高中研究性学习报告---浅谈可再生能源
浅谈可再生资源摘要： 本文在深入分析可再生资源开发利用对我国社会经济可持续发展的意义，我国可再生资源综合开发利用的现状、存在的问题以及这些问题的成因的基础上，分析并提出我国可再生资源综合发利用方面的对策和建议。关键词： 资源；回收；利用引言众所周知，资源是人类在地球上赖以生存的必要保证。人类为了满足目益高涨的生活需求，不断地加强对资源开发利用的强度，甚至采用了掠夺式的开发手段。资源的枯竭已经使人类的生存面临着严重的威胁。如何合理地开发和利用资源已经是人类必须认真对待的一个重要而迫切的问题。进入21世纪，人类所面临的最大挑战是如何实现社会和经济的可持续发展问题。中国目前正在实施国民经济和社会发展的第十一个五年计划，进入全面建设小康社会和和谐社会的新阶段，向2l世纪中叶基本实现现代化的目标迈进，但面对我国严峻的资源现状，如何实现人口、资源、环境的协调发展已经成为确保我国经济和社会可持续发展以及实现全面小康社会和和谐社会的关键。因此，如何选择一种更加合理、健康、节能的生活方式和社会经济发展模式，用尽量少的资源消耗去获得更为丰富多样的社会需求满足，并且从体制建设上保障可再生资源综合利用，已经成为一个我们必须面对和解决的现实问题。可再生资源即我们通常所说的废弃物资源，其基本定义是：在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有原使用价值并以各种形态存在，但可以通过某些回收加工途径使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称(包括工业生产中的废水、废气、废渣、粉尘等，农业生产的副产品，如农作物秸秆等以及生产生活中的废弃物如废钢铁、废纸、废塑料等)。这里的再生，实际上是指废弃物资源的再生利用。废弃物资源在物质性能上的可再生性，是其可再生利用的根本。利用循环再生原料是人类社会工业技术进步的结果，也是保证自然资源的合理开发利用，保持资源循环利用的必要手段和发展循环经济的内在要求。循环经济理念是在科学发展观的基本思想指导下，为促进环境保护和资源合理利用而发展起来的，其核心就是资源的循环利用。20世纪80年代联合国有关组织提出可持续发展原则时，就把资源的永续利用作为其基本原则之一，是指对可再生资源的开发利用不超过其自身的再生和更新能力，保障资源总量的稳定；对不可再生资源主要是循环利用，以实现降低资利用成本、能耗，保护环境的目的。由于非再生自然资源是有限的，而人类社会发展对自然资源的需求是不断增加的，这就必然产生社会发展和人们生活水平不断提高对自然资源的旺盛需求与自然资源逐渐减少和不足的矛盾，解决的办法一是通过技术开发和研究，提高对自然资源的开发利用率，减少对资源的消耗，或者开发新的替代资源，以满足社会发展和人民生活水平不断提高对资源的需求。二是积极开发利用可再生资源，即：工业生产的废弃物、农牧业生产的副产品以及人们生活中产生的废弃物和城市垃圾。通过开发利用这些可再生资源，不仅可以减少社会发展对自然资源需求的压力，还可以产生相当的社会和经济效益，对生态环境保护也有一定的积极作用。而且从可持续发展和科学发展的角度来看，积极开发利用可再生资源具有十分重要的意义。l 我国可再生资源开发利用现状我国从20世纪50年代开始就建立了遍及城乡的废旧物资回收系统，但我国目前废旧物资回收市场比较混乱，废物收购环节多、价格低，再加上生活水平提高，老百姓收集并出卖废旧物品的积极性不如从前，导致大量可以回收再利用的废旧物资作为垃圾被抛弃了，这又反过来增加了城市生活垃圾的产量，因而也增加了国家在城市垃圾处理方面的人力、物力和财力投人。1．1 已形成再生资源循环加工体系多年以来，在国家一系列优惠政策的支持下，我国再生资源业得到了较快发展，已初步形成遍布全国的网络纵横的再生资源循环加工体系，并取得了显著的经济和社会效益。1．2 再生资源处理能力高，回收量成倍增长近些年我国很多城市开始采用不同颜色的垃圾桶收集不同类型的垃圾，并分别把生活垃圾转换成家畜饲料、有机肥料或燃料电池用燃料，先进的“垃圾发电”也已经被采用，有色金属和贵金属的循环和提纯能力也大大提高，再生资源处理能力日益科学化。同时，我国每年废旧物资的回收量也大幅增长，方便了人民生活，减少了环境污染，为工业生产提供了大量再生材料，为国家的经济建设和社会发展做出了巨大贡献。1
