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王夏(科技部中国科技促进发展研究中心):积极发展可再生能源
 
科技部中国科技促进发展研究中心 王夏
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  目前,世界上大部分国家能源供应不足。据预测,世界常规石油产量可能在2010年达到峰值,然后开始下降,原油价格将开始上涨。由于化工石油能源的利用会产生大量的温室气体而导致温室效应,核电站的安全可靠性、核废物的处置等问题又一直是争论的焦点,因而大规模地开发利用可再生能源将成为未来世界各国能源战略的重要组成部分。国际能源机构的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的前提下,到2020年,新的可再生能源将占全球能源消费的20%。无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源都将成为新能源的战略选择。

  一、世界各国可再生能源利用与发展趋势

  1.风能、太阳能和生物质能发展速度最快,产业化前景最好。1990—2000年全球能源利用的年增长率为:风能25.1%、太阳能发电20.1%、天然气1.6%、石油1.2%、核能0.6%、煤1.0%,主要可再生能源的利用增长率远高于常规能源。(1)风能。风力发电在可再生能源发电技术中发电成本最接近常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术。(2)太阳能。虽然太阳能目前在整个能源产业中所占的比例仍然很小,但其成长性却远远高于其他能源。太阳能的利用在世界范围内发展迅速,目前已建成多座兆瓦级光伏电站。太阳能光伏发电、太阳能热发电技术是可再生能源利用中技术发展较成熟、产业发展较快、可能得到大规模应用的技术。(3)生物质能。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到本世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

  2.各国政府均制定了可再生能源的发展规划与支撑政策。美国制定了庞大的1998—1999年风力发电计划。欧盟要求到2010年仅生物质能的供应量就达到能源总消费量的15%。德国1991年通过了一部特别的《供电法》,规定电力公司必须以相对较高的价格收购由风力发电产生的电能,从而极大地刺激了该行业的发展。到2002年,德国已安装了近1.3万个风力发电机组,总功率超过了1万兆瓦,占全世界风力发电总量的1/3以上。德国温室气体排放量近年来减少了约1700万吨,为德国实现《京都议定书》的减排目标作出了巨大贡献,增强了德国可持续发展的动力。日本在2003年初发表官方报告,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。印度成立了可再生能源部,推动本国可再生能源的开发利用,目前印度在风力发电和太阳能利用规模方面已居于世界的前列。

  二、我国可再生能源发展的优势与差距

  1.我国具有丰富的风能和生物能资源。全国理论可开发的风能储量为32.26亿千瓦,实际可开发的风能储量为2.53亿千瓦,其中西部地区的风能资源占全国的50%以上。我国的生物质能极为丰富,现在每年的秸秆量约6.5亿吨,到2010年将达7.26亿吨,相当于5亿吨标煤,加上柴薪、林业废弃物、城市垃圾、生活污水、禽畜粪便等物质资源,我国每年的生物质资源达6亿吨标煤以上。扣除一部分做饲料和其他原料,可开发为能源的生物质资源达3亿多吨标煤。可见开发生物质能有非常大的潜力。

  2.可再生能源发展具备一定的技术积累。我国目前初步具备变速恒频风电机组及关键技术的研究开发能力,掌握了300千瓦、600千瓦风电机组整体总装技术和关键部件叶片、电控、发电机、齿轮箱等的制造技术,并初步掌握了总体设计技术;光伏发电技术的研究与开发工作已进行了20多年,在单晶硅高效电池、非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池的研究开发方面都有一定基础,光伏发电的产业已经初具规模;生物质能技术在小型沼气利用方面具有优势,目前水平已处于国际领先地位。

  3.我国的能源市场广阔与多层次的特点适合可再生能源的发展。我国能源市场广阔,加之劳动力成本低,太阳能产业的发展与发达国家相比具有很大优势。到2000年底,我国太阳能热水器的拥有量已达到2600万平方米,年代替常规能源折合400万吨标准煤,太阳能热水器的生产量、使用量均居世界第一。西部与广大农村地区是我国可再生能源资源最为丰富的地区,很多地方具有用电负荷小、用电分散的特点,用常规电网延伸方式难以解决通电问题,可以利用这些地区的资源优势,发展分散型可再生能源系统。

  4.可再生能源技术与产业发展同国外存在较大差距。我国虽然初步掌握了600千瓦和300千瓦风电机组的总体设计技术,但2000年国际上已达到1000千瓦单机容量水平。在生物质高效气化发电技术方面,国外已有示范工程建设,而纳入我国863计划的“生物质气化联合循环发电”项目目前尚未投入运行。我国开展风力发电技术的研究工作已有20多年,先后研制出55千瓦和200千瓦的风力发电机组样机,但没能形成产业化生产能力。另外,我国对生物质收集与成型技术等可再生能源发展的基础技术重视也不足。

