对水利发展的保障作用,形成政府社会协同治水兴水合力。五要坚持改革创新。加快水利重点领域和关键环节改革攻坚,破解制约水利发展的体制机制障碍。
三、突出加强农田水利等薄弱环节建设
(六)大兴农田水利建设。到2020年,基本完成大型灌区、重点中型灌区续建配套和节水改造任务。结合全国新增千亿斤粮食生产能力规划实施,在水土资源条件具备的地区,新建一批灌区,增加农田有效灌溉面积。实施大中型灌溉排水泵站更新改造,加强重点涝区治理,完善灌排体系。健全农田水利建设新机制,中央和省级财政要大幅增加专项补助资金,市、县两级政府也要切实增加农田水利建设投入,引导农民自愿投工投劳。加快推进小型农田水利重点县建设,优先安排产粮大县,加强灌区末级渠系建设和田间工程配套,促进旱涝保收高标准农田建设。因地制宜兴建中小型水利设施,支持山丘区小水窖、小水池、小塘坝、小泵站、小水渠等“五小水利”工程建设,重点向革命老区、民族地区、边疆地区、贫困地区倾斜。大力发展节水灌溉,推广渠道防渗、管道输水、喷灌滴灌等技术,扩大节水、抗旱设备补贴范围。积极发展旱作农业,采用地膜覆盖、深松深耕、保护性耕作等技术。稳步发展牧区水利,建设节水高效灌溉饲草料地。
(七)加快中小河流治理和小型水库除险加固。中小河流治理要优先安排洪涝灾害易发、保护区人口密集、保护对象重要的河流及河段,加固堤岸,清淤疏浚,使治理河段基本达到国家防洪标准。巩固大中型病险水库除险加固成果,加快小型病险水库除险加固步伐,尽快消除水库安全隐患,恢复防洪库容,增强水资源调控能力。推进大中型病险水闸除险加固。山洪地质灾害防治要坚持工程措施和非工程措施相结合,抓紧完善专群结合的监测预警体系,加快实施防灾避让和重点治理。
(八)抓紧解决工程性缺水问题。加快推进西南等工程性缺水地区重点水源工程建设,坚持蓄引提与合理开采地下水相结合,以县域为单元,尽快建设一批中小型水库、引提水和连通工程,支持农民兴建小微型水利设施,显著提高雨洪资源利用和供水保障能力,基本解决缺水城镇、人口较集中乡村的供水问题。
(九)提高防汛抗旱应急能力。尽快健全防汛抗旱统一指挥、分级负责、部门协作、反应迅速、协调有序、运转高效的应急管理机制。加强监测预警能力建设,加大投入,整合资源,提高雨情汛情旱情预报水平。建立专业化与社会化相结合的应急抢险救援队伍,着力推进县乡两级防汛抗旱服务组织建设,健全应急抢险物资储备体系,完善应急预案。建设一批规模合理、标准适度的抗旱应急水源工程,建立应对特大干旱和突发水安全事件的水源储备制度。加强人工增雨(雪)作业示范区建设,科学开发利用空中云水资源。
(十)继续推进农村饮水安全建设。到2013年解决规划内农村饮水安全问题,“十二五”期间基本解决新增农村饮水不安全人口的饮水问题。积极推进集中供水工程建设,提高农村自来水普及率。有条件的地方延伸集中供水管网,发展城乡一体化供水。加强农村饮水安全工程运行管理,落实管护主体,加强水源保护和水质监测,确保工程长期发挥效益。制定支持农村饮水安全工程建设的用地政策,确保土地供应,对建设、运行给予税收优惠,供水用电执行居民生活或农业排灌用电价格。
四、全面加快水利基础设施建设
(十一)继续实施大江大河治理。进一步治理淮河,搞好黄河下游治理和长江中下游河势控制,继续推进主要江河河道整治和堤防建设,加强太湖、洞庭湖、鄱阳湖综合治理,全面加快蓄滞洪区建设,合理安排居民迁建。搞好黄河下游滩区安全建设。“十二五”期间抓紧建设一批流域防洪控制性水利枢纽工程,不断提高调蓄洪水能力。加强城市防洪排涝工程建设,提高城市排涝标准。推进海堤建设和跨界河流整治。
