巴西风能丰富的原因

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 2006年(丙戌年)底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

发展生物质能源重在解决“五难”

面对全球性的减少化石能源消耗，控制温室气体排放的形势，利用生物质能资源生产可替代化石能源的可再生能源产品，已成为我国应对全球气候变暖和控制温室气体排放问题的重要途径之一，国家出台了具体的补贴措施，并且规划到2015年，生物质能发电将达1300万千瓦的目标。然而受原料收集难、政策补贴不到位等难题，生物质能源产业的发展规模和水平远远低于风能、太阳能的利用。如何发挥生物质能企业的生产积极性，尽快解决这些难题，为此，记者采访了中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松，国家发展和改革委员会能源研究所研究员秦世平教授，以及可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏。

一难：认识不够

生物质能源正处在一个很尴尬的境地。国家发展和改革委员会能源研究所秦世平研究员开门见山地告诉本刊记者：“要说重要，在可再生能源中生物质能源是最重要的，但相比而言，它的产业化程度，发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。”

生物质能源的重要性体现在以下四点，秦世平介绍：第一，我国是地少人多的国家，农林剩余物、城市垃圾等废弃物是生物质资源的主要来源，以往农民处理秸秆大多是一把火点着，城市垃圾多是填埋，但废弃物的处理是个刚性需求，随着国家对CO2的排放限制的提高，生物质的能源化利用成为更为先进和有效的方法；第二，我国化石能源短缺，其中液体燃料是最缺少的，而液体燃料只有利用生物质可以转化；第三，生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，而风能、太阳能只能靠天吃饭，发电必须配合调峰，而生物质能源则不需要，甚至可以为其他能源提供调峰；第四，生物质原料需要收集，这样能够增加农民收入，刺激当地消费，可以有效促进农村经济的发展。一个2500万～3000万千瓦的电厂，在原料收集阶段农民获得的实惠约有五六千万元。“三农”问题解决好了，对于整个社会发展将起到非常重要的作用。

除了客观上发展规模受限以外，秦世平认为：对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度，与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能源在一地的投资，最多也就2亿多；这在某些政府官员那来看，生物质能源有点像“鸡肋”，有呢吃不饱，丢了又有点可惜，并且地方政府还要帮助协调农民利益、禁烧等“麻烦事”。由此导致生物质能源整体项目规模较小，技术投入不足，尽管它是利国利农的好事，却处于发展欠佳的尴尬地位。

可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏也在电话里向记者表示，相比于煤炭、石油、天然气这些传统能源，生物质能源在技术上的投入显然要低得多。对于生物质能源发展，首先要从上层统一思想，提高对生物质能源重要性的认识，并要在技术上加大投入。

二难：补贴门槛过高

对生物质能源的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续繁琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。财政部财建[2008]735号文件规定，企业注册资本金要在1000万元以上，年消耗秸秆量要在1万吨以上，才有条件获得140元/吨的补助。对此，中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松认为：1000万元的注册资金，是国家考虑防范企业经营风险时的必要手段，这对大企业无所谓，但对一些中小公司则很难达到。而1万吨秸秆的年消耗量，需要相当规模的贮存场地，由此带来的火灾隐患，成本增加问题也是企业不得不考虑的事情。事实上，如果扩大鼓励面的话，三五千吨也是适用的。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

而参与国家补贴政策制定的秦世平对此解释说，国家制订政策的初衷并不鼓励生物质能源企业因陋就简，遍地开花，而是鼓励企业专门从事生物质能源，培养骨干型企业，这就需要一定的物质基础。一万吨的厂子，固定资产就大概需要400万元，加上流动资金，1000万元并不算多。而万吨规模在能源化利用上，刚称得上有点规模，只要是同一个业主，生产点可以分散，如果规模太小，补贴监管成本也太高。对于补贴方式上，秦世平承认存在一定缺陷，整个机制缺乏能源主管部门、技术部门的参与。制度怎样更有利于监管，公平公开还有待于进一步完善。而该行业的快速发展，补贴政策功不可没，但不能因为出现一些问题，因噎废食，取消这个补贴政策，那将会对刚刚起步的生物质能源化利用产业造成重大的打击。因为国家补贴不仅仅是提供资金，还表明国家对该行业的支持态度，对企业和投资具有强力的引导作用。

除此之外，固定电价也是补贴的重要一块。生物质发电是0.75元/度，垃圾和沼气发电是0.65元/度。增值税实行即征即退，所得税按销售收入的90%来计算。袁振宏则指出政府鼓励生产，生产完了没有销路，这个产业还是发展不起来。所以生产者和用户两头都要鼓励，为企业开拓市场。产业发展了国家才有政策，反过来不给政策，企业也难有市场。

三难：布局不好要吃亏

到底企业要建多大产能的好？秦世平经常碰到有企业负责人向他请教。

“没有最好，只有最适合的，适合的就是最好的。比如苏南地区每人只有几分地，那就没法收，这些地方就没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。”

肖明松也建议企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散，就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

四难：成本价格难控

受耕作制度的限制，我国农村土地高度分散，从资源的收集储存运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。“有些人认为收集半径的扩大就是多一个油钱，实际上运输工具、人力成本都不一样。”秦世平解释说，“装机容量3万千瓦的生物质电厂，一年大概需要25万-30万吨秸秆，按我国户均10亩耕地计算，需要大约20万农户来完成，那么收购时你要带秤，光开票都需要20万张。还要一个个装车，不能实现高效的机械化。”

肖明松也非常理解企业的苦楚。“生物质能源要依赖农业，资源掌握在老百姓手里，农民的市场意识很好，完全随行就市。如果收集半径过大，需要农民花费大量时间收集、运输，那农民就会要求按外出打工时计算人力成本，如此一来，企业为原料支出的成本就会大大提高。如果企业坚持不抬价，就可能造成企业吃不饱，缩量生产，影响经济效益。每度电原料成本如果超出一定范围，无论怎么发电都是赔钱。加上人工费用近年来的快速增加，成本成了扼住企业脖子的一道枷锁。”

“所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入。”肖明松认为地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

五难：技术投入小

“我国的生物质能源技术与国外有一定的差距，但目前的技术加上国家的补贴可以维持产业化经营。技术进步永无止境，国外的技术、设备成本太高并不一定适合我们，轿车科技水平高，但要是去农田就不如拖拉机。”秦世平笑着向记者打了个比方。科研部门每年都在做前端的研究，力度并不大。从实验室到田间再到工业企业的规模化生产，技术的创新需要一个较长的时间。企业可以一边生产一边进行探索。

“目前存在的问题是，有些研究成果与生产有些脱节，并没有转化为生产力，推向社会。”肖明松说，一方面技术部门因缺少资金，无法进行规模化生产，另一方面为了尽可能多地收回技术成本，企业有意拉长新技术向市场投放的周期。“但是，我们现在面临的是国际化的市场，如果抱着老的技术不放，一旦有新技术投放市场，企业始终面临着效率低下，最终难以维持。”

“生物质能源的技术投入还很小，从宏观方面来说，现有能源还没有用尽。垄断企业控制着部分能源的终端，也限制了中小企业的技术投入。中石油若投入生物质能源，生产乙醇汽油很容易，因为燃料乙醇按标准要求添加到汽油里形成乙醇汽油，整个产业链他们可以控制，别人加不进去。当大能源还能够持续的时候，就不会在生物质能源上下太大的力气。”此外，国际石油、煤炭，天然气价格有一个联动关系，当他们的价格逼近生物质能源的产品价格时，企业就会有更多的利润，当化石能源资源枯竭到一定程度的时候，生物质能源的优势就体现出来了。 1. 直接燃烧

生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。现已成功开发的成型技术按成型物形状主要分为大三类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制的圆柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。

2. 生物质气化

生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，节约能源。

3. 液体生物燃料

由生物质制成的液体燃料叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。虽然利用生物质制成液体燃料起步较早，但发展比较缓慢，由于受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视生物燃料的发展，并取得了显著的成效。

4.沼气

沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并且在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。

1） 沼气的传统利用和综合利用技术

我国是世界上开发沼气较多的国家，最初主要是农村的户用沼气池，以解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，后来的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立扩宽了沼气的生产和使用范围。

