可再生能源利用技术中包括哪些

可再生能源替代主要从新能源开发入手。

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。

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。

国际能源署（IEA）对2000～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自可再生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年内非水利的可再生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%。

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。

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。

世界太阳能开发利用现状及我国太阳能产业发展的思考

高 峰

�(中国科学院资源环境科学信息中心 兰州 730000)

摘要：太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用 的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，其开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源 带来的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。当前， 太阳能开发利用技术及其推广应用突飞猛进，1997年，全球太阳能电池的销售量增加了40% ，成为全球发展最快的能源。太阳能热水器已形成行业，正以其优良的性能价格比不断地 冲击燃气、电热水器市场；太阳能热电站也已商业化，是大型太阳能电站的希望所在；光电 技术发展更快，表现在光电转换效率的不断提高和光电池制造成本的不断下降以及各种新型 太阳能电池的问世。各国对太阳能的开发利用给予了极大关注，突出表现在各国政府推出的 光伏计划，如德国的“千顶计划”，日本的“朝日七年计划”以及美国的“百万屋顶计划” 等。以色列在其房屋太阳能热水器安装率达80%的情况下，更是明文规定，凡新建房屋必须 配置太阳能热水器。我国太阳能开发利用有其成功之处，但也存在诸多问题和不足。在综合 分析我国太阳能开发利用现状的基础上，对进一步发展我国太阳能产业进行了如下思考：① 重视太阳能 开发利用，迎接太阳能经济时代；②加大投资力度，实施强化的光电发展战略；③加大政策 优惠程度，扶植太阳能热水器行业；④发挥资源优势，转化产业优势。

在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保 严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点问题。而能源问题将更为突出，不仅表现在 常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温 室效应都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源 的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步 ，大规模地开发利用可再生洁净能源。太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得 到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担纲重任，成为21世纪后期的主导能源。�

1 太阳能与化石能源的简要比较

1．1 化石能源带来的问题

(1)能源短缺

由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满 足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能 延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年〔1〕。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。

(2)环境污染

当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。 这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。

(3)温室效应

化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国 际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。

1．2 阳能资源及其开发利用特点

(1)储量的“无限性”

太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍〔2〕。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。�

(2)存在的普遍性

虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。�

(3)利用的清洁性

太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。

(4)利用的经济性

可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费，有关研究结果表明〔3〕，太阳能热水器已具很强的竞争力。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。

1.3 21世纪后期太阳能将占主导地位

世界各国，尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性，各国专家都看好太阳能等可再生能源，尽管目前太阳能的利用仅在世界能源消 费中占很小的一部分。如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪， 太阳能的世纪。据权威专家估计〔4〕，如果实施强化可再生能源的发展战略，到下世纪中叶，可再生能源可占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中， 太阳能处于突出位置。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究结果(如图1所示) 表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第二位，21世纪末太阳能将取代核能居第一位〔5〕。壳牌石油公司经过长期 研究得出结论，下一世纪的主要能源是太阳能；日本经济企划厅和三洋公司合作研究后则更 乐观地估计，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能〔2〕。正如世界观察研 究所的一期报告所指出：正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流。其最新一期 报告则指出，1997年全球太阳电池的销售量增长了40%，已成为全球发展最快的能源①①。

2太阳能开发利用技术及其产业化的现状与发展趋势�

人类利用太阳能已有几千年的历史，但发展一直很缓慢，现代意义上的开发利用只是近半个 世纪的事情。1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳能开发 利用的新篇章。之后，太阳能开发利用技术发展很快，特别是70年代爆发的世界性的石油危 机有力地促进了太阳能开发利用。经过近半个世纪的努力，太阳能光热利用技术及其产业异 军突起，成为能源工业的一支生力军。迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归 结为太阳能热利用和光利用两个方面。太阳能利用的具体形式和用途如图2所示〔2〕。�

图2太阳能利用系统

2.1太阳能热利用及其产业发展�

根据可持续发展战略，太阳能热利用在替代高含碳燃料的能源生产和终端利用中大有用武之 地。从图2可以看出，太阳能热利用具有广阔的应用领域，可归纳为太阳能热发电(能源产出 )和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形 成产业的当属太阳能热水器和太阳能热发电。�

2.1.1 太阳能热水器�

在世界范围内，太阳能热水器技术已很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击 电热水器市场和燃气热水器市场。国外的太阳能热水器发展很早，但80年代的石油降价，加 之取消对新能源减免税优惠的政策导向，使工业发达国家太阳能热水器总销售量徘徊在几十万平方米。据报道，1992年国外太阳能热水器总量为45万m2，其中日本为20万m2，美国 为12万m2，欧洲为8万m2，其他国家为5万m2。世界环境发展大会之后，许多国家又开 始重视太阳能热水器在节约常规能源和减少排放CO2方面的潜力，仅据美国加州首府萨克 门托市的计划，到2000年太阳能热水器将取代该州47000套家用电热水器；到2000年日本太 阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器 。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。1992年销售量为50万m2 ，为世界其他各国销售量之和；1995年销售量翻番，达100万m2。据初步统计，1997年我 国太阳能热水器销售量300万m2，目前，我国从事太阳能热水器研制、生产、销售和安装 的企业达到1000余家，年产值20亿元，从业人数1.5万人能源工程，1999 ，(1)：59。但从房屋的热水器安装率来说，以色列已达80%，日本为11%，台 湾达2.7%.〔6〕.，我国在千分之几左右，其太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。国 际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展，目前其产品的发 展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层， 以减少热量损失；聚脂薄膜的透明蜂窝已在德国和以色列批量生产。.

随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高，太阳能热水器必将逐步替代电热水器和 燃气热水器。虽然太阳能热水器目前仍存在市场价格高、受季节和天气影响的不利因素，但 太阳能热水器具有不耗能、安全性、无污染性等优势，而且随着技术的发展其经济性也逐渐 显露出来。表1为三种热水器的经济指标比较结果.〔3〕.，从中可以看出，太阳能热水 器在经济上已具有较强的竞争力。��

表1三种热水器经济指标对比

项目品种寿命(年)

使用天数 (天)

购置费用�(元)

运行费用�(元)

总投资�(元)

