可再生能源的主要问题在于
可再生能源发展面临的主要问题仍然是成本较高、市场竞争力弱。降低可再生能源产品成本、改善其经济性的根本途径就是大力推进并改善可再生能源的产业化、规模化发展。但是,我国可再生能源的产业化、规模化发展仍面临如下问题。
1.市场成熟度低,保障能力不足
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
不幸的是,有许多严重的问题可供选择。我将在下面列出它们,从最严重的开始。
可再生资源产生“铭牌”能力的时间百分比非常低。在德国,能源转变的第一个例子,太阳能仅在 11% 的时间内产生其额定功率输出,这意味着您需要在 89% 的时间内进行备用。对于风能,这个数字要好一些,但它们也保持在 15% 到 25% 之间(取决于离岸陆上,以及每年的风量),所以同样,85% 到 75% 的时间需要备用.
由于风能和太阳能的能量密度非常低,因此您需要非常大的装置来收集能量。这意味着必须首先投资大量材料(钢、混凝土、玻璃、光伏面板、支架、电缆等)。所有这些材料都必须生产,消耗各种资源和大量能源。一个 3 兆瓦的风力涡轮机是用 200 吨钢材建造的,钢材是用煤制成的。因此,可再生能源的实际二氧化碳排放量比大多数人意识到的要高。
所有技术装置的使用寿命都是有限的。在某个时间点,安装不再起作用。所以你必须更换安装。随着规模的扩大,这将是一个严重的问题。例如,如果您在整个美国安装了 10 亿块太阳能电池板,所有这些太阳能电池板的使用寿命为 30 年(= 保证使用寿命 + 10 年),那么您每天必须更换超过 90.000 块太阳能电池板,以维持文明的其余部分。仅第一次安装的成本(保守估计)约为 5000 亿美元;更换面板的成本约为每天 4500 万美元。风力涡轮机也是如此。
在上面的例子中,10 亿块太阳能电池板将产生大约 250 吉瓦,但前提是太阳以适当的角度照射。这大约相当于美国电力供应的一半。因此,您将需要更多,更多。
但如果你这样做,太阳照耀的时候你的电会太多,晚上的时候你的电就不够了。好的,那么存储呢?一个严峻的事实是,即使是电池工程师最疯狂的梦想,他们也无法想出一个能够存储这么多能量的解决方案。即使是已经建成的最大规模的电池装置也只能提供所需的一小部分。见下文。
这种巨大的电池在能源方面是世界上最大的,仅可提供 50 兆瓦的电力,持续 6 小时。在那之后,它是空的。
可再生资源主要只生产电力。那么,对于汽油(汽油)、供暖、工业流程、航空、航运等众多其他消费,该怎么办?
总之,可再生能源肯定会对电力消耗产生一些影响,特别是在电力昂贵的地区(岛屿),但在我们大规模使用能源的情况下,它不会产生太大影响。全球统计数据证实了这一点:太阳能仅占全球电力需求的1% ,风能约占 3%。因此,全球计划大规模新建燃煤产能以满足需求的增长。
然而,其中主要是废物燃烧和生物燃料。
生物燃料已被证明在减少二氧化碳排放方面效率低下,应尽快停止使用。废物燃烧主要是塑料(即精炼油)
如果你在这张图中引入太阳能和风能,它们几乎看不到。请记住,在投入数万亿美元之后,几乎看不到。
然而,幸运的是,我们的能源需求有一个解决方案,它是清洁的、非常安全的、非常强大的、24/7/365 工作并且可以使用 10.000 年。
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。
2、清洁,非常低的污染,不能说无污染 的原因在于,大规模利用可再生能源以后 ,对环境的影响有些还未表现出来,如盐 城地区,大规模风电场的出现,对于候鸟 就可能产生影响。但是,总的来说目前没 有发现明显的污染加大的现实。
3、可循环使用,这是确定的,这是由于 可再生能源本身的定义所确定的