我国在能源消费结构的调整上有所进展，但由于能源所有结构的影响，能源消费结构以煤炭为主的格局在短期内不会有根本性改变。除煤炭消费下降之外，其他能源种类均有所增长，其中以石油增长为最快，天然气最慢。
一、实施可持续发展的能源战略，贯彻“开发与节约并重、把节约放在首位”的方针
要实现可持续发展，必须把坚持以人为本与尊重自然规律相结合，努力为人类的长期生存和发展创造一个良好的环境。我国对资源的使用情况不尽如人意，与能源燃烧相关的空气污染使中国40%的国土受到酸雨的威胁，100多个城市雨水的PH值都非常低.如果不采取有效措施，2020年中国的二氧化硫和二氧化氮的排放量将分别超过4000万吨和3500万吨。因此，对中国这样一个人口众多、资源相对不足、生态环境承载力弱、能源利用率低的国家来说，大力节约能源、提高能源效率具有非常重要的经济和社会意义。
控制石油消费量增加的主要手段就是依靠技术进步和科学管理，积极调整产业结构，提高能源使用效率，使单位GDP的石油消耗减少。要走资源节约型的可持续发展道路，把节约用油作为国家石油安全战略的重要组成部分，加快建立节约型的石油消费模式。为此，必须积极加快技术进步，节油降耗；改善产业结构和产品结构，压缩高耗油产业，淘汰高耗能设备，大力发展高附加值产品的生产，推广应用新工艺、新技术；加快制定优惠政策，引导、鼓励企业和消费者使用其他清洁能源。
要高度重视完善石油安全管理体系。面对石油需求的不断增长，我国有必要建立一个协调能源政策、主管能源的机构，也迫切需要出台一些协调一致的针对能源安全的法律法规，鼓励节油，抑制无效、低效的石油消费。西方国家的一些做法值得借鉴。日本制定了《关于促进石油替代能源开发和利用法》，严格限制高耗油项目，鼓励采取节能措施，取得较好效果。中国应该学习和研究其他国家的先进经验，力争早日推出一部完善的、缜密的、具有一定可操作性的《石油法》，以克服石油工业监管中存在的各种弊端，实现依法监管石油工业。
二、努力使用多种能源，有效开发替代能源
石油安全战略不是孤立的，而是国家整体能源战略中的一个组成部分。要从整个能源战略的角度出发，统筹兼顾石油与其他能源的比例关系，优化能源结构，降低能源结构中的石油比例，大力发展天然气和其他替代能源（如核能、风能、水能等），实现能源结构多元化，逐步减少国民经济对石油的依赖，缓解石油供应紧张的局面。开发替代能源，不仅可以增强中国能源系统的抗风险能力，而且可以保证在未来的国际能源产业竞争中占得一席之地。新的替代能源还可以满足广大农村地区人口的能源需求，减少森林过度开采和植被破坏。
目前，我国替代能源的开发发展还是薄弱环节。中国虽是水力资源大国，但目前的开发率仅为15%，远低于世界平均水平，也落后于印度、巴西、越南等发展中国家，开发潜力巨大。核能是发达国家重要的替代能源，目前仅占中国能源结构的1.2%，而日本、法国都超过了30%。因此，我国应积极发展核电能源，力争到2020年使核电装机达到4000万千瓦，占全部发电量的比例提高到4%。中国的可再生能源（包括小水电、太阳能、风能和生物质能等）资源基础雄厚，但因成本高、规模小、缺乏激励政策而发展滞后。积极发展可再生能源，远期可以替代石化燃料，近期还可以解决全面建设小康社会过程中边远和农村地区的用能问题。未来20年，中国应使可再生能源初步形成规模，并为今后更大规模地替代石化燃料奠定基础。中国还应大力推动海洋能、氢能、燃料电池、生物液体燃料等替代能源的开发。
三、尽快建立石油安全储备战略体系，增加安全系数
为减少石油不安全因素造成的影响，增强抵抗可能出现的石油危机的应对能力，建立石油战略储备体系将是保障中国石油市场供应和稳定价格的一个重要手段。这已为美国、日本、韩国等国家的实践所证实。
