零碳目标下环境工程中可再生能源利用技术创新

摘要：在全球气候变暖的背景下，碳排放问题开始受到世界各国的关注，减少碳排放，促进可持续发展已成为当前各国的重要目标之一，“零碳”目标也应运而生。随着零碳目标的提出，生态环保、绿色低碳成为国家战略发展的刚需，可再生能源在环境工程中的应用更成为大势所趋，实现环境工程中可再生能源利用技术的创新，对实现节能减碳，打造“零碳园区”可再生能源标杆示范基地有着重要作用。基于此，文章从可再生能源的内涵及分类出发，首先分析了可再生能源在环境工程中的应用价值，其次，聚焦于可再生能源应用实践，探讨了零碳目标下环境工程可再生能源利用技术创新的有效策略，以期为相关单位提供借鉴和参考。

关键词：零碳目标；环境工程；可再生能源；利用；创新

引言

在全球气候变化日益严峻的当下，积极推进低碳转型迫在眉睫，为有效应对气候变暖，促进可持续发展，我国政府在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲》等文件中便明确提出：需加大生态文明体系的构建，加速推动经济社会发展的全面绿色转型。而环境工程作为建筑工程领域这个关键组成部分，其建设与能源利用、资源消耗和生态环境污染有着极为密切的关系，在零碳目标的影响下，可再生能源在环境工程中的应用也开始受到社会各界的关注和重视。从实践角度来看，可再生能源的应用与当前提出的可持续发展理念不谋而合，其不仅可有效减少环境污染，降低碳排放，同时还能促进生态文明建设。因此，如何在环境工程中科学应用可再生能源，怎样实现环境工程中可再生能源利用技术的创新，是零碳目标下的重要课题。对可再生能源在环境工程中的应用原则，应用价值进行探究，并提出可再生能源技术利用创新的相关建议及策略，更是加快绿色低碳工程发展的有效路径。

1.可再生能源的内涵及分类

所谓可再生能源，主要是指从自然资源中提取的能源，可再生能源能在自然界中循环再生，所以也被称之为用之不竭取之不尽的特殊能源，相比不可再生能源来说，可再生能源的应用优势更为突出。而目前，常见的可再生能源主要包括以下几类：

第一，风能。风能是可再生能源的代表之一，其主要指封锁、携带的能量，风能的大小与风速和空气密度息息相关，我国地域广博，幅员辽阔，风能资源极为丰富，尤其是在北方地区和东南沿海地区的某些岛屿上，风能资源的分布更为集中。

第二，太阳能。太阳能，顾名思义，便是太阳所携带的能量，相比其他可再生能源来说，太阳能的利用方式更加多样，以光伏发电、被动式太阳房、太阳能聚热系统和太阳能热水系统为代表的各类先进系统及技术都充分展现了太阳能的应用价值和优势，太阳能作为一种分布极为广泛且取之不尽，用之不竭的能源资源，其开发潜力和开发前景也相当庞大。

第三，地热能。地热能常见于地下岩石和流体之中，作为储存于地下的热能，其可应用于制冷、供热和发电等多个领域。而关于地热能在各行业的应用，最早可追溯到古代时期，其中最具代表性的当属温泉沐浴以及医疗。

第四，水能。水能泛指水携带的能量，当地球上的水保持循环状态时，其循环过程中便会产生一定的能量转化。水能资源往往分布于地表水的流动之中，各地水能资源的储备量有明显差异，在某些地形落差大，流量大的地区，水能资源相对丰富。

第五，生物能。生物能主要是指以生物为载体所储存的一种特殊能量，相比其他可再生能源来说，其特殊之处在于它是唯一可再生的碳源。生物能大多存在于植物、动物等生物体之中。常见类型包括生物质能生物液体，燃料沼气等，生物质能，主要是指木材，森林废弃物，农业废弃物，水生植物以及有料植物等。

第六，海洋能。海洋能这一可再生能源的常见形式为潮汐能，温差能，波浪能，盐差能和海流能。随着海洋的流动，在海水等外力因素的干扰和影响下，形成、接收、存储并散发的能量被称之为海洋能，海洋能这一清洁能源的应用前景十分广阔，其不仅拥有可再生等优势，而且分布范围广泛，更具有清洁无污染特征。

