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我国可再生资源和新能源战略思路和发展前景

2013年05月01日 11:27

 

频繁发生的异常、极端天气和大自然向人类发出的各种警报,都呼唤着我们优化能源结构,加快发展非化石能源,推进化石能源的清洁利用。今天,我主要从以下三个方面介绍和讲述一下有关情况:一是我国可再生能源和新能源发展的战略背景及其现实意义;二是我国可再生能源和新能源的发展现状及面临的挑战;三是我国可再生能源和新能源发展的战略思路和发展前景。

                  我国可再生能源和新能源发展的战略背景及其现实意义

 

(一)“美丽中国”绕不开可再生能源和新能源的发展

什么是新能源,什么是可再生能源呢?新能源之“新”,不在能源本身,而在于开发应用它的技术先进。一些人把液燃气、煤层气等用新的技术开采出来的规模化的产业性的能源也叫做新能源。我这里讲的新能源主要指核能。可再生能源主要包括风能、太阳能、生物质能、地热、海洋能等等。在我国,现在产业化、规模化发展的可再生能源主要是风能、太阳能、生物质能,其他一些能源则处于研发和示范阶段。

人类的能源利用经历了薪柴时代、煤炭时代,目前处在以油气为主的时代。随着人类大量的使用化石能源,这些传统能源对经济社会发展的制约和对人类赖以生存的地球生态环境的影响越来越明显。同时,能源的可持续发展事关我国经济社会发展的全局。改革开放30年来,我国在改革初期制定的宏伟发展目标正在逐步实现。但随着工业化、城市化的快速发展,在依赖大量消耗化石能源资源创造巨大物质财富的同时,我国的能源资源和环境问题也越来越突出,以气候变化为代表的全球性环境问题更是成为世界各国的共同挑战。建设天蓝、地绿、山青、水净的“美丽中国”,绕不开新能源和可再生能源的发展。

(二)可再生能源和新能源在一些国家和地区发挥的作用越来越重要

从目前来看,可再生能源和新能源已经成为世界各国能源发展的主要方向。从全球可再生能源投资数据来看,2011年全球可再生能源的新增投资超过了2500亿美元。可再生能源在全球的交易额超过了3200亿美元。从世界风电发展情况来看,2011年全球的风电装机已经达到2亿3800万千瓦,这一装机规模已跟我国全部的水电规模相差不大,且还在快速增长。另外,世界光伏累计装机达到7000万千瓦,也是最近几年增长比较快的。

可再生能源包括风能、太阳能、生物质能,实际上各个国家也认为水电是可再生能源,因为水可以循环利用。在我国可再生能源统计中,也把水电作为统计数据。因为水电发展的历史比风能、太阳能长,所以世界上其他国家一般讲可再生能源主要讲的是非水电。目前我国非水电的可再生能源占全部能源供应量或者消费量的2.3%,世界上比较领先的国家,诸如丹麦占到18.4%,新西兰占到10%,西班牙占到8.7%,德国占到7.6%,芬兰占到9.3%。

从核电来看,2011年我国核电发电量占全部发电量的1.8%,而法国占到将近78%,瑞典、韩国都占到30%以上,美国占到19.2%,日本占到18%,只是日本在福岛核事故以后,核电比例在降低。全世界核电站发电量平均占比是13.5%。由此可见,我国核电占比还是非常低的。

 

(三)可再生能源和新能源的开发利用正成为竞争激烈的战略性新兴产业

最近几年,特别是国际金融危机以后,许多国家出台了一系列刺激经济的一揽子方案,比较引人关注的,像美国出台了7000亿美元的刺激计划,我国是4万亿,这些计划里面都有一大部分是刺激战略性新兴产业,包括风能、太阳能、生物质能、节能环保型产业等等绿色产业。时下世界普遍认为,可再生能源和新能源会是今后一个新的经济增长点,也是一个技术高地。因此,许多国家为了保持在全球的竞争性,及其在全球技术上的战略优势,都在争相发展这些产业。我国生产的太阳能发电设备很快就会装到屋顶上。为此,一些国家对我国的产品实行反倾销,我们叫做“双反”,可见,这方面的竞争还是比较激烈的。