自20世纪80年代以来，建立起的沼气发酵综合利用技术，以沼气为纽带，将物质多层次利用、能量合理流动的高效农业模式，已逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术，沼气用于农户生活用能和农副产品生产加工，沼液用于饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产，我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪-果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

2）沼气发电技术

沼气燃烧发电时随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电在发达国家已收到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网电量在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

3） 沼气燃料电池技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜（PEMFC）、磷酸（PAFC）、溶融碳酸盐（MCFC）及固态氧化物（SOFC）等。

燃料电池能量转换效率高、洁净、无污染、噪声低，既可以集中供电，也适合分散供电，是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式之一，它在洁净煤炭燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。

5.生物制氢

氢气是一种清洁、高效的能源，有着广泛的工业用途，潜力巨大，来生物制氢究逐渐成为人们关注的热点，但将其他物质转化为氢并不容易。生物制氢过程可分为厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢两大类。

6. 生物质发电技术

生物质发电技术是将生物质能源转化为电能的一种技术，主要包括农林废物发电、垃圾发电和沼气发电等。作为一种可再生能源，生物质能发电在国际上越来越受到重视，在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。

生物质发电将废弃的农林剩余物收集、加工整理，形成商品，及防止秸秆在田间焚烧造成的环境污染，又改变了农村的村容村貌，是我国建设生态文明、实现可持续发展的能源战略选择之一。如果我国生物质能利用量达到5亿吨标准煤，就可解决目前我国能源消费量的20%以上，每年可减少排放二氧化碳中的碳量近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2500万吨，将产生巨大的环境效益。尤为重要的是，我国的生物质能资源主要集中在农村，大力开发并利用农村丰富的生物质能资源，可促进农村生产发展，显著改善农村的村貌和居民生活条件，将对建设社会主义新农村产生积极而深远的影响。

7.原电池

通过化学反应时电子的转移制成原电池，产物和直接燃烧相同但是能量能充分利用。 脂肪燃料快艇（说明：本词条顶部图片即为脂肪燃料快艇）

新西兰业余航海家和环境保护家皮特·贝修恩宣布，他将驾驶以脂肪为动力的快艇“地球竞赛”号，进行一次环球航行。据悉，贝休恩将于2008年3月1日从西班牙的瓦伦西亚出发，开始全长约4.5万公里的环球航行。贝休恩表示，他打算挑战英国船只“有线和无线冒险”号于1998年创造的75天环球航行的世界纪录。

脂肪当燃料“地球竞赛”号被称为世界上最快的生态船，造价240万美元，融合多项高科技。“地球竞赛”号长约23.8米，形似一只展翅欲飞的天鹅。船身有三层外壳保护，内有两个功能先进的发动机，最高时速可达每小时40节（约74公里），即使航行在巨浪中，速度也不会减慢。

虽然动物脂肪种类丰富，但贝修恩计划只利用人类脂肪转化成的生物燃料作为“地球竞赛号”的动力来源，百分之百采用生物燃料完成一次环游世界的环保之旅。

为了能募集到足够的脂肪生物燃料，贝修恩身先士卒，主动躺到了手术台上。然而整形医生尽管做了很大努力，从他体内抽出的脂肪也只够制造100毫升的生物燃料。他的两名助手抽出的10升脂肪能够制成7升生物燃料，可供“地球竞赛”号航行15公里。

而皮特进行“绿色”环游世界之旅，以打破英国“有线和无线冒险者”号于1998年创造的75天环游世界的纪录，总共需要7万升的生物燃料，也就是说，皮特需要胖子志愿者们捐赠出大约7万公斤的脂肪。

生物质能，就是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源（王德元，2008）。

一、生物质能的特点

（1）可再生性。生物质能是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。

（2）清洁、低碳。生物质能中的有害物质含量很低，属于清洁能源。同时，生物质能的转化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，生物质能的使用过程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。

（3）具有替代优势。利用现代技术可以将生物质能转化成可替代化石燃料的生物质成型燃料、生物质可燃气、生物质液体燃料等。在热转化方面，生物质能可以直接燃烧或经过转换，形成便于储存和运输的固体、气体和液体燃料，可运用于大部分使用石油、煤炭及天然气的工业锅炉和窑炉中。国际自然基金会2011年2月发布的《能源报告》认为，到2050年，将有60%的工业燃料和工业供热都采用生物质能。

（4）原料丰富。生物质能资源丰富，分布广泛。根据世界自然基金会的预计，全球生物质能潜在可利用量达350×1018J/a（约合82.12×108t标准油，相当于2009年全球能源消耗量的73%）。根据我国《可再生能源中长期发展规划》统计，我国生物质资源可转换为能源的潜力约5×108t标准煤，随着造林面积的扩大和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10×108t标准煤。在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的第四大能源（据胡理乐等，2012）。

二、生物质能的利用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到21世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的农作物秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达（1440～1800）×108t（干重），其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物、发展能源农场（魏伟等，2013）。

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换、物理转换和生物化学转换等4种途径（王久臣等，2007）。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前使用较为广泛传统的烧柴灶热改造效率仅为10%左右，而气化燃烧锅炉作为一种效率可达20%～30%的新型节能措施，具有技术简单、易于推广、效益明显等特点，已被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术（图4-60）。生物质能物理转化的最简单的方法就是将生物质原料进行压缩。自然堆积的固体生物质原料通常都比较疏松，密度较小，形状不规则，不便运输、储存和使用。将松散的原料进行预加工、预处理后，在外部压力的作用下，成型设备里的原料的体积大幅度减小，密度显著增大，最后成为一定形状的产品，例如玉米秸秆颗粒成型燃料（图4-61）。生物质的生物化学转换包括生物质—沼气转换和生物质—乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇（郭海霞等，2011）。生物质能利用技术主要有以下五种。

图4-60　立式气化燃烧换热一体化锅炉图

（据张洋，2009）

图4-61　玉米秸秆颗粒成型燃料

（据张洋，2009）

1．直接燃烧

直接燃烧方式可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾燃烧和固体成型燃烧等4种方式。其中，固体成型燃烧是新推广的技术，它将生物质固体化成型或将生物质、煤炭及固硫剂混合成型后使用。丹麦新建设的热电联产项目都是以生物质为燃料。使生物质能在转换为高品位电能的同时满足供热的需求，以大大提高其转换效率。其优点是充分利用生物质能替代煤炭，可以减少二氧化碳和二氧化硫排放量。生物质固体成型燃料制备工艺如图4-62、图4-63所示（雷学军等，2010）。

图4-62　生物质固体成型燃料制备工艺（据雷学军，2010）

2．生物质气化

生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，达到节约能源的目的。生物质气化机理如图4-64所示。

图4-63　生物质型煤制备工艺（据雷学军，2010）

图4-64　生物质气化机理示意图（据雷学军，2010）

3．液体生物燃料

由生物质制成的液体燃料称为液体生物燃料。液体生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。虽然利用生物质制成液体燃料起步较早，但发展比较缓慢。受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视液体生物燃料的发展，并取得了显著的成效。我国液体生物燃料发展也取得了很大的成绩，以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模，并可以利用菜籽油、大豆油、米糠下脚料等为原料生产生物柴油（魏伟等，2013）。

“十五”期间，我国在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，生产能力达到102×104t/a，并从2002年开始，先后在东北三省以及河南、安徽、山东、江苏、湖北、河北等九省区分两期进行了车用乙醇汽油试点和示范，取得了良好的效果。据不完全统计，在生物柴油方面，目前全国生物柴油生产厂家有50多家，产能超过105t的生物柴油企业有16家，最大规模为30×104t，山东省为生产企业数量最多的省份，其次为江苏、河北和广东，截至2014年底，国内生物柴油装置总产能在525.5×104t，同比增长64×104t，但长期闲置产能达239.3×104t，占总产能的45%左右。

4．沼气

沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并处于适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。

1）沼气的传统利用和综合利用技术

我国是世界上开发沼气较多的国家，最初主要是农村的户用沼气池，以解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题。大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立扩宽了沼气的生产和使用范围。

