“十四五”可再生能源规划落地:大规模、高消纳、市场化
全文 1940 字,阅读大约需要 5 分钟 未经许可严禁以任何形式转载 南方能源观察 欢迎投稿,投稿邮箱: eomagazine@126.com 编辑 黄燕华 审核 冯洁 6月1日下午,国家发改委等九部委联合发布了《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《规划》,明确了“十四五”可再生能源发展的主要目标,同时更加注重可再生能源的大规模开发、高水平消纳以及市场化发展。大规模开发 中国已经承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和,明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。截至2020年底,全国风电和光伏发电装机达到5.3...全文
化石能源是目前全球消耗的最主要能源,2006年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9%,我国的比例高达93.8%。但随着人类的不断开采,化石能源的枯竭是不可避免的,大部分化石能源本世纪将被开采殆尽。从另一方面看,由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体CO2,同时可能产生一些有污染的烟气,威胁全球生态。因而,开发更清洁的可再生能源是今后发展的方向。
目前我国政府已加快新能源发展的步伐,多元化环保燃料水逐步替代石化能源的时代来了,新能源是世界上最清洁能源,环保燃料民间使用的科技没有突破,需要有一次能源来转换,我们所研发、推广的技术是把一次能源和二次能源综合在一起来做燃料使用。而成本与价格低廉,符合节能减排国家规划,廉价环保燃料的诞生与应用完全符合国家政策。
一、产品特性
由80%-90%添加的甲醇,配10%的添加剂调配燃料而成,调配工艺简单,存储运输安全方便,动力性能与国标油品完全一致,可以到任何检测机构检测,低温启动性能优异,排放比汽油更环保:适合于各种进口和国产汽车、汽油发电机等各种汽油动力性设备,所有车辆无需改装。
二、 应用特点
将混合燃料进行喷射催化裂解制成环保燃料300以上便可让环保换料液体反应生成富氢气体,大大减少能量消耗。收集发动机排出的废热,转化为制环保燃料所需的热能。短时间使用固态催化的温度达到300以上,保障设备能再短时间内启动并且工作设备先进,实行自动化控制、自动空气混合后进入缸体充分燃烧产生功效,整体性能国际领先。
三、产品优势:
1、使用成本低;
2、再生能源、循环利用
3、高热值超能油,无味、无杂质,清澈透明;
4、燃烧稳定充分,无溅油现象,无积碳残渣,炉具免清理;
5、保证燃烧无刺鼻刺眼味道,对身体无害;
6、热值高,燃烧表面温度超过液化气表面温度,热值8500大卡。
四、项目优势 :
1、石油资源枯竭,全球能源危机;
2、节能、减排、环保(可提升20%动力,热值11000大卡,零排放、无污染、无伤害);
3、清除积碳(火花塞、气门、气缸),清洗油路(油箱、油管、喷油嘴),延长使用寿命;
4、安全实惠(可瓶装、可桶装、可罐装,水可轻松浇灭,价格节省30%);
5、国家发明专利,专业团队技术支持;
6、国家支持,政府补贴(项目补贴、土地补贴、科研补贴、专项补贴等);
7、市场刚需,持续发展;
8、共建、共商、共享,利国、利民、利己。
五、市场优势:
1、巨大的市场前景、极少的竞争对手、我司产品的自身特色,使其极具统治力;
2、区域保障,确保约定区域独家经营,使您的销售市场不被分化;
3、公司强大的生产、销售一条龙服务能力,给您的代理和销售带来强有力地支持;
4、合作客户可享受免费上门指导、及办证等服务;
1.市场成熟度低,保障能力不足
尽管我国在建立可再生能源市场方面做了许多工作,但也还存在很多问题,主要表现在:对建立完善可再生能源市场的战略性、长期性和艰巨性的认识不足;由于成本相对过高以及产品自身特点原因,目前可再生能源还缺乏广泛的社会认同和完善的市场环境。
2.政策体系不完善,措施不配套
虽然我国颁布了可再生能源法,其制度建设要求也比较全面,但是政策措施和制度建设不配套,尚未完全适应可再生能源发展的要求。
主要是:
(1)各种可再生能源发展的专项规划或发展路线图未能及时出台,尚未形成明确的规划目标引导机制;
(2)缺乏市场监管机制,对于能源垄断企业的责任、权力和义务,没有明确的规定;也缺乏产品质量检测认证体系;
(3)可再生能源的规划、项目审批、专项资金安排、价格机制等缺乏统一的协调机制;
(4)规划、政策制定和项目决策缺乏公开透明度;
(5)缺乏法律实施的报告、监督和自我完善体系。
(6)缺乏可再生能源与社会和自然生态环境保护的协调发展保障机制和政策,特别是水电、生物质能还需要完善移民安置、土地利用和生态保护配套政策。
3.技术研发投入不足,自主创新能力较弱
为了尽快降低成本、克服电网等外部支撑条件的限制,必须依赖持续不断的技术创新和产业化应用。虽然我国在可再生能源利用关键技术研发水平和创新能力方面有所提高,但总体上和国外发达国家相比仍然明显落后,主要表现在:
(1)基础研究薄弱,创新性、基础性研究工作开展较少、起步较晚、水平较低,如光伏发电技术、纤维素制乙醇等技术,缺乏大规模发展所需的技术基础;
(2)缺乏强有力的技术研究支撑平台,难以支持科技基础研究和提供公共技术服务;
(3)缺乏清晰系统的技术发展路线和长期的发展思路,没有制定连续、滚动的研发投入计划;
(4)用于研发的资金支持明显不足
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
序号名称发布文号和时间废止理由1太原市已购公有住房和经济适用住房上市出售管理规定第20号令2001.4.27已经不适应我市经济社会发展要求。现执行建设部《经济适用住房管理办法》、《太原市人民政府关于扩大内需搞活流通促进房地产市场健康发展的若干意见》等有关规定和文件。2太原市违法建设查处办法第24号令2002.2.6与《中华人民共和国城乡规划法》有关规定不相符。现执行《中华人民共和国城乡规划法》等法律法规。3太原市体育场地建设和管理办法第43号令2004.6.4已被地方性法规《太原市体育设施建设和管理办法》取代。4太原市最低收入家庭廉租住房管理办法第46号令2004.11.25已经不适应我市经济社会发展要求。现执行建设部《廉租住房保障办法》等规定。5太原市经济适用住房管理办法第51号令2005.11.28已经不适应我市经济社会发展要求。现执行建设部《经济适用住房管理办法》等规定。6太原市公园管理办法第55号令2006.11.3已被地方性法规《太原市公园条例》取代。7太原市城市排水管理办法第63号令2008.5.16已被地方性法规《太原市排水管理条例》取代。二、决定修改的政府规章(29件)