  三、对我国可再生能源发展战略的建议

  1.我国应在中长期内对可再生能源的大规模开发做技术准备。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。逐步优化能源结构、提高能源效率、发展可再生能源,已成为我国可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。同时,我国又是一个农业大国,80%的人生活在农村,每年要消耗6亿多吨标准煤的能量,因地制宜地开发利用太阳能、生物质能和风能等可再生能源,既可满足这些地区人民的基本生活需求又可以改善生态环境。有关资料显示,到21世纪中叶,太阳能、风能、低热、潮汐能和生物质能等在美国能源中可占1/3左右。在2020年前我国也应做大规模开发的准备,如加强资源勘探、技术研发与设备装置的国产化等。

  2.将我国西部地区和广大农村地区作为可再生能源的发展重点区域。西部大开发在发展可再生能源方面提出了重要任务,同时也提供了很好的机遇。一方面,西部地区集中分布着全国大部分无电缺电的农牧民,一些西部农村地区甚至连基本的生活用能都无法保障,致使许多地方植被破坏严重、沙漠化严重;另一方面,西部和农村地区有着丰富的可再生能源资源,利用可再生能源技术解决西部地区无电缺电问题,是一项具有挑战性的工作。随着750千瓦和兆瓦级风力发电机的开发应用,风力资源的利用效率已大大提高,风能和光能互补系统的建设将实现太阳能与风能的更好结合。我国农村地区目前尚有2800万无电人口,766个无电乡和16509个无电村。由于这些县城、村镇及散居牧户地处边远,远离电网,用电负荷小而且分散,难以通过延伸电网实现供电。因此,发展独立的、分散型新能源与可再生能源发电系统,已被世界大多数国家证明是最为经济可靠的供电方式。

  3.重点发展提高可再生能源转换效率、降低生产成本的技术。“十五”期间,我国可再生能源产业发展的总目标是:提高转换效率,降低生产成本,逐步以市场为导向,大力推进产业化,并使多数可再生能源技术接近或达到世界先进水平,实施商品化的大规模应用,增大在国家能源结构中所占比例。所以,提高转换效率、降低生产成本成为推进可再生能源利用和实现产业化的关键因素。(1)重视开发生物质收集与成型技术、推进生物质能设备的产业化。生物质收集与成型技术是可再生能源发展的重要基础技术。如果缺乏这些技术,大量低密度的生物质能无法大规模发展。(2)突破太阳能光伏电池大规模产业化的瓶颈。目前单靠生产规模的扩大不可能使晶体硅电池的生产成本大幅度降低,所以要在技术上有所突破,如电池的薄膜化和开发新型廉价的太阳能电池材料或新技术及新工艺。同时,随着储氢材料成本的下降和吸放氢性能提高,可以加速太阳能电池的产业化进程。

  4.重视新能源材料的发展。可再生能源发展的重要制约因素之一就是能源材料,特别是风能和太阳能的利用存在较大的新材料问题,研制高效、长寿、廉价的太阳能光伏转换材料已成为目前能源新材料领域的重要课题。根据国情和“十五”规划中关于新能源开发利用的要求,将重点开发太阳能技术,节能技术和氢能利用技术。在硅太阳能电池、玻璃或金属真空管太阳能热水器、太阳能空调、高效电热器、镍氢电池和燃料电池等产品的研制中,太阳光电池材料、太阳光吸收发热材料、相变储能材料、热电材料、电热材料和储氢材料应得到优先发展。

  5.政府可以利用政策手段支持可再生能源的发展。近年来,我国对可再生能源的发展逐渐重视,不仅在863计划等国家科技计划中部署技术研发,而且在政策上也有所支持。如1999年发布的《国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知》,规定了对于银行安排基本建设贷款的可再生能源发电项目给予2%财政贴息;对利用可再生能源进行并网发电的建设项目,在电网容量允许的情况下电网管理部门必须允许就近上网,并收购全部上网电量等优惠政策。出于长远考虑,并根据能源技术与产业发展的特点,建议在国家产业技术政策的制定中强调可再生能源的发展。

  可再生能源产业是一个高技术、高投入的产业,尤其在技术处于不成熟期,尚不能商业化之前,需要大量的资金投入和相关的政策扶持。一旦进入商业化运营,则可带来可观的经济和社会效益。政府可以从财政和金融方面采取刺激措施,促进可再生能源技术在商业化初期进入市场。例如,对可再生能源设备投资给予投资补助,对用户购买产品给予贷款优惠,允许可再生能源设备加速折旧,以及充分利用政府采购促进可再生能源的发展。

(编辑:莫凡)

 

 

求是 2004-04-22 09:08


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