多彩的发电

　　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。

　　米树华：教授高工程师，在发电领域工作30余年，是发电领域的z家。熟悉世界电力工业发展历史，对电力相关热点问题有独特的见解，思想深邃，擅长用朴实的语言深入浅出的介绍各种类型的发电知识。主持过数十项重大发电工程的设计、施工、运营工作，主持设计了集团公司网站科普工作专栏，主持了国家能源集团火力发电科普基地、水利发电科普基地、节能环保科普基地等设计建设工作。 张文建：教授高工程师，在发电领域工作30余年，是发电领域的z家。思路开阔、语言风格科学严谨而不失幽默。负责国家能源集团科普工作，参与策划了《神奇的煤炭》、《霾？？环境？？电力环保》等多本获奖科普作品，主持了国家能源集团风电科普基地、煤炭科普基地等设计建设工作。主持设计了20多个国家能源能集团展台方案，分别参加“国家改革开放四十周年成就展”、第“21届北京科博会”等重大展会。

前言　多彩发电　点亮现代化之路
第一章　“追本溯源”话发电
第一节　电能利用：开辟电气化新纪元
第二节　电力普及：奢侈品进入百姓家
第三节　电线两端：发用电同步一线牵

第二章　“丰富多彩”的发电
第一节　燃煤发电：燃烧改变世界
第二节　燃油发电：点燃工业血液
第三节　燃气发电：掌控熊熊烈火
第四节　水力发电：驯服狂野河流
第五节　风力发电：借力空中舞者
第六节　核能发电：驾驭原子能量
第七节　太阳能发电：沐浴能量之源

第三章　“锦上添花”的发电
第一节　生物质发电：助力无废世界
第二节　海洋能发电：享用大海之威
第三节　地热发电：触摸地球体温
第四节　燃料电池发电：构建迷你电厂
第五节　多能互补发电：协同并肩作战

第四章　“畅想未来”的发电
第一节　空间光伏发电：太空能源计划
第二节　地磁发电：地球磁能馈赠
第三节　氦-3核聚变发电：月球能源基地
第四节　细菌发电：新陈代谢之能
第五节　磁流体发电：流动电力之源

结语
附录　电力之最
参考文献