(一)太原市人事争议仲裁办法(第18号令)
1.将第五十一条修改为:“当事人及有关人员在仲裁过程中有下列行为之一的,仲裁委员会予以批评教育、责令改正;情节严重的,由有关部门依法查处:
“(一)干扰仲裁活动,阻碍仲裁工作人员执行公务的;
“(二)拒绝提供有关文件、资料和其他证明材料的;
“(三)提供虚假情况的;
“(四)对仲裁工作人员、仲裁参加人、证人、协助执行人进行打击报复的。”
2.将第五十四条修改为:“本办法具体应用中的问题由市人力资源和社会保障局负责解释。”
(二)太原市土地储备实施办法(第19号令)
1.将第一条修改为:“为盘活存量土地资产,优化土地资源配置,合理利用土地,根据《中华人民共和国土地管理法》、《山西省实施〈中华人民共和国土地管理法〉办法》及有关法律法规的规定,结合本市实际,制定本办法。”
2.将第三条修改为:“本办法所称土地储备,是指政府依照法律、法规的规定和法定程序,对通过收回、收购、置换和征收等方式(以下简称收购)取得的国有土地进行前期整理或开发,并依据土地利用和城市总体规划配置土地资源。”
3.将第六条修改为:“集体所有土地需要储备的,必须依法办理土地征收手续。”
4.将第七条修改为:“市发展和改革、经济和信息化、商务、住房和城乡建设、规划、财政、房产、国土资源等行政主管部门应当按照各自职责,做好土地储备相关工作。”
将该规章其他条款中主管部门和相关部门的表述作相应修改。
5.将第九条(五)修改为:“政府征收的;”
6.将第十条第一款修改为:“使用权不明的土地、政府征收的土地和依法没收、收回的土地,直接由市土地储备中心进行储备。”
(三)太原市户外广告阵地有偿使用管理暂行办法(第25号令)
1.将标题修改为:“《太原市户外广告阵地有偿使用管理办法》”
2.将第一条修改为:“为加强本市户外广告设置和管理,规范户外广告阵地有偿使用活动,根据国家有关法律、法规制定本办法。”
3.将第三条修改为:“市人民政府委托市城乡规划局负责本办法的具体组织实施。市工商、市容环卫、住房和城乡建设、城管、园林、公安等部门按各自职责协助做好本办法实施工作。”
将该规章其他条款中主管部门和相关部门的表述作相应修改。
4.删除第十八条第四款。
(四)太原市城市规划管理技术规定(第27号令)
1.将第一条修改为:“为了加强和规范太原市城市规划管理,保障城市总体规划的实施,根据《中华人民共和国城乡规划法》、《山西省城乡规划条例》、《太原市城市总体规划》和国家相关技术规定、规范,结合本市实际情况,制定本规定。”
2.将第四十五条修改为:“本规定的具体应用由太原市城乡规划局负责解释。”
(五)太原市二氧化硫排污交易管理办法(第29号令)
将第五条修改为:“市环境保护行政主管部门对二氧化硫排污交易实施统一监督管理。发展和改革、经济和信息化、法制、财政、物价等部门,按照各自职责做好二氧化硫排污交易管理工作。”
(六)太原市行政机关工作人员行政过错责任追究办法(第33号令)
1.将第一条修改为:“为转变工作作风,坚持依法行政,提高行政效能,保证行政机关及其工作人员正确、及时、公正、高效实施行政管理,防止和纠正行政过错行为,根据《中华人民共和国行政监察法》、《中华人民共和国公务员法》和有关法律、法规、规章,制定本办法。”
2.将第四条第二款修改为:“人力资源和社会保障部门依照法定职责负责公务员的综合管理工作。”
将该规章其他条款中主管部门和相关部门的表述作相应修改。
(七)太原市取缔乱涂乱写和规范张贴户外小广告的管理办法(第34号令)
将第一条修改为:“为杜绝城市乱涂、乱写、乱张贴户外小广告行为,营造优美、整洁、文明、卫生的生活环境,塑造现代化城市形象,巩固我市综合整治成果,根据《中华人民共和国治安管理处罚法》和《太原市市容和环境卫生管理办法》等规定,结合我市实际,制定本办法。”
(八)太原市社会用字管理办法(第38号令)
将第四条第三款修改为:“市人民政府住房和城乡建设、规划、教育、文化广电新闻出版、工商等有关部门,在各自职责范围内,负责本系统的社会用字管理。”
(九)太原市群体性妨碍公共秩序事件处置办法 (第40号令)
将第一条修改为:“为了维护省城社会稳定,保障正常的公共秩序和道路交通秩序,根据《中华人民共和国集会游行示威法》、《中华人民共和国治安管理处罚法》等法律、法规,结合我市实际,制定本办法。”
(十)汾河太原城区段风景区管理办法(第41号令)
1.将第一条修改为:“为改善生态环境,提高人居质量,加强对汾河太原城区段风景区的管理,更好地保护、利用和开发景区资源,根据国务院《风景名胜区条例》等有关法律、法规,结合本市实际,制定本办法。”
2.将第五条修改为:“市住房和城乡建设委员会是汾河景区重点保护区的行政主管部门。汾河景区管理机构受市建设行政主管部门委托,负责重点保护区的建设和日常管理工作。”
(十一)太原市城市雕塑管理办法(第42号令)
1.将第一条修改为:“为加强城市雕塑管理,提高城市文化品位,促进城市雕塑建设健康发展,使其与城市整体环境相协调,根据《中华人民共和国城乡规划法》、《山西省城乡规划条例》等有关法律、法规规定,结合本市实际,制定本办法。”
2.将第五条第三款修改为:“住房和城乡建设、房产、教育、文化广电新闻出版、市容环卫、城管、园林、公安等有关部门按照各自职责,协助做好城市雕塑管理工作。”
(十二)太原市产权交易管理办法 (第44号令)
将第一条修改为:“为规范产权交易行为,推动产权制度改革,优化资源配置,防止国有资产流失,促进太原区域经济发展,根据国家有关规定,结合本市实际,制定本办法。”
(十三)太原市燃煤污染防治规定(第45号令)
将第四条第二款修改为:“住房和城乡建设、城管、质监、工商、煤炭等行政管理部门按照各自职责,协同做好燃煤污染防治的有关工作。”
(十四)太原市城市绿线管理办法(第47号令)
将第十七条修改为:“违反本办法第十四条、第十五条第一款规定的,由市城乡管理行政执法部门按照《城市绿化条例》的有关规定予以处罚。”
