各种类发电厂的利弊和发展前景

各种类发电厂的利弊和发展前景摘要 发电厂是指将某种形式的原始能转化为电能以供固定设施或运输用电的动力厂。发电厂的种类繁多，按照原始能来源的不同途径可以分为：火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电场、其他新能源发电厂（如地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发电厂等）。不同种类的发电厂具有各自的弊端和优越性，相应地拥有不同的发展前景。因此，随着现代社会高速发展对用电量的急剧需求，人们必须对发电厂进一步地研究和学习，分析各自的利弊和发展前景，才能在有限的自然资源的环境下，合理地搭配利用不同种类的发电厂，既能实现价值最大化，又能将对环境的破坏程度降低到最小，造福人类！总所周知，发电厂又称发电站，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能（二次能源）的工厂。19世纪末，随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想。随着电机制造技术的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，发电厂随之应运而生。爱迪生1882年在美国纽约珍珠街建立了人类历史上第一个发电厂，经历了1个多世纪的不断完善，发电厂实现了高产能、多元化的快速发展！目前，发电厂按照其发电途径不同可以分成不同种类，各种类的利弊和发展前景如下所示：(1)火力发电厂火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。火力发电是现在电力发展的主力军，目前我国的发电厂主要是燃煤机组，容量占80%。截止2010年底，全国电力总装机容量突破9.62亿千瓦，其中火电装机容量达7.066亿千瓦，约占总装机容量的74.5%。由此可见，火电厂无论是对国民经济的发展，还是人民生活水平的提高，都起着重大作用。但火力电厂存在着不可忽略的弊端：a煤燃烧产生的二氧化硫，是产生酸雨的主要原料。b.燃烧产生的粉尘会使得周围环境的空气变得浑浊，人呼吸这样的空气会使肺部产生病变，严重的还会转化为肺癌。c.冷却水的排放会对下水道的水体迅速升温，影响污水处理厂的运行，严重影响周围居民的饮水安全。纵观未来几年，火电仍占领电力的大部分市场，但火电技术必须不断提高发展，提高燃料利用效率，广泛应用煤的脱硫技术，运用专业的吸收设备对尾气进行除粉尘，才能适应和谐社会的要求。(2)水力发电厂利用水流的动能和势能来生产电能，简称水电厂。水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析，其过程为：水能机械能电能。水力发电是将高处的河水(或湖水、江水)通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电。以水轮发电机组发电的发电厂称为水力发电厂。现阶段，中国经济已进入新的发展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面，生态环境压力持续增大。因此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。另外，大力发展水电事业，开发那些经济落后地区的水力资源，能将自然资源转化为财富输出，以此带动其他产业发展，有力促进地方经济的全面发展。对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐具有不可替代的作用。但水力发电厂建设费用高，发电量受水文和气象条件限制。比如，三峡大坝工程总投资为954.6亿元人民币，历时12年完工，工程量极大！而且改变了长江水系的原有水分分布的时空格局，未来10年将引起一系列生态环境问题，最主要的表现就是下游湖泊、河道珍稀水生生物灭绝、湖泊自净能力下降、河道断流、支流水系两岸生态环境恶化。另外，三峡水库蓄水期间的高水位可能引发地质灾害，包括地震、滑坡、岩崩、泥石流等。(3)核能发电厂核能发电是利用原子反应堆中核燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽(代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂称为核能发电厂，简称核电站。学过物理的人都知道，原子核里面蕴藏着惊人的能量！核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需核燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放，对于发展迅速环境压力较大的中国来说，再合适不过了。但核能的利用还存在着一个严重的问题，核电站在运行时不能出半点差池。乌克兰的切尔诺贝利核电站的核泄漏事故就是最好不过的前车之鉴。该事故造成死亡人数达9.3万人，27万人致癌，经济损失约180亿卢布,随后核污染严重地影响了周边将近20个国家！而且，还有一些非人为的原因（地震，海啸等）而导致核泄漏，比如此前日本震级高达9.0的地震和海啸所引发的核电厂危机，严重地制约着该地区人类的安危。因此，核电的广泛开发还要面临着严峻的挑战！ (4)风力发电厂利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电，由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电场地称为风力发电场。风力发电零污染，清洁，环境效益好，而且我国东北、华北、西北和东部沿海地区都有着丰富的风力资源。但一方面，风力发电的成本高，设备庞大运输组装不便，寿命也短，发电过程中产生的噪音大，影响周边居民的日常生活；另一方面，风力发电将阻滞大气层对流，破坏中国的季风性自然气候，尤其是来自海洋的湿润的东南季风，给中国大陆带来大量的降水，若东南季风被大量的风力发电机拦截，中国大陆将陷入干旱的深渊。 (5)其他新能源电厂太阳能发电厂利用太阳能发电有两大类型：一种是将太阳能直接转变成电能，另一种是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能。太阳的能量是用之不竭，据统计，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，因此太阳能发电具有普遍、无害、长久的优势。但由于太阳光辐射的间断性和散射性，加上目前光电技术不成熟，所以太阳能发电效率低且成本高。地热发电厂地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，其基本原理与火力发电类似，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电经营成本低，环保，零碳排。但前期投入资本巨大，且被目前的技术所限制。比如，前期地质学家得先进行一些前期工作，包括勘察，探钻等方式，来确定某个地方地下是否有足够的地热来提供热源发电。潮汐发电厂潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。但潮汐发电的土建和机电投资大，造价较高，且设备受海水腐蚀严重。就目前的状况，我国的发电厂主要是燃煤机组，容量占80%，其次是水电、核电，占15%左右。其余5%是风能、太阳能和生物质能等。随着科学技术的发展以及人类的自然环境保护意识的加强，在未来几年里，作为传统发电厂的火力发电厂虽然还占据着电力来源的绝大部分，但其发展趋势不再像以前那样迅猛了，每年建造的火力发电厂数量处于平稳稍微下降的趋势，并且火电的技术势必得不断改进，以适应和谐社会的号召。水力发电和风力发电将会不断发展，日益广泛，而且其技术水平发展迅速，接近成熟，因此在未来几年里，这两种类型的发电站在我国的发电厂中占有的比例将迅速增大，是未来电力市场一支强劲的后备力量。核电站固然具有其他电厂不可比拟的优越性，但由于核能的极度危险性，开发利用过程中面临到的各种技术问题，再加上2011年日本福岛核泄漏问题的影响，在人们心里留下了不可抹去的阴影，目前得不到广泛的接受。因此，接下来几年里，核能的发展还比较保守，基本保持在低水平的发展。但由于核能具备极其优越的能量效应，其使用技术和控制技术将不断加深发展，为将来核能的广泛推广打下技术基础。而其他新能源发电厂，由于发展的历程短，其广泛的开发建设必须需要较为成熟的技术基础。但在未来几年里，该领域的发展将得到迅速的发展，特别是全球金融危机爆发以来，新能源凭借其明确的发展前景和对经济较强的拉动作用，在诸多经济体的经济振兴计划中被置于重要位置。发展新能源产业还可逐步降低经济增长对传统能源的依赖程度，提高资源利用效率和清洁化水平，减少经济增长的能源成本和环境成本，有助于经济的可持续快速增长。因此，新能源发电厂将成为我国电力系统等各领域首要发展的对象！