美国4月创新纪录,再生能源发电量首次超越燃煤
美国4月用电需求低、风量强劲发电量高,使得当月再生能源发电量首次超越燃煤发电。
美国近年不断扩大再生能源布局,并已取得成效。根据美国能源情报局(EIA)数据,4月水电、太阳能和风能发电量接近6,850亿度电,已超越燃煤发电的6,000亿度电,绿色能源成为仅次天然气的第二大电力来源,若转换成用电来源比率,太阳能、风能与水力等绿色能源发电占比达23%,燃煤电力为20%。
虽然4月适逢部分燃煤发电厂的春季检修,发电量是多年来的最低点,未来随着这些电厂回归,燃煤发电厂又会夺回亚军宝座。
不这与此同时,也是美国有史以来再生能源发电量最高点,近年来节能减碳已成世界趋势,绿色能源成本更是大幅下降,美国太阳能、风能的设备量正日渐增长,2018年再生能源发电创 历史 新高,达到7,420亿度电,占全美发电量17.6%,与2008年的3,820亿度电相比,接近倍数增长。
截至2019年4月底,美国已装设18座、容量共1,545 MW风力电厂和102座、总容量为1,473 MW太阳能电厂,再加上4座新设水力发电厂,再生能源装设比率已达21.56%。
相较之下,燃煤发电的比例已降至21.55%,根据EIA 1月公布的报告,美国已在过去10年中关闭约一半煤矿场。先前研调公司Rhodium Group也指出,在2010-2017年间,关闭的燃煤发电厂比剩下的还要多,更预计2030年前美国超过71GW(最坏情况是124GW)燃煤发电场会关门大吉。
美国加州与纽约也相继宣布朝全面再生能源供电迈进,据2018年8月底加州议会投票通过的新法案,加州得在2045年脱离燃煤与天然气发电;纽约则是在2019年2月时公布绿色新政,直言在2040年达100%绿色能源电力。
国际能源局(IEA)在2018年11月时表示,再生能源成本下滑与政策推动,未来电力结构将会略为所改变,之后再生能源将是各国首选技术,煤炭使用量将在2040年从如今的40%降到25%,风力发电与其他再生能源便会填补这电力空缺,将增长到40%以上。
世界能源供需现状与发展趋势
现阶段世界能源消费呈现以下热点:1)受经济发展和人口增长的影响,世界一次能源消费量不断增加;2)世界能源消费呈现不同的增长模式,发达国家因进入后工业化社会,经济向低能耗、高产出的产业结构发展,能源消费增长速率明显低于发展中国家;3)世界能源消费结构趋向优质化,但地区差异仍然很大;4)世界能源资源仍比较丰富,但能源贸易及运输压力增大.未来,伴随着能源消费的持续增长和能源资源分布集中度的日益增大,对能源资源的争夺将日趋激烈,争夺的方式也更加复杂;同时,化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重.面对以上挑战,世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化趋势发展.鉴于国情,我国应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展,并积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系.
能源是人类社会发展的重要基础资源.但由于世界能源资源产地与能源消费中心相距较远,特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高,世界能源需求量持续增大,由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环境污染加重和环保压力加大.近几年我国出现的“油荒”、“煤荒”和“电荒”以及前一阶段国际市场超过50美元/桶的高油价加重了人们对能源危机的担心,促使我们更加关注世界能源的供需现状和趋势,也更加关注中国的能源供应安全问题.
一、世界能源消费现状及特点
1. 受经济发展和人口增长的影响,世界一次能源消费量不断增加
随着世界经济规模的不断增大,世界能源消费量持续增长.1990年世界国内生产总值为26.5万亿美元(按1995年不变价格计算),2000年达到34.3万亿美元,年均增长2.7%.根据《2004年BP能源统计》,1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿吨油当量,2003年已达到97.4亿吨油当量.过去30年来,世界能源消费量年均增长率为1.8%左右.
2. 世界能源消费呈现不同的增长模式,发达国家增长速率明显低于发展中国家
过去30年来,北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太等六大地区的能源消费总量均有所增加,但是经济、科技与社会比较发达的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢,其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降,北美由1973年的35.1%下降到2003年的28.0%,欧洲地区则由1973年的42.8%下降到2003年的29.9%.OECD(经济合作与发展组织)成员国能源消费占世界的比例由1973年的68.0%下降到2003年的55.4%.其主要原因,一是发达国家的经济发展已进入到后工业化阶段,经济向低能耗、高产出的产业结构发展,高能耗的制造业逐步转向发展中国家;二是发达国家高度重视节能与提高能源使用效率.
