核能

核電站幾乎都在沿海地區

在“碳達峰”和“碳中和”目標下，中國能源系統將向著多元清潔方向發展。核能作為典型低碳能源品種，可在未來能源體系中超脫出僅僅提供電力的角色，助力能源清潔低碳轉型，實現高質量發展。

中國大陸的核電從秦山起步，1991年秦山核電站的建成，標志著中國核工業的發展上了一個新臺階。2015年我國自己研發“華龍一號”，標志中國核電發展邁入自主研制的第三代核電技術，以此躋身世界前列。

中國自主三代核電技術“華龍一號”吊裝穹頂

圖源：視覺中國/中新社

全球有32個國家在使用核能發電，截至2021年12月31日，中國大陸運行核電機組共53臺，2021年全國累計發電量為81121.8億千瓦時，運行核電機組累計發電量為4071.41億千瓦時，占全國累計發電量的5.02%

中國的核電站主要分布在廣東、浙江、山東、江蘇、遼寧、福建、廣西等沿海省份。不過各地方政府和核電企業對內陸核電的積極籌備行動并未停止，有規劃議程的核電站項目涉及湖北、湖南、江西、四川、河南、安徽、河北等地。

中國核電站分布示意圖（截至2020年9月）

圖源：中國核能行業協會

核電站選址的安全要求十分嚴格。核電站選址要考慮廠址區域內各種極端的外部事件影響，包括地震、地質、氣象、洪水以及化學品爆炸等因素產生的影響；要考慮核電站對廠址周圍環境的影響，包括飲用水、種植和養殖業以及生態保護區等。

核電站在運行過程中要產生巨大熱量，所以核電站的選址必須靠近水源，這也是大型核電站都建在海邊的一個重要原因，并且靠海還可以解決大件設備運輸問題。但是建在海邊有利的同時也多出一個風險，就是海嘯或者臺風帶來大浪的可能。

我國第一座裝機容量百萬千瓦的大亞灣核電站

大型核電廠是迄今為止人類設計的最復雜的高效率能源系統之一，與其他能源相比，若大型核電廠發生事故，造成的影響更為深遠和廣泛。全球在運營的核電廠經過多年不斷改進和完善，大型輕水堆核電技術已經日趨完善。

但從長遠發展來看，仍然面臨著安全性與可靠性、經濟性、可持續性、乏燃料后處理和高放廢物安全處置等重大問題的挑戰。尤其是日本福島核事故之后，全球核電運行的安全性面臨著社會公眾的空前關注。

風能

海濱地區和三北地區搶“C位”

中國自20世紀50年代末，就開始對風力發電進行探索研究。1986年，我國第一座風電場——馬蘭風電場在山東榮成并網發電。從此，在我國很多地區的山頭，風電機組如雨后春筍般冒了出來。1994年在新疆達坂城，建成了第一個裝機容量達萬千瓦級的風電場。

新疆達坂城風電場

跟火電和水電一樣，西部的風能和太陽能電力，也面臨往東部輸送的難題。風電的發展，逐漸由陸地轉移到了海上。

中國大部地區的季風氣候極為明顯——冬季盛行偏北風，夏季盛行偏南風。沿海一帶還有一種特殊的風——海陸風。由季風、海陸風以及熱帶氣旋等綜合組成的風系，給我國沿海地區帶來了豐富的風能資源。

由于沒有障礙物的阻擋，在同樣高度，海上風速要明顯高于陸地。可供利用的海洋風能資源，也要高出陸地3倍以上。

圖源：《中國國家地理》2020年12期

傳統的風車通常有4片大立式帆，帆帶動中軸旋轉——調整帆與風的角度，風推動帆，帶動中軸上的一系列齒輪旋轉。現代的風力發電機與古代的風車使用的原理完全一樣，只是利用“電磁感應”的物理學原理，把旋轉的動能轉化成電力。

風機結構示意圖，圖源：《博物》2005年07期

風能區劃根據3個指標（風能密度與利用小時數、風能季節變化、極限風速），將全國劃分為風能豐富區、風能較豐富區、風能可利用區、風能欠缺區等4個區，30個小區。

中國風能區劃，圖源：《中國國家地理》2020年12期

我國風能資源最豐富的地區，沿海一帶主要分布在遼寧、山東、浙江、福建、海南和臺灣等地區，陸上主要分布在內蒙古北部、松花江下游等地區。概括起來說，我國風能資源最豐富的區域，主要就集中在兩大區域，沿海及島嶼地區和三北地區。

中國不同類型風能資源分布圖

圖源：《中國國家地理》2013年08期

足夠大的風力，是風電場選址時的要義，海岸、山脊、草原、戈壁在這些地形開闊、了無遮擋的環境里，我們常常能遇見風車的身影。風車，給人帶來的不僅是浪漫的景色，更是實實在在的、巨大的清潔能源。

福建海上風電場

江西高山風電場

內蒙古草原風電場

環渤海區域是國內外知名風電裝備制造企業的聚集地，長三角區域也培育了一批風電裝備制造企業，而西北區域是風電場建設的集中區。

太陽能

東部制造，西部發電

太陽能作為新能源的一種，通過光伏技術能夠完成太陽能向電能的轉化，發電過程中基本不產生有毒、有害氣體和廢渣。伴隨著效率的不斷提升和成本迅速降低，特別是21世紀以來，光伏電站如雨后春筍，在全球迅速發展起來。

太陽能光伏發電示意圖

中國疆域遼闊，特別是地廣人稀的西部地區擁有非常豐富的太陽能資源，不少地方年日照時間數達到3000-3600小時，有巨大的開發潛能。其中太陽能發電便是國家戰略中的一枚重要棋子。

太陽能光伏產業形成了以長三角為電池組件制造基地、中西部為原材料供應基地的產業分布格局。

圖源：《中國國家地理》2019年06期

中國是世界光伏產業發展增速最快的國家，截至2020年我國光伏市場累計裝機量為253GW，2020年我國光伏發電量為2605億千瓦時，占總發電量 3.5%。從新增裝機布局看，裝機占比較高的區域為華北、華東和華中地區，分別占全國新增裝機的39%、19%和15%。

2021我國太陽能發電量為3270億千瓦時，利用小時數較高的地區為東北地區1471小時，華北地區1229小時，其中利用率最高的省份為內蒙1558小時、吉林1536小時和四川1529小時。

甘肅敦煌光熱發電基地

中國地面大型電站主要分布在西北地區的荒漠戈壁，東部人口密集，多為分布式光伏的領地。

中國大江南北到處都能看到太陽能電站的身影——它們是西北荒漠戈壁的“磅礴軍團”、是衛星圖片上的神秘幾何符號、是綿延覆蓋在東部山區丘陵、粼粼水面上的“烏金鎧甲”。

福建南平光伏發電站

近年來，低碳綠色發展日益成為全球共識，新能源已經成為未來生活的重要能源。太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活，風力發電偶爾可以看到，核電站的消息總是出現在新聞上，新能源以后的發展究竟會是怎樣的格局？這些問題將是我們在今后很長時間里需要探索的。