基于ERA-Interim再分析数据的OE-W01区块波浪能资源评估

波浪能是一种重要的海洋可再生能源,开发利用波浪能资源可以有效地缓解常规能源短缺所带来的能源问题,波浪能资源分布状况的可靠评估是开发利用波浪能资源的前提条件。利用ECMWF ERA-Interim 1992-2011年0.75°×0.75°的较高精度的海浪场数据,计算了OE-W01区块(中国渤海、黄海及东海的部分区域)的波浪能流密度以及波能资源的可用度频率、富集度频率、变化指数等评价指标。对该海域的波浪能资源进行了全面评估。研究发现:渤海海域波浪能资源呈现非常明显的季节分布特征,秋冬季较丰富、春夏季较贫乏,秋冬季为波浪能资源的主要利用期,波浪能资源的相对富集区集中在渤海海峡以及渤海和黄海相连通的区域;黄海海域(包括东海部分海域)波浪能资源也呈现季节分布特征,与渤海不同,该海域90%的区域年平均波浪能流密度均在2kW/m以上,波浪能资源的可用范围较大,时间较长,波浪能资源的富集区集中在长江口东部海域以及舟山群岛东南部海域。在此基础上确定了波浪能资源的重点开发利用区,可为该海域的波浪能资源的开发利用提供参考依据。     

海洋高新技术及产业的现状分析

<正> 海洋占地球表面积的70.8％,海洋每年约生产1350亿吨有机碳,已知全世界海洋中有生物种类20多万种。每年可为全球提供22％的蛋白质,已从海洋生物中发现了2000余种有生理活性的化合物。海洋中溴的储量为700万亿吨,铀42万吨,氯化纳4亿亿吨(世界海盐的年产量为4千万吨),金属矿砂23.8亿吨。已探明的海底石油储量为1383亿吨。大洋锰结核总储量为3万亿吨。同时,海洋潮汐能、波浪能的储量很大,其能量高、污染少、可再生。海洋是生命的摇篮,是资源的宝库,是世界未来发展的重要领域,是高新技术的重要组成部分。     

基于GIS的福建省陆地风能资源开发潜力评估

科学、准确的评估区域风能的开发潜力及其空间分布状况是风能资源开发的一项重要基础性工作。本文应用GIS手段建立了一套简单有效的评估区域陆地风能资源的方法。利用福建省的23个气象站30年的日均气象数据,应用趋势面分析和普通克吕格插值结合的混合插值方法,计算得到空间分辨率为1km×1km的年平均风速的空间分布数据。以此数据集为基础,结合研究区的DEM和土地利用等地理限制因素,分别评估了距地面50m、80m和100m高度上的风能开发的技术潜力及发电经济成本。结果发现：福建省在三个高度上风电的适宜开发面积都在1万km2以上,主要集中分布在东部沿海一带。选择三种目前主流的风电机组作为参考风机,估算结果显示,福建省陆上风电的总装机容量可达187～245GW,年均发电量约为2010年福建省全社会总用电量的4到5倍。同时,风能的单位发电成本在（0.13～0.76）元/kW.h之间,风况条件较好的沿海地区风电的经济性优势显著,应作为优先开发区域。     

我国海洋波浪能领域专利竞争态势分析

从专利类型、技术领域、专利分布情况及主要专利权人等方面分析了海洋波浪能中国专利布局现状,并根据专利分析结果对我国海洋波浪能技术研发及产业发展提出了建议。分析结果显示,我国在海洋波浪能技术方面已有初步的专利积累,并且其专利申请量继续保持增长趋势,但海洋波浪能中国专利主要由我国个人所申请,此外是大专院校和科研单位在进行该领域的技术研发,而我国介入海洋波浪能研发与产业化的企业太少。我国应有相应的政策支持,进一步加大对海洋波浪能关键技术的研发投入,鼓励更多的企业进入海洋波浪能领域。     

海洋波浪能领域国际专利竞争态势分析

为了解海洋波浪能国际专利布局现状,本文在检索查阅、归纳分析原始专利文献的基础上,对海洋波浪能国际专利申请(公开)趋势、国家分布、主要专利权人及重点技术领域等方面做了全面的剖析,从中可了解技术领先国家,重点公司及其技术,以期对我国海洋波浪能的研发机构、企业有所启发,以对我国海洋波浪能的发展有所帮助。     

1991-2010年内蒙古耕地转出时空格局及分布规律

受气候、国家生态保护政策以及社会经济发展影响,内蒙古自治区耕地转出还林还草与因农民外出务工弃耕并存。论文由遥感数据获取1991-2010年内蒙古自治区耕地减少时空分布格局,并分析了耕地减少区域的降水和耕地生产力的分布规律,为便于描述用"耕地转出"表示耕地减少,与传统耕地转出为林地概念不同。研究结果表明:11991-2000年,4.91%的耕地转出,其中82.15%、7.34%、7.64%、1.63%和1.22%的耕地转变为草地、林地、未利用地、水域和建筑用地;而2001-2010年耕地面积减少了3.40%,其中62.62%、19.10%、5.40%、3.46%和9.41%的耕地转变为草地、林地、未利用地、水域和建筑用地;21991-2000年和2001-2010年两个时段耕地转出均主要集中在内蒙古自治区北部和中西部,而鄂尔多斯市和包头市在两时段耕地转出面积占耕地总面积比例均较大;3分析耕地转出区降雨量和农田生产力分布特点的结果表明,1991-2000年间在0~250mm降雨量较低区间耕地转出几率较高,在各NPP区间分布较均匀且多集中在低NPP值区域,2001-2010年间在各个降雨量区间耕地转出几率较均匀且偏小,集中分布在(50~150)g C/(m2·a)NPP区间。散点图分析表明1991-2000年耕地转出点多集中在(700~1 200)g C/(m2·a)NPP中高值区域,270~350mm降雨量中值区域,2001-2010年耕地转出点多集中在(10~70)g C/(m2·a)和(400~700)g C/(m2·a)中低值NPP区域,200~340mm降雨量中值区域,总起来说低降雨量和低NPP值区域容易发生耕地转出,但在一些降雨量和NPP值并不低区域,耕地转出情况依旧存在,耕地转出作为一种复杂现象受多因素驱动。     

