德国可再生能源供电目标提前15年,德国可再生能源是否实现了“大跨步”?
德国可再生能源供电目标提前15年,德国可再生能源是否实现了“大跨步”?
该国的可再生能源提上一个新台阶,这次归功于风能和太阳能基础设施的扩张,在这个加速发展的时代以后人们就不会在面临资源短缺问题了。对此我还有以下几点看法:
一、什么是可再生能源?
1.太阳能:我们可以利用太阳辐射的光通过太阳能电池转换成电力,也可以利用太阳的即热气来把水加热就是我们常见的太阳能热水器。
2.风力发电:风力发电是由风的力量转动扇叶来带动发电机发电,扇叶越长风速越快就能截取越多的风能。
3.海洋能:海洋覆盖地表三分之二以上并隐藏着丰富的海洋能源,其中包含了波浪能、温差能、潮汐能、潮流能等。
4.地热能:是来自地球内部深处的能量和机油钻井取得地底热水等。
二、可再生能源有什么作用?可用到哪些地方?
相对比石油、煤炭等化石燃料污染空气来说可再生能源在自然界可以循环再生,取之不尽用之不竭,是一种清洁绿色低碳的能源,可再生能源是中国多轮驱动能源体系的重要组成部分,对于改善能源结构,保护生态环境,应对气候变化具有重要的意义,同时可再生能源就发生在我们日常身边,现在很多农村家庭依然保持着太阳能热水器,还有很多将废弃物进一步炼化转换成能量等。
三、过度开采不可再生能源的危害有哪些?
就像是石油煤炭就是不可再生能源,如果长期大量使用肯定会对我国的空气质量造成影响,这些生活废气和工业废气的排放都可能是造成气候变暖的原因之一,所以对于新能源的开发我们一定要大力支持。
因为他们很有可能要发展新能源技术。在很早之前他们就已经开始大力发展新能源技术了,现如今德国开始加大可再生能源投入,加上新燃煤发电厂投入运行,德国电力市场在2010年前后出现明显了电力供应过剩现象,为了改变这种现状他们必须开始调整。现如今受到各种因素影响,加上岛国地区核武器污染严重,已经让他们开始越来越恐惧核电,加上切尔诺贝利核爆炸、核废料运输车厢污染事件事故严重发生后,德国人在人民生命安危上一向是很严谨,所以才不得不考虑放弃核电,毕竟核电危害实在是太大了,一般人根本承受不起。
在民众压力之下,德国最终计划于2021年前彻底放弃核电。虽然德国地区核电技术一直很成熟,但是还是有全国多数民众反对扩大核电建设,他们更加害怕核电站爆炸后引发更多危害,导致人民无法健康生活下去,所以才不得不放弃核电,在众多民众压力之下,放弃核电站。虽然现如今德国对于核电还是比较依赖,但是他们已经在找许多应对方法了,争取找到方法可以替代核电。
为了人民健康安全着想,即到2022年,德国成为世界上首个不再使用核能工业大国。彻底放弃核电,也给德国造成了一定经济影响,对于他们来说损失一定是巨大,还面临着能源公司诉讼赔偿问题,但是他们依旧不坚持选择,可见他们在这方面已经是下定决心要放弃了,未来可再生能源将成为德国电力市场主宰,用另外一种能源替代核电,持续加大对可再生能源投入。在这一点上,我们许多人需要向德国学习这种精神,大力发生新能源也是对环境有好处。
根据该报告,未来10年间,德国的户用屋顶光伏将新增装机140吉瓦左右,占德国新增发电装机总量的80%以上。
德国电力公司表示,近年来,可再生能源电力在德国越来越受重视,并逐渐成为德国能源产业未来发展的重点。在可再生能源电力占比不断提高的趋势下,未来要满足新增的电力需求,很需要增加大量可再生能源电力。
