多彩的发电_米树华，张文建，沈国清等著_9787519837730

上世纪70年代的中东石油危机，揭开了世界各国开发替代能源的序幕，风能等一系列新能源开始登上历史舞台。进入二十一世纪，随着全球变暖形势日趋严峻和《巴黎协定》的签订，清洁低碳发电日益成为世界潮流，新时代的能源生产与消费革命正在朝着化石能源清洁化、清洁能源规模化、交通能源电气化的方向发展。
今天的发电世界，百花齐放，五彩斑斓。燃煤发电就像老黄牛一样默默耕耘，提供着相对廉价、充足、稳定的电力，并且可以实现常规大气污染物的“超低排放”；燃气发电的碳排放大约是普通煤电的一半，而燃气轮机则因为技术复杂，被誉为是装备制造业“皇冠上的明珠”；水力发电将涛涛江水转化为“金山银山”，同时具有防洪、航运等方面的综合效益；核能发电已经进入第三代商业化应用、第四代技术储备阶段，非能动、行波堆等先进理念和技术不断涌现，在规模化低碳方面具有独特优势；风能、太阳能发电成本大幅下降，近10年来，陆上风电造价下降40%以上，晶硅太阳能发电造价下降90%以上，已经逐步具备与煤电“平价上网”的能力。煤、气、水、核、新能源这五种发电形式，就像奥运五环一样，紧密联系在一起，共同构建了一个气势恢宏、互为补充的发电体系。
然而，各种发电形式，也都面临着不同的挑战。煤电的碳排放、气电的工程造价与天然气供应、水电对生物多样性与区域生态的影响、核电的安全性与核废料处理、新能源的不稳定性，不一而足。在清洁低碳、安全高效的发电系统构建中，每种发电形式都有自己不可取代的位置，而所获得的实际市场份额，则是经济、环保、社会等多种因素动态博弈的结果。其中，对生态环境的影响是制约因素，大数据与人工智能的应用是驱动力，经济效益是根本因素，而自身的资源供给则是边界条件。当然，随着科技的进步，这种资源边界条件在不停的延伸，例如人类成功实现核聚变的商业化发电。
在发电行业的转型升之路上，每个国家都要针对社会发展潮流，基于本国的国情制定发电计划，例如美国的页岩气发电、巴西的水电、法国的核电、丹麦的风电等。通过建国七十年的艰苦努力，特别是改革开放四十年来的跨越式发展，截止到2018年底，中国已经建成世界上规模大的清洁高效煤电系统。煤电超低排放机组超过8亿千瓦，排放标准世界L先。同时，中国可再生能源发电装机突破7亿千瓦，其中水电、风电、光伏装机分别达到3.5亿、1.8亿和1.7亿千瓦，均位居世界。核电装机达到4464万千瓦，在建装机1218万千瓦，在建规模世界。中国非化石能源发电装机占比已达40%，发电量占比接近30%。
2015年底，随着青海后3.98万无电人口实现通电，中国已经全面解决无电人口的用电问题。而目前全球仍然有8.4亿人没有用上电。鲁迅先生说：“其实世上本没有路，走的人多了，也就成了路。”在通往现代化之路上，世界各国人民只有先后，而不会缺席。目前，已经有13亿发达国家人民实现了生活现代化，14亿中国人民也将在2035年左右基本实现生活现代化，而三倍于中国人口的“一带一路”国家的现代化建设更是方兴未艾。
电力，是现代化的重要标志之一。通过编写《多彩的发电》科普图书，我们与广大读者一起，共同分享发电的前世今生、科技创新、示范工程与人文关怀，吸引社会公众关注发电、支持发电、参与发电，激荡思维，畅想未来，用多彩的发电，点亮人类的现代化之路。