目前，世界上石油战略储备的方式有三种，即国家储备、机构储备和企业储备。国家储备就是由国家支付储备预算，并对储备油实行绝对控制；机构储备是指储备义务由公有或私有的某一机构或组织承担，经营者向这一机构缴纳一定比例的特殊权使用费，供其承担储备费用；企业储备是指石油经营者负责履行储备义务，或者经营者自己进行储备，或者通过书面保证的形式委托给另一经营者进行使用权储备。美国建立石油战略储备的资金在开始阶段全部由国家财政承担，自1995年起开始商业化运作，储备设施向国内企业出租，同时也在国外寻求石油储备合作。法国一半以上的石油储备由“法国石油战略储备行业委员会”（CPSSP）通过特许经营承担，其余的储备为石油经营者进行的所有权储备或使用权储备。韩国则采用与采油国共同储备的制度，同时协议出租储油设备，这种做法不仅使韩国国内的储油设备尽可能得到利用，获得租金，较好地解决储备资金不足的问题，而且还使韩国政府在没有任何财政负担的情况下优先获得石油供应。日本的石油战略储备分为政府的战略储备和民间的商业储备。目前日本正在寻求灵活的储油方式，即首先欲将建在冲绳的储油基地供给愿意合作的中国或东盟国家，随后在经东盟同意的基础上，选择菲律宾的斯比克湾和泰国的某一合适地点，由日本提供技术和资金，合作新建储备基地。
中国建立石油战略储备体系可以借鉴国际经验，在起步阶段宜采用国家战略储备和企业商业储备相结合的方式，发挥国家、相关部门和企业三方面作用，实施以国家为主、企业共同参与，以国内石油储备为主、以国外石油储备为辅的石油储备战略。国家石油战略储备的主要目的是确保在战争、自然灾害或其他突发事件发生时国家石油的不间断供给，同时也能起到部分平抑国内油价异常波动的功能。而企业商业储备则不仅可以保证国家石油储备的平均库存，还能在关键时刻起到稳定市场供应，稳定人心、缓和国内油价异常波动的作用，况且，企业商业储备是在自筹资金的前提下进行的，因而能减轻国家在建立石油战略储备方面的巨额财政负担。
基于对中国石油安全问题的关注和认识，中国航油（新加坡）股份有限公司（以下简称“中国航油”）已着手进行企业储备的尝试，利用天时、地利，大胆提出“黄金通道”和“金三角”的石油发展战略。为实现这一战略目标，中国航油瞄准阿联酋国家石油公司，与其建立了战略联盟。2004年3月23日，中国航油与阿拉伯联合酋长国国家石油公司（ENOC）及其子公司在新加坡签署两项《合作谅解备忘录》。根据备忘录，中国航油将收购ENOC的全资子公司——地平线储油有限公司位于中东迪拜的储油罐区20%的股权。同时，中国航油将与地平线公司成立合资公司，于2006年1月1日前在新加坡建成第一期50万立方米的储油罐区和两个配套的深水码头。中国航油与ENOC合作，并与地平线公司联合在新加坡投资建立超大型油库区，将使公司涉足石油仓储业务，逐步利用世界石油资源，协助稳定国内进口油源，而且在国外建立储油设施还可以分散储存风险、减少国家投资负担。这是中资企业积极走出国门，掌握更多海外石油资源，建立企业储备的一种新尝试。
中国的石油安全储备总量，须依据中国的实际国情和经济承受能力，并借鉴各国成功经验，以循序渐进、逐步发展的方式来确定。资料显示，美国实际储备原油的能力已达7.5亿桶，可满足158天的消费。日本的石油储备相当于160天的进口量。欧盟国家则建立了相当于90天进口量的石油战略储备。据此并根据我国的情况，中国至少需要建立60天石油消费量的石油战略储备体系。对此目标，可由小到大、分阶段逐步实现。
石油储备是一个十分复杂的问题，涉及面广，投资巨大。根据测算，如按照一年2亿吨的加工量计算，15天的起步储备至少需要800万吨的量，即使按每桶35美元到岸价格计算，也将耗费约230多亿元人民币，加上配套系统工程100亿元人民币，总共至少需要330多亿元人民币的投资。因此，应以政府拨款为主，政府和民间多种渠道筹集，可借鉴日本、德国等国的方式，通过发行长期国债、财政拨款、建立储备金和设计新税种等方法加以解决。
四、充分利用国际石油市场，建立多元化海外石油供应体系
中国原油进口大部分来自中东和非洲。预计未来几年从中东及非洲地区进口石油的比例将继续保持较高水平。然而，中东和非洲地区正是目前国际政治经济局势动荡的主要地区，武装冲突连绵不断，恐怖事件频繁发生，如此等等，不能不对石油市场产生严重影响。目前，中国进口的原油大部分是通过海上运输的，海运量占进口量的98%左右。我国必须寻找和形成多元的石油供应市场，把从周边产油国进口能源提到一个更加重要的地位。美国兰德公司在题为《中国寻求能源安全》的研究报告中的一个基本结论是：中国不能把鸡蛋全放在一个篮子里。中国石油的对外依存度目前应限制在1／3的范围之内，同时要努力寻求从周边国家进口石油。