而在各类可再生能源电源中,光伏将成为德国电力系统的“干将”。《光伏杂志》援引德国行业咨询机构Energy Brainpool的观点指出,目前,户用屋顶光伏是德国最流行、接受度最高的可再生能源电力形式,并将在德国未来的电力系统中扮演重要角色,是决定德国能源转型成功与否的关键所在。据测算,德国户用屋顶光伏发电项目的潜在可开发规模能达到上百吉瓦。
德国电力公司同样强调,未来10年,装机规模在100千瓦以下的户用屋顶光伏将是德国新增发电装机的主力,将助力德国实现气候变化目标,同时防止德国出现电力供应短缺的情况。
德国联邦能源与水业协会发布的最新数据显示,2019年上半年,德国可再生能源发电占比已经高达44%,创下新的 历史 纪录。而按照2019年德国政府发布的能源转型目标,到2030年,德国可再生能源发电占比需要达到65%。有批评人士指出,如果德国政府再不进行改革,很可能错失完成这一目标的机会。
在此背景下,今年德国政府动作不断:先是在上半年取消光伏发电上限限制,还允许因新冠肺炎疫情导致建设受阻的光伏项目延期完成;后又在9月初公布新版光伏发展规划,要在2021—2028年间,对总装机规模为18.8吉瓦的光伏发电项目进行公开招标,每年光伏发电项目招标规模最低为1.9吉瓦,最高为2.8吉瓦。
不过,Energy Brainpool依然认为,目前的规划不足以让德国顺利实现气候变化目标。据德国联邦网络管理局的数据,2018—2019年,德国光伏发电新增装机规模分别为3吉瓦和4吉瓦左右;而今年前7个月,德国光伏发电新增装机只有2.8吉瓦左右。对照未来10年德国对清洁电力新增装机的需求,近年来德国光伏发电装机量的增速远远不够。
Energy Brainpool表示,德国应该上调光伏发电新增装机目标,从目前的每年5吉瓦提升至6—12吉瓦区间;2030年后,这一增量至少需在14吉瓦以上。
为此,Energy Brainpool建议德国政府出台强制性执行政策,要求在所有新建建筑上安装屋顶光伏系统。同时,该机构还呼吁加强智能电表等电力配套设施的更新换代,简化100千瓦以下规模屋顶光伏系统的余电上网销售流程,以及适时推进无补贴屋顶光伏项目的开发工作。
德国人受到二战的影响,所以德国一直反对核能,德国对二战的反思比邻国日本要深刻得多。核能虽然是和平利用核能,但也有制造原子弹的可能。此外,上世纪美苏冷战在全球范围内制造了核危机。所以德国的作为核大国之一,就将核能视为威胁。
德国如何解决国内的发电问题?
德国可再生能源主要通过使用大型太阳能发电厂和生物质发电厂来解决,它们可以将电能直接转化为热能,然后输送到德国的主要发电厂和德国使用的常规电力。电网直接竞争因此使电能的使用更安全、更高效。此外,德国还鼓励和支持完善发电设施设备,在核电投资上更加谨慎。此外,德国也意识到,核电不仅可以减少德国的碳排放,对德国的环境保护也有一定的促进作用。
德国迫于压力才选择关闭核电。
自从日本福岛核电站爆炸后,核电成为人们关注的焦点。虽然发展核电在一定程度上有利于国家的长远发展,但目前对核裂变的控制技术并不完善,没有办法消除核辐射的影响。因此,为了安全起见,许多国家开始拒绝使用核能。特别是在欧洲,出现了反核复兴,德国被迫选择停止发展核电。
德国放弃核电选择什么发电?
