集中能源简介
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。经合组织(OECD)国家可再生能源发电的增长量超过化石燃料和核发电量增长的总和。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。 目前可再生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,另一方面与可再生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IEA的预测研究,在未来30年可再生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。我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。
太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。 据世界断言,石油,煤矿等资源将加速减少。核能,太阳能即将成为主要能源。 新能源是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。 联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能;穿透生物质能。 一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。 新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。 太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式 广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。 利用太阳能的方法主要有:太阳电能池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。 核能 核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2,其中E=能量,m=质量,c=光速常量 海洋能 海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。 波浪发电,据科学家推算,地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前,海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验,并制成了供航标灯使用的发电装置。 潮汐发电,据世界动力会议估计,到2020年,全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站,发电能力24万千瓦,已经工作了30多年。我国在浙江省建造了江厦潮汐电站,总容量达到3000千瓦。 风能 风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。 风力发电,是当代人利用风能最常见的形式,自19世纪末,丹麦研制成风力发电机以来,人们认识到石油等能源会枯竭,才重视风能的发展。 生物质能 生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。 地热能 地球内部热源可来自重力分异、潮汐磨擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。 氢能 在众多新能源中,氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出,将成为21世纪的理想能源。氢能可以作飞机、汽车的燃料,可以用作推动火箭动力。
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.
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。
我国国家科技工业园区协调发展现状分析
我国53个高新技术产业开发区类型的国家级科技工业园区,除北京中关村科技园区是1988年成立外,其他都是1991年和1992年分别由国务院批准成立的,杨凌园区成立更晚(1997年)。在国家和地方政府的支持下,经过10余年的努力,我国科技工业园区采取“土地开发,招商引资,创造环境,滚动发展”的模式,初步实现了科技产业资源的不断聚集和原始资本的积累,并在发展高新技术产业、改造传统产业、带动地区经济和推进经济与科技体制改革方面,做出了重要的贡献,探索出一条我国发展高新技术产业的道路。10余年来,我国科技工业园区的高新技术产业迅速发展,正在逐步成为我国发展高新技术产业的重要基地。下面我们就国家级科技工业园区的发展目标与发展态势、发展能力、发展空间、发展机制(组织)等四个方面的协调发展状况作一分析。
一、发展态势