自20世纪80年代以来建立起的沼气发酵综合利用技术，以沼气为纽带，其物质多层次利用、能量合理流动的高效农业模式，已逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法（图4-65）。通过沼气发酵综合利用技术，沼气用于农户生活用能和农副产品生产加工，沼液用于饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产。我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪—果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖—沼气”、“猪—沼—鱼”和“草—牛—沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

图4-65　沼气发酵示意图（据魏伟，2013）

2）沼气发电技术

沼气燃烧发电是随着大型沼气池的建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电在发达国家已受到广泛重视，并得到积极推广。生物质能发电并网电量在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

3）沼气燃料电池技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜（PEMFC）、磷酸（PAFC）、熔融碳酸盐（MCFC）及固态氧化物（SOFC）等。

燃料电池能量转换效率高、洁净、无污染、噪声低，既可以集中供电，也适合分散供电，是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式之一，它在洁净煤炭燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场（王久臣等，2007）。

5．生物质发电技术

生物质发电技术是将生物质能转化为电能的一种技术，主要包括直接燃烧发电、混合燃烧发电、气化发电和沼气发电。作为一种可再生能源，生物质能发电在国际上越来越受到重视，在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。

生物质发电在我国已有所发展。2005年底，我国生物质发电装机容量约为2×106kW，其中，蔗渣发电约1.7×106kW，垃圾发电约0.2×106kW，其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等。2006年《可再生能源法》实施后，我国的生物质能发电产业迅速发展，至2008年底，农林生物质发电项目达170多个，装机容量为4600×103kW，50个项目并网发电。到2012年底，我国生物质发电累计并网容量为5819×103kW，其中直燃发电技术类型项目累计并网容量为3264×103kW，占全国累计并网容量的56%；垃圾焚烧发电技术类型项目累计并网容量为2427×103kW，占全国累计并网容量的41.71%；沼气发电技术类型项目并网容量为206×103kW，占全国累计并网容量的3.54%。同其他发电技术相比，我国拥有巨大的农林废弃物产量，可以为生物质发电产业提供有力的原料支持，保障电力的充足供应（蒋大华等，2014）。

生物质能的利用需要充分考虑利用方向、利用技术及适用场合等多种因素，进行综合评价，有的放矢并最大化地利用好生物质能资源（表4-9）。

表4-9　生物质利用技术评价一览表（据王久臣，2007）

三、需要解决的难题

面对全球性的减少化石能源消耗，控制温室气体排放的形势，利用生物质能资源生产可替代化石能源的可再生能源产品，已成为我国应对全球气候变暖和控制温室气体排放问题的重要途径之一。然而受原料收集难、政策补贴不到位等现实问题的制约，生物质能产业的发展规模和水平远远低于风能、太阳能的利用，主要存在以下四个难题（王芳，2013）。

（一）认识不够

生物质能正处在一个很尴尬的境地——在可再生能源中生物质能是最重要的，但相比而言，它的产业化程度、发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。

生物质能的重要性体现在以下四点，第一，我国是地少人多的国家，农林剩余物、城市垃圾等废弃物是生物质资源的主要来源，以往农民处理秸秆大多是直接燃烧，城市垃圾多是填埋，但废弃物的处理是个刚性需求，随着国家对CO2排放限制的提高，生物质的能源化利用成为更为先进和有效的方法。第二，我国化石能源短缺，其中液体燃料是最缺少的，而液体燃料只有利用生物质可以转化。第三，生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，而风能、太阳能只能靠天吃饭，发电必须配合调峰，而生物质能则不需要，甚至可以为其他能源提供调峰。第四，生物质原料需要收集，这样能够增加农民收入，刺激当地消费，可以有效促进农村经济的发展。一个（2500～3000）×104kW的电厂，在原料收集阶段农民获得的实惠约有五六千万元。“三农”问题解决好了，对于整个社会发展将起到非常重要的作用。

除了客观上发展规模受限以外，对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能在一地的投资占比较少。这在某些政府官员那来看，生物质能有点像“鸡肋”，有的话吃不饱，丢了又有点可惜，并且地方政府还要帮助协调农民利益、禁烧等“麻烦事”。由此导致生物质能整体项目规模较小，技术投入不足，尽管它是利国利农的好事，却处于发展欠佳的尴尬地位。

（二）补贴门槛过高

对生物质能的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续烦琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。财政部财建〔2008〕735号文件规定，企业注册资本金要在1000万元以上，年消耗秸秆量要在104t以上，才有条件获得140元/t的补助。对此，中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松认为，1000万元的注册资金，是国家考虑防范企业经营风险时的必要手段，这对大企业无所谓，但对一些中小公司则很难达到。而104t秸秆的年消耗量，需要相当规模的储存场地，由此带来的火灾隐患、成本增加问题也是企业不得不考虑的事情。事实上，如果扩大鼓励面的话，3000～5000t也是适用的。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

这种现象主要是由于国家制订政策的初衷并不鼓励生物质能企业因陋就简，遍地开花，而是鼓励企业专门从事生物质能，培养骨干型企业，这就需要一定的物质基础。104t的厂子，固定资产就大概需要400万元，加上流动资金，1000万元并不算多。而万吨规模在能源化利用上，刚称得上有点规模，只要是同一个业主，生产点可以分散，如果规模太小，补贴监管成本也太高。对于补贴方式上存在一定缺陷，整个机制缺乏能源主管部门、技术部门的参与。制度怎样更有利于监管，公平公开还有待于进一步完善。而该行业的快速发展，补贴政策功不可没，但不能因为出现一些问题而因噎废食，取消这个补贴政策将会对刚刚起步的生物质能产业造成重大的打击。因为国家补贴不仅仅是提供资金，还表明国家对该行业的支持态度，对企业和投资具有强力的引导作用。

（三）布局难以把控

到底企业要建多大产能方能最好？可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏认为，没有最好，只有最适合的，适合的就是最好的。比如苏南地区每人只有几分地，那就没法收，这些地方就没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。

企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散的话就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

（四）成本价格难控

受耕作制度的限制，我国农村土地高度分散，给资源的收集、储存、运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。生物质能要依赖农业，资源掌握在老百姓手里，农民的市场意识很好，完全随行就市。如果收集半径过大，需要农民花费大量时间收集、运输，那农民就会要求按外出打工时计算人力成本，如此一来，企业为原料支出的成本就会大大提高。如果企业坚持不抬价，就可能造成企业吃不饱，缩量生产，影响经济效益。每度电的原料成本如果超出一定范围，无论怎么发电都是赔钱。加上人工费用近年来的快速增加，成本成了扼住企业脖子的一道枷锁。所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入。地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

此外，在我国现实的社会经济环境中，还存在一些消极因素制约着生物质能的发展和应用（李景明等，2010；刘旭等，2014）：

（1）市场环境和保障机制不够完善。我国生物燃料乙醇发展缺乏明确的发展目标，没有形成连续稳定的市场需求，还处在“以产定销、计划供应”阶段。国内生物燃料乙醇从生产到销售的各个环节都受到了政府部门的严格控制，是政策性的封闭运行，尚未形成真正意义的市场化。

（2）资源评价、技术标准、产品检测和认证等体系不完善。我国于2001年颁布了变性生物燃料乙醇（GB 18350-2013）和车用乙醇汽油（GB 18351-2015）两项强制性国家标准，在技术内容上等效采用了美国试验与材料协会标准（ASTM），在现有标准的基础上及时制订不同生物质原料来源的生物燃料乙醇相关基础标准和工艺控制等标准就显得极为迫切。

（3）资源分散，收集手段落后，产业化进程缓慢，制约着生物质能高新技术的规模化和商业化利用。集中发电和供热是国际上通行的高效清洁地利用生物质能的主要技术方式。但是，这些技术对应的生产设备需要具有一定的规模，才能产生经济效益。

（4）利用装备技术含量低，研发经费投入过少，一些关键技术研发进展不大。例如厌氧消化产气率低，设备与管理自动化程度较差；气化利用中焦油问题未能解决，影响长期应用；沼气发电与气化发电效率较低，二次污染问题没有彻底解决。

