本刊記者 郭樹賓
聚焦新能源
本刊記者 郭樹賓
新能源是能源體系的重要組成部分。我國新能源巳步入全面、快速、規(guī)模化發(fā)展的重要階段。中國經(jīng)濟進入新常態(tài),能源需求及資源約束日益增強,環(huán)境問題十分突出,能源多元化和能源技術(shù)創(chuàng)新與融合成為新趨勢
改革開放30多年來,我國經(jīng)濟高速發(fā)展,在能源生產(chǎn)和能源消費方面,成為舉世矚目的國家。
2015年,中國經(jīng)濟進入新常態(tài),能源需求及資源約束日益增強,環(huán)境問題十分突出,能源多元化和能源技術(shù)創(chuàng)新與融合成為新趨勢。
新能源是能源體系的重要組成部分,我國新能源巳步入全面、快速、規(guī)?;l(fā)展的重要階段。迎接新能源時代,如何從體制機制上對能源生產(chǎn)和消費進行徹底改革,面臨著一系列問題與挑戰(zhàn)。
2012年11月,十八大報告首次提出“能源生產(chǎn)和消費革命”的命題,這是中央文件第一次將能源改革提升到“革命”的戰(zhàn)略高度,彰顯出最高決策層對能源安全的高度重視和推進能源改革的堅定決心。
2013年11月,十八屆三中全會《決定》指出,要“完善主要由市場決定價格的機制。凡是能由市場形成價格的都交給市場,政府不進行不當干預。推進水、石油、天然氣、電力、交通、電信等領(lǐng)域價格改革,放開競爭性環(huán)節(jié)價格。政府定價范圍主要限定在重要公用事業(yè)、公益性服務、網(wǎng)絡型自然壟斷環(huán)節(jié),提高透明度,接受社會監(jiān)督”。這是中央對完善現(xiàn)代能源市場體系,推進能源價格改革做出的明確而清晰的表述。
2014年6月13日,習近平總書記主持召開中央財經(jīng)領(lǐng)導小組第六次會議,研究能源安全問題,明確提出我國能源安全發(fā)展的“四個革命、一個合作”戰(zhàn)略思想,即:推動能源消費革命,抑制不合理能源消費;推動能源供給革命,建立多元供應體系;推動能源技術(shù)革命,帶動產(chǎn)業(yè)升級;推動能源體制革命,打通能源發(fā)展快車道;全方位加強國際合作,實現(xiàn)開放條件下能源安全。這不僅與十八屆三中全會“發(fā)揮市場的決定性作用”主旨精神一脈相承,也指明了未來我國能源體制改革的方向和目標。隨著新戰(zhàn)略的提出,我國能源市場化改革的步伐明顯加快,包括審批權(quán)下放、混合所有制等領(lǐng)域的改革大幅推進。
2015年,中國經(jīng)濟進入新常態(tài),能源需求及資源約束日益增強,環(huán)境問題十分突出,能源多元化和能源技術(shù)創(chuàng)新與融合成為新趨勢
2014年11月15日,國務院常務會議研究價格改革問題,再次提到推進能源價格體制機制改革,指出“推進價格改革更大程度讓市場定價”。這預示著未來一段時間內(nèi),能源體制革命將越來越成為能源改革的核心工作。
新常態(tài)迫切需要能源體制革命。2015年3月5日,第十二屆全國人民代表大會第三次會議上,國務院總理李克強在《政府工作報告》中86次提及“改革”,并將2015年定位為“全面深化改革的關(guān)鍵之年”和“穩(wěn)增長調(diào)結(jié)構(gòu)的緊要之年”。在多項改革重任中,維系國本的能源行業(yè)改革再一次成為焦點。
針對能源領(lǐng)域的改革,政府工作報告“刀刀入肉”,為2015年能源行業(yè)的改革發(fā)展指明了方向,特別是出現(xiàn)了一些前所未有的新提法,如首次提出“加快電力、油氣等體制改革”,而在此之前,能源領(lǐng)域的體制改革從未寫入《政府工作報告》。與此同時,報告明確指出“能源生產(chǎn)和消費革命,關(guān)乎發(fā)展與民生”,緊密呼應習近平總書記提出的“能源革命”。
值得注意的是,今年的《政府工作報告》對能源工作做了具體部署,提出“大力發(fā)展”風電、光伏發(fā)電、生物質(zhì),“積極發(fā)展”水電,“安全發(fā)展”核電,而去年的《政府工作報告》對這些能源的表述均為“鼓勵”。有外媒指出,這一表述的變化意味著中國將掀起一場新能源“革命”。
全國政協(xié)委員、國家能源局原局長吳新雄指出:“今年能源生產(chǎn)、消費革命會有很多大動作,比如生產(chǎn)革命中的節(jié)約化、生態(tài)化、清潔化以及消費革命中的高效利用等,我對能源革命充滿信心、充滿希望?!?/p>
作為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國,中國能源需求巨大,供給制約卻較多,同時能源生產(chǎn)和消費對生態(tài)環(huán)境損害嚴重。換言之,能源革命既是現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展的主觀需要,也是治霾等環(huán)保訴求倒逼之下的必須之舉。
事實上,自習近平總書記于去年6月提出能源消費、供給、技術(shù)和體制“四個革命”以及加強國際合作的“一個合作”以來,“能源革命”已開始付諸實踐,2014年11月印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》,則為“能源革命”提供了清晰化和具體化的路線圖。
半年多來,在中央政府的頂層設(shè)計和大力推動下,多項困擾能源行業(yè)的改革難題開始溶解,其中以裹足多年的電改最受關(guān)注。據(jù)全國政協(xié)委員、國家能源局副局長王禹民透露,去年底已獲國務院常務會議原則通過的新電改方案“即將出臺”。
據(jù)報道,“十三五”規(guī)劃新能源目標上調(diào)基本確定。市場普遍預期,相關(guān)行業(yè)的發(fā)展目標將比“十二五”規(guī)劃中展望的(到2020年風電2億千瓦,太陽能1億千瓦)數(shù)值大幅提升,太陽能發(fā)電有望達到1.5億千瓦,風電2.5億至2.8億千瓦,但上調(diào)幅度仍存在爭議。目前,風電“十三五”規(guī)劃已有初步方案,正在制定規(guī)劃初稿,明年年初有望上報,光伏規(guī)劃進展基本同步。
