可再生能源的现状与发展前景
从我国可再生能源发展现状来看,基于我国的资源禀赋与负荷中心呈逆向分布特点,资源和负荷匹配相对较差,且部分地区就地消纳困难“三北”地区电源结构中调峰电源相对较少,特别是自备电厂供热机组比例较大,在冬季供热期调峰能力进一步受限我国经济进入了新常态,电力需求放缓,装机出现了相对过剩辅助服务政策不到位,或落实不力可再生能源发展建设速度较快,配套电网规划建设相对滞后,电能通道输送能力尚待提高。
总体来讲,“十三五”时期要积极稳妥地发展水电,全面协调推进风电的开发,推动太阳能的多元化利用,因地制宜地发展生物质能,加快地热能开发利用,同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标:供热系统中太阳能热水器80000万平方米,地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨,生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。
可再生能源是重要的能源资源,开发利用可再生能源具有以下重要意义:
1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多,人均能源消费水平低, 能源需求增长压力大,能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本 上解决我国的能源问题,不断满足经济和社会发展的需要,保护环境, 实现可持续发展,除大力提高能源效率外,加快开发利用可再生能源 是重要的战略选择,也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基 本要求。
2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石 能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,二 氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保, 开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农 村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区,能源基础设施落后,全 国还有约 1150 万人没有电力供应,许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再 生能源资源丰富,加快可再生能源开发利用,一方面可以利用当地资 源,因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题,另一 方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源,使可再生能源成 为农村特色产业,有效延长农业产业链,提高农业效益,增加农民收 入,改善农村环境,促进农村地区经济和社会的可持续发展。
4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。同时, 可再生能源也是高新技术和新兴产业,快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对 调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会 的可持续发展意义重大。
当前,国际石油价格一再飙升,能源消费大国苦不堪言,因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。
到如今为止,可再生能源在全世界的研究热潮方兴未艾,其原因之一,是能源危机日益临近,照2003年的煤炭开采速度,中国的煤炭还可以开采80多年,而中国,是世界上煤炭储藏量最多的国家。海湾地区的石油,在不足四十年之内,也将枯竭。我们设想,如果这一天到来,我们人类会怎么办呢?
所以,无论那个国家,都在瞄准这一方向努力,希望获得技术突破,从而在真正的危机来临之前,摆脱被动的局面。获得世界的主导权。这是一个国家的战略的问题。有一个西方的政治元老说的好,“二十一世纪的能源科技,将会极大的改变世界的政治格局和地缘政治。”
可再生能源的意义远不止此,它还将改变人们的观念。可再生能源是大自然赋予我们的慷慨的礼物,它能极大的摆脱资源的限制,从而减少资源争夺的争斗,给世界带来和平。天凤海雨,取之不尽,用之不竭。并且能从此摆脱人类发展工业带来的环境困扰。它的意义,无论怎样形容,都是毫不过分的。将会给人类带来不仅是生活方式并且还有观念上的新的革命。
再生能源目前取得突破性进展的是风力发电。我国起步较早,但现在落后了。可以看我的《我国风力发电落后的原因》。目前我国的风力发电机组单机容量不大,而国外正在开发的已经达到了7500千瓦,投入运行的德国的风力发电机组已经达到单机容量5000千瓦。落后了不只一代。这两年我国一窝蜂的上风力发电机组,其主机都是从国外进口的,目前发电的成本还高于火电,要靠国家的财政补贴才能度日,就算这样,完全收回成本,也需要十年时间。也就是说,十年之中,我们是给洋鬼子扛活。做洋奴。
除了风力发电,生物质能发电也方兴未艾,主要是直接燃烧生物质,例如秸秆发电,目前国电集团有很多小热电机组投产,效益不错。它的发电方式和常规火电差不多,使用的是链条炉。没有多少技术创新之处。另外的主要是沼气发电,利用细菌发酵产生沼气,燃烧后推动燃气轮机,发电效率较高。但是造价不菲,光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了,最好用半发酵的原料,比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂,但是技术也主要是引进的,光菌种的使用专利,就是不小的费用。太能能发电,在我国近年也有较快的发展,单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内,把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说,尽管太阳能电池板价格下降比较快,它发电的成本竟然是火电的五倍多,投入商业运营还有漫长的路要走。
