新能源概論試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列能源中，不屬于《可再生能源法》定義的“可再生能源”的是（）A.太陽(yáng)能B.地?zé)崮蹸.天然氣水合物D.海洋能2.目前全球范圍內(nèi)，裝機(jī)容量最大的可再生能源發(fā)電類型是（）A.光伏發(fā)電B.風(fēng)力發(fā)電C.水電D.生物質(zhì)能發(fā)電3.氫燃料電池的核心反應(yīng)是（）A.氫氣與氧氣在催化劑作用下生成水并釋放電能B.氫氣分解為氫離子和電子通過(guò)質(zhì)子交換膜C.氫氣在陽(yáng)極被氧化，氧氣在陰極被還原D.以上均是4.光熱發(fā)電與光伏發(fā)電的本質(zhì)區(qū)別在于（）A.光熱發(fā)電需要儲(chǔ)熱系統(tǒng)，光伏發(fā)電不需要B.光熱發(fā)電利用光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，光伏發(fā)電利用光電效應(yīng)直接發(fā)電C.光熱發(fā)電適用于高緯度地區(qū)，光伏發(fā)電適用于低緯度地區(qū)D.光熱發(fā)電成本更低5.中國(guó)“雙碳”目標(biāo)中，“碳中和”的實(shí)現(xiàn)年份是（）A.2030年B.2040年C.2050年D.2060年6.下列儲(chǔ)能技術(shù)中，能量密度最高的是（）A.鋰離子電池B.抽水蓄能C.壓縮空氣儲(chǔ)能D.鉛酸電池7.海上風(fēng)電相對(duì)于陸上風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)不包括（）A.風(fēng)速更穩(wěn)定B.機(jī)組單機(jī)容量更大C.建設(shè)成本更低D.不占用土地資源8.生物質(zhì)能的利用方式中，屬于熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的是（）A.沼氣發(fā)酵B.生物質(zhì)發(fā)電C.生物質(zhì)氣化D.生物柴油生產(chǎn)9.地?zé)崮艿睦弥?，最成熟的技術(shù)是（）A.干熱巖發(fā)電B.地?zé)峁┡疌.增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）D.地源熱泵10.下列不屬于新能源汽車“三電系統(tǒng)”的是（）A.電池B.電機(jī)C.電控D.車載充電機(jī)二、填空題（每空1分，共20分）1.新能源的主要特征包括________、________、________（任意三點(diǎn)）。2.全球光伏組件產(chǎn)量前三的國(guó)家是________、________、________（2022年數(shù)據(jù)）。3.風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括________、________、________（如變槳控制、并網(wǎng)技術(shù)等）。4.氫能的制備方式主要有________（如電解水制氫）、________（如煤氣化制氫）、________（如生物質(zhì)制氫）。5.中國(guó)“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃中，提出到2025年可再生能源消費(fèi)占比達(dá)到________左右，可再生能源發(fā)電量占比達(dá)到________左右。6.光熱發(fā)電的四種主流技術(shù)路線是________、________、________、________（如槽式、塔式等）。7.海洋能包括________、________、________、________（如潮汐能、波浪能等）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述太陽(yáng)能光伏發(fā)電的工作原理，并說(shuō)明其主要系統(tǒng)構(gòu)成。2.比較陸上風(fēng)電與海上風(fēng)電在技術(shù)、成本和應(yīng)用場(chǎng)景上的差異。3.分析氫能作為能源載體的優(yōu)勢(shì)與當(dāng)前發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)。4.說(shuō)明生物質(zhì)能利用的環(huán)境效益與潛在問(wèn)題。5.解釋“多能互補(bǔ)”能源系統(tǒng)的定義，并舉例說(shuō)明其典型應(yīng)用模式。四、論述題（每題15分，共30分）1.結(jié)合全球能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，論述新能源發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)能源體系的沖擊與重構(gòu)路徑。2.