可再生能源中长期发展规划的发展状况
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。
可再生能源发电,尤其是风电、光伏发电目前的瓶颈,一方面有市场规范、政策等的不完善造成的制约,另一方面与技术发展的瓶颈、资源分布不均有关。
现在的状况是,政策逐步趋于完善,但是技术发展、资源利用却严重滞后。举例来看,水电资源主要分布在南方,尤其是西南地区,小水电等的发展不容乐观,远距离输电也成为难题;风电资源主要分布在沿海和西北地区,资源分布不均,输电建设跟不上,同时技术不成熟导致大量的风机脱网问题,电能无法上网输出;光伏发电,不适用于大规模的发电,只限于小范围的利用,短时间内难以形成规模。风、光发电本身具有间歇性,发电不稳定,同样影响了电网的安全稳定。
因此,现阶段法律法规、政策随着相关经验的积累可以逐步完善,但是可再生能源发电的技术亟需突破,这就需要技术人员努力解决尚存的问题,储能技术的发展对解决上述问题至关重要,应当引起足够重视。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。
·太阳能
·地热能
·水能
·风能
·生物质能
·潮汐能
所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。
木材
柴是最早使用的能源,透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要,它让人们在寒冷的环境下仍可生存。
动物牵动
传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。
生物质燃料
此种燃料原为可再生能源,如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物,就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用,残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。
水力
磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国这样满是河流的国家。此外,中国有很长的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。
风力
人类已经使用了风力几百年了。
太阳能
太阳直接提供了能源给人类已经很久了,但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。
潮汐能
潮汐发电利用潮水涨落,世界已有电站容量16GW。
从地球蕴藏的能源数量来看,自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言,太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量,大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过,由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力,科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源,可以利用的仅占微乎其微的比例,因而,继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化,逼迫使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展,依仗能源的可持续供给,这就必须研究开发新能源和可再生能源。
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时(3.78×1024J),相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计,可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽,用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能,降低开发和转化的成本,是新能源开发中面临的重要问题。
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。风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦,列世界第三位,有广阔的开发前景。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。
对于核电站,人们有许多误解,其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变,核燃料是铀、钚等元素,核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质,例如钍,本身并非核燃料,但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。
近年来,许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种优惠政策的鼓励下,全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮,尤其是近年来,由于全国性缺电严重,民企投资小水电如雨后春笋,悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的,2003年开始,特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年,根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划,中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。
氢是一种二次能源,一种理想的新的含能体能源,在人类生存的地球上,虽然氢是最丰富的元素,但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水,其次就是各种矿物燃料(煤、石油、天然气)及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料,还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢,如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等;化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电,其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善,氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。
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。老的技术现在依然富有生命力,新技术业已成熟,并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面,未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的,不受天气状况的影响,既可作为基本负荷能使用,也可根据需要提供使用。
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。1910年,法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气,推动风力发动机组发电的装置,把1千瓦的电力送到岸上,开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。
此外,还有生物质能,是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量,目前发展中的开发利用技术主要是,通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等,通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等,通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。
该指数根据全球各国可再生能源投资和发展机会的吸引力来排名,每年发布2次,今年已经是第16年,第52次发布了。
本次排名前10位的国家分别为中国、美国、印度、德国、法国、澳大利亚、日本、英国、荷兰、阿根廷。除阿根廷首次进入外,与此前排名并无明显的变化,主要是相互之间名次略有差异。
关于中国市场
就中国而言,它之所以能稳坐第一的位置,在很大程度上是由于中国对可再生能源发展的长期支持和追求。
电目标和降低上网电价——但安永分析师预计,这些举措将提高中国可再生能源行业的效率。
此外,中国政府已经采取行动,支持可再生能源技术实现平价上网,这样它们就可以在没有政府补贴的情况下,变得更成熟和更具有竞争性。
总之,安永认为中国可再生能源行业“财务状况相对良好”。
中国正致力于提高市场的效率和竞争力,这表明中国政府有意让这个市场成为一个长期的重要的能源来源。
尽管增长速度放缓,但中国市场的绝对规模是一个主要因素。
此外,与其他许多国家不同,空气污染是支持中国可再生能源增长的一个重要驱动力。
关于新兴市场
排名前40位的国家中有相当一部分是发展中国家,这证明了这些市场的重要性。
阿根廷首次进入前10名就是这种趋势的一个很好的例子。
发展中国家不一定只是在复制发达国家的能源模式。
例如,在撒哈拉以南非洲地区,离网太阳能和分布式发电的兴起是一项重要的发展,它符合该地区的能源环境,但发达国家在迈向今天的发电模式中就不一定经历了此阶段。
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。
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。