(十二)加强水资源配置工程建设。完善优化水资源战略配置格局,在保护生态前提下,尽快建设一批骨干水源工程和河湖水系连通工程,提高水资源调控水平和供水保障能力。加快推进南水北调东中线一期工程及配套工程建设,确保工程质量,适时开展南水北调西线工程前期研究。积极推进一批跨流域、区域调水工程建设。着力解决西北等地区资源性缺水问题。大力推进污水处理回用,积极开展海水淡化和综合利用,高度重视雨水、微咸水利用。
(十三)搞好水土保持和水生态保护。实施国家水土保持重点工程,采取小流域综合治理、淤地坝建设、坡耕地整治、造林绿化、生态修复等措施,有效防治水土流失。进一步加强长江上中游、黄河上中游、西南石漠化地区、东北黑土区等重点区域及山洪地质灾害易发区的水土流失防治。继续推进生态脆弱河流和地区水生态修复,加快污染严重江河湖泊水环境治理。加强重要生态保护区、水源涵养区、江河源头区、湿地的保护。实施农村河道综合整治,大力开展生态清洁型小流域建设。强化生产建设项目水土保持监督管理。建立健全水土保持、建设项目占用水利设施和水域等补偿制度。
(十四)合理开发水能资源。在保护生态和农民利益前提下,加快水能资源开发利用。统筹兼顾防洪、灌溉、供水、发电、航运等功能,科学制定规划,积极发展水电,加强水能资源管理,规范开发许可,强化水电安全监管。大力发展农村水电,积极开展水电新农村电气化县建设和小水电代燃料生态保护工程建设,搞好农村水电配套电网改造工程建设。
(十五)强化水文气象和水利科技支撑。加强水文气象基础设施建设,扩大覆盖范围,优化站网布局,着力增强重点地区、重要城市、地下水超采区水文测报能力,加快应急机动监测能力建设,实现资料共享,全面提高服务水平。健全水利科技创新体系,强化基础条件平台建设,加强基础研究和技术研发,力争在水利重点领域、关键环节和核心技术上实现新突破,获得一批具有重大实用价值的研究成果,加大技术引进和推广应用力度。提高水利技术装备水平。建立健全水利行业技术标准。推进水利信息化建设,全面实施“金水工程”,加快建设国家防汛抗旱指挥系统和水资源管理信息系统,提高水资源调控、水利管理和工程运行的信息化水平,以水利信息化带动水利现代化。加强水利国际交流与合作。
五、建立水利投入稳定增长机制
(十六)加大公共财政对水利的投入。多渠道筹集资金,力争今后10年全社会水利年平均投入比2010年高出一倍。发挥政府在水利建设中的主导作用,将水利作为公共财政投入的重点领域。各级财政对水利投入的总量和增幅要有明显提高。进一步提高水利建设资金在国家固定资产投资中的比重。大幅度增加中央和地方财政专项水利资金。从土地出让收益中提取10%用于农田水利建设,充分发挥新增建设用地土地有偿使用费等土地整治资金的综合效益。进一步完善水利建设基金政策,延长征收年限,拓宽来源渠道,增加收入规模。完善水资源有偿使用制度,合理调整水资源费征收标准,扩大征收范围,严格征收、使用和管理。有重点防洪任务和水资源严重短缺的城市要从城市建设维护税中划出一定比例用于城市防洪排涝和水源工程建设。切实加强水利投资项目和资金监督管理。
(十七)加强对水利建设的金融支持。综合运用财政和货币政策,引导金融机构增加水利信贷资金。有条件的地方根据不同水利工程的建设特点和项目性质,确定财政贴息的规模、期限和贴息率。在风险可控的前提下,支持农业发展银行积极开展水利建设中长期政策性贷款业务。鼓励国家开发银行、农业银行、农村信用社、邮政储蓄银行等银行业金融机构进一步增加农田水利建设的信贷资金。支持符合条件的水利企业上市和发行债券,探索发展大型水利设备设施的融资租赁业务,积极开展水利项目收益权质押贷款等多种形式融资。鼓励和支持发展洪水保险。提高水利利用外资的规模和质量。