根据可持续协调发展理论以及知识经济的理论,我国科技工业园区的经济,已经不是传统意义上的以自然资源占有使用为基础的工业经济,而是像经济合作与发展组织(OECD)在1996年《科学、技术和产业发展》报告中所讲的那种“以知识(智力)资源的占有、配置、生产和使用(消费)为重要因素”的知识型经济。目前,国际上对这种新经济虽有多种定义,没有统一的评价指标体系,没有可操作的统一计算方法,但却有两条看法大家都是一致的:一是知识的投入量(包括R&D经费投入量、工程师和技术人员的就业比例、专利数量以及用于技术方面的开支等)在各类生产要素中越来越占有重要地位;二是产出的产品主要是知识和技术含量高的高技术产品。OECD组织曾根据R&D投入的密集度,把计算机、通信、半导体、制药、航天航空和海洋工程等产品划为高技术知识型产品。现在,我们也将从投入和产出这两方面来分析我国科技工业园区的发展态势。
1.投入方面
从投入方面看,我国的科技工业园区在总体上是属于技术密集型的园区。所谓技术密集型,20世纪80年代国际上有两条很重要的惯例:一是规定科学家和工程师占从业人员的40%以上;二是规定研究开发经费(R&D)占销售额的5%以上。同时满足这两个条件者为技术密集型企业或高技术企业。我们在此借用这个指标体系来衡量我国科技工业园区的产业技术密集度。由于我国在总体上技术还比较落后,因此从国情出发,我们暂时设定:凡大专以上科技人员占从业人员比例超过40%,研究开发经费(R&D)占产品销售收入超过4%者,可视为产业技术密集度高的园区;凡科技人员的比例低于40%而大于20%,R&D投入低于4%而大于2%者,或只满足两个条件之一者,可视为产业技术密集度较高的园区;凡科技人员的比例低于20%,R&D投入低于2%者,可视为产业技术密集度一般的园区。若用上述三个指标来衡量我国53个国家级科技园区,完全符合第一种情况的只有10个园区,约占总数的18.86%;基本符合第二种情况的有34个园区,约占总数的64.15%;而符合第三种情况的有9个园区,约占总数的16.98%。由于前两种情况的园区数量相加已占总数的83%以上,因而可以认定我国国家级科技工业园区在总体上是属于技术密集型的园区。53个园区的技术人员占从业人员比例已达到32.54%,R&D投入总体在3%左右,并有13.54%的专职人员直接从事知识生产研究开发活动,这与传统工业生产有着本质的区别。
2.产出方面
从产出方面看,53个国家级科技工业园区生产的产品主要是技术和技术产品。2000年53个国家级科技工业园区的技术性收入达到401亿元,占技工贸总收入的3.34%。技术性收入占总收入比例大于4%以上的已有一部分科技工业园区。近几年来,在高新技术产品的生产和销售方面,电子信息、生物技术、新材料、新能源、环境保护、光机电一体化、航天航空、地海空、核应用等9类技术产品已占我国科技工业园区产品总销售额的多数,而且其中相当一部分已经成为出口创汇产品。
从有关统计数据可以看出,我国国家级科技工业园区10年来的产品总销售额中,电子信息、生物技术、新材料、新能源等9类高新技术产品已占总销售额60.12%的份额;10年来的出口总额中,电子信息、生物技术、新材料、新能源也占有63.28%的份额。由投入和产出两方面分析可知,我国国家级科技工业园区在总体上已属于知识型范畴的新经济。
二、发展能力
评估一个科技工业园区是否具有发展新型经济的能力,关键在于看这个园区发展新经济的基础和体制机制及其文化。国外一些学者认为,美国硅谷50余年来长盛不衰,关键在于硅谷是一个高技术企业的创业创新“栖息地”,它具有10个鲜明的特征:一是知识密集;二是流动的高质量劳动力;三是以人才为本的精英体制;四是鼓励冒险、容忍失败的氛围;五是开放的商业环境;六是大学、研究机构与产业界的互动;七是企业、政府与非营利机构间的合作;八是高质量的生活;九是专业化的商业服务机构;十是良好的游戏规则。这10条有机地结合在一起,就能有效地转化高科技成果,创造新的财富,并在一浪又一浪的科技进步中不断创造新企业,从而实现自我更新,实现基于自组织的协调发展。把这10条进一步归纳抽象,可以看出硅谷在50余年来之所以长盛不衰,一是具有发展新型经济的坚实基础,即知识和技术密集(包括企业和区域的知识技术密集);二是具有良好的体制和机制以及文化和社会环境等。由于具备了这两方面的条件,所以就有了发展新型经济的能力。在此,我们也从这两个方面来评价我国国家级科技工业园区发展新型经济的能力。
1.知识和技术高度密集
区域内的知识和技术高度密集是发展新经济的必要基础。知识经济发展能力,主要取决于知识技术资源的占有和配置。目前,国际上的新经济正处于初创阶段,它所形成的产业主要包括高技术产业在内的科技产业、智能产业、教育文化产业、咨询产业、管理产业、版权产业、数据产业、思想产业,等等。而在我国国家级科技工业园区,体现最为明显的主要是科技产业、智能产业、教育和文化产业。这些产业都是以知识和技术为基础的知识型产业,它不仅要求企业单位的知识和技术高度密集,而且也要求区域的知识和技术密集度高,特别是要背靠几所研究型大学或国家级的重点研究院所。硅谷之所以成功,首先是这个地区聚集了以斯坦福大学为代表的8所研究型大学、9所社区大学和33所技工学校,约有33万名各类专门高技术人才。
从区域的知识和技术密集度来看,目前我国53个国家级科技工业园区大体上可以分为三类:北京、上海、南京、武汉、广州、西安等6个园区,背靠着一批全国重点高等学校和国有科研院所,属于知识与技术高度密集的园区,它们占园区总数的11.32%;天津、沈阳、大连、合肥、长沙、成都、重庆等26个园区,虽有重点大学和国家级科研院所,但数量不如第一类多,属于知识和技术比较密集的园区,它们占园区总数的49.06%。上述两类园区加在一起,占我国科技园区总数的60.38%。据此可以认为,我国科技工业园区多数都在智力密集或比较密集的区域。此外,我国还有大约40%左右的科技工业园区,最初设置主要是从地域分布考虑的,当时并未认识到知识产业发展的趋势,因而现在看来,这类园区发展新经济的环境还不够理想,高新技术企业从外界吸收能量的条件受到了制约。