上面说的几种发电方式,其最大的缺点是在电力系统中无法做主力机组,不能满足电力的大量使用,并且稳定性差。比如风力发电,尽管我国的风力资源很丰富,但是由于风力发电的不稳定性,它的电量经过潮流计算,大约只能占到总发电量的百分之十,如果机组过多,就会影响整个电网的稳定运行,因为风力是不可控的。而另外形式的发电机组,发电量又比较小,难以满足需求。
另外,还有潮汐发电,世界上最大的潮汐电站装机容量达到了20多万千瓦,已经十分可观了。以中国的海岸条件来说,能量密度不大。潮头最高的是浙江、广东沿海。最高的地区潮头达到了8.5米左右。另外还有必须建拦海大坝,施工相当复杂、困难。坝体的维护、机器的防海水腐蚀都需要不菲的费用。费用不说,坝址的选择多有困难。目前我国的海洋局作了海水的能源考察报告,认为我国目前可以开发的潮汐电站大约有一千万千瓦。那么这么一点电量,是远远不能满足需求的。
我国的能源政策,以前写入教科书的是:“大力开发水电,适当发展核电,控制发展火电。”主要是关停小的火电机组。热电例外。我国的电网实际状况是:火电发电量占百分之八十,水电占百分之二十。其余是核电,还占不上个零头。别的发电方式基本可以忽略不计。最近的政策我尽管不了解,但是大力发展核电肯定是提上了日程。因为我国的小水电开发的还不错,能够被利用开发的水电资源也不会很多了。火电日益向大机组、大容量发展。目前已经投产运行的最大的火电机组是100万千瓦。
核电的问题大家尽管不太了解,我个人了解的也不是很深入,但是我想谁也不愿意生活在一个原子弹旁边。这是不得已而为之的一种举措。前苏联的切尔诺贝利电站的泄露事件依然让世人心有余悸。
既然那么多发电方式都有问题,难道能源问题就没有出路了吗?答案是否定的,车到山前必有路。能源的短缺其实是相对的。一方面是燃料价格的不断上扬,一方面随着科学的进步,可再生能源的价格在不停的下降。当二者持平的时候,投资必然向后者倾斜。一个新时代就到来了。但是完全满足电力的需要,除核电外,别的只能作为补充。而不能担任主力机组。这是我们面临的主要问题。也就是说,不发展核电,我们是不是另有出路,这是个问题。
目前显现曙光的是海水的波浪能发电和海流发电。这是比较好的发电方式。不仅国家的研究机构,民间的研究机构和个人也都在一直不停的探索。这种探索甚至可以追溯到三十年前,一位福建的农民用波浪发电船发出了7千瓦功率的电。它的大规模实验还是较近的事。英国投入了大量的资金搞这方面的研究,这个国家地域狭小,资源贫乏,但是四面环海,海洋能十分丰富。另外研究波浪能走在前面的是日本鬼子。
全世界波浪利用的机械设计数以千计,获得专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854-1973年的119年间,英国登记了波浪能发明专利340项,美国为61项。在法国,则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。
60年代,日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产,产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外,还出口,成为仅有的少数商品化波能装备之一。
该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒,靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气,推动涡轮机发电。
日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩,实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案,继续研究改进。
但是我国政府的重视程度明显是不够的,在三十年的时间里,投入的研究经费才一千万多,够几个干部买几辆轿车的钱。而英国在五年的时间里,就投入了数十亿英镑。
波浪能发电的好处显而易见,就是规律性强,能量周期性变化短,如果有大规模的蓄能装置,(比如水库)是可以大规模发电并且作为主力机组的。如果获得突破,取代火电的地位是完全有可能的。
如果要想使波浪能发电取代火电的话,蓄能环节必不可少,最便宜的蓄能方式就是水库,所以,我个人认为,岸上蓄水库加常规水轮发电机组的模式应该是研究方向。也就是说,利用海水的波浪能提水,送到岸边建立的蓄水库里。理由无他,主要是蓄水库蓄能最经济,并且不象常规拦河坝蓄水库一样需要建立很大的大坝。因为河水随着季节变化很大,有丰水期和枯水期。而大海水面几乎是不变化的。另外的理由是在岸上建立蓄水库施工极为方便,没有工程难度,并且维护费用比拦河坝节省多了。对海水腐蚀的影响也比较小。
区别于常规能源,太阳能、风能、地热能、还有潮汐能、生物质能等等都是目前提倡推广的一些能源。
太阳能常见的以光热、光伏应用为主,光伏发电目前关于太阳能电厂的项目也有不少,关于上网电价的讨论还在继续,项目在建,政策也在摸索。光热用的较多,但都是比较分散。目前国家在太阳能建筑一体化方面以及太阳能建筑应用上,有政策支持,按照可再生能源建筑应用示范的一些说法,会有财政资金补助。
风能目前用的多的就是风电厂,上了许多大项目,发改委说风电产能过剩,可再生能源学会的一些专家也说并不过剩,但事实上还是多少存在问题,主要也是一些电价啊,成本啊什么的 政策层面的东西以及可操作的东西还急需完善。
地热能在建筑方面的应用近几年发展很快,和太阳能一样,地源热泵在建筑的应用在示范城市、示范农村 会由财政补贴的,技术也很成熟了,当然这个应用和当地的地质水文条件关系很密切,有些地方不适合搞,但盲目的上项目造成一些不必要的后续损失,还有同一个地点,施工质量也会对制热制冷效果有明显的影响,这些环节都很重要。
生物质能在农村有丰富的资源,目前也有一些推广,例如沼气,有些地方在政府也有补贴的,在在农村也比较易于推广,沼气池建设也简单,原料也不缺。
总的来说,不管哪种能源项目,用户对接、市场需要为重要。这样像一些大的项目不至于成本太大,但产能得不到利用;或小的项目盲目跟风,不切合本地的气候条件、建筑需求,日后也会很麻烦的。
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
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。