3. 世界能源消费结构趋向优质化,但地区差异仍然很大
自19世纪70年代的产业革命以来,化石燃料的消费量急剧增长.初期主要是以煤炭为主,进入20世纪以后,特别是第二次世界大战以来,石油和天然气的生产与消费持续上升,石油于20世纪60年代首次超过煤炭,跃居一次能源的主导地位.虽然20世纪70年代世界经历了两次石油危机,但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势.此后,石油、煤炭所占比例缓慢下降,天然气的比例上升.同时,核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用,形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局.到2003年底,化石能源仍是世界的主要能源,在世界一次能源供应中约占87.7%,其中,石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%.非化石能源和可再生能源虽然增长很快,但仍保持较低的比例,约为12.3%.
由于中东地区油气资源最为丰富、开采成本极低,故中东能源消费的97%左右为石油和天然气,该比例明显高于世界平均水平,居世界之首.在亚太地区,中国、印度等国家煤炭资源丰富,煤炭在能源消费结构中所占比例相对较高,其中中国能源结构中煤炭所占比例高达68%左右,故在亚太地区的能源结构中,石油和天然气的比例偏低(约为47%),明显低于世界平均水平.除亚太地区以外,其他地区石油、天然气所占比例均高于60%.
4. 世界能源资源仍比较丰富,但能源贸易及运输压力增大
根据《2004年BP世界能源统计》,截止到2003年底,全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨,其中,中东地区占63.3%,北美洲占5.5%,中,南美洲占8.9%,欧洲占9.2%,非洲占8.9%,亚太地区占4.2%.2003年世界石油产量为36.97亿吨,比上年度增加3.8%.通过对比各地区石油产量与消费量可以发现,中东地区需要向外输出约8.8亿吨,非洲和中南美洲的石油产量也大于消费量,而亚太、北美和欧洲的产消缺口分别为6.7亿、4.2亿和1.2亿吨.
煤炭资源的分布也存在巨大的不均衡性.截止到2003年底,世界煤炭剩余可采储量为9844.5亿吨,储采比高达192(年),欧洲、北美和亚太三个地区是世界煤炭主要分布地区,三个地区合计占世界总量的92%左右.同期,天然气剩余可采储量为175.78万亿立方米,储采比达到67.中东和欧洲是世界天然气资源最丰富的地区,两个地区占世界总量的75.5%,而其他地区的份额仅分别为5%~7%.随着世界一些地区能源资源的相对枯竭,世界各地区及国家之间的能源贸易量将进一步增大,能源运输需求也相应增大,能源储运设施及能源供应安全等问题将日益受到重视.
二、世界能源供应和消费趋势
根据美国能源信息署(EIA)最新预测结果,随着世界经济、社会的发展,未来世界能源需求量将继续增加.预计,2010年世界能源需求量将达到105.99亿吨油当量,2020年达到128.89亿吨油当量,2025年达到136.50亿吨油当量,年均增长率为1.2%.欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量的比例将继续呈下降的趋势,而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势.伴随着世界能源储量分布集中度的日益增大,对能源资源的争夺将日趋激烈,争夺的方式也更加复杂,由能源争夺而引发冲突或战争的可能性依然存在.
随着世界能源消费量的增大,二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒物等环境污染物的排放量逐年增大,化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重.据EIA统计,1990年世界二氧化碳的排放量约为215.6亿吨,2001年达到239.0亿吨,预计2010年将为277.2亿吨,2025年达到371.2亿吨,年均增长1.85%.
面对以上挑战,未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化方向发展.
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用.可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局.天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势.未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视.在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦.2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的3%提高到10%,到2020年达到20%.
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大.在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平.同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用.一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题.
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大.随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低.例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元.
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大.
4. 全球化
由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势.以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率.在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%.预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/.世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中.
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用.当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资.
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家.鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展.