（5）缺乏专门扶持生物质能发展、鼓励生产和消费生物质能的政策。在当前缺乏一定的经济补助手段的条件下，难以实现生物质热电联产规模化，竞争能力弱。

（6）生物质能与农业、林业在资源使用上不协调。能源作物已经开始成为不少国家生物质能的主体。但是，我国土地资源短缺，存在能源作物和农业、林业争夺土地的矛盾。

四、生物质能利用的意义

我国能源面临着总量不足、石油紧缺、环境污染严重、人均占有量少和能效低等诸多问题，这些问题将长期制约我国经济的发展和社会进步。因此，改变能源生产和消费方式，大力开发利用生物质能已成为我国发展可再生能源的首要问题。同时，开发利用生物质能既是实行能源战略多元化、解决我国能短缺问题的有效途径，又是拓展农民就业领域、促进农民增收的重要渠道（表4-10）。

表4-10　我国生物质能应用规模与发展目标（据魏伟，2013）

在我国各种主要的能源当中，煤炭占据着主导地位，同时，煤炭的大量使用也给环境造成了严重的污染。目前，我国温室气体（GHG）的排放已经超过了世界排放量要求13%，仅次于美国，居世界第二位。根据世界银行公布的数据，预计到2020年我国的温室气体排放有可能占到世界排放总量的20%。在没有切实可行办法控制矿物燃料使用过程中产生的生态环境污染的情况下，减少使用量、开发利用洁净可替代能源是唯一的解决办法。截至2010年年底，我国可开发为能源的生物质资源已达3亿多吨。通过先进、成熟和高效的转换技术，将其生产成使用方便、无污染的气体燃料、固体燃料和液体燃料，替代化石能源，减少温室气体排放，从根本上解决农村普遍存在的畜牧公害和秸秆问题，是我国发展生物质能产业的长期目标。这不但能实现能源消费与环境保护的双赢，而且能实现能源的可持续发展，从而推进经济社会的可持续发展（蔺雪芹等，2013）。

生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。由于我国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制二氧化碳等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。因此，立足于农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型装备既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。

1.国能生物发电集团有限公司是国家电网公司旗下从事生物质能综合开发利用的专业化公司，成立于2005年7月7日，注册资本金10亿元。 一、公司主要业务范围：投资、建设、运营生物能发电厂；生产、加工生物质能燃料；对生物质燃烧废料进行综合加工、利用。 二、公司发展现状：截至2007年8月底，公司已核准项目38个。其中，已投产生物质能发电项目6个，并网发电装机容量15万千瓦；在建生物质能发电项目13个，在建装机容量20.8万千瓦。公司投资建设的国家级生物质能直燃示范项目—山东单县生物质能发电工程1×2.5千瓦机组已于2006年12月1日正式投产，该项目的建成投产开创了国内生物质直燃发电的先河。 公司高度重视科技创新工作，积极研究掌握具有自主知识产权的生物质能发电核心技术。公司承担了国家“十一五”科技支撑计划重大项目的科研工作。组建成立了国家电网公司生物质能工程技术中心，积极开展相关重点实验室建设。合作成立“国能--中国农机院生物质能工程技术研究中心”，加快推进配套农机装备的自主研发工作。 公司注重加强生物质能发电上下游产业链建设，积极拓展发展空间。与国家林业部门合作，大力发展林木一体化生物质发电项目。与中国科学院植物研究所等单位合作，开展燃烧废料—草木灰制作钾肥的产业化开发与市场推广。与清华大学合作，投资生物质压缩颗粒产业，开拓农村、发电、城市替代煤三大压缩颗粒应用市场。投资成立国能瑞典生物能源公司，加强纤维素乙醇工艺产业化研究。 公司高度重视清洁发展机制工作，积极推进二氧化碳减排国际贸易，取得实质性进展。截至2007年8月，公司已有10个CDM项目通过国家发改委批复，其中河南鹿邑、山东单县项目在联合国CDM执行理事会完成注册。丹麦外交部已支付山东单县项目首期预付款500万元。 公司的成功经验和做法，得到了党中央、国务院的高度重视。温家 宝总理批示：“要鼓励生物质能源的开发和利用，国家电网公司的做法和经验值得重视”。全国人大、国家发改委、国资委、财政部、农业部等部委以及国务院发展研究中心、中国社会科学院和有关省、自治区领导对公司的发展给予了极大的关心和支持。公司的快速发展，也引起了国际社会的关注，英国广播公司（BBC）赴公司项目生产现场进行了采访，并在今年“八国峰会”期间进行了专题报道。丹麦议长今年访华期间专程赴国能单县项目参观考察。 三、发展目标：按照公司的“十一五”发展规划，到2010年末，公司将建成200万千瓦的生物质能发电装机容量，整个“十一五”期间投产和在建项目总投资约300亿元人民币左右，致力于发展成为投资运营生物质能发电的领先企业，为服务社会主义新农村建设，为人类社会的可持续发展作出应有的贡献。 2.国能能源集团成立与1988年，旗下企业百家，拥有亿 万元资产，跨地区、多元化经营。主要以能源投资、能源流通商品、高科技及绿色能源、能源工程及环保工程、新能源研究开发为主体经营项目。 国能能源集团所辖百家企业是以高新能源技术、为客户 开发节能项目提供全面专业系统节能解决方案、节能技改服务及提供国能优能系列节能产品的高就密切保持与全国多所大学和国内一流科研院所的技术协作，成功架构“产、研”相结合的研发与生产体系。先组成了以博导、享受国务院特殊津贴等多名教授为核心，以专业节能工程师为基础的具有国内先进水准的研发群体，并且拥有一支经验丰富的经营团队及专业施工队伍，技术力量雄厚。为国能节能技术的开发、节能工程应用技术的提升打下了坚实的基础。 国能能源集团（GER）属于世界银行（WB）/全球环境基金(GEF)/中国节能促进项目（EMCA）成员及上海总工程师协会能效与环保专业委员会常务理事位。 国能在新能源发展及节能环保领域里力求做到可持续长期发展，帮助客户提高市场竞争力和盈利能力，实现客户与国能的共同双赢或多赢，并为客户提供多样化的项目方式。为抓出二十一世纪中国快速发展契机，推广科学用能、合理用能、节约用能、采用管理节能及新技术节能手段提高能源利用效率，为国民经济的可持续发展提供能源保证，造福子孙后代。 不知道你问的是哪个国能了？

希望采纳

光伏行业的社会效益主要体现在以下6个方面：

1)解决无电人口和贫困地区用电。

独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电而投资电网却需要13385 元，是独立光伏的3.87 倍。

2)实现精准扶贫。

2015~2017年三年光伏扶贫的开展，将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入，相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。

3)促进中西部融合。

西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部，2018年底时这一数字可能达到76%其他环节的新增产能基本也都在西部。同时，截止2016年底，全国40%的光伏装机在西部省份，充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地，并能有效改善土地的沙漠化情况。

4)活跃民营资本，促进能源行业主体多元化。

传统能源从开采到发电，基本是控制在国有企业手中。而光伏产业，尤其是分布式光伏，打破了传统能源的地缘因素，降低了准入门槛，为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。

在持有量大的企业当中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。

5)集约用地，普及可再生能源，布局能源互联网

光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一，并使原有建筑物在原有功能的基础上，增加了发电、节能的功效，提高了利用率。户用光伏的发展，更是让可再生能源走进千家万户，让普通老百姓认识了可再生能源，提高了节能减排意识。

分布式光伏的发展，为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。

6)节约水资源

从全生命周期来看，光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%，大力发展光伏发电，能有效节约水资源。

一、解决无电人口用电问题

2015 年9 月，联合国可持续发展大会通过《2030可持续发展议程》，确定了17 个“可持续发展目标”。可再生能源是其中第七项目标“经济适用的清洁能源”的重要组成部分。联合国对于该目标的解释为：确保人人获得可负担、可靠和可持续的现代能源。

中国解决无电人口的经验表明，独立光伏在解决偏远地区无电人口方面具有低投入高产出的特点，是实现“可持续发展目标”第七项“经济适用的清洁能源”的重要手段。中国经验同时也为全球，尤其是发展中国家解决无电人口用电问题提供了可复制的典范。

