可再生能源时代，中国准备好了吗

生物能源既不同于常规的矿物能源,又有别于其他新能源,兼有两者的特点和优势,是人类最主要的可再生能源之一.

生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类.从广义上讲,生物质是植物通过光合作用生成的有机物,它的能量最初来源于太阳能,所以生物质能是太阳能的一种,它的生成过程如下： 叶绿素 CO2+H2O+太阳能（CH2O）+O2

叶绿素

每个叶绿素都是一个神奇的化工厂,它以太阳光作动力,把CO2和水合成有机物,它的合成机理目前人类仍未清楚.研究并揭示光合作用的机理,模仿叶绿素的结构,生产出人工合成的叶 生物质和生物能源手册

绿素,建成工业化的光合作用工厂,是人类的梦想.如果这一梦想能实现,它将根本上改变人类的生产活动和生活方式,所以研究叶绿素的机理一直是激动人心的科学活动

生物质能

生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器.太阳能照射到地球后,一部分转化为热能,一部分被植物吸收,转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低,不容易收集,只有少量能被人类所利用,其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用,能够把太阳能富集起来,储存在有机物中,这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础.基于这一独特的形成过程,生物质能既不同于常规的矿物能源,又有别于其他新能源,兼有两者的特点和优势,是人类最主要的可再生能源之一.

生物质能的分类

生物质具体的种类很多,植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等.非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等.

编辑本段可观的数目

由于地球上生物数量巨大,由这些生命物质排泄和代谢出许多有机质,这些物质所蕴藏的能量是相当惊人的.根据生物学家估算,地球上每年生长的生物能总量约1400—1800亿吨（干重）,相当于目前世界总能耗的10倍.我国的生物质能也极为丰富,现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨,到2010年将达7.26亿吨,相当于5亿吨标煤.柴薪和林业废弃物数量也很大,林业废弃物（不包括炭薪林）,每年约达3700万m3,相当于2000万吨标煤.

编辑本段地位

随着人类大量使用矿物燃料带来的环境问题日益严重,各国政府开始关心重视生物质能源的开发利用.虽然各国的自然条件和技术水平差别很大,对生物质能今后的利用情况将千差万别,但总的来说,生物质能今后的发展将不再像最近200多年来一样日渐萎缩,而是重新发挥重要作用,并在整个一次能源体系中占据稳定的比例和重要的地位.

编辑本段影响生物质能开发利用的因素

简述

影响生物质能开发利用的因素很多,所以不同的预测方法结果差别很大,从100到300EJ,但不论哪种预测方法都说明了生物质在未来的能源体系中有特别重要的意义,不论那个时 合肥金意公司生物柴油炼油平台

间,生物质能总是总能耗的10-30%之间.

化学角度看

从化学的角度上看,生物质的组成是C-H化合物,它与常规的矿物燃料,如石油、煤等是同类.由于煤和石油都是生物质经过长期转换而来的,所以生物质是矿物燃料的始祖,被喻为即时利用的绿色煤炭.正因为这样,生物质的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性,可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能.但与矿物燃料相比,它的挥发组分高,炭活性高,含硫量和灰分都比煤低,因此,生物质利用过程中SO2、NOx的排放较少,造成空气污染和酸雨现象会明显降低；这也是开发利用生物质能的主要优势之一.

色能源

生物能源又称绿色能源,是指从生物质得到的能源,它是人类最早利用的能源.古人钻木取火,伐薪烧炭,实际上就是在使用生物能源. “万物生长靠太阳”,生物能源是从太阳能转化而来的,只要太阳不熄灭,生物能源就取之不尽.其转化的过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质,生物能的使用过程又生成二氧化碳和水,形成一个物质的循环,理论上二氧化碳的净排放为零.生物能源是一种可再生的清洁能源,开发和使用生物能源,符合可持续的科学发展观和循环经济的理念.因此,利用高新技术手段开发生物能源,已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容. 但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的.随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展,化石能源也被大规模利用,产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡,为了进行可持续发展,以及化石能源的弊端日益显现,生物能源的开发和利用又被人们所侧重. 张国宝会见美国能源部助理部长卡斯纳先生