多彩发电点亮现代化之路
当地时间2003年8月14日下午4点，美国纽约市曼哈顿地区率先发生大停电，并迅速蔓延到用同一供电网络的底特律、波士顿和加拿大首都渥太华、商业中心多伦多等城市，停电区域约24000千米2，涉及人口5000多万人。一时间，地铁、电梯、空调停止运行，成千上万的人同时用手机打电话导致移动网络崩溃，机场因无法顺利进行安检而陷入瘫痪，而被迫关闭的炼油厂、汽车制造厂更是损失惨重。据估计，本次“8·14美加大停电”共造成经济损失250亿～300亿美元。
“罗马不是一天建成的。”大停电可以瞬间发生，而人类的发电史则是一个漫长而艰辛的科技创新过程。1752年，富兰克林在暴风雨中放飞了他的风筝，证明雷闪现象就是一个放电的过程。1831年，法拉第用一根磁铁棒和一个缠绕铜线的圆筒来进行电流试验，发现了电磁感应现象。1905年，瑞士伯尔尼联邦专利局一位26岁的工作人员——爱因斯坦发表了5篇革命性论文，其中，质能方程打开了核电的大门，而光电效应则揭示了太阳能发电的奥秘。
1875年，法国巴黎北火车站建成世界上第一座发电厂，为附近照明设备供电。1882年，美国发明家爱迪生在纽约建成了工业规模的发电厂，点亮了华尔街地区0.65千米2范围内所有的路灯。1936年，胡佛水坝建成投产，成为当时世界上最高的水坝和最大的水电站，伴随美国走出大萧条的阴影。1954年，苏联建成世界上第一座核电站——奥布宁斯核电站，开创了人类和平利用原子能的先河。1958年，在太空竞赛背景下，美国发射的“先锋一号”人造卫星配置了光伏电池阵列。
20世纪70年代的中东石油危机，揭开了世界各国开发替代能源的序幕，风能等一系列新能源开始登上历史舞台。进入21世纪，随着全球变暖形势日趋严峻和《巴黎协定》的签订，清洁低碳发电日益成为世界潮流，新时代的能源生产与消费革命正在朝着化石能源清洁化、清洁能源规模化、交通能源电气化的方向发展。
今天的发电世界百花齐放，五彩斑斓。燃煤发电就像老黄牛一样默默耕耘，提供着相对廉价、充足、稳定的电力，并且可以实现常规大气污染物的“超低排放”；燃气发电的碳排放大约是普通煤电的一半，而燃气轮机则因为技术复杂，被誉为是装备制造业“皇冠上的明珠”；水力发电将滔滔江水转化为“金山银山”，同时具有防洪、航运等方面的综合效益；核能发电已经进入第三代商业化应用、第四代技术储备阶段，非能动、行波堆等先进理念和技术不断涌现，在规模化、低碳化方面具有独特优势；风能、太阳能发电成本大幅下降，近10年来，陆上风电造价下降40%以上，晶硅太阳能发电造价下降90%以上，已经逐步具备与煤电“平价上网”的能力。燃煤、燃气、水力、核能、新能源发电这五种发电形式，就像奥运五环一样，紧密联系在一起，共同构建了一个庞大复杂、互为补充的发电体系。
然而，各种发电形式也都面临着不同的挑战。燃煤发电的碳排放、燃气发电的工程造价与天然气供应、水力发电对生物多样性与区域生态的影响、核能发电的安全性与核废料处理、新能源发电的不稳定性，各类挑战不一而足。在清洁低碳、安全高效的发电系统构建中，每种发电形式都有自己不可取代的位置，而所获得的实际市场份额，则是技术经济、环保、社会等多种因素动态博弈的结果。其中，对生态环境的影响是制约因素，大数据与人工智能的应用是驱动力，经济效益是根本因素，而自身的资源供给则是边界条件。当然，随着科技的进步，这种资源边界条件在不断延伸，例如人类成功实现核聚变的商业化发电。
在发电行业的转型升级之路上，每个国家都要针对社会发展潮流，基于本国的国情制订发电计划，例如，美国的页岩气发电、巴西的水力发电、法国的核能发电、丹麦的风力发电等。通过新中国成立七十年的艰苦努力，特别是改革开放四十年来的跨越式发展，截至2018年末，中国已经建成世界上规模最大的清洁高效燃煤发电系统。煤电超低排放机组超过8亿千瓦，排放标准世界领先。同时，中国可再生能源发电装机容量突破7亿千瓦，其中水力发电、风力发电、光伏发电装机容量分别达到3.5亿千瓦、1.8亿千瓦和1.7亿千瓦，均位居世界第一。核能发电装机容量达到4464万千瓦，在建装机容量1218万千瓦，在建规模世界第一。中国非化石能源发电装机容量占比已达40%，发电量占比接近30%。
2015年底，随着青海最后3.98万无电人口实现通电，中国已经全面解决无电人口的用电问题。目前全球仍然有近10亿人口没有用上电。鲁迅先生说：“其实世上本没有路，走的人多了，也就成了路。”在通往现代化之路上，世界各国人民只有先后，而不会缺席。目前，发达国家已经有13亿人民实现了生活现代化，中国14亿人民也将在2035年左右基本实现生活现代化，而三倍于中国人口的“一带一路”国家的现代化建设更是方兴未艾。
电力，是现代化的重要标志之一。通过编写《多彩的发电》科普图书，我们与广大读者一起，共同分享发电的前世今生、科技创新、示范工程与人文关怀。期待本书吸引社会公众关注发电、支持发电、参与发电，激荡思维，畅想未来，用多彩的发电，点亮人类的现代化之路。

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