新能源又稱非常規(guī)能源,是傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式,指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。
新能源有廣義和狹義之分。廣義的新能源泛指能夠?qū)崿F(xiàn)溫室氣體減排的可利用能源,外延涵蓋了高效利用能源、資源綜合利用、可再生能源、代替能源、核能、節(jié)能等。狹義的新能源指除常規(guī)性能源和大型水利發(fā)電之外的風能、太陽能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能、小水電和核能等能源的總成?,F(xiàn)階段對風能、海洋能、小水電和核能的利用主要集中在電能的轉(zhuǎn)換上,而對太陽能、生物能、地熱能的利用除了將其轉(zhuǎn)換為電能外,還應用于向熱能和燃氣的轉(zhuǎn)換上。
客觀地說,不論國內(nèi)還是國際,新能源產(chǎn)業(yè)將是今后的第一大支柱產(chǎn)業(yè)。開發(fā)新能源勢在必行。
第一,新能源是一個相對意義上的概念,比如上個世紀初,煤炭是主要利用能源,而石油對于當時來說就是新能源。再比如,核能對大部分國家來說是新能源,但對法國來說就是常規(guī)能源(核能利用率很高)。
第二,在經(jīng)濟不斷發(fā)展同時,能源消耗不斷增加,傳統(tǒng)化石能源無以為繼,經(jīng)濟發(fā)展越來越受制于能源的開發(fā)利用,新能源作為一種替代能源,未來能極大地緩解我們能源大量需求,保證經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
第三,傳統(tǒng)化石能源利用產(chǎn)生的環(huán)境問題越來越嚴重,危害人類健康和生存環(huán)境,特別是二氧化碳的大量排放,導致全球氣候變化,而新能源為我們解決環(huán)境問題提供可選擇的道路,新能源大部分是可再生且無污染的。
第四,從國家層面上,為占據(jù)未來能源利用競爭的制高點,現(xiàn)在開發(fā)新能源技術(shù)、設(shè)備,為以后全球競爭做好準備。
一般地說,常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源,比如,煤、石油、天然氣以及大中型水電等。而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源,如太陽能、風能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等。相對于傳統(tǒng)能源,新能源普遍具有污染少、儲量大的特點,對于解決當今世界嚴重的環(huán)境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時,由于很多新能源分布均勻,對于解決由能源引發(fā)的戰(zhàn)爭也有著重要意義。
新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內(nèi)部所產(chǎn)生的熱能,包括太陽能、風能、生物質(zhì)能、地熱能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量。也可以說,新能源包括各種可再生能源和核能。隨著科學技術(shù)的進步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立,過去一直被視作垃圾的工業(yè)與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質(zhì)而逐漸受到深入的研究和開發(fā)利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作新能源技術(shù)的一種形式。
新近才被人類開發(fā)利用、有待于進一步研究發(fā)展的能量資源稱為新能源。相對于常規(guī)能源而言,在不同歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內(nèi)容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。按類別可分為:太陽能、風力發(fā)電、生物質(zhì)能、生物柴油、燃料乙醇、新能源汽車、燃料、電池氫能、垃圾發(fā)電、建筑節(jié)能、地熱能、二甲醚、可燃冰等。
據(jù)估算,每年輻射到地球上的太陽能為17.8億千瓦,其中可開發(fā)利用500~1000億度,但因其分布很分散,目前能利用的甚微;地熱能資源指陸地下5000米深度內(nèi)的巖石和水體的總含熱量,其中全球陸地部分3公里深度內(nèi)、150℃以上的高溫地熱能資源為140萬噸標準煤,目前一些國家已著手商業(yè)開發(fā)利用;世界風能的潛力約3500億千瓦,因風力斷續(xù)分散,難以經(jīng)濟地利用,今后輸能儲能技術(shù)如有重大改進,風力利用將會增加;海洋能包括潮汐能、波浪能、海水溫差能等,理論儲量十分可觀,限于技術(shù)水平,現(xiàn)尚處于小規(guī)模研究階段。
專家指出,由于當前新能源的綜合開發(fā)利用技術(shù)尚不成熟,只占世界所需總能量的很小部分,所以,新能源今后有很大發(fā)展前途。
常見的新能源有以下幾類:
一、太陽能
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學轉(zhuǎn)換三種主要方式
廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等由太陽能導致或轉(zhuǎn)化成的能量形式。
利用太陽能的方法主要有:太陽能電池,通過光電轉(zhuǎn)換把太陽光中包含的能量轉(zhuǎn)化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,并利用熱水發(fā)電等。