2.技术、制度、文化创新
科技工业园区不断地进行技术、制度以及文化等方面的创新,是转化科技成果和发展新经济的重要保证。从经济学上讲,技术创新是把科技成果引入生产过程所导致的生产要素的重新组合,是科技进步与经济发展的有效结合和协调发展;制度创新是现存经济制度及其运行机制的变革,是协调经济发展中的人们的行为、降低交易成本的过程。制度和文化等创新是技术创新的基础和经济增长根本原因,而技术创新是经济增长的表现,它不断地向制度和文化创新提出新的要求。技术创新、制度及文化等方面的创新,它们之间是相辅相成的,在经济发展中缺一不可。美国硅谷的成功,不仅是技术创新方面的成功,而且是技术创新与制度创新、文化创新相结合的成功。制度创新的关键在于降低交易成本,正是在这个关键性的问题上,硅谷地区提供了良好的游戏规则,为创新企业在协调处理与技术、资金、人才、信息、文化、大学以及政府之间等关系上达到了交易成本的最小化,适应了高技术产业发展的规律与特点,从而使硅谷地区的高技术企业能够不断地创业创新,推动硅谷地区经济的发展。
从有关资料分析中不难看出,实施制度和文化创新,建立和完善适应高技术产业(新经济的核心)发展特点的知识产权保护制度、风险投资机制、现代人力资源机制、专业化生产方式、自由创业机制、产学研合作制度等等,从而大大降低了协调成本,这是硅谷地区成功发展高技术产业的关键所在。这一点,为我国建设国家级科技工业园区提供了有益的借鉴。
我国53个高新技术产业开发区类型的国家级科技工业园区10多年来之所以高速发展,知识和技术密集只是基础条件,关键还是各园区有意无意地实施了技术与制度、文化相结合的创新,活化了所在地区知识与技术的存量,从而转化为经济力量。各园区发展的过程,实际上就是知识与技术的活化过程,也是制度与文化的变迁过程。从20世纪80年代末至2000年底,我国国家级科技工业园区在制度和文化的变迁方面,从企业来看,大体经历了三个发展阶段:(1)从20世纪80年代末至90年代中期,园区的高新技术企业在企业制度的选择上,多数借鉴了民营科技企业的经验,按“四自”(自筹资金、自愿组合、自主经营、自负盈亏)原则组建,实行民营与国有民营机制,从而使高新技术企业基本上摆脱了对国家的依赖,成为投资的主体、决策的主体、经营的主体;作为独立的商品生产者和销售者的高新技术企业,具有较大的市场应变能力,能较好地按客观经济规律办事。(2)从20世纪90年代中期至90年代末,科技工业园区50%左右的高新技术企业实行了产权改革,明晰了产权关系,产权定位到人,并规范了企业法人治理结构。改革的结果,截止到2000年底,约有40%以上的高新技术企业实行了股份制、股份合作制与有限责任公司,原来占科技工业园区多数的集体和国有的科技企业比例降低到20%左右。产权改革,对于扩大高新技术产业的规模,稳定科技人才队伍和调动企业职工积极性等方面起到非常重要的作用。(3)20世纪90年代末以来,为适应加入WTO的形势与要求,国家级科技工业园区又在企业制度以及园区的体制、政策等方面进行一轮新的改革,其核心还是围绕高新技术企业如何做大做强,提高转化与竞争能力。目前,这轮新的制度改革正在进行之中,其改革内容若获得成功,将会为我国高新技术产业发展奠定坚实的制度平台,把我国国家级科技工业园区的协调发展大大向前推进一步。
三、发展空间
国家级科技工业园区在20世纪80年代末和90年代初设置时,多数园区的管理部门都注意到园区未来的发展,既考虑园区要依托大学与科研院所,又考虑园区应有较好的发展空间,因而把园区规划成五个组成部分:一是政策实施区,二是集中新建区,三是科技企业孵化器,四是科技创业园,五是科技商贸区(或称科技一条街)。政策区一般设在高等学校、科研院所比较密集的建成区,其目的在于使它们能够享受国家对科技工业园区的优惠政策,有利于推动科技成果的转化和科技人员的创业创新,其范围较大,除个别情况外,一般都没有大规模的基本建设;集中新建区大多设在城市边缘,并与高等学校、科研院所比较密集的政策区相邻,其创办目的在于为新办和引进的高新技术企业和相应的服务机构、公益设施等提供足够的发展空间,建立产业发展环境和形象,提供优良的社区管理和服务;新建区的批准面积远远小于政策区,在20世纪90年代初期多数都在10平方公里以内;科技企业孵化器是科技工业园区最具活力的技术创新基地,目的在于培育大批的科技型中小企业和科技实业家人才队伍,根据环境条件有的设在政策区,有的设在新建区;科技创业园是各类科技企业孵化机构相对集中的区域(如大学科技园、留学人员创业园、软件园等),设置目的在于营造良好的创业环境和条件,为科技创业者提供良好的创业孵化服务和发展空间,形成浓厚的创业文化和氛围;科技商贸区是我国由计划经济向市场经济转移过程中的一种特殊现象,它作为科技工业园区在推进科技产业进程中的市场载体,既是科技工业园区人才、信息、技术、产品的贸易集散地,也是科技人员“下海”创业的“码头”和成千上万小型科技企业成长的摇篮,因而科技商贸区也具备一定的孵化功能,是我国科技企业家学习和成长的重要基地之一。
