太陽(yáng)能的利用及其在我國(guó)的實(shí)施路徑

[摘要]太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的清潔能源，全世界正在大力開發(fā)和推廣使用，我國(guó)政府頒布了一系列推廣使用太陽(yáng)能的政策并給予優(yōu)厚的財(cái)政補(bǔ)貼。目前，在國(guó)內(nèi)各省、區(qū)、市。正在如火如荼地開展太陽(yáng)能利用的科研和實(shí)地應(yīng)用。太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃的實(shí)施正在展開。文章分析其存在的問(wèn)題并提出解決辦法。建設(shè)主管部門的主動(dòng)引導(dǎo)和制定相應(yīng)的措施。是成功利用太陽(yáng)能的關(guān)鍵。

[關(guān)鍵詞]利用太陽(yáng)能；節(jié)能減排；實(shí)施路線

[作者簡(jiǎn)介]李永明，廣西電力工業(yè)勘察被計(jì)研究院變電部工程師，廣西南寧。530023

[中圖分類號(hào)]TKS19

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1007-7723(2009)06-0065-0002

一、什么是太陽(yáng)能

太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部由“氫”聚變成“氦”的原子核反應(yīng)產(chǎn)生的能量。太陽(yáng)的核聚變可維持上百億年，而地球尚可生存數(shù)十億年，所以說(shuō)利用太陽(yáng)能的時(shí)間是無(wú)限的。太陽(yáng)輻射到地球表面的太陽(yáng)能量其功率為80萬(wàn)億千瓦，每秒鐘照射到地球上的能量，就相當(dāng)于燃燒500萬(wàn)噸煤釋放的熱量。廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能、化學(xué)能、水的勢(shì)能等。狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。本文主要探討太陽(yáng)能光電、光熱轉(zhuǎn)換問(wèn)題。

人類利用太陽(yáng)能已有三千多年的歷史。將太陽(yáng)能作為一種能源和動(dòng)力加以利用，則只有三百年的歷史。近代太陽(yáng)能利用歷史可以從1615年法國(guó)工程師發(fā)明第一臺(tái)利用太陽(yáng)加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機(jī)器。三百年來(lái)，利用太陽(yáng)能的研究和使用歷經(jīng)坎坷，主要原因是技術(shù)尚不成熟，并且投資大，效果不理想，難以與常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)，因而得不到公眾、企業(yè)和政府的重視與支持。

當(dāng)前，能源主要依賴石油和煤炭，水力資源雖然得到廣泛利用，但大型水電站的開發(fā)多數(shù)國(guó)家已近飽和，同時(shí)對(duì)環(huán)境的影響，還存在諸多需進(jìn)一步探討的課題。而得到廣泛利用的石油，是有限資源，同時(shí)為少數(shù)國(guó)家所壟斷，并成為制衡其他國(guó)家的手段，世界的耗油大國(guó)，如中、美、日的大型油輪，穿梭于中東的石油富國(guó)，存在許多潛在隱患。煤炭也是有限資源，同時(shí)還是世界空氣的主要污染源，煤炭燃燒產(chǎn)生的大量二氧化碳危害地球的正常生存。煤炭、石油是不可再生能源，100年左右時(shí)間，資源將枯竭。為此，對(duì)于利用太陽(yáng)能的研究，又成為重要的課題。1973年，美國(guó)制定了政府級(jí)陽(yáng)光發(fā)電計(jì)劃。1974年日本公布了政府制定的“陽(yáng)光計(jì)劃”，投入了大量人力、物力和財(cái)力。

由于大量燃燒礦物能源如煤炭和石油，造成了全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅。1992年聯(lián)合國(guó)在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”，通過(guò)了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》。1996年聯(lián)合國(guó)在津巴布韋召開“世界太陽(yáng)能高峰會(huì)議”，發(fā)表了《哈拉雷太陽(yáng)能與持續(xù)發(fā)展宣言》，還制定了一系列重要文件，進(jìn)一步表明了聯(lián)合國(guó)和世界各國(guó)對(duì)開發(fā)太陽(yáng)能的堅(jiān)定決心，要求全球共同行動(dòng)，廣泛利用太陽(yáng)能。

世界環(huán)發(fā)大會(huì)之后，我國(guó)政府對(duì)環(huán)境與發(fā)展十分重視。提出10條對(duì)策和措施，明確要“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽(yáng)能等清潔能源”。制定了《中國(guó)21世紀(jì)議程》，進(jìn)一步明確了太陽(yáng)能重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。1995年國(guó)家計(jì)委、科委、經(jīng)貿(mào)委制定了《新能源和可再生能源發(fā)展綱要》，對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)太陽(yáng)能利用，發(fā)揮了重要作用。