針對(duì)可再生能源的間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題，闡述技術(shù)層面（如儲(chǔ)能、智能電網(wǎng)）與政策層面（如電力市場(chǎng)改革）的協(xié)同解決策略。五、案例分析題（30分）2022年，中國(guó)啟動(dòng)了“十四五”大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目建設(shè)，首批項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)容量約1億千瓦，主要布局在西部和北部地區(qū)（如內(nèi)蒙古、甘肅、新疆），配套建設(shè)特高壓輸電通道和新型儲(chǔ)能設(shè)施。結(jié)合該案例，分析：（1）風(fēng)光大基地選址西部/北部的合理性；（2）特高壓輸電與儲(chǔ)能配套的必要性；（3）該項(xiàng)目對(duì)中國(guó)“雙碳”目標(biāo)的支撐作用。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（天然氣水合物屬于非常規(guī)化石能源，未被《可再生能源法》納入可再生能源范疇）2.C（水電仍是當(dāng)前全球裝機(jī)最大的可再生能源，但風(fēng)電和光伏增速更快）3.D（氫燃料電池的反應(yīng)包括氫氣在陽(yáng)極氧化、氫離子通過(guò)質(zhì)子交換膜、氧氣在陰極還原生成水并釋放電能）4.B（光熱發(fā)電通過(guò)集熱產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，本質(zhì)是熱機(jī)發(fā)電；光伏利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)直接發(fā)電）5.D（中國(guó)承諾2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和）6.A（鋰離子電池能量密度約150-300Wh/kg，抽水蓄能約2-10Wh/kg，壓縮空氣約1-5Wh/kg）7.C（海上風(fēng)電建設(shè)、運(yùn)維成本顯著高于陸上風(fēng)電）8.C（生物質(zhì)氣化屬于熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，沼氣發(fā)酵是生物化學(xué)轉(zhuǎn)化，生物柴油是生物煉制）9.B（地?zé)峁┡夹g(shù)成熟度最高，干熱巖發(fā)電和EGS仍處于示范階段）10.D（三電系統(tǒng)指電池、電機(jī)、電控，車載充電機(jī)屬于輔助系統(tǒng)）二、填空題1.資源可再生性、環(huán)境友好性、分布分散性（或能量密度低、技術(shù)依賴性強(qiáng)）2.中國(guó)、越南、馬來(lái)西亞（2022年中國(guó)占全球產(chǎn)量超80%，越南、馬來(lái)西亞為主要海外生產(chǎn)基地）3.空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)（葉片技術(shù)）、變速恒頻技術(shù)、低電壓穿越技術(shù)4.綠氫（可再生能源電解水）、灰氫（化石能源制氫）、藍(lán)氫（化石能源制氫+碳捕集）5.18%、33%（根據(jù)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》目標(biāo)）6.槽式、塔式、菲涅爾式、碟式7.潮汐能、波浪能、海流能、溫差能（或鹽差能）三、簡(jiǎn)答題1.工作原理：太陽(yáng)能光伏電池利用半導(dǎo)體的“光生伏特效應(yīng)”，當(dāng)光子照射到PN結(jié)時(shí)，激發(fā)電子-空穴對(duì)，在內(nèi)建電場(chǎng)作用下分離，電子向N區(qū)移動(dòng)，空穴向P區(qū)移動(dòng)，形成電勢(shì)差，外接負(fù)載即可產(chǎn)生電流。系統(tǒng)構(gòu)成：主要包括光伏組件（電池片串聯(lián)/并聯(lián)）、逆變器（將直流電轉(zhuǎn)換為交流電）、支架（固定組件）、匯流箱（匯集多路電流）、監(jiān)控系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)發(fā)電狀態(tài)）；分布式系統(tǒng)還需并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備，集中式電站需變壓器和輸電線路。2.技術(shù)差異：海上風(fēng)電需應(yīng)對(duì)高鹽霧、強(qiáng)腐蝕環(huán)境，機(jī)組需加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜（單樁、導(dǎo)管架等），安裝需專用船舶；陸上風(fēng)電塔架較低，基礎(chǔ)簡(jiǎn)單。