从有关统计数据资料可见,我国国家级科技工业园区的规划面积在20世纪90年代初期为676.16平方公里,其中新建区的面积为194.92平方公里,即每个科技工业园区集中新建区面积平均为3.75平方公里。但在1992年以来的实际建设过程中,多数科技工业园区采用“一区多园”或“园中园”等形式,不断扩大集中新建区的面积,截止到2000年底,集中新建区的实际面积已达到408.15平方公里,即每个集中新建区的平均面积达到7.70平方公里,较1992年增加了1.05倍。其中,有10个国家级科技园区的集中新建面积超过10平方公里以上。
各省市对集中新建区认真地进行了规划,其中多数是按新社区的发展要求进行规划的,他们不仅规划了高新技术产业的发展区域,而且规划了居住区、生活服务区、技术创新区、科研文化教育区以及生态环境保护等措施,给迁入的科技人员和高新技术企业创造了良好宜人的工作、生活环境。近10年来,为建设好这些新建区,各科技工业园区采用土地开发和滚动发展的办法,累计投入基本建设资金约3000亿元以上。仅2000年的投入就达到441.98亿元,其中投入10亿元以上的科技工业园区有11个。
四、发展机制(组织)
我国科技工业园区的第一个企业孵化器是1987年在武汉东湖成立的,即“武汉东湖创业服务中心”。20 世纪90年代初期,大批国家级科技工业园区正式组建,企业孵化成为科技工业园区的主要功能,各类企业孵化器得到了迅速发展,企业孵化器不断完善,日渐成为知识型企业的培育基地和科技成果转化的桥梁。目前,我国具有企业孵化功能的组织机构主要有以下三类:
1.高新技术创业服务中心
高新技术创业服务中心是各个科技工业园区都有的。截止到2000年底,全国有创业服务中心131家,拥有孵化场地面积272.1万平方米,在孵企业数7693家,当年在孵企业的总收入178.8亿元,孵化基金总额7.4亿元,在孵企业人数达到12.87万人,累计毕业的企业数达到2770家。这些在孵和已毕业的企业,都是由科技人员创办的高新技术企业,其中绝大多数又是“自筹资金、自愿组合、自主经营、自负盈亏”的民营科技企业,他们经过孵化,大大降低了创业创新的风险。据有关专家推算,在北京中关村、武汉东湖等地,没有经过孵化的民营科技企业,存活五年以上的只有20%左右;而经过孵化器培育的民营科技企业能存活五年以上的达到80%左右。
2.大学科技园
大学科技园是依托大学的智力资源、信息资源和研究开发条件以及科技工业园区的软硬环境而逐步发展起来的园中园,是创新创业人才的培养基地和高等学校科技企业的孵化发展基地。截至2000年底,全国的大学科技园已发展到30多家。2001年5月,科技部、教育部决定首批认定清华、北大等22个大学科技园为“国家大学科技园”。2002年5月,科技部、教育部决定同意北京理工大学等21个大学科技园启动建设“国家大学科技园”。目前,东北大学科技园、北京大学科技园、清华大学科技园、哈尔滨工业大学科技园和上海大学科技园等已经呈现出了良好的发展态势。例如,北京大学科技园和清华大学科技园,自成立以来,依托大学的人才、科技、地理位置等综合资源优势,用良好的管理技术及逐渐积累的资金,促进了学校科技成果的转化,已经孵化或正在孵化的高新技术企业超过100家。
3.留学人员创业园
留学人员创业园是20世纪90年代中期以后,为吸引留学人员归国创业创新而专门设置的企业孵化器。截至2000年底,留学人员创业园已发展到33个,孵化场地面积达到67.4万平方米,在孵的企业数为960家,当年在孵企业总收入达28.2亿元,在孵企业人数为15035人,孵化基金总额达1.9亿元。留学人员创业园主要分布在经济较为发达的省、市、自治区,目前各园孵化企业数目不等,少则20家,多则近百家。
除上述三类孵化组织机构外,20世纪90年代在各省、市、自治区政府支持下逐步发展起来的“民营科技园”也有部分孵化功能,主要为民营科技企业提供一定的软硬件环境和服务,促进民营科技企业的快速成长。我国第一个民营科技园于1992年8月在昆明诞生,此后部分省市积极兴办民营科技园。截至2000年底,我国的民营科技园已发展到40余家,主要分布在东部和南部沿海省市,其中以河北、山东、广东最多,北京、江苏、黑龙江次之。预计今后在中、西部地区将有更多的发展。
从以上关于园区发展态势、发展能力、发展空间、发展机制(组织)等四个方面的分析可见,我国国家级科技工业园区的经济,在总体上已属于可持续协调发展的新型经济,多数具有良好的发展潜力,有较好的发展空间(即新建区)和吸取外界能量(知识和技术等)的孵化器网络,因而我国国家级科技工业园区的主流健康,在总体上可以认为是可持续协调发展的。当然,如果再深入进行分析,可以发现它们也存在着一系列影响我国科技工业园区持久的稳步、健康发展的非协调因素。对此,我们还需专门进行深入的研究。
IEA(InternationalEnergyAgency),国际能源组织,成立于1974年,总部设在巴黎,初建时旨在保护石油供应的安全。IEA自成立以来取得了长足发展,已成为全球能源对话的核心。
IEA在线数据库,包含13种数据资源:
1.WorldEnergyStatistics世界能源统计。
2.WorldEnergyBalances世界能源平衡。
3.CoalInformation煤炭信息。
4.ElectricityInformation电力信息。
5.NaturalGasInformation天然气信息。
6.OilInformation石油信息。
7.RenewablesInformation可再生能源信息。
8.CO2EmissionsfromFuelCombustion燃料燃烧产生的二氧化碳排放量。
