再生能源應用系統(tǒng)
通過風能、太陽能、生物質能等新能源在中國的發(fā)展前景及應用，探討其中存在的問題。從中國的能源利用情況實際出發(fā)，探討新能源在中國如何更有力的發(fā)展，如何更便捷的利用，并就新能源在中國的前景及應用提出自己的見解。
新能源發(fā)展前景新能源應用
新能源的發(fā)展與社會支持之間是相輔相成的關系。新能源產業(yè)想要走上正軌，初步達到盈利，離不開國家和社會的大力扶持；而新能源的發(fā)展也可以解決能源危機、通貨膨脹、環(huán)境問題等許多社會問題，幫助構建社會主義和諧社會。新能源的快速發(fā)展中，與其配套的各項管理與技術內容不可或缺。
在國際石油市場強勢震蕩和國內一些城市不斷拉閘限電的同時，我國的能源專家把目光投向了新能源和可再生能源的開發(fā)利用，專家的研究普遍表明，我國新能源利用前景廣闊。
我國今后將大力發(fā)展風能、太陽能、地熱、生物質能等新能源和可再生能源，到2015年中國新能源和可再生能源的年開發(fā)量將達到4300萬噸標準煤，占當時能源消費總量的2％。
國家發(fā)展和改革委員會中國可再生能源規(guī)?；l(fā)展項目辦公室主任周鳳起說，我國正在制定可再生能源促進法，以促進對可再生綠色能源產業(yè)的大規(guī)模開發(fā)和利用。
我國有豐富的新能源和可再生能源。統(tǒng)計顯示，太陽能年日照時數在2200小時以上的地區(qū)約占國土面積的三分之二以上，具有良好的開發(fā)條件和應用價值?？砷_發(fā)的風能資源儲量為2.53億千瓦。地熱資源遠景儲量相當于2000億噸標準煤，已勘探的40多個地熱田可供中低溫直接利用的熱儲量相當于31.6億噸標準煤。
中國能源研究會的一項研究說，從長遠來看，新能源和可再生能源的開發(fā)利用可以逐步改善以煤炭為主的能源結構，促進常規(guī)能源資源更加合理有效地利用，緩解與能源相關的環(huán)境污染問題，使我國能源、經濟與環(huán)境的發(fā)展相互協(xié)調，實現可持續(xù)發(fā)展目標。
從近期來看，新能源和可再生能源的開發(fā)除了能增加和改善能源供應外，還將對解決邊疆、海島、偏遠地區(qū)的用電用能等問題起到非常重要的作用。
測算表明，到2015年，新能源和可再生能源的利用將減少3000多萬噸碳的溫室氣體以及200多萬噸二氧化硫等污染物的排放，提供近50萬個就業(yè)崗位，為500多萬戶邊遠地區(qū)農牧民解決無電問題。
實際上，新能源和可再生能源的開發(fā)利用在我國已經成為各類資本競相追逐的熱點之一。
不久前，在風能資源極為豐富的內蒙古自治區(qū)，加拿大埃伏隆電力股份有限公司與內蒙古二連浩特市簽約，擬投資12億美元，在2008年前建成一個總裝機容量100萬千瓦的亞洲最大風電場。
但中國能源研究會的研究也同時指出，從總體上來看，我國新能源產業(yè)整體實力不強，市場競爭能力弱，一些阻礙產業(yè)發(fā)展的關鍵問題沒有從根本上得到解決，迫切需要加快技術進步和機制創(chuàng)新，以推動這一產業(yè)的迅速發(fā)展。
我國的新能源發(fā)展面臨著機遇和挑戰(zhàn)
面對當今國際社會嚴峻的能源形勢，中國政府高度重視新能源的開發(fā)利用，把加快發(fā)展可再生能源作為“十一五”時期能源發(fā)展的一項重要任務。
我國新能源產業(yè)目前呈現良好的發(fā)展前景，預計到2015年所規(guī)劃的新能源提供的電力、熱水和燃氣終端能源產品的總量將達到4300萬噸標準煤，并將直接拉動相關行業(yè)的發(fā)展，帶來明顯的環(huán)境效益。
