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在跨入21世紀(jì)之際，人類將面臨實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在有限資源和環(huán)保嚴(yán)格要求的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟(jì)已成為全球熱點(diǎn)問題。而能源問題將更為突出，不僅表現(xiàn)在 常規(guī)能源的匱乏不足，更重要的是化石能源的開發(fā)利用帶來了一系列問題，如環(huán)境污染，溫室效應(yīng)都與化石燃料的燃燒有關(guān)。目前的環(huán)境問題，很大程度上是由于能源特別是化石能源 的開發(fā)利用造成的。因此，人類要解決上述能源問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源。太陽能以其獨(dú)具的優(yōu)勢，其開發(fā)利用必將在21世紀(jì)得 到長足的發(fā)展，并終將在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移中擔(dān)綱重任，成為21世紀(jì)后期的主導(dǎo)能源。?
1.太陽能與化石能源的簡要比較
1．1化石能源帶來的問題
(1)能源短缺
由于常規(guī)能源的有限性和分布的不均勻性，造成了世界上大部分國家能源供應(yīng)不足，不能滿足其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。從長遠(yuǎn)來看，全球已探明的石油儲量只能用到2020年，天然氣也只能 延續(xù)到2040年左右，即使儲量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。因此，如不盡早設(shè)法解決化石能源的替代能源，人類遲早將面臨化石燃料枯竭的危機(jī)局面。
(2)環(huán)境污染
當(dāng)前，由于燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬噸硫等有害物質(zhì)拋向天空，使大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，直接影響居民的身體健康和生活質(zhì)量；局部地區(qū)形成酸雨，嚴(yán)重污染水土。這些問題最終將迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，依靠利用太陽能等可再生潔凈能源來解決。
(3)溫室效應(yīng)
化石能源的利用不僅造成環(huán)境污染，同時由于排放大量的溫室氣體而產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起全 球氣候變化。這一問題已提到全球的議事日程，其影響甚至已超過了對環(huán)境的污染，有關(guān)國際組織已召開多次會議，限制各國CO2等溫室氣體的排放量。
1．2 陽能資源及其開發(fā)利用特點(diǎn)
(1)儲量的“無限性”
太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。太陽每秒鐘放射的能量大約是1.6×1023kW，其中到達(dá)地球的能量高達(dá)8×1013kW，相當(dāng)于6×109t標(biāo)準(zhǔn)煤。按此計算，一年內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤共約1.892×1013千億t，是目前世界主要能源探明儲量的一萬倍〔2〕。太陽的壽命至少尚有40億年，相對于人類歷史來說，太陽可源源不斷供給地球的時間可以說是無限的。相對于常規(guī)能源的有限性，太陽能具有儲量的“無限性”，取之不盡，用之不竭。這就決定了開發(fā)利用太陽能將是人類解決常規(guī)能源匱乏、枯竭的最有效途徑。?
(2)存在的普遍性
雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽能輻射的不均勻，但相對于其他能源來說，太陽能對于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。這就為常規(guī)能源缺乏的國家和地區(qū)解決能源問題提供了美好前景。?