国家能源局数据显示，2013-2015 年，国家共安排投资247.8 亿元(中央资金145.5 亿元) 用于实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设。其中，安排电网投资计划206.8 亿元，为154.5 万无电人口通电安排光伏独立供电工程建设投资计划41 亿元(中央资金28.5 亿元)，共建成光伏独立电站670 余座、光伏户用系统35 万余套，为118.5 万无电人口通电。相比于电网延伸，独立光伏用总投资16.5% 的资金解决了43.4% 的无电人口用电问题。从人均投资来看，每3460 元用于独立光伏的投资即可解决一人的用电相比之下，投资电网却需要13385 元，是独立光伏的3.87 倍。

表 1：2013~2015年解决无电地区人口用电投资及通电数据

二、实现精准扶贫

光伏扶贫工程的开展，使我国的扶贫工作由改输血向造血、由粗放扶贫到精准扶贫的转变，使贫困人口通过自己的劳动有尊严地获得收入，并保证贫困户未来20年有持续、稳定的收益。

2015年，我国在河北、山西、安徽、甘肃、青海、宁夏6省共实施了150万kW的光伏扶贫项目，预计使20万户以上的贫困群众获得20年的稳定收入。

在此基础上，2016年多个省份的能源局联合当地的扶贫工作小组，将“光伏扶贫”作为农村脱贫的重要方式。2016年，在14个省份实施5168万kW光伏扶贫项目，帮扶贫困群众55.6万户，如下表所示。

表2：2016年扶贫帮扶贫困户数(万户)

2017年，仅村级扶贫一项就帮扶14个省、236个光伏扶贫重点县14556个建档立卡贫困村的71.0751万户建档立卡贫困户，如下表所示。

表3：2017年村级电站扶贫帮扶贫困户数(万户)

同时，各省也积极开展集中电站光伏扶贫，即经营集中电站的企业，按照规模每10~25kW中每年拿出3000元的利润给所在地的贫困户。目前，据不完全统计，已经有11省下达了720万kW的集中式扶贫电站指标，预计将帮扶贫困户约36万户若考虑全国所有省份，2017年集中式光伏扶贫预计将帮扶50万户以上的贫困户。

表4：2017年部分省份地面电站光伏扶贫规模

2015~2017年三年光伏扶贫的开展，将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入，相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。可见，光伏项目为消除贫困人口，使贫困群众获得长期、稳定收益做出了重要的贡献，成为各地精准扶贫的重要措施之一。

三、促进中西部融合

1光伏上游生产制造业主要分布在西部

光伏上游制造端属于高载能、劳动密集型产业，西部省份低廉的能源价格、人力成本成为许多光伏制造企业建厂的首选。以硅料环节为例，截止2017年底的27.64万吨产能中，西部省份的硅料产能占全国总产能的57%(如表4所示)。同时，2018年各企业约有13.85万吨扩产计划，几乎全部位于内蒙古、新疆、云南、陕西4省。届时，西部的硅料产能将占全国的76%!

表5：2017年底各省硅料产能分布情况

除了硅料环节，各企业硅片环节的扩产基本也都布局在西部地区。如单晶硅片龙头企业隆基在云南楚雄布局了10GW的单晶硅片产能，将在2018年底投产晶澳、阿特斯、东方日升等企业在内蒙也有扩产。在此引用中国光伏行业协会王勃华秘书长之前的图片作为说明。

从上图中可以看出，近期企业的扩产计划基本都布局在西北部地区。

2光伏上下游电站在西部的投资

西部省份具有丰富的太阳能资源，光伏项目发电量好同时，西部有大量的未利用土地，建设条件好。因此，早期的光伏项目主要分布式在西部省份，如新疆、甘肃、青海、内蒙古等地。

根据国家能源局公布的截止2016年底的统计数据，8个西部省份(内蒙古、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)的光伏累计安装量占全国总安装量40%!

在当地的荒漠、戈壁安装上光伏电站之后，由于光伏组件的遮挡，减少了地表的蒸发量，改善了当地的沙漠化情况。下图为隆基在库布其沙漠开展光伏项目前后，地表情况的变化。

综上所述，光伏行业的发展，给西部地区带来产业投资，拉动了当地的GDP、增加了当地的税收，解决了一部分当地人口的就业问题，为促进西部经济发展、减少东西部差距作出了卓越的贡献!

四、活跃民营资本，能源行业主体多元化

传统能源需要大量的资本和高度集中的控制体系对其进行开采、加工与运输。能源工业的资本密集性特征决定这个行业非个人能力可以企及。传统能源从开采到发电，基本是控制在国有企业手中。而光伏产业，尤其是分布式光伏，打破了传统能源的地缘因素，降低了准入门槛。

光伏行业为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。能源行业主体的多元化，有效地促进了全社会对能源行业的参与，打破了垄断性大企业一统行业的局面，实现能源的经济化和能源服务需求差异化。众多中小企业的出现和活跃也为商业模式创新和技术进步提供了更适宜的土壤。

整个光伏行业中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，民营企业累计并网容量达到1962 万kW，占比47.7%，远远超过了中央五大发电集团和其它国企。可见，光伏行业更能够吸引不同性质的投资主体，促进全社会对能源行业的参与。

表6：2016年我国光伏资产持有量排名

注：2016年光伏开发企业的排名用的是水利总院一些数据，跟各家已经上市的光伏资产持有公司的公报有一定的出入

虽然2017年底的持有量数据和从上表中有一定差距，但可以明显看出，在持有量大的企业当中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，而小规模持有人更是以民营企业为主。

光伏发电的突出特点是适合分布式开发。用户所生产电力可以自用，多余上传，夜间从电网购电。它可以应用在工业厂房、公共建筑、居民屋顶上。其中，光伏的分布式特点更明显，闲置的屋顶、荒漠、滩涂，都可以建立光伏电站。这种电力生产的准入门槛相比于传统能源非常低，任何一个普通人都可以成为电力的生产者。可见，分布式光伏的发展打破了传统电力生产和消费分离的模式。用户在市场中定位已经由原来简单的用能者变为动态产消合一者。

光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。

五、集约用地，普及可再生能源，布局能源互联网

光伏发电与其他行业互补的发展新形式。譬如，“光伏+农业”“光伏+农户”“光伏+商场”“光伏+园区”“光伏+渔光”等“光伏+”已经成为许多地区发展转型的措施之一。另外，户用光伏的发展，更是让可再生能源走进千家万户，让普通老百姓认识了可再生鞥能源，提高了节能减排意识。

另外，光伏与农业、渔业、建筑物的结合，使原有建筑物在原有功能的基础上，增加了发电、节能的功效，提高了利用率。符合土地“集约化”利用的发展方向。

同时，分布式光伏的发展，为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。在此，引用《第三次工业革命》中的一段话来予以说明。

未来，每一处建筑都会转变成能就地收集可再生能源的迷你能量采集器

未来，将每一大州的建筑转化为微型发电厂，以便收集可再生能源

未来25年内，数百万的建筑——家庭住房、办公场所、大型商场、工业技术园区——将会既可作为发电厂，也可以作为住所。

未来，家庭居民可以在自己的房顶上安装太阳能电池板，这些电池板能生产出足够的电力，满足房子所需的电能。如果有剩余，则可以出售给发电厂。

你准备好了吗?你的公司准备好了吗?中国准备好了吗?