國家電網公司黨組成員、副總經理舒印彪指出：“從世界各國應對氣候變化的行動中，我們不難發(fā)現，這一輪以發(fā)展新能源為主題的能源革命，是以電力為中心的，電網是推進新能源發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。”并認為，發(fā)展新能源，對于優(yōu)化能源結構、增加能源供應、保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、促進我國經濟社會可持續(xù)發(fā)展等，具有十分重要的意義。
新能源的發(fā)展現狀有機遇更有挑戰(zhàn)，技術與經濟問題并存。
就風電而言，我國規(guī)劃的風電基地所在地區(qū)電網規(guī)模偏小，需要依托更高電壓等級、大規(guī)模遠距離輸送因而由此帶來了復雜的電網技術和經濟問題。
大規(guī)模發(fā)展風力發(fā)電，使我們不得不面對系統(tǒng)調峰調頻問題。目前，我國平均峰谷差約為30%，部分地區(qū)達40%，未來還有可能進一步加大；而系統(tǒng)調峰主要依靠煤電。新能源的大規(guī)模開發(fā)，將使得系統(tǒng)調峰面臨更加嚴峻的考驗。
太陽能發(fā)電技術的發(fā)展也亟待社會的支持。以天和家園太陽能試點工程為例，若要收回投資成本，則每千瓦時上網電價應高于3元，遠遠高于煤電的上網電價；如按現行居民用電價計算，收回投資成本需100年以上。
雖然我國光伏產業(yè)產品組裝能力躋身世界前三，但晶體硅提純、鑄錠切片、逆變控制等核心技術卻被國外壟斷。中國的光伏產業(yè)“兩頭在外”知識產權掌握度不高，實質上是受制于國外研發(fā)企業(yè)為其“代工”。
新能源發(fā)展的技術與經濟問題產生根源
雖然我國新能源的發(fā)展形勢總體上良好，但其事業(yè)起步晚、發(fā)展快，相關政策法規(guī)不夠完善，標準體系不夠健全，與電網及其他電源的發(fā)展不夠協(xié)調。
我國新能源開發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，無序開發(fā)甚至開發(fā)過度。國務院2007年6月審議通過的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年建成風電3000萬千瓦的發(fā)展目標，而目前規(guī)劃的風電裝機容量卻已達12000萬千瓦，過于迅猛的勢頭不利于其發(fā)展的可持續(xù)性。
行業(yè)標準不完善問題日漸凸顯，并嚴重制約新能源發(fā)展。我國現行的《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》為指導性要求，不作強制執(zhí)行要求，且對電網的調峰調頻能力、低電壓穿越能力等標準不嚴明，不能滿足新能源大規(guī)模開發(fā)的要求。
政府相關政策不夠完善，社會支持力度不夠或無力支持。例如，我國一些地區(qū)電網電源結構單一、調峰手段有限，要保證新能源電量全額收購，需要付出很大代價，既不經濟，也不安全。此外，金融危機對以外向型為主的陽光能源影響很大，政府在此方面卻沒有予以大力扶持，光伏產業(yè)近幾月出現開工不足。
對新能源送出及輔助服務的激勵政策、電價審批和項目管理、新能源電廠的新型管理機制等，均亟待加強，這在一定程度上造成新能源為電網接納的困難。
社會各界支持將給新能源插上騰飛的翅膀
我國2006年1月1日開始實施的《可再生能源法》及其實施細則都給新能源產業(yè)發(fā)展提供了強大的政策支持。
在當前形勢下，我國社會各界給予了新能源發(fā)展很大的幫助支持，2009年上半年發(fā)布的《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》及相關補貼政策是政府開始關注該產業(yè)的積極信號；降低太陽能電池的成本和出臺相應的激勵政策，則是我國發(fā)展太陽能發(fā)電產業(yè)的兩大推手。
在國家政策激勵下，我國太陽能光伏企業(yè)在以長三角地區(qū)為代表的全國各地崛起，并于2006年發(fā)起成立了“中華全國工商業(yè)聯(lián)合會新能源商會”，并建立了自有網站中華新能源網。