太陽能又可分為2種:
1.太陽能光伏。光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手表及計算機提供能源,較復雜的光伏系統(tǒng)可為房屋照明,并為電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀,而組件又可連接,以產(chǎn)生更多電力。近年,天臺及建筑物表面均會使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。
當前新能源的綜合開發(fā)利用技術(shù)尚不成熟,只占世界所需總能量的很小部分,所以,新能源今后有很大發(fā)展前途
日前,北京懷柔區(qū)雁棲湖壩體太陽能光伏發(fā)電站正式并入國家電網(wǎng)。據(jù)悉,該站為目前國內(nèi)最大的壩體太陽能光伏發(fā)電站,總?cè)萘繛?.5兆瓦,由14100塊太陽能板組成。并網(wǎng)發(fā)電后,按每天發(fā)電7小時計算,每年可減排二氧化碳4745噸,減排二氧化硫43.8噸。
每年可減少燃煤1825噸,減排二氧化碳4745噸、二氧化硫43.8噸。按智能分布式電源系統(tǒng)每天發(fā)電7小時計算,每年可發(fā)電536.53萬千瓦時。
另外,記者從天津濱海供電公司獲悉,目前,信義光伏發(fā)電站項目已經(jīng)確定選線方案,進入電站內(nèi)電氣設(shè)備的初步設(shè)計階段,預計將于年內(nèi)正式開工。該發(fā)電站是天津市最大的光伏發(fā)電站,建成投用后每年將為濱海新區(qū)增加綠色電能2.167億千瓦時,約占濱海新區(qū)年供電量的1.2%左右。
信義光伏發(fā)電站項目選址在濱海新區(qū)薊運河南岸、西中環(huán)兩側(cè),建設(shè)容量為174MWP(兆瓦),將鋪設(shè)250W(瓦)多晶硅電池組件約696000塊。光伏電站建成后將通過2回110千伏線路至孟港后220千伏變電站,實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,為新區(qū)增添更多綠色能源。
據(jù)了解,信義光伏發(fā)電站預計將于2016年建成投用,屆時該項目年發(fā)電量將達到2.167億千瓦時,每年將減少標準煤使用7.58萬噸,減少二氧化碳排放18.9萬噸,將為改善區(qū)域空氣環(huán)境,建設(shè)美麗濱海起到積極作用。
2.太陽熱能?,F(xiàn)代的太陽熱能科技將陽光聚合,并運用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。除了運用適當?shù)目萍紒硎占柲芡?,建筑物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設(shè)計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建筑材料。
二、核能
核能是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc^2,其中E=能量,m=質(zhì)量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:
1.核裂變能。所謂核裂變能是通過一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、钚-239等)的裂變釋放出的能量
2.核聚變能。由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結(jié)合成一個較重的原子核,同時發(fā)生質(zhì)量虧損釋放出巨大能量的反應叫做核聚變反應,其釋放出的能量稱為核聚變能。
3.核衰變。核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用。
目前,核能利用存在以下問題:
(1)資源利用率低;
(2)反應后產(chǎn)生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術(shù)尚未完全解決;
(3)反應堆的安全問題尚需不斷監(jiān)控及改進;
(4)核不擴散要求的約束,即核電站反應堆中生成的钚-239受控制;
(5)核電建設(shè)投資費用仍然比常規(guī)能源發(fā)電高,投資風險較大。
三、海洋能
海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點,是一項亟待開發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。
波浪發(fā)電,據(jù)科學家推算,地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億度。目前,海上導航浮標和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機發(fā)出的電來照明。大型波浪發(fā)電機組也已問世。我國也已經(jīng)對波浪發(fā)電進行研究和試驗,并制成了供航標燈使用的發(fā)電裝置。
潮汐發(fā)電,據(jù)世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發(fā)電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發(fā)電能力24萬千瓦,已經(jīng)工作了30多年。我國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總?cè)萘窟_到3000千瓦。
四、風能
風能是太陽輻射下流動所形成的。風能與其他能源相比,具有明顯的優(yōu)勢,它蘊藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠地區(qū)尤為重要。
