新能源主導未來

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2009-08-13    

 

許多國家也都把發展新能源作爲應對金融危機、擴大就業、搶占未來制高點和防止氣候變暖的重要手段。新能源政策的目标是到2020年實現可再生能源占總能源耗費比例的20%

各國新政
在金融危機面前,世界各國紛紛把發展新能源作爲應對金融危機的重要舉措。奧巴馬指出,誰掌握清潔和可再生能源,誰将主導21世紀。

奧巴馬政府提出的巨額經濟刺激計劃是一套以優先發展清潔能源、應對氣候變化爲内容的綠色能源戰略計劃,把發展新能源作爲增加就業崗位、擺脫經濟衰退和搶占未來發展先機的戰略産業。他們計劃在未來3年内可再生能源産量增加1倍,2012年占發電比例提高到10%2025年增至25%

有分析人士預言,奧巴馬的新能源政策或許會如同上世紀90年代克林頓的信息高速公路計劃一樣,将徹底改變了此後1020年世界發展的面貌。美國的新能源戰略将是世界能源革命的開始,由此催生經濟增長模式的重大轉變,勢必會給美國乃至世界能源和經濟發展帶來深遠影響。

除美國外,許多國家也都把發展新能源作爲應對金融危機、擴大就業、搶占未來制高點和防止氣候變暖的重要手段。歐盟各國則在能源供給安全、可再生能源、能源稅、能源技術、市場自由化、能源效率和能源戰略儲備等方面陸續制定了大量法律規範條例。新能源政策的目标是到2020年實現可再生能源占總能源耗費比例的20%

中國也不可避免地卷入了這場新能源變革之中。随着《中華人民共和國可再生能源法》的頒布,中國進入開發新能源的快車道。國家能源局6月初表示,即将出台《新能源産業發展規劃》,到2020年我國風電、太陽能光伏及核電運行的總裝機容量将分别達到1.5億千瓦、2000萬千瓦和8000萬千瓦。

同時,對衆說紛纭的新能源概念,能源局副局長劉琦也給出了解釋,關于新能源很難界定,各國的說法都不一。而從能源科技的角度看,替代礦物能源的辦法确實有很多種,中國此次寫入新能源規劃的有6種,它們被分爲兩大類,一個方面是關于風電、太陽能、生物質能等新的能源。另一方面,對傳統的能源進行技術變革所形成的新的能源,比如說對煤炭清潔的高效利用,比如說車用新型的燃料,以及智能電網。

生物質能

生物質能主要應用有生物柴油、燃料乙醇、生物質發電、沼氣發電、垃圾發電等。受限于原材料過于分散和制造工藝的缺陷,生物質能的成本一直偏高,并沒有形成大規模效應。而且在經過了幾十年的探索後,國内外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,加劇糧價上漲和貧困國家的饑荒風險,更将會導緻社會不健康發展。因爲生物質能尤其是能同汽油混合使用的乙醇和生物柴油主要從玉米、甘蔗、黃豆及油棕等農作物中所提取。

當下的生物燃料行業早已沒了前幾年的意氣風發。困擾整個生物燃料行業發展的問題是,除了國家補貼之外,目前似乎很難找到太好的盈利方式。

截至目前,國内有5個燃料乙醇項目,分别是黑龍江華潤酒精、安徽豐原生化、吉林燃料乙醇、河南天冠和中糧廣西木薯項目。即使是國内最大的燃料乙醇生産企業之一豐原生化(由中糧控股),也必須依靠國家補貼才能勉力而爲。在與民争糧的争議聲中,人們發現燃料乙醇消耗的資源(如土地、化肥、環境污染等)比其所能提供的還要更多——在我國一般是3.5噸玉米做1噸乙醇,在生産過程中需要0.6—0.8噸煤。據研究數據顯示,用玉米制乙醇對能源開發和減排CO2貢獻甚微。而中國玉米價格卻在過去兩年來上漲了40%。相關專家更是指出,隻有在石油價格保持在80—90美元/桶的區間時,作爲替代能源的生物燃料才會有優勢。

在摒棄了玉米、小麥作爲乙醇燃料的初級階段之後,人們又将視野投向了薯類和甜高粱。但與生産1噸燃料乙醇僅需3.3噸玉米原料相比,18噸甜高粱過高的成本運輸令企業難以承受。