(十八)广泛吸引社会资金投资水利。鼓励符合条件的地方政府融资平台公司通过直接、间接融资方式,拓宽水利投融资渠道,吸引社会资金参与水利建设。鼓励农民自力更生、艰苦奋斗,在统一规划基础上,按照多筹多补、多干多补原则,加大一事一议财政奖补力度,充分调动农民兴修农田水利的积极性。结合增值税改革和立法进程,完善农村水电增值税政策。完善水利工程耕地占用税政策。积极稳妥推进经营性水利项目进行市场融资。
六、实行最严格的水资源管理制度
(十九)建立用水总量控制制度。确立水资源开发利用控制红线,抓紧制定主要江河水量分配方案,建立取用水总量控制指标体系。加强相关规划和项目建设布局水资源论证工作,国民经济和社会发展规划以及城市总体规划的编制、重大建设项目的布局,要与当地水资源条件和防洪要求相适应。严格执行建设项目水资源论证制度,对擅自开工建设或投产的一律责令停止。严格取水许可审批管理,对取用水总量已达到或超过控制指标的地区,暂停审批建设项目新增取水;对取用水总量接近控制指标的地区,限制审批新增取水。严格地下水管理和保护,尽快核定并公布禁采和限采范围,逐步削减地下水超采量,实现采补平衡。强化水资源统一调度,协调好生活、生产、生态环境用水,完善水资源调度方案、应急调度预案和调度计划。建立和完善国家水权制度,充分运用市场机制优化配置水资源。
(二十)建立用水效率控制制度。确立用水效率控制红线,坚决遏制用水浪费,把节水工作贯穿于经济社会发展和群众生产生活全过程。加快制定区域、行业和用水产品的用水效率指标体系,加强用水定额和计划管理。对取用水达到一定规模的用水户实行重点监控。严格限制水资源不足地区建设高耗水型工业项目。落实建设项目节水设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产制度。加快实施节水技术改造,全面加强企业节水管理,建设节水示范工程,普及农业高效节水技术。抓紧制定节水强制性标准,尽快淘汰不符合节水标准的用水工艺、设备和产品。
(二十一)建立水功能区限制纳污制度。确立水功能区限制纳污红线,从严核定水域纳污容量,严格控制入河湖排污总量。各级政府要把限制排污总量作为水污染防治和污染减排工作的重要依据,明确责任,落实措施。对排污量已超出水功能区限制排污总量的地区,限制审批新增取水和入河排污口。建立水功能区水质达标评价体系,完善监测预警监督管理制度。加强水源地保护,依法划定饮用水水源保护区,强化饮用水水源应急管理。建立水生态补偿机制。
(二十二)建立水资源管理责任和考核制度。县级以上地方政府主要负责人对本行政区域水资源管理和保护工作负总责。严格实施水资源管理考核制度,水行政主管部门会同有关部门,对各地区水资源开发利用、节约保护主要指标的落实情况进行考核,考核结果交由干部主管部门,作为地方政府相关领导干部综合考核评价的重要依据。加强水量水质监测能力建设,为强化监督考核提供技术支撑。
七、不断创新水利发展体制机制
(二十三)完善水资源管理体制。强化城乡水资源统一管理,对城乡供水、水资源综合利用、水环境治理和防洪排涝等实行统筹规划、协调实施,促进水资源优化配置。完善流域管理与区域管理相结合的水资源管理制度,建立事权清晰、分工明确、行为规范、运转协调的水资源管理工作机制。进一步完善水资源保护和水污染防治协调机制。
(二十四)加快水利工程建设和管理体制改革。区分水利工程性质,分类推进改革,健全良性运行机制。深化国有水利工程管理体制改革,落实好公益性、准公益性水管单位基本支出和维修养护经费。中央财政对中西部地区、贫困地区公益性工程维修养护经费给予补助。妥善解决水管单位分流人员社会保障问题。深化小型水利工程产权制度改革,明确所有权和使用权,落实管护主体和责任,对公益性小型水利工程管护经费给予补助,探索社会化和专业化的多种水利工程管理模式。对非经营性政府投资项目,加快推行代建制。充分发挥市场机制在水利工程建设和运行中的作用,引导经营性水利工程积极走向市场,完善法人治理结构,实现自主经营、自负盈亏。