(四)可再生能源和新能源在未来能源中的地位日益突出

未来世界要更少依赖化石能源,有些国家干脆不用化石能源,更多是用可再生能源和新能源。

在美国,出台了2050年高比例可再生能源电力的报告,这是美国国家可再生能源实验室发布的报告。美国政府已经把其中的一些内容作为战略规划。报告认为,到2050年美国电力的80%有可能通过可再生能源提供。由此,美国就会更多地摆脱煤炭、石油、天然气发电。美国高比例可再生能源电力的前景就是非常清洁。

在德国,也出台了2050年能源战略转型研究报告,以此希望到2050年基本上用可再生能源的电力。德国过去是一个传统的煤炭生产国,德国和波兰边界地区有大量的煤矿,它的煤很便宜。前些年,德国决定要关一部分核电,减少核电。所以说,德国的能源转型是要逐步地减少煤炭发电的比例,同时减少核电,因为德国人认为核电还是有污染的。在丹麦,计划到2050年所有能源都是可再生能源,不再用化石能源。从北欧四个国家来看,德国是世界上目前可再生能源使用比例较高的国家之一,但是丹麦的能源清洁程度非常高,而且丹麦人对化石能源的依赖认识非常清楚。为了节约能源,减少温室气体排放,现在丹麦道路一劈两半,有一半专门骑自行车。

欧盟希望在2050年,能源百分之百是由可再生能源提供。欧盟前几年出台了2020年能源和温室气体减排的目标,即是到2020年可再生能源占到能源消费的20%,减少能源使用20%,温室气体排放减少20%。

我国发展可再生能源和新能源,是落实科学发展观,建设资源节约型和环境友好型社会的基本要求,同时也是我国实现能源可持续发展的必然选择。我国的情况是像二氧化硫、氮氧化物这些化石能源排放的烟尘污染非常大,现在的排放量已经是世界第一。最近几年,我国氮氧化物的排放总量实际是增长的,二氧化硫的排放量一直是下降的,现在总量稍微有点回升。由此就造成了:一是酸雨面积占国土面积很大,尽管国家一直在治理;二是城市大面积的空气质量不清洁,大规模的雾霾印证了污染的情况。同时,大力发展可再生能源,因地制宜地发展生物质能、风能、太阳能,也是我国农村地区经济发展的重要途径。现在我国在倡导发展分布式的能源,比如农村很多农户,可以建太阳能光伏发电,把电力卖给国家电网,以此促进农村地区的经济发展。同时,面对我国不容忽视的农村污染,我们发展生物质能,发展农村清洁能源,会有利于农村的环境治理,使得农村保持清洁的水、清洁的土地、清洁的环境。

                       我国可再生能源和新能源的发展现状及其面临的挑战

 

(一)我国可再生能源和新能源的发展现状

我国的版图比较大,南北、东西可再生能源资源分布不一样,各有特点,总量还是很大的。

1.水能及其利用。我国技术上可以开发利用的水电资源,现在可以确认的能达到5亿千瓦以上。5亿千瓦什么概念?我国现在水电的装机是2亿千瓦左右,还有一半多可以再进行开发。

在有序开发水电的方针指引下,我国水电装机规模也在快速增加。2011年,我国水电装机达到了2.12亿千瓦,发电量是6500亿千瓦时。到2015年,我国的“十二五”目标是让水电装机达到2.6亿千瓦。

水电在我国目前的发展中面临的主要问题有:一是水电的发展与环境保护尤其是生态环境保护的矛盾。因此有些地方水电的开发受到了一些影响,比如说要延迟一段时间,加大环境保护的投入,以及采取一些新的技术和措施;二是水电开发和当地脱贫致富的矛盾。水电开发要与当地经济发展结合起来,如果水电开发不能带动当地经济的发展,当地的人民群众不会满意;三是移民问题。我国待开发的水电,有一部分规模还是比较大的,相应的建坝淹没区域也比较大,这样就会涉及到移民安置的复杂问题。