風力發(fā)電,是當代人利用風能最常見的形式,自19世紀末,丹麥研制成風力發(fā)電機以來,人們認識到石油等能源會枯竭,才重視風能的發(fā)展,利用風來做其它的事情。
1977年,聯(lián)邦德國在著名的風谷—石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個世界上最大的發(fā)電風車。該風車高150米,每個漿葉長40米,重18噸,用玻璃鋼制成。到1994年,全世界的風力發(fā)電機裝機容量已達到300萬千瓦左右,每年發(fā)電約50億千瓦時。
張家口市新能源行業(yè)協(xié)會會長趙崇理稱,張家口地區(qū)風能資源富足,風資源規(guī)劃裝機容量達1170萬千瓦以上,而壩上地區(qū)更是全國少有的風能集中區(qū)。該協(xié)會從成立伊始,便認真履行自己的職責,論證新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展框架,架起新能源相關(guān)企業(yè)溝通的橋梁,借助“東風”快速成長,歷經(jīng)起步、爬坡、發(fā)展,全面助力張家口新能源產(chǎn)業(yè)展翅騰飛。
結(jié)合京張攜手冬奧會以及打造綠色城市的總體部署,趙崇理說,“為進一步擴大我市的影響,突出宣傳‘可再生能源應用綜合創(chuàng)新示范特區(qū)’,提升張家口新能源產(chǎn)業(yè)的影響力,正在積極籌備參加今年10月14至18日在北京舉行的北京國際風能大會和光伏大會?!?/p>
據(jù)悉,4月29日,首條連接張家口壩上風電場與冀北電力“張家口500千伏三站四線新能源送出工程”的輸電線路—220千伏梁尚線啟動。
該輸電線路啟動后,張家口壩上華電悅梁、三峽石井、華錦風電相繼接入,成為首批通過“三站四線”及其配套工程向北京送電的新能源企業(yè)。隨著“三站四線”220千伏配套工程相繼帶負荷,張家口壩上地區(qū)將有16家風電、光伏企業(yè)通過“三站四線”向北京輸送清潔電能,為首都及周邊地區(qū)治霾做出貢獻。
五、生物質(zhì)能
生物質(zhì)能來源于生物質(zhì),也是太陽能以化學能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物質(zhì)能是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的燃料。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
中國人口眾多,資源相對不足,能源供應不能充分滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要;隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展和全面小康建設(shè)的推進,必將對能源供應提出新的要求。從我國未來生物質(zhì)能源的需求來看,城鎮(zhèn)交通運輸和農(nóng)村生活用能將為現(xiàn)代生物質(zhì)能源提供巨大的潛在市場。
中國報告大廳出版、宇博智業(yè)研究統(tǒng)計撰寫的《2010-2015年中國生物質(zhì)能行業(yè)市場調(diào)查與投資咨詢研究報告》指出,生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質(zhì)能(biomass energy),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質(zhì)能的原始能量來源于太陽,所以從廣義上講,生物質(zhì)能是太陽能的一種表現(xiàn)形式。目前,很多國家都在積極研究和開發(fā)利用生物質(zhì)能。
由國家發(fā)改委、國家能源局、環(huán)保部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)手的“2015年生物質(zhì)能行業(yè)研究報告”指出,生物質(zhì)能行業(yè)研究是靠我們專業(yè)人員的精心分析以及強大的數(shù)據(jù),以客戶需求為導向,以生物質(zhì)能行業(yè)為主線,全面整合行業(yè)、市場、企業(yè)等多層面信息源,依據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)和科學的分析體系,在研究領(lǐng)域上突出全方位特色,著重從行業(yè)發(fā)展的方向、格局和政策環(huán)境,幫助客戶評估行業(yè)投資價值,準確把握行業(yè)發(fā)展趨勢,尋找最佳投資機會與營銷機會,具有相當?shù)念A見性和權(quán)威性。
中國低碳行動聯(lián)盟副理事長、中國中小企業(yè)協(xié)會副會長、北京炭寶科技發(fā)展有限公司董事長崔寶玲立志“改變一種燃燒方式,讓我們的天空更藍”,他率領(lǐng)研發(fā)團隊潛心發(fā)掘生物質(zhì)能秸稈的潛力,研發(fā)生產(chǎn)新型鍋爐贏得市場贊譽與重視。他說“農(nóng)作物秸稈的能源化利用,是一次農(nóng)業(yè)革命、一次工業(yè)革命,更是一次能源革命。在能改變思維、改變環(huán)境的同時,更能改變我們的生活,從而提高我們的生存質(zhì)量、創(chuàng)造出多彩的人生?!?/p>
六、地熱能
地球內(nèi)部熱源可來自重力分異、潮汐摩擦、化學反應和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。我國地熱資源豐富,分布廣泛,已有5500處地熱點,地熱田45個,地熱資源總量約320萬兆瓦。
七、氫能
在眾多新能源中,氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應用面廣等獨特優(yōu)點脫穎而出,將成為21世紀的理想能源。氫能可以做飛機、汽車的燃料,可以用做推動火箭動力。
八、海洋滲透能
