可再生能源.docx

1、可再生能源原片提供：OEKOMEDIA中文翻译：北京地球纵观环境科普研究中心字 数：7015可再生能源Renewable Energy翻 译：周玉栋译 审：李皓报道地：国际关键词：节能；可再生能源；清洁能源；风能；太阳能；潮汐能；生物质能；沼气、小水电内容简介：煤炭、石油和天然气这类化石燃料并不是取之不尽，用之不竭的，因而被称为不可再生能源，而且，它们在燃烧时还会放出许多有害物质，污染环境。而风能、水能、生物质能、太阳热能、太阳光电能却是可再生又清洁的能源。本片着重介绍了这些可再生能源的知识，给人以启发和新的思维，是知识性较强的好片子。影片译文：1引言可再生能源 - 自然能源02：22地球，我

2、们的家。她诞生于45亿年前，是太阳系的一部分，而太阳则处于太阳系的中心。从太阳那儿，地球每年能得到1.5百万兆千瓦小时的能量。这个数量约是我们人类目前所需能量的一万倍。02：54然而，我们却很少利用太阳能。相反，我们还在大量依赖着化石燃料和核能。自然资源在被过度开采，战争在爆发，为的是无限制地争夺能源。为了所谓的我们的生活水平，我们的舒适度。而结果却是，与我们善良的愿望相反，我们把自己的星球、自己的家置于了危险的境地。03：22化石燃料被视做一种最方便获取的能源。它对我们生活的变化起了决定性的作用。今天，我们在一年时间内排放的二氧化碳量与原始时期植物用三百万年吸收的大气二氧化碳量相等。这种极大

3、的对二氧化碳循环的干扰，将会对地球的气候产生影响。03：43位于汉堡的德国气候计算中心收集了气候数据。03：56最重要的发现是：近20年来出现的全球变暖不是源于大自然，而是人类活动造成的。直接原因就是大量排放了温室气体二氧化碳。如果我们不能成功地大幅度减少二氧化碳的排放，这种全球变暖还将继续加速发展。这一点在图中用逐渐加深的红色给以展示。世界上功能最强的计算机模拟显示：在未来的100年内，全球气温将上升2 - 3度。其后果是毁灭性的。04：38地球上的气候带将发生变化；今天肥沃的良田会变成一片荒漠。极地冰山和高原冰川将会融化，海平面将随之上升。千百万沿海地区的居民将因此而失去家园。后果将是：人

4、口大迁徙和饥荒。05：03对此，不可能指望通过核能来解决以上问题。核能的危险太大。全世界直到今天还没有把握，能对数千年后仍带放射性的核废料进行安全处置。05：13视图：关于主要的能源消耗，德国1992年的数据是：化石燃料，也就是说煤碳、石油和天然气，在能源消耗总量中占87%，核能占11%，可再生能源仅占2%。05：34正是可再生能源，才是解决我们能源危机和气候问题的出路。以太阳为基础的能源，要么根本不排放二氧化碳，要么排放的二氧化碳量只是它从大气中吸收的那一部分。正是太阳能够加热空气，驱动风和雨，从而保持自然界的水循环；太阳发出的光能使植物生长，为人类和动物提供食物。当地球上的石油、煤炭和天然

5、气，甚至连铀矿都消耗殆尽时，太阳还依然在照耀着。2水能传统的能源形式06：25太阳的热辐射使水的循环得以进行。在太阳的照射下，海洋的水分不断蒸发；云是大量的水分在移动的最明显的例子。到了另一个地方，云把雨降下来，降到陆地上，水汇集起来，形成小溪和江河。流动的水，它的能量，在很早以前就开始被人们利用了。仅在东德地区，到20世纪初时，仍有3,500个水电站。但现在，大部分已不再使用了，就象这座位于萨克森，奈瑟河畔的水电站一样。07：01燃烧煤炭、石油和天然气发电比利用水能要便宜。07：10但由于对能源需求的增加，人们重新看到了隐藏在水中的能量。就象这里，位于德国和波兰边界的罗登纳，一个私立的经营协

