首页-玩家时代平台-注册登录1 引言 随着全球化石能源枯竭供应紧张、气候变化形势严峻，世界各国都认识到了 发展新能源的重要性，特别是中国长期以来主要依靠煤炭，在一次能源供给中一 直保持在 2/3 以上的比例。而中国的石油进口量连续增长，2009 年进口原油约 2.04 亿吨。据测算，中国石油消费进口依存度已达到 50%的“警戒线 年以来，在国家和地方政府的政策支持下，城镇燃气行业改革加速，燃 气行业得到了长足发展，对天然气的需求一直处于高速增长，这种状况将在未来 将长时间存在，毕竟中国的人均能源消耗只有的美国的 1/11。随着中国的社会 经济进一步发展，生活水平的改善意味着人均能源消耗量将有十分巨大的增长， 近几年来汽车保量的快速增加即是例证。 随着传统化石燃料，如石油、煤矿、天然气等储存量不断减少，而同时社会 经济不断发展，对能源的需求日益增加，以及环境恶化的巨大压力，新能源被提 到了更重要的位置。虽然中国还处于工业化、城镇化快速发展的关键阶段，但是 仍然在哥本哈根会议上提出努力的方向， 2020 年单位国内生产总值二氧化碳 “到 排放比 2005 年下降 40％－45％” 。新能源是一个有力的工具。 新能源的利用现状与缺 与缺陷 2 新能源的利用现状与缺陷 2.1 新能源

　　新能源，是指新的能源利用方式，既包括太阳能、风能、生物质能等，又包 括对传统能源进行技术变革所形成的新能源，如煤层气、煤制天然气等。新能源 产业具有资源消耗低、清洁程度高、潜在市场大、带动能力强、综合效益好的优 势，正在成为富有活力、最具前景的战略性新兴产业，对推动我国经济社会可持 续发展具有重要战略意义。 2.2.1 太阳能的利用 太阳能的利用主要有太阳能的热利用和发电两种途径。 热利用以太阳能热水 器为代表，主要集中在小城镇和农村地区，由于城市土地紧张以及政策、规划和 设计等因素，太阳能的热利用在城市属于个案。另一种主要的途径就是太阳能光

　　伏发电，虽然近些年来光伏发电技术有了较大的进步，但是与常规发电方式和核 发电相比太贵了，经济性不强。 2.2.2 太阳能的缺陷 ①太阳能的分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密 度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳 辐射的辐照度最大， 在垂直于太阳光方向 1 平方米面积上接收到的太阳能平均有 1000W 左右；若按全年日夜平均，则只有 200W 左右。而在冬季大致只有一半， 阴天一般只有 1／5 左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时， 想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较 高。 ② 太阳能的不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然 条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳 辐照度既是间断的又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了 使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能 源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供 夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。 ③效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行 的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总 的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用 的进一步发展，主要受到经济性的制约. 2.3.1 风能的利用

　　中国的风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两个大带： 一是三北 （东北、 华北、西北）地区丰富带。风能功率密度在 200W/㎡～300W/㎡以上，有的可达 500 W/㎡，可利用的小时数在 5000h 以上，有的可达 7000h 以上。二是沿海及其 岛屿地丰富带。年有效风能功率密度在 200W/㎡以上，可利用小时数在 7000h～ 8000h。这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆是丘陵连绵，所以风能丰富地 区仅在海岸 50km 之内。 《可再生能源法》实施以来，中国的风电产业和风电市场发展十分迅速，截 至 2007 年底，中国已累计建成 100 多个风电场，分布在 22 个省、市、自治区， 新增装机容量 3304MW，累计风电装机容量达到 5906MW，已跻身世界第五位， 成为世界上最主要的风电市场之一。 2.3.2 风能的缺陷

　　风能发电也存在着许多尚须解决的问题： ①涡轮噪音大，产生噪声污染;在生态上,会影响部分鸟类的正常栖息繁衍 ②占用大片土地，受地域限制：风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才 可以生产比较多的能源。 ③不稳定，不可控：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地

