学术研究----可再生能源
| 可再生能源发展前景无量 |
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| 一 . 《可再生能源法》的颁布为我国可再生能源发展提供了法律依据 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 今年是《中华人民共和国可再生能源法》正式开始实施之年，《可再生能源法》的颁布为我国发展可再生能源提供了法律依据；贯彻执行《可再生能源法》，将有利于逐步优化我国的能源结构，保证能源安全；将有利于保护环境，改善我国的大气环境；将为我国广大农村和郊区提供充足的生活用能，有利于农村和郊区全面建设小康社会；随着可再生能源产业的发展，将扩大就业人数，有利于开拓新的经济增长领域。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 近百年来,由于大量地和无节制地开采化石能源,不但使有限的能源资源难以满足日益增长的需要，而且给环境带来严重的负面影响。因此，运用现代科学技术手段开发可再生能源已成为发展的必然，为了与传统的可再生能源相区别，人们称现代可再生能源为“新型可再生能源”（“New and Renewable Energy” ），或“可持续能源”（“Sustainable Energy”）意思是强调运用现代科学技术开发自然能源技术,或者表明开发可再生能源应该建立在高新技术的基础之上,达到高效、安全和实用的目的。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 根据《中华人民共和国可再生能源法》第二条的规定：可再生能源是指“风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源”。这些能源有两个共同的特点，一是可以再生，属于“取之不尽，用之不竭”的能源，二是没有（或很少有）污染物排放，属于清洁能源。因此，从可持续发展战略和生态学角度考虑，开发可再生能源无疑是很有意义的，前景也是非常广阔的。随着我国可再生能源法的颁布实施，我国的可再生能源将迎来发展高潮，可再生能源将从逐步从“补充能源”的角色，向“替代能源”的地位过渡，相信经过几代人的努力，可再生能源将在能源结构中扮演重要的角色。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 二．国际可再生能源取得了长足进展 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 近十年来，国际上对可再生能源研究非常重视，发展非常迅速，在许多领域取得了长足的进展，特别是在风力发电 、光伏发电、太阳能热利用等领域取保了突飞猛进的成绩。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．风力发电是开发前景最好的可再生能源产业 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 风能利用，首先是风力发电，其次是风力提水，还有风帆助航等,从长远发展趋势看，风力发电是开发前景最好的可再生能源产业，有望成为继火力发电、水力发电和核动力发电之后的第四种可大规模发电的技术。过去6年中，风力发电机的销售额平均年增长率高达40%，2004年底，世界累计装机容量已达到4849万kW，比上年增加920万kW,目前风电已占全世界发电装机量的0.5%,发展前景非常乐观。有人预测，到2020年，全球风力发电可望占总发电量的12%。综观国际风力发电发展动态，有如下几个特点值得注意： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （1）单机容量不断扩大: 风力发电机的单机容量已经从过去的每台1200kW,1500kW,2000kW扩大至4000~5000kW，上万千瓦级的超大型发电机组也已进入台架试验阶段； | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （2）风电场规模向大型化发展：已经由过去的几十万瓦级风力发电场向更大的风电场发展，百万千瓦级的超大风电场不断涌现，如美国的140万千瓦的风力发电场和西班牙的400万千瓦风电场即将建成; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (3)风电场由大陆和近海滩向远海延伸：为了节约宝贵的陆地,风力发电场由大陆向深海域发展已成为发展趋势，不少国家纷纷在离岸十余公里的深海域建起巨大的风力发电场。据报道,1990~2004年丹麦、德国和英国等国家已建成22座海上发电场，正在酝酿新建的大型风电场又有70余座。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (4)成本不断下降：由于技术的进步和生产规模的不断扩大，风电成本持续下降。