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测,全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量,世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计,全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的,将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为,到2030年世界能源需求将增长60%,届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门,运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出,C02排放也将增多,减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为,中东将增加投资以扩增常规石油资源产能,非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用,氢能将有少量应用,可再生能源将有更大发展潜力。到2030年,替代能源尤其是可再生能源,不仅将成为不可或缺的重要能源,而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快,世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术,风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中总的比例将达30%,无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度,2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元,其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划,克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里,安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍,法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告,将从2010年正式启动生物能源计划,并与美国和欧盟共同开发可再生能源,建设500个示范区。预计将投资2600亿日元,而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家,越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
能源专家报告说,使用风能、太阳能、地热和水(水力发电,(潮汐和波浪)为所有需要电力运作的经济部门供电的能源,包括电网本身、运输、供暖和制冷、工业以及农业、林业和渔业,将大大减少能源消耗,减少空气污染造成的死亡,创造数以百万计的就业机会,斯坦福大学大气与能源项目主任马克·雅各布森在接受《生活科学》杂志采访时说:“稳定能源价格,节省数万亿美元的医疗保健和气候相关费用。我们为139个国家中的每一个制定了各自的计划,这些计划占全球排放总量的99%以上。”。[十大最疯狂的环保理念]
这项研究着眼于世界能源需求,从2012年开始,预测到2050年。2012年,世界用电量为12.105万亿瓦,相当于12.105万亿瓦。研究人员在研究报告中写道,到2050年,如果不发生任何变化,世界将需要20.604tw,而且每个国家都继续采用其目前用于满足能源需求的相同方法。
,但如果这些相同的商业部门转向可再生能源来满足其所有电力需求,世界将需要研究显示,仅需11.804TW就能满足全球电力需求。研究人员称,这是因为电比燃烧更有效。在解释研究要点的视频中,雅各布森举了一个例子:他说,在电动汽车中,80%到82%的电被用于移动汽车;其余的则被浪费为热量。另一方面,在以汽油为动力的汽车中,燃料中只有17%到20%的能量用于移动汽车,其余的能量被浪费为热量,他说,
能源也需要用于开采、提炼和运输化石燃料。因此,转向100%的可再生能源将消除这些能源密集型和环境破坏性的过程,报告作者说,在他们的研究中,雅各布森和他的同事展示了风、水、地热和太阳能如何满足全球对11.804太瓦能源的需求避免到2050年全球气温预计将比工业化前高出2.7华氏度(1.5摄氏度)。研究人员概述了这样做将如何拯救400万至700万人的生命,否则这些人可能死于由空气污染引起的疾病,为各国节省超过20万亿美元的健康和气候成本,雅各布森在接受《生活科学》采访时说:
“对我来说,这似乎是一件不费吹灰之力的事。
”这项研究建立在雅各布森之前的工作基础上,雅各布森开始了他的研究科学家生涯,试图了解空气污染是如何影响气候的。”。他说,在最初的几年里,他专注于解决问题,但到了1999年左右,他开始寻找解决方案。