(十五)太原市市容环境门前责任管理办法(第48号令)
将第四条第三款修改为:“规划、环保、公安、工商、城管、园林等有关部门按照各自职责,协同做好市容环境门前责任的监督管理工作。”
(十六)太原市国家行政机关及其工作人员行政不作为问责办法(试行)(第49号令)
将标题修改为:“《太原市国家行政机关及其工作人员行政不作为问责办法》”
(十七)太原市政府重大事项决策听证办法(试行)(第50号令)
将标题修改为:“《太原市政府重大事项决策听证办法》”
(十八)太原市行政机关及其工作人员损害政务环境行为责任追究暂行规定(第52号令)
1.将标题修改为:“《太原市行政机关及其工作人员损害政务环境行为责任追究规定》”
2.将第十条中(一)修改为:“各级行政机关设立责任追究审定组织,下设办事机构。
“责任追究审定组织由领导班子成员、监察、法制、人力资源和社会保障等部门负责人共同组成。主要职责为:决定是否进行核查、审议核查或者审理核查报告、做出处理决定;
“办理机构由监察、法制、人力资源和社会保障部门工作人员组成,主要职责为:受理投诉、检举、控告;核查损害政务环境行为;草拟核查报告、提出处理意见。”
3.将第十三条修改为:“本规定具体运用中的问题由市监察局负责解释。”
(十九)太原市设立大型商业网点听证实施办法(第53号令)
将第七条第二款修改为:“政府规划拟设立大型商业网点的,由市商务行政主管部门负责组织听证,适用《太原市政府重大事项决策听证办法》。”
(二十)太原市企业信用信息征集和发布管理办法 (第56号令)
将第七条中(一)修改为:“发展和改革、经济和信息化、住房和城乡建设主管部门提供有关企业生产、经营许可、投资行为及其他奖惩记录等信息;”
(二十一)太原市民用建筑节能管理办法(第58号令)
将第四条第三款修改为:“发展和改革、经济和信息化、财政、规划、房产等有关部门按照各自职责,协同做好建筑节能管理工作。”
(二十二)太原市城市道路井具设施监督管理办法 (第59号令)
将第四条修改为:“市城乡管理主管部门负责井具设施的监督管理。
“规划、住房和城乡建设、公安、城市管理综合执法、质量技术监督等部门应当按照各自职责,配合做好井具设施的监督管理。”
将该规章其他条款中主管部门和相关部门的表述作相应修改。
(二十三)太原市饮食娱乐服务业环境保护管理办法(第61号令)
1.将第四条的第三款修改为:“规划、住房和城乡建设、工商、城乡管理、卫生、市容环卫、商务、公安等有关部门根据各自职责,依法开展饮食娱乐服务业环境保护工作。”
2.将第十条第一款修改为:“饮食娱乐服务业应当按照法律法规的规定,向环境保护行政主管部门进行排污申报登记,领取排污许可证或者临时排污许可证;向市城乡管理主管部门进行排水许可登记,领取排水许可证,并按照许可证规定的种类、浓度和数量排放污染物。”
(二十四)太原市散状物料密闭运输管理规定 (第62号令)
将第五条修改为:“从事运输车辆密闭化改造的企业由市经济和信息化行政主管部门通过招标确定,并向社会公布。”
(二十五)太原市广播电视设施建设和管理办法(第64号令)
将第三条第三款修改为:“发展改革、财政、规划、住房和城乡建设、城管、园林、物价、公安等行政管理部门按照各自职责,协同实施本办法。”
(二十六)太原市地震安全性评价和抗震设防要求管理规定(第69号令)
将第四条第三款修改为:“发展改革、住房和城乡建设、规划、国土资源、城管等有关部门应当在各自职责范围内,做好相关工作。”
(二十七)太原市非本地户籍人口租赁房屋治安管理规定(第70号令)
将第二十五条修改为:“非本地户籍人口到住房和城乡建设、房产、民政、人力资源和社会保障、教育、计划生育、工商、卫生等政府有关部门办理相关事项时,应当主动出示居住证。”
(二十八)太原市绿色转型促进条例实施办法(第71号令)
1.将第十一条修改为:“市住房和城乡建设部门编制城市建设总体规划时,应当突出可再生能源规模化应用及主体多元化、能源多结构,鼓励采用合同能源管理模式。”
2.将第十四条修改为:“市农业、科技、经济和信息化、国有资产、住房和城乡建设、商务等部门,应当围绕构建绿色产业体系、培育绿色消费方式,制定农业、工业、建筑业、服务业以及园区和企业的绿色转型标准。”
3.将第十七条修改为:“市人力资源和社会保障、信访、住房和城乡建设、财政、卫生、旅游、文物、文化广电新闻出版等部门,应当围绕建立政府绿色管理等要求,制定绿色机关、绿色信访、绿色采购、绿色办公、绿色医院、绿色旅游、绿色文化、绿色服务等绿色转型标准。”
将该规章其他条款中主管部门和相关部门的表述作相应修改。
4.将第五十一条修改为:“市、县(市、区)人民政府有关部门及其工作人员违反本办法规定的,根据《太原市国家行政机关及其工作人员行政不作为问责办法》、《太原市行政机关工作人员行政过错责任追究办法》等有关规定追究其相关行政责任。构成犯罪的,依法追究刑事责任。”
(二十九)太原历史文化名城保护办法(第72号令)
将第六条修改为:“发展改革、住房和城乡建设、国土资源、房产、城管、财政、园林、水务、文化广电新闻出版、宗教、民政、旅游等有关部门,按照各自职责做好历史文化名城的保护工作。”
将该规章其他条款中主管部门和相关部门的表述作相应修改。
本决定自公布之日起施行。
一、前言
能源技术的迭代创新推动了全球能源产业的转型发展。作为世界上最大的发展中国家、第一人口大国和第二大经济体,我国还是最大的能源生产国和消费国,能源工业的 健康 发展攸关我国资源、环境和 社会 经济可持续发展。当前,我国能源工业发展尽管已取得显著成就,但面临的问题同样突出:①能源消费总量规模巨大,能源生产和消费结构仍以化石能源为主。2018 年,我国煤炭消费总量约为2.74 109 tce,同比增长 1.0%,占能源消费总量的比例高达 59.0% [1] ,但所占比重持续下降。可再生能源和核能发电量保持增长,但规模化水平依然不足。②油气安全供应形势严峻,2017 年我国首次成为全球最大的原油进口国,2018 年石油对外依存度为 72%、天然气对外依存度为 43% [2] 。③化石能源尚未实现优质化利用,尤其是煤炭清洁高效利用水平仍需大幅提升。发电用煤占比远低于发达国家,大规模煤炭开发利用带来的生态环境问题较为突出 [3] 。④能源系统效率整体仍然偏低。我国单位国内生产总值(GDP)能耗是世界平均水平的 1.4 倍,2018 年火电利用小时平均数仅为 4361 h, “三弃”(弃风、弃光、弃水)电量为 1.023 1011 kW·h。⑤温室气体减排与应对气候变化压力巨大,我国CO2 排放量约占世界总量的 30%,CH4 排放量同样位居世界第一。