备 注

太阳能热水器

10～15

300*2300

250

2550

均以日

产水量电热水器

5～8

300

1000

4500

550080kg

水温40燃气热水器

6

300

5003

700420

0～60℃计算

*有关专家认为该数字应为250天左右。��

2.1.2 太阳能热发电技术�

80年代太阳能热利用技术的最大突破是实现了太阳能热发电的商业化。Luz国际公司在美国 南加州自1984年至1991年共建造了9个柱形抛物槽镜分散聚光系统的太阳能热发电站，总功 率为354MW，约占当地电网容量的2%〔7〕。9座电站中最大的容量为80MW，约有900条 聚光槽组成。由于美国政府和州政府先后在1991年取消对太阳能电站的投资减免税优惠政策 ，迫使第10号电站停建，公司宣告破产。另一颇具实力的Solel公司也在致力于太阳能热发 电，它于1992年接收了破产的Luz公司的技术，将开发市场瞄向澳大利亚、以色列和北美洲 。Solel公司自称具有建造300MW大型太阳能热发电站的能力。该公司已开始在澳大利亚建造 一座70MW的槽型太阳能热发电装置，并计划在以色列建一座200MW的电站，同时正在洽谈在 北美洲和另两洲建三座电站，每座200～300MW。Solel公司在澳大利亚的另一目标是2000年 的悉尼奥运会，它和米尔斯公司将合建一个太阳能热发电的联合体，为奥运村旅馆和运动会 主会场提供10MW的电力〔7〕。希腊政府1997年开始实施一项500MW的太阳能热发电 项目，计划于2003年完工，届时将是世界上最大的太阳能电站。此外，它的阿莫科石油公司 将在印度沙漠地区建造一座更大的太阳能热电站沙特阿拉伯《中东报》，1997年12 月1日报道。�

目前，太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是：①30～80MW线聚焦抛物面槽式太 阳热发电技术(简称抛物面槽式)；②30～200MW点聚焦中央接收式太阳热发电技术(简称塔式 )；③7.5～25kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。在上述三种技 术中，抛物面槽式领先一步，美国加州的9座太阳热发电站可以代表槽式热发电技术的发展 现状。塔式太阳热发电技术也是集中供电的一种适用技术，目前只有美国巴斯托建的一座叫 “SolarⅡ”的电站，功率为43MW，该电站成功运行两年后，两家美国电力公司计划建两座1 00MW的电站〔8〕。为了提高塔式电站的效率，有人提出了一种新想法〔8〕， 把带有太阳能塔的定日镜阵列附加到先进联合循环电站上作为燃料节省装置，采用甲烷重整 工艺，以太阳能提高天然气等级。抛物面盘式太阳热发电技术很适合于分散式发电，可以在 偏远地区用作独立系统。作为太阳能供电的一种方式，太阳热发电技术在经济上是可行的， 而且有较大的市场潜力。在美国加州的太阳热发电站建造过程中，由于技术进步及容量的增 大，电站的装机造价和发电成本显著下降，1984年Ⅰ号电站(14MW)造价为5979美元/kW，发 电成本26.5美分/kWh；到1990年的Ⅷ号电站(80MW)，造价降至3011美元/kW，发电成本降到 8.9美分/kWh.〔9〕.。因此，抛物面槽式在太阳能丰富的地区，经济上已能与燃油的 火力电站竞争。我国西南电力设计院曾对西藏地区以引进Luz公司太阳能热电站进行估算， 如果考虑设备的折旧和还贷，太阳能热电站和火力发电站的发电成本均为1.1元/kWh，如果 不考虑设备折旧，仅计入运行和维护费用，则太阳能电站的发电成本为0.1元/kWh，而火力 发电站的成本为0.8元/kWh.〔9〕.。有人估算过13种太阳热电站在不同日照射条件下 的发电成本.〔8〕.，结果表明，随着年产电量的增加，主要是随着机组容量的增大、 日射强度的增高、部件和系统的进一步改进，发电成本显著下降。进而对地中海国家的太阳 能热发电应用进行过可行性研究，认为太阳能的热利用在这一地区具有特殊重 要性，具有巨大的市场潜力。一方面，地中海国家技术水平高、资金雄厚，且有很好的太阳 热发电示范和早期商业化基础；另一方面，未来几十年里，地中海国家能源需求量大，每年 要新增5～6GW，加之该地区太阳能资源丰富，年辐射强度大于1700kWh/m\+2的面积达到700 万km\+2，太阳热可发电容量达1200GW，是目前全球电力需求的4倍。所有这一切形成了地中 海地区广阔的太阳能热发电市场。� 2�2太阳能光电技术及其产业�

2.2.1太阳能光电已成为全球发展最快的能源�

50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开了光电技术的序幕，也揭开了人类利用太阳能 的新篇章。自60年代太阳电池进入空间、70年代进入地面应用以来，太阳能光电技术发展迅 猛。世界观察研究所在其最近一期研究报告中指出，利用太阳能获取电力已成为全球发展最 快的能量补给方式。报告说，1990年以来，全球太阳能光伏发电装置的市场销售量以年平均 16%的幅度递增，目前总发电能力已达800MW，相当于20万个美国家庭的年耗电量太阳能，1998，(4)：22。�

2.2.2提高转换效率、降低成本是光电技术发展的关键�

当前影响光电池大规模应用的主要障碍是它的制造成本太高。在众多发电技术中，太阳能光 电仍是花费最高的一种形式，因此，发展阳光发电技术的主要目标是通过改进现有的制造工 艺，设计新的电池结构，开发新颖电池材料等方式降低制造成本，提高光电转换效率。近年 来，光伏工业呈现稳定发展的趋势，发展的特点是：产量增加，转换效率提高，成本降低， 应用领域不断扩大。目前，世界太阳电池年产量已超过150MW，是1944年产量的两倍还多， 如表2所示。单晶硅太阳电池的平均效率为15%，澳大利亚新南威尔士大学的实验室效率已 达24.4%；多晶硅太阳电池效率也达14%，实验室最大效率为19.8%；非晶硅太阳电池的稳 定效率，单结6～9%，实验室最高效率为12%，多结电池为8～10%，实验室最高效率为11.83 %.〔10〕.。表3��〔11〕�为有关研究人员所做的太阳能电池组件的效率预测。由于 生产规模的扩大，生产工艺的改进，晶体硅太阳电池组件的制造成本已降至3～3�5美元/W �p，售价也相应降到4~5美元/W�p；非晶硅太阳能电池单结售价3~4美元，多结售价为4～5 美元/W�p��〔10〕�。与十年前相比，太阳光电池价格普遍降低了20%。最近，瑞士联邦 工学院M·格雷策尔研制出一种二氧化钛太阳能电池，其光电转换率高达33%，并成功地采用 了一种无定形有机材料代替电解液，从而使它的成本比一块差不多大的玻璃贵不了多少，使 用起来也更加简便��〔12〕�。可以预料，随着技术的进步和市场的拓展，光电池成本及 售价将会大幅下降。表4��〔13〕�为地面用光伏组件成本/价格的预测结果，表5为美国 国家可再生能源实验室对太阳电池成本与市场的关系所做的估计��〔14〕�。对比表4， 表5，可以看出，2010年以后，由于太阳能电池成本的下降，可望使光伏技术进入大规模发 展时期。��

表2世界光电组件的产量及年增长率

年份1989199019911992199319941995199619971998

年产量(MW)42.047.054.058.261.070.781.090.612 2150年增长率(%)12%15%8%5%16%15%12%35%23%�

表4地面用太阳能电池组件成本/价格预测(美元)