应积极实行“走出去”战略，利用我们的技术、资金到非洲、南美等国家去开发石油，赚取外汇，然后拿这些外汇去购买运输风险比较小的产地的石油。目前，中国对海外石油资源的利用，除由政府指定的企业在国际市场上进行现货及期货交易外，也应在勘探、开采等领域与外方加强合作。
我国要加强对国际石油价格波动的观察和预见，广泛收集信息，进行周密分析，作出正确的判断和选择。总体看，世界在一定时期内并不缺油，问题的关键在于供需平衡关系的确定。当前中国在国际石油定价方面几乎没有发言权，因而石油供应的不安全系数居高不下。为此，应适时建立自己的石油期货市场，努力谋求国际油价的定价权，从目前的防御型体系向主动出击型体系转变。一个价格不断波动的国际石油市场不符合中国的经济利益。我国应承担起一个经济大国对国际经济的稳定发展所应肩负的责任
国际能源署表示，太阳能产量预计将在未来10年引领可再生能源供应的激增，在目前情况下，可再生能源将占全球发电量增长的80%。
在周二发布的年度《世界能源展望》中，国际能源机构在其核心情景中表示，到2025年，可再生能源有望取代煤炭，成为主要的发电方式。该情景反映了国际能源机构已宣布的政策意图和目标。
该报告称，太阳能光伏和风能在全球发电中的总份额将从2019年的8%上升到2030年的近30%，太阳能光伏发电能力将以平均每年12%的速度增长。
国际能源署执行干事法提赫·比罗尔说，“我认为太阳能将成为世界电力市场的新霸主，根据目前的政策设置，2022年以后每年的部署都将创下新的记录。”
国际能源署称，成熟的技术和政府支持机制降低了大型太阳能光伏项目的融资成本，有助于降低总体产出成本。它说，在大多数国家，太阳能光伏发电比新的燃煤或燃气发电厂更便宜。可再生能源发电是2020年持续增长的唯一重要能源。
报告称，希望到2050年采取净零排放目标，将使光伏发电的表现更加强劲。报告还指出，尽管太阳能和风能发电有所增长，但碳排放预计在2020年下降24亿吨之后，将在2021年回升，并在2027年超过2019年的水平，到2030年达到36亿吨。
国际能源署表示，在许多情况下，长期目标与具体的近期减排计划之间仍存在差距。该报告还说，将新的风能和太阳能发电整合起来，将取决于包括配电网络在内的系统各部分的充分投资。潜在的原因是需求低于预期、未支付账单或发展中经济体公用事业财务状况恶化，这可能会使电网成为一个薄弱环节。
据外媒报道，国际能源署在关于可再生能源的报告中预计，2019年至2024年期间，全球可再生能源总装机量将增长1200GW，增幅达到50%，太阳能光伏将成为主导。其中，仅太阳能光伏一项就占了预期增长的60%，而大陆上风能则占据了增长中的四分之一。尽管水力仍占可再生能源总装机量增量的十分之一，但其增长速度正在放缓。报告指出，到2024年，中国占全球可再生能源装机量增长总量中的40%。对中国的预测值高于去年，主要是因为中国的系统集成有所改善，更低的弃风率，以及增强的太阳能光伏和陆上风能的竞争力。
#电力#, #太阳能#, #动力#
作者：吃多不长肉
责编：路一斯
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。
4．产业体系薄弱，配套能力不强
我国近年来产业的快速发展是建立在国内外资金快速投入的基础之上。在技术上，我国仍落后于世界最先进水平，产品缺乏竞争力；在关键工艺、设备和原材料供应方面，仍严重依赖进口，受制于国外技术的垄断，如大型风电机组的轴承、太阳能电池的核心生产装备、纤维素乙醇所需的高效生物酶等。尽管近来经过努力，这些情况有了改观，但从产业长远发展考虑，产业体系薄弱仍是困扰行业发展的重要问题。
二是加大科技含量.发展低碳经济是新的经济增长点.在发展低碳经济的过程中不能走传统的老路,不能再靠引进来后低水平建设,而应大力发展自主知识产权技术,加大科技投入,占领制高点,从而缩小和先进国家的差距,使我国的新能源产业在国际上也能占有一席之地.
