哪种发电的成本最低?
太阳能发电成本已经掉到了2010年时的三分之一,成为目前成本最低廉的可再生能源。
根据来自彭博新能源财经的数据,太阳能已经成为了全世界成本最便宜的发电方式。
根据彭博新能源财经的分析,中国、印度、巴西以及其他55个新兴市场经济国家的太阳能发电成本已经掉到了2010年时的三分之一。这意味着太阳能已经超过了风能,成为目前成本最低廉的可再生能源。另外它的成本也低于煤炭和天然气。
在本周致客户的信中,彭博新能源财经董事长迈克尔·李伯利希指出,太阳能已经进入了足以“削弱化石能源的时代”。
据彭博新能源财经报道,2016年,太阳能电力的价格出现了显著下降。去年年初,印度的一笔电力合同以每兆瓦时64美元成交。去年八月,中国的一笔电力合同更是低至每兆瓦时29.1美元——这个价格大概只有煤炭发电的一半。
彭博新能源财经美国政策分析主任伊森·辛德勒指出,太阳能发电成本下降的主要原因是中国对太阳能的大范围部署。此外,中国还对其他希望发展太阳能的国家提供了大力援助,这也是导致太阳能电价下降的重要原因。
辛德勒表示:“仅仅五年前,太阳能领域的投资还是微不足道的,但现在,这个领域的投资已经相当可观了。”
根据彭博新能源财经的估算,到2016年底,全球新安装的太阳能光伏发电量将达到700亿瓦,首次超过风能的590亿瓦。
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制造企业如何利用可再生能源
制造业历来便未达到其所应有的绿色环保水平,其产生的废气、废旧化学品、金属或材料排放会污染水源,破坏地球。
尽管这并不意味着有大量公司在非法倾倒工业垃圾,但制造企业在其他方面也导致全球变暖。事实上,从空气污染,到使用化石燃料和过度用水,这一切都让制造业背负上了伤害大自然的恶名。
然而,随着阻止气候变化的时间已所剩无几,许多公司已经开始反思自己的经营方式。对于制造企业而言,利用可再生能源是扭转这一局面的一种方式。本文将简述其主要原因。
为什么使用环保能源很重要
使用可再生能源是减少对环境影响最重要的举措,对企业来说尤其如此。
通常情况下,工厂需要大量电力、水资源和天然气来供电,而电力是全球温室气体的最大来源之一。这是由于燃烧化石燃料会释放二氧化碳,对地球造成极大的破坏。环保能源不仅能拯救地球,还有益于企业。
可再生能源的成本随时间而降低,原因不仅在于其价格更为低廉,还在于石油泄漏风险和相关成本也有所下降。此外,政府也采取了一些措施,帮助推广绿色能源。
环保能源的分类
首先应区分清洁能源、可再生能源和绿色能源。清洁能源是不会污染空气的能源;绿色能源来源于太阳能、风能等自然资源;可再生能源来源于生物燃料等可回收资源。然而,环保能源的来源可能超出你的想象。
1 太阳能
如果太阳从未升起,世界便不会存在。因此,太阳能值得人类依赖。
太阳能指吸收太阳的能量来发电。特别是在炎热的气候条件下,地球吸收的太阳能足够为人类供电。
2 风能
风能是另一种常见的环保能源。由于大风天气颇多,所以风力发电场在英国很常见,在该国国家电网中占有很大比例。
3 水能
水力发电经常用于商业活动,因为比起风能和太阳能,利用水力发电为工厂等商业场所提供能源更具可行性。
水力发电需要建造水坝和水库,以控制驱动涡轮机的水流,产生电力。比起潮汐能或河流能源,水能的持续性更强,能够成为更加可靠的企业能源来源。
4 生物质能
生物质能通过燃烧有机材料生产能源,这比燃烧化石燃料清洁得多。通过将农业、工业和生活废弃物转化为能源,企业能以更具吸引力的价格获得电力。
例如,如果农场产生大量动物粪便,那么还有什么方法能比将这些粪便作为生物燃料更好呢?事实上,不仅是农业部门正在转向生物质能,许多制造业企业也在进行这种转变。
5 潮汐能
潮汐能利用潮汐的涨落来生产能源。海洋中的洋流使得涡轮机和桨叶在水下旋转,从而产生电力。
尽管利用天然资源是很好的方法,但潮汐能目前仍处于起步阶段。因此,完全依靠潮汐能为企业供电可能尚需时日。
环保能源的优势
人们通常认为,推广绿色环保会给企业带来额外的开支,然而情况恰恰相反。事实上,可再生能源有益于 健康 ,对企业的利润和生产率也会产生积极的影响。
除了能减少温室气体排放量和臭氧层空洞之外,使用绿色能源也有助于改善空气质量。
空气质量低下是大多呼吸道疾病(如哮喘)、心血管疾病(CVD)和肺癌的罪魁祸首。通过改善空气质量,可以减少员工由于空气质量低下而遭受的痛苦,提高员工工作效率和企业生产率。
环保能源对企业的有益之处
推广绿色环保不仅能让工作者愈发 健康 快乐,还能帮助企业更轻松地规划其财务状况。
与石油、天然气和汽油等化石燃料的成本波动不同,绿色能源往往更易获得,因此其市场价值更稳定。这意味着企业能更轻松预测并规划其利润与亏损。
此外,可再生能源(尤其是生物质能)无须长途运输,这意味着与运输相关的成本也会降低。
更重要的是,企业还可以提升自身的品牌影响力,用绿色形象吸引更多顾客。随着越来越多消费者对制造商及其产品的期待值增高,走向绿色环保对利润的影响可能超越人类的想象。
什么是能源净化
能源净化(energy scrubbing)是在释放废气之前去除其中的有害化学物质的过程。
因此,良好的工业气体净化和热力系统能够净化能源,清除高达99% 的有害化学物质,也可冷却气流。
对于无法转向环保能源的企业来说,这是一个很好的选择,可以帮助减少有害化学物质的负面影响。
什么是碳补偿
除了能源洗涤,另一种减少企业对环境影响的方法是碳补偿(carbon offsetting)。
碳补偿是指通过一种活动来平衡碳排放量的过程,这一过程有助于减少工厂的碳排放量。
尽管这可能意味着企业产品可能不得不以更高的价格或更低的利润出售,但是碳补偿有助于减缓全球变暖,保护栖息地,甚至可能在吸引具有新型环保意识的消费者方面大有助益。
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。
4.产业体系薄弱,配套能力不强
我国近年来产业的快速发展是建立在国内外资金快速投入的基础之上。在技术上,我国仍落后于世界最先进水平,产品缺乏竞争力;在关键工艺、设备和原材料供应方面,仍严重依赖进口,受制于国外技术的垄断,如大型风电机组的轴承、太阳能电池的核心生产装备、纤维素乙醇所需的高效生物酶等。尽管近来经过努力,这些情况有了改观,但从产业长远发展考虑,产业体系薄弱仍是困扰行业发展的重要问题。
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。