　　在电力需求较高的夏季及白日，是风力较少的时间 ④风力发电的经济性不足：目前风力发电成本仍然很高。在我国，近海风力 太小,不适宜风力发电。而在内蒙古等风力较大的地区，又因为交通等因素，大 大增加了建造发电站的成本。 总的来说，风力发电依然会继续发展。但成本高，稳定性差这些主要缺点， 决定了它在将来只能作为一种辅助性能源。

　　图 1 历年世界风电新增装机和累计装机变化情况（MW） 2.4.1 核能的利用 核能利用的是原子和裂变产生的能量，利用潜力很大，是未来能源的希望。 核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比 火电站要低 20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。如今，我国正在大 力发展核能，并计划在 2020 年核电装机量所占比例要从如今的 2%提高到 7%。 2.4.2 核能的缺陷 ①核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体 积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。 ②核能发电厂热效率很低， 只有 30%。 因而相比一般化石燃料电厂会排放更 多废热到环境里，热污染较严重。 ③核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。 ④兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 ⑤核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境， 会对生态及民众造成伤害。 ⑥更为清洁，单位产能更高的核聚变，到 2050 年还没有实现的希望。 综合来看， 目前核能只有不足化石原料产生电力的 10%用于现代人类生产与 生活中，在今后的半个世纪内能否全面地取代化石能源还是一个未知数。

　　生物质能的利用途径主要有以下三种： 2.5.1 生物质燃料油 作为替代石油的重要战略选择，生物质能可直接生产和提供动力液体燃料，这 对于解决交通能源十分重要。生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽 等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物 油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油替代品。生物质酒 精是由甘蔗、小麦等作物进行生化转换，主要是通过厌氧消化制取沼气和通过酶 技术制取乙醇液体燃料，可以与汽油混合使用，是未来汽油的优良替代品。 2.5.2 生物质固体燃料 固型燃料燃烧是新推广的技术，它把生物质固化成型后，再采取传统的燃煤 设备燃用。其优点是充分利用生物质能源替代煤炭，生物质固体燃料可以用来发 电、供热，它对煤炭的替代使用可以削减大气中二氧化碳和二氧化硫的排放量。 2.5.3 生物质气化 主要是以低生物质为原料的气化技术， 使低生物质完成从固态到可燃气体的 转化。低生物质是以农作物秸杆为主，还可以使用玉米芯、木屑、柴草等。生物 质气化技术的用途与城市管道煤气相同，燃烧稳定、热效率高，适用于炊事、取 暖、锅炉等。 我国的生物质资源十分丰富。每年农作物秸秆产量 6 亿吨以上，禽畜粪便总 资源干物质数量约 1.4 亿吨， 其中可发展沼气工程的规模化养殖场粪便干物质约 4000 万吨。 我国的生物质气化研究和应用起步比较早，对农、林业废弃物等生物质资源的 气化技术的深入研究是在 70 年代末、80 年代初才广泛开展起来的。目前气化炉 气化和供气在中国已兴建了近 500 处，年产气 1.5 亿立方米，主要作为农民炊事 燃料，尚属于试点示范性质，中国沼气技术较成熟，已经大规模推广应用。目前 已有 1110 万农户和 1300 多处畜禽养殖厂兴建了沼气工程， 年产气 47 亿立方米。 对改善农村卫生环境和增加能源供应起到了一定作用。 垃圾焚烧和秸秆发电是当前世界各国采用的主要的生物质能利用技术之一， 由 于可回收热能，且不占用土地，在国内也得到很大的重视。目前深圳、乐山、徐 州等城市己建设了垃圾焚烧场，建成了焚烧发电的示范工程，日处理能力在