國家發改委能源研究所可再生能源發展中心副主任任東明認爲,燃料乙醇原料供應不确定,存在供應風險(價格上漲、供給的季節性、運輸問題、種植結構調整等),剛性需求對應柔性供給。傳統非糧作物作爲乙醇原料比較競争優勢不明顯。現在,人們又認爲以稭稈等農業廢棄物爲主要原料的纖維素将是燃料乙醇的發展方向。不過如何降低成本、真正實現大規模商業化仍然是一個難題。

太陽能

毫無疑問,中國光伏發電潛力的确非常巨大。統計顯示,中國現有大約400億平方米建築面積,屋頂面積40億平方米,加上南立面大約50億平方米可利用面積,如果20%安裝太陽能電池,可以裝100GW。此外,中國有着大片的沙漠、沙漠化土地和潛在沙漠化土地,總計約120萬平方公裏。1平方公裏土地可以安裝40MW太陽能電池,2%的荒漠即可安裝1000GW,是中國當前電力裝機的兩倍。發改委能源研究所有關研究預計,2020年中國大型荒漠光伏電站累計裝機将達到200MW

不過,國内的光伏發電市場并未啓動起來。核心問題還是發電成本太高,影響了大規模推廣。随之而來的另外一個問題是太陽能發電的時間局限性導緻了對電網的沖擊,如何解決這一問題成爲能源界的一大困惑。

目前,全國已經建成100多個并網光伏發電項目,但僅有2個項目在20086月份剛剛拿到4/kWh的上網電價,光伏發電的審批程序和電價核準程序也還不明确;此外,電力部門還沒有真正接受光伏發電,由于光伏發電不連續的特點,電力部門認爲隻是增加了發電量,沒有增加實際可調度的電力裝機。

一個最具黑色幽默的例子是,上海電力學院太陽能研究所所長趙春江在自家屋頂安裝太陽能光伏發電設備,作爲全中國目前唯一一個自己發電并且與國家電網實現并網的家庭,從2006年底到目前爲止,已經發電超過4000度。

這種情形在全世界太陽能發電推廣最快的日本并不鮮見,它已經有超過1/6的家庭變成了綠色家庭電廠,并且享受政府補貼。但在中國,趙春江卻不得不付費向電網送電。因爲電力公司爲了防範竊電,安裝的全部都是正向運轉的電表。也就是說,不管趙春江是從大電網裏下載用電還是将太陽能發的電上傳到大電網,電表的讀數都在增加。

2008年中國太陽能電池産量達到約2600MW,占世界産量的32.9%,但當年中國的光伏安裝量隻有40MW,僅占全球安裝量的0.73%,占國内太陽能電池産量的1.54%,這意味着,中國太陽能電池98%以上的需求都在國外。這個尴尬的結果也就意味着中國的太陽能産業把清潔送到全世界,把污染留給了自己

也許上海舉辦的2010年世博會将是太陽能大發展的一個契機。這屆世博會将大規模應用太陽能技術。按規劃,世博會永久場館中國館、主題館光伏建築一體化并網電站建成後,将成爲目前亞洲和中國總容量位居前列的光伏建築一體化并網電站,主題館光伏建築一體化并網系統規模可達2.5兆瓦,将是中國國内單體建築上最大容量的光伏建築一體化并網系統,中國館0.3兆瓦光伏電站則是結合具有傳統中國特色建築建造的BIPV并網電站。預計這兩座光伏電站的年發電量可達260萬千瓦時,年實現減排二氧化碳約2550噸。

此外,世博中心、南市電廠和滬上生态家等場館都将建立光伏建築一體化并網發電系統。按目前規劃,整座世博園的太陽能光伏發電總裝機容量将達4.5兆瓦,預計每年可節電約420萬千瓦時,減排二氧化碳約4100噸。

另外一個好消息是,擁有中國太陽城之稱的山東德州将于20109月舉辦世界太陽城大會,進一步探讨太陽能綜合利用的美好前景。這座不甚起眼的小城,不僅是中國的太陽能生産基地,還是太陽能綜合利用的典範。城市中的建築屋頂上布滿了用太陽能采暖和提供熱水的太陽能收集器。市區的公園、廣場、道路交通信号燈,也大量利用太陽能光電燈。其中,占地1800畝的長河公園更是中國内地第一個全部利用太陽能照明的景區。

