强化发展可再生能源和新能源的新能源战略型管理
美国在未来矿产资源和矿业、能源业管理中将强化发展可再生能源和新能源的战略表现在以下方面。
(1)在政府的一系列政策中,突出强调了发展可再生能源和新能源的重要性
在2001年布什就任美国总统之初,就提出要加速发展新能源和可再生能源,促进美国能源利用多样化,保障美国能源安全。在2006年2月就能源问题致美国人民的公开信中,再次强调了发展可再生能源和新能源。
在2003年总统的国情咨文中,布什总统宣布,将预算12亿美元从事氢能源计划(HydrogenFuelInitiative)研究,以改变对外国石油的依赖状况。其根本目的是,通过发展商业性可行的氢动力燃料和电池所需的技术,促进千家万户使用新型能源,减少对进口石油的需求,改善美国能源安全。
美国倡导使用氢和燃料电池,改善国家能源安全是基于以下判断和事实:①美国目前60%的石油消费来源于进口,到2025年石油进口额将达到68%;②几乎所有美国的汽车和卡车靠汽油行驶,这是美国目前进口如此多石油的原因,美国每天所消费2000万桶石油的2/3是用于交通运输;③氢是已知燃料中单位质量中所含能量值最高的物质;④在未来10~20年中,减少美国对进口石油依赖的最好方式是增加使用汽油电力混合的车辆,这种车辆对于当今的美国消费者来说是可得的;⑤氢可从丰富的国内能源中进行生产,包括化石能源、核能和可再生能源;⑥长期来看,仅提高美国能源效率是不够的,到2040年,使用美国国内生产的氢来驱动交通运输车辆和其他设施可有意义地减少石油消费。
2005年5月25日,美国能源部宣布,在未来3年内,将从能源部科学办公室拨款6400万美元资助70个氢研究与开发项目。这些氢项目将着重解决以下5个方面的问题:①氢储存材料;②燃料电池薄膜或从其他气体中分离出氢并提纯氢;③氢生产储存利用的毫微级(10-9)催化剂;④模拟或利用产生氢的生物学过程的氢生产方法;⑤从太阳能中生产氢。
同日,能源部和农业部共同签署了旨在开发更成本有效的方式从生物体资源中生产氢的谅解备忘录。根据该备忘录,能源部和农业部专家将定期会面,分享转变生物体成氢的技术和成本信息。可用于氢生产的生物体资源包括乙醇、庄稼和森林残留物、作为能源的作物如柳树等。
事实上,能源部能源效率和可再生能源局一直在发展可再生能源和新能源,在其11个基本工作项目中,就有5个涉及具体可再生能源和新能源的开发,包括生物体项目、太阳能项目、氢燃料电池和基础设施技术项目、地热技术项目和风能与水电技术项目等。
(2)在联邦政府的拨款预算中,明显增加了新能源和可再生能源的拨款额度
美国能源效率和可再生能源局是专门负责美国新能源和可再生能源研发的管理机构。表4-2是美国能源效率和可再生能源局的拨款额比较。由表4-2可见,从布什总统执政的2001年起,能源效率和可再生能源局拨款额比以前各年明显增加,这种增加是在美国经济走向下坡、其他部门经费缩减的情况下发生的,彰显了美国对新能源和可再生能源研发的重视。
表4-2 1998~2005美国能源效率和可再生能源局可比较预算
不仅如此,美国还增加了许多新的新能源和可再生能源的开发、研究项目,如氢能源项目等,并在经费上加大投入。如2004财政年度,美国通过HydrogenFuelInitiative计划,对氢和燃料电池研究和开发项目的拨款为1.59亿美元。而在2005财政年度,在其他预算项目相继减少的情况下,在总统的预算要求中,又大幅增加了氢项目预算拨款,使用于氢和燃料电池活动的预算要求达到2.27亿美元。这事实上体现的是美国对开发新能源和可再生能源的重视。
(3)在联邦政府的战略规划和计划中,突出强调了新能源和可再生能源
在能源部直到2020年的战略规划中,将发展新能源和可再生能源列为重要的战略目标。在其能源战略目标中,提出 “研究可再生能源技术——风、水力、生物体、太阳能和地热”,“通过发展和改善技术,加速向氢经济的转变,使用可再生能源、核能和化石燃料生产氢”等。美国长期的能源战略和安全,不是发展单一的能源来源,而是范围广泛的能源供应选择。能源多样性(如化石能源、可再生能源和核能),既有助于保障能源供应稳定,也有利于预防价格高峰。
(4)在权威专业组织的研究报告中,强调开发、利用新能源和可再生能源
在2001年5月出台的《国家能源政策报告》中,就明确建议加强开发、利用新能源和可再生能源,认为是解决美国未来能源问题的希望所在。在2004年2月4日公布的美国国家研究理事会(NRC)题为“氢能源经济:机会、成本、障碍和研发需求”的研究报告中指出,“氢能源经济对美国国家能源安全和环境有巨大的、根本性的好处。在未来50年,氢将变为主要燃料,可根本转变美国的能源体系”。
(5)在相关法律的制定中,进一步明确了促进新能源和可再生能源的开发和使用是国家的鼓励政策
在美国关于能源安全和能源政策的法律中,2005年布什总统签署的《能源政策法》代表了美国当前和今后一段时期新的能源政策走向。《能源政策法》(2005)明确提出和规定了(政府通过税鼓励政策)促进新能源和可再生能源的开发和使用,包括风能、生物体、沼气、地热能和太阳能等。
发展新能源和可再生能源,一则有利于保障能源安全,二则有利于保护自然环境,因而是近些年来美国政府和有识之士讨论的热点话题之一。