二、如何利用太陽(yáng)能

(一)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃

中國(guó)為落實(shí)對(duì)世界承諾的節(jié)能減排目標(biāo)，加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電技術(shù)在城鄉(xiāng)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，近年，國(guó)家相關(guān)部委推出太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃是指利用太陽(yáng)能通過(guò)硅晶轉(zhuǎn)換成電能的光伏發(fā)電系統(tǒng)，解決用戶的電力供應(yīng)。

在德國(guó)已實(shí)現(xiàn)10萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂，德國(guó)電價(jià)每度電0.1歐元(約相當(dāng)于人民幣1元)，由電力公司回購(gòu)太陽(yáng)能發(fā)電的價(jià)格是0.5毆元／度，差價(jià)調(diào)動(dòng)了居民的積極性。德國(guó)政府規(guī)定，太陽(yáng)能電站在公共電網(wǎng)中每發(fā)1kW時(shí)電，由政府補(bǔ)貼0.574歐分。美國(guó)奧巴馬政府提出了太陽(yáng)能百萬(wàn)屋頂計(jì)劃并提供600億美元貸款擔(dān)保。我國(guó)上海市推出了太陽(yáng)能10萬(wàn)屋頂計(jì)劃，杭州市計(jì)劃5年內(nèi)推廣10萬(wàn)平方米陽(yáng)光屋頂薄膜，利用太陽(yáng)能發(fā)電，一期完成3000平方米的鋪設(shè)任務(wù)。鄭州市也推出了太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃實(shí)施方案，首先在某醫(yī)院和體育中心建設(shè)示范工程。

(二)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃的實(shí)施路徑

1，大、中、小城市的政府規(guī)劃管理部門和設(shè)計(jì)單位，制定光電建筑一體化的試點(diǎn)建筑方案，因國(guó)家相關(guān)部委制定的太陽(yáng)能屋頂示范項(xiàng)目必須大于50kW，即需要至少400平方米的安裝面積。所以，首先在公用建筑、學(xué)校、醫(yī)院和寫字樓選擇示范點(diǎn)，并由中央財(cái)政給予補(bǔ)助。補(bǔ)助額度20元／瓦，估算可覆蓋企業(yè)生產(chǎn)成本的30％～50％，扶持力度之大前所未有。目前，我國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電造價(jià)大約為50元，瓦，國(guó)際上約3—4美分。隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，將來(lái)成本可能降至1美元／瓦，約相當(dāng)人民幣6.8元。一套屋頂太陽(yáng)能電池板的使用年限約為30—50年，運(yùn)行期間無(wú)需維護(hù)，使用成本接近于零。據(jù)日本和歐美科學(xué)家預(yù)測(cè)，兩年后，國(guó)際間光伏發(fā)電的成本可降至相當(dāng)于人民幣0.5元／度以下，可與火力發(fā)電成本基本持平。這個(gè)發(fā)展前景是相當(dāng)誘人的。

2，在居民小區(qū)推廣。以《上海市10萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃》為例進(jìn)行分析，上海10萬(wàn)個(gè)屋頂有望安裝太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，約占上海現(xiàn)有2億平方米平屋頂?shù)?.5％(約300萬(wàn)平方米)，每個(gè)屋頂將會(huì)是一個(gè)小型的綠色發(fā)電廠，每年至少能發(fā)電4.3億度。太陽(yáng)能屋頂發(fā)電系統(tǒng)，每套發(fā)電3kW，每套造價(jià)約9萬(wàn)元，隨著技術(shù)進(jìn)一步成熟發(fā)展后，成本將大大降低。

3，在農(nóng)村與偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展離網(wǎng)式發(fā)電，實(shí)施送電下鄉(xiāng)。在城市和農(nóng)村民居屋頂，不僅可安裝光伏太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，也可使用最近剛推出的非晶硅薄膜發(fā)電幕墻系統(tǒng)，前景是相當(dāng)喜人的。

4，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的管理。要管好太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，供電部門是當(dāng)仁不讓、義不容辭的。尤其是國(guó)家電網(wǎng)，它們是掌控電力供應(yīng)的主力，有雄厚的技術(shù)力量和豐富的管理經(jīng)驗(yàn)。以上海為例，估算2005年上海全市用電量達(dá)到960億kW／h。如果每1kW／h多收0.01元電費(fèi)，每年可多收9.6億元電費(fèi)，可成為發(fā)展和推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電的“陽(yáng)光基金”。