9.EnergyEfficiencyIndicators能源效率指标。
10.WorldEnergyPrices世界能源价格。
11.EnergyTechnologyRD&D能源技术研发。
12.Projections:fromEnergypoliciesofOECDcountries能源技术研发。
13.EnergyPricesandTaxes_Quarterly能源价格和税收_季度。
包含190个国家/地区的燃料燃烧产生的CO2排放量及相关指标以及区域总计。使用IEA能源数据库以及2006年国家温室气体清单总帐中提供的默认方法和排放因子来计算排放量。该版本包括190个国家/地区的年度数据,OECD国家自1960年,非OECD国家自1971年,除非在国家/地区层级有不同说明。
9.EnergyEfficiencyIndicators能源效率指标
包含2000年至2017年的年度数据,涵盖了IEA成员国8种能源产品的最终用途能源消耗、最终用途能源效率指标,以及4个领域(居民、服务、工业和交通运输)的碳强度指标。通过使用关键领域的活动数据来计算相应的指标。
10.WorldEnergyPrices世界能源价格
包含全球100多个国家/地区选定产品和行业的年度最终用途能源价格。作为对经合组织能源价格和税收季度报告的补充,该数据资源的重点是运输用汽油和柴油的价格,以及家庭和工业用电。此外还包含所选国家/地区的地方运输燃料价格以及所有覆盖国家的居民消费价格指数。提供有关数据源、方法和产品规格的信息,以及某些国家/地区定价框架的说明。
11.EnergyTechnologyRD&D能源技术研发
提供按照类别、指标、国家或地区的能源数据。
12.Projections:fromEnergypoliciesofOECDcountries能源技术研发
包含30个IEA国家和欧盟的简化平衡和预测,其中28个是直接从成员国中收集的IEA国家能源政策系列。提供的供需能源平衡为百万吨油当量(Mtoe)。提供产品和流量的定义,有关各个国家数据的解释性注释和指标(包括GDP和人口)。在可用的情况下,给出了1960、1970、1980、1990、2000、2010、2014、2015、2016、2017、2020、2030、2040和2050的数据。
13.EnergyPricesandTaxes_Quarterly能源价格和税收_季度
包含经合组织国家能源价格的主要国际汇编。该数据资源包括年度和季度最终用户行业和消费者价格,以及年度、季度和月度原油现货价格,成品油现货价格以及按原油流分的进口成本。最终用户价格涵盖了主要的石油产品、天然气、煤炭和电力,还包括有关来源和方法的完整说明以及每个国家的价格机制说明。时间序列可用性随每个数据序列而有所不同-excel文件按国家和产品显示最终用户价格数据的可用性。
“能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
那么,究竟什么是“能源”呢?关于能源的定义,目前约有20种。例如:《科学技术百科全书》说:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”;《日本大百科全书》说:“在各种生产活动中,我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功,可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体,称为能源”;我国的《能源百科全书》说:“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见,能源是一种呈多种形式的,且可以相互转换的能量的源泉。
确切而简单地说,能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。
通常凡是能被人类加以利用以获得有用能量的各种来源都可以称为能源。
能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源,包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源。
分类
能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。
1、按来源分为3类:地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
①来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。除直接辐射外,并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。
③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
2、按能源的基本形态分类,有一次能源和二次能源。前者即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等)。根据产生的方式可分为一次能源(天然能源)和二次能源(人工能源)。一次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,一次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气资源,其中包括水、石油和天然气在内的三种能源是一次能源的核心,它们成为全球能源的基础;除此以外,太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内;二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。