成本差異：海上風(fēng)電初始投資（設(shè)備、安裝）是陸上的2-3倍，但運(yùn)維成本隨年限增長(zhǎng)更快；陸上風(fēng)電度電成本已低于0.3元/kWh，海上約0.4-0.6元/kWh（2022年數(shù)據(jù)）。應(yīng)用場(chǎng)景：陸上風(fēng)電適合平原、高原等風(fēng)資源豐富且土地成本低的地區(qū)（如“三北”地區(qū)）；海上風(fēng)電適用于沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、土地稀缺但用電需求大的區(qū)域（如江蘇、廣東）。3.優(yōu)勢(shì)：①能量密度高（142MJ/kg，是汽油的3倍）；②零排放（燃燒產(chǎn)物為水）；③可存儲(chǔ)（彌補(bǔ)可再生能源間歇性）；④應(yīng)用廣泛（交通、工業(yè)、發(fā)電）。挑戰(zhàn)：①制備成本高（綠氫電解電耗約50kWh/kg，電價(jià)需低于0.2元/kWh才具經(jīng)濟(jì)性）；②儲(chǔ)運(yùn)困難（高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫密度低，液氫需-253℃，運(yùn)輸成本占終端成本40%以上）；③基礎(chǔ)設(shè)施薄弱（全球加氫站僅約700座，中國(guó)2022年約270座）；④技術(shù)瓶頸（如質(zhì)子交換膜、催化劑依賴進(jìn)口）。4.環(huán)境效益：①替代化石能源，減少CO?排放（生物質(zhì)能碳中性，生長(zhǎng)過(guò)程吸收CO?）；②處理農(nóng)林廢棄物，減少露天焚燒導(dǎo)致的PM2.5污染；③部分技術(shù)（如沼氣）可減少畜禽養(yǎng)殖甲烷排放。潛在問(wèn)題：①爭(zhēng)地矛盾（能源作物與糧食作物競(jìng)爭(zhēng)耕地）；②生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（大規(guī)模種植能源作物可能導(dǎo)致生物多樣性下降）；③污染物排放（生物質(zhì)直燃發(fā)電會(huì)產(chǎn)生NOx、煙塵，需加裝凈化設(shè)備）；④成本問(wèn)題（生物質(zhì)發(fā)電補(bǔ)貼退坡后，部分項(xiàng)目面臨盈利困難）。5.多能互補(bǔ)：通過(guò)整合多種能源（如風(fēng)電、光伏、水電、儲(chǔ)能、化石能源），利用不同能源的時(shí)間/空間互補(bǔ)性，提高能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。典型模式：①“風(fēng)光水儲(chǔ)”互補(bǔ)（如云南某基地，水電調(diào)節(jié)風(fēng)電、光伏的波動(dòng)，儲(chǔ)能進(jìn)一步平滑輸出）；②“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化（如工業(yè)園區(qū)，光伏+燃?xì)廨啓C(jī)+電池儲(chǔ)能，根據(jù)負(fù)荷需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)）；③“風(fēng)光氫儲(chǔ)”耦合（風(fēng)電、光伏電解水制氫，氫氣用于工業(yè)或儲(chǔ)能，解決棄風(fēng)棄光問(wèn)題）。四、論述題1.沖擊：①能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型：新能源占比提升（2022年全球可再生能源發(fā)電占比30%，中國(guó)約36%），煤炭、石油等傳統(tǒng)能源需求增速放緩；②電力系統(tǒng)重構(gòu)：從“源隨荷動(dòng)”的集中式電網(wǎng)向“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同的分布式電網(wǎng)轉(zhuǎn)變，對(duì)電網(wǎng)靈活性提出更高要求；③產(chǎn)業(yè)格局變化：傳統(tǒng)能源企業(yè)（如煤電、石油公司）面臨轉(zhuǎn)型壓力，新能源產(chǎn)業(yè)鏈（光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能）成為新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)；④地緣政治影響：石油輸出國(guó)地位可能弱化，太陽(yáng)能資源豐富的發(fā)展中國(guó)家（如印度、中東）有望成為“新能源出口國(guó)”。重構(gòu)路徑：①技術(shù)創(chuàng)新：突破可再生能源低成本規(guī)?