德国放弃核电后,转而选择使用火电。火电厂燃烧的煤炭会产生大量二氧化碳,带来严重的空气污染问题,而核电厂相对清洁。德国作为世界上最早进入现代化的国家之一,科技实力雄厚,工业生产需要大量电力。德国在如何发电方面也存在问题。尽管有多种发电方式。但在世界范围内,使用燃煤电厂是一种高污染、高能耗的方式,正逐渐被发达国家所摒弃,而核电则被纳入清洁能源范畴。
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。
能源评论
2022年8月4日17:01
关注
前不久,德国联邦网络管理局(能源监管机构)发出警告:没有俄罗斯天然气,德国熬不过冬天。如果北溪一号天然气管道不能恢复正常供气或继续限制流量,德国能源形势可能会进一步恶化。这意味着因天然气紧缺带来的价格猛涨必然传导到终端用户。作为主要调节电源的燃气发电受阻,难以配合新能源发电项目运行,电力的稳定供应将面临很大风险。更为悲观的预测是,能源短缺的状况会持续3~5年,成本继续上升,德国正面临由能源危机而引发的国家危机,欧洲最大的经济体将走向衰退。不难发现,这与德国长期以来致力于能源清洁低碳转型的目标背道而驰,令人扼腕叹息。
多年来,德国的能源转型被津津乐道,似乎已成为国际上的样板,我国新能源补贴政策的研究制定也不难看到德国的影子。但自俄乌冲突发生以来,包括德国在内的欧洲国家经历了能源供给短缺、价格飙升的困局,也暴露了能源转型的复杂性和长期性。纵观德国的能源转型历史,并对其实践成果进行分析评估,能为我国的能源电力高质量发展提供有益镜鉴。
能源转型的先行者
德国是欧洲第一大经济体,一次能源消费总量从2005年的4.8亿吨标煤降至2019年的4.3亿吨标准煤(国际能源署数据),目前能源进口依存度(净进口量与可用总能源的比率)约为64%,尤其在原油和矿物油产品方面,德国的进口依存度高达97%,天然气则为89%,煤炭为44%。自20世纪90年代起,德国推行能源转型政策,2020年可再生能源发电量占比达到46%,在大国中位居前列。
德国能源转型的动因主要源于三方面,一是20世纪70年代的石油危机使德国不堪重负,发展可再生能源可以实现就近供应,减轻经济负担;二是应对气候变化,降低温室气体排放量;三是降低化石能源的进口依存度。
经过30多年的转型实践,德国的能源转型取得了显著进展,成为欧洲乃至世界的先行示例。
德国的电力结构发生了重大变化,可再生能源发电量比例已由2000年的6%上升到2020年的46%,其中风电和太阳能发电量占2020年总发电量比重大于31%。德国还制定了2030年将可再生能源发电量提升至65%的目标。
在需求侧,德国一直推进能效提升行动,特别是在建筑领域,采取技术创新和政策措施等综合手段持续改进能效。有数据表明,德国在过去30年将能效提升了近30%。
风电和光伏发电迅猛增长
德国能源转型成功的标志是风电和光伏发电得到了迅猛增长,占比持续上升,这主要取决于三个因素。
首先,此成果离不开政府的强力推动。德国于2000年首次颁布《可再生能源法》,后根据执行情况和效果进行了8次修订,内容涉及新能源上网电价调整、补贴分摊、并网技术管理要求以及如何参与电力市场竞争等。2022年7月8日,德国政府审议通过了包括《可再生能源法》在内的能源政策一揽子法案修订,旨在加快可再生能源发展,强化联邦政府应对天然气发电不足紧急调用备用电力(比如煤电)的政策选择等。持续的修订是由于法律在实施的不同阶段暴露出一些问题,比如过度补贴造成资金入不敷出和消费者负担上升过快的问题、新能源发电新增规模与电网发展不匹配问题、全额保障收购带来的效率损失问题等。政府通过制定出台《可再生能源法》和滚动修订来从法律上激励风电和光伏发电的开发,在相当长时期内以固定价格收购其上网电量并实行全额收购,有力促进了新能源发展。
其次,公众对能源转型的认同度高,也能够承受较高的电价。德国社会对于生态环境有着强烈的危机意识,大多数人对于摆脱化石能源持支持态度,并愿意为此付出经济代价。