在保障国家能源安全的同时,保护生态环境并有效应对气候变化将是我国能源发展面临的长期重大问题。随着未来经济 社会 的发展,传统产业升级和基础设施建设对能源资源的需求依然强劲,我国能源消费总量可能持续上涨,新增能源需求集中在与可再生能源、天然气、核能等相关的新兴产业领域。能源领域新兴产业发展与国家战略需求紧密关联,有助于推动能源生产与消费革命、优化能源结构、助力能源安全、实现温室气体减排和生态环境保护,同时提升国家工业装备制造技术水平、培育经济发展新动能、服务经济 社会 可持续发展 [4] 。
今后 10~15 年以及更长时期,既是我国加快培育和发展战略性新兴产业的关键时期,也是发展绿色低碳产业的重要机遇期。促进能源新技术新兴产业发展,已经成为符合我国发展需求和资源特色的必然选择。现有研究 [5,6] 对我国战略性新兴产业总体发展规律、新能源产业或某一细分能源领域的发展动向与路径选择、战略性新兴产业政策规制等课题进行了探讨,在区域产业集群、战略布局、创新特征、发展模式等方向完成了深入分析。然而对于我国能源领域新兴产业未来发展,特别是产业定位、发展路径与具体举措的战略层面研究,相关内容尚属空白。
本文在界定我国能源新技术特点与产业内涵的基础上,梳理全球能源新技术新兴产业竞争格局的变化趋势与发展态势,研究面向 2035 年的我国能源新技术新兴产业发展方向,特别是“十四五”时期的发展目标与重点任务;明确具体的技术创新发展方向,提出工程 科技 攻关项目、重大工程和示范区建设以及相关政策的建议。
二、能源新技术的特点与产业内涵
(一)能源新技术的特点
能源新技术具有共性特征 [4] :①通过技术原理上的创新,解决所在技术领域发展的制约性问题;②具有优良的技术竞争力或技术优势;③ 以相关成熟技术为发展基础,具有较好的技术可行性;④ 具有较大的降低成本潜力,能结合较高的技术学习率,在技术发展规模迅速扩张的同时使成本随之急剧下降,从而具备与传统技术竞争而占据大量市场份额的能力。基于已有研究的定义 [7] ,本文进一步将能源新技术明确为:不仅涉及可再生能源和核能领域,而且涵括非常规油气资源开发、传统化石能源的清洁高效转化与利用、能源的传输以及终端用能等领域,是具有突破性或颠覆性的能源开发利用技术。
(二)能源新技术新兴产业范畴与定位
作为新兴产业,能源新技术产业的定位需准确反映能源发展的客观规律,符合“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系”的国家重大需求,且充分体现能源产业新趋势、新活力和新业态,有效促进绿色低碳成为经济增长新动能。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将战略性新兴产业划分为 7 个大类,其中涉及能源领域的主要有“新能源产业”和“节能环保产业”,其中“节能环保产业”仅涉及传统工业利用过程的高效节能。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》将新能源产业、节能环保产业和新能源 汽车 产业统称为“绿色低碳产业”。因而,能源领域新兴产业以往主要由“新能源产业”所指代。
能源本身并不涉及新的能源和旧的能源,只是能源技术存在先进程度的差异 [7~9]。仅用“新能源产业”一词,不能直接反映智能电网、储能、分布式能源和微电网等产业,同时可再生能源产业发展也需要重视技术的先进性问题。“新能源产业”的定位由于聚焦于核能、太阳能、风能和生物质能等产业,容易忽视化石能源新技术的颠覆性作用(如页岩油气规模化开发技术、先进洁净煤技术),而且将化石能源与非化石能源新技术的系统联合与协同发展排除在外。国家能源局等一些政府部门的政策文件将页岩气开发、智能电网纳入战略性新兴产业,但关于能源领域新兴产业的具体范畴仍不清晰。“新能源产业”定位过于狭窄,所统计的范围不能充分体现能源新技术发展所带来的能源转型与产业变革。现有产业划分与定位的局限性在一定程度上阻碍了能源新技术的集成创新以及不同能源产业的协同发展,不利于全面推动能源生产和消费革命。
针对于此,本文提出宜拓展以往“新能源产业”所涵盖的范围与内涵 [7] ,同等重视化石能源的清洁高效利用以及核能与可再生能源的规模化发展,将能源领域新兴产业统称为“能源新技术产业”。与新兴产业发展相关联的能源新技术包括节能与提高能源效率技术,化石能源清洁高效开发与利用新技术,智能电网和储能技术,非常规油气资源、可再生能源规模化开发利用技术,自主创新的核电技术和核废料处理技术,以及氢能和燃料电池、核聚变能、干热岩、天然气水合物等相关前沿技术。
能源新技术新兴产业主要涵盖了煤炭清洁高效转化与利用产业(以先进燃煤发电产业为重点)、非常规油气开发利用产业(以非常规天然气产业为重点,涉及页岩气、煤层气、天然气水合物产业)、能源互联网与综合能源服务产业(以能源互联网、先进输电、储能、综合能源服务产业为重点)、核能产业和可再生能源产业(以风力发电、太阳能光伏和光热发电、生物质能、地热能、氢能源与燃料电池产业为重点)。
三、能源新技术新兴产业发展动态
(一)发展现状
1. 全球能源新技术新兴产业
全球能源形势正在发生深刻变化,非常规油气资源的大规模开发支撑了美国“能源独立”,部分国家核电供应能力不断削减,以风力发电和太阳能发电为代表的可再生能源产业快速发展以及非常规油气资源生产成为全球性趋势,不断改变着全球能源供需格局 [10] 。世界能源发展向绿色、低碳转型,以“能源结构的低碳化转变、能源发展方式向气候和生态适应型转变、从保障能源供应到实现能源服务的智能化转变”为主要特征。各国致力于能源技术创新,推动能源低碳化和绿色可持续化发展。高度活跃的技术创新活动引发了能源开发利用方式的变革:全球能源供应能力随着技术水平提升而得到显著提高;清洁高效的化石能源开发利用技术赋予了化石能源新的竞争力,但减排尤其是减碳压力仍然巨大;可再生能源技术已得到广泛应用且成本不断下降,实现可再生能源的大比例消纳将是未来能源系统面临的挑战 [11] ;值得注意的是,氢能应用已经成为新兴产业,涉及电力、供热和燃料 3 个领域。
2. 我国能源新技术新兴产业