5，拓寬投資渠道。業(yè)主投資，國(guó)家補(bǔ)貼，鼓勵(lì)國(guó)企、民企投資。隨著技術(shù)的日臻成熟，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電的電價(jià)低于電網(wǎng)銷售電價(jià)時(shí)，這對(duì)于業(yè)主和投資商就會(huì)產(chǎn)生吸引力。這個(gè)時(shí)間的到來(lái)，指日可待。

6，大力降低成本。當(dāng)前，太陽(yáng)能發(fā)電的成本居高不下的主要原因是，硅晶材料90％依賴進(jìn)口。國(guó)內(nèi)的大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)，已投入大量人力和財(cái)力進(jìn)行攻關(guān)，并有重大突破。根據(jù)歐、美的科研發(fā)展，預(yù)測(cè)很快將太陽(yáng)能發(fā)電成本降至0.5元，度以下，已低于國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的電價(jià)。無(wú)疑對(duì)我們是一個(gè)極

大的利好。

(三)太陽(yáng)能屋頂熱水器

根據(jù)各地接受太陽(yáng)能總輻射量的多少，全國(guó)可劃為五類地區(qū)。

一類地區(qū)，日輻射量5.1—6.4kWh／m2，主要在西北地區(qū)。尤以西藏西部最為豐富，日輻射量6.4kWh/m2，僅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位。第二類地區(qū)有河北省西北部、山西省北部，日輻射量4.5—5.1kWh／m2。第三類地區(qū)有云南等省市，日輻射量3.8—4.5kWh／m2。屬于四類地區(qū)的有廣西、湖南、湖北、浙江等省區(qū)，日輻射量3.2—3.8kWh／m2。五類地區(qū)為川、貴兩省，日輻射量2.5—3.2kWh／m2。我國(guó)是太陽(yáng)能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家，絕大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在4kWh／m2以上，存在相當(dāng)大的可利用價(jià)值。

1，使用太陽(yáng)能熱水器的現(xiàn)狀。太陽(yáng)能熱水器，不少地區(qū)在使用，但成規(guī)模的使用尚不普遍。到過(guò)昆明市的人可以看到，有相當(dāng)多的小區(qū)屋頂是布滿太陽(yáng)能熱水器的，說(shuō)明當(dāng)?shù)卣ㄔO(shè)主管部門比較重視，也受到群眾的歡迎。有誰(shuí)不愿使用省電省錢的設(shè)施呢。太陽(yáng)能熱水器的生產(chǎn)技術(shù)，在我國(guó)已經(jīng)達(dá)到一定的規(guī)模和高度，有的還處于國(guó)際領(lǐng)先水平。有聯(lián)合國(guó)官員，在考查中國(guó)的清潔能源使用情況后說(shuō)道：要找太陽(yáng)能熱水器，就要到中國(guó)。

2，存在的問(wèn)題及解決辦法。使用的現(xiàn)狀是，民居建好后，誰(shuí)使用誰(shuí)安裝，為安裝就要穿墻打洞。一棟七層樓的民居，如果住在一層，要把水管接上接下，不僅損壞建筑的結(jié)構(gòu)、外觀，甚至在屋頂?shù)陌惭b位置，還會(huì)引發(fā)爭(zhēng)議。

解決的辦法，就是在建筑設(shè)計(jì)和施工時(shí)，把每戶的上下水管預(yù)先埋好，屋頂熱水器的位置按戶編號(hào)預(yù)設(shè)，這不會(huì)增加多少成本，用戶是可以接受的。當(dāng)用戶入住后，按用戶的喜好，自購(gòu)太陽(yáng)能熱水器。這是并不難的可行解決辦法，但建設(shè)主管部門要積極作為，不過(guò)習(xí)慣勢(shì)力卻仍是最大的阻力。

三、結(jié)語(yǔ)

2009年3月23日，為貫徹實(shí)施《可再生能源法》，落實(shí)國(guó)務(wù)院節(jié)能減排的戰(zhàn)略部署，加強(qiáng)政策扶持，加快太陽(yáng)能光電技術(shù)在城鄉(xiāng)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。中央財(cái)政部與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部向各省、區(qū)財(cái)政廳和建設(shè)廳，發(fā)出了具體實(shí)施通知。

國(guó)家政策引領(lǐng)甚至強(qiáng)制規(guī)定，是推進(jìn)和發(fā)展太陽(yáng)能利用的重要舉措。節(jié)能減排，利用太陽(yáng)能，勢(shì)在必行。要用科學(xué)發(fā)展觀，去推動(dòng)充分利用太陽(yáng)能的陽(yáng)光事業(yè)。