2.可再生能源在环境工程中的应用价值

2.1有助于降低能源消耗，改善空气质量

可再生能源在环境工程中的合理利用，能大幅度减少环境工程项目的能源消耗，而本就具有循环利用特征的可再生能源，也能推动环境工程领域达成长效可持续发展的目标，从而为实现零碳目标助力。以风能这一可再生能源为例，风力发电是一种绿色无污染的能源发电方式，风力发电厂的运营无需任何燃料，只需通过风力转动风力涡轮机便能达成发电目标，所以也不会产生排放物。而在加强风能发电建设的基础上，传统的燃煤发电厂便可被取代，这样不仅能减少空气污染物的排放，同时还能有效改善空气质量。

2.2有助于减少污染排放，实现生态环境治理

优化生态环境治理效果是环境工程建设的主要目标之一，可再生能源技术的合理应用则对于降低污染排放、实现生态环境治理有着重要的促进作用，以煤炭石油为代表的传统能源的燃烧，往往会释放大量的污染物和颗粒物。而传统能源的开采和应用也会对水资源造成一定的负面影响，比如，煤矿开采和燃煤发电过程中会污染水资源。而如太阳能、风能和生物能等，可再生能源在使用生产过程中几乎很少产生污染，甚至不产生污染。举例来说，太阳能光伏发电便是借助半导体界面的光生伏特效应，直接实现光能向电能的转化，整个发电转化过程直接、清洁且无污染[1]。因此，此类可再生能源在生态环境治理工程中的应用展现出了突出的优势，在工业生产领域，农作物秸秆和林业废弃物的生物能的应用也能降低工业生产过程中的污染物排放

2.3有助于改善土地污染，保护土地资源完整性

传统能源的获取一般需要通过开采实现，而能源的开采利用则需占据大量土地，比如石油开采，燃煤发电等，这些开采和能源利用活动对土地造成的污染和破坏也是不容忽视的。对土地污染问题进行有效治理和改善，也是环境工程建设的重点内容，相比传统能源来说，可再生能源的应用和获取方式通常更加生态环保，其不会大量占用土地，所以可最大程度的减少土地污染的出现。举例来说，在使用太阳能进行光伏发电时，光伏发电系统被安装于建筑物的屋顶或空旷区域，其无需耗费大量时间精力维护，也不会占据大面积的土地资源，更不会对土地造成直接污染。所以，此类可再生能源的应用可实现土地资源和生态环境的有效保护。

3.零碳目标下环境工程中可再生能源利用技术创新策略

3.1优化工程设计，让可再生能源的应用匹配区域特征

在环境工程建设初期，相关单位首先需从环境工程所处区域的地域特征出发，在做好地区深度调研的基础上，明确区域的自然特征并根据环境工程项目的实际需求，制定更具针对性的工程建设方案，优化工程设计规划。在积极推进环境工程生态化开发时，相关工作人员需进一步更新自身建设观念，在形成生态环保建设理念的基础上，将可再生能源的高效应用作为环境工程建设的重点，将能源资源的可持续利用作为环境工程生态化进程的核心。在加强沟通，实现紧密合作和有机协调的基础上，让环境工程的建设稳步推进。其次，环境工程建设单位需在深入了解工程项目所在区域气候特征和场地条件，如温度特征，湿度特征，风速状况，地形状态，太阳辐射量等信息的基础上，实现环境工程的针对性设计，达成可再生资源最大化利用的目标，有效减少能耗[2]。举例来说，若环境工程建设与太阳辐射相对较强的区域，建设单位必须增大太阳能利用设施的布局范围，发挥区域太阳能资源相对充沛的优势，深度挖掘太阳能的应用价值，为环境工程的高效建设打下良好基础。环境工程建设与风速相对稳定的地区，则需重点应用区域风能资源，在加大风力发电设备投入优化风力发电设备布局的基础上，实现资源应用的最大化。