最后一个因素是用好了市场这只无形的手。自2017年起,德国政府不再以指定价格收购绿色电能,而是采用拍卖竞价机制来确定每年能享受补贴的新能源开发规模和投资者。这不仅推动了新能源技术进步、成本降低和效率提升,也减轻了消费者的负担。
由于风电和光伏发电固有的间歇性,很多专家担心用户的供电质量和可靠性指标会有所下滑。但实际上,德国多年来全国负荷趋于稳定,2020年最高负荷为7600万千瓦,仅常规电源装机总量就达到1.1亿千瓦,加上跨国联络线2000万~3000万千瓦的交换能力,合计远超过最高负荷,确保德国即使不计新能源发电量,也能支撑起全社会用电需求。在调度管理上,长期以来德国实行“自下而上”的“自平衡”运行模式,全国有2700个平衡单元,实时运行中各平衡单元偏差由四大输电网运营商统筹负责,从而显著降低整个系统的平衡压力。
根据德国联邦网络管理局的公开资料,2020年电网终端用户平均停电时间创造2006年以来的最短纪录,为10.73分钟。由此可见,随着可再生能源占比持续增加,在分布式新能源加快发展的背景下,其供电可靠性并未受到影响。
转型之路突遇“寒冬”
2021年,国际上包括一次能源在内的大宗商品价格大幅上涨,给世界各国的经济社会运行带来较大冲击。特别是俄乌冲突爆发以来,欧洲国家饱受能源短缺和价格飙升之苦,德国也是深受其害,预计今年冬天天然气大量短缺,届时大量工厂将很可能暂停运转。近日,德国副总理兼经济和气候保护部长罗伯特·哈贝克在接受媒体采访时表示,德国企业将不得不停止生产、解雇工人,供应链将崩溃,人们不得不贷款支付取暖费。
此轮能源危机深受地缘政治冲突的影响,其结果是欧洲蒙受的损失不可估量,德国首当其冲,危机何时结束,尚有很大的不确定性。回顾德国的转型之路,从能源转型的“样板”到如今深陷能源危机的局面,有三点教训值得正在经历能源转型的大国汲取。
一是德国的能源战略不够成功。德国早在2013年就宣布将于2022年关闭所有核电站,2019年宣布2038年前淘汰煤电,腾出的空间由新能源发电和气电弥补。但目前核电和煤电发电量总计超过三分之一,这样的激进战略致使德国在当前的能源危机面前举步维艰。一方面,失去俄罗斯气源使德国气电出力大打折扣,冬季取暖能源缺口很大;另一方面,增加的新能源发电弥补不了核电和煤电激进退出所造成的缺口。
据最新报道,德国和欧洲其他多国计划重启煤电度过这场危机。可以说,德国的能源战略忽略了国家的能源安全和外部抗风险能力,短期目标和中长期目标脱节,远水解不了近渴,不能说是成功的战略。
二是新能源补贴政策难以为继。德国的补贴政策虽然刺激了光伏发电和风电的快速发展,但羊毛出在羊身上,高额补贴同样带来高电价问题。2015年,德国居民用电量占比为26%左右,其平均价格为2~2.4元/千瓦时,在西欧国家中是最高的,其中新能源补贴附加在居民电价中占比达到20%以上,家庭用电负担沉重,后来的补贴退坡政策也是不得已而为之。
三是电网基础设施滞后问题始终未能解决。德国的新能源早期主要采用分散开发的模式,考验的是配电网的适应水平和接纳能力。近年来,随着北海及波罗的海风电的规模化开发,北电南送问题逐步显现。新建南北直流输电通道的方案进展缓慢,主要是由建设输电走廊涉及征地难度大、环保政策制约、周期长、干扰多等因素造成的。从某种意义上讲,电网基础设施滞后是影响德国新能源继续大规模增长的主要瓶颈。
激进转型必有代价
通观德国能源转型,我国也能从中得到三点启示。
第一,能源安全始终是首要目标。推动能源清洁低碳转型、应对气候变化是人类的共同使命,大力开发风电及太阳能发电是加快能源转型的战略性举措,必须长期坚持。然而,能源转型必须建立在确保能源安全的基础之上,先立后破,不能急于求成。德国能源战略的失误源于激进的弃核弃煤政策。其传统能源的供应主要来源于外部,由于俄乌冲突何时结束难以预料,德国的能源危机注定会持续几年,德国寻求俄罗斯能源替代方案的经济代价预计会更高,加之新冠肺炎疫情和通胀冲击,若出现经济衰退就不足为奇了。相比之下,我国政府一直高度重视能源安全问题,反复强调立足国情推动煤炭清洁低碳高效开发利用,抓住机遇大力发展可再生能源,截至目前成功地应对了此轮全球性能源危机。这充分证明了我国政府高水平的战略预判能力和宏观调控能力。