在2009年,雅各布森和马克·德鲁奇,加州大学伯克利分校交通研究所的研究科学家,雅各布森和德鲁奇在《科学美国人》杂志上发表了一份研究报告,概述了一项为全世界提供100%可再生能源的计划。
在接下来的几年里,致力于在州一级研究这些问题的后续研究,目前研究人员已将这项研究扩展到139个国家。世界上其余59个国家的详细能源数据并不存在,因此无法纳入该研究,科学家们说,“KDSPE”“KDSPs”是向100%可再生能源基础设施过渡的总成本——一个计划将国家首次移至80%可再生能源的计划。到2030年5月,乍一看,le energy似乎有些令人望而却步,但雅各布森和他的团队也计算出了这些数字。
雅各布森说,在所有国家平均起来,建设可再生能源系统(包括储存和传输)的成本是8.9%千瓦时。在一个没有过渡和保持现有化石燃料系统的世界里,成本是9.8美分/千瓦时。
不包括社会成本。
气候变化的价格化石燃料能源伴随着健康和气候相关的成本。作者估计,到2050年,各国每年将在与全球变暖有关的环境、财产和人类健康问题上花费28万亿美元,包括洪水、房地产破坏、农业损失、干旱、野火、热应激和中风、空气污染、流感、疟疾、登革热、饥荒,海洋酸化等等。[气候变化将影响你健康的5种方式]
,如果世界不采取行动应对气候变化,地球两极的冰继续以目前的速度融化,世界7%的海岸线将被淹没,雅各布森说:
雅各布森说,可再生能源的社会总成本——包括健康和气候问题的成本,以及风能、水和太阳能的直接成本——约为化石燃料的四分之一。
“在其他世界,你可以将社会总成本降低约75%,“他说。”研究显示,这项技术的成本效益是巨大的。
几个国家已经开始转向可再生能源组合,以满足所有商业部门100%的电力需求。名单中包括塔吉克斯坦(76.0%)、巴拉圭(58.9%)、挪威(35.8%)、瑞典(20.7%)、哥斯达黎加(19.1%)、瑞士(19.0%)、格鲁吉亚(18.7%)、黑山(18.4%)和冰岛(17.3%)。
到目前为止,美国的可再生能源发电量仅占其总发电量的4.2%。但研究人员称,中国有优势。这项研究发现,像美国这样的国家,每人口拥有更多的土地,将有最容易的时间进行过渡。预计最困难的国家是那些地理位置小但人口众多的国家。据雅各布森说,新加坡、直布罗陀和香港等国家将面临100个可再生能源面临的最大挑战。“KDSPE”“KDSPS”仍有解决问题的方法。他补充说,这些地区可以转向海上风能,也可以与邻国交换能源。
“有了这些信息,我们给各国带来了信心,相信它们能够自给自足,”雅各布森说我希望不同的国家能在2050年和2030年分别承诺100%和80%的可再生能源。
这项研究于8月23日在线发表在《焦耳》杂志上。
最初发表在《生命科学》上。
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。
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。
美国清洁能源产业发展的一个重点目标是要大幅提升可再生能源在能源消耗中的比例。2009年1月1日,美国的可再生能源生产能力为 27.8吉瓦。美国府提出的目标是,到 2012年可再生能源生产能力翻一番,达到或超过55.6吉瓦。因此,美国府为提升可再生能源生产能力提供了大力支持。《美国复苏与再投资法》向可再生能源生产和先进能源制造方面投入 230亿美元。这笔资金有望创造253000个工作岗位,并撬动私营部门新增430亿美元的投资,支持新增469000个工作岗位。
《美国复苏与再投资法》为可再生能源融资提供了便利和支持。根据美国风能协会的报告,有了《美国复苏与再投资法》的投入,在风能领域的私人投资将会更多。以前在没有府资助的情况下,风能企业的开发项目可以获得 40%—50%的贷款支持,而有了府资助,风能企业可以获得70%—80%的贷款支持。美国府承诺,到2010年底,将支持风能、太阳能、地热能等可再生能源增长15吉瓦,足以为400万至500万个家庭供电。美国也致力于提高风轮机、太阳能板及其它可再生能源部件的制造能力。美国还把可再生能源开发的范围扩大到外大陆架。据美国国家可再生能源实验室估计,仅外大陆架的风能的开发就可以为美国提供1900吉瓦的清洁能源。
新能源汽车和未来的车用燃料联邦府承诺投入160亿美元,用于能够改革交通运输业的项目,包括插电式混合动力车、全电动汽车以及为新型汽车提供电力的基础设施和新型清洁燃料。美国目前没有一家电动汽车生产厂,先进电池生产能力几乎为零,先进电池和电动元器件生产厂只有两家。美国政府提出的目标是,到2015年,电动汽车生产厂要达到3家,有30家新型电池和其他电动汽车制造厂全部投入运营,并具备足够的先进电池生产能力,以便每年为50万辆插电式混合动力车提供动力。
政府也在建设相应的基础设施,以支持电动汽车的发展。目前美国的电动汽车充电站不足500家,到2015年,要在12个城市建设10000多家充电站。
智能电网美国府致力于发展智能电网,推动电网的现代化改造。智能电网的优点在于能够及时监测到断电的可能性,必要时更改供电线路。通过智能电网项目,可以降低用电成本,提高可靠性。智能电网还可以使可再生能源并入电网,为消费者提供更多选择,并控制他们的能源利用。《美国复苏与再投资法》有40亿美元的资金投入到智能电网建设上,这笔投入有望创造43000个新工作岗位。联邦府的资金投入可能会撬动私营部门57亿美元的投资,从而再创造 61000个新工作岗位。私营部门在智能电网项目上的配套资金将超过一倍,这些配套资金又可以创造 61000个新工作岗位。据估计,智能电网技术将使2030年的用电量减少4%以上,使美国企业和消费者每年节省 204亿美元的电费。