专家认为,电网建设已成为推进新能源发展的关键环节.国家电网公司副总经理舒印彪表示,由于风电、太阳能等可再生能源发电具有间歇性、随机性、可调度性低的特点,大规模接入后对电网运行会产生较大的影响.我国相对集中的资源分布条件、相对薄弱的电网发展基础以及新能源迅猛发展势头,对电网的适应性和安全稳定控制水平提出了更高要求.
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
风能。风能是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿，风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示，我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦，主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外，我国海上风能资源也很丰富，初步估计是陆地风能资源的3倍左右，可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。
太阳能。太阳能是指太阳所负载的能量，它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有：光伏（太阳能电池）发电系统，将太阳能直接转换为电能；太阳能聚热系统，利用太阳的热能产生电能；被动式太阳房；太阳能热水系统；太阳能取暖和制冷。
小水电。水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。小水电在我国是指总装机容量小于或等于5万千瓦的水电站。
生物质能。生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。
地热能。地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能，它可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。根据测算，全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。
海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如，潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力，涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成温差，从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。
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。
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。中国是能源消耗大国， 2000年一次能源消费量为7.5亿吨油当量，仅次于美国成为世界第二人能源消费国，到本世纪中叶中国全面达到小康水平时，一次能源的消费量将达到30多亿吨油当量。然而目前中国人均一次能源的消费量不到美国的1／18，仅为世界平均水平的1／3。与世界一次能源构成不同的是中国以煤为主，煤占一次能源的比例为63.6%，由于煤的高效、洁净利用难度大，使用过程中已对人类的生存环境带来严重的污染。另一方面中国人均能源资源严重不足，人均石油储量不到世界平均水平的1／10，人均煤炭储量仅为世界平均值的1／2。预计到2010年，中国石油供需缺口1亿吨，天然气缺口400亿立方米。因此，开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。
文/于广欣 纪钦洪 刘强 肖钢 熊亮，中海油研究总院，现代化工