4、目前的开发成本仍然较高,这主要是 因为,可再生能源的能量密度大多数比较 低,例如,太阳能每平方米的理论功率只 有1kW左右,生物质能的单位重量的发热 量只有煤的一半不到(秸秆的发热值约为 3000大卡/公斤)等,对于低的能量密度 ,要形成规模化效应,只有规模化应用, 即遍地开花的应用才能达到。由于可再生 能源的能量密度低,它们的开发成本低
其次,当前可再生能源主要以电能形式为人类所使用。但在当下能源需求结构中,电能消费只占人类活动整体能源消费的一小部分,而很多产业如交通运输、冶炼等热能消费产业高度依赖于化石能源。况且,相比于煤炭、***、石油等化石能源,电能尚无法实现大规模存储,只能在消费时同时供给。另外可再生能源受气候因素、昼夜、潮汐等自然因素影响不能平稳输出所需电量。
最后,
生产可再生能源设备需要耗费大量能源。我们在探讨可再生能源的各种优点,为我们造福的同时,可否想过生产可再生能源设备时的主要能源从哪里来?答案自然是化石能源,风力发电机组需要大量的钢材,而生产这些钢材需要消耗大量煤炭。据相关数据统计可知,如果让风力发电,满足全球25%的电力需求,将需要约4.5亿吨钢铁,这就意味着将消耗约3.2亿吨煤。约占全球煤炭年产量4.1%。
由此可见,虽然可再生能源有着清洁且可循环利用的优势,但由于受各种物理性质的限制,尚无法很好满足人类社会需求,更谈不上替代化石能源。可以说在未来相当长的一段时间内,人类社会都将从根本上依赖于化石燃料。
积极发展新能源,加大新能源产业化的研究与开发力度,争取在发展新能源的世界竞赛中占据领先地位。
新能源是相对于现有以化石能源为主体的常规能源而言。新能源的概念一般是指通过新技术和新材料开发利用的能源,新能源常常又是可再生能源,主要包括:太阳能、风能、地热、生物质能、海洋能和氢能。新能源的特点是清洁,可再生。近年来,出于对化石能源枯竭的防范、解决本国化石能源资源不足问题以及环境保护的考虑,许多国家重视发展新能源和可再生能源。我国虽然化石能源资源较为丰富,但人均能源极低,而且化石能源的使用给环境和交通运输带来极大的破坏和压力,发展新能源的需求日益增长。改革开放以来,我国在新能源和可再生能源方面开展了较广泛的科研工作,虽然投资比重不大,但涉及的范围较广,特别是结合农村和边远地区的需要,进行了有针对性的应用推广,取得了较为实用的效果。但由于国家的支持力度不够,新能源的产业基础较为薄弱,经济效益比较低,产品的质量、标准化和系列化都有不少问题。目前,我国能源生产的新能源产品多属于小型级产品,如小型风力发电机,平板式太阳能热水器、太阳灶、单晶太阳电池、生物质气化炉、沼气配套设备,地热发电和潮汐电站设备。试制和小量生产的产品有:太阳能真空管集热器、多晶和非晶硅太阳电池、太阳能干燥器、10千瓦级风力发电机、小型波浪发电装置等。我国的新能源技术已有一定的基础,但要形成一个产业仍有相当长的路要走,国家对新能源的发展给予大力支持是非常必要的。(作者:中国社会科学院工业经济研究所 史丹)
(编
以提供电力及燃气等能源,能源原料均依靠进口,包括石油、煤及天然气。而境外核能占中国香港供电20%。据统计,中国香港年花约 146 亿度电。C) 中国香港使用可再生能源的可行性研究报告中国香港机电工程署在2000年展开了一项在中国香港使用可再生能源的可行性报告。研究本港各种可再生能源的发展潜力,及探究与本港广泛使用可再生能源有关法律、机制、推广等各种问题。我们相信中国香港是适合发展可再生能源。我们会从两方面讨论:1)从外国例子看中国香港地理环境上发展可再生能源的潜力;2)从访问中了解中国香港发展可再生能源的难处。我们先看第一个值得参考的外国例子:A)日本东京东京和中国香港都是国际大都会,地少人多,耗电量大,拥有丰富的经济条件。