通过《美国复苏与再投资法》的资金支持以及产业界的投资,将为美国家庭安装1800万个智能电表,使目前使用的智能电表数量增加一倍多。有了这些智能电表,用户可以按月、周,甚至按小时来监测用电情况。到2013年,公共和私营投资支持安装的智能电表数量要达到2600万个;到2015年,智能电表有望达到4000万个。美国府还与产业界共同支持在电力传输系统中安装 877个传感器,以提高电力传输的可靠性和安全性。
清洁煤技术与核电奥巴马总统积极致力于发展碳捕获与封存技术,把它视为清洁能源经济的重要组成部分。美国希望在清洁煤技术领域领先于世界。通过《美国复苏与再投资法》以及贷款担保等措施,府向碳捕获与封存技术项目的投入达100亿美元,这笔投资至少可以撬动40亿的私人投资,使得清洁煤技术领域的公私投入总额超过140亿美元。这些投资将用于支持规模足够大的碳捕获设施,这些项目经过示范后,要能够重复,并在电力行业的商业实践中进行部署。
截至2009年1月,美国没有一家达到商业规模的电厂拥有大型碳捕获与封存设施,每年捕获的二氧化碳量微乎其微。美国府提出的目标是,到2015年,拥有大型碳捕获与封存设施的电厂要达到5家,每年捕获的二氧化碳要达到1200万吨以上。
核电作为清洁能源的优势获得了奥巴马府承认。美国是世界核电生产能力最强的国家,拥有 104座核电站,但自1979年三里岛事故以来没有再建设一座新的核电站。2010年2月,美国总统奥巴马宣布,将重启核电建设计划。美国府将提供80亿美元贷款担保,帮助建造两个核反应堆。到2011年,美国将为3—4个核反应堆建设提供贷款担保。奥巴马表示:“美国将建成一批设计新颖,更安全、更清洁的核电站。”
提高能效能效是发展清洁能源经济的关键。美国府强调要提高建筑物的能效,提高汽车能效和电器的能效。《美国复苏与再投资法》特别为美国家庭建筑能效的提高投入了大量资金,这是历史上绝无仅有的。根据该法案,美国府将为美国家庭用于提高能效的资金投入提供高达 30%的税收减免。美国能源部也启动了一项名为“改建强化”(RetrofitRamp-Up)的创新运动,支持一次性对各区进行整体改建。该运动将简化住宅改建流程,帮助美国家庭进行住房改建,降低改建的成本。该计划的另一目标是使能源效率成为一个公认的会准则。
美国府对商业和家用电器实施了更加严格的能效标准,包括微波炉、炉灶、洗碗机、电灯及其他常用电器。新能效标准的出台对常用电器的制造提出了能效要求。每个家庭和企业使用的电器都会受到影响,因而会使能耗显著减少。
一、美国:以新能源产业为核心加强实体经济的发展
上个世纪后半期,美国经济的持续发展,得益于电子、信息、生物、新材料等一系列新兴技术的应用。新能源技术与电子、信息等新兴技术同时开始萌芽,并得到较快的发展。但是,新能源技术应用成本较高,与传统化石能源相比不具备经济性。新能源技术在上个世纪并没有得到广泛地应用。国际金融危机之后,必须寻找一个新的产业作为拉动实体经济发展的领头羊。新能源产业成为美国的首选。
为了促进新能源产业的发展,2009年2月15日,美国总统奥巴马签署总额为7870亿美元的《美国复苏与再投资法案》,其中新能源为重点发展产业,主要包括发展高效电池、智能电网、碳捕获和碳储存、可再生能源如风能、太阳能等。其要点是在3年内让美国再生能源产量倍增,足以供应全美600万户用电,这是过去计划在30年内才能达到的目标。
新能源产业的崛起将引起电力、IT、建筑业、汽车业、新材料行业、通讯行业等多个产业的重大变革和深度裂变,并催生出一系列新兴产业。新能源产业对其他产业发展的直接拉动表现为多个方面:一是拉动新能源上游产业如风机制造,光伏组件,多晶硅深加工等一系列加工制造业和资源加工业的发展二是促进智能电网,电动汽车等一系列输送与用能产品的开发和发展三是促进节能建筑和带有光伏发电建筑的发展。这不仅填补美国实体经济的空缺,使美国由消费社会转变为生产、消费并重的社会,而且可增加国内就业,降低污染排放物。尽管新能源技术已经比较成熟,但是,从目前来看,新能源与传统的化石能源相比,成本仍然过高,发展新能源产业需要政府的大力扶持。为此,美国从国内和国际两个方面采取了措施促进新能源产业的发展:
(一)在国际上,对减排温室气体的态度由消极转为积极
新能源产业的发展需要替代传统的化石能源的市场空间。在新能源产业尚不具备成本竞争优势的条件下,要想把它作为带头产业,唯一的办法是制定更加严格的全球温室气体排放和环境保护规则,提高化石能源的外部成本。美国大力推进新能源产业发展之前,以影响经济发展为由,拒绝在京都议定书上签字。然而,美国总统奥巴马上台后,一改过去布什政府的能源政策,在新能源、环保政策方面较为高调。表示将在未来10年投入1500亿美元资助替代能源的研究,以减少50亿吨二氧化碳的排放。他还承诺要通过新的立法,使美国温室气体排放量到2050年之前比1990年减少80%,并拿抵税额度来鼓励消费者购买节能型汽车。