当前,我国能源发展已转向着力提升质量阶段 [11] 。国内能源消费结构不断优化,2018 年煤炭和石油以外的清洁能源占比已达 22.1%。能源供应结构朝着多元化方向发展。作为世界最大的可再生能源生产国,我国可再生能源产业发展迅速,相应新增发电装机已经超过化石能源,2018 年可再生能源发电量在电能结构中的占比达到 26% [2] ,替代作用日益显现。风力发电(占比 5.2%)、太阳能光伏发电(占比 2.5%)规模均达世界第一,弃风限电形势明显好转,光伏弃光电量和弃光率均有所降低。核电规模(占比 4.1%)稳定增长,核能多用途利用前景看好。能源互联网和综合能源服务产业蓬勃发展,能源基础设施建设提速,保障了“一带一路”倡议实施,促进了区域融合发展。
在技术层面,我国能源 科技 水平和创新能力持续提升,部分领域达到国际领先水平 [12] 。化石能源开发和利用效率进一步提高,燃煤发电超低排放技术开始全面推广。非常规天然气开发利用技术不断取得突破。电网与储能工程技术水平持续提升,能源互联网与储能产业处于国际领先水平。核能和可再生能源产业技术创新能力也有所增强。
与此同时,我国能源新技术新兴产业发展存在的问题也较为突出 [13] 。煤炭清洁高效转化和利用整体水平有待提升,先进煤炭利用技术亟需进一步研发突破与示范推广;油气供应安全问题突出,非常规油气仍未实现大规模商业化开发,关键技术和体制机制方面的制约因素仍然存在;核电产业仍需进一步规模化以保障安全高效发展;能源互联网与综合能源服务产业发展仍受制于技术、市场等多方面因素;可再生能源产业发展面临的核心技术不足、并网消纳困难等诸多问题仍有所体现。
(二)发展趋势
1. 全球能源新技术新兴产业
面向 2035 年,全球能源发展的主流仍是化石能源与非化石能源的协同发展 [13] 。在稳定性、经济性和可获得性方面,可再生能源存在明显不足,全球一次能源供应的主体在较长时期内仍将是技术稳定的化石能源。绿色、低碳能源在较长时期内是能源技术创新的主要方向,同时能源与信息、材料的深度融合,有望催生智慧能源网络。能源领域的技术创新将为传统产业的转型升级注入新动力,推动智能制造、智能建筑、智慧交通等新兴领域的快速发展 [11] 。
2. 我国能源新技术新兴产业
未来 10~15 年,我国能源生产和消费结构将继续优化,但鉴于现有规模基础,传统化石能源在保障能源安全方面仍将持续发挥基础性作用。页岩气、煤层气等非常规油气资源有望成为我国油气工业的战略性接替资源。核能产业是我国具有全球竞争力的高新技术领域,核能技术的研发与多用途利用将持续升温。可再生能源产业作为化石能源的清洁替代方案,在增进能源供应能力、满足对可持续性能源的需求、维护环境和气候安全等方面意义重大,将持续处于快速上升期。能源互联网为现代电力工业和综合能源系统的变革指引了发展路径。
四、 面向 2035 年的能源新技术新兴产业发展战略对策
(一)能源新技术新兴产业发展战略思路
基于我国国情现实、能源发展客观规律以及能源技术创新趋势,能源新技术新兴产业的发展需要同等重视化石能源和非化石能源新技术的颠覆性作用,持续优化能源生产和消费结构,着力提升能源利用效率和非化石能源的消费比重。加强能源 科技 基础研究,大力开展前沿性技术创新,特别是交叉学科创新和颠覆性技术创新研究。推动能源与材料、信息的深度融合以及智能电网、智慧能源发展,构建清洁、低碳、高效、智能的现代综合能源体系 [7,11]。
(二)“十四五”时期产业发展目标与任务
根据能源新技术新兴产业所涵盖的9个子产业,在“十三五”时期各产业发展的基础上,进一步分析“十四五”时期各产业应着力实现的具体发展目标和重点任务。
1. 煤炭清洁高效利用产业
发展目标:燃煤发电机组平均供电煤耗低于300 gce/(kW·h),碳排放强度力争下降到 825 g/(kW·h)左右;实现 5~10 MW 煤气化燃料电池系统(IGFC)电站工程示范;建设 600 MW 等级的 700 超超临界工程示范项目;建成百万吨级 CO2 捕集、驱油与封存示范项目。
重点任务:①全面提升燃煤发电机组效率与污染物排放控制水平,开发高效低成本的碳捕集、利用和封存技术;②开发高灵活性燃煤发电技术,研发煤与可再生能源耦合发电技术;③研发数字化、自学习、自适应、互动化特征显著的智能发电技术;④加快实施“煤炭清洁高效利用”重大项目,加大IGCC/IGFC(整体煤气化联合循环发电系统,简称IGCC)研发投入。
2. 非常规天然气开发利用产业
发展目标:页岩气产量达到 3 1010 ~5 1010 m3 ,地面煤层气抽采产量达到 1.3 1010 m3 ;前瞻性布局天然气水合物产业,加强天然气水合物资源勘探,开采试验技术力争取得新突破。
重点任务:①加快川渝页岩气商业开发基地建设,实现页岩气产量快速增长;②加快常压、深层、陆相等新类型页岩气示范区建设,推动页岩气产业向多地区、多领域拓展;③继续推进沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘两个煤层气产业化基地建设;④加快南方二叠系、鄂尔多斯盆地低阶煤等新区和新层系开发试验,形成新的煤层气产业化基地;⑤海陆并举,前瞻性布局天然气水合物产业,加快资源评价和技术研发力度。
3. 能源互联网与综合能源服务产业
发展目标:建成泛在电力物联网,初步形成共建、共治、共赢的能源互联网生态圈,引领能源生产、消费变革,实现涉电业务线上率达到 90%。
重点任务:①研究适应全球能源互联网发展特点的智慧城市新基础设施体系;②输电线路升级改造逐步采用超导输电技术;③全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息,重点通过虚拟电厂和多能互补方式提高分布式能源的友好并网水平和电网可调控容量占比;④采用优化调度实现跨区域送受端协调控制,基于电力市场实现集中式省间交易和分布式省内交易,促进清洁能源消纳;⑤开发多类型、大容量、低成本、高效率、长寿命的先进储能系统。
4. 核能产业
发展目标:建成核电装机容量9.4 107 ~1 108 kW;建成压水堆投运容量 7.2 106 ~9.6 106 kW;建成先进堆投运容量 6 106 kW。
重点任务:①自主三代压水堆核电技术实现型谱化开发、批量化建设;②小型多用途核反应堆技术开拓核能应用范围与应用领域;③第四代先进核能技术与压水堆协调发展,打造可持续发展模式;④发展稳态、高效、安全、实用的核聚变技术。