(二十五)健全基层水利服务体系。建立健全职能明确、布局合理、队伍精干、服务到位的基层水利服务体系,全面提高基层水利服务能力。以乡镇或小流域为单元,健全基层水利服务机构,强化水资源管理、防汛抗旱、农田水利建设、水利科技推广等公益性职能,按规定核定人员编制,经费纳入县级财政预算。大力发展农民用水合作组织。
(二十六)积极推进水价改革。充分发挥水价的调节作用,兼顾效率和公平,大力促进节约用水和产业结构调整。工业和服务业用水要逐步实行超额累进加价制度,拉开高耗水行业与其他行业的水价差价。合理调整城市居民生活用水价格,稳步推行阶梯式水价制度。按照促进节约用水、降低农民水费支出、保障灌排工程良性运行的原则,推进农业水价综合改革,农业灌排工程运行管理费用由财政适当补助,探索实行农民定额内用水享受优惠水价、超定额用水累进加价的办法。
八、切实加强对水利工作的领导
(二十七)落实各级党委和政府责任。各级党委和政府要站在全局和战略高度,切实加强水利工作,及时研究解决水利改革发展中的突出问题。实行防汛抗旱、饮水安全保障、水资源管理、水库安全管理行政首长负责制。各地要结合实际,认真落实水利改革发展各项措施,确保取得实效。各级水行政主管部门要切实增强责任意识,认真履行职责,抓好水利改革发展各项任务的实施工作。各有关部门和单位要按照职能分工,尽快制定完善各项配套措施和办法,形成推动水利改革发展合力。把加强农田水利建设作为农村基层开展创先争优活动的重要内容,充分发挥农村基层党组织的战斗堡垒作用和广大党员的先锋模范作用,带领广大农民群众加快改善农村生产生活条件。
(二十八)推进依法治水。建立健全水法规体系,抓紧完善水资源配置、节约保护、防汛抗旱、农村水利、水土保持、流域管理等领域的法律法规。全面推进水利综合执法,严格执行水资源论证、取水许可、水工程建设规划同意书、洪水影响评价、水土保持方案等制度。加强河湖管理,严禁建设项目非法侵占河湖水域。加强国家防汛抗旱督察工作制度化建设。健全预防为主、预防与调处相结合的水事纠纷调处机制,完善应急预案。深化水行政许可审批制度改革。科学编制水利规划,完善全国、流域、区域水利规划体系,加快重点建设项目前期工作,强化水利规划对涉水活动的管理和约束作用。做好水库移民安置工作,落实后期扶持政策。
(二十九)加强水利队伍建设。适应水利改革发展新要求,全面提升水利系统干部职工队伍素质,切实增强水利勘测设计、建设管理和依法行政能力。支持大专院校、中等职业学校水利类专业建设。大力引进、培养、选拔各类管理人才、专业技术人才、高技能人才,完善人才评价、流动、激励机制。鼓励广大科技人员服务于水利改革发展第一线,加大基层水利职工在职教育和继续培训力度,解决基层水利职工生产生活中的实际困难。广大水利干部职工要弘扬“献身、负责、求实”的水利行业精神,更加贴近民生,更多服务基层,更好服务经济社会发展全局。
(三十)动员全社会力量关心支持水利工作。加大力度宣传国情水情,提高全民水患意识、节水意识、水资源保护意识,广泛动员全社会力量参与水利建设。把水情教育纳入国民素质教育体系和中小学教育课程体系,作为各级领导干部和公务员教育培训的重要内容。把水利纳入公益性宣传范围,为水利又好又快发展营造良好舆论氛围。对在加快水利改革发展中取得显著成绩的单位和个人,各级政府要按照国家有关规定给予表彰奖励。
加快水利改革发展,使命光荣,任务艰巨,责任重大。我们要紧密团结在以胡锦涛同志为总书记的党中央周围,与时俱进,开拓进取,扎实工作,奋力开创水利工作新局面!