在过去的15年内风力发电成本下降了50%,至2002年降至3.88欧分/kWh,目前达到2.93欧分/kWh,估计2020年有望降到2.34欧分/kWh，在有些国家，已经可以与新建燃煤电厂的发电价格相竞争。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (5)良好的环保效应:风力发电的一个显著优点就是无有害物排放,每生产100万kWh的电力,相当于减排CO2量600吨,全球2001年至2003年由风力发电而减少的二氧化碳达到1.2亿吨,预期2020年可望减排18亿吨,具有非常好的环保效果。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 我国风力发电近几年发展较快，至2004年新增19.7万kW，总装机容量76.4万kW，占我国发电总装机量0.14%。在《可再生能源法》的推动下，我国风力发电将有很大的发展空间，据报导，近期我国准备启动20个10万kW级风电场建设，更大规模的风力发电规划也在积极酝酿之中。在风力发电机方面，我国过去以发展小风机为主,最大风机仅600kW，与国外有很大的差距，为了赶超国际先进水平，更大规模的风力发电机发展计划也在规划之中。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.光伏发电是可再生能源中又一朝阳产业 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 光伏发电就是以半导体为载体,通过所谓“光生伏特效应”发生电流的发电装置。“昨天空间,今日地上”形象化地说明了其有小到大的发展过程。上个世纪80年代以前，太阳电池主要用于空间，价格昂贵，产量很少，全球每年的产量没有超过3MW，据报道，至今全世界发射的4000余颗人造卫星中，有90% 以上采用了太阳电池。从上世纪80年代以来，光伏发电取得了很快的发展,无论是性能、产量和价格都有明显的进步，有可能扩大到地面应用。综观其发展轨迹，具有如下主要特点： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （1）转换效率不断提高：太阳电池的光电转换效率有了明显的提高，商品电池效率从90年代的10--14%提高到目前的15--18%，成为有实用价值的光电转换装置。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （2）发展速度很快：光伏产业的发展速度增大迅速，全球10年间光伏发电的年均增长率为33%,而近5年来的年均增长率高达43%,特别是2004年比上年增长了61.2%,呈现出飞速发展的态势，2004年全球产量已达到1200MW。我国过去光伏发电产业发展较慢，长期处于排徊状况，近几年来有较好的表现，至2004年电池产量为42MW,组件为100MW。应该指出，受国际光伏发电形势的影响，特别是《可再生能源法》的推动，去年以来，我国的光伏发电像雨后春笋般迅猛发展，长三角、珠三角、以及京津唐等地区，都纷纷掀起建设光伏发电产业的高潮。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （3）生产规模不断扩大：生产规模不断扩大是光伏发电近几年来的一大特色，已经从过去1-5MWp/年的产量提高到50-100MWp/年的规模，世界上几家大型太阳电池企业均已达到数百兆瓦的规模，形成为全球10家光伏发电企业垄断世界市场的局面。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2004年产量跃居1200MWp，目前全世界累计光发电组件已超过5000MWp，据报道，在2004年光伏发电市场中，德国占了39%，日本占了30%，美国占了9%，欧洲（除德国外）占了8%， | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2004年由日本、欧洲和美国的10家光伏企业垄断了世界86%市场。如图 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| (5) 并网发电份额逐年增加：就目前发展水平讨论,太阳电池的应用主要包括三个方面,一是小型家用电器电源,二是孤立电站,也称离网电站,三是并网电站,随着光伏发电的发展,近几年来并网电站所占的份额不断增大,据报道,2003年的并网发电市场份额已超过50%,达到56%,意味着太阳光伏发电作为能源的地位发生了重大的转变,已经由补充能源向替代能源过渡。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 太阳能热利用产业有重大发展 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 在太阳能热转换与利用技术中，首推太阳热水技术取得了最大的进步，经过20多年的发展，太阳热水器已经发展成为覆盖面最广的太阳能产业，全球拥有量已超过1亿m2，在提供生活用热水和工业用低温热水方面发挥着越来越大的作用，目前日本有20%的家庭使用太阳热水器，其中90%用于单户住宅。