电池种类1990199520002010

单晶硅3.25/5.402.40/4.001.50/2.501.20/2.00

多晶硅3.00/5.002.25/3.751.50/2.501.20/2.00

聚光电池3.00/5.002.00/3.301.20/2.001.00/1.67

非晶硅3.00/5.002.00/3.331.20/2.000.75/1.25

薄膜硅2.00/3.331.20/2.000.75/1.25

CIS2.00/3.331.20/2.000.75/1.25

CdTe1.50/2.501.20/2.000.75/1.25�

表5太阳能电池成本与市场的关系

太阳能电池成本�(美元/峰瓦)可进入的市场

＞6少量应用2～5通信、边远地区

1～2城市屋顶系统＜1大规模发电

表3商品化光伏直流组件效率预测(%)

电池技术199019952000 2010

单晶硅12151822

浇铸多晶硅11141620

带状硅12141721

聚光器(光电池)17202530

非晶硅(包括叠层电池)5～67～91014

CuInSe\-2-8～101214

CdTe-8～101214

低成本基片硅薄膜-8～101215

球粒电池-101214\= 2�2�3光伏新技术发展日新月异�

近年来，围绕光电池材料、转换效率和稳定性等问题，光伏技术发展迅速，日新月异。晶体 硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和低成本多晶硅电池。限制单晶硅太阳电池转 换效率的主要技术障碍有：①电池表面栅线遮光影响；②表面光反射损失；③光传导损失； ④内部复合损失；⑤表面复合损失。针对这些问题，近年来开发了许多新技术，主要有：① 单双层减反射膜；②激光刻槽埋藏栅线技术；③绒面技术；④背点接触电极克服表面栅线遮 光问题；⑤高效背反射器技术；⑥光吸收技术。随着这些新技术的应用，发明了不少新的电 池种类，极大地提高了太阳能电池的转换效率，如澳大利亚新南威尔士大学的格林教授采用 激光刻槽埋藏栅线等新技术将高纯化晶体硅太阳能电池的转换效率提高到24.4%，他在1994 年5月表示能用纯度低100倍的硅制成高效光电池，约在10年后采用该类电池的太阳能发电成 本可降至5～8美分/kWh.〔15〕.。光伏技术发展的另一特点是薄膜太阳能电池研究取得 重大进展和各种新型太阳能电池的不断涌现。晶体硅太阳能电池转换效率虽高，但其成本难 以大幅度下降，而薄膜太阳能电池在降低制造成本上有着非常广阔的诱人前景。早在几年 前，澳大利亚科学家利用多层薄膜结构的低质硅材料已使太阳能电池成本骤降80%，为此， 澳大利亚政府投资6400万美元支持这项研究，并希望10年内使该项技术商业化.〔16〕.。�

高效新型太阳能电池技术的发展是降低光电池成本的另一条切实可行的途径，近年来，一些 新型高效电池不断问世。专家推断，只要有一二种取得突破，就会使光电池局面得到极大的 改观。�

(1)硒化铜铟(CuInSe\-2,CIS)薄膜太阳能电池..〔17〕.：1974年CIS电池在美国问世，1 993年美国国家可再生能源实验室使它的本征转换效率达16.7%，由于CIS太阳能电池具有成 本低(膜厚只有单晶硅的1/100)、可通过增大禁带宽度提高转换效率(理论值为单晶30%，多 晶24%)、没有光致衰降、抗放射性能好等优点，各国都在争相研究开发，并积极探索大面积 应用的批量生产技术。�

(2)硅-硅串联结构太阳能电池〔18〕：通过非晶硅与窄禁带材料的层叠，是有效利用 长波太阳光，提高非晶硅太阳能电池转换效率的良好途径。研究表明，把1.3ev和1.7ev光 学禁带度组合起来的薄膜非晶硅与多晶硅串联电池转换效率最高。它具有成本低、耗能少、 工序少、价廉高效等优点。�

(3)用化学束外延(CBE)技术生产的多结Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池〔19〕：Ⅲ-Ⅴ族化 合物(如GaAs,InP)具有较高的光电转换效率，这些材料的多层匹配可将太阳能电池转换效率 提高到35%以上。而这种多层结构很容易用CBE法制作，并能以低于1美元/W�p的成本获得超 高效率。�

(4)大面积光伏纳米电池〔20〕：1991年瑞士M.Grtzel博士领导的研究小组 ，用纳米TiO\-2粉水溶液作涂料，和含有过渡族金属有机物的多种染料及玻璃等材料制作出 微晶颜料敏感太阳能电池，简称纳米电池。计算表明，可制造出转换效率至少为12%的低成 本电池。这种电池为大面积应用于建筑物外表面提供了广阔的前景。�

2.2.4各国的光伏计划雄心勃勃�

随着太阳能光电技术的日趋成熟和商业化发展，太阳能光电技术的推广应用有了长足的进展 。目前，已建成多座兆瓦级光伏电站，最大的是位于美国加州的光伏电站，容量为6.5MW. p，现正在希腊克里特岛建造的一座阳光电站，容量为50MW.p，估计2003年可建成供电，总 投资1775万美元新能源，1997，19(2)：23。而在美国准备建造的另一座电 站规模将达到100MW.p，已与太阳能热发电站容量相匹敌。除此之外，一些国家推出的屋顶 计划将更引人注目，显示了阳光发电的广阔应用前景和强大的生命力。1990年，德国政府率 先推出的“千顶计划”，至1997年已完成近万套屋顶光伏系统，每套容量1～5kW.p，累计 安装量已达33MW.p，远远地超出了当初制定的计划规模。日本政府从1994年开始实施“朝 日七年计划”，计划到2000年安装16.2万套屋顶系统，总容量达185MW.p，1997年又再次 宣布实施“七万屋顶计划”，每套容量扩大到4kW.p，总容量为280MW.p。印度于1997年12 月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。意大利1998年开始实施“全国太阳能屋顶 计划”，总投入5500亿里拉，总容量达50MW.p。而最雄心勃勃的屋顶计划当属1997年6月美 国总统克林顿宣布实施的美国“百万屋顶计划”，计划从1997年开始至2010年，将在百万个 屋顶上，安装总容量达到3025MW.p的光伏系统，并使发电成本降到6美分/kWh。上述各国屋 顶计划的实施，将有力地促进太阳能光电的应用普及，使太阳能光电进入千家万户。�

与此相呼应，当前世界上实力雄厚的10家光伏公司，虽然目前的生产能力都不大，但都有雄 心勃勃的扩展计划。各公司年产目标为：Kyocera公司和夏普公司60MW，BP太阳能公司50MW ，西门子公司和Solarex公司30MW，壳牌/Pilington公司和ASE公司25MW，Photo wott公司， AP公司和三洋/Solec公司15MW。据美国Spire公司预测，2003年世界光电池的生产能力将达 到350MW，而2010年的光电池组件交易量将达到700～4000MW/年②�。�

光伏技术发展的趋势，近期将以高效晶体硅电池为主，然后逐步过渡到薄膜太阳能电池和各 种新型太阳能光电池的发展。应用上将从屋顶系统突破，逐步过渡到与建筑一体化的大型并 网光伏电站的发展。�

2.3太阳能光电制氢�

70年代科学家发现：在阳光辐照下TiO2之类宽频带间隙半导体，可对水的电解提供所需能 量，并析出O2和H2，从而在太阳能转换领域产生了一门新兴学科--光电化学。随着光 电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成为发展氢能产业的最佳 选择。�

1995年，美国科学家利用光电化学转换中半导体/电介质界面产生的隔栅电压，通过固定两 个光粒子床的方法，来解决水的光催化分离问题取得成功〔22〕。其两个光粒子床概 念的光电化学水分解机制为：�

H2的光反应4H2O+4M°→2H2+4OH-+4M+�

O2的光反应4OH-+M+→O2+2H2O+4M°�

净结果为：2H2O→2H2+O2(其中M为氧化还原介质)�

近来，美国国家可再生能源实验室还推出了一种利用太阳能一次性分解成氢燃料的装置。该 装置的太阳能转换率为12.5%，效率比水的二步电解法提高一倍，制氢成本也只有电解法的 大约1/4〔23〕。日本理工化学研究所以特殊半导体做电极，铂对极，电解质为硝酸 钾，在太阳光照射下制得了氢，光能利用效率为15%左右〔24〕。�

在太阳能制氢产业方面，1990年德国建成一座500kW太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成 发电能力为350kW的太阳能制氢厂〔24〕。印度于1995年推出了一项制氢计划，投资4 800万美元，在每年有300个晴天的塔尔沙漠中建造一座500kW太阳能电站制氢，用光伏-电解 系统制得的氢，以金属氧化物的形式贮存起来，保证运输的安全新能源，17(3)，19 95，19。自90年代以来，德、英、日、美等国已投资积极进行氢能汽车的开发。美 国佛罗里达太阳能中心研究太阳能制氢(SH)已达10年之久，最近用SH作为汽车燃料-压缩天 然气的一种添加剂，使SH在高价值利用方面获得成功〔25〕，为氢燃料汽车的实用化 提供了重要基础。其他，在对重量十分敏感的航天、航空领域以及氢燃料电池和日常生活中 “贮氢水箱”的应用等方面氢能都将获得特别青睐。�

由于氢是一种高效率的含能体能源，它具有重量最轻、热值高、“爆发力”强、来源广、品 质纯净、贮存便捷等许多优点

2、地热能。地热能是来自地球深处的可再生热能， 它起源於地球的熔融岩浆和放射性物 质的衰变， 其利用可分成地热发电和直接利用两大类。如果热量提取的速度不超 过补充的速度，那麼地热能便是可再生的。不过，地热能的分布相对来说比较分 散，开发难度较大。 利用技术：直接燃烧、热化学转化、生物化学转化。

3、风能。风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源，特别是对沿海岛屿，交通 不便的边远山区， 地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到 的农村、 边疆， 作为解决生产和生活能源的一种可靠途径， 有著十分重要的意义。 即使在已开发国家，高效洁净的风能也日益受到重视。 利用技术：提水、风力发电、风帆助航、利用风能加热。

4、海洋能。海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和 散能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在於海洋之 中。 利用技术：潮汐能发电、波浪发电、海水温差能发电、盐差能发电、海流发电 。

5、生物能。生物质是指由光合作用而产生的各种有机体， 生物能是太阳能以化学能形式 贮存在生物中的一种能量形式， 一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来 源於植物的光合作用。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳 能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。 利用形式：直接燃烧、热化学转化、生物化学转化。

6、氢能。氢能是一种二次能源， 因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的，而不 像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采，这种能源总有枯竭的一天，而氢能 若能从中生产，则可望能抒解能源危机的警戒。

清洁能源包括：太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、水电、核能、新能源汽车、生物质能、天然气水合物等.

太阳能的应用非常广泛,可分为三大类：

太阳热利用,太阳能光伏发电,太阳能光化学.

太阳能的热利用方式有很多,比如,太阳房,太阳能干燥,太阳能除湿,太阳能空调系统,太阳光聚热发电,太阳能海水淡化等,最典型的应用就是太阳能热水器；

太阳能光伏,就是利用太阳能电池,直接把太阳能转换成电能. 太阳能光伏发电系统,太阳能充电器,太阳能路灯,太阳能汽车,.

太阳能光化学,模仿树叶合成有机物.

①、风力资源：陆地可开发风能约600万千瓦，加上近海的风电场，风电可开发容量达2000万千瓦，相当于2020年预计电力总装机容量的20％左右。我国正在积极开发第三代风力发电机组。特点是重量轻，单位面积获能大、可靠性高、装机费用低，发电成本将大幅下降。

②、生物质资源：生物质能作为一项低碳能源技术受到广泛的重视。英国、德国、法国、日本、美国及原苏联等国家早在50年代就利用厌氧消化技术处理城市和工厂污水，既治理了污染，又获得了能源。广东每年产生稻草、甘蔗渣在1000万～1500万吨之间，还有大量的城市和工业可燃废弃物及稻壳、蔗渣、木薯、速生林等能源作物，直接发电或通过热解气化供热发电，估计目前广东省的生物质能资源达到1000万吨标准煤。利用液化技术将生物质转换成液体燃烧替代石油是科学家的长期愿望，80年代在巴西、美国等国家已经实现。我国近年来为了进一步改进生物质能利用技术，提高利用效率，还开展了把秸秆等农林废弃物转换为优质气体、液化燃料等新技术的研究和开发，加上农业废弃物和城市有机垃圾，均可通过一定的工艺技术转换为电力，还可以直接、间接地转换为液体燃料，新的可再生能源的发展潜力仍然很大。

③、太阳能资源：广东属于亚热带地区，太阳辐射强而且濒临南海，广东省年均日照在2000小时左右，太阳能资源比较丰富。节能、环保的太阳能，每年日照时间超过2000小时的广东地区，广东日照时间长、辐射总量大，而且每年阴天只有60到80天；即使在阴天，太阳能热水器也能吸热，如果阴天的时间长了，还可以配合电能及煤气使用。利用太阳能热水器也非常省钱。以三口之家为例，初装费两三千元，但装好后每天至少省电八九度，一年就可省电费1000多元，两三年即可收回成本。国产太阳能热水器平均每平方米每年可节约100—150公斤标准煤，被动式太阳房平均每平方米建筑面积在暖期可节约20—40公斤标煤，太阳灶每台每年可节约柴草500—700公斤，节能和社会效益十分明显。当前广东太阳能利用有了一定数量推广应用的覆盖面，在缓解当前常规能源短缺和减轻生态和环境恶化等方面收到实效。

④、沼气：顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。由于农村燃料短缺，造成森林过度樵采，植被破坏，生态环境恶化。因地制宜，大力开发利用新能源和可再生能源，所以广东农村沼气的推广使用，可以直接引发农民的厨房革命，带动农村能源结构的调整，大大缓解了农村能源紧张问题，发展农村沼气对解决农民生活用能,促进农村地区脱贫致富，使农村经济和生态环境协调发展，对实现小康具有重大意义，改善农村的生产生活条件,增加农民收入,减少薪柴消耗,实现造林绿化,充分发挥山区和农村环境的生态屏障功能有非常积极的意义。沼气综合利用与生态农业和农村持续发展密结合，蓬勃发展，方兴未艾。