新能源發(fā)電的前景猶然光明，但是對于共建和諧社會，民眾和相關企業(yè)的新能源意識、參與行動更加重要。2005年，上海市就推出了“綠色電力機制”，由個人和單位自愿認購綠色電能，定價比常規(guī)電價高0.53元/千瓦時。
世界再生能源委員會主席WolfgangPalz博士認為，新能源應用不存在技術難題,帕爾茨表示，目前在世界范圍內，新能源的應用充滿著生機與活力，從事這個行業(yè)的人大部分都是年輕人。盡管這樣，帕爾茨也并不否認煤炭等重要性。
對于新能源推廣中目前比較突出的一個“技術障礙”說法，帕爾茨明確表示否定，他認為，這根本不存在技術問題，目前風能和光伏太陽能的技術都比較成熟，“不需要回到大學里去研發(fā)這些技術。”，他認為“認為存在技術障礙是那些外行人的說法”。
對于目前新能源應用存在的困難，帕爾茨表示主要是成本問題，不過如果能通過擴大規(guī)模，產生規(guī)模經濟后，成本就會大幅降低，推廣起來也就容易得多。在確定電價的原則上，帕爾茨的建議是“定的電價使企業(yè)能夠生存，甚至能夠進一步的發(fā)展就行了?！?，否則會使電價太高，影響可再生能源的廣泛使用。
可再生能源最大的潛力市場在貧窮地區(qū)和國家憑著優(yōu)良的技術和雄厚的資金支持，目前世界上可再生能源發(fā)展得好的國家都集中于西方發(fā)達國家，不過帕爾茨認為，可再生能源發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮牡胤綉撌鞘澜缲毟F地區(qū)和國家。那些地方安裝難度低，應用范圍廣，然而，一些援助機構獲得了上千億歐元的資金，卻并沒有投資于可再生能源這一最有潛力和需求的領域，帕爾茨表示很失望。
生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40％以上。
目前人類對生物質能的利用，包括直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440～1800億噸(干重)，其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3～8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當薪柴使用，效率低，影響生態(tài)環(huán)境。現代生物質能的利用是通過生物質的厭氧發(fā)酵制取甲烷，用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭，用生物質制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技術培育能源植物，發(fā)展能源農場
新農村建設離不開新能源發(fā)展
中國是一個農業(yè)大國，農村人口占大多數，因此農村和農民問題是關系到國家穩(wěn)定與發(fā)展的關鍵性問題。近年來，隨著農村經濟的發(fā)展，農民生活水平不斷提高，廣大農村對于能源的需求量也在不斷上升，傳統(tǒng)能源的大量使用造成了嚴重的污染問題，同時日益增大的農村能源需求量也給我國本已嚴峻地能源形勢帶來了更大的挑戰(zhàn)。根據《2004年世界BP能源統(tǒng)計年鑒》提供的資料,2003年世界石油探明總儲量為1567億噸，中國石油探明總儲量僅占世界的2.1%，但中國的石油年消費量卻占到了世界的7.6%,2003年中國石油對外依存度達到了35%,專家預計這一數字到2020年將達到60%。同時我國農村許多地區(qū)風能、太陽能、生物質能源豐富，蘊含著發(fā)展新能源的巨大潛力，因此，將可持續(xù)發(fā)展理念引入農村能源利用領域，大力推進新能源建設，則是解決農村能源與環(huán)境之間矛盾的有效途徑。
