在未来国家能源的战略布局中，新能源将占据越来越重要的位置。长三角、环渤海地区主要承担着新能源产业研发、高端制造功能，是我国新能源产业发展的高地；中部地区承担着核心材料研发制造功能；西部地区依托丰富的自然资源，是新能源发电项目承载地。目前，国内规模化应用的新能源产业包括太阳能、风能、核能等，这些细分领域具有不同的集聚特征。
在“碳达峰”和“碳中和”目标下，中国能源系统将向着多元清洁方向发展。核能作为典型低碳能源品种，可在未来能源体系中超脱出仅仅提供电力的角色，助力能源清洁低碳转型，实现高质量发展。中国大陆的核电从秦山起步，1991年秦山核电站的建成，标志着中国核工业的发展上了一个新台阶。2015年我国自己研发“华龙一号”，标志中国核电发展迈入自主研制的第三代核电技术，以此跻身世界前列。全球有32个国家在使用核能发电，截至2021年12月31日，中国大陆运行核电机组共53台，2021年全国累计发电量为81121.8亿千瓦时，运行核电机组累计发电量为4071.41亿千瓦时，占全国累计发电量的5.02%中国的核电站主要分布在广东、浙江、山东、江苏、辽宁、福建、广西等沿海省份。不过各地方政府和核电企业对内陆核电的积极筹备行动并未停止，湖北、湖南、江西、四川、河南、安徽、河北等地对核电项目也进行了相关规划。
中国核电站分布示意图（截至2020年9月）
图源：中国核能行业协会
核电站选址的安全要求十分严格。核电站选址要考虑厂址区域内各种极端的外部事件影响，包括地震、地质、气象、洪水以及化学品爆炸等因素产生的影响；还要考虑核电站对厂址周围环境的影响，包括饮用水、种植和养殖业以及生态保护区等。核电站在运行过程中要产生巨大热量，所以核电站的选址必须靠近水源，这也是大型核电站都建在海边的一个重要原因，并且靠海还可以解决大件设备运输问题。但是建在海边有利的同时也多出一个风险，即海啸或者台风所带来大浪的潜在危险性。
我国第一座装机容量百万千瓦的大亚湾核电站
大型核电厂是迄今为止人类设计的最复杂的高效率能源系统之一，与其他能源相比，若大型核电厂发生事故，造成的影响将更为广泛。全球在运营的核电厂经过多年不断改进和完善，大型轻水堆核电技术已经日趋完善。但从长远发展来看，仍然面临着安全性与可靠性、经济性、可持续性、乏燃料后处理和高水平放射性废物安全处置等重大问题的挑战。尤其是日本福岛核事故之后，全球核电运行的安全性得到空前关注。
中国自20世纪50年代末，就开始对风力发电进行探索研究。1986年，我国第一座风电场——马兰风电场在山东荣成并网发电。从此，在我国很多地区的山头，风电机组如雨后春笋般冒了出来。1994年在新疆达坂城，建成了第一个装机容量达万千瓦级的风电场。跟火电和水电一样，西部的风能和太阳能电力，也面临往东部输送的难题。风电的发展，逐渐由陆地转移到了海上。中国大部地区的季风气候极为明显——冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风。沿海一带还有一种特殊的风——海陆风。由季风、海陆风以及热带气旋等综合组成的风系，给我国沿海地区带来了丰富的风能资源。
由于没有障碍物的阻挡，在同样高度，海上风速要明显高于陆地。可供利用的海洋风能资源，也要高出陆地3倍以上。
图源：《中国国家地理》2020年12期
传统的风车通常有4片大立式帆，帆带动中轴旋转——调整帆与风的角度，风推动帆，带动中轴上的一系列齿轮旋转。现代的风力发电机与古代的风车使用的原理完全一样，利用“电磁感应”的物理学原理，把旋转的动能转化成电力。
风机结构示意图，图源：《博物》2005年07期
风能区划依据3个指标（风能密度与利用小时数、风能季节变化、极限风速），将全国划分为风能丰富区、风能较丰富区、风能可利用区、风能欠缺区等4个区，30个小区。
中国风能区划，图源：《中国国家地理》2020年12期
辽宁、山东、浙江、福建、海南和中国台湾等沿海一带地区，以及内蒙古北部、松花江下游等内陆地区，是我国风能资源最丰富的区域。
中国不同类型风能资源分布图
图源：《中国国家地理》2013年08期
足够大的风力，是风电场选址时的要义，海岸、山脊、草原、戈壁在这些地形开阔、了无遮挡的环境里，我们常常能遇见风车的身影。风车，给人带来的不仅是浪漫的景色，更是实实在在的、巨大的清洁能源。环渤海区域是国内外知名风电装备制造企业的聚集地，长三角区域也培育了一批风电装备制造企业，而西北区域是风电场建设的集中区。
太阳能作为新能源的一种，通过光伏技术能够完成太阳能向电能的转化，发电过程中基本不产生有毒、有害气体和废渣。伴随着效率的不断提升和成本迅速降低，特别是21世纪以来，光伏电站如雨后春笋，在全球迅速发展起来。
太阳能光伏发电示意图
中国疆域辽阔，特别是地广人稀的西部地区拥有非常丰富的太阳能资源，不少地方年日照时间数达到3000-3600小时，有巨大的开发潜能。其中太阳能发电便是国家战略中的一枚重要棋子。太阳能光伏产业形成了以长三角为电池组件制造基地、中西部为原材料供应基地的产业分布格局。
图源：《中国国家地理》2019年06期
中国是世界光伏产业发展增速最快的国家，截至2020年，我国光伏市场累计装机量为253GW，2020年我国光伏发电量为2605亿千瓦时，占总发电量 3.5%。从新增装机布局看，装机占比较高的区域为华北、华东和华中地区，分别占全国新增装机的39%、19%和15%。2021年，我国太阳能发电量为3270亿千瓦时，利用小时数较高的地区为东北地区1471小时，华北地区1229小时，其中利用率最高的省份为内蒙古1558小时、吉林1536小时和四川1529小时。中国地面大型电站主要分布在西北地区的荒漠戈壁，东部因人口密集，多为分布式光伏的领地。
中国大江南北到处都能看到太阳能电站的身影——它们是西北荒漠戈壁的“磅礴军团”、是卫星图片上的神秘几何符号、也是绵延覆盖在东部山区丘陵、粼粼水面上的“乌金铠甲”。近年来，低碳绿色发展日益成为全球共识，新能源已经成为未来生活的重要能源。太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活，风力发电偶尔可以看到，核电站的消息总是出现在新闻上。未来，新能源将如何发展？将形成怎么的格局？这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。
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