　　150～300 吨左右。北京、沈阳、广州等大型城市也相继兴建了较大规模的垃圾 焚烧发电厂。 从“六五”以来，我国先后对禽畜粪便厌氧消化、农作物秸秆热解气化、致密 成型等技术进行了攻关研究和开发， 己经取得了一定成绩。 在厌氧消化技术方面， 目前国内处理有机废弃物的沼气工程已有 600 多处，总池容 20 万立方米，年产 沼气 1 亿立方米左右。经过 10 多年的研究开发，厌氧消化工艺技术已取得了较 大进展，例如猪粪中温厌氧消化 USR 装置产气率达到 2.2 立方米/天。在热解气 化方面，低热值的 ND-400、600、900 型秸秆气化装置相继研制成功并投放市场， 已建立了 100 多个气化集中供气村。 此外生物质压块成型机械的开发也有相当进 展。我国还发展了多种厌氧消化工艺和反映器，用于处理食品工业、发酵工业、 制糖工业和制药工业的有机废水、生活污水及禽畜粪便等，沼气产气率一般在 0.5～0.9m /(m ·d)之间。

　　通过地质调查，全国已发现地热异常 3200 多处，其中进行地热勘查的并已 对地热资源进行评价的地热田有 50 多处。全国已打成地热井 2000 多眼。 发现高温地热系统 255 处，经过评估总发电潜力 5800MW30a，主要分布在西 藏南部和云南、四川的西部。在西藏羊八井地热田 ZK4002 孔，孔深 2006m，已 探获 329.8℃的高温地热流体。 发 现 中 低 温 地 热 系 统 2900 多 处 ， 据 调 查 ， 总 计 天 然 放 热 量 约 为 1.04×1014kJ/a，相当于每年 360 万吨标准煤当量。主要分布在东南沿海诸省区 和内陆盆地区，如松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭河盆地以及众多山间盆地 区。这些地区 1000—3000m 深的地热井，可获 80—100℃的地热水。 最近 5 年，地热能的直接利用发展很快，尤其是地热供热、温泉疗养、游乐 等发展迅速，规模不断扩大，如在北京小汤山和河北省雄县等地均建立了温泉旅 游疗养基地，在南方的湖南汝城县热水镇建立了以种植、养殖和培育良种的综合 示范基地。 高温地热发电进展缓慢，主要原因是：在西藏、云南的高温地热分布区，其 水能资源也非常丰富，当地热衷于建造 10—20MW 的迳流式小水电站，而对建造

　　地热电站，实施多能互补的认识不够。但是，无论如何当地小水电站都是季节性 的，每年只在丰水期发电 3000—4000 小时，而枯水季节则不能满发或停发。为 改变枯季缺电现状，地热专家提出地热发电与小水电联合调度、优势互补方针， 得到了共识，今后地热发电仍会稳步增长。 2.7 煤层气

　　目前我国抽采煤层气量中有 2/3 为浓度低于 30%的煤层气，利用程度较低。把煤 层气作为第二煤炭资源进行开发, 发展煤层气产业。 根据国家发展和改革委员会 制定的“煤层气(煤矿瓦斯) 开发利用‘十一五’规划”, 到 2010 年, 中国煤 层气(煤矿瓦斯) 产量将达到 100 亿 m3 , 其中地面抽采煤层气 50 亿 m3 , 利用 率 100 % , 井下抽采瓦斯 50 亿 m3 , 利用率 60 %以上, 同时, 新增煤层气探明 地质储量 3000 亿 m3 。2007 年, 全国煤层气抽采量达到 47 亿 m3 , 地面抽采 煤层气量为 312 亿 m3 ,煤层气利用量为 14146 亿 m3 。今后将逐步建立煤层气 和煤矿瓦斯开发利用产业体系。 在煤层气抽采量增幅加大, 进一步发展原有煤层 气利用技术的同时, 必须加强对新型技术的研究, 将技术用于煤层气的利用, 切实提高煤层气利用率。

　　从图 2 可以看出, 2000 年抽采煤层气量为 8167 亿 m3 , 2007 年抽采量达 到 47 亿 m3 , 接近 2000 年的 6 倍。之所以取得这样快的发展, 主要是政府重 视煤矿安全工作, 政府和煤炭企业投入大量资金用于煤层气抽采系统、 煤矿通风 系统等安全改造项目, 极大促进了煤层气抽采量的增加。 目前中国的煤层气抽采 量仅次于美国, 居世界第 2 位。 2.8 煤的清洁利用