(3)利用的清潔性
太陽能像風(fēng)能、潮汐能等潔凈能源一樣，其開發(fā)利用時幾乎不產(chǎn)生任何污染，加之其儲量的無限性，是人類理想的替代能源。
(4)利用的經(jīng)濟(jì)性
可以從兩個方面看太陽能利用的經(jīng)濟(jì)性。一是太陽能取之不盡，用之不竭，而且在接收太陽能時不征收任何“稅”，可以隨地取用；二是在目前的技術(shù)發(fā)展水平下，有些太陽能利用已具經(jīng)濟(jì)性，如太陽能熱水器一次投入較高，但其使用過程不耗能，而電熱水器和燃?xì)鉄崴髟谑褂脮r仍需耗費(fèi)，有關(guān)研究結(jié)果表明〔3〕，太陽能熱水器已具很強(qiáng)的競爭力。隨著科技的發(fā)展以及人類開發(fā)利用太陽能的技術(shù)突破，太陽能利用的經(jīng)濟(jì)性將會更明顯。
1.3 21世紀(jì)后期太陽能將占主導(dǎo)地位
世界各國，尤其發(fā)達(dá)國家對21世紀(jì)的能源問題都特別關(guān)注。由于化石能源儲量的有限性和利用的污染性，各國專家都看好太陽能等可再生能源，盡管目前太陽能的利用僅在世界能源消費(fèi)中占很小的一部分。如果說20世紀(jì)是石油世紀(jì)的話，那么21世紀(jì)則是可再生能源的世紀(jì)， 太陽能的世紀(jì)。據(jù)權(quán)威專家估計，如果實(shí)施強(qiáng)化可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略，到下世紀(jì)中葉，可再生能源可占世界電力市場的3/5，燃料市場的2/5。在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中，太陽能處于突出位置。美國的馬奇蒂博士對世界一次能源替代趨勢的研究結(jié)果表明，太陽能將在21世紀(jì)初進(jìn)入一個快速發(fā)展階段，并在2050年左右達(dá)到30%的比例，次于核能居第二位，21世紀(jì)末太陽能將取代核能居第一位〔5〕。殼牌石油公司經(jīng)過長期研究得出結(jié)論，下一世紀(jì)的主要能源是太陽能；日本經(jīng)濟(jì)企劃廳和三洋公司合作研究后則更 樂觀地估計，到2030年，世界電力生產(chǎn)的一半將依靠太陽能。正如世界觀察研 究所的一期報告所指出：正在興起的“太陽經(jīng)濟(jì)”將成為未來全球能源的主流。其最新一期報告則指出，1997年全球太陽電池的銷售量增長了40%，已成為全球發(fā)展最快的能源。
2太陽能開發(fā)利用技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢?
人類利用太陽能已有幾千年的歷史，但發(fā)展一直很緩慢，現(xiàn)代意義上的開發(fā)利用只是近半個 世紀(jì)的事情。1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一塊太陽電池，從此揭開了太陽能開發(fā) 利用的新篇章。之后，太陽能開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展很快，特別是70年代爆發(fā)的世界性的石油危機(jī)有力地促進(jìn)了太陽能開發(fā)利用。經(jīng)過近半個世紀(jì)的努力，太陽能光熱利用技
1.太陽能與化石能源的簡要比較
1．1化石能源帶來的問題
(1)能源短缺
由于常規(guī)能源的有限性和分布的不均勻性，造成了世界上大部分國家能源供應(yīng)不足，不能滿足其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。從長遠(yuǎn)來看，全球已探明的石油儲量只能用到2020年，天然氣也只能 延續(xù)到2040年左右，即使儲量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。因此，如不盡早設(shè)法解決化石能源的替代能源，人類遲早將面臨化石燃料枯竭的危機(jī)局面。
(2)環(huán)境污染
當(dāng)前，由于燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬噸硫等有害物質(zhì)拋向天空，使大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，直接影響居民的身體健康和生活質(zhì)量；局部地區(qū)形成酸雨，嚴(yán)重污染水土。這些問題最終將迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，依靠利用太陽能等可再生潔凈能源來解決。
(3)溫室效應(yīng)
化石能源的利用不僅造成環(huán)境污染，同時由于排放大量的溫室氣體而產(chǎn)生溫室效應(yīng)，引起全 球氣候變化。這一問題已提到全球的議事日程，其影響甚至已超過了對環(huán)境的污染，有關(guān)國際組織已召開多次會議，限制各國CO2等溫室氣體的排放量。
1．2 陽能資源及其開發(fā)利用特點(diǎn)
(1)儲量的“無限性”
太陽能是取之不盡的可再生能源，可利用量巨大。太陽每秒鐘放射的能量大約是1.6×1023kW，其中到達(dá)地球的能量高達(dá)8×1013kW，相當(dāng)于6×109t標(biāo)準(zhǔn)煤。按此計算，一年內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤共約1.892×1013千億t，是目前世界主要能源探明儲量的一萬倍〔2〕。太陽的壽命至少尚有40億年，相對于人類歷史來說，太陽可源源不斷供給地球的時間可以說是無限的。相對于常規(guī)能源的有限性，太陽能具有儲量的“無限性”，取之不盡，用之不竭。這就決定了開發(fā)利用太陽能將是人類解決常規(guī)能源匱乏、枯竭的最有效途徑。?