六、节约水资源

煤炭的开采、洗选和发电环节都高度耗水，过度取水给当地的生态环境和人体健康造成了巨大的危害。与煤炭相比，光伏发电不仅在污染物减排方面具有优势，其用水量也远远小于燃煤发电。光伏和煤电发电阶段与全生命周期的耗水量如下表所示。

表 7：煤电与光伏用水量对比(单位：吨/MWh)

数据来源：发电阶段数据来自Tan et al, 2015，全生命周期数据来自Feng et al, 2014

从上表可以看出，即使从全生命周期来看，光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%，大力发展光伏发电，能有效节约水资源。

综上所述，光伏产业的快速发展，对全社会具有极其深远的正向推动。从政治意义上讲，光伏已成为我国在国际交往中的一张亮丽名片。不仅服务于国内能源转型，对全球应对气候变化、能源转型也作出了贡献。

1、对于新能源行业的定义有广义和狭义之分。广义的新能源主要实现了温室气体减排的效果，其中包括对能源和资源的高效的综合的利用，还包括可再生能源、代替能源、核能、节能等。

2、狭义的新能源是指常见的一些常规性能源排除在外的，这些主要指大型水利发电之外的风能、太阳能、生物能、地热能、海洋能、小水电和核能等能源的总成。

主要内容：

1、燃料电池——化学系、化工系、材料系、环境系

燃料电池显然是现在的研究热点。每年美国的物理协会年会、化学协会年会、材料协会年会上，到处可见燃料电池的研究进展。哥本哈根会议以后，必将加大这块领域的技术革新和产业化进程。

2、智能电网——电子系（电力、通讯、控制技术、系统工程）、计算机系。

奥巴马上任后提出了新的能源计划，将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网。

第五期风电特许权招标已完成专家评审工作，目前正等待牵头单位国家发改委对推荐中标企业进行最后审批。

1月14日本报记者从中国农机协会风力设备分会获知该消息。共有26家企业参与本期4个项目的竞标。该分会秘书长祁广生告诉记者：“参与此期竞标者主要还是国有发电企业，民营企业与外资企业都没有独立参与竞标。”

令外界颇为关注的是，此次招标一改以往“低价者胜”的招标方案，而采用“中间价”的模式。“与前四次最大的不同是谁出价更接近平均价，谁得分就更高。”中国水电工程顾问集团新能源项目教授级高工施鹏飞说。

风电特许权项目招标始于2003年，由于竞标企业争先压价以获取风电资源，导致特许权项目价格低于一般项目的审核价格。各发电集团争夺特许权项目是为完成国家规定的可再生能源发电配额做准备。

施鹏飞表示，此次采用中间价竞标对改善风电上网价格形成机制是个利好。多位风电专家均认为，非理性出价不利于风电上网价格形成，也导致风电产业发展过热。

目前，国内风电电价采用招标和核准两种模式。而值得注意的是，广东省已于近期率先采用风电标杆价，开启了国家风电“固定电价”的先河。

招标新政

第五期风电特许权招标项目包括内蒙古北清河风电场、内蒙古乌兰伊力更风电场、河北围场御道口风电场和甘肃玉门昌马风电场4个项目，总装机容量95万千瓦。本期招标是去年11月30日正式开标的。

记者获悉，此次招标在电价权重上依然保持25％比例，但在评分体系上，根据所有通过初评的投标人的投标上网价格，去掉一个最高价和一个最低价，然后算出平均投标电价，谁越接近平均投标定价，得分越高。

祁广生表示：“采取这个方式招标，避免了恶性低价的竞争局面。虽然还不是最合理的价格，但是比往届价格都有所提高。”施鹏飞也认为，此次中标价格虽然还是相对偏低，但已开始向合理理性回归。

“竞标价是国家为未来制订风电上网电价的重要依据，但竞标者往往是以取得项目抢占优质资源为出发点，而不是以项目投资收益为出发点，这种非理性出价导致竞标价格与合理水平相差甚远。这不仅不利于风电未来合理定价，也不利于整个风电产业的发展。”施鹏飞指出。

迄今开展的五期风电特许权招标共15个项目，总装机容量330万千瓦。但前四期由于“价格战”导致特许权项目价格明显低于一般项目的审核价格。

据施鹏飞介绍，第一、二期风电特许权项目明确规定承诺上网电价最低的投标商中标，结果实际中标的上网电价远低于合理范围，甚至出现了像0.382元／千瓦时（含税，下同）夺标的低价。2004年第二期特许权项目招标，北京国际新能源竞标联合体以此低价中标内蒙古辉腾锡勒风电场项目。

祁广生认为：“这种恶性竞争导致中标价格明显低于成本价格。”各竞标体都不以风能评估数据为出价标准，出价偏离理性水平。最明显的案例是如东项目连续两年招标，风能资源和其他条件几乎完全相同，而华睿公司2003年和2004年的投标上网价格却相差0.16元／千瓦时，飙升40％。

“低价为王”使得发改委不得不改变竞标方案。第三、四期的招标降低了价格的评选权重，但效果并不明显。第三期电价占项目评选权重调整为40％，第五期再减少至25％。据公开资料显示，除第四期巴音项目是出价第二低的竞标人夺标外，其它四个项目仍然是上网电价最低的投标商。

据介绍，第五期特许权招标方案另外一个重要的调整是对风电机组制造商参与投标的具体规定方面。对于其生产的同一种机型，在同一项目上可以与不超过三家的投标人签署供货协议。而在以前几期招标中，供货协议都必须是一对一、排他性的。

风电过热

为何企业宁愿亏本也想夺得特许权招标项目？施鹏飞告诉记者：“这是进入风电领域和扩大风电装机容量最简单的方法，看重的是风电未来的前景。”

据了解，采用特许权招标的项目装机规模比一般项目都要大，且国家在立项前已完成项目的前期工作。祁广生指出：“对于企业来说，这样可以少走很多弯路，国家把前期工作弄好了，所以通过这种方式取得项目可以避免许多麻烦。”

同时，上述两位专家都指出了各能源企业抢“风”更深层次的原因：各电力企业都在为完成新能源发电配额储备装机容量。

早在2006年1月，国家发改委发布的＜可再生能源发电有关管理规定＞指出：“发电企业应当积极投资建设可再生能源发电项目，并承担国家规定的可再生能源发电配额义务。”但具体配额指标迟迟没有出台。

施鹏飞对记者表示，国家有意要求装机容量超过500万千瓦，发电投资商在2010年除水电外，可再生能源配额达到3％，2020年达到8％。“由于生物质能发电目前发展并不顺利，所以各大发电集团把这部分指标押在风电上。”

专家指出，对于各国有发电集团来说，风电造成的亏损都可以从火电项目里补足。同时，施鹏飞表示：“五大发电集团也面临着做大做强的压力，虽然2002年电改时为打破垄断成立五大发电集团，但由于国资委要求各行业央企要争取做到前三，所以各发电集团积极加码风电装机容量。”

1月9日，华电集团及其下属公司达成协议，由中国华电、华电国际(4.73,-0.05,-1.05%)、华电能源(3.74,-0.05,-1.32%)、贵州水电及华电工程订立增资协议，共同向华电新能源公司注资1.52亿元。增资完成后，华电集团注入华电新能源的资金将达2.54亿元，持有后者51％的股份，并由此做大风电业务。

国家支持风电的发展，但施鹏飞和祁广生都认为目前风电的发展速度是非理性的，“明显过热”。公开资料显示，风电装机容量已经连续两年增长速度超过100％，到2007年年底总装机容量已超过500万千瓦时，提前三年完成国家提出的2010年风电装机容量目标。

施鹏飞指出，风电过热表现之一是盲目立项，有些项目没开展足够的前期工作，跟电网也没充分协调。“上海东海大桥海上风电场立项前就连一座测风塔都没有。”“有些地方政府和企业只管装机容量而不管未来能不能发电，能发多少电。”

其次，对风机设备是个严峻考验。“样机还没经过严格试验就大批量生产，两三年后很多风电场肯定会为此付出代价。”祁广生也指出：“有些产品还没有安装，就已经有定单了，它没有经过一个逐步的完善的过程，这对我国风电设备的发展是不利的。”

定价机制争议

风电价格形成机制是近年来风电产业关注的焦点，关于招标定价与固定定价的争议也已持续多年。祁广生认为：“从行业发展的角度来看，风电采取招标定价的方式不是太好，如果采用固定电价会好一些。”

目前，国内风电电价采用招标和核准两种模式。施鹏飞指出：“国家是想通过招标定价为未来确定风电电价做参考，但目前即使同等条件的风电场，招标电价也相差很大，而且什么项目应该招标也没有明确。”据了解，相关政策只规定高于5万千瓦的项目需要国家发改委批准，其它项目由地方政府批准。

＜2007年风电发展报告＞也指出：“资源条件差异形成的价格差别正常的，但是价格形成机制的因素造成的价格差异，往往容易成为人们批评的焦点。”例如，在同一时期建设运行的南澳岛的3个风电场，价格各异，高低相差高达0.28元。

施鹏飞对记者表示：“固定电价更有利于产业的发展，但也要有一个形成过程，且各地资源不同，可以根据不同区域的情况实行不同的价格。”祁广生也认为，即使实行固定电价，南方和北方也应该有所区别。