風能

風電資源無污染且取之不盡,大力開發風電資源已在全球形成共識。去年,全球新增風電裝機容量2700萬千瓦,累計裝機容量已達1.2億千瓦;其中中國新增風電裝機容量1200萬千瓦,居全球第二。盡管近年來我國新增風電裝機容量以年均100%的速度高速發展,但目前我國風電開發主要集中在陸上,海上風電資源開發則剛剛起步。

629在上海召開的“2009中國國際海上風電和傳輸大會上,中國可再生能源學會風能專業委員會理事長施鵬飛首次正式對外詳細發布了風電七大基地的具體産能規劃及相關情況介紹

已确定的6省區七大千萬級風電基地,包括甘肅、内蒙古、新疆、吉林、河北和江蘇,其中内蒙古有2個基地。到2020年,七大千萬級風電基地總裝機量将達12600萬千瓦。其中,河北規劃1080萬千瓦,甘肅(酒泉)1270萬千瓦,新疆(哈密)1080萬千瓦,吉林2300萬千瓦,内蒙古5780萬千瓦,江蘇1000萬千瓦。2020年,我國風電裝機容量将增至1億千瓦。施鵬飛稱。

中國擁有遼闊的海域,據估算我國沿海-20米水深以内風電可開發量約7.5億千瓦,爲我國陸上風電可開發量的3倍。因此海上風電也被視爲一個重要發展方向。眼下,我國第一個大型海上風電項目——安裝34台國産單機容量3兆瓦離岸型風電機組、總裝機容量10.2萬千瓦的上海東海大橋東部海域海上風電示範項目,第一批3台機組已于今年4月完成吊裝,第二階段吊裝工作正全面展開。明年世博會期間,上海市民将用上東海大橋海上風電機組送來的清潔電。

不過也有一些專家學者指出,我國發展海上風電仍存在一些困難和問題,其中比較突出的問題如由于海上風電爲間隙性發電,對電網的安全穩定運行帶來一定風險。此外,海上風電場發電運行效率低,真正滿發功率的時間不足10%;無功消耗大、系統穩定性差;輸電損耗大,海上遠距離交流傳輸更困難;成本高昂,機組維護困難;國内尚未制造出适合海上風電機組安裝的專用船舶和設備。2006年,桑美台風登陸浙江蒼南縣,其每秒78.1風速對蒼南風電場造成毀滅性破壞,28台機組中的20台不同程度損壞,其中不少被完全吹倒、風機槳葉折斷。台風登陸尚且造成如此大破壞力,台風在海上的摧毀力将更加可怕。
另外一個問題是,随着大型風電場的不斷增多,占用的土地也日益擴大,産生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,又成了能源界的一大困惑。

有識之士已經指出,我國新能源産業發展迅速,個别産業甚至出現井噴的勢頭。有數據顯示,我國光伏産業近5年來每年增長近150%,風電增長也是翻倍。截至2008年,我國已是世界第一大太陽能光伏電池生産國,第四大風電國。

但是這種繁榮之下卻有隐憂:一些地方政府和企業盲目上馬新能源項目,或者重複建設産業鏈,緻使某些産業剛剛起步,就已出現發展失衡或盲目跟風的前兆。以風電爲例,截至2008年,我國風電裝機總容量爲1220萬千瓦,相比并網總容量的894萬千瓦,這意味着至少有近28%的已建風電設備被閑置。

我國目前有近20個省份都在申請或已建立新能源産業基地,其中大多數打出太陽能和風能牌。這讓人依稀看到了鋼鐵、水泥、煤炭等傳統行業盲目擴張,然後艱難調整産能結構的影子。這些基地有多少是順勢而爲,又有多少是低水平重複建設?由此看來,新能源産業還未起飛似乎就蘊藏着折戟沉沙的可能。

無論是生物質能、太陽能還是風能,都或多或少存在着令人困撓的難題。但方法肯定會比困難多。以新能源代替傳統能源,以優質能源代替稀缺能源,以可再生能源代替化石能源的新能源之路,注定需要幾代人的努力。