第二,长远来看,发展新能源能够明显降低能源供应风险。据英国石油公司统计,2021年全球化石能源消费占比仍达到82%左右,石油、天然气和煤炭跨国贸易主要依靠美国、俄罗斯、中东等国家及地区,存在因政治、经济、军事干预而中断的风险,给世界能源安全带来持久的忧患。另外,风电和太阳能发电资源丰富,分布相对均衡,随着技术进步和成本下降,开发潜力巨大,就地就近分散供应是减少化石能源集中配置风险的有效对策。经历本轮能源危机,国际上也得到了新能源发展步伐还需进一步加快的启示。我国也应从中汲取教训,加大新能源的发展力度,提高抵抗能源风险的能力。
第三,应树立系统思维,推动新能源高比例融合发展。按照目前的趋势,我国新能源在未来相当长时期内将保持高速增长。新能源出力具有间歇性的特点,而用户的可靠性指标又不能降低,这给电力系统保供带来的挑战不可低估。实际上,国内专业机构对新型电力系统发电的构建和运行规律的认知尚处于初级阶段,比如,构建一个区域级高比例新能源发电(电量占比为30%~60%)的仿真型电力系统,并进行电力电量平衡仿真研究、稳定特性解析的案例至今没有出现,在这方面德国的现有经验值得借鉴。
下一步,我国应抓紧研究论证,坚持以电力为中心推进能源转型,坚持电力系统源网荷储整体协同配置,坚持电源的多元化路径,坚持电源与电网协调发展。一边发展,一边探索,不断解决暴露出来的问题,为我国的能源转型提供有力支撑,助力“双碳”目标顺利实现。
(作者系国网能源研究院原院长)
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亏虚男士有福了,小心别补太过,睡前吃它,真实调理肾亏肾虚
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用户ya1pyck
太阳能电池板
江苏网友
8月6日
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用户ya1pyck
每家每户安装独立的太阳能电池板,多余的电卖给国家电网
江苏网友
8月6日
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1
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。
德国、美国、日本三个国家是主要的利用太阳能的国家,西班牙则发展迅速。德国太阳能装机容量在2007 年达到1328MW,占世界新增容量的47%。是目前全球最大的太阳能发电市场,而西班牙是增长最快的市场之一,2007 年新增太阳能光伏发电装机容量640MW,同比增长480%,成为全球新的第二大市场。美国市场新增220 MW,同比增长57%,只有日本在政府取消了一定的政策补贴后增速下降了22%。清洁能源包括核能和“可再生能源”。可再生能源包括水能、太阳能、风能、生物能、地热能、海洋能、核能等。目前,新能源里只有水、核、太阳能、风能得到较多的推广,太阳能和风能因资源地域分布广,可以采用集中式和分布式利用方式进行较大范围的应用,尤其是太阳能,正逐步走进居民日常生活,其他大多新能源则因条件限制未能得到大规模利用。在中国目前的能源结构里面,煤炭占了70%,水电、核能等新能源加起来才只占8%,我国能源消费仍严重依赖传统能源。而在德国,可再生能源发电比重由2000年的不足7%上升至近25%。而且在能源转型计划下,德国的目标是到2050年将可再生能源比重增加至80%,并将能源消耗减少50%。同时,计划到2020年和2050年分别将温室气体排放减少40%和80-95%。在我国光伏市场仍以大型光伏电站为主,分布式发展较晚,从2013年才得到较大推广。大型地面电站主要集中在西北等荒漠地带,虽然发电效益好,但经济落后,电量无法就近消纳,造成很大资源浪费和电网负担。分布式则集中在经济发达地区,目前新增装机量虽很大,但总体比例仍较小,电力不够消纳。
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。