如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那么把兩種溶液放在一起并用一種滲透膜隔離后,會產(chǎn)生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河里流動的是淡水,而海洋中存在的是咸水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入海口,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入??诜胖靡粋€渦輪發(fā)電機,淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機來發(fā)電。
海洋滲透能是一種十分環(huán)保的綠色能源,它既不產(chǎn)生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發(fā)電廠的發(fā)電效能會更好,比如地中海、死海、我國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當然發(fā)電廠附近必須有淡水的供給。據(jù)挪威能源集團的負責人巴德·米克爾森估計,利用海洋滲透能發(fā)電,全球范圍內(nèi)年度發(fā)電量可以達到16000億度。
九、水能
水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源,是常規(guī)能源和一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅(qū)動地球上水循環(huán),使之持續(xù)進行。地表水的流動是重要的一環(huán),在落差大、流量大的地區(qū),水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發(fā)電。
十、空氣能
空氣能,即空氣中所蘊含的低品位熱能,又稱空氣源。通過壓縮機系統(tǒng)運轉(zhuǎn)工作,吸收空氣中熱量制造熱水??諝饽軣岜迷谶\行中,蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì),工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機壓縮后壓力和溫度上升,高溫蒸氣通過永久黏結(jié)在貯水箱外表面的特制環(huán)形管冷凝器冷凝成液體時,釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水。
空氣能熱水器最初由德國人發(fā)明,其最大的優(yōu)勢在于只需消耗少量的電能就能獲得更多的熱能,節(jié)能效果明顯,以至于產(chǎn)品上市短短幾年就受到歐洲人的普遍歡迎,已經(jīng)變成歐洲新建住宅首選的熱水設(shè)備??諝饽軣崴髦饕譃榧矣脵C,商用機二類,廣泛使用于:家庭、酒店、賓館、學校、泳池浴池、醫(yī)院、休閑沐足、工廠、農(nóng)業(yè)保溫烘干、工業(yè)預熱等場所。
調(diào)查顯示,自2003年以來,國內(nèi)一批專業(yè)熱泵生產(chǎn)企業(yè)快速成長,同時隨著太陽能熱水器、空調(diào)行業(yè)的不斷介入,行業(yè)廠家已高達500余家,空氣源熱泵被業(yè)內(nèi)看好可見一斑。
由于技術(shù)壁壘和價格等原因,空氣能熱水器當時并未能引進中國。到了21世紀初,隨著中國與歐洲的技術(shù)交流的深入和中國制造業(yè)水平的提高,加上近幾年人們對低碳環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域的高度關(guān)注,空氣能熱水器在國內(nèi)市場取得了空前的成功。據(jù)最近統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,空氣能熱水器市場在國內(nèi)銷售已突破百億,并擁有圣火等上百家空氣能熱水器品牌。
由于技術(shù)等因素,中國南方空氣能生產(chǎn)企業(yè)較多,而中國北方由于氣溫較低,南方機器無法解決低溫啟動問題,造成了中國空氣能機器南北方發(fā)展不均衡的狀況。隨著技術(shù)的更新發(fā)展,低溫熱泵技術(shù)也得到快速發(fā)展,也出現(xiàn)了像圣火空能等低溫空氣能品牌,從事中國北方低溫機的生產(chǎn)和銷售,打破了南北發(fā)展不均衡的現(xiàn)狀。
此外,未來還有幾種新能源將具規(guī)模:
一、波能:即海洋波浪能。這同樣也是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據(jù)推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來,在各國的新能源開發(fā)計劃中,波能的利用已占有一席之地。盡管波能發(fā)電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價值。日本的一座海洋波能發(fā)電廠已運行8年,電廠的發(fā)電成本雖高于其它發(fā)電方式,但對于邊遠島嶼來說,可節(jié)省電力傳輸?shù)韧顿Y費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發(fā)電站,且均運行良好。
二、可燃冰:這是一種與水結(jié)合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱“可燃冰”??扇急诘蜏馗邏合鲁史€(wěn)定狀態(tài),冰融化所釋放的可燃氣體相當于原來固體化合物體積的100倍。據(jù)測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。