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区、县(市)农业行政主管部门负责本辖区内农村可再生能源开发利用的管理,日常工作可以委托区、县(市)农村能源管理机构负责。
乡(镇)人民政府在上级农业行政主管部门的指导下,具体负责辖区内农村可再生能源开发利用项目的实施和服务。
发展和改革、财政、科技、城乡建设、城乡规划、畜牧兽医、环境保护、林业、国土资源、质量技术监督、公安消防等部门,应当依据各自职责做好农村可再生能源开发利用的相关工作。第六条 农业行政主管部门应当根据国民经济和社会发展总体规划,结合发展低碳农业和节能减排工作,编制本级农村可再生能源开发利用规划。第七条 财政部门应当将农村可再生能源开发利用所需经费列入同级财政预算,根据本地财政状况和农村可再生能源开发利用发展情况逐步增加。
国家、省和市下达的农村可再生能源开发利用项目,需要地方人民政府匹配资金的,区、县(市)人民政府应当按照规定落实配套资金。第八条 农村可再生能源开发利用项目的建设应当纳入乡镇、村(屯)基础设施建设规划,户用农村可再生能源开发利用项目设施应当纳入农村住宅通用设计标准。第九条 鼓励企业、农民专业合作经济组织和农民参与农村可再生能源开发利用项目的建设和服务,对在农村可再生能源开发利用工作中有突出贡献的单位和个人给予表彰奖励。
具体奖励标准由市财政、农业等部门制定。第十条 区、县(市)人民政府及相关部门应当引导和支持农村可再生能源开发利用项目实行产业化、集约化、规模化经营。第十一条 科技部门应当支持农村可再生能源技术的引进、研发,鼓励大专院校、科研单位及企业和个人研发农村可再生能源的新技术、新产品。第十二条 区、县(市)农业行政主管部门应当按照农村可再生能源开发利用规划,组织推广下列农村可再生能源开发利用项目:
(一)利用气化、固化、炭化和发电技术,将农林牧废弃物和生活垃圾转化为高品质生物质能的项目;
(二)利用太阳能和地热能技术,为农牧业和农民提供生产生活供热的项目;
(三)利用风能和太阳能技术发电的项目;
(四)利用沼气净化技术处理农村生活污水的项目;
(五)其他先进适用农村可再生能源技术的项目。第十三条 农村可再生能源开发利用项目所需的设备与产品必须符合国家、地方和行业标准,生产经营农村可再生能源产品应当具有国家或者省级农村可再生能源产品检测单位出具的质量检测合格证书。
禁止生产、经营或者使用国家明令淘汰的农村可再生能源开发利用所需的设备和产品。第十四条 区、县(市)人民政府对投资开发沼气等农村可再生能源开发利用项目的生产企业、物业服务企业在建设和运营过程中,应当按照规定给予资金补助,并减免相关的行政事业性收费;建设大中小型沼气工程,集中供气覆盖农户的,优先给予扶持。第十五条 申报农村可再生能源开发利用项目的单位和个人,应当将项目申报表和项目可行性报告,报送区、县(市)发展和改革、农业部门,由区、县(市)发展和改革、农业部门按照项目申报要求,统一汇总编制申报材料,报上级主管部门。
政府投资兴建的农村可再生能源开发利用项目应当由区、县(市)发展和改革部门会同农业、财政等部门审核签署意见后,报上级主管部门。第十六条 市发展和改革部门应当会同市农业、财政等部门根据农村可再生能源开发利用项目的申报和实际情况,确定并下达农村可再生能源开发利用项目年度建设计划,由市财政部门划拨相应市级补助资金。
水力发电对本法的适用,由国务院能源主管部门规定,报国务院批准。
通过低效率炉灶直接燃烧方式利用秸秆、薪柴、粪便等,不适用本法。第三条 本法适用于中华人民共和国领域和管辖的其他海域。第四条 国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施,推动可再生能源市场的建立和发展。
国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用,依法保护可再生能源开发利用者的合法权益。第五条 国务院能源主管部门对全国可再生能源的开发利用实施统一管理。国务院有关部门在各自的职责范围内负责有关的可再生能源开发利用管理工作。
县级以上地方人民政府管理能源工作的部门负责本行政区域内可再生能源开发利用的管理工作。县级以上地方人民政府有关部门在各自的职责范围内负责有关的可再生能源开发利用管理工作。第二章 资源调查与发展规划第六条 国务院能源主管部门负责组织和协调全国可再生能源资源的调查,并会同国务院有关部门组织制定资源调查的技术规范。
国务院有关部门在各自的职责范围内负责相关可再生能源资源的调查,调查结果报国务院能源主管部门汇总。
可再生能源资源的调查结果应当公布;但是,国家规定需要保密的内容除外。第七条 国务院能源主管部门根据全国能源需求与可再生能源资源实际状况,制定全国可再生能源开发利用中长期总量目标,报国务院批准后执行,并予公布。
国务院能源主管部门根据前款规定的总量目标和省、自治区、直辖市经济发展与可再生能源资源实际状况,会同省、自治区、直辖市人民政府确定各行政区域可再生能源开发利用中长期目标,并予公布。第八条 国务院能源主管部门会同国务院有关部门,根据全国可再生能源开发利用中长期总量目标和可再生能源技术发展状况,编制全国可再生能源开发利用规划,报国务院批准后实施。