现在正在考虑《京都议定书》的第二个协议,发达国家一个主要目标是要求把中国和印度等大国加进去,因为只有世界各国尤其是能源消费大国参与,新能源产业才能获得巨大的市场空间,才能凸显美国新能源技术优势,否则有可能由于能源成本的上升使美国的制造业竞争能力进一步下降。积极推进温室气体排放,也为美国新能源技术与产业发展创造国际市场。发展新能源产业不仅让美国从经济、外交、环境受益,而且能创造新的出口产业。
(二)在国内,从提高能效入手为能源产业创造市场
2009年3月26日,美国能源部推出总额为32亿美元的“节能和环保专项拨款计划”,内容是由联邦政府资助各州、市、县、托管地和原住民居住地区等实施节能和环保计划。该计划的资金分为两部分,其中27亿美元是通过“固定拨款”直接拨付给有关单位,而其余部分则通过竞标方式授予中标单位。“固定拨款”的对象大致分为3类:一是约19亿美元直接分配给县市政府二是约7.7亿美元分配给州政府、托管地和哥伦比亚特区三是约5400万美元分配给印地安人原住民居住地。上述资金的使用范围包括“节能改造”经费,如交通运输节能和建筑节能项目经费、可再生能源技术推广经费等。
奥巴马政府计划在未来10年,通过投入1500亿美元进行新能源开发,创造500万个新工作岗位对电网改造投入110亿美元对先进电池技术投入20亿美元对住房的季节适应性改造投入50亿美元到2015年新增100万辆油电混合动力车,并用3亿美元支持各州县采购混合动力车保证美国风能和太阳能发电量到2012年占美国发电总量的10%,到2025年占25%。
在运用高科技手段发展节能产业的过程中,奥巴马还打算启动一项每年对100万个低收入家庭实行能源增效的计划,该计划通过对居民住房采取增加绝缘材料的方法,以增强这些住房越冬御寒的性能。与此同时,他还在考虑对那些改造低效建筑、购买高效家电的家庭提供奖励,以刺激节能产业的发展。
二、日本:继续加强节能和新能源等产业的发展
日本经济由于上个世纪90年代泡沫经济和大量制造业企业向海外转移的影响长期处于低迷之中。国际金融危机之后,日本政府吸取以前应对危机的经验,明确提出了不以增加短期需求为目标的指导原则,力求以“结构改革促经济发展”的方式,取代“通过扩大政府支持刺激经济成长”的方法。继续提出了普及、开发节能技术,加大研究清洁能源力度的目标,并给予了相当大的预算支持,进一步体现了通过解决危机促进能源结构转型、继续保持日本在节能方面优势地位的战略目标。
近期,日本一直加强实体经济的发展,日本政府有关部门初步拟定了旨在占领世界领先地位、适应21世纪世界技术创新要求的四大战略性产业领域:一是环保能源领域,包括燃料电池汽车、复合型汽车(电力、内燃两用)等新一代汽车产业,太阳能发电等新能源产业,资源再利用与废弃物处理、环保机械等环保产业二是信息家电、宽带网、IT领域,包括与因特网相关联的数字家电(如新一代液晶显示电视等)、各种高性能的服务终端与半导体、新一代软件等电子信息产业三是医疗、健康、生物技术领域,包括再生医疗(人体部分器官组织的再生)、新型药物等先进医疗产业,健康、美容的食品产业,生命基因信息解析等IT生物产业四是纳米技术、纳米材料产业,主要为上述其他重点产业领域提供广泛的实际应用。
日本95%的能源供应依赖进口,近年来油价不断上涨,重重压力迫使日本极力寻求开发新能源。2004年6月,日本通产省公布了新能源产业化远景构想,计划在2030年以前,要把太阳能和风能发电等新能源技术扶植成商业产值达3万亿日元的基干产业之一,石油占能源总量的比重将由现在的50%降到40%,而新能源将上升到20%风力、太阳能和生物质能发电的市场规模,将从2003年的4500亿日元增长到3万亿日元燃料电池市场规模到2010年达到8万亿日元,成为日本的支柱产业。金融危机之后,日本发展新能源产业的意向进一步增加。
2009年3月2日,出台了为期3年的信息技术(IT)紧急计划,目标为官民共同增加投资3万亿日元,新增40—50万个工作岗位,侧重于促进IT技术在医疗、行政等领域的应用。2009年4月9日为配合第四次经济刺激计划推出了新增长策略,发展方向为环保型汽车、电力汽车、低碳排放、医疗与护理、文化旅游业、太阳能发电等。
三、欧盟:以“绿色经济”和“环保型经济”促进经济复苏转
与美国新能源产业有相似之处,欧洲重在提高“绿色技术”的水平至全球领先地位。欧洲在今年3月决定,在2013年之前将投资1050亿欧元用于“绿色经济”的发展,为经济增长带来新动力。2008年11月23日法国总统宣布建立200亿欧元的“战略投资基金”,主要用于对能源、汽车、航空和防务等战略企业的投资与入股。荷兰的经济刺激方案中也包含对可持续能源行业的投资和支持。欧洲议会也将欧盟2009年的预算向创新与就业等方面倾斜,其中用于科研和创新方面的预算增长10%以上。欧盟委员会日前公布的新闻公告称,欧盟委员会已于日前制定了一项发展“环保型经济”的中期规划。主要内容是,欧盟将筹措总金额为1050亿欧元的款项,在2009—2013年的5年时间中,全力打造具有国际水平和全球竞争力的“绿色产业”,并以此作为欧盟产业调整及刺激经济复苏的重要支撑点,以便实现促进就业和经济增长的两大目标,为欧盟在环保经济领域长期保持世界领先地位奠定基础。