氢是宇宙中最丰富的元素。氢能作为二次能源是最佳碳中和能源载体，可用于发电、发热、交通燃料，具有零污染、热值高、可存储、储量足、应用广等优点。氢的储能属性使其具备跨时间和空间灵活应用的潜力，能与可再生能源有效衔接，助力可再生能源消纳与更大规模发展。正是基于氢的优点与潜能，在应对气候变化、全球能源转型的大背景下，国际上普遍认为氢能将成为未来能源系统的关键节点，在全球能源转型及提高能源系统灵活性方面发挥关键作用。而近些年全球资本、技术、舆论等因素正共同催生本轮氢能热潮。
1 氢能产业发展现状
本轮氢能热潮起于欧美日发达国家，并逐步扩展至全球。欧盟、美国、日本已将氢能纳入国家能源发展战略，并出台产业发展规划和支持政策。美国重视氢能产业链关键技术培育，应用方面固定式燃料电池发电、氢燃料电池叉车和 汽车 有绝对优势。欧盟实现净零排放，氢能是其重要抓手，德国制定《国家氢能战略》支持可再生能源制氢、氢基合成燃料、燃料电池产业与技术发展。日本、韩国发布详细的发展路线图，政策导向明确，在燃料电池车、家用燃料电池、加氢站网络和氢技术开发处于领先。国际氢能理事会发布的《Hydrogen Scaling Up》报告预测，2050年氢能约占全球能源需求的18%，工业、交通、建筑供暖供电是氢能应用重点领域。
国内将氢能定位战略能源技术，政策利好逐步释放。2019年氢能首次被写入政府工作报告，2020年《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》第一次将氢能列为能源范畴，同年氢能纳入年度国民经济和 社会 发展计划，并启动燃料电池 汽车 示范推广及国家氢能产业发展战略规划编制。国家层面从立法、顶层设计、示范应用等层面给予氢能产业持续的政策支持，统筹规划、引导、规范氢能产业 健康 持续发展。在持续稳定的政策环境下， 社会 资本、产业链上下游相关企业、地方政府等多因素叠加催化下，近几年国内以加氢站为代表的氢能基础设施（表1），制-储-运-用产业链关键技术与装备得到发展，初步形成珠三角、长三角、京津冀等氢能产业热点区域，目前产业整体处于技术研究与示范应用阶段。根据公开资料整理，目前国内氢燃料 汽车 超过6000辆，在运营加氢站46座。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019）》预测，2035年氢能占国内终端能源总量5.9%，加氢站数量1500座，燃料电池车保有量130万辆。
面对全球应对气候变化政策倒逼，Shell、Total、BP等欧洲石油公司相继提出2050年“净零碳排放”目标，押注绿色低碳能源成为普遍选择，其中布局绿色氢工厂、加氢站等氢能业务是重点方向。至今，壳牌氢能业务已在美国、日本、德国投资超过24座加氢站，并与道达尔等企业合作在德国加速推进H2 Mobility项目（预期加氢站建设规模超过400座）。国内石化企业在发展氢能方面，具有氢源和销售网络的优势，中国石化等已开展制氢、加氢站及储运设施网络的规划和建设，2018年中国石化加入国际氢能委员会，2019年与法液空开展氢能合作，采用“油氢电一体化”新模式，在现有加油站基础上配建加氢站，目前已在广东、上海、浙江建成油氢合建站4座。
2 产业链技术与成本瓶颈分析
全球氢能及氢燃料电池车示范应用进展显著，但氢能产业涉及制、储、运、用多个环节，产业链长，技术复杂，现实中氢能大规模推广应用仍面临氢燃料电池制造成本高、加氢站设施薄弱、终端用氢成本高等瓶颈。
2.1 技术因素导致制造氢燃料电池成本较高
氢燃料电池系统由电堆、供气系统、控制系统等部件共同构成。电堆是将化学能转化为电能的核心部件，电堆成本占氢燃料电池系统总成本60%左右（见图1）。造成电堆成本居高的主要因素包括：膜电极、电堆加工制造过程及使用环境要求。而电堆技术的瓶颈也导致氢燃料电池系统成本较高。
膜电极是电堆的核心部件，由催化剂、质子交换膜、碳纸组成，其成本约占氢燃料电池系统的36%。目前商用催化剂为铂/碳，其成本约占氢燃料电池系统成本的23%，是成本的主要来源。质子交换膜、碳纸材料成本也较高，国内主要依靠进口，在性能和批量化上与国外还存在差距。膜电极已经发展到第三代有序化膜电极技术，趋势是降低大电流密度下的传质阻力，进一步提高燃料电池性能，降低催化剂用量，使膜电极的材料成本大幅降低。