三、煤層氣:煤在形成過程中由于溫度及壓力增加,在產(chǎn)生變質(zhì)作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產(chǎn)生68m2氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產(chǎn)生130m2氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產(chǎn)生400m2氣。科學家估計,地球上煤層氣可達2000Tm2。
四、微生物:世界上有不少國家盛產(chǎn)甘蔗、甜菜、木薯等。利用微生物發(fā)酵,可制成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點。用其稀釋汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料豐富,成本低廉。據(jù)報道,巴西已改裝“乙醇汽油”或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,可利用微生物制取氫氣,以開辟能源的新途徑。
空氣能熱水器最初由德國人發(fā)明,其最大的優(yōu)勢在于只需消耗少量的電能就能獲得更多的熱能,節(jié)能效果明顯
2009年春節(jié)前,財政部、科技部發(fā)出《關(guān)于開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣工作試點工作的通知》,決定在北京、上海、重慶、長春、大連、杭州、濟南、武漢、深圳、合肥、長沙、昆明、南昌等13座城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作,鼓勵試點城市率先在公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務領(lǐng)域推廣使用節(jié)能與新能源汽車。
《通知》明確指出,中央財政重點對試點城市購置混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池等節(jié)能與新能源汽車給予一次性定額補助?!锻ㄖ吠瑫r要求地方財政安排一定資金,對節(jié)能與新能源汽車配套設(shè)施建設(shè)及維護保養(yǎng)等相關(guān)支出給予適當補助,保證試點工作順利進行。不完全統(tǒng)計,中度混合動力汽車的平均成本比同類型汽油動力車貴30%至50%。
2009年7月1日,《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》正式實施,《規(guī)則》強調(diào):新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù),形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。
現(xiàn)在的新能源汽車有多種,包括混合動力汽車、純電動汽車(BEV,包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發(fā)動機汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等各類別產(chǎn)品。
購買新能源汽車享受政府補貼。財政部、科技部等四部委聯(lián)合為13個節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點城市授牌,并明確了政府將通過補貼消費者,做大市場的模式鼓勵企業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)節(jié)能與新能源汽車,此舉將推動我國發(fā)展節(jié)能與新能源汽車邁上新臺階。
日前,《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》確認了補貼標準和補貼范圍:
一、乘用車和輕型商用車
混合動力汽車,最高每輛補貼5萬元;純電動汽車,每輛補貼6萬元;燃料電池汽車,每輛補貼25萬元。
二、十米以上城市公交客車
混合動力汽車鉛酸電池,最高每輛補貼8萬元;混合動力汽車鎳氫電池、鋰離子電池,最高每輛補貼42萬元;純電動汽車,每輛補貼50萬元;燃料電池汽車,每輛補貼60萬。
此外,《辦法》規(guī)定,示范推廣單位必須采取招標方式擇優(yōu)采購,并確定車型、數(shù)量、價格以及售后服務等。
2014年是新能源汽車發(fā)展“元年”,政府鼓勵支持政策頻出,明確提出新能源汽車目標規(guī)劃、鼓勵政策以及政府采購標準。2015年,國家政策持續(xù)加碼,新能源汽車迎來“井噴期”:2月科技部發(fā)表《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案》,建立完善的電動汽車動力系統(tǒng)科技體系和產(chǎn)業(yè)鏈;5月,國務院發(fā)布《中國制造2025》,特別提出2020年,我國自主品牌新能源汽車產(chǎn)銷量突破100萬輛,到2025年,新能源汽車產(chǎn)銷量300萬輛。此外,據(jù)報道,《電動汽車充電設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》即將落地,預計中央政策將按充電設(shè)施投資金額30%進行補貼,屆時,北京上海等城市“中央+地方”補貼金額達45%-60%,極大推動新能源配套設(shè)施建設(shè),解決了新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。
2015年,新能源汽車維持高增長態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示:2014年,新能源汽車產(chǎn)銷量分別為7.85萬輛和7.48萬輛,同比增長3.5倍和3.2倍。2015年,新能源汽車依然強勢增長,據(jù)工信部統(tǒng)計,2015年1-7月,新能源汽車累計生產(chǎn)9.89萬輛,同比增長3倍。其中純電動汽車產(chǎn)量4.3萬輛,同比增長2倍,插電式混合動力乘用車2.61萬輛,同比增長4倍。根據(jù)2014年下半年新能源汽車銷量是上半年的3倍推算,預計2015年新能源汽車將達到30萬輛。