国务院有关部门应当制定有利于促进全国可再生能源开发利用中长期总量目标实现的相关规划。
省、自治区、直辖市人民政府管理能源工作的部门会同本级人民政府有关部门,依据全国可再生能源开发利用规划和本行政区域可再生能源开发利用中长期目标,编制本行政区域可再生能源开发利用规划,经本级人民政府批准后,报国务院能源主管部门和国家电力监管机构备案,并组织实施。
经批准的规划应当公布;但是,国家规定需要保密的内容除外。
经批准的规划需要修改的,须经原批准机关批准。第九条 编制可再生能源开发利用规划,应当遵循因地制宜、统筹兼顾、合理布局、有序发展的原则,对风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源的开发利用作出统筹安排。规划内容应当包括发展目标、主要任务、区域布局、重点项目、实施进度、配套电网建设、服务体系和保障措施等。
组织编制机关应当征求有关单位、专家和公众的意见,进行科学论证。第三章 产业指导与技术支持第十条 国务院能源主管部门根据全国可再生能源开发利用规划,制定、公布可再生能源产业发展指导目录。第十一条 国务院标准化行政主管部门应当制定、公布国家可再生能源电力的并网技术标准和其他需要在全国范围内统一技术要求的有关可再生能源技术和产品的国家标准。
对前款规定的国家标准中未作规定的技术要求,国务院有关部门可以制定相关的行业标准,并报国务院标准化行政主管部门备案。第十二条 国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步,降低可再生能源产品的生产成本,提高产品质量。
国务院教育行政部门应当将可再生能源知识和技术纳入普通教育、职业教育课程。
我只接触过可再生能源中的风能:风电机组的出力是一个与风速有关的随机变量,因此,风速的预测是风电出力预测最主要的方面。但是由于风能的随机性、波动性和间歇性,国内还没有研制出很精确风电厂出力短期预测系统,通常目前风电场风速预测的误差在25%~40%左右,因此给你提供一个简单、精度不高的:
假设风电厂出力与风速关系如图1所示,其切入风速、切出风速、额定风速分别为3、25、14m/s。取风电场模型中风速服从正态分布,均值为7.5,方差为2。如此可建立起24h内风电场的出力预测模型。根据这个我基于MATLAB简单建立模拟风电场24小时出力模型如图2所示,希望对您有帮助。
这种方法简答易行,但是不够精确,可以令风电机组的备用容量为其额定容量的30%来考虑
一、充分利用太阳能:太阳能的利用有被动式利用(光热转换)、光化转换和光电转换三种方式,是一种使可再生能源被利用的新兴方式。使用太阳电池通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能。使用太阳能热水器利用太阳光的热量加热水。利用太阳光的热量加热水并利用热水发电。利用太阳能进行海水淡化。
二、充分利用核能。核能最大的用途是发电,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
三、充分利用地热能是由地壳抽取的天然热能,运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法就是直接取用这些热源,运用钻探的手段来获取地热能。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。
四、充分利用水力资源。通过水力发电工程开发利用,将水流体中含有的能量天然资源,转化为人类可以利用的能源,例如水力发电。
五、充分利用风能。风力发电就是应用风能的一个典型例子,风能本身环保,低碳,但是地域限制较大,如何利用好风能一直是我们需要探讨的课题。风能可为温室气体减排带来巨大潜力。陆上风能已在许多国家得到迅速推广,更多风能并入供电系统在技术上也不存在不可逾越的障碍。
六、充分利用生物质能。依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物及畜禽粪便等五大类。其蕴藏量极大,仅地球上的植物,生产量就像当于人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料 。
七、充分利用海洋能。海洋能是海水运动过程中产生的可再生能源,主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。
八、充分利用地热能。
九、充分利用潮汐能。
十、充分利用盐差能。 盐差能是两种含盐度不同的水体相混时放出的一种能量。其广泛分布于陆地江河入海处。两种水体的含盐浓度相差越大,它们之间产生的盐差能就越多。
十一、可燃冰。因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧,可燃冰是替代石油、天然气的一种重要能源。但暂时不可大范围使用,还在研究中。
十二、细菌发电,即利用细菌的能量发电。作为一种绿色无污染的新型能源,细菌发电经过一个世纪的发展,逐步受到世界各国的重视。