山东省近海区域风能资源动力降尺度研究及储量估计

利用目前国内外广泛应用的中尺度数值模式系统MM5以及CALMET气象风场模块结合NCEP/NCAR再分析资料,选取近年来沿海年平均风速变化的平均年-2008年作为模拟年,结合模拟年地面和高空气象观测资料,对山东省近海风能资源进行动力降尺度模拟研究,得到不同高度1km×1km的风能资源分布状况。结合山东沿海岸及海岛自动气象站同期测风记录,对比分析了10m高度数值模拟结果与实际观测结果的相对误差。利用ARCGIS分析软件得到山东省近海范围内70m高度风能资源储量。结果表明:动力降尺度方法可用于较高分辨率的风能资源数值模拟,可作为区域风能资源评价分析的有效手段。     

全球植被碳储量的时空格局动态

植被碳储量对生态系统碳平衡具有重要调节作用,对植被碳储量进行模拟并分析其对气候变化的响应是全球陆地生态系统碳循环和气候变化研究的重要内容.基于全球植被动态模型模拟的全球植被碳储量,分析植被碳储量在1901年-2000年间的时空变化趋势,及其与气温和降水的时空关系.将LPJ-DGVM (Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model)模型对植被碳储量的模拟结果与国际上被广泛接受的其他研究结果进行了对比后得出,该模型对植被碳储量具有较好的模拟能力.对植被碳储量的模拟结果表明:全球过去100年的植被碳储量在整体上呈增加趋势,增加率为0.0016kgC/(m2·a),通过分段线性回归方法得出植被碳储量时间变化趋势存在显著的转折点,20世纪50年代初以前,植被碳储量具有下降趋势,线性斜率为-0.0014kgC/(m2·a),之后植被碳储量呈现显著的增加趋势,增加率为0.0055kgC/(m2·a),是整体增加率的3倍多,因此整体增加率显著低估了近半个世纪以来植被碳储量的实际增加率.在空间栅格尺度上的分析表明,植被碳储量对气候变化的响应具有很大的区域差异,在不同地区,温度和降水的变化对植被碳储量的变化趋势贡献不同,并与各地区植物生长所受的环境条件约束的状况有关.研究结论进一步说明LPJ能够较好的模拟植物生长与气候之间的相关关系、揭示植被碳储量变化规律和特征,另外为了更好地研究气候变化对植被碳储量的影响,下一步需要对LPJ进行改进,增强其对人类活动如土地利用变化和农业灌溉行为等的模拟能力.     

光伏发电系统碳中和及其影响因素

发展光伏能源是构建清洁能源体系、实现社会经济发展绿色低碳转型的重要举措,明确光伏发电系统的碳中和路径,辨识其影响因素对于能源转型从而促进碳中和目标实现具有重要意义。本文基于生命周期评价,解析了光伏发电系统的碳排放特征,探讨了光伏发电系统全生命周期碳收支和光伏阵列下草地生态系统固碳增汇的影响因素。研究发现：①功率为500 kW的光伏电站从生产到废弃处理全过程碳排放量约为1.00×10⁶ kg;②相比标准煤发电,其全生命周期中减碳量约为3.05×10⁵ kg/a,节省标准煤约1.24×10⁵ kg/a;③若光伏阵列下草地生态系统固碳速率以0.33 Mg C/(hm²·a)为参考,全生命周期内草地生态系统的固碳量约为8.25 Mg,考虑其相比标准煤发电的减碳量后,500 kW光伏发电系统约需3.27年可以中和其生产建造过程的碳排放。光伏组件和设备生产过程中各阶段的能耗、光伏场地气候特征等均会影响光伏发电系统碳中和目标的实现,采用节能环保材料、改进生产工艺、优化光伏场地选址、构建“光伏+生态修复”协同发展技术可以有效提升光伏发电系统的碳中和效率及固碳增汇能力。     

鄱阳湖区近地层风能资源特征研究

在鄱阳湖区4座测风塔历时1年逐10分钟梯度观测的资料基础上,统计分析了该地区平均风特征和风能资源参数。.结果表明:鄱阳湖区风速随着高度升高而增加较为缓慢,风切变指数较平原地区明显偏小,在湖区北部的狭长地带,狭管效应对风速的增强作用较为明显;受地形的影响,鄱阳湖北部狭管内风廓线分布高度一致,狭管内外明显不同;鄱阳湖区地势低洼的地方湍流强度高于地势较高的地方的湍流强度,山脊处湍流强度随高度变化不明显,在狭管内,湍流强度较狭管外开阔湖面小;鄱阳湖区风场各高度层Weibull尺度因子值在4.92～7.49之间,各高度层Weibull形状参数值在1.49～1.84之间。观测塔位于山脊上的长岭的层形状参数和射山的尺度因子值随高度的变化趋势不同于另外两个测风塔。     

Extracting energy from warm seawater

While the phrase energy crisis is widely used in the context of the rising cost and diminishing availability of fossil fuels, there is in fact no lack of energy from alternative sources. The present situation has led to much more intensive investigation of these, which has revealed formidable—but certainly not insuperable—technological and economic obstacles to their exploitation. This article reviews the prospects for generating power on a large scale from the warm surface waters of the ocean, which represent a massive energy storage system.