(2)存在的普遍性
雖然由于緯度的不同、氣候條件的差異造成了太陽能輻射的不均勻，但相對于其他能源來說，太陽能對于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。這就為常規(guī)能源缺乏的國家和地區(qū)解決能源問題提供了美好前景。?
(3)利用的清潔性
太陽能像風(fēng)能、潮汐能等潔凈能源一樣，其開發(fā)利用時幾乎不產(chǎn)生任何污染，加之其儲量的無限性，是人類理想的替代能源。
(4)利用的經(jīng)濟(jì)性
可以從兩個方面看太陽能利用的經(jīng)濟(jì)性。一是太陽能取之不盡，用之不竭，而且在接收太陽能時不征收任何“稅”，可以隨地取用；二是在目前的技術(shù)發(fā)展水平下，有些太陽能利用已具經(jīng)濟(jì)性，如太陽能熱水器一次投入較高，但其使用過程不耗能，而電熱水器和燃?xì)鉄崴髟谑褂脮r仍需耗費(fèi)，有關(guān)研究結(jié)果表明〔3〕，太陽能熱水器已具很強(qiáng)的競爭力。隨著科技的發(fā)展以及人類開發(fā)利用太陽能的技術(shù)突破，太陽能利用的經(jīng)濟(jì)性將會更明顯。
1.3 21世紀(jì)后期太陽能將占主導(dǎo)地位
世界各國，尤其發(fā)達(dá)國家對21世紀(jì)的能源問題都特別關(guān)注。由于化石能源儲量的有限性和利用的污染性，各國專家都看好太陽能等可再生能源，盡管目前太陽能的利用僅在世界能源消費(fèi)中占很小的一部分。如果說20世紀(jì)是石油世紀(jì)的話，那么21世紀(jì)則是可再生能源的世紀(jì)， 太陽能的世紀(jì)。據(jù)權(quán)威專家估計，如果實(shí)施強(qiáng)化可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略，到下世紀(jì)中葉，可再生能源可占世界電力市場的3/5，燃料市場的2/5。在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中，太陽能處于突出位置。美國的馬奇蒂博士對世界一次能源替代趨勢的研究結(jié)果表明，太陽能將在21世紀(jì)初進(jìn)入一個快速發(fā)展階段，并在2050年左右達(dá)到30%的比例，次于核能居第二位，21世紀(jì)末太陽能將取代核能居第一位〔5〕。殼牌石油公司經(jīng)過長期研究得出結(jié)論，下一世紀(jì)的主要能源是太陽能；日本經(jīng)濟(jì)企劃廳和三洋公司合作研究后則更 樂觀地估計，到2030年，世界電力生產(chǎn)的一半將依靠太陽能。正如世界觀察研 究所的一期報告所指出：正在興起的“太陽經(jīng)濟(jì)”將成為未來全球能源的主流。其最新一期報告則指出，1997年全球太陽電池的銷售量增長了40%，已成為全球發(fā)展最快的能源。
2太陽能開發(fā)利用技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢?
人類利用太陽能已有幾千年的歷史，但發(fā)展一直很緩慢，現(xiàn)代意義上的開發(fā)利用只是近半個 世紀(jì)的事情。1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出世界上第一塊太陽電池，從此揭開了太陽能開發(fā) 利用的新篇章。之后，太陽能開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展很快，特別是70年代爆發(fā)的世界性的石油危機(jī)有力地促進(jìn)了太陽能開發(fā)利用。經(jīng)過近半個世紀(jì)的努力，太陽能光熱利用技
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