新能源,人类可持续发展的保障
2014-08-07东起
东起
中国不仅是世界第一人口大国,也是世界上第一大的能源生产国和消费国,能源储量虽大但人均占有量却少得可怜。近年来,伴随着我国经济的发展,一直以煤为主的能源结构,使得我国化石能源行将枯竭,同时在开发利用过程中造成了严重的环境污染和生态破坏等问题,能源排放引起的全球气候变化对人类的生存和经济发展方式同样提出了挑战。于是世界各国纷纷加大对新能源和可再生能源的技术研发,加快对多种形式能源的开发利用,以应对这一全人类共同的挑战。可以说,新能源的开发利用不仅是当今世界发展的潮流和必然选择,而且更是我国优化能源结构实现可持续发展与节能减排的重要能源战略举措。
新能源的内涵
何为新能源?新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。
一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。今天,人们对新能源的定义通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
新能源开发现状
目前,中国新能源发展较快,利用比较广泛的新能源主要包括太阳能、风能和生物质能。
其中,中国太阳能热水器利用居世界首位,热水器保有量一直以来都占据世界总保有量的一半以上,截至2007年底,我国太阳能热水器年生产能力达到1500万平方米,在用太阳能热水器总集热面积达1亿平方米,生产量和使用量均居世界第一。全国有1000多家太阳能热水器生产企业,年总产值近120亿元,已形成较完整的产业体系,从业人数达20多万人。另外,我国还广泛应用太阳房、太阳灶、太阳能温室大棚等太阳能热利用技术。我国光伏产业近年来发展迅速,其中的太阳能电池生产近年来发展速度惊人,引起世界瞩目。
风力发电是中国发展最快的发电技术。截止2009年底,全球累计装机容量已经达到了1.59亿千瓦,2009年全年新增装机容量超过3千万千瓦,涨幅31.9%。从累计装机容量看,美国已累计装机3516万千瓦,稳居榜首,中国为2610万千瓦,位列全球第二。
截至2013年底,除青海省、宁夏回族自治区、西藏自治区以外,全国已经有28个省(市、区)开发了生物质能发电项目。全国累计核准容量达到12226.21兆瓦,其中并网容量7790.01兆瓦,占核准容量的63.72%。
另外,我国乙醇汽油产量占世界第三位,2006年国家发展与改革委员会上呈全国“两会”的报告统计,全国已有每年混配一千万吨乙醇汽油的能力,乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%,在世界上继巴西、美国之后成为生产乙醇汽油的第三大国。如全国都使用含10%的乙醇汽油,则每年可节省450万吨汽油。以废弃油脂为原料生产的生物柴油达到6万吨,农村沼气产量突破1.7亿立方米。
新能源存在问题
在新能源的高速发展与不断突破的背后,我国新能源产业普遍存在产业链不完整或上下游产业链无法对接问题,矛盾比较突出的集中在风电和光伏发电产业。
对于风电产业,产业链上下不对接是制约风电产业化的主要因素。风电产业链大致分为上游的风电设备制造产业和下游的风电建设运营产业两部分。其中风电制造产业可以细分为整机制造产业和零部件制造产业。我国风电产业链上下游不匹配,上游生产能力和研发水平在全球处于较低水平,而下游的风电建设发展速度却位居世界前列,上下游发展速度和规模明显不能衔接,我国风电产业产业化进程受到约束。
上游,我国兆瓦级以上的整机制造产业处于起步阶段,国内部分厂商通过与国外厂商联合开发、得到国外企业生产许可证等方式,具备了兆瓦级机组设备生产能力,但技术和市场尚不成熟,还未能大规模应用;同时,我国风电设备关键零部件生产环节薄弱,比较突出的是叶片、齿轮箱、主轴轴承制造等还不能满足国内整机制造能力的需求。下游,我国近年来风力发电发展迅速,国内大型发电集团、企业纷纷开发风电项目,风电设备需求持续高涨。
光伏发电产业同样面临相同的问题,光伏产业包括多晶体硅原材料制造、硅锭/硅片生产、太阳电池制造、组件封装和光伏系统应用等。目前,太阳能光伏产业链的源头,多晶体硅原材料制造,中国基本依赖进口,国内企业技术较低,且规模比较小;我国硅锭/硅片生产技术比较成熟,可以与国外生产厂商媲美,但由于多晶体硅原材料依赖进口,限制了国内硅锭/硅片生产企业的发展;我国的太阳能电池制造产业位居世界前列;目前中国光伏电池封装产业,是整个光伏产业链中生产工艺发展最成熟,生产设备国产化率最高,从业门槛最低,从事企业最多,且扩产最快,产量最大的一个环节;国产光伏组件绝大部分出口国外,特别是欧盟国家,但由于上游硅材料紧缺的原因,目前国内封装产能过剩,利润微薄,产品质量参差不齐,国际竞争力相对有限,发展空间不足。
我国光伏系统应用程度比较低,2006年,光伏发电累计装机容量只有85MWp,消耗的主要份额为农村电气化。可以看出,我国太阳能光伏发电产业发展处于整个产业链中端,此部分附加值比较低,而附加值较高的太阳能光伏发电系统的应用却在国外。太阳能光伏发电产业链末端发展严重不足,成为我国太阳能产业成长的制约因素。
相对于发达国家,我国新能源利用起步较晚,新能源利用技术平均水平偏低。目前,我国新能源利用的大部分核心技术和设备制造依赖进口,技术和设备国产化程度不高,而技术和设备部分一般占新能源投资的绝对比重,导致我国新能源利用成本高,同类产品竞争能力弱。
目前,国内风电设备制造整体能力不高,兆瓦级以上风电设备制造技术还需要进一步验证,近期还不具备国内批量生产的能力;太阳能电池生产能力居世界前列,太阳能系统集成技术虽然并不低于全球各国水平,但目前太阳能光伏发电每千瓦时发电成本约4元左右,上网电价约4—5元,上网电价是常规上网电价的8—10倍左右,尚不具备和常规发电竞争的能力;而我国生物质能发电的净化处理、燃烧设备制造等方面与国际先进水平还有一定差距。
受到新能源利用技术条件限制以及产业链断接等因素影响,我国部分新能源开发离产业化利用还有一段距离,但同时,迅速成长壮大的新能源企业、国家发展政策对新能源的倾斜以及逐步成熟的新能源技术将进一步推动我国新能源产业化发展进程。新能源已成为全球性能源结构的重要组成部分,开发利用新能源已成为世界发展的大趋势,新能源战略也成为新兴国家实现经济可持续发展的长期战略部署。短期内尽管新能源还无法替代传统石化能源,但是世界范围内能源的供给紧张以及应对气候变化的战略实施为新能源发展提供了广阔的空间,新能源将会为世界环境及经济发展作出巨大贡献。endprint