3.2聚焦建造环节，积极选用绿色环保材料

第一，若想充分发挥可再生能源在环境工程项目中的应用价值，在实施环境工程项目期间，相关人员便需加大各类生态友好型新型建筑材料和先进技术的应用力度，通过使用各类绿色环保材料，节省能源消耗，降低环境工程运营碳排放。如今，长效可持续发展理念已深入到我国各行业，环境工程理念也充分强化。在环境工程建设阶段，建设单位可加大各类生态环保型材料的应用，如生态模袋，被绿色植被覆盖的硅质材料以及被广泛应用于植被绿化的透水性砖等。第二，可科学选用生态环保低碳且可再生的建筑材料，如再生混凝土，竹材等，此类绿色建材的应用能有效降低建材生产过程中的碳排放。

3.3实现能源回收，提高环境工程建设生态效益

高效回收技术的应用在提高能效，降低能源成本，减少生态环境污染等方面有着突出的应用优势。能源高效回收技术的应用，还可优化建筑的能源使用模式，为实现可持续发展目标打下良好基础[3]。所以，在环境工程建设过程中，相关单位也须充分明确能源高效回收技术的应用价值。根据环境工程实际需求，合理选用能源高效回收技术。举例来说，可对废旧风力发电机叶片进行回收处理，并将其材料重新用于新的叶片和其他产品的制造，以保证风力发电持续为电网提供清洁能源，降低煤炭等化石能源发电产生的二氧化碳，减少碳排放。

3.4加强工程建设，集成优化应用可再生能源

在环境工程建设过程中，可再生能源的集成优化是实现能源可持续性的关键。如今，可再生能源利用技术不断进步，可再生能源应用的成本越来越低，这些先进技术和能源的应用不仅能减少各行业发展对化石燃料的依赖，同时还能降低环境工程的运营成本。以太阳能光热集成系统为例，太阳能光热集成系统主要是利用太阳能转换为热能的技术，单系统由太阳能集热器，热能利用系统和热能储存装置共同组成。其中，太阳能辐射器能快速捕捉太阳辐射，并实现太阳辐射向热能的顺利转化，而这能则可支持环境工程的供暖、热水供应和冷却系统运行。在设计应用太阳能光热集成系统时，需重点考量集热器的选用，科学选择其类型，面积，方向和倾角，以提高系统的能源收集效率。如今随着建筑技术水平的提升，太阳能光热系统也开始在环境工程中得到应用，通过系统集成，不仅能有效降低环境工程的能源消耗，还能达成工程高质量建设的目标[4]。除此之外，以地热能源集成利用技术和建筑集成风力发电技术为代表的各类先进技术，也分别实现了地热能和风能的集成优化，其在环境工程建设中也展现出了明显的应用优势。

结语

综上所述，高碳排放量所导致的温室效应引发的诸多环境问题，各类极端气候事件的出现更为世界各国敲响了警钟。为有效应对日益严峻的极端气候变化，必须在零碳目标的引导下，实现可再生能源技术的创新、高效应用，充分展现可再生能源在环境工程中的应用价值，明确可再生能源技术的具体应用要点，优化工程设计，提高可再生能源与地区匹配度；聚焦建造环节，积极选用绿色环保材料；实现能源回收，提高环境工程建设生态效益；加强工程建设，集成优化应用可再生能源的基础上，改善居民生活环境质量，促进人与自然的和谐共生、协调发展。

参考文献

[1]梁莹莹.可再生能源的发展对节能减排的促进作用及政策建议[J].皮革制作与环保科技，2024，5（22）：155-157.

[2]李晓敏，刘世哲，薛栋.可再生能源发展对碳排放的影响效应研究[J].软科学，2024，38（12）：86-92+100.

[3]丁笑迎，曹波，耿一哲.零碳高速公路可再生能源替代与绿色能源供给关键技术研究[J].中国设备工程，2023，（S2）：250-252.

[4]宋鹏飞，张超，侯建国，王秀林.可再生能源制零碳天然气助力我国实现碳中和[J].现代化工，2023，43（07）：14-18+24.