生物質能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能儲存在生物質內部的能量。有機物中除礦物燃料以外的所有來源于動植物的能源物質均屬于生物質能，它通常包括以下幾個方面：一是木材及森林工業(yè)廢棄物；二是農業(yè)廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業(yè)有機廢棄物；六是動物糞便。在世界能耗中，生物質能約占14％，在不發(fā)達地區(qū)占60％以上。全世界約25億人的生活能源的90％以上是生物質能。
以秸稈產能技術為例，秸稈產能是生物質能里面具有代表性的一種。秸稈屬可再生能源，年復一年可保證能源的永續(xù)利用。有資料介紹，植物在燃燒過程中放出二氧化碳，但它在生長過程中要吸收二氧化碳，這放出和吸收是基本平衡的，所以對環(huán)境保護有利。同時從秸稈的化學成分和熱值看亦有它的優(yōu)勢，將它燃燒產生的灰分不小于10%，而且灰分還是一種好的農作物所需的肥料，是發(fā)展循環(huán)經濟的好項目。農作物的成熟期主要集中在春季和秋季，由于它們的生長期和成熟期與氣候密切相關，因地區(qū)不同也有一些差異。我國秸稈的產生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中國土地遼闊，秸稈的收獲時間也存在一定的差異，但趨勢是一致的。這里所談季節(jié)性主要針對農作物成熟時產生的秸稈，至于農作物收獲后，經過加工過程產生的生物質資源如稻殼等不在此列，它根據糧食的市場需求加工產生。以上秸稈產生的特點將對開發(fā)利用秸稈的管理和技術方面帶來重大影響。當然對于一些具體情況，應該具體問題具體分析處理。
從實際應用來說，秸稈作為能源原材料可用于制作秸稈煤或者用于秸稈發(fā)電。秸稈煤比起普通煤炭，秸稈煤不僅投入小、生產安全，還具有易燃耐燃、熱效率高、殘渣少等特點，在新農村建設中推廣秸稈煤，不僅能使農村的生態(tài)環(huán)境得到保護，而且能使生產秸稈煤的農民家庭帶來豐厚的利潤回報。目前利用秸稈發(fā)電的途徑有兩種：一是秸稈氣化發(fā)電，二是秸稈直接燃燒發(fā)電，用得最廣泛的是秸稈直接燃燒發(fā)電。秸稈發(fā)電與常規(guī)的火力發(fā)電的不同之處主要是燃料不同引起燃燒系統(tǒng)的變化，重點是燃燒設備的變化，而熱力系統(tǒng)的其余部分和電氣系統(tǒng)與常規(guī)一般火電廠類同。秸稈燃燒的另一途徑是利用已經運行電廠中的鍋爐進行摻燒，這既可節(jié)約煤，又可增加秸稈利用的途徑。各地電廠所配爐型不同，可以由秸稈的各種成型來滿足不同爐型鍋爐燃燒要求。有一種在煤粉爐中摻燒秸稈的思路是爐膛中下部稍加改造增加一塊爐排燒秸稈，稱之為聯(lián)合燃燒。還有對將按要求被關閉的小型火力發(fā)電廠，可以對其鍋爐改造或重新建設鍋爐裝置，改造成為生物質能電廠，這也是有利的途徑。在新農村建設中使用秸稈發(fā)電，能夠有利于減輕農民的負擔，同時可以有利于保護環(huán)境。
大力發(fā)展新能源如太陽能、風能、核能、生物質能可以解決許多社會問題，有助于共建和諧社會。大力發(fā)展新能源可以解決能源危機、緩解運輸緊張局面。即使新能源短期內難以占據能源市場的主要份額，但卻可以很大程度減輕用電壓力，也可以很大程度上減輕電煤緊張的局面，不會出現為了搶運電煤中斷其他貨物的運輸造成的運輸緊張。
大力發(fā)展新能源有利于節(jié)能減排，保護環(huán)境。新能源的迅速崛起將使人們對化石能源需求一定程度上減少，小煤窯的開采就會減少，對周邊環(huán)境的影響也會降低。火力發(fā)電對大氣的污染也會減輕。大力發(fā)展新能源可以減低通貨膨脹。新能源作為能源的重要提供者后，對傳統(tǒng)能源如煤、石油的需求就會大幅降低，煤和石油的緊缺情況會得到改善；一旦煤的價格下降，電力的價格就會下降，工業(yè)產品價格就會下降，隨之許多生產資料和生活資料價格也可能下降。