就在各方对风电价格争论之际，广东省在2007年12月1日起率先实行风电标杆价，开启了国家风电“固定电价”的先河。目前暂定为0.689元／千瓦时（含税），原上网电价高于这一标准的维持原有标准不变，其中实行招标的项目按照招标确定的价格执行。

施鹏飞认为：“这个价格相对于广东省内的风电资源情况是比较合理的，基本上就是在当地燃煤机组标杆电价基础上加价0.25元，等同于发改委规定的生物质能发电加价政策。”

平安证券电力行业分析师窦泽云对本报记者表示：“广东风电实现标杆价将使行业合理盈利得到保障，有利于吸引更多的投资者参与投资。”

根据＜可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法＞，风电电价高出当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的部分，由可再生能源电价附加支付，高出部分由全国分摊。可再生能源电价附加按照0.001元／千瓦时的标准在销售电价中征收。

煤炭作为发电燃料的历史已经很长了，而且还会继续保持下去，当今，发电量的50%以上是由燃煤产生的。核能发电是第二大来源，在美国没有新的发电厂建成的前提下，核能的发电能力已经达到17%　。天然气为第三位，约占14%，但几乎所有新建的发电厂都表示要以天然气为燃料。而且，目前还有一种将燃煤转变为燃气的发展趋势，其余的发电能力为燃油和水电（图11.1和图11.2）。

图11.1　1950—2020年用于发电的燃料

经济发展增加了总电力的消耗，而技术的进步却可制止这一消耗。通货膨胀与有效价值也影响着电力价格与使用方式。美国的能源消费效率中，存在着一种进行长期改革的趋势。对电力需求的增加是未来能源消耗预期稳步增长的主要原因（表11.1）。

公共事业部门与非公共事业部门对燃料的选择是非常不同的。在公共部门所发出的电力中，最大比重（57%）是以煤炭为燃料的，但非公共事业部门所发出的电力中，以天然气发电为主占52%，水利或以木材为燃料的发电厂的发电比例达到令人惊奇的14%，而公共电力部门，所占比例则不到1%。这些统计指出了非公共事业部门电力生产者们的机会特征，它们中的一些已经转向非常规的燃料，以获得较低价的发电能力。

图11.2　2020年用于发电的燃料

表11. 1　美国能源需求

注：资料来自《油气杂志》（Oil and Gas Journal）。

煤炭发电

煤炭是发电的主打燃料，因为它的使用历史悠久且价格低廉。从20世纪80年代早期以来，由发电厂所支付的煤炭的使用费用呈稳定下降的趋势。送给发电部门的平均真实的炭价在1997年下降至23.27美元/t，从19９６年以来下降了3%，从1987年算起，下降了39.2%。导致价格下降的因素有多种：包括工人的生产力增加，产品量的增加，从地下到地表开矿的生产技术的波动，以及新技术的应用等（图11.3）。

图11.3　煤炭开采的统计

美国煤炭生产在1997年创下了历史纪录，达到10.09×108t。这是历史上第4个煤炭产量上亿吨的年份。同年，电力工业也创下了相应的煤炭消耗历史记录，在发电厂使用的煤炭超过9×108t，比19９６年的用量增加2.7%。这一生产增加的主要原因在于美国西部煤矿的地表采煤技术的提高，特别是位于怀俄明州的Power河盆地的低级煤炭的开采。而东部的煤炭生产依然保持稳定。在过去的30年中，一直稳定在5×108～6×108t的水平，西部的煤炭生产从1970年的不到5×107t一举增加到1997年的5亿多吨。Power河盆地的煤炭生产成为这一增长的主力，市场上越来越多的公共事业部门或多或少地认识到了在各种锅炉系统中煤炭为燃料的经济与技术的可行性。公共事业部门还从西部的低硫煤炭获利，这种煤炭的使用使它们达到1990年制定的《清洁空气法修正案》所规定的ＳO2排放标准。

煤炭的开采量在过去的20年中已经有明显的增加，从1976年的每个矿工开采1.78t/h增加到19９６年的5.69t/h。产率在地表与地下开采之间存在着极大的差别。地表开采的开采率是地下开采率的两倍之多——可达每个矿工9.26t/h，而地下开采率仅为每个矿工3.58t/h。然而，值得注意的是，地面与地下的煤炭开采都发生了相似的产量大增，在过去的20年中，各自都增加了约200%。

生产获利已经通过开采薄层煤，投入更大型的、更高产的采掘装备，以及通过地下挖掘机械的技术进步（比如竖井系统）而实现的。

在美国，以煤炭为燃料的发电厂依然是低成本的发电者。比如，Basoh电力公司的1650M W的燃煤的Laramie河发电厂1996年的总生产费用为8.49美元/（MWh），在所有发电厂中高居榜首。然而，未来的发电燃料依然充满竞争与变数，这可能取决于关于环境的排放物的限定程度，尤其是CO2的排放。如果对CO2的限制程度提高，则除非排放物的处理方式得到了发展，否则燃煤发电厂是很难保持其在发电业中的优势的。

天然气发电

天然气正在成为美国发电业中的一个重要角色。高效的燃烧涡轮机和组合循环的进步与大范围普及已经对天然气的价格、可行性和分配造成了极大的压力。

在过去的10年中，美国国产天然气大幅度增加，以满足需求，到1997年达到了18.96×1012ft3，但依然赶不上需求量的快速增长，导致了同一时期天然气的进口增加量高达200%。　1985年所消费的天然气中，进口量仅占4.2%，而到了1997年，进口量就猛增至12.8%。加拿大的天然气资源很容易就进口到美国的市场，相似的商业哲理，对所谓的商业活动都是可以理解的，但在进口问题上则略有区别。虽然，从墨西哥的进口量与最近从加拿大的进口量相比是微不足道的——前者为15×109ft3，而后者则高达2880×109ft3，墨西哥的天然气用量在增长，经济的发展、国际贸易的增长都可能导致未来美国从墨西哥天然气的进口量的增加（图11.4）。

在过去的几十年中，美国天然气产量的增加导致了生产天然气井的数量大增，而且比单井的开采率的增幅更大。1997年，开采气井的总数达到了304000口，在1970年，仅为117000口，但产量却下降了——从1970年的每口井的433.6×103ft3d下降到1997年的每口井157.4×103ft3d。先进的科技，比如定向钻井，正广泛地被用来增加一些天然气井的产量，但是，为了满足需求，还需要钻更多的井，因为一些新钻的井的产量比不上以前的老井。

图11.4　美国历史上的天然气需求量

未来，以天然气为燃料发电的增长将取决于天然气价格的合理。虽然以往的预测认为天然气的资源量不能满足长期的需求，但天然气的产量有望到2020年一直保持着增长的势头，而且每年的储量增加都能满足当年的消费。由电力部门所支付的天然气价格在过去的几十年中保持着相对稳定，为2.00～2.50美元/kft3。这些价格促使发电厂主们和开发者们去增加以天然气为燃料的发电量并实施将天然气为燃料的发电技术。

对以天然气为燃料的发电选择的鼓励是高效的组合循环式发电设备的进步，它还具备有新型发电厂的资金耗费下降、建设周期短等优点，使用了最新燃气轮机的组合循环式发电设备的效率能够达到60%，这样就减少了每千瓦时所需要的燃料，减少了发电的费用，而且，与燃煤相比，也减少了每千瓦时所产生的排放物。组合循环式发电目前的总费用为400～500美元/kW，明显地低于那些新型的燃煤发电的费用——900～1000美元/kW。

燃气的组合循环式发电厂可能在两年之内实现运行—这远比那些具备竞争能力的、可以为短期缺电而建设的供电设备的建设速度快，而且还具有获得短期获利机会的优点。

核能发电

图11.5　1996—2020年可用的核能可用的商业性核能发电装置于1990年达到到高峰，为112套。　目从虽然由于水流的变化与核能具有的较高能量等因素，两者的比例关系会有所波动，核能与水力发电厂的发电量所占的百分比相似。核能发电量目前在美国约占18%，水电约占10%，核能与水力发电都面对着一个不可确定的未来（图11.5）。1978年以来，再没有新的核能装置投产。在1953—1997年间，大约有124套核能装置订单，但在建造之前就都撤销了。那些核能装置依然在不断地减少，到1997年底，仅剩107套。有好几个核电站已经被永久性关闭了，包括位于伊利诺依州的超过l000MW的Zion发电厂和位于密执安州的已经有30年历史的巨石点（BigRockpoint）发电站，这两座核电厂都已达到了它们的使用寿命，或者似乎在环境保护方面其发电费用已经不具有竞争力。