❼ 海水淡化为何被称为第九个奇迹
解决世界水资源缺乏问题
海水与淡水的比高达90%以上
现在水资源很是缺乏 能将海水转成淡水 怎能不是一奇迹
❽ 目前全国都有哪些海水淡化在建工程
目前我国海水淡化水日产量约为3.1万立方米,在建和待建工程的生产能力达到日产淡水.1万立方米。预计到2010年,海水利用对解决我国沿海地区缺水问题贡献率可达16%到24%。
淡化海水的成本高于生产自来水,这是影响海水淡化技术推广的主要因素。专家介绍,我国海水淡化技术日益成熟,主体设备国产化水平提高,目前每吨淡化水的成本已经降到了5元左右。随着海水淡化进一步规模化、产业化,居民喝海水淡化水将是寻常事。
海水可以代替淡水,作为工业用水和部分生活用水直接利用。工业生产可以用海水进行冷却。目前我国的海水直流冷却技术正在推广,海水循环冷却技术也已进入产业化示范阶段,有关指标居世界先进水平。海水冲厕、海水消防是直接利用海水的一大途径。在青岛等地,这类用水已开始直接采用海水。预计到2010 年,利用海水冲厕的建筑物总面积将达到200万平方米。
“蓝色矿藏”待开掘海水是“蓝色矿藏”。海水不仅能制盐,还可提取高附加值的海洋精细化工产品,目前全世界每年从海洋中提取镁和氧化镁260多万吨、溴20万吨。更妙的是,在化妆品、食品中也能添加深海纯净海水。
海水淡化与饮用水
一、引言
水是生命之源。人要维持生命就得饮水,人要延年益寿就得饮用无污染和有健康作用的水。不仅人的生命离不开水,工农业生产也都离不开水。所以,水对人类的生存发展至关重要,特别是在人类面临缺水“水不久将成为一种严重的社会危机。石油危机之后的下一个危机便是水”的严峻情况下,解决水的问题引起了全世界的关注。联合国早在1977年召开的水问题大会,就向全世界发出了上述警告。
将近30年来,无论是发展中国家还是发达国家,解决水的问题已经成为保证人们正常生活和经济可持续发展的重要任务。解决饮用水的任务有三,第一要有水饮用,解决缺水问题,第二不能饮用有污染的水,解决水防污染问题,第三要饮用对人体有健康作用的水,解决饮用水的活化处理问题。饮用水这三个方面的任务,虽有轻重缓急不同,但从保证人的健康看,都是必须解决,统筹发展。本文联系解决饮用水任务的三个方面,讨论我国发展海水利用和淡化海水做饮用水的问题和建议。
二、“水”是人类的永恒课题
从宇宙飞船看地球,地球是一个兰色的水球。但是,这个大水球中可供人类直接使用的淡水却不到3%,而且,其中绝大部分,约88%的水人类很难用上,它们是以冰的状况存在于南极和北极,可供人类使用的只剩下12%的江河、湖泊和地下水。地下水还不能超量采用,否则会引起地面下沉,给人们带来灾难。地球上这3%的水又是处于变化中,海洋和陆地的水接受太阳热量蒸发成汽升腾到大气中,大气又使水蒸气降温形成雨和雪落回大地,造就了地面上的河流、湖泊和部分地下水。而雨雪落回地面的时空分布是很不均匀的,这就造成了地球上水资源时空分布不均衡,造成有些地区,有些时间洪涝和干旱不断发生。随着世界人口增长和人们生活水平的高级化、多样化和经济的迅速发展,使人类对水的需求量又越来越大,加上人们对自然生态环境的破坏和对水的污染,无疑是对一些干旱,半干旱国家雪上加霜。所以解决缺水,包括解决资源性缺水和污染性缺水对人类的生存发展将是一个永恒性的课题。