⑤、海洋能资源：广东的海洋能资源也较丰富。海水是取之不尽的资源，主要作为制盐原料和海洋能资源。广东省沿海有27个县市产盐，盐田总面积1.6万多公顷。海洋能资源有潮汐能、潮流能和波浪能等。可开发的潮汐能资源坝址，在大陆沿岸有23处，理论总装机容量为16.29兆瓦，年总发电量为32.24×106千瓦小时；上述这些条件是广东具备开发新的可再生能源的资源基础。

近几年新能源汽车成为汽车行业的大热门，各大汽车厂家都在研发新能源汽车；虽说现在新能源汽车在市场的保有量并不算很大，不过随着新能源汽车得到政策的青睐，新能源电池产业也受到重点关注。例如，锂电池深受行业关注，固态电池和燃料电池也以更加优异的性能被寄予厚望，在动力电池领域，可谓路线多元，同步推进。那么，未来是锂电池、固态电池、燃料电池齐头并进，还是氢燃料电池等引领潮流呢？

氢燃料电池技术是锂电池技术的替代者

以如今的加油站营运为例，燃料电池充能的背后，需要一整套能源生产和运输网络作为支撑。例如，加氢的背后氢气本身的安全问题、加注氢燃料时的安全及操作过程中的安全问题都不是一朝一夕可以解决的事情；通俗的说，加氢站储氢装置应该满足能承受高压、具备在线监测功能、发生危险自动报警、良好的经济性要求。

早在90年代，还没锂电池的时候，氢燃料电池车就以一种潜力巨大的新能源车的身份进入公众视野；在那段时间里，氢燃料电池车的前途是一片光明，而后的一段时间，氢燃料电池远远没有得到理想的发展。其实没人质疑氢燃料电池乘用车的市场前景。与其他能源相比，氢能具有显著的提取与应用优势，它不仅可以通过传统化石能源提取，还可以通过可再生能源制备，并具有燃热值高、清洁无污染、储运方便等优点。

氢燃料电池为何一直得不到发展？

燃料电池和我们常规概念里的电池又不一样，因为它不是储能设备，而是发电设备。专业的角度来讲，燃料电池是将燃料所具有的化学能直接转化成电能；例如，氢燃料电池核心是质子交换膜（只能让质子通过），这种膜将氢气分离成质子和电子（两个质子H+和两个电子e-），并让它们走两条路，质子通过质子交换膜与氧气氧化反应成水，流动的电子通过电路形成了电流，可以驱动及电动机或进入电池存储起来；通俗的说，燃料电池发电的最终产物就只有电和水。

既然燃料电池这么“环保”，是什么限制了其发展呢？燃料电池的核心技术在于——“质子交换膜”；而目前全球能够商业化供应氢燃料电池质子交换膜材料的公司除了美国杜邦之外，就只剩下日本境内的一家公司，但这家公司拒绝对任何国家销售该产品，这就为燃料电池的发展带来了阻碍。

众所周知，燃料电池的动力系统是导致燃料电池车成本增加的主要原因，而且后续的“充能”也是主要问题。一座加氢能力大于200公斤的加氢站建设成本在1000万元以上，如此高昂的建设成本显然是加氢站快速发展的最大障碍。再加上氢燃料电池的催化剂是铂金；要知道铂金全世界产量很低且价格昂贵，大概是黄金的2倍。

写在最后

回过头来看，加氢站的投资和普通加油站乃至充电站是不可比拟的投入。就算未来氢燃料将成为主流，但是目前的技术问题仍然没有取得关键性的进步，再加上目前的氢燃料需求者并不多。所以如果国内的氢能源想要在未来电池市场分一杯羹，技术问题仍然是当前的急需解决的关键。