均一性是制约电堆性能的重要因素，也是影响制造成本的关键。电堆通常由数百节单电池串联而成，均一性与材料的均一性、部件制造过程的均一性有关；特别是流体分配的均一性，不仅与材料、部件、结构有关，还与电堆组装过程、操作过程密切相关。由于操作过程生成水累积引起的不均一、电堆边缘效应引起的不均一等，电堆中一节或少数几节单电池的不均一会导致局部单节电压过低，限制了电流的加载幅度。设计、制造、组装、操作控制等环节产生的不均一性直接影响电堆的比功率，进而影响电堆成本。
2.2 氢燃料电池车成本较高限制了商业化销售规模
车用燃料电池系统成本高是造成氢燃料电池车售价高的主要根源。由电堆、氢瓶和空压机等主要部件组成的燃料电池系统是氢燃料电池车的核心，约占氢燃料电池车成本的50%。其中除电堆成本高外，供氢系统、空气供给系统成本也较高，技术上与国外还存在较大差距。
氢燃料电池车尚未规模化生产，市场销量有限。目前，全球最大的氢燃料电池车企业——丰田公司现有生产能力仅3000辆/年，2020年也只能达到3万辆/年，本田、现代、日产、上汽等车企虽相继推出商业化车型，但市场销量依然有限（见表2）。氢燃料电池发动机企业亿华通与宇通客车、福田 汽车 、中通客车等车企合作，建设了国内首条自动化氢燃料电池发动机生产线，年产能也仅1万台。生产规模小导致整车成本较高，如丰田公司官网上2020款Mirai售价为58 550美元，是混合动力2020款PRIUS售价（24325美元）的2.5倍，远高于消费者预期。
2.3 加注车辆少及设备国产化仍是早期加氢站发展的主要限制因素
加氢站的建设与运营仍面临发展初期的困难。新建加氢站及将现有加油站改造为加油加氢站难度较大。新建加氢站建设标准主要采用《GB 50516—2010加氢站技术规范》，其对氢气储运安全和建站选址条件的要求较高，特别是加氢站的氢气工艺设施与站外建筑物、构筑物的防火距离。加油加氢合建站设计要符合《GB 50156 汽车 加油加气站设计与施工规范》，依托现有加油站设施进行改造困难较大，特别是大城市、人口密集地区问题更加突出。
加氢站的网络布局与氢燃料电池车的市场规模依然是产业初期互相掣肘的因素。纯电动车推广和充电桩建设也曾经面临过同样问题，加注车辆较少，限制了加氢站的良性滚动发展。目前国内建设和在运营加氢站分别是66座和46座，分布在19个省市，其中广东、上海、江苏、山东是加氢站主要集中地区（见表3）。目前国内加氢站数量与规划2020年建设100座、2030年建成1000座还有较大差距。国内最早示范运营的上海安亭、北京永丰加氢站始终处于加氢车辆少的尴尬局面。德国H2 Mobility项目已建成的加氢站也存在车少的状况，但仍在推进2023年建设400座加氢站网络的目标，试图解决产业初期的问题。
加氢站设备国产化还面临瓶颈，氢气压缩机、加注机等关键设备目前仍以进口为主。根据公开资料整理，加注量1000kg/d的35MPa加氢站建设成本高达1500万元，高出加油站数倍。其中储氢装置、压缩机、加注机、站控系统等占加氢站总投资约60%，其中氢压缩机占比最高，约为30%。
2.4 终端用氢成本高，制储运关键技术亟待突破
目前，氢作为燃料的价格仍远高于化石燃料。氢燃料电池车的用氢成本包括从制、储、运到加注的全过程成本。与传统燃油车相比，氢燃料电池车百公里消耗的燃料费用要高于燃油车。根据国内示范项目的运行经验初步估算，氢燃料电池车的燃料费用约为燃油车的1.8倍左右。氢燃料终端售价虽高于化石燃料，但国内外仍通过车企、政府补贴方式来弥补氢燃料价格的劣势，推动氢燃料电池车产业发展。
化石能源制氢技术成熟、规模大、成本低（见表4）。国内现有工业制氢产能为2500万t/a，氢气来源构成主要是煤制氢、天然气制氢、石油制氢、工业副产氢以及电解水制氢，占比分别是40%、12%、12%、32%和4%。在氢能及氢燃料电池车产业发展初期，化石能源制氢以及工业副产氢是低成本氢燃料的主要来源，有利于推动产业发展。但化石能源制氢CO2排放量大，利用可再生能源制取低成本氢气是业界一直瞄准的方向和攻关重点，最终目标是氢气价格与化石燃料价格持平。
绿色、低成本制氢技术是氢能产业发展的关键。质子交换膜（PEM）水电解制氢技术在总体效率、工作电流密度、氢气纯度、产气压力以及动态响应速度等方面优于碱性水电解制氢技术（详见表5），能适应可再生能源发电的波动性，是氢能产业链发展的重点技术之一，但目前面临采用铂催化剂、电耗高而导致的制氢成本较高问题。突破铂催化剂、电堆等关键技术，进一步提高电流密度、系统能效、降低投资是PEM制氢技术的重点开发方向。