5. 风电产业
发展目标:累计装机容量达到 3.5 108 kW,其中海上风电为 2 107 kW;陆上风电项目全面实现竞价上网,海上风电项目平准化度电成本显著下降。
重点任务:①优化产业空间布局,加快发展陆上分散式风电;②积极有序推进海上风电建设;③加强就地就近利用,落实解决消纳难题;④加强基础共性技术研究,形成产业发展的完整研发制造体系;⑤强化市场竞争机制,积极促进风电产业与金融体系的融合。
6. 太阳能光电产业
发展目标:太阳能光伏发电累计装机容量接近400 GW,太阳能光热发电装机容量累计为 5 GW。
重点任务:①大力发展分布式光伏发电;②完善消纳保障机制,保消纳、保装机;③进一步提高太阳电池及组件效率,降低度电成本;④规模化发展长储热小时数的融盐塔式技术,进一步降低导热油槽式电站的成本电价;⑤发展太阳能跨季节储热采暖技术;⑥积极参与全球市场。
7. 生物质能产业
发展目标:垃圾焚烧发电实现清洁运行并在生物质发电中占据主导地位;生物质成型燃料年利用量为 4 107 t,生物质发电和供热成本逼近燃煤发电和供热成本。
重点任务:①建立生物质资源分布及其物化特性数据库;②研发生物质高效热电联产、热电多产品联产和垃圾清洁焚烧发电联合多产品生产技术;③生物质成型燃料重点研发成型燃料工业化生产关键技术和高效清洁化利用;④生物质交通燃料重点推进纤维乙醇产业化,建立生物柴油成熟的商业运营模式,研发生物质高效转化技术。
8. 地热能产业
发展目标:新增地热能供暖(制冷)面积为1 109 m2 ;新增地热发电装机容量 500 MW;地热能年利用量折合 1 108 tce。
重点任务:①优先开展地热资源潜力勘查与选区评价;②积极推进地热供热(制冷),改善供热结构,满足清洁用能需求;③针对不同热储类型加强技术攻关,突破共性关键技术;④加强地热发电技术攻关,推动地热高效利用;⑤大力发展梯级利用和“地热 +”,增强地热能的市场竞争力。
9. 氢能源与燃料电池产业
发展目标:完善制氢、加氢等配套基础设施,累积建成加氢站 300 座以上,实现氢气供需基本平衡;关键核心零部件批量化技术大幅提高,基本掌握氢能产业链核心技术;实现城市氢能应用场景多元化。
重点任务:①氢能基础设施全局规划、合理布局,规范化建设、规模化推进;②加强燃料电池系统集成;③在大型工业园区开展副产氢 + CO2 捕获和封存技术(CCS)、加氢站及燃料电池货运车示范;④在沿海城市开展可再生能源电解制氢、加氢站及燃料电池公交车、大巴示范应用;⑤特殊交通运输工具用燃料电池示范应用;⑥在边缘城市和工矿企业开展百千瓦级燃料电池分布式电站应用。
(三)面向 2035 年的创新方向与工程 科技 支撑
1. 关键技术方向
综合研判,面向 2035 年的我国能源新技术新兴产业关键技术发展方向见表 1,共有 41 项具体技术。
表 1 我国能源新技术新兴产业关键技术发展方向
(续表)
2. 设立工程 科技 攻关项目
从国家层面支持和推动设立工程 科技 攻关项目(见表 2),对能源领域具有前瞻性、先导性和 探索 性的重大关键技术开展集中攻关,提升技术水平和自主创新能力,进而有效支撑中长期能源新技术及产业的发展。
表 2 能源新技术新兴产业发展相关工程 科技 攻关项目
3. 设立多能互补分布式能源重大工程
国内对单一能源技术及其控制研究已经比较成熟,但缺乏对多种能源技术的集成应用技术,以及以分布式能源为基础的微电网基础理论和工程实践问题研究 [13] 。分布式供能系统是未来能源系统的重要发展方向,具有环保、经济、分散、可靠和灵活等特点,可满足高耗能行业以及工业园区、公共、商业和民用建筑的多能源联供需求,具有巨大的技术提升空间和市场潜力。设立重大工程,以示范为基础,建设多能互补分布式供能系统,这是构建“互联网 +”智慧能源系统的重要任务,有利于提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和可再生能源就近消纳,提高能源系统综合效率。
工程任务:①优化布局建设分布式供能系统基础设施;②开展分布式供能基础理论、核心技术和系统集成研究;③研制高水平独立微网变流器、控制器等关键设备;④通过独立微网系统集成和能效管理关键技术,实现多能协同供应和能源梯级利用;⑤形成适合终端用户和大型能源基地的多能互补分布式供能系统;⑥为城镇、海岛(礁)、极区及边远地区提供整体能源解决方案。
重点任务:①中东部终端多能互补分布式供能系统;②大型能源基地多能互补分布式供能系统。
4. 设立能源新技术集成创新示范区
(1)河北雄安新区能源新技术集成创新示范区
河北雄安新区及其周边地区现有开发程度较低,发展空间充裕,具备高起点、高标准开发建设的基本条件。以河北雄安新区为主建设能源新技术集成创新示范区,助力建设绿色智慧新城,打造生态城市,发展高端高新产业,带动河北南部地区乃至华北腹地的发展,建成与生态文明发展要求相适应的绿色低碳发展模式。
工程任务:①建设河北雄安新区智慧能源综合服务平台;②完成新建核电厂的供热总体规划方案及泳池式低温供热堆;③加快推进风电开发与配套电网建设协调发展;④加速推动区域太阳能全产业链的协调发展;⑤推进高效清洁的垃圾发电项目、建设玉米 / 小麦整株燃料乙醇和沼气生物炼制工程;⑥发展规模化分布式可再生能源并网技术与装备;⑦加大勘查力度,重点开展雄安新区多层水热型热储综合利用 [14] ;⑧布局包括制氢、运氢、加氢储氢、用氢在内的全产业链建设。
(2)华南沿海地区能源新技术集成创新示范区《粤港澳大湾区发展规划纲要》《国家生态文明试验区(海南)实施方案》《关于支持深圳建设中国特色 社会 主义先行示范区的意见》均提出了发展绿色低碳产业的要求。基于良好的区域优势、政策优势和能源产业基础,以粤西南地区(包括海南)为主建设华南沿海地区能源新技术集成创新示范区,为沿海区域低碳经济发展提供参考范例。
工程任务:①建设跨区域“互联网 +”能源综合运营服务平台;②完成现有核电机组建设,同时选址新建核电项目;③积极有序推进陆 / 海上风电开发建设,促进风电就地就近消纳利用;④光伏产业与其他产业互为补充,多种形式发展太阳能光电;⑤推进高效清洁的垃圾发电项目,开发蔗渣 / 稻秆燃料乙醇和多原料沼气生物炼制工程;⑥勘探地热资源及分布特点,建成地热利用示范工程;⑦重点突破规模化分布式可再生能源并网技术与装备 [14] ;⑧构建智慧能源体系,实现不同能源形式相互转化,提高能源的整体利用效率;⑨建设能源(氢能、电能)与交通融合的“绿色海南”,打造零排放智能交通海南岛自贸示范区。