6、会在1994年恢复了水电设施。07：29奈瑟河的水被拦蓄在堤坝之内，这样可以形成一个能利用的平均4.7米的落差。这种方式的水电站可以使全部河水都流经水轮机来发电。在输水道的进口有一个粗过滤筛。水流被引入水轮机之前，还要自动进行一次精细过滤。08：02滤掉了杂物的水流到达了水轮机的底部。08：15这里能看到的只是水轮机的叶轮和可调节的叶片。通过一个垂直连接轴，每台水轮机与上面的发电机相耦合。发电机的最大功率有300千瓦。08：30图示：水电原理（1）这里是整个原理：水轮机由叶轮和转子通过一个连接轴与发电机相连。08：52当水轮机管理员汉塞尔先生一打开防护档板，水流便涌入水轮机的地下室。09：09

7、动画：水电原理（2）原理是这样的：当水轮机地下室被水灌满之后，水轮机管理员打开叶片，水便驱动水轮机运转，然后通过虹吸流向下部的贮水池（水库？）。这个钢轴连接着水轮机和发电机。在罗登纳这儿有三套水轮机设备。使用这样的水力发出的电，从计算上讲，可以满足约1800个家庭的用电需求。10：05水流经水轮机之后，将重新回到原来的河流中。只要是利用这种分散的小水电站发电，水能是一种环境友好的能源。3风能发展很快10：30风。由于太阳的照射，引起了地球表面的冷热不均，就产生了风。在大范围内，空气压力的差异会趋向平衡，于是出现了大气运动。因此，可以说：风也是贮存太阳能的载体。10：49这张图所展示的，是风速在

8、德国的分布图。浅蓝色区域的风没有利用价值。在深兰色标示的区域，年平均风速大于每秒4米。利用风能最理想的区域是海滨地区和一些中等高度的山区。11：13人类使用风车有较长时间了。一个世纪前，德国就有两万两千座风车。在它们当年转动的地方，也就在它们的边上，今天竖起了它们的后代风力发电设备。11：30我们现在在费马恩岛。在东海岛屿上，有许多风力发电场。我们访问了法德斯多尔夫风电场。17台风力发电机组以总共8500千瓦的功率向外输送着电能，完全不燃烧化石燃料，不排放任何有害物质。每台风机一年约运转8000小时。11：55风具有能量。风的功率密度与风速的增加不是线性关系，而是三次方。当风速增加一倍时，风的

9、功率将增加到原来的8倍。12：11因此，风力发电装置应尽可能建得高，这样，风就不会受建筑物或地面起伏不平带来的影响。在塔架的顶端安装着塔头。在计算机的控制下，塔头可以和风轮一起跟随风向转动。12：29动画风轮叶片的剖面与飞机机翼很相似。对飞机而言，机翼上下两侧不同的空气气流速度产生了将机翼向上的升力。而对于风力发电装置的风轮叶片来说，同样的原理最终使风轮转动起来。13：03风从正面而来，在风轮叶片上形成压力差，从而使叶片产生旋转力。13：19风力发电装置的建造在德国已成为很有前景的工业分支。13：25专业人员建造的发电装置，目前，单台功率可达到3兆瓦。风力发电装置的风轮叶片是按照新的空气动力学

10、知识设计的。13：40风轮叶片由用碳纤维强化的塑料制成。这使其能在尽量轻的重量下，具有很高的机械承载力。13：56有些风力设备的的风轮叶片可以进行人工调整。14：03这被称为“螺距调整”（Pitch-Regelung），由此影响风轮叶片的运转能力。于是，尽管风的强度不稳定，但风叶的转数是保持稳定的。14：24当风速大于每秒13米时，这台风电机可达到最大功率500千瓦。当然，这属于少见的强风。14：34在每台风电设备的中心是一个大的发电机。这里所示：发电机被制作成环状，因此风电设备就不需要传动装置了。在精心设计的电子控制下，风能直接转入了发电机。14：55费马恩岛是一个利用风能的实例。风能发电场