来源：董秀成闲说能源

能源转型，并非易事，但难以逆转。能源转型，一场深刻革命，需要高度重视。能源转型，事关气候变化，是全球性博弈。能源转型，需要借助市场力和技术力。

一、全球能源结构现状决定能源转型将十分艰难

众所周知，能源问题事关人类文明，对人类社会发展具有重大意义。

能源可以划分化石能源和非化石能源，能源转型本质上就是化石能源与非化石能源之间的接替或博弈，也就是哪类能源在能源结构中占据主导地位。

另外，能源又可以划分为可再生能源和不可再生能源，而能源转型也是上述两类能源之间的转化或替代，核心是可再生能源逐渐取代不可再生能源，进而成为主导能源。

可再生能源，也就是那些可以再生的能源，范围十分广泛，主要包括太阳能、风能、水能、海洋能、地热能和生物质能等。

而不可再生能源，是指那些不可再生的能源，消耗一点就减少一点，如果无限消耗下去，最终将消耗殆尽，主要包括煤炭、石油、和核燃料等。

目前，从全球能源结构来看，占比最大的是石油，其次是天然气，再次是煤炭，其余依次为水电、可再生能源和核能等。

但是，总体来看，化石能源在能源结构中仍然占据主导地位。

从全球能源结构来看，2020年化石能源的耗用量占比约为83%，而非化石能源占比比约为13%，从占比上看，化石能源仍然为能源主体。

1．煤炭消费情况

从全球范围来看，煤炭整体消费增速从2003年开始下降，2014年达到高峰，随后便逐步回落，2020年全球煤炭总消费量为151.42艾焦耳。

从煤炭消费区域来看，亚太地区是全球煤炭的主要消费地区，2020年煤炭消费占比接近全球煤炭消费的80%。

而在亚太地区中，中国煤炭消费量最大，2020年在能源消费结构中占比为68%。

目前，中国也是世界最大的煤炭消费国，2020年中国煤炭消费占比为全球煤炭消费总量的54%，因此二氧化碳等温室气体减少排放的难度非常大。

2．石油消费情况

从全球范围来看，石油消费在2000-2019年期间保持稳定增长，年均增长率在1.15%。

从石油消费区域来看，亚太地区目前是全球石油消费的主要地区。

以2020年为例，亚太地区石油消费量占全球石油消费总量的40%，北美地区石油消费占全球石油消费总量的24%，欧洲地区石油消费占全球石油消费总量的16%。

从国家层面看，2020年石油消费最大的国家是美国，其次是中国，再次是欧盟。

3．天然气消费情况

最近十几年，全球天然气产业快速发展，2020年全球天然气消费量较2000年增加了60%，其中增长幅度最大的地区是中东地区。

目前，全球天然气消费量最大的地区为北美地区，其次为亚太带去，其他为欧洲地区、中东地区和前苏联地区等。

2020年，全球天然气消费量最大的国家为美国，其次为俄罗斯，然后是中国，其占亚太地区消费总量三分之一。

在进一步推进降低量的政策大环境下，预计全球天然气消费量保持上升趋势。

4．核能消费情况

进入21世纪以来，全球核能消费逐年下降。

2020年，核能为全球消费量最小的一次能源。

核能对于技术要求较高，主要分布在北美地区、欧洲地区以及亚太地区，在以发展中国家为主的中南美洲及非洲等地区消耗量极少。

由于核能安全事故曾经多次发生，而且导致后果十分严重，因此欧洲部分国家纷纷制定了政策，逐步关停了核电站，并向其他替代能源转移。

2020年，核能消费量最大的两个国家是美国与法国，美国核能消费量达到7.38艾焦耳，占全球比例为30%，而法国核能消费量为3.14艾焦耳，占全球比例为14%。

5．水能消费情况

2020年，全球水电消费量占一次能源的7%。

亚太地区水电消费量增加最为明显，主要增加在中国，其余地区大体保持平稳。

2020年，中国水电消费量最大，共消费11.74艾焦耳，占全球比例为30.77%。

北美地区、南美地区和欧洲地区水电消费量最高的国家分别为加拿大、巴西和挪威，加拿大和巴西水电消费量占其一次能源消费比例超过25%，挪威水电占比接近65%。

6．其他可再生能源情况

最近几十年来，全球可再生能源发展迅速。

2020年，全球可再生能源的消费量为2000年的12倍。

目前，可再生能源消费量最大的地区是亚太地区，最大消费国是中国，其次为美国。

从历史上看，人类任何一次颠覆性的革命都将带来经济和社会的变革，有时候可能带来强烈的不适应性，当然也需要付出时间和成本的巨大代价。

能源转型意味着改变能源格局，而格局改变必然冲击传统能源的既得利益者。

对于既得利益者来说，往往存在惯性思维，惰性而不求变或许早已固化，这其实很正常，也容易让人理解，有谁愿意揭竿而起而革自己的命呢？

对于能源转型，既得利益者当然是传统化石能源产业，劳动力就业将面临前所未有的巨大压力，已经形成的庞大能源利益集团（尤其是油气利益集团）将受到巨大冲击，进而对能源和金融资本产生强烈冲击。

历史经验告诉我们，能源转型很难在短时间内完成，绝对不可能一蹴而就。

煤炭取代木柴是人类的第一次重大能源转型，时间跨越了两个世纪。

1709年1月，一位名叫亚伯拉罕·达尔比的金属工匠发现了如何利用煤炭“提高炼铁效率”的技术，这可以说是第一次能源转型的开始，然而经过漫长的200年之后，煤炭才取代木柴和废弃物成为世界第一大燃料。

1859年，美国宾夕法尼亚西部开始大规模商业开采石油，预示着第二次能源转型的开始，然而直到20世纪60年代，石油才取代煤炭成为世界头号能源来源。

能源转型过程，需要重构供应链，需要技术创新，而目前第三次能源转型需要的供应链和相关产业确实还没有真正建立起来，这当然需要给人类一定的时间。

当然，人类必须清醒意识到，人类任何新生事物都将面临矛盾和困难，同样能源转型的困难也是显而易见的，人类也切不可以盲目乐观。

客观现实是，全球85%的一次能源仍然来源于化石能源，这些能源构成了一个规模庞大且极其复杂的能源体系，支撑着体量庞大的全球经济。

如果人类改变这个客观现实，那么就肯定遇到诸多问题。

首先，能源转型需要大量的资金，而资金便是一个巨大问题。

目前，各国政府为了应对一次次危机而已经负债累累，是否还有足够的资金来支撑前所未有的能源转型，这本身就是一个大大的问号？

根据权威数据，由于新冠疫情蔓延和肆虐，2020年世界GDP大幅度缩水，主要经济体中除了中国以外，全面出现负增长。

2022年世界经济难以恢复到2019年的水平，而如果新冠疫情控制无力，叠加地缘政治因素，那么世界经济复苏可能会更加缓慢。

新冠疫情带来的全球经济创伤非常惨痛，其对人类的影响及其深远，尤其是大规模的失业潮和大批小微企业的经营困境，构成了一幅伤痕累累的痛苦画卷。

谈到目前全球经济，我有感而发，草写一首词，取名《沁园春-大势》。

股市添霜，

房产失光，

百业萎荒。

见投资渐慢，

消费乏暖；

外需落下，

暮色苍苍。

趋缓能源，

煤油气电，

价飚飘飘盛往芳。

期来岁，

望龙飞凤舞，

四海逍遥。

东西南北红妆，

有华夏精英尽弛张。

睹金砖各国，

尽失牵力；

西欧日美，

经历沧桑。

回望华邦，

朗朗担当，

牵动东西力气刚。

看如今，

有东西逐鹿，

还靠中方。

其次，能源转型需要建立低碳所需的全球供应链。

为了实现2050年“净零排放”的目标，人类需要以前所未有甚至难以想象的速度和规模部署新兴产业或新兴技术，这对于全球供应链构建来说就是巨大的挑战，因为目前支撑能源转型所需供应链的规模严重不足，有些甚至尚未建立起来。

能源转型之难，难于上青天。

人类要实现2050年的目标，全球需要共计1.4万吉瓦的风力和太阳能发电能力，这是现有各类发电站装机容量总和的两倍之多，其困难程度便可想而知。

在实现能源转型过程中，必然带来全球能源产业链的重构。

从原材料的获取和运输，再到使用寿命到期后的弃置处理或回收利用，这些新型供应链的构建必然需要接受政府和投资者的科学评估，分析其可持续发展能力和对社会和环境可能带来的深远影响。

二、能源转型是人类历史上又一次深刻革命

最近几年，我经常参与各种会议，也经常到国外考察和交流。

我无论走到哪里，见到什么样的人，大家讨论的重点似乎已经不再是国际油价，也不是伊朗核问题或朝鲜半岛无核化问题，更不是地缘政治的复杂性和多变性，以往过热的中东地缘政治演变似乎也是持续弱化的话题。

相反，人们关注的话题过多的其实是全球性的能源转型，无论在美国和西欧等西方国家还是在日益崛起的中国，我们看到的惊人一幕都是电动汽车在街道上迅速增加，人们可能难以相信，怎么到处都是。

1．全球能源转型意味着权力转移

权力争夺和权力转移，与能源转型密切关联。

回顾过往，有谁预料到俄乌冲突、亚洲金融危机、全球金融危机、美国页岩革命、电动汽车的迅速发展、太阳能和风能成本的急剧下降、新冠病毒的全球蔓延、美国特朗普总统的任性妄为，如此等等，都十分惊奇地改变了我们所处的这个小小地球。

无容置疑，能源转型确实将给全球政治经济格局带来了巨大的影响，甚至还会影响到世界各国的军事、外交和文化等领域，或许还有可能会加剧国际冲突和地缘政治博弈，进而影响到世界主要经济体的冲突和实力演变。