3、按能源性质分,有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的,最早的燃料是木材,以后用各种化石燃料,如煤炭、石油、天然气、泥炭等。现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大,但地球上这些燃料的储量有限。未来铀和钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决,人类实际上将获得无尽的能源。
4、根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。
5、根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源。新型能源是相对于常规能源而言的,包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小,或品位较低,或有间歇性,按已有的技术条件转换利用的经济性尚差,还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用但新能源大多数是再生能源。资源丰富,分布广阔,是未来的主要能源之一。
6、人们通常按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类。世界能源委员会推荐的能源类型分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三个类型统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的上述能源,在一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量。比如薪柴和煤炭,把它们加热到一定温度,它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能。我们可以用热来取暖、做饭或制冷,也可以用热来产生蒸汽,用蒸汽推动汽轮机,使热能变成机械能;也可以用汽轮机带动发电机,使机械能变成电能;如果把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户,它又可以转换成机械能、光能或热能。
7、商品能源和非商品能源 凡进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。国际上的统计数字均限于商品能源。非商品能源主要指薪柴和农作物残余(秸秆等)。 1975年,世界上的非商品能源约为0.6太瓦年,相当于6亿吨标准煤。据估计,中国1979年的非商品能源约合2.9亿吨标准煤。
8、再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源,反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出 5~10倍,核聚变最合适的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。
随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加,现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究;同时我们也相信随着人类科学技术的不断进步,专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源,以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求,而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。
中国的能源
中国是一个能源资源比较丰富的国家。煤的探明储量达6000亿吨以上,居世界第三位;水力资源理论蕴藏量为 6.8亿千瓦,居世界第一位;石油和天然气的理论储量也很丰富。但由于中国人口众多,平均每人每年的能源消费量仍处于较低水平。根据中国能源资源的特点和能源利用效率较低等实际情况,中国已确定开发与节能并重,近期把节能放在优先地位的能源方针。在今后一个相当长的时期内,中国将优先开发煤和水电;大力勘探并积极开发石油和天然气;在严重缺能地区将有计划地建设核电站;广大农村大力发展生物质能沼气和薪炭速生林,推广新型炉灶;积极开展新能源的科学试验和示范利用工作。
中国能源形势