2.风能及其利用。我国的风力资源可以达到27亿千瓦,包括陆上和海上。我国近海海洋风能资源也非常丰富,可以达到15亿千瓦,它的潜力是巨大的。   

风电在我国已经进入规模化发展阶段,同时,我国风电设备的制造水平也在迅速提高。2005年我国风力发电才100多万千瓦,装机容量很低。现在我国的风电已经达到了5000万千瓦。我国最近几年规划了8个千万千瓦级的风电基地,诸如内蒙古东部、西部,以及新疆、东北、江西,还有河西走廊。

我国风电装备水平的提高速度也很快。上海世博会的时候,我国建造的海上风机单机3兆瓦,这个风机是我国自主研发制造的。目前我国单机水平提高了一倍,6兆瓦的风机就要下线。风机越造越大,效率越高,对风力资源的利用也就越高。当然大型的风机安装需要一定的地质条件。从政策上来讲,我国风电已进入了规模化发展,我们采取了固定电价,把全国划成4个区域,最便宜的地区5毛2,高的将近6毛钱,比平时多出2毛5分钱左右,这部分由国家补贴。由此,国家既可以稳定盈利,又能吸收投资,同时还可以鼓励风电企业实施改造。

3.太阳能及其利用。我国现在开发的太阳能连1%都不到。把我国的太阳能资源折成发电量,可以达到22亿千瓦,这是现有全国总装机量的两倍。

 

在太阳能发电和热力利用方面,我国也在往规模化上走。2011年,我国太阳能发电装机已经达到295万千瓦。2015年,我国太阳能发电装机要达到2100万千瓦。这就预示着我国太阳能光伏发电今后也要进入快速规模化发展的通道。这与我国这几年太阳能发电设备的制造水平在不断提高、规模也在不断扩大有关。这反映在太阳能光伏电站的成本在下降,几乎接近于常规能源的发电成本,比如燃煤的发电成本。如果把燃煤发电的环保成本、安全成本、外部成本全部加进去,太阳能发电就非常接近常规能源了。

我国在太阳能光伏制造领域也存在一些问题,比如说无序发展、恶性竞争,但是这些问题正在逐步地解决。

太阳能的热利用,主要是太阳能热水器。从传统上来讲,过去就是装一个热水器在家里或者单位,供热水和洗澡。我国太阳能热水器保有量占世界的40%以上,应该是全球最大的,而且增长率也是很快的。从2009年到现在,我国太阳能热水器保有量平均每年超过15%的增长率。新出的太阳能热水器可以安装在大型的建筑上,比如说办公楼,可以局部集中供热水,它可以代替一般热水供应。最近国务院办公厅发布了《绿色建筑行动计划》,我国要大力推广太阳能热水器。

4.生物质能及其利用。这几年,我国生物质能的利用发展也比较快,表现在:一是生物质能形成燃料产量不断提高;二是生物燃料乙醇产量也在稳步的提高;三是生物柴油的产量也有新的增长;四是其他生物燃料的利用,比如说大型沼气等等。北京市郊区建立了一些大型工业化沼气,农业部过去推荐农民一家一户建小沼气坑自己用,很快发现它存在很多的制约因素,比如说农村地区一家一户,好多农民打工去了,家里留了老人、妇女、小孩,因此沼气维护就遇到很大困难。发展和养殖结合起来的“四位一体”或者工业化大型沼气池就可以解决这些问题,只要管道通到每家每户就可以了,有专人维护,就跟城市里面的煤气管道一样,这也是今后的一个发展方向。

另外,生物质能发电在我国发展也比较快。2011年,我国生物质能装机量是700万千瓦,发电量也在增加。2015年,我国“十二五”规划希望生物质能发电装机达到1300万千瓦。生物质能发电,一是农业大县的生物质秸秆。农作物的秸秆既可以合成生物质燃料、柴油原料,也可以用做发电,还可以制气;二是城市生活垃圾发电。现在城市生活垃圾产生量越来越大,通过填埋变成生物燃料以外,烧掉一部分让它发电也是方向。生物燃料利用在世界上也非常受重视。像民航也在开发利用生物燃料,就是把生物燃料做成生物航空燃油,加到飞机里面去,目前最高可以加到3%,像美国的空军,就在实验利用生物燃料。