关于缺水问题,国际上有一个公认的衡量标准,一般认为这个国家的人均每年占有可更新淡水量,在1700吨以下,视为缺水国家,在1000吨以下视为严重缺水国家。目前,世界上占人口的40%,80多个国家严重缺水。中东地区缺水最为严重。沙特每年人均占有水量只是249吨,科威特95吨,以色列300吨,埃及936吨。缺水不仅影响一个国家经济发展和人们的正常生活,而且还将引起国家间冲突。联合国全球变暖问题研究小组主席、著名气象学家约翰.堆顿爵士认为,随着全球变暖导致一些对立国家为争夺日益减少的水资源发生冲突,21世纪将爆发水资源战争。1993年第47届联大决定每年3月22日为“世界水日”,号召世界各国对全球普遍存在的水资源紧缺和水污染问题引起警觉,并开展相应活动,提高公众的水患意识,是非常正确的。
我国也是一个严重缺水的国家。虽然水资源有2.8万亿m3,居世界第六位,人均资源量有2220m3。但是联合国把我国也列入贫水国家之列,因为我国水资源时空分布极不均衡,水资源时间集中,每年汛期连续4个月,水资源中有2/3是洪水很难利用。水资源的地区分布不匹配,黄河、淮河、海河流域,土地面积占全国的13.4%,耕地占39%,人口占35%,GDP(国内生产总值)占32%,可水资源量仅占7.7%,人均约500m3。近几年长江以北地区连续干旱,天津市去年已经动用了潘家口水库的死库容,又紧急开始了引黄济津的应急调水工程。威海市去年为对付“缺水” 制定了超过用水定额1 m3 水费加价40倍的措施。加之水的污染,我国多雨水的南方也不同程度的存在着污染性缺水,有的地区还相当严重。所以,面对“缺水”的严重局面,要确保人们正常生活和国民经济的可持续发展,解决缺水的问题,也是我国一个长远性的战略任务。
三.人类能够战胜“缺水”危机
只要各国人民在解决水的问题上永不懈怠,积极开源节流,积极进行水利工程建设,发展农业滴灌等节水工程,发达国家能够对穷困地区伸出援助之手,就一定能够战胜世界性的“缺水”危机。中东早就是“缺水”地区。他们利用发达国家的技术发展海水利用和海水淡化,发展农业滴灌工程对缓解本国淡水紧缺的危机起了重要利用。他们的经验是值得关注的。
我国在水问题上既有水多(洪、涝)的麻烦,又有水少(干旱)的担忧。我们必须有一个长远的防洪方案、一个战胜干旱的开源节水方案、一个强有力的防止水污染方案,加上贯彻得力、我们也完全可以战胜“缺水”的困扰。
当前,我们在战胜“缺水”的问题上,认识还不统一,步调还不一致,贯彻不得力,甚至还存在制造“缺水”的严重现象。例如我们的工农业生产中和人民生活上对水的浪费很大,严重忽视节流;在开源上比较看重引水,却对雨水的利用,对城市污水的利用,特别是对取之不尽的海水利用不够重视不够重视,对河流、湖泊的水土保持、对防止水污染不重视,因此说,当前我国水的开源和节流局面是不理,想的。就其原因,主要是缺乏水资源意识、缺乏水资源忧患意识,缺乏保护水土生态环境意识,因此,造成植被破坏,水土流失,河流、湖泊、地下水污染严重的局面。
观念是行动的指导。我国应该利用每年的“世界水日”开展水资源意识、水资源忧患意识,保护水土生态环境意识的宣传活动,提高公众的水患意识。特别是让我们的各级干部对水患警觉起来是很重要的。我们是社会主义国家,从理论上说是最讲人类可持续发展的国家,我们在水资源可持续利用问题上,应努力成为世界的榜样。
四.发展海水利用和海水淡化的重大意义和途径