作为世界上最大的发展中国家,中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯,居世界第三位;基本能源消费占世界总消费量的l/10,仅次于美国,居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家,发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点,日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来,中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993 年起,中国由能源净出口国变成净进口国,能源总消费已大于总供给,能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
世界能源消费预测
据IEA发布的《世界能源展望 2007》预测,全球2005年到2030年间的一次能源需求将增加55%,年均增长率为1.8%。能源需求将达到177亿吨油当量*,而2005年为 114亿吨油当量。化石燃料仍将是一次能源的主要来源,在2005年到2030年的能源需求增长总量中占到84%。石油仍是最重要的单种燃料,尽管它在全球需求中的比重从35%降到了32%。2030年的全球石油需求量将达到1.16亿桶/日,比2006年多出3200万桶/日(增长了37%)。从绝对数量上看,煤炭需求量增幅最大,与近年来的飞速增长保持一致。在2005年到2030年间煤炭需求量将上升73%,其在能源总需求中的比例也将从25%提高到28%。煤炭用量增长大多来源于中国和印度。天然气的比例适度的增加,从21%上升到22%。电力用量将翻一番,它在终端能源消费中的比例将从17%上升到22%。预计要满足全球对能源的需求,大概需要在能源供应基础设施方面投入22万亿美元的资金,筹措所有的投资资金将具有挑战性。
发展中国家的经济和人口增长最快,在参考情景中占全球一次能源消费增长量的74%。仅中国和印度就占全球增长量的45%。OECD国家占五分之一,转型经济国家占其余的6%。总的来看,到了2015年,发展中国家的能源需求在全球能源市场中占47%,在2030年占一半以上,而目前仅为41%。发展中国家在全球所有一次能源(非水利可再生能源除外)需求中所占的比重将增加。全球能源需求增长量约有一半用于发电,另外有五分之一用于满足交通运输需求,其中大部分是基于石油的燃料。
世界石油市场预测
1.世界石油价格
世界石油价格定义为石油精炼企业的年平均进口原油收购成本。本文描述了三种不同的油价。基准情景代表了当前对OPEC可能行为的判断,OPEC可以通过调整产量使世界石油价格维持在22-28美元/桶范围内。据估计,OPEC将是中期国际石油市场的主要供应者,因此它的产量决策将对世界油价有很大影响。世界低油价情景代表未来市场石油生产竞争激烈并且供应充足。高油价情景代表OPEC出于非经济原因,制定较低的石油产量目标,内部团结且能够形成市场垄断。
2.世界石油供应
据预测,2025年的世界石油供应将比2001年增加4400万桶/天。产量的增加不仅来自OPEC国家,也来自非OPEC产油国。然而,总增加量中可能只有40%来自非OPEC国家。在过去20年中,非OPEC产油国的石油产量增加导致OPEC的市场占有率远远低于其历史最高市场份额 1973年的52%。新的勘探和开采技术、工业成本降低、政府对厂商的财税优惠政策都有利于非OPEC产油国石油生产量的继续增加。未来20年中石油需求增加量中的60%将由OPEC成员国产量的增加来完成,而不是依靠非OPEC产油国。预计在2025年OPEC石油产量比其在2001年的产量高出 2500万桶/天。预计OPEC组织2010年的生产能力比前期预测的略少。一些分析家提出OPEC可能通过保留生产能力扩张的策略来追求价格继续攀升。
3.储量与资源量
石油资源基准可以分为三类:已探明储量(已探明但未开采的石油),储藏增长值(主要由于技术因素增加了油气的回收率,导致储量的增加),未发现储量(有待通过勘探发现的资源)。美国、前苏联、中南美洲以及非洲的储量增长较快,而前苏联和中南美洲的未发现储量较大。
4.世界其他机构预测的价格
数家分析机构对石油价格进行了预测,预测结果的差别较大。原油价格在未来的20年中,价格基本维持在20~25美元/桶的水平。
生物能源
生物能源(又名生物质能)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料,通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。只要适当地执行,生物质能也是一种宝贵的可再生能源,但要看生物质能燃料是如何产生出来。
目前全球范围正在炒做用玉米、小麦、食糖等粮食来制造汽油等能源来满足日益增长的需求,以及过高价格带来的过高成本。
为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源,是国民经济的重要物质基础。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
能量转化
各种能源形式可以互相转化,在一次能源中,风、水、洋流和波浪等是以机械能(动能和位能)的形式提供的,可以利用各种风力机械(如风力机)和水力机械(如水轮机)转换为动力或电力。煤、石油和天然气等常规能源一般是通过燃烧将燃烧化学能转化为热能。热能可以直接利用,但大量的是将热能通过各种类型的热力机械(如内燃机、汽轮机和燃气轮机等)转换为动力,带动各类机械和交通运输工具工作;或是带动发电机送出电力,满足人们生活和工农业生产的需要。发电和交通运输需要的能源占能量总消费量的很大比例。据预测,20世纪末仅发电一项的能源需要量将大于一次能源开发量的40%。一次能源中转化为电力部分的比例越大,表明电气化程度越高,生产力越先进,生活水平越高。