；眉夹g(shù)（如高效光伏電池、大容量海上風(fēng)機(jī)）、儲(chǔ)能技術(shù)（長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能）、智能電網(wǎng)技術(shù)（虛擬電廠、需求響應(yīng)）；②政策引導(dǎo)：完善可再生能源補(bǔ)貼退坡機(jī)制，建立碳交易市場(chǎng)、綠電交易市場(chǎng)，推動(dòng)傳統(tǒng)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型（如煤電向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)變）；③基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)：加強(qiáng)特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)（解決“三北”地區(qū)風(fēng)光電外送問(wèn)題），推進(jìn)“新能源+”模式（如光伏治沙、農(nóng)光互補(bǔ)）；④國(guó)際合作：通過(guò)“一帶一路”輸出新能源技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，參與全球能源治理（如《巴黎協(xié)定》實(shí)施）。2.技術(shù)層面：①儲(chǔ)能技術(shù)：發(fā)展鋰離子電池（短時(shí)間儲(chǔ)能）、液流電池（長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能）、抽水蓄能（大規(guī)模調(diào)峰）、氫儲(chǔ)能（跨季節(jié)儲(chǔ)能），平滑可再生能源出力波動(dòng)；②多能互補(bǔ)：結(jié)合水電（調(diào)節(jié)能力強(qiáng)）、燃?xì)獍l(fā)電（啟停靈活）與風(fēng)光電，利用不同能源的時(shí)間互補(bǔ)性（如風(fēng)電夜間出力高，光伏白天出力高）；③智能電網(wǎng)：通過(guò)數(shù)字孿生、AI預(yù)測(cè)（風(fēng)光功率預(yù)測(cè)精度提升至95%以上）、柔性直流輸電（提高電網(wǎng)接納能力），實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制；④需求側(cè)響應(yīng)：通過(guò)分時(shí)電價(jià)、可調(diào)節(jié)負(fù)荷（如電動(dòng)汽車充電、工業(yè)負(fù)荷）引導(dǎo)用戶參與調(diào)峰，降低系統(tǒng)峰谷差。政策層面：①電力市場(chǎng)改革：建立“現(xiàn)貨市場(chǎng)+輔助服務(wù)市場(chǎng)”，對(duì)調(diào)峰、調(diào)頻等服務(wù)進(jìn)行合理定價(jià)，激勵(lì)儲(chǔ)能、煤電等提供靈活性資源；②可再生能源配額制：明確各省非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重，壓實(shí)消納主體責(zé)任；③碳定價(jià)機(jī)制：提高化石能源發(fā)電的碳成本（如碳稅、碳交易），提升新能源的經(jīng)濟(jì)性；④跨區(qū)域協(xié)同機(jī)制：建立省間電力交易平臺(tái)，促進(jìn)“三北”地區(qū)風(fēng)光電跨省消納，避免棄風(fēng)棄光；⑤技術(shù)研發(fā)支持：通過(guò)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、稅收優(yōu)惠等，鼓勵(lì)企業(yè)投入儲(chǔ)能、智能電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。五、案例分析題（1）選址合理性：①資源稟賦：西部/北部（如內(nèi)蒙古、新疆）光照時(shí)間長(zhǎng)（年日照時(shí)數(shù)超2500小時(shí)）、風(fēng)資源豐富（有效風(fēng)功率密度超300W/m2），適合大規(guī)模開發(fā)風(fēng)光電；②土地條件：地廣人稀，未利用土地多（如荒漠、戈壁），可減少征地矛盾和生態(tài)影響；③輸電走廊：靠近“西電東送”主通道（如“青豫直流”“吉泉直流”），便于電力外送至東部負(fù)荷中心（如長(zhǎng)三角、珠三角）。（2）特高壓輸電必要性：西部/北部與東部負(fù)荷中心距離超1000公里，傳統(tǒng)500kV交流輸電損耗大（約8-10%），特高壓直流輸電（如±800kV）損耗可降至3-5%，且輸送容量大（單回線路可送600-800萬(wàn)千瓦），滿足1億千瓦風(fēng)光電外送需求。儲(chǔ)能配套必要性：風(fēng)光電出力受天氣影響大（如光伏夜間無(wú)輸出，風(fēng)電受季風(fēng)影響），配套儲(chǔ)能（如磷酸鐵鋰電池、抽蓄、熔鹽儲(chǔ)熱）可平滑輸出，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性；同時(shí)，儲(chǔ)能可參與調(diào)峰調(diào)頻，減少對(duì)煤電調(diào)峰的依賴，提升新能源利用率（目標(biāo)棄風(fēng)棄光率控制在5%以內(nèi)）。（3）對(duì)“雙碳”目