哪些生物质能

因此,人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代,意义十分重大:能大量利用农村的土地,提高农民收入.直接增加能源供给,改善大气环境,使二氧化碳的排放与吸收形成良性循环,缓解二氧化碳排放的压力.当前生物能源的主要形式有沼气,生物制氢,生物柴油和燃料乙醇. 沼气是微生物发酵秸秆,禽畜粪便等有机物产生的混合气体,主要成分是可燃的甲烷.生物氢可以通过微生物发酵得到,由于燃烧生成水,因此氢气是最洁净的能源.生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料,作为柴油的替代品更加环保.燃料乙醇是植物发酵时产生的酒精,能以一定比例掺入汽油,使排放的尾气更清洁.虽然现在的主要能源还是化石能源,但是生物能源的前途无量.虽然生物能源的开发利用处于起步阶段,生物能源在整个能源结构中所占的比例还很小,但是其发展潜力不可估量.以我国为例,目前全国农村每年有7亿吨秸秆,可传化为1亿吨的酒精.南方有大量沼泽地,可以种植油料作物,发展生物柴油产业.加上禽畜粪便,森林加工剩余物等.我国现有可供开发用于生物能源的生物质资源至少达到4.5亿吨标准煤,相当于我国2000年全部一次能源消费的40%.

百度百科上的呵呵

储能是能源转型的关键技术，北美、欧洲各国为了促进储能产业的可持续发展，制订并实施了许多鼓励性政策和补贴。中国储能领域的技术、市场、政策、立法、标准、监管等产业基本要素尚不成熟，如何促进国内储能产业可持续发展值得深入思考。在未来能源格局中，储能产品与服务将全面覆盖交通、建筑和工业三大用能领域，电化学储能技术将成为主流储能技术，综合能源服务与智慧能源技术将成为未来能源企业的基本配置，与储能相结合的电力将取代传统能源成为新时代最重要的国际贸易商品之一。目前，储能产业集中度不高，基础与核心技术研发投入不足，大型能源企业需要做好前瞻布局，把握产业全局、引领市场方向，注重储能技术储备，适时开发超大规模化学储能技术，承担起可再生能源时代能源安全保障任务。

近十几年来，随着能源转型的持续推进，作为推动可再生能源从替代能源走向主体能源的关键，储能技术受到了业界的高度关注。2019年，全球储能增速放缓，呈理性回落态势，为储能未来发展留下了调整空间。储能产业在技术路线选择、商业应用与推广、产业格局等方面仍存在很多不确定性。

意味着：

数据将永远不会耗尽；

信息生产将没有尽头；

效率提升将没有极限。

1.时代背景：

数字经济浪潮正在蓬勃兴起，能源行业的数字化转型，就是发展数字能源，即利用数字技术，引导能量有序流动，构筑更高效、更清洁、更经济、更安全的现代能源体系，能源发展将迈入数字能源新时代。未来，化石能源、可再生能源、数字能源将共同构成完整的现代能源系统。

2.新能源( NE):

又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

3.按类别可分为：

太阳能，风能，生物质能，核能，氢能，地热能，海洋能，小水电，化工能（如醚基燃料）等。

行业主要上市公司：宁德时代(002074)派能科技(688063)国轩高科(002074)比亚迪(002594)亿纬锂能(300014)星云股份(300648)均胜电子(600699)科列技术(832432)国电南瑞(600406)华自科技(300490)金风科技(002202)阳光电源(300274)盛弘股份(300693)科华恒盛(002335)科士达(002518)、固德威(688390)阳光电源(300274)科陆电子(002121)南都电源(300068)德赛电池(000049)赣锋锂业(002460)等

本文核心数据：储能板块上市公司研发费用储能相关论文发表数量

全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“energy

storage”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

储能产业技术概况

1、储能的界定及分类

(1)储能的界定

从广义上讲，储能即能量存储，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

从狭义上讲，储能特指针对电能的存储，即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

(2)储能的分类

根据不同储能技术储存介质的不同，储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术，电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来，并适时反馈回电力网络。

2、技术全景图：五大细分技术路线

储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。

储能产业技术发展历程：始于20世纪60年代

从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代，我国开始抽水蓄能电站研究，并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站到20世纪90年代，抽水蓄能电站建设迎来高潮至21世纪初期，国内开始其他储能技术的研究，包含压缩空气储能、电化学储能等，并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地，加快推动储能技术的多元化发展。

储能产业技术政策背景：政策加持技术水平提升

近些年来，我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策，加速了储能产业链的发展，同时对储能关键技术做出了标准规范，使得储能技术水平稳步提升。

储能产业技术发展现状

1、储能产业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项，其中2021年就有22项。

注：2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

储能行业经过多年发展，储能项目广泛应用，行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。

2、储能产业技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从储能相关论文发表数量来看，2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有90294篇储能相关论文发表。

注：统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词，其中，储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多，说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。

(3)专利聚焦领域

从储能产业技术专利聚焦的领域看，目前储能产业技术专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于储能系统、储能电池等。

主要储能产业技术对比分析

从储能技术成熟度看，目前机械储能市场技术成熟度较高，电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段液流电池仍处在研发示范阶段钠硫电池处于部署阶段之中。