　　中国在燃料电池关键材料、关键技术的创新方面取得了许多突破。中国政府 十分注重燃料电池的研究开发，陆续开发出百瓦级-30kW 级氢氧燃料电极、燃料 电池电动汽车等。 燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术也得到了迅速发

　　展，开发出 60kW、75kW 等多种规格的质子交换膜燃料电池组，开发出电动轿车 用净输出 40kW、城市客车用净输出 100kW 燃料电池发动机，使中国的燃料电池 技术跨入世界先进国家行列。 在当今全球能源紧张、油价高涨的时代，寻找新能源作为化石燃料的替代品 是当务之急。 因为氢能的优势明显， 清洁、 高效， 因此得到各国政府的大力支持， 加上各种能源动力企业对燃料电池的发展信心十足， 所以燃料电池未来市场将有 巨大的上升空间。 尽管现在燃料电池的市场需求相当小，预计在随后的十年间，随着技术进步 与规模经济效益，燃料电池的生产成本与使用成本将下降，竞争力提高，燃料电 池潜在的市场将会逐步发展起来。现在对于便携式燃料电池的需求相当少，但便 携式燃料电池市场将是从现在到 2011 年甚至更长时间增长最快的市场。应用于 消费电子产品的燃料电池系统在最近几年中就会商业化。 3.0 新能源汽车

　　新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源 （或使用常规的车用燃 料、采用新型车载动力装置） ，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形 成的技术原理先进、 具有新技术、 新结构的汽车。 新能源汽车在近两年成为热点。

　　如今，虽然我们仍在大力开发太阳能、风能、水能、海洋能、地 热能、核能等新能源，但在开发利用的过程中都遭遇到了一些困难， 因为这些能源各有各的局限性和缺点。

　　二、风能 风能作为一种清洁的可再生能源，近年来发展很快。从下图可以 看出，近 10 年来，风能发电占全球发电量的比重在迅速增加。

　　三、海洋能和地热能 海洋能包括潮汐能、 波浪能、 海水温差能等， 理论储量十分可观。 地热能资源指陆地下 5000 米深度内的岩石和水体的总含热量,其中 全球陆地部分 3 公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为 140 万 吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。但限于技术水平，这 两种能源的利用尚处于小规模研究阶段， 占如今世界所需总能量的比 重很小。另外这两种能源也存在着分布过于分散，有效利用率低的问 题。 四、水能 水能的主要利用形式是水力发电， 下方是我国能源几种主要能源 的比重图，由图中可以知道，水能是我国目前仅次于火力发电的第二 大能源。

　　然而，水力发电也有很多自身的不足： （1） 因地形上之限制无法建造太大之容量，单机容量为 300MW 左右。 （2） 建厂期间长，建造费用高。 （3） 因设于天然河川或湖沼地带易受风水之灾害，影响其他水 利事业。电力输出易受天候旱雨之影响 . （4） 建厂后不易增加容量。 （5）大水库对环境影响较大，甚至会导致地质问题。 我国虽然水力资源丰富，但由于水利发电的上述缺点，水力发电 很难填补由于化石燃料短缺导致的能源不足。

　　五、 因此，新能源的发展，技术是关键，如果不能在现有的技术基础 上取得重大突破，新能源很难取代化石燃料成为主要能源。

　　国家更应该从税收的角度考虑， 对于使用化石能源， 或者利用化石能源要进行征税， 如碳税。征收的资金用来鼓励新能源发展，制约或者是限制来增加利用化石能源的成本，或 者通过行政政策或者法律政策来调整这个结构。

　　（三）深化能源管理体制改革，包括电力、石油等各个方面，整体来说，这些行业 的垄断程度较高

　　现在能源一体化效率还是比较低的，难以发挥大家的积极性。所以，深化体制改革 还是很重要的一个推动力，任务也很艰巨。新能源的发展目标已经非常清楚，到 2020 年非 化石能源占一次能源消费比重要达到 15%左右， 现在实际上也就 8%～9%， 这个任务非常艰巨。 我国必须加快水电、核电、风电等非碳能源发展，如果这些能源不能更快增长，实现这一目 标是非常难的。