地球上97%以上的水是人类难以直接利用的海水。这个巨大的海水水体蕴藏着 取之不尽、用之不竭的巨量淡水资源和其他丰富的物质资源。当前,人类在面临陆上淡水紧缺和物质资源不断的威胁下,开发利用占96.5%的淡水资源和占3.5%的各种丰富的矿物资源是发展的必然趋势。对我国来说开发海水利用,也是解决缺水困扰,发展国民经济、建设海上强国具有重大的战略意义战略措施。
但是,对开发利用海水资源,缓解我国缺水形势的战略意义,在我国尚未引起足够重视。海水水资源的开发利用有海水直接利用和海水淡化利用。海水直接利用的用水量很大,缓解沿海工业城市缺水起着重要作用。据统计,沿海城市用水总量的80%以上是工业用水,而工业用水的80%以上是工业冷却水。目前,发达国家沿海城市中的电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、食品等工业,以海水做冷却水已达90%以上。我国的大连、青岛、天津、上海等沿海城市企业也已开始用海水冷却、冲洗、印染、化盐了,但还远不及发达国家。利用海水冲厕,我国香港特区已有近40年的历史,而我国沿海缺水城市中,还没有一个城市利用海水冲厕的。
海水淡化利用在国外发展也很快。据1998年国际脱盐协会调查报告统计,全世界100m3/d以上的海水淡化装置共计12451台,造水总量已达2273.5万m3/d。比上一个调查周期的统计数,台数增加39%,造水总量增加64%。特别是中东一些国家发展更快。据报道沙特60年代就大规模发展海水淡化产业了,成立了海水淡化总公司,全面负责海水淡化工程建设和管理。他们已建立了25个世界大型海水淡化厂,修建了一条世界最长的海水淡化输水管线,管线直径1.5米,长466公里,由东部把淡化水输送到首都利亚得。沙特的海水淡化产业不仅解决了西部缺水问题,还为1/3地区提供了电力。近20年来,我国海水淡化有了较大发展,不少岛屿建立了供居民饮水的海水淡化厂,沿海工业,如发电厂已经开始用海水淡化供做锅炉用水。但是总的看,发展也不快。
就其原因还是认识和习惯势力问题。当前要加快我国海水利用及其产业发展,必须加大宣传力度,不仅加大宣传水患意识力度,还要加大海水利用的科普宣传力度,要使人们充分认识到海水利用的重大意义和现实可行性。同时也要有一个加快发展海水利用及其产业的正确途径。我们认为发展海水利用必须以效益为中心,从技术和工艺管理上对降低成本下工夫;在科研成果产业化和国外先进技术国产化基础上,积极发展海水综合利用;采用国家支持的海水利用示范工程和示范区建设,以点带面,发展联合企业等手段,是加快海水利用和海水淡化及其产业发展的重要途径。我们希望象天津、青岛、烟台、大连、舟山等严重缺水的城市,能率先大力发展海水利用和海水淡化,国家支持的示范工程、示范地区建设,首先能在这些城市开发结果。
五.关注海水淡化饮用水的活化处理
海水利用和海水淡化只能解决饮用水的资源性和污染性缺水问题,还没有解决饮用健康水的问题。因为淡化海水是一种蒸馏水或纯净水。而蒸馏水和纯净水,根据近年来一些专家的研究和试验,发现是一种不含氧,含有有害挥发性物质的退化水。长期饮用对人体健康不利,会导致骨质疏松、神经麻痹等症状。几年前上海市政府已不允许幼儿园孩子饮用纯净水了。目前,这个问题尚未引起全社会的关注。市场销售不经过活化处理的蒸馏水、纯净水还很普遍。所以大力推进海水淡化作饮用水的同时,必须跟着解决淡化海水上活化处理工艺的问题。做到这一点,除企业的努力外,还必须有国家相应政策规定和支持。