五、对策建议
我国能源新技术新兴产业发展已经具备良好的基础,但作为战略性新兴产业,其发展壮大仍然面临成本、市场、政策等多重因素的制约 [15] 。为促进我国能源新技术新兴产业的高质量发展,亟待加强面向 2035 年的顶层设计与规划。
(1)重新明确能源领域新兴产业范畴与定位,在各级政府出台的战略性新兴产业发展规划中,将“新能源产业”调整为“能源新技术产业”,将节能产业从“节能环保产业”中独立并整合到“能源新技术产业”,精准布局能源新技术及产业的发展方向。
(2)理顺能源产业管理的体制机制,加强能源新技术新兴产业的统计体系建设,保持能源规划目标与政策的一致性、延续性和有效性,避免产业政策“令出多门”以及规划目标调整过于频繁,确保能源新技术产业相关规划的权威性,完善能源市场准入政策 [7] 。
(3)高度重视并准确评估能源领域 科技 攻关项目或重大工程“落地方案”,确保项目实施的可行性和可操作性。强化企业在能源技术创新决策、研发投入、科研组织和成果应用中的主体作用。大幅度提高能源新技术研发投入,强化关键核心技术攻关与项目立项,精准布局重大工程与示范区建设。
能源是工业化的粮食,是人类进步和文明不可缺少的物质。在过去的几十年中,世界经济的发展能源动力主要依靠石油。在20世纪60年代,新油田的勘探率已经达到顶峰,科学家预测在不久的将来石油生产将达到顶峰,但世界能源缺口仍然很大。在本次大会上,共设立了22个能源地质专题。其中15个专题为油气资源议题,内容涉及北极、北海等地域的油气,油气成因与油气勘查,全球油气资源的估价,煤炭地质等。铀矿地质和天然气水合物以及非传统资源分别列了一个专题,地热受到较高度的重视,设立了3个专题。
随着社会经济的飞速发展,现在世界的能源开发及利用已经与世界范围内的能源需求存在明显的缺口,必须尽早发现更多的能源并对目前的能源进行更为有效的开发利用。因此,在8月13日本届大会的能源“每日主题”研讨会上,各国学者对目前世界增长的能源需求和可持续发展的能源、能源多样化——传统和非传统能源及其潜力、影响和价值等议题进行了广泛深入的讨论。当今世界能源主要有传统的石油和天然气、煤炭、生物燃料及生产生活型垃圾、水电、核能;非传统的石油、生物型燃料、天然气、可循环型能源(太阳能、风能等)、地热能等。
一、传统型能源矿产仍唱主角
传统油气生产已有将近150年的历史了。新油藏和新气藏发现的比率分别在20世纪60年代和70年代早期达到最高峰。目前已经发现将近有6.5万亿桶的石油储量,生产出将近1.1万亿桶,并且在目前的技术条件下还有大约1.2万亿桶可以开采。这些可采石油资源主要分布于中东地区,在前苏联地区也具有很可观的储量,可以通过在一些主要地区增加开发力度和在一些已开发油气田中提高采收率来提高剩余石油可采资源的数量。已经发现的天然气超过10000万亿立方英尺,但是已经生产出的天然气还不到3200万亿立方英尺,剩下较大的可采资源量,大约相当于1.15万亿桶石油油当量。将来天然气的发现仍具有较好的潜力,但是其中可能会存在一些环境恶劣的因素,比如俄罗斯的北极地区。
目前世界上有439个核电站,生产出世界上16%的电能,其中大部分的核电站位于美国、法国、日本和俄罗斯。另外还有31个核电站在建设中,主要位于俄罗斯、印度和中国。
二、非传统型能源矿产研究比重增加
非传统油主要来自三个方面,一是超重质油和沥青,大约有5万亿桶的地质储量;第二种是油页岩油,地质储量约3万亿桶,这种石油主要依靠未成熟油页岩中干酪根的转化,其他涉及转化过程的石油来源类型包括煤炭和天然气。目前出自这三种转化型石油的产量很少。南非的煤型油生产大约为每天14万桶,我国正在开展煤炭转化石油工业试验;第三种是生物性油,目前的产量是每天150万桶。这些类型的石油虽然不是目前资源供应中的重要组成部分,但这些类型石油的需求会逐渐增长,极有可能成为未来能源构成中的重要组成部分。
非传统天然气主要包括致密砂岩气、页岩气、煤层气、天然气水化合物。技术的提高和费用的降低使得这些非传统天然气的勘探潜力明显增大。目前最主要的是煤层气,现在在美国的天然气产量中已占据了10%的份额,技术的提高以及对地质条件的进一步认识使得这种类型的天然气成为美国能源构成中的重要组成部分之一。在美国,致密砂岩气、页岩气等非传统天然气勘探开发也得到了飞快的发展。天然气水合物是一种特殊的天然气资源,虽然目前还没有很好的技术能够使其成为当今世界能源供应的重要组成部分,但是在未来具有很大的勘探发展空间。
地热能源是一种来自地球内部的天然性热量。目前已经在90个国家(地区)发现有地热资源,其中72个国家(地区)已经开发,其中地热年发电量达到80万亿千瓦。地球内部蕴含着巨大的热量,在具有较高地温梯度的地区,地质流体起到了很好的热传导的作用,可以形成温泉等资源。不同的地质条件下都可能蕴含着很好的地热资源,地热资源整体上可以划分为高温的和低温的两种类型,其中高温的地热资源较为局限,主要位于年轻的火山发育地区、板块边缘等地,而低温的地热资源分布较为广泛。正确合理的评估地热资源需要大量的新技术和新方法。高温的地热资源多分布于洋中脊,这种地热能否成为我们未来获取能源和一些化学产品的来源值得研究。
三、未来能源进入主题
在未来的几十年中,化石性燃料将仍然居于能源之首。但是经过多年的勘探开发及技术探索,当今世界已经从20世纪的那种大量便宜能源推动经济增长向21世纪的高能耗成本影响经济增长转变。化石性燃料的大量开发和利用,产生了大量的二氧化碳温室气体,如何减小或者解决这个问题,是开发未来能源以及制定相关法律法规必须考虑的重要因素。煤炭资源未来几十年内不会枯竭,供应也不存在关键性问题,仍是未来能源构成中的一个极为重要的组成部分。煤炭资源的利用会产生大量的二氧化碳温室气体,但是随着技术的改进,在不久的将来逐渐减缓或者彻底解决这个问题以后,将能完全满足来自环境保护方面的要求。其中,碳的捕集及其存储是解决气候变化的一个重要举措,能够有效减少二氧化碳气体的排放,但目前在机构、技术、经济、认证标准和基础设施等层面,尚不够成熟。
可再生型能源和清洁能源是未来能源的重要一族,如水力发电、核能、生物型燃料、太阳能、风能、地热能等。世界各国已经在尽力尝试用生物性燃料来代替汽油和柴油。在2001年生物性燃料的产量不到总产油量的0.5%,在2008年它的产量已经上升到1.7%。预计到2020年生物性燃料的产量将会达到10%。
