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。
新能源:开发利用可再生能源,发展太阳能利用、地热发电、大功率风力发电、潮汐发电、生物质能发电技术。发展核能技术,对先进压水堆、空间核电源、高性能燃料组件等予以重点攻关。
另外,波能、可燃冰、煤成气、微生物将成为人类广泛应用的新能源。
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染再生能源。据科学家推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。近年来,在各国开发的新能源的计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运转8年,电厂的发电成本虽高于其他发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,从目前看,均运行良好。
可燃冰:这是一种与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰体融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据科学家测算:可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤成气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤生产68立方米气 从泥炭到肥煤,每吨煤产生130立方米气 从泥炭到无烟煤每吨煤产生400立方米气。科学家估计,地球上煤成气可达2000万亿立方米。
微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,科学家利用微生物发酵,可将它们制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油所配制的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减少了大气污染。科学家还研究成功利用微生物制取氢气,开辟了能源的新途径。
可再生能源利用:能量梯级利用多是以煤和天然气的燃烧作为高中温段热能的来源。太阳能是一种可再生的清洁能源, 已被广泛应用于供热与采暖。此外,对聚光太阳能的能势探索,使光伏发电的大规模利用成为可能。因此,未来太阳能将会成为一项重要的能量来源,也将是能量梯级利用中不可或缺的组成部分。除太阳能外,还有利用生物质、地热、污水等可再生能源的技术也已取得很大进展。所以需要在能量梯级利用系统中,关注可再生能源利用技术的发展。
多能互补的分布式能源系统:在天然气、柴油和煤的基础上,开发生物质、太阳能、风能、氢能、水能等多种能源的利用。在供能端将不同类型的能源进行有机整合,提高能源利用效率,减少弃风、弃光、弃水现象。在用能端将电、热、冷、气等不同能源系统进行优化耦合,同时综合考虑经济性以及用户的舒适性,提供安全可靠的能源,实现能量梯级利用率最大化。
能源动力系统温室气体控制:在化学能梯级利用与二氧化碳的富集有机结合的基础上,发展的多能互补分布式供能、多联产系统、太阳能热动力系统以及二氧化碳零排放等能源技术。