2000年我们承担完成了一个国家软科学研究项目,即“加快我国海水利用技术产业发展及政策研究”课题,其中就有利用发电厂生产的多余淡化海水做饮用水的问题。我们请李复兴教授参加了这一课题的研究工作,希望在海水淡化做饮用水的领域推广应用他们的研究成果,不至于我们把好事没有做好。关于淡化海水活化处理的具体问题,本文不再费笔墨了。
六.几点建议
1.增强海水资源开发利用意识。积极宣传增强全民族,特别是各级干部向海水要淡水,要财富的开发意识,增强向生产的广度和深度进军的责任感、使命感,使人们坚信开发利用海水的淡水资源和物质资源是有无限发展前景的,对国民经济可持续发展有着重大意义。
2.要搞海水示范工程、示范区建设。例如国家支持建立沿海发电厂的海水综合利用示范工程(包括淡化海水作饮用水活化处理项目),建立沿海城市居民海水冲厕示范区,这对加快发展海水利用事业,将能起到事半功倍的作用。
3.企业是市场的主体,建立发展海水的联合企业。结合各种示范工程项目,把国内科研单位与企业联合起来,把企业与企业联合起来,把海水利用装备制造企业与海水利用企业联合起来,成立海水利用技术工程公司等。
4.淡化海水的活化工艺处理,要有国家的政策规定和扶持。淡化海水的活化处理要靠市场机制,更要加大政府政策的支持力度,如发展环保产业一样,要有政府规定,才能更好地处理活化处理饮用工艺的推广,有利于人民的健康。淡化海水作饮用水,才能让人放心。
我们为何不通过淡化海水获得更多的饮用水
解答专家:彼得·H·格莱克(Peter H.Gleick),美国太平洋研究院,该机构位于美国加利福尼亚州奥克兰市,是一个非盈利性环境和水政策公共智囊团
海水淡化需要消耗大量能源,因而需要大量金钱。不同地方海水淡化的价格变化极大,用海水生产一立方米淡水的价格可从不到1 美元上升到数美元不等,并且减少海水淡化能源需求量方面的成就一直
未能跟上能源费用上升的速度。从河水或含水地层抽取淡水的费用低得多——每立方米约为10 ~ 20 美分, 农业用水的费用常常还要更低一些。因此,海水淡化供水量仅占人类淡水需求总量的0.5%。
海水淡化还必须承担环境费用:海水抽吸有可能吸进微型海洋生物,扰乱食物链,而且淡化过程剩余的盐水浓度极高,如果将它排回海洋,会危害沿海生态系统。
尽管如此,随着其他水源消耗殆尽和淡水价格的升高,人们对海水淡化的兴趣不断增长。为了更有效地使用水资源,人们还必须做大量的工作,但是随着全球人口不断增长和供水量日益减少,可能不久之后,经济趋势就会转而支持通过海水淡化的方式来解决淡水供应问题。
❾ 地理问题
一、黄河三角洲建设抄高效生态经济区的条件:
1.处在河流三角洲地区,地形平整,有利于规模化产业化发展;
2.处在温带季风气候区,气候湿润;
3.靠近海洋,交通便利,且水运成本较低;
4.北连京津唐地区,南近长江三角洲,东与日本韩国隔海相望,市场广大;
5.地处山东,毗连京津,靠近北方经济中心,经济发展基础较好,而且技术条件优异。
二、西北区为我国生态环境最为脆弱地区的主要因素及原因。
1.西北地区地处内陆,不易受季风影响,为温带大陆性气候,降水稀少,从而不利于植被的生长,由此导致生态脆弱;
2.西北地区经济发展水平滞后,人们的生产经营方式常常是粗放式经营,过度放牧,滥砍乱伐现象严重,生态严重失去平衡;
3.西北地区资源丰富,在开采资源过程中不注意保护环境,加上资源的过度开发,带来环境的严重恶化。
这是根据我初高中学过的地理知识来回答的,希望能帮到你。