尤其是中美关系的未来也必然体现到能源转型这个具有全球性、普遍性、博弈性的方面，结果必然会归结到制度冲突，将能源转型逐渐演变到体制、机制、文化、技术、智能网络、金融和商务等诸多方面。

能源转型意味着能源权力的转移，导致全球能源博弈的重点发生重大改变，能源资源国和消费国之间的战略博弈格局将发生根本性的改变。

全球权力转移过程从来都不可能是完全渐进的，演变轨迹更不是线性的，有时也具有不可预见性，因为一件颠覆性事件发生就很有可能影响时代走向，因此才有百年未有之大变局之说，这或许目前的最难以预料的趋势。

2．能源转型当然需要创新，包括技术创新和管理创新

突如其来的事件，影响可能更加深远。

一场突如其来的新冠疫情大爆发，没有人事先预料其发生，但是发生了，而且对人类产生了一场巨大灾难，对全球经济的打击更是难以估量。

人类的正常生活秩序被打烂，众多的人间悲剧造成了，大量的人被迫失业，政府救助的财政压力庞大，众多中小企业生死存亡，有些人因疫而贫，有些国家因疫而陷入困境，多少人希望破灭，多少国家债台高筑，如此灾难，有谁预知呢？

疫情直接导致人们的出行方式，发生了难以想象的很大改变，避免人群聚集，影响出行和社交活动，对教育方式和公司经营模式产生重大冲击。

数字经济在疫情期间得到前所未有的发展机遇，工作方式发生了巨大变化，虚拟世界取代了现实世界，集中办公可以转换为远程办公，面对面教育被网络教学替代，学术论坛、商务会议改在线上举办，交通市场和旅行市场被急剧压缩。

我们有理由预计，在新冠疫情结束之后，上述这种影响还将长期存在，人工智能、机器学习和自动化技术领域的发展将持续改变人类的工作和生活方式，进而改变能源在人类社会中的地位和角色，加快能源转型的步伐。

可以这样说，什么可以让人直接感受到能源转型在路上，电动车开始快速在街道上增加，而且迅速进入大众视野便是最明显的例证。

资本是趋利怪物，资本家往往只看未来，而淡漠当今。

市场任何经济现象均会反应到资本市场上，资本家的眼镜力充满金钱，而资本以获利为本性，可以说，资本市场的反应代表着未来。

目前，全球汽车产业正在经受大调整、大洗礼和大阵痛，其中电动汽车的异军突起就是一个鲜活的现实，虽然电动汽车从目前汽车保有量上显然还没有占据优势，但是市场的渗透率却正在以惊人的速度提高。

在资本市场上，股市一直就是经济、市场或产业发展的晴雨表，股票价格或许可以说明一切问题，可以预示着资本家对未来的预判。

以 2019年为例，销量为36.8万辆，与丰田、通用、福特、等共计4200万辆的销量相比，还似乎没有形成大的气候，然而特斯拉的市值却比这几家传统汽车企业市值的总和还要大，那么问题来了，或许让人充满疑惑。

难道资本家都疯了吗？

资本市场的上述变现，到底说明了什么？

是否意味着能源转型已经成为现实？

化石能源是不是走到头了呢？

大型能源公司路在何方，传统化石能源企业是不是应该静候如何发展？

世界许多国家陆续出台了“燃油车”退市时间表，中国海南省也出台了在2030年禁售燃油车的政策，意味着未来世界各地将禁止燃油车进入销售市场，能源是不是确实在发生根本性的革命，市场是不是在革化石能源的命？

……。

如此等等，伴随着能源转型，问题多如牛毛，疑惑无穷无尽！

我们若不服从自然，我们就不能支配自然。

当然，时代往往会造就奇迹，能源转型过程也不可能是历史的简单重演，尤其在推进过程中不可能复制以往的历史。

从人类进步的视野来看，当今时代的政府政策、金融能力、社会意识和技术创新能力等等要素与几个世纪前相比，早已今非昔比，人类的智慧和能力与以往相比已经无法比拟，能源转型不可能遥遥无期。

尽管能源转型困难重重，但是大趋势已经无法逆转，气候变化和政治压力肯定会推动世界由高碳经济转向低碳经济，这是不以人的意志为转移的必然趋向。

三、能源转型已经超出气候变化范畴

目前，“能源转型”成为全球气候变化的核心议题。

在全球范围内，围绕能源转型和碳排放等议题，国际社会、国内党争、行业之争、企业之争，已经是客观现实，尤其对于国际社会，可谓矛盾多多，明争暗斗，此起彼伏，一场针对能源转型议题的国际博弈正在全面开打。

客观上讲，直到目前，国际气候变化的谈判依然面临困难，任重道远，预计还会面对挑战，因为在全球范围内尚未完全取得一致意见。

联合国气候大会年年召开，但年年吵闹，收获其实还很有限。

在全球气候大会之外，往往是暗流涌动，在科技、资金和贸易等领域竞争激烈，博弈趋势日益加剧，大有“山雨欲来风满楼”的气氛。

在全球气候谈判中，发展中国家也难免卷入到全球碳排放的博弈之中，不得不在国家产出函数中强行增加碳排放的约束条件，而且还需要应对发达国家通过一系列国际规则和国际公权力所强加的额外约束条件。

面临日益严峻的全球气候博弈，发展中国家如何坚守底线，维系自身的经济和社会发展，这就是他们目前面临的严峻考验。

围绕能源转型和碳排放，世界各国将持续博弈，应对全球气候变化任重道远。

在气候博弈中，很显然，目前欧洲走在前沿，日本也比较积极主动。

在能源转型和碳排放博弈中，欧洲作为气候变化的全球引领者，表现显得更加突出，比如燃煤电站在碳排放交易机制下，市场竞争性已经逐步丧失，不得不相继实施关停措施，个别国家还宣布要弃核，今后要逐渐关闭核电厂，不再建设新的核电厂。

但是，对于欧洲大陆来说，围绕着气候变化、温室气体排放和能源转型等诸多问题上，欧洲各国客观上也存在较大的争议或分歧。

以德国、法国和英国为首的西欧国家（老欧洲），似乎站在人类道德伦理的制高点上，试图主导“全球气候治理”格局，而以波兰为代表的的大部分东欧国家（新欧洲）却对气候变化问题采取比较淡漠的态度。

如果仅仅依靠欧洲，无论采取何种激进措施，都无法真正起到关键作用，而不见硝烟的碳排放国际“大战”有可能愈演愈烈。

有些国家，似乎认同气候主义理念，与欧洲有共识，但是左顾右盼，态度不清晰，口号多而务实少，采取比较消极被动的应对措施。

还有某些国家，可能并不太认同气候主义，而是志在本国经济发展，不甘于受二氧化碳减排的制约而牺牲自身的经济发展，而对能源转型和温室气体排放采取措施。

比如，作为二氧化碳排放前四个大国，中国、美国、印度和俄罗斯目前尚未确定一致目标，彼此之间存在冲突或矛盾，博弈将继续持续加剧。

在上述四大国中，目前有明确碳中和的目标的国家只有中国和美国。

作为世界第二大经济体，同时也是世界最大的能源消费大国和二氧化碳排放大国，中国在全球应对气候变化中的角色至关重大，不过中国政府已经制定了应对气候变化的全方位政策体系，坚定了温室气体减排的信心。