其中，成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下：

储能技术发展痛点及突破

1、储能技术发展痛点

(1)成本较高

成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例，尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高，锂离子电池的成本有所下降但相比其他储能方式，锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看，锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能，约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。

(2)安全问题

安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来，国内外多次发生储能电站安全事故，其中多数为锂电池储能。据不完全统计，2021年全球发生9起储能安全事故，其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。

(3)地理环境限制

地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战，例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例，首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件，例如多为砾岩、砂岩等地下岩石，而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次，抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。

2、储能技术发展突破

(1)液流电池有望解决安全问题

液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势，有望解决锂离子电池的安全隐患问题。

(2)模块化储能技术突破地理限制

目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制，模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等，都已实现了模块化部署，这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。

储能技术发展方向及趋势：技术路线多元化

《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发，开展不同技术路线分类试点示范。其中，对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展，另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

　生物质能源的“至美”之处在于其既是保障能源安全的重要途径之一，又兼具减轻环境污染的特点。在这一点上，作为生物质能源家族一员的能源作物更是表现得淋漓尽致。如甜高粱，不仅可以通过能量转换替代化石液体燃料，保障能源安全，同时还能保障粮食安全，而且还能吸收二氧化碳，加工过程中无污染，原料得以物尽其用。

生物质能源的“美”还在于它是可再生能源领域唯一可以转化为液体燃料的能源。它不仅具有资源再生、技术可靠的特点，而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。

生物质能源的“美”还在于它可以有效促进能源农业的发展，能够助推社会主义新农村建设的发展。能源作物的大面积种植可以开发利用闲置的荒漠地、盐碱地，有利于这些质地差的土壤逐渐改良，更有利于农业产业结构调整，还可以培育出致力于可再生能源利用领域的新型农民。不仅如此，它还可以吸纳农村剩余劳动力，增加农民收入，农民的收入来源也变得更加多元化。

生物能源又称绿色能源,是指从生物质得到的能源,它是人类最早利用的能源.古人钻木取火,伐薪烧炭,实际上就是在使用生物能源.

“万物生长靠太阳”，生物能源是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物能源就取之不尽。其转化的过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物能的使用过程又生成二氧化碳和水，形成一个物质的循环，理论上二氧化碳的净排放为零。生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。因此，利用高新技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。

但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的.随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展,化石能源也被大规模利用,产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡,为了进行可持续发展,以及化石能源的弊端日益显现,生物能源的开发和利用又被人们所侧重. 张国宝会见美国能源部助理部长卡斯纳先生

因此,人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代,意义十分重大:能大量利用农村的土地,提高农民收入.直接增加能源供给,改善大气环境,使二氧化碳的排放与吸收形成良性循环,缓解二氧化碳排放的压力.当前生物能源的主要形式有沼气,生物制氢,生物柴油和燃料乙醇.

沼气是微生物发酵秸秆,禽畜粪便等有机物产生的混合气体,主要成分是可燃的甲烷.生物氢可以通过微生物发酵得到,由于燃烧生成水,因此氢气是最洁净的能源.生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料,作为柴油的替代品更加环保.燃料乙醇是植物发酵时产生的酒精,能以一定比例掺入汽油,使排放的尾气更清洁.虽然现在的主要能源还是化石能源,但是生物能源的前途无量.虽然生物能源的开发利用处于起步阶段,生物能源在整个能源结构中所占的比例还很小,但是其发展潜力不可估量.以我国为例,目前全国农村每年有7亿吨秸秆,可传化为1亿吨的酒精.南方有大量沼泽地,可以种植油料作物,发展生物柴油产业.加上禽畜粪便,森林加工剩余物等.我国现有可供开发用于生物能源的生物质资源至少达到4.5亿吨标准煤,相当于我国2000年全部一次能源消费的40%.

生物能源的开发利用,可带来以可持续发展为目标的循环经济.以巴西以例,垃圾正在变成有价值的能源.根据巴西有关行业协会统计,2004年巴西回收铝易拉罐90亿个,回收率达到96%,居世界第一.其他各类垃圾的回收率也居世界前列,创造了循环经济模式.回收的垃圾,根据分类,被用于不同的方面,其中大部分非金属类的垃圾均可以转化为能源.生物能源作为绿色能源,具有可再生的特点,而化石能源却是不可再生能源,这是生物能源的一大优势.根据估算,地球的石油枯竭期最多可延长到百年,而对于中国这个石油资源相对贫乏的国家来说,石油稳定供给不会超过20年.而生物能源主要利用淀粉质生物如植物,薯类,作物秸秆等加工成其他燃料,从大范围来看具有大量的来源.据专家估计,全球每年产生的生物质能的储量为1800亿吨,是取之不尽,用之不竭的资源.因此,生物能源在将来大有可为,尤其是在石油供应紧张的时候,生物能源将大显身手.