然而，有意思的是，人们在对核能发电厂的可靠程度、发电能力以及所有发电厂的竞争力等方面的兴趣都增加了。比如弗吉尼亚发电厂的北安纳核电站在1997年的发电费用为10．26美元/（MW·h）与美国最好的化石燃料发电厂相比，是有竞争力的。

解禁活动与开放竞争的最显著的意义之一就在于对核能发电的影响。GPU核能公司于1998年将其所有的三里岛核电站的1号装置出售给AmerGen能源有限公司（PECO能源公司与英国能源公司之间的合资公司）。这是在美国被出售的第一家在运行的核电站。AmerGen公司认为，这一购买很强地说明——在电力的商业活动中，核电厂具有良好的竞争优势。许多核电厂也正在开始努力更新它们的运营范围，以求增强它们在未来20中的竞争力。而且，预计有65套核电设备在2020年前将达到退役的年限，这将会使美国的电力生产中核电的份额稳步地减少。

核电的一个最大的复杂问题是废弃物的处理。美国能源部于1998年1月通过了不再开放国家级核燃料储备库的最后期限，即使还有16年的过渡时期，而且已经为核电站运行管理工作支付了140多亿美元。1998年2月2日，50多个州的政府机构以及自治政府递交了诉讼反对能源部，以迫使其及时地开发燃料储备计划。个别公共事业部门正在跟随这股潮流并递交各自的诉讼。

水力发电

由于要重新注册许可证，水电也正在面临着一个不确定的未来。对水力发电日益增长的负面影响，以及它对水生生物的冲击、对鱼和蛙类动物的产卵路径、经济模式、土地的使用和娱乐的机会等的影响，已经使得水力发电要重新获得官方许可的机会大大少于汽车业的了。

在1997年，对水力发电的反对导致了一座正在进行水力发电的大坝电站被迫关闭，当时FERC表决通过了一项决议，要求该大坝的拥有者拆除设在缅因州的3.5MW的爱德华兹大坝。FERC所提出的原因是允许多种鱼儿逆流而上迁移的社会价值要大于建筑大坝发电的经济价值。　目前尚不清楚的是这一决定是否代表一个特例，或者是水力发电工业消亡的先兆。美国国家水利电力协会（NHA）认为FERC在爱德华兹大坝的事情已经有越权行为，所以力主FERC放弃这一未经授权的决议。NHA引用“否定结局”的条款提出，如果这一决议成立，则NHA和其他工业协会组织相信，如果这一决议不废除，则它们在对FERC未来的决议的争辩中处于不利的位置。

此外，在1987—1996年间，经营许可证的办理费用表明对审查与改革的需求。1992年9月，一份DOE的总结报告认为，水电立法系统已经花费了国家数十亿美元而且造成了国家超过1000M W发电能力的损失。一个关键性的改革行动就是建立一个简单的、具有规范水电项目权力的机构。由于近来大量的机构被卷入了经营许可证的办理，包括美国的渔业和野生动物服务组织、森林服务组织、国家海洋与大气协会、市场机构以及FERC，所以要达成一致是非常困难的。FERC已经建立了一种进行水力发电重新注册的转机制度，这种机制更具灵活性并鼓励那些希望出于经济和社会的考虑而加强环境关注的所有股票持有者们尽早加入。用任何所提出的法律条款来实施这一机制，对于缓解水电注册的争论将是十分重要的。

可再生能源发电

即使公众的关注增加了，除水电类技术之外的可再生资源的发展，以及它们在总发电量中所占的比重依然是相当少的。国家电力中仅有2.3%的发电量来自非水电类可再生能源发电，仅仅比1989年的1.8%上升了一点。可再生能源发电拓展其商业领域的主要障碍是与常规的发电形式相比，可再生能源发电的费用过高。这就导致可再生能源发电的历史短，而且所设的发电装置也少（这种将置的费用近来因大批量生产而有所下降）。

在美国境内，正在开展（或者正在开发的）的“绿色发电”项目可能会促进非水力发电的大发展。在这些项目中，公共事业部门的用户们可能为他们每月的电费支付一笔额外的开支，这笔开支主要为以可再生能源为基础的发电转变形式，或者为保证以可再生能源为基础的发电将被用于代替由化石燃料与核能的发电而支付的。在大量的选举投票中，美国的用户们表现出为绿色发电额外付款的强烈愿望。此外，在一次投票中，超过70%的代表支持增加能源税，因为这些能源的使用会污染环境，而且利用这些款项减少职工的工资税。代表们还支持对污染空气和水的设施收税，支持征收这种环境的“过失税”的人数甚至略多于支持对烟卷和烈性酒征税的人。

绿色发电项目并不仅仅由州立的公共事业部门进行开发，这些部门实质上的竞争已经展开（加利福尼亚州）或者即将展开（马萨诸塞州和宾夕法尼亚州），但在一些州中关于解禁的法令和开放竞争依然尚未开展（科罗拉多州和得克萨斯州）。美国全国范围内的公共事业部门已经认识到，绿色发电项目能够增加收入和支持可再生能源发电厂的重大投资项目，并提供一些非传统性发电方式的经验。

证书项目也为即将发出的电力贴上“绿色发电”的标签提供保证。在加利福尼亚州的一个非赢利性组织——“资源评价中心”是负责监督“绿色—e”的帖标签任务，这是一种为值得信赖的绿色能源标记和做广告而制定统一标准的义务性工业组织。“绿色—e”的首创精神就在于通过独立的第三方证据去保证至少有一半的绿色电力产品是可再生的——它对空气污染的比例要低于加利福尼亚目前所使用的能源所产生的任何污染的平均值。

另外一种促进可再生能源发电兴盛的工具是联邦的税收信用制度。目前设定为0.015美元/（kW·h），这些信用能够使可再生能源发电具备与常规发电厂一样的竞争力。也许在这些信用中的最大受益者就是风力涡轮发电项目，项目的资金花费也降到一定水平，0.015美元/（kWh）的电价信用使它们极具商业竞争力。美国风力协会提出一项5年规划，将这笔税收款投入到更多的可再生能源发电能力中，使其在美国的能源界中有立足之地。

未来发电预测

电力的需求在过去的几十年中已经变缓，已经从20世纪60年代的每年7%的极高的增长率降了下来。根据能源信息管理部门的年度能源展望报告，到2020年，预计电力需求增长率仅略高于每年1%。增长率的这种减少归因于设备的较高效率、公共事业部门对需求量的管理规划以及立法所要求的更高的效率（图11.6）。

虽然对电力的需求增长缓慢，但到2020年依然将需要新增403GW发电量，以保证需求量的增加并替换退役的设备。在1996—2020年间，目前所用中的52GW核能发电和73GW化石燃料—蒸汽发电设施将被淘汰。85%的新增发电量是以天然气或天然气与石油为燃料的组合式循环的或燃烧涡轮机技术而设计的。还有49GW的发电量，或者说12%的新增发电量是由燃煤所发出的，剩下的是由可再生能源发电所产生的。即使强调了将天然气和石油用于新的发电厂，但到了2020年煤炭将依然是主要的发电燃料，虽然燃煤的发电量到了2020年预计会下降到49%，以天然气为燃料的发电将会出现极大的增加，到2020年，将会从1997年的14%成倍地增加到33%（图11.7）。

根据EIA的预测，可再生能源发电，包括水力发电，仅仅可能有小幅度的增加，从1996年的4330×108kW·h增加到2020年的4360×108kW·h。几乎所有的增长都来自于可再生能源发电而不是水力发电，常规的水力发电中的下降会被非水力可再生能源发电34%的增长率所弥补。多种来源的固体废料（包括垃圾废气）、风和生物质能将成为可再生能源发电增长的主体。

图11.6　历史电力需求

图11.7　非传统天然气发电与电力的需求量

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