隨著穩(wěn)增長成為下半年的政策重心,新能源汽車有望成為國家大力扶持的領(lǐng)域,高速增長態(tài)勢可能會超預期;隨著電動車行業(yè)爆發(fā)式增長,鋰電池材料領(lǐng)域有望成為新的投資熱點。
部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展,并在世界各地形成了一定的規(guī)模。目前,生物質(zhì)能、太陽能、風能以及水力發(fā)電、地熱能、空氣能等的利用技術(shù)已經(jīng)得到了應用。
國際能源署(IEA)對2000~2030年國際電力的需求進行了研究。研究表明來自可再生能源的發(fā)電總量年平均增長速度將最快。IEA認為,在未來30年內(nèi),非水利的可再生能源發(fā)電將比其它任何燃料的發(fā)電都要增長得快,年增長速度近6%,在2000~2030年間其總發(fā)電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質(zhì)能將占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關(guān),另一方面與可再生能源技術(shù)的成本偏高有關(guān),尤其是技術(shù)含量較高的太陽能、生物質(zhì)能、風能等。據(jù)IEA的預測研究,在未來30年可再生能源發(fā)電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力??稍偕茉蠢玫某杀九c多種因素有關(guān),因而成本預測的結(jié)果具有一定的不確定性。但這些預測結(jié)果表明了可再生能源利用技術(shù)成本將呈不斷下降的趨勢。
我國政府高度重視可再生能源的研究與開發(fā)。國家經(jīng)貿(mào)委制定了新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“十五”規(guī)劃,并制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發(fā)展太陽能光熱利用、風力發(fā)電、生物質(zhì)能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發(fā)電、海洋能潮汐發(fā)電以及太陽能利用等領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進展。
新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)能等。生物質(zhì)能在經(jīng)過了幾十年的探索后,國內(nèi)外許多專家都表示這種能源方式不能大力發(fā)展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發(fā)展;地熱能的開發(fā)和空調(diào)的使用具有同樣特性,如大規(guī)模開發(fā)必將導致區(qū)域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞,必將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化;而風能和太陽能對于地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今后替代能源主流。
太陽能發(fā)電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現(xiàn)在全球裝機總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風力發(fā)電,在德國甚至接近全國發(fā)電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發(fā)電的時間局限性導致了對電網(wǎng)的沖擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。
風力發(fā)電在19世紀末就開始登上歷史的舞臺,在一百多年的發(fā)展中,一直是新能源領(lǐng)域的獨孤求敗,由于它造價相對低廉,成了各個國家爭相發(fā)展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,占用的土地也日益擴大,產(chǎn)生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。
早在2001年,MUCE就為了開拓穩(wěn)定的海島通信電源而開展一項研究,經(jīng)過六年多研究和實踐,終于將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統(tǒng)向社會推廣,這種系統(tǒng)采用了我國自主研制的新型垂直軸風力發(fā)電機(H型)和太陽能發(fā)電進行10:3地結(jié)合,形成了相對穩(wěn)定的電力輸出。在建筑上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數(shù)據(jù)。這一系統(tǒng)的研究成果將為我國乃至世界的新能源發(fā)展帶來了新的動力。
新型垂直軸風力發(fā)電機(H型)突破了傳統(tǒng)的水平軸風力發(fā)電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,采取了完全不同的設(shè)計理論,采用了新型結(jié)構(gòu)和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上臺風、不受風向影響等性能,可大量用于別墅、多層及高層建筑、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發(fā)電系統(tǒng),具有電力輸出穩(wěn)定、經(jīng)濟性高、對環(huán)境影響小等優(yōu)點,也解決了太陽能發(fā)展中對電網(wǎng)沖擊等影響。