5.核能及其利用。目前我国运行的核电站是16座,装机1360万千瓦;建设中的核电站有25座,装机是2800万千瓦;还有一些核电站在规划之中。从国家规划来讲,希望在2015年,我国核电达到4000万千瓦;到2020年,我国核电能达到6000万千瓦,也有一些人建议核电在2020年达到8000万千瓦或者更高一些。福岛核事故以后,我国更加重视核安全问题,提高了核安全的标准,对在建核电站,运行核电站,规划核电站都进行了检查,确保安全,继而稳步推进。

我国现在对于核电的发展,还是比较积极的。因为从空气质量来看,我国城市雾霾比较严重,其中1/3的雾霾源于城市自身能源结构不合理,有工业产生的,还有汽车尾气排放的;另外2/3的雾霾源于大量的工业化的污染,主要是发电领域,我国现在煤电占70%。相比而言,核电还是非常清洁的。因此,建更多的核电站,这对于我国进一步优化电力结构会是非常有益的。当然,核电建设要遵循安全原则,稳步推进。

(二)我国可再生能源和新能源面临的挑战

我国可再生能源和新能源的发展,还面临一些挑战,诸如技术性、经济性,以及管理体制和市场机制方面的制约问题,在今后的发展过程中,我们就要积极有效地分析并克服这些制约因素。

1.水电方面。我国要完善移民政策,使移民更加人性化,更加结合实际,同时进一步完善相关体制、机制,提高我国水电的环保和生态标准。

2.风电方面。在这几年,我国主要是解决风电并网消纳制约因素。一般地,风电上网比例能够达到10%,才会出现一定的制约,但是我国目前的建网不到2%,也遇到风电消纳问题,主要是因为风电南北结构不合理。比如内蒙古发展了千瓦级风电发电,但是其装机容量小,电网比较薄弱,这样电网的外输遇到问题,调度遇到问题,现在正在解决。比如说东北电网风电已经达到10%以上了。我们要解决电网消纳风电发展分布式能源技术制约,前一段时间国家电网出台政策,鼓励分布式能源的发展。过去我们是把电力层层地从高压解到低压,最后到用户,就是说,我们电力220V,380V,只能是电网给你供电。现在分布式发电,比如说我家太阳能发电,用不了,我就可以倒过来给电网输回来,通俗地讲,就是一个开关的问题,但是涉及到一系列的技术问题,包括灵巧型、智能型的设备。

另外,对风力发电还需要加强管理,一是对风力发电的调度问题。风电是间歇式发电,风电一年发电平均2000小时左右,我们一天24小时,一年365天,一般的发电设备运行11个月或者10个月来计算,发电要达到6000多小时,7000小时,核电一般5000多小时,由此间歇式电源在调度上就遇到一些问题,所以要加强管理。二是管理风电场无序发展的问题。有些地方发展风电和电网没有达好协议,风电建起来了,但是入不了网,这都需要改善管理。

 

3.太阳能方面。我们要进一步提升使用太阳能的技术水平,使成本的制约减弱。目前太阳能发电技术在世界上的进步也是非常快的,像太阳能光伏发电,因为硅晶片在实验室和设计过程中应用了大量的先进技术,诸如信息技术、纳米技术,所以太阳能光伏发电板制造越来越密集,效率也越来越高,一个单位面积太阳能光伏发电板转换的太阳能的发电量就越来越多。我曾经在西班牙参观了一家热电厂,它一年发电可以达到5000小时,它有一个储能系统,它的热发电可以利用现有的蒸汽、燃气发电系统进行改造。

4.生物质能方面。我国在生物质能发电方面遇到的问题,简而言之,就是技术路线不是很明确。

5.核能方面。对于核电,今后我们要处理好安全问题,同时也要注意核废料的处理和公众对核电的反应。

我国“十二五”期间可再生能源发展目标,是要使可再生能源和核电统称叫做非化石能源,达到能源消费总量的15%以上,即是6亿吨标准煤以上。“十二五”期间,我国能源消费总量控制的天花板是40亿吨标准煤。