11、法德斯村每年向电网输送的电量，相当于七千三百户家庭的用电量。据专业人员估算，德国这方面的技术潜力将会使现有的风力发电总功率增加90倍。15：22还有问题吗？当然，风能的利用有区域性。很多人并不认为风力发电有多好。有些人觉得风电装置的运行有噪声干扰。然而，旅游休假者却没有被风力发电装置吓跑。至于有人说的“鸟儿们可能会被转动的风叶碰伤”的猜想，已经得到排除。15：46风能的利用已遍及世界。在威尔士中部，有欧洲最大的风力发电场，而在加里福尼亚，早在八十年代就修建了世界上最大的风力发电场。利用风力来发电，具有很好的前景。4沼气 / 生物能被储存的太阳能16：22奶牛黑塔在此排泄的东西是宝贵的能源的最终

12、形式。粪便和厩肥水远不是垃圾产品，因为它们含有足够的、可利用的能源。这里要告诉大家的是：沼气的产生过程。16：42动画植物在阳光的照射下，把水和二氧化碳合成为富含能量的物质。动物只利用其中的一部分能量，其余的则被排泄出来。在发酵罐里，微生物把生物垃圾转变为一种混合气体：沼气。沼气的主要成份是甲烷，通过燃烧可以转变为电能和热能。燃烧沼气释放出的二氧化碳会被植物再次吸收，这样便形成了封闭式的碳循环。17：18厩肥水从农场运往沼气发电厂。1994年，在丹麦的奥尔胡斯一个叫托尔索的镇子里，安装了一套沼气发电设备。它每天能处理280吨生物质垃圾，其中主要是来自附近80个大饲养场的猪和牛粪便，约有10%的

13、生物垃圾来自屠宰场和食品加工厂，还有近3%是淤泥。17：49运送来的生物质垃圾在一个大的水泥池内进行充分混合，并加工成匀浆状，然后装入发酵罐中。在摄氏52度左右，发酵几周之后，每天便可产生7500立方米的沼气。这相当于4500公升燃油（重油）。通过化学分析来不断检测甲烷的含量，甲烷含量不低于65%时，方可使用。18：24沼气经过净化后贮存在一个大容器中。18：36在此通过管道便可输往托尔索镇。18：41托尔索是丹麦的一个小城镇。多年来，这里有一个集中供热网，几乎所有的家庭都与集中供热网相连。在地区热电厂，沼气在两台动力机中燃烧。由此产生的热量通过热交换器储存在热力网中。此外，两台发电机组被驱动

14、，以每台660千瓦的功率向外输出电力。19：04这个沼气发电站每年可以满足两千四百个家庭的用电需求。每年增加产生的热力相当于使用一千六百万公升燃油，而且不增加大气中的二氧化碳量。充分发酵过的粪水，去除了异味和腐蚀性，可以在植物的生长期送到田里去。这里没人再使用含氮化肥了。这是从沼气中获取能源的另一个正效应。我们的镜头转向上弗兰肯的苏尔兹巴赫罗森贝格。农民库斯特纳和他的助手正在从事类似的获取能源的工作。他们是一个生产者协会的成员。该协会大力促进生物质的利用。他们收获木材，一种最常见的可再生的能源原料。目前在全世界，约有7-10%的主要能源来自木材，不过，大多数方法是直接燃烧，利用率低。这里却是另

15、一番景象。20：07作为能源利用的林木，特别要采取间伐方式。在伐木地边上，农民们用切割机把木材加工成木块。一吨这样的木材所含的能量相当于400公升矿物燃油。20：24速生芦苇品种是很有希望的能源植物。但是，德国所处的纬度不适于芦苇生长。木材之后，谷草当首选为可利用的生物质，可以在农业不需要的土地上进行种植。专业人士称之为能源作物。20：51使用一种现代化的物料成型机，可以对能源作物进行收割、粉碎、干燥，最后加工成燃料块（儿）。这样的物料成型机使一种新的能源获取方式成为可能。因为，这些燃料块是天然的能源库，它们既可用于取暖，也可用于发电。21：21动画在阳光的照射下，植物能够把二氧化碳中的碳转换

16、为富含能量的物质。从这些植物的生物质中，热力发电厂获得了电力和热力，而由此释放出的二氧化碳又被重新生长的植物吸收了。这样一来，就在局部上形成了一个碳的闭合循环，因而不会加重“温室”效应。21：49欧洲最大的生物质能热力发电厂于1995年6月在苏尔兹巴赫罗森贝格投入运营。发电厂每天燃烧130吨生物质，但并不增加二氧化碳的排放总量。22：03发电厂的燃料由农村和林业部门提供，他们必须保证生物质的供应。这样一个生物质能热电厂，为周围通过生产协会联合起来的农民提供了一个新的增加收入的机会。22：26生物质输向燃烧炉。生物质燃烧中产生的热能可以被两次利用：驱动一个高压汽轮机，由此带动一台发电机，所产生的