面对如此数量巨大的生物质资源,如何提高生物能源的开发利用水平也是一个科学性的问题.在化石能源仍为主要能源的时代,生物能源的开发技术也异常重要,因为化石能源是不可再生能源.以 生物能源和生物化工非粮引导政策文件我国为例,国内大约有20亿亩荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业,而且我国的产能微生物研究,生物转化研究,过程与设备研究等已趋成熟,石油替代产品的开发技术也具备进行大规模工业化生产的条件.因此,政府应适应形势发展的需要,制定生物能源的发展政策焉规划,合理利用各种手段来支持和推进生物能源的开发利用.应借鉴国外的成功经验,与我国的实际相结合,极大地推动生物能源的开发利用.

21世纪是生物的世纪,是科学技术飞速发展的新世纪,可持续发展是当前经济发展的趋势所在.面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光.生物能源作为可再生,污染极小的能源,具有无可比拟的优越性,必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的推动力.

小时候，我们都学过《寒号鸟》的课文。其他鸟在秋天忙着搭窝时，只有寒号鸟得意洋洋地展示羽毛；其他鸟到冬天有了温暖的家，寒号鸟却只能在寒风中叹息。简单的故事影射深刻道理，提醒我们不能只顾眼前，更要把握未来。一个国家的发展亦是如此。中华民族如果不能放眼长远，就无法实现伟大复兴。发展可再生能源，就是把握未来的最佳行动，投资可再生能源，就是投资未来。

发展可再生能源是大势所趋。据国际可再生能源署的报告显示，截至2016年初全球已有173个国家制定了可再生能源发展目标，146个国家出台了支持政策。其中丹麦提出到2050年全部摆脱对化石能源的依赖，德国提出2050年可再生能源占到全部能源消费的60%。每一次能源革命，都造就了新的世界秩序。在第一次能源革命中，煤炭代替了薪柴，大英帝国抓住了机遇，称霸全球；在第二次能源革命中，油气代替了煤炭，美国借势成为新的世界霸主。如今，各国正在通过大力发展可再生能源，抢占新一轮能源革命发展先机，中国只有紧紧抓住时机，才可能成为世界强国。

发展可再生能源是环境保护的需要。以化石能源为主的能源结构，是导致雾霾等环境问题的罪魁。100年前，在伦敦被称为“雾都”时，英国煤炭消耗在能源结构中的比例与今天的中国极为相似，高达70%。为摘掉这顶帽子，英国耗费了半个世纪的时间，才摆脱煤炭，进入油气时代。如今，“伦敦雾”变成了“北京雾”，但中国无法沿袭英国老路，历史不会为我们留下太多喘息的时间。经济发展产生巨大的能源需求，中国若想在本世纪中叶达到中等发达国家水平，以现在的能源结构与排放强度，对环境和资源来说都是不可承受之重。所以，中国只有跨越油气时代，直接进入可再生能源时代，才能实现经济社会的低碳、绿色、可持续增长。

可再生能源产业是新的经济增长极。中国经济不能总靠“卖袜子”“卖鞋子”去支撑，而应通过发展高端制造为基础的技术密集型产业来实现经济增长。可再生能源作为技术密集型战略新兴产业，从业人数众多，投资拉动力强。在就业方面，据国际可再生能源署报告显示，目前全球可再生能源就业人数超过810万人，到2030年将达到2400万人。在投资方面，据彭博新能源财经报告显示，2016年至2040年间全球可再生能源投资将超过52万亿元人民币，“十三五”期间，仅中国风电一个产业的投资规模，预计将超过1万亿元人民币。

为实现上述目标，促进可再生能源产业的健康成长，政策支持至关重要。一方面，稳定而持续的政策能够避免传统能源对产业格局所产生的锁定效应，通过拉动市场投资，推动技术进步，提高开发效率，减少可再生能源发展的障碍。另一方面，补贴政策能够纠正市场失灵，“补贴”确切地说是对可再生能源环境经济效益的补偿。例如通过建立绿色证书交易制度，要求火电企业购买绿色证书，将其环境内部成本外部化，建立更加公平的电力市场，使可再生能源产业逐渐具备优于传统能源的竞争力。

可再生能源产业可以为我国经济社会发展提供不竭的动力源泉。若想充分发挥可再生能源的潜力与优势，推动我国实现跨越式发展，就不能只眷注眼前利益。能源决策者和企业家们要具备一点高远的济世情怀，肩负责任，敢于担当，就如黑格尔所言，“一个民族有一群仰望星空的人，他们才有希望”。

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