欧盟委员会计划将130亿欧元用于“绿色能源”,280亿欧元用于改善水质和提高对废弃物的处理和管理水平,另外640亿欧元将用于帮助欧盟成员国推动其他环保产业发展、鼓励相关新产品开发、提高技术创新能力并落实各项相关的环保法律和法规。欧盟新闻发言人表示,在1050亿欧元的这笔投资中,要保证欧盟用5年的时间初步形成“绿色能源”、“绿色电器”、“绿色建筑”、“绿色交通”和“绿色城市”(包括废品回收和垃圾处理)等产业的系统化和集约化结构成型,为欧盟走出国际金融危机与经济衰退后的发展提供可持续增长的动力。
欧盟计划,到2012年12月31日淘汰所有的白炽灯,用绿色环保的节能灯取而代之。德国通过了温室气体减排新法案,使风能、太阳能等可再生能源的利用比例从现在的14%增加到2020年的20%。
欧盟发展环保经济的做法促进节能型产品的生产制造和以提高能效为目的进行设备的更新换代。例如,目前欧盟要求各成员国在挽救陷入危机中的汽车业时,规定将注入汽车业的资金用于产品的更新换代上。比如,救助汽车业的资金必须用于节能型汽车的研制和生产,必须用于小排量、洁净型或混合燃料汽车或电动汽车技术的研制和产品生产。同时,政府辅以消费优惠或补贴政策,从而最终起到开发新产品、保持就业稳定,带动消费及扩大市场的总体目标。欧盟内部评估认为,对环保型经济相关的“绿色产业”每投入1欧元,至少会带来10欧元至50欧元的增加值,而这还不包括节能减排、降低环境污染和控制温室效应等所产生的社会效益。
四、启示与对策
以美国等发达国家和经济体为代表的国家正在掀起一场新的技术变革,对我国既是机遇也是挑战。在当前国际金融危机仍在蔓延的条件下,我国应注意以下几个问题:
一是加强对现有产业节能的改造。对固定资产更新改造是治理经济衰退的有效途径。由于经济低迷,民间资本投资意向不强,我国政府应通过制订一系列税收和信贷政策引导企业尤其是民营企业对生产设备进行节能技术改造,同时,要对进一步加强对节能消费品补贴,促进节能产品的市场开发和生产。
二是新能源发展要坚持以自主知识产权为主的发展模式。新能源产业处于发展初期,对经济的带动主要表现在技术收益上,在大规模产业化方面还不具备市场条件,需要政府政策的扶持。因此,我国在新能源产业发展的对策应立足于技术创新及自主知识产权的产业化方面,把我国拥有巨大的能源市场的优势用于促进我国具有知识产权的能源产业发展上面。
三是要加快电力体制改革。由于电力体制改革尚未完成,我国新能源产业和节能产业的发展还面临较大的体制障碍。随着新能源和节能技术的发展和广泛运用,我国在电价形成机制,电力运用与电网管理体制等方面存在的问题会进一步暴露出来,并有可能阻碍新能源产业和节能技术的应用。为此,要加快电力体制改革,以体制变革促进技术进步和产业发展。
目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与新能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究,在未来30年能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
世界可再生能源发展的现状
从20世纪70年代开始,尤其是近年来,新能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模,逐渐成为常规能源的一种替代能源,世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤,约相当于全球一次能源消费总量的1/3,其中传统可再生能源约占85%,新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中,风力发电是发展最快的。在过去的6年里,风电的年平均增长率达到了22%,2004年新增装机797.6万千瓦,全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区,2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲,15.9%在亚洲,6.4%在北美。2003年,欧洲风力发电量达到600亿千瓦时(相当于欧盟15国2.4%的电力),满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年,全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦,比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术,我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构(IEA)的一项研究提供的2001年统计数据表明,太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米,排在前位的国家是中国(3200万平方米)、美国(2340万平方米)、日本(1210万平方米)和欧洲(1120万平方米)。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业,未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。