17、电力大约可供七千三百个家庭使用。2247而热能将通过一个热力网输向附近的城市。这个热量能使当地每年节约一千四百万公升燃油。22：58苏尔兹巴赫罗森贝格的实例说明，规模化利用可再生原料获取能源是可行的。5太阳热能来自太阳的热能22：31莱茵河畔的劳芬堡。这里正在吊装的是一个太阳能集热器。在我们所处的纬度，普通家庭的能源消耗中，85%以上用在了暖气和热水。这种需求将继续由化石燃料来提供。不过，还有其它的路可走。那就是：使用太阳能集热器。23：33将普通暖气设备进行改造，就可以直接利用太阳能来加热水了。对于一个太阳能集热器来说，这个大的吸热板就是它的加热部件。23：45动画在吸热板中，太阳光加热了载

18、热液体。通过一个泵不断地翻转，载热液体在热交换器中将水加热。然后，热水被贮存起来，供随时使用。24：02就在现在这样的安装期间，吸热板已经被太阳加热到了70。吸热板表面装有钢化安全玻璃。24：20在集热器正下方的阁楼间里，放有一个容量500公升的回水储存箱。这么大的水箱可以满足一个家庭3天的热水用量。每年从3月到10月，太阳能装置完全能够保证热水的总需求，不必启动加热设备。24：45热力专业人员安装这样一套装置仅需一天时间。这套太阳能集热装置能为一个独家住宅提供15%的热能需求，每年可节省燃油280公升。25：03在奥地利，由于建有一个面积超过100万平方米的太阳能集热器阵列，使奥地利超过了希

19、腊，成为欧洲太阳能集热器密度最高的国家。在奥地利的一些地区，几乎每家的房顶上都装有太阳能集热器。25：17比如在朗根费尔德这样的小地方，每年减少使用的燃油达到了两万五千公升。25：27太阳能集热器仅仅适用于南部地区吗？不然。在瑞典的努克法昂，一个阳光并不很充足的地方，建有目前欧洲最大的太阳能集热器场。努克法昂是个仅仅拥有1500个居民的小城。25：40600个太阳能集热器总占地面积7，500平方米，吸收着来自太阳的热辐射能量，能输出高达85的热水。热水储存在一个钢罐里，保证24小时供应。25：57这样产生的热水将通过努克法昂的供热网输出。在努克法昂，一年中平均有12%的热能需求来源于太阳能集热

20、装置。26：10这个利用太阳热能的方法，形成大规模后，甚至是能够产生电力的。在美国的加里弗尼亚有一座真正的太阳能热力发电厂，输出功率有80兆瓦，人们称之为抛物面反射槽装置。26：25抛物面反射镜把直射而来的太阳光聚焦到装有载热油的管子上。载热油可以被加热到400，然后把热量传递给一个水与蒸汽循环系统。这个高压蒸汽机驱动一台汽轮机，而汽轮机去使发电机运转发电。而在夜间，蒸汽机由燃烧天燃气来加热。26：541994年，在加里佛尼亚的莫亚威沙漠上建造的一座太阳能热力发电厂，生产出两百一十六万兆瓦电力，足以满足七十二万个家庭的用电量。6太阳能发电光产生电能27：20从一定上意义上来说，弗莱堡是德国的生

21、态之都。弗莱堡体育俱乐部的足球运动场位于弗莱巴德附近。27：31在运动场南看台的顶上安装着太阳能光伏发电设备，这些光电设备是该地区太阳能光伏发电设备的一部分，得到了足球俱乐部的支持。27：40太阳能电池板朝南摆放，安装在支撑架上。技术人员正在这里连接电线。1000平方米电池板的最大输出功率为100千瓦。这些直接从太阳光转换而来的电能总量，一年可达10万千瓦时，足够34户家庭的需求。28：04太阳光能够直接转换成电能，主要是借助于用硅做成的太阳能电池。28：12动画照射到电池板上的太阳光，使电池成为电压源。生成的电流通过外围的电路驱动用户的电器转动。只要太阳光的照射不中断，这个反应就不会停息。2