以色列政府规定，凡是高度低于27米的新建筑必须安装太阳热水器，使用太阳热水器的家庭超过了80%。欧美发达国家正在建设采光面积高达数千m2的太阳热水系统，以用作住宅群的地区供热。随着可持续发展理念为广大人们所接受，许多国家和地区，纷纷在地广人稀、生活条件富裕的地方建设生态能源系统。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 太阳热水器在有些国家除用于提供生活热水外，也用于泳池加热和家庭采暖，其它方面的应用尚属少数，欧洲市场自1985年以来，平均每年新建太阳热水器的面积增长率接近14%，特别是为家庭提供热水发挥了重要作用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
各国太阳热水器应用情况比较 （%） |
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| 我国是世界上最大的太阳热水器生产大国，也是太阳热水技术最先进的国家之一。据不完全统计，截止至2004年底，全国太阳热水器保有量超过6500万m2，年产量高达1200万m2，占全球产量60%，形成年节能700万tce的能力，年销售量为欧洲的10倍，居世界第一位，处于世界领先水平。从目前太阳热水器的使用情况看以提供家用热水为主，据报道，我国城镇家庭拥有的燃气热水器、电热水器和太阳热水器的比例分别为：57.4%，31.3%和11.3%，表明太阳热水器已挤身于重要的家用热水设备行业。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 三.我国可再生能源发展前景美好 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 在2005年11月北京召开的《北京国际可再生能源大会》上，我国介绍了《可再生能源发展中长期规划》主要内容,指出至2004年底,我国的可再生能源利用量为1.4亿tce，占总能量7%，其中水电装机容量已达到1.08亿kW,占全国发电装机容量的四分之一;太阳热水器累计装有量为6500万m2;发展沼气50亿m3,改善了1400万农户的生活用能条件;光伏发电6.5万kW, 解决了700多个乡镇，约300万偏远地区人口的基本用电困难。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 我国已制订了到2020年可再生能源的发展目标、战略布局、建设重点和保障措施，提出以.开发西部水能、建一批百万kW级风电站、加强太阳能利用，和普及农村沼气为重点的行动计划。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年我国的水力发电总装机容量将达到2.9亿kW,开发程度将达到70%左右，生物质发电将达到2000万kW,风力发电将达到3000万kW,光伏发电将达到200万kW,争取使可再生能源发电装机占总能源比重为15%,力争占总发电量30%以上；同时,太阳热水器也将有很大的发展，预计2020年总装有量将达到3亿m2,年替代化石能源约4000万tce,2020年沼气年利用量将达到240亿m3,生物质成形颗粒燃料年利用量将达到5000万吨左右，生物质液体燃料年替代石油量将达到1000万吨的水平。可以相信，到那时我国的可再生能源开发和利用程度将达到一个新的水平。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 四 上海的可再生能源开发呈现振兴好势头 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 上海是我国开展可再生能源研究最早的地区,经历了启动-衰落-振兴三个阶段，丧失了许多良好的发展机遇。近年来,上海的可再生能源形势非常好,兴建了一批与建筑结合的太阳热水系统，开发了光电生态走廊，发展了风光互补系统，建成全光伏发电的示范大楼，集多项可再生能源新技术的生态化建筑，以及总装机容量2万多kW风力发电示范电站等。特别是去年市府四委一局发布了《上海市开发利用太阳能三年行动计划》，明确了至:2007年开发利用太阳能的发展目标、行动计划、支持政策、和保障措施。规划了全市安装与建筑相结合的太阳能热水系统10万平方米（集热面积）；光伏发电组件生产能力达到150~200MW，电池生产能力达到100MW，产值达100亿元，光伏示范电站达到5MW以上等目标，并正在着手“十一五”规划的制订工作，呈现出欣欣向荣的势头，应该充分发挥本市的科技优势,加强原创性研究开发，充分发挥上海雄厚的工业基础条件,建立有自身特色的可再生能源产业，充分利用上海的可再生能源资源特点,建设可再生能源基地，因地制宜推广利用可再生能源。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （上科委 俞善庆） | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