生物质资源是多样化的,在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦,生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵(沼气工程)处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列,目前已建成1900个沼气工程,2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时,地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展,为进一步发展奠定了基础。
世界可再生能源发展的趋势
纵观世界可再生能源发展,有以下几大趋势:
(1)技术水平不断提高,成本持续下降。以风力发电为例,自20世纪80年代初以来,风力发电的单机容量从10千瓦,上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦,风电成本从80年代初的每千瓦时20美分,下降到目前的每千瓦时5美分,其中自20世纪90年代以来,成本就下降了50%。据预测,2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时,风电成本基本上可以和常规能源发电相当。
(2)发展速度加快,市场份额增加。进入20世纪90年代,以欧盟为代表的地区集团,大力开发利用可再生能源,取得了积极的成果,连续十多年来,可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来,以德国、西班牙等国为代表,一些国家通过立法等方式,进一步加快了可再生能源的发展步伐,1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙,2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%,德国在过去的11年间,风力发电增长了21倍,2003年占全国发电量的4%;瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上;巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。
(3)可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源,由于其清洁、无污染、可再生,符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区,也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。
(4)可再生能源是一种朝阳产业,孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上,新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计,2002年全世界风电市场产值在70亿欧元,开发出的电力可以满足4000万人的需求;预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦,年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔,据欧盟估计,全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦,光伏发电将解决非洲30%、经合组织(OECD)国家10%的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中,提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场;美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造,估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外,全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量,并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测,到2020年,全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器,相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。
可再生能源不仅拥有良好的经济前景,而且,随其产业化的发展,将提供越来越多的就业机会。美国学者认为,投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计,当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时,总计可提供约150万个就业机会,而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见,可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。