22、8：27最广泛使用的太阳能电池是用硅做成的。硅是在高能量投入的条件下用石英砂做成。专业人员从液态的熔化的硅中拉出高纯度的单晶硅。单晶硅被切成晶片，并进一步加工。28：56单片太阳能电池的电压和功率对于大多数应用来说都太低，因此，就把多片电池组合成模块来使用。这样生产出的太阳能电力，从价格方面还无法与传统电力相竞争。这项技术还没有得到推广，太阳能电池还太贵了。29：29但仅从计算上看，我们所有的电力需求都可以来自太阳能电池装置。因为太阳辐射到地球上的能量是目前人类所需能量的1万多倍。在欧洲中部，太阳的辐射能量是每平方米约有1000千瓦时，虽只有亚热带沙漠地区的一半，但如果能通过太阳能电池装置来发

23、电，将远远超过实际所需的用电要求。30：00在德国，至少有800平方公里朝南的屋顶可以安装太阳能电池发电装置。面积不小，而且日照充分。7结束语采用可再生能源，每个人都面临着挑战30：27很多实例说明，在今天，可再生能源的应用无论是从技术上还是部分地从经济上讲，都是可行的。再说，目前的价格竞争优势并不真实，因为在化石燃料和核能的应用中没有考虑生态及社会成本，因此，几种可再生能源的价值远远超出了经济范围。通常是，当一种系列产品的成本不低时，它的市场是很小的。但每一台被投入使用的新设备，都对打开市场有帮助。不过，仅靠新技术并不能彻底解决能源问题。最重要的仍然是：对于不需要使用的能源，我们要节约。这得

24、从我们自己做起。31：16一个学校的实例。我们现在来到汉诺威的“克特-珂勒惠支”中学。学生们都知道，应该尽可能节约使用各种能源。该校加入了下萨克森州学校的“气候联盟”，促使每个人都负有节约能源的责任。31：34节能小组认真负责地检查能源浪费现象。31：40这个热水箱保温不好。已经向有关部门建议更换好的保温材料。31：53学生们找出不必要的能量消耗点，并做上标记。31：58学校每年仅采暖和用电的开支就超过了20万马克。检查的结果说明，实在是太浪费了。32：07采取一些简单的措施就有助于节约。如：使用定时开关；避免不必要的电能消耗，及时关闭复印机。32：17对教学楼进行系统的温度测量显示出，许多地

25、方的供暖都是没有意义的，比如在夏天，仙人掌苗圃的温度已超过需要，应关闭暖气。32：37“克特-珂勒惠支”中学的节能模式起作用了，因为所有的学生都参与了它。每个班都选出了节能经理，他们由那些对节能特别认真的学生担任。在半年的时间里，能源消耗下降了25%。以钱计算：一万二千马克，学校得到了这笔退款。33：04节能经理们正在交流节能的经验，这些活动培养了他们将来的实际工作能力。33：19这是一例太阳能住宅。这里提供了很大的节约能源的可能性。在这个位于Wettringen的低耗能房屋中，整个房顶由太阳能电池板和太阳能集热器覆盖。这个150平方米大、两家人的住房在隔热和太阳能建筑构造方面有很好的设计。房

26、屋朝南开放，北面密闭。在房屋的中间，有热水贮存罐，其中由太阳能加热的水，在冬天也能使用。多亏了它有17000公升的大容量，即使在长时间阴天情况下，它贮存的水仍能保持69摄氏度。33：55此外，这些太阳能住房还具有舒适的室内气候。而且这些与太阳相连的住房还给以人全新的对能源的看法。至于它的房价，仅仅稍高于同类的用传统方法建造的房屋，因为低耗能房屋主要由宽大的和系列组合型建筑板组装而成。34：20交通、住房、工作我们的整个生活将会正常进行，只要我们能更有效地使用能源。我们需要一场新的工业革命。34：41能源转变将是一项重大的、世界性的任务，它需要社会全方位地参与。34：50为的是让太阳把我们带向未来，为的是保住我们的星球。（完）