隨著能源危機日益臨近,新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一。其中太陽能已經(jīng)逐漸走入我們尋常的生活,風力發(fā)電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發(fā)展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今后很長時間里需要探索的。
我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源供應格局,自1993年起我國成為石油凈進口國,且石油進口量逐年增加,使得我國接入世界能源市場的競爭。由于我國化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對不足,未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。
鑒于國際貿(mào)易存在著很多的不確定因素,國際能源價格有可能隨著國際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定,但也有可能隨著國際局勢的動蕩而波動。今后國際石油市場的不穩(wěn)定以及油價波動都將嚴重影響我國的石油供給,對經(jīng)濟社會造成很大的沖擊。
可再生能源與化石能源相比最直接的好處是其環(huán)境污染少。大力發(fā)展可再生能源可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的依賴程度,提高我國能源、經(jīng)濟安全。
新世紀以來,以可再生能源為核心的能源革命快速演進,開發(fā)利用可再生能源已成為世界各國保障能源安全,應對氣候變化,促進低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展的共同選擇。
8月12日,中能天道(北京)能源科技有限公司董事長張平在科技部公寓新能源企業(yè)碰頭會上說,我國可再生能源在快速發(fā)展、取得舉世矚目成績的同時,可再生能源在技術(shù)和經(jīng)濟性上,尚未達到與常規(guī)能源可競爭的水平;在管理體系和市場機制上,還不適應可再生能源規(guī)?;l(fā)展需要;具有核心競爭力的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成;可再生能源能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、經(jīng)營模式等方面還存在一系列體制機制障礙,嚴重制約能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,亟需通過技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、體制創(chuàng)新和機制創(chuàng)新,探索有利于加快可再生能源發(fā)展的新技術(shù)、新模式、新體制和新機制。
目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關(guān),另一方面與可再生能源技術(shù)的成本偏高有關(guān)
張平說,國務院正式批復《河北省張家口市可再生能源示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃》(下文簡稱《規(guī)劃》),同意設(shè)立張家口可再生能源示范區(qū),標志著我國首個經(jīng)國務院批準的綜合性可再生能源示范區(qū)項目正式落地。根據(jù)科技部等六部門《關(guān)于推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)建的指導意見》、《國家科技計劃支持產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟暫行規(guī)定》,以及國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略(培育)聯(lián)盟的意見要求,由中能天道(北京)能源科技有限公司牽頭組建“國家可再生能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略(培育)聯(lián)盟”(以下簡稱聯(lián)盟),將探索新模式,發(fā)展新能源,助力張家口,服務冬奧會。
中國技術(shù)市場協(xié)會常務理事兼秘書長孫小林對此表示高度認可。他說,聯(lián)盟的成立既可以打破過去“三不兩沒有”被動局面,又能實現(xiàn)從“企業(yè)強則國家強”到“產(chǎn)業(yè)強則國家強”質(zhì)的轉(zhuǎn)變,改變勞動密集型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級換代,提高完善新興產(chǎn)業(yè)迅速壯大,國家對可再生能源聯(lián)盟創(chuàng)造了良好的環(huán)境,制訂了發(fā)展政策,并提出了“高效、熱情、專心、創(chuàng)新、持續(xù)”十字服務方針,實現(xiàn)跨界融合的大聯(lián)盟時代是今后發(fā)展的必然選擇。
8月14日,“低碳理念傳播者”張平會長應邀在國務院參事室能源管理體制座談會上作題為《發(fā)揮能源行業(yè)協(xié)會作用 促進能源管理體制改革》演講,得到了原國家發(fā)改委能源局局長、國務院參事徐錠明同志以及所有與會領(lǐng)導和代表的一致好評。
能源革命已經(jīng)啟航,新能源時代已經(jīng)來臨。