中国为世界大国，需要大国担当和全球使命，也提出了2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”，因此火电机组年发电小时数逐年下降，而且在碳交易政策、控制煤炭和价格等制约下，火电企业面临巨大的挑战，未来发展空间正在逐步缩小。

作为世界上二氧化碳第二大排放国，美国在这个问题上表现却出现了反复和矛盾，针对能源转型和碳排放这个议题，共和和民主两党之争加剧。

由于在美国政坛，共和党和民主党竞选剧烈，而且往往轮流坐庄，因此美国政府反复加入或退出相关国际气候协定，确实备受全球关注。

观察美国政治，能源转型和碳排放已经成为美国两党政治博弈的核心议题，你进我退，你来我往，一方积极推动，而另一方却是不屑一顾。

美国是一个世界强国，无论在政治、军事还是经济、文化上都对全球格局演变具有无与伦比的影响力，因此美国政策决定着人类应对气候变化的前途。

在应对气候变化乃至引发的能源转型和碳排放等议题上，预计美国党派之争还将持续下去，目前拜登政府采取积极主动的应对气候变化政策，而一旦共和党再度执政，那么很有可能再度出现政策反复。

对于印度和俄罗斯来说，目前这两个大国尚未提出应对气候变化和碳排放的具体目标，俄罗斯可能是事不关己，高高挂起，而印度似乎是犹豫不决，瞻前顾后，这为全球应对气候变化带来了很大的变数。

四、政治因素不是推动能源转型的决定性力量

从历史发展实践看，能源转型的最主要推动力是市场因素和技术因素。

从能源发展历史经验看，一种能源之所以能够替代另一种能源，其根本力量是市场经济因素和技术进步共同作用的结果，绝对不是由政治因素所决定。

人类社会之所以用煤炭来替代柴薪、用石油来替代煤炭，其关键因素是替代能源与被替代能源相比，在技术和经济上具有可行性和优势。

1．政治力量成为能源转型的推动力

能源转型，政治或许不可能缺位。

从目前来看，人类社会正在处于或者提倡“新能源革命”，试图用新能源来替代传统化石能源，但这种“能源转型热”在很大程度上主要为政治因素所驱动。

政治力，有时候更具有驱动力。

现实上，对于能源转型来说，世界的政治力超越了市场力和技术力，而从“幕后”直接走向“前台”，政府政策扶持成为新能源和可再生能源发展的主要推动力。

能源问题看似是经济问题，但其实也是政治问题。

政治力量往往渲染能源安全和气候变化议题，这本身其实并没有问题，从人类社会“道德、伦理”角度来看，确实值得肯定。

那么，对于全球能源转型，政治力是否应该介入呢？

我个人认为，政治力量肯定要介入到能源转型，但是政治力的介入只不过是为人类社会的能源转型提供了一种压力和紧迫性而已。

或者说，政治力的介入有利于强化人类社会和国际社会应该加快发展新能源的良好意愿和共识，进而形成一种强大的舆论氛围。

政治一旦介入，便存在政治正确问题。

在当今世界，在某些西方国家，政府尤其是某些政府领导人已经陷入到能源革命或能源转型的“神话”或“宗教”陷阱之中。

在欧洲，作为一个政治人物，呢是否提出能源转型或者是否主张发展低碳经济已经成为一个政治问题，能源问题已经演变成为敏感的政治议题或是否“政治正确”的问题。

从个人观点上，我非常反对将政治力与能源问题过度结合在一起。

世界各国的政治力量之所以如此热衷于发展新能源，我们当然可以找出诸多的理由，如确保国家能源安全需要、化石能源排放太多而导致地球气候变化、国家可持续发展需要新能源、化石能源已经逐渐枯竭、石油峰值即将来临等等。

但是，上述这些考虑或观点在很大程度上还缺乏理性的思维，往往都带有较为强烈的“主观”色彩，甚至还是一种非理性的“臆断”而已。

在我看来，美国政府提出“能源独立”战略，日本政府提出“摆脱石油”目标，欧洲提出“放弃化石能源”政策，这些政策宣示在很大程度上可以理解为是“政治口号”而不是经济和社会发展目标。

能源转型和低碳经济能否如期实现，归根结底不是政治问题，而还是技术问题和经济问题，尤其是市场和技术力量能否真正推动这些目标的实现。

人类社会确实需要摆脱对化石能源的依赖，以应对全球气候变化给人类带来的各种挑战，这是我们必须高度重视的大方向。

从政治、安全和道德层面来看，上述逻辑思维绝对值得称颂和肯定，为了应对全球气候变化，人类需要摆脱化石能源，需要实现温室气体“净零”排放的美好目标。

但是，理想和美好的目标，未必就是现实可行的目标，尤其不能依靠政治力量来实现目标，政治家的“纸上谈兵”其实没有实际意义。

2．市场力和技术力是能源转型的真正驱动力

政治力固然不容忽视，但是市场力和技术力才是真正驱动力。

政治力量只有在一种能源快要替代另一种能源之时，提供一种帮助和支持作用，本质上还是要依靠市场和技术创新力量的“借势推力”而已。

我们可以大胆想象，未来能源转型的推动力依然是市场力量和技术力量，而绝对不应该是政治力量，政治主张难以成为真正意义上的推动力。

在本人看来，新能源体系是否能够建立，绝对不会由政府或学者如何鼓吹化石能源枯竭、全球能源安全、气候变化或人类可持续发展等等所决定。

新能源体系的建立，取决于是否出现一种或几种在资源潜力、技术创新、供应能力、使用效能和价格水平等综合指标上能够超越传统化石能源的新能源，取决于新能源体系是否具有市场价值和技术经济的可行性。

本人认为，化石能源是否真正到了发展的“晚期”，目前仍然还是一个未知数。

俄罗斯与乌克兰之间的冲突导致整个欧洲爆发了能源危机，迫使部分欧洲国家重新启用煤炭或核电等措施，足以让我们清醒，化石能源不可能很快寿终尽寝。

目前，在欧洲和美国，化石能源价格暴涨，有人由开始重新审视化石能源，认为化石能源或将持续保持主导能源地位，能源转型将被迫推迟或延缓，甚至可能失败。

当然，上述论调不可能成为主流，我也不赞同这种论调。

暂时发生的现象，并不代表长期的趋势。

我们应该充分认识到，化石能源价格持续上涨或持续下降，并非意味着化石能源的寿命多长或多短，而且价格涨跌其实均具有十分明显的“双重”作用。

一方面，化石能源价格涨或跌，可以促进或抑制新能源开发和能源节约。

另一方面，化石能源价格涨或跌，也可以促进或削弱化石能源自身的勘探与开发的投资动力，而投资有利于延长或缩短化石能源的生命周期。