                        我国可再生能源和新能源发展的战略思路和发展前景

(一)我国可再生能源和新能源发展的战略思路

中央已经把发展可再生能源、核能,作为我国的一项基本国策,并指出:中国将大力发展可再生能源和核能,到2020年,我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右,包括核电等在内的清洁能源消费量约为2.3亿吨标准煤。当然我们希望到2020年的时候,目标能够超额完成,使我国能源的清洁化程度更高一些。我们希望到2030年,我国非化石能源、清洁能源占一次能源消费总量的比重达到20%以上,占到1/5;到2050年,能够占到1/3以上。欧盟的目标是,到2050年,其可再生能源占到80%到100%,可见,我国1/3的目标,还不是很高的目标。如果我国的可再生能源和清洁能源能够达到这样的战略目标,那么,我国今后能源的增量里面,基本上就是清洁能源和新能源了。

另外,从长远来讲,我国还是要进一步地发展更先进的核电设备。我国现在引进的第三代核电,比如说美国的核电、法国的核电,都是AP1000型核电,其安全性比较高,今后我国要发展的第四代核电,比第三代核电安全性更高,灵活性也更高,既可以建大型核电堆,也可以建小型的,它可以建在内陆城市的周边。我国核电发展的思路还是要遵循自主创新,不断提高科技水平,确保我国的核安全,使我国的核电技术跻身于世界领先水平。

(二)我国可再生能源和新能源的发展前景

“十二五”期间,我国要大力发展可再生能源和新能源,为此,国家规划了一些重点的工程。

一是大型风电基地建设工程,我国规划8个千万千瓦级风电基地,同时还要在近海的海上建设风电基地。现在世界上建成的海上风电基地,最大将近100万千瓦。还有大型的水电基地,有些国家比如芬兰这些地区,有整个流域的水电建设工程基地。

二是太阳能电站工程,包括西北地区、荒漠化地区,诸如内蒙古、甘肃、青海,以及城市周边,太阳能电站建设基地。

三是生物燃料替代工程。

四是新能源城市示范工程。它是“十二五”建设的亮点,我们希望能够建一百座新能源示范城市。这些城市里面要求新能源使用量达到一定的比例,主要使用太阳能、风能、生物质能、垃圾焚烧发电等等。新能源城市如果发展起来,城市对外界输入能源的依赖就会大大地减弱,好多能源可以本地产生。

五是绿色能源示范县工程。我国拟建200多个绿色能源县,其中风能的利用,水电的利用,生物质能电的利用等,根据当地不同的条件,达到一定的比例。

六是新能源微网示范工程。过去我国能源供应长期是躺在大工业提供的便利基础设施的基础之上的,比如在工业化进程中,主要依靠大电网供电,大规模地煤炭开发,依靠西电东送,北煤南运。在短期内,大工业对提升国家工业化水平、现代化水平,可以起到一定的作用。但是,从长远来看,其发展的可持续性越来越差。现在西部地区也要发展,它的能源使用量也在上升,西部地区生态环境和水资源也是有一定限制的,因此,我国今后各地要采用更多新能源、新技术,充分利用本地资源。比如说,一个大学可以利用大学里面的能源示范设备,建一个燃料电池的示范电站,其发的电可以通到微网里面。如果一个大学里面建了微网,就可以利用各种新能源技术发电了,其电量的70%、80%可以自己供应,外部大的电力可以给它做保障,以供应短缺部分。

此外,我国现在用的核电,三代也罢,四代也罢,今后要发展更先进的,我们称之为小太阳,核聚变。如果今后突破了这个先进的技术,比如欧洲核子研究中心发现的一种新粒子被称为“上帝粒子”,这对核能领域是一个极大的推进。还比如电动汽车和新能源汽车,其发展的潜力也是巨大的。再有,利用深海的海洋能源,把更大规模的风电机组装在浅海或者更远的海洋发电。

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文章来源:http://www.71.cn/2013/0501/772051.shtml