目前国内氢储运标准、规范不完善，导致氢燃料只能以气态方式运输，限制了加氢站的技术选择。液氢储运在国内仅用于航天军工领域，商用加氢站未有液氢供应的标准和规范。国家层面正通过立法将氢能作为能源进行管理，并制定商用液氢制、储、运、用相关标准，2019年已完成三项液氢国家标准征求意见稿，将填补国内民用领域液氢标准空白，由此可能带来氢能全产业链技术突破，从而降低终端用氢成本。
液态氢密度高达70.6g/L（-253 ），相同有效装载容积下液氢储运能力远高于高压储氢。尽管氢液化的能耗比氢压缩的能耗高1倍以上，但在运输环节液氢的运输成本只有高压氢的1/5~1/8。国外仍采用高压氢气管束车作为主要运氢方式，气态氢限制了储运能力，详见表6。
3 思考与建议
氢能及燃料电池产业已进入早期示范应用阶段，大规模商业化推广仍需解决产业链关键环节的技术与成本瓶颈。具体来讲，加快氢能及燃料电池产业商业化步伐需要政策、规划、标准规范、技术等因素协同发力。
持续稳定的产业支持环境，配套相应的产业补贴，对早期氢能产业发展至关重要哦。国家应尽快启动氢能及燃料电池产业顶层设计，编写国家产业发展战略规划，制定产业发展实施方案，统筹规划氢能产业重点发展区域，明确产业链制、储、运、用环节的发展路径。技术方面，加强绿色低碳制氢、高效低成本燃料电池、氢压缩机、加氢机等产业链关键技术、核心零部件重点攻关，加快设备国产化，完善产业链标准规范。具体实施建议国家主导设立氢能 科技 重大项目，联合企业、高校科研院所，集中力量突破核心技术、材料、装备及关键零部件，打造自主技术、材料、设备生态链，进一步降低成本，推动产业 健康 快速发展。
展望未来绿色氢气制取、储运、加注与燃料电池技术突破以及氢能基础设施完善与普及，将激发氢能及燃料电池产业应用场景多元化与规模化应用，推动氢能在全球能源转型中担当更加重要的角色。
全国能源信息平台联系电话：010-65367702，邮箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社
总体来讲，“十三五”时期要积极稳妥地发展水电，全面协调推进风电的开发，推动太阳能的多元化利用，因地制宜地发展生物质能，加快地热能开发利用，同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标：供热系统中太阳能热水器80000万平方米，地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨，生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。
我非常认可国家进行可再生能源的替代行动，但要想大规模普及，不仅要考虑到清洁能源大规模项目所铺设的人力技术和资源成本。相关的法律规定和政策扶持也必须要尽快跟上。
对于清洁能源的替代和可再生能源的使用，不仅可以促进民生生活的秩序和空气的良好，也能够保障我国的现有生活和未来发展。但在现阶段还有更多的技术难关仍需解决和突破，这也是值得注意和考虑的。
可清洁能源的使用将会造福人民群众，并减少环境污染。
我们本身和自身的环境存在着相互影响的情况，通过可清洁能源不仅可以替代燃料燃烧可能产生的有害废物，也可以更好的保护家园，从而避免未来产生极端的频繁灾害天气对生活和出行造成影响。因此清洁环保能源的存在是非常重要的，对于未来国家之间的能源使用甚至外太空的能源使用技术而言都有着非常重要的前景方向。
许多可再生发电项目会受到地理环境以及天气周期的影响，影响了发电技术的运行和改进。
但不可忽视的是，相关的阻力和问题比如说水能，风能太阳能等，这些清洁项目虽然不会产生污染，但其发电规模和其发电设备会受到地理环境以及天气周期的影响，对于维持地区的长久和稳定发电而言，其实只能起到辅助作用。目前类似诸如核能以及其他的清洁煤发电项目，也受到了国家的关注和行业的研究。
针对可清洁能源的市场推进和研发，相关政策和扶持规定也有待完善。
要想真正的促进替代行动的落实和到位，相关法律法规的政策和扶持规定也是有待完善的。针对于某些企业的研发和分析给予一定的支持，并派遣相应的科研人员进行辅助帮助，可以更好的推进这类可再生能源替代项目的落地。