四、能源研究融入经济可持续发展体系
世界的能源供应与能源需求之间存在明显的缺口,同时,为了减少利用化石性燃料产生的环境污染,必须寻找和开发一些新型能源矿产作为石油和煤炭的替代和补充,这些新型能源必须符合环保、节能、方便、适用等条件,比如核能、非传统石油和天然气。
对于目前的环境治理也是迫在眉睫,这是一项需要大量财力、物力、人力以及技术力量的长期任务,需要制定相关的法律和法规,制定切实可行的环境治理办法,可以通过政府的调控或者经济的调控机制,这些都是需要世界各国的共同努力才能完成的。
世界的能源供应与能源需求之间存在明显的缺口,必须采取切实有效的方法来弥补这个缺口,能源的研究必须融入经济可持续发展体系。
(金文正 汤良杰 万桂梅执笔)
能源是现代社会赖以生存和发展的基础,清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展,是国家战略安全保障的基础之一。可再生能源主要包括太阳能、风能、地热能、生物能海洋能等。全球风电发展最快的国家是德国,菲律宾、萨尔瓦多、肯尼亚、尼加拉瓜和冰岛等国地热能利用率很高,英国积极开发和利用海洋能,德国的生物能利用技术世界领先。
风能
风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦,列世界第三位,由广阔的开发前景。风能是一种自然能源,由于风的方向及大小都变幻不定,因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。
全球风电发展最快的国家是德国(1697.6万千瓦)、西班牙(826.3万千瓦)、美国(674万千瓦)、丹麦(311.7万千瓦)以及印度(300万千瓦)。德国应用先进的风力发电和光伏发电技术等可再生能源的利用,使得2002年全国6.8%的电力来自可再生能源。到2020年德国将有20%的电力来自可再生能源。
由于风电属于新能源范畴,无论是成本还是技术同传统的火电、水电相比还有较大的差距,因而风电的快速发展需要国家政策的大力扶持。中国对风电的政策支持由来已久,力度也越来越大,政策支持的对象也由过去的注重发电转向了注重扶持国内风电设备制造。
地热
地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库,仅地下10千米厚的一层,储热量就达1.05×1026焦耳,相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。
地热能(资源)可以被用来取暖,也可以用于发电。做何种应用取决于资源的温度范围,资源的经济开发取决于地热田的资源特性和地理位置。地源热泵是低温地热资源的一种利用形式,被广泛用于建筑物的取暖和制冷。地热发电在世界范围内也取得广泛应用,在过去的50内年增长率为7%。目前,利用先进技术,用于发电的地热资源可以低于100℃。2004年,全球25个国家的地热发电装机总计达到873.5万千瓦,每年发电546亿千瓦时。地热发电厂的功率因素在70%-95%之间,适合于带基荷。在有些国家,地热发电开发利用率很高,可达到全部电力供应的13%-16%。这些国家是菲律宾、萨尔瓦多、肯尼亚、尼加拉瓜和冰岛。地热发电成本在可再生能源应用中是最低的,可以低至4-5美分/千瓦时。
目前,我国除青海、云南、贵州等少数省区外,其他省区都在不同程度地推广地源热泵技术。目前,全国已安装地源热泵系统的建筑面积超过3000万平方米。据不完全统计,截至2006年底,中国地源热泵市场年销售额已超过50亿元,并以20%的速度在增长。
海洋能
海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富,分布广,清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。
英国在海洋能利用上走在世界前列。从70年代以来,制定了强调能源多元化的能源政策,鼓励发展包括海洋能在内的多种可再生能源。1992年为实现对资源和环境的保护,又进一步加强了对海洋能源的开发利用,把波浪发电研究放在新能源开发的首位,曾因投资多,技术领先而著称。潮汐发电是潮汐能最主要的利用方式,其原理是利用潮水涨落产生的水位差来发电。SeaGen潮汐能源系统长约37米,好似一个“水下风车”,旋翼由潮汐流带动工作。潮汐发电机的原理与风力发电类似,只不过把风力推动改为潮汐和水流推动,由此而产生更为环保的电力。该系统自2008年5月开始试运行,于2008年7月联入英国国家电网,现发电能力12兆瓦,可满足大约1000户家庭的平均用电需求,位居世界潮汐能系统发电量首位。
我国海洋能开发已有近40年的历史,迄今建成的潮汐电站8座,80年代以来浙江、福建等地对若干个大中型潮汐电站。我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验,小型潮汐发电技术基本成熟,已具备开发中型潮汐电站的技术条件。但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小,单位千瓦造价高于常规水电站,水工建筑物的施工还比较落后,水轮发电机组尚未定型标准化。
生物能
生物质是一种多样性的能源资源,在世界范围内有着广泛的应用,主要有作物的残余物,例如谷类的秸秆、稻壳、棕榈油、甘蔗渣、城市固体废弃物、森林废弃物,以及来自畜禽养殖场和工业处理过程中的有机废水。生物质能源的主要利用形式有:大型火电系统,例如直接燃烧生物质或与煤混燃产生蒸汽发电和供热;大型生物质气化发电系统(10MW以上);每年集中处理农场和工业有机废水1万吨以上的厌氧发酵供热发电系统;垃圾填埋气回收供热和发电系统;还有生物油的生产(乙醇、生物柴油等等)。
欧盟15国,2000年全部电力的1.5%来自于生物质能,并计划将生物质能的开发作为其实现2010年22%可再生能源发电目标的主要内容。德国在利用厌氧发酵处理废弃物发电技术方面,走在了世界的前列,目前已有1900个厌氧发酵厂,2004年装机27万千瓦。
目前我国生物质能源的发展面临一些瓶颈问题,包括生物质资源不足、品质不佳、收集困难、难于转化;生物质催化与转化效率低下,过程能耗和水耗高;生物转化工艺难以低成本规模化放大以及生物能源终端产品品质不佳、产品标准欠缺等。