现时,东京积极推行太阳能发电,太阳光发电设备的引进量约有三十二万千瓦且为世界第一,证明东京在推行太阳能发电是非常成功的。不但如此,日本亦广泛地使用一种新的焚化炉,可以把废物的体积减少达 90%,因此可以延长堆填区的使用寿命,适合像中国香港这个狭小的地方。日本之所以能够成功是由于 *** 十分一致地支持这可再生能源的发展并提供补贴和配套法规政策,令焚化技术在日本能够广泛使用。B)台 *** 湾,地少人多,工业生产与经济活动密集,能源消耗量庞大。为了改善能源问题,台湾进行了太阳能发电。中国香港同样是个地少人多,缺乏天然能源,经济活动密集的地方,能源消耗量亦十分庞大。 中国香港这个面积只有大约1000平方公里的地方,人均耗电量在亚洲高踞第4位。台湾和中国香港是位于热带的地方,较近赤度,阳光充沛,与台湾有多方面的处境十分相似。因此,太阳能发电是十分适合中国香港。C)访问为了作深入探究,我们访问了一位资深的通识老师。该通识老师认为中国香港适合发展可再生能源, *** 不发展是受着政治因素的限制,不是有技术上与资金上的限制。在技术上,中国香港有足够的人才发展。中国香港有23000亿美元的外汇储备,所以并没有资金上的问题。中国香港还是不能全面使用太阳能发电是因为没有大量市民表达对建设可再生能源的诉求。而且,中国香港可以向内地购入煤发电,所以 *** 认为中国香港没有必要发展可再生能源。他认为垃圾焚化不是不能发展,但是发展了以后有可能会鼓吹制造更多垃圾的风气。即使焚化后的排放物可以用作制造砖头与马路, *** 也不愿创新,因为要负上另外的责任。中国香港可再生能源的发展步伐停滞不前是因为受到政治上的因素影响, 而不是中国香港没有技术与资金。讨论与分析根据中国香港使用可再生能源的可行性研究报告,中国香港的潮汐、水力和地热都不足以发展,不是理想的可再生能源的来源。虽然风力发电在报告撰写当年,发电效能高,但是,相对今天2010年中国香港的发电量,不是十分可取。从我们讨论过的两个国外城市例子,可以看见中国香港有潜力发展太阳能和垃圾焚化发电。先说太阳能,台湾及东京人和楼宇都非常密集,城市空间不大。但日本人善用楼宇的面积,包括天台和外墙等,将太阳能技术融入楼宇设计,小小的面积便能提供约大量电力。香中国香港 无论是日照时间和日光强度(低纬度)都比台湾和东京大,若大规模发展城市太阳能,再加上引入一些较高效能的技术(纳米太阳能和太阳能窗等),必能为中国香港市民带来一定的能源。每 1 平方米的光伏板每年可产生 121 千瓦时。如果中国香港所有土地都装上横向光伏板,总发电量便为每年 1
330 亿千瓦。(中国香港每年平均使用146亿度电)至于垃圾焚化发电方面,中国香港有绝对的优势。美国其中一个垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦,每天处理垃圾60万吨。。对于中国香港,每天制造2
660公吨废物的地区来说,垃圾焚化发电一方面可以提供充足电力,另一方面可以解决堆填区的问题。所以,中国香港无论在地理、环境和天然资源方面都适合发展可再生能源。另外,中国香港 *** 有23000亿美元的外汇储备,所以,资金上也没有难处。至于人才和技术方面, *** 一方面可以从外地引入人才,购入技术培养专才,甚至作带领的角色,推动商界研发技术和培养人才。但是,正如上述访问提到,中国香港唯一发展的障碍就是不良的政治和社会文化风气。中国香港市民对可再生能源的认识和意识不高。中国香港 *** 亦倾斜于商家和发展商,对于这些长远、高风险、较低回报的再生能源发展项目,反应并不积极。总括来说,中国香港地理和技术上都有潜力发展可再生能源,唯一的障碍就是在政治和社会文化上的反对声音。
参考: alecwsp 上