节能
节能的中心思想是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的措施,来更有效地利用能源资源。为了达到这一目的,需要从能源资源的开发到终端利用, 更好地进行科学管理和技术改造,以达到高的能源利用效率和降低单位产品的能源消费。由于常规能源资源有限,而世界能源的总消费量则随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高越来越大,世界各国十分重视节能技术的研究(特别是节约常规能源中的煤、石油和天然气,因为这些还是宝贵的化工原料;尤其是石油,它的世界贮量相对很少),千方百计地寻求代用能源,开发利用新能源。
能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
随着我国城镇化进程的不断推进,能源需求持续增长,能源供需矛盾也越来越突出,迫在眉睫的问题是,中国究竟该寻求一条怎样的能源可持续发展之路?业内官员和学者认为,为了实现能源的可持续发展,中国一方面必须“开源”,即开发核电、风电等新能源和可再生能源,另一方面还要“节流”,即调整能源结构,大力实施节能减排。
开发新能源和可再生能源是能源可持续发展的应有之义。我国的能源供应结构里,煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分,新能源和可再生能源开发不足,这不仅造成环境污染等一系列问题,也严重制约能源发展,必须下大力气加快发展新能源和可再生能源,优化能源结构,增强能源供给能力,缓解压力。
我国的核电装机容量不到发电装机容量的2%,远低于世界17%的平均水平,应当采取有效的措施,解决技术路线、投资体制、燃料保障等问题,使我国核电发展的步子迈得更大一些。同时,我国的风电资源量在10亿千瓦左右,目前仅开发几百万千瓦,应当对风电发展进行正确引导,促进用电健康可持续发展。
走能源可持续发展之路,从大的能源结构来讲,还是要加快发展核电。最近一两年,从中央到国务院,都坚定了加快发展核电的信心,今年以来核电的工作力度也在加大。在今后一个时期,在优化能源结构方面,核电的比重、速度要保持相对快速的增长,规模要在短期内有比较大的提升。不光是沿海,还要逐步向中部地区发展。
节能减排是能源可持续发展的必由之路。侯云春表示,我国能源需求结构不合理突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重,缓解能源供需矛盾问题,从根本上就是大力节约和合理使用,提高其利用效率,严格控制钢铁、有色、化工、电力等高耗能产业发展,进一步淘汰落后的生产能力。同时,还要大力发展循环经济、积极开展清洁生产,全面推进管理节能,大力推广节能市场机制,促进节能发展,广泛开展全民节能活动。
能源危机
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。1913年,英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时,时任海军上将的邱吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。伴随着人类社会对能源需求的增加,能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。两次世界大战中,能源跃升为影响战争结局、决定国家命运的重要因素。法国总理克莱蒙梭曾说,“一滴石油相当于我们战士的一滴鲜血”。可见,能源安全的重要性在那时便已得到国际社会普遍认可。20世纪70年代爆发的两次石油危机使能源安全的内涵得到极大拓展,特别是1974年成立的国际能源署正式提出了以稳定石油供应和价格为中心的能源安全概念,西方国家也据此制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
当前世界所面临的能源安全问题呈现出与历次石油危机明显不同的新特点和新变化,它不仅仅是能源供应安全问题,而是包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题在内的综合性风险与威胁。
作为世界上最大的发展中国家,中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯,居世界第三位;基本能源消费占世界总消费量的l/10,仅次于美国,居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家,发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点,日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来,中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自 1993年起,中国由能源净出口国变成净进口国,能源总消费已大于总供给,能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。