近日,国际市场原油期货价格屡创历史新高,国内煤炭价格也居高不下,人们普遍能感受到能源涨价所带来的压力。发展可再生能源呼声日渐高涨,《政府工作报告》也把“积极发展现代能源原材料产业”列为2008年主要任务之一。可再生能源是清洁能源,是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源的发展瓶颈目前主要是某些技术难题的突破和成本的降低,有色金属行业是可以大有作为的。丰富的太阳辐射能是重要的能源;是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转化为电能,转变率5%,每年发电量相当于目前世界上能耗的40倍。推广太阳能应用,关键在于能否进一步改进制造太阳能电池所应用的材料,以便提高光电转换效率、提高稳定性、减轻重量、降低成本。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。我国风力资源非常丰富,光是陆上可开发的风力资源就达到10亿千瓦级。风力发电机的大型部件———转子轮毂、齿轮箱壳、基板、齿轮和传动轴采用球墨铸铁铸造,这种球墨铸铁合金具有某些关键特性包括优良的低温冲击强度,传统的不含镍的球墨铸铁含有2%~3%的硅,它能使金属强化,但缺点是造成金属的低温脆化,难以达到所要求的力学性能,但在铸造过程中添加0.5%~1%的镍可减少硅的添加量,使材料能够满足风力发电机部件在-20℃下的最低耐冲击性要求。45吨铸件装配的单个发电机含有近半吨的镍。含镍球墨铸铁自从20世纪90年代中期便用于制造涡轮机。
涡轮机的数量也如同其尺寸一样正不断扩大,对材料的要求也在提高。叶片是风力发电机的重要部件,目前世界上的大型风力发电机组额定功率已发展到5000千瓦以上,风轮直径达到115米以上。大型叶片要有相当好的强度,又要尽可能地减轻其重量,以求在相等风力情况下尽可能地提高转速,增大发电功率。潮水每日涨落,周而复始,潮汐能取之不尽,用之不竭。它完全可以发展成为沿海地区生活、生产和国防需要的重要补充能源。潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量。潮汐发电是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。潮汐发电机组长期在海水介质中运行,海水对钢铁有很强的腐蚀作用。如果不采取有效的措施,机组将很快被海水腐蚀。因此,潮汐机组的防腐便成为机组能否长期运行的关键。
此外,水轮机叶片要求高强度耐冲击,还要减轻自重,以便提高转速增大发电功率,这同样是一大研究课题。波浪发电是在海边建造中空的结构,利用波浪起伏的落差,推动结构体内的空气,形成强大的气流来推动涡轮发电,因此波浪发电不像潮汐发电需要建造水坝,对海岸的破坏相对较小,只要浪势稳定的海岸线,就可考虑作波浪发电之用。波浪发电可比潮汐发电更具发展潜力。以美国加州为例,每一哩海岸线用波浪发电的发电量就相当于一座潮汐电厂的数倍。波浪发电目前面临的技术瓶颈与潮汐发电相似。发展可再生能源是一片广阔的天地,有色金属行业在这方面是可以大有作为的。
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