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關(guān)鍵詞:可再生能源;建筑設(shè)計;特點(diǎn);措施
1引言
隨著當(dāng)前我國社會的不斷發(fā)展,人們對于能源的需求量正在不斷增加,進(jìn)而也就必然會導(dǎo)致相應(yīng)能源出現(xiàn)了短缺局面,尤其是對于各類不可再生能源而言,更是表現(xiàn)出了較為明顯的短缺現(xiàn)狀,需要在未來引起足夠重視,并且采取較為理想的措施進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化??稍偕茉纯梢哉f是當(dāng)前比較重要的一類能源構(gòu)成,其相對于越來越稀缺的不可再生能源而言,具備著較為突出的應(yīng)用優(yōu)勢,應(yīng)該在各行各業(yè)中得到較好運(yùn)用,而在建筑行業(yè)中,要想促使可再生能源得到較好運(yùn)用,則需要重點(diǎn)加強(qiáng)對于建筑設(shè)計的關(guān)注,保障建筑設(shè)計方案中能夠較好處理可再生能源的應(yīng)用機(jī)制,提升其作用效果。
2建筑行業(yè)中可再生能源應(yīng)用特點(diǎn)分析
建筑工程項(xiàng)目中對于可再生能源的有效應(yīng)用已經(jīng)成為了今后比較重要的一個發(fā)展方向,也是有效解決現(xiàn)階段建筑工程項(xiàng)目中能源消耗較為突出問題的重要手段,隨著可再生能源運(yùn)用相關(guān)技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新優(yōu)化,其具體應(yīng)用價值也越來越突出,在具體建筑工程項(xiàng)目中表現(xiàn)出了以下幾個方面的基本應(yīng)用特點(diǎn):(1)節(jié)能效果較為突出。對于可再生能源在建筑工程項(xiàng)目中的具體應(yīng)用來看,其能夠在節(jié)能方面表現(xiàn)出較為理想的作用價值效果,這也是其最為直接的一個表現(xiàn)特點(diǎn)所在。因?yàn)樵诮ㄖこ添?xiàng)目中較好的借助于可再生能源進(jìn)行了相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行需求的滿足,如此也就能夠較好提升其對于傳統(tǒng)電力能源以及其它不可再生能源的應(yīng)用數(shù)量,如此也就能夠達(dá)到較為理想的能耗降低效果,節(jié)能優(yōu)勢較為突出。當(dāng)然,這種節(jié)能水平的有效提升優(yōu)化還需要重點(diǎn)從并網(wǎng)等方面進(jìn)行有效優(yōu)化處理,保障可再生能源的應(yīng)用能夠和建筑物更為匹配協(xié)調(diào),避免其出現(xiàn)了較大的問題和缺陷。(2)環(huán)保效果較為理想。隨著當(dāng)前我國建筑行業(yè)的不斷建設(shè)以及應(yīng)用,其對于周圍環(huán)境帶來的壓力是比較大的,尤其是對于相應(yīng)自然環(huán)境的污染和損壞,更是極為突出,這一點(diǎn)在相應(yīng)傳統(tǒng)能源的運(yùn)用方面也能夠得到一定體現(xiàn),進(jìn)而也就需要重點(diǎn)加強(qiáng)對于這些污染問題的有序防控,盡可能提升其環(huán)保效果。從這一方面來看,可再生能源的充分運(yùn)用同樣也能夠表現(xiàn)出較為理想的環(huán)保效果,其不僅僅不會對于建筑物周圍的環(huán)境造成較大的不良影響和威脅,同時還能夠有助于提升相應(yīng)建筑工程項(xiàng)目對于周圍自然資源的充分運(yùn)用,其協(xié)調(diào)性也較為理想,進(jìn)而也就值得進(jìn)行充分探索和落實(shí)。(3)前期投入較大。對于可再生能源在建筑工程項(xiàng)目中的具體應(yīng)用來看,其雖然能夠在后續(xù)表現(xiàn)出較強(qiáng)的作用價值效果,也能夠較好推進(jìn)相應(yīng)建筑工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展,但是其對于前期投入的要求也是比較高的。這種可再生能源對于前期投入提出的要求一方面表現(xiàn)在相應(yīng)經(jīng)濟(jì)層面,其需要較大的資金投入,很多可再生資源應(yīng)用相關(guān)設(shè)備以及具體技術(shù)都涉及到了較多資金的運(yùn)用,進(jìn)而也就很可能加大成本壓力;另外,相應(yīng)可再生能源運(yùn)用對于技術(shù)層面的投入需求也是比較大的,其需要進(jìn)行較為深入全面的探索和研究,確保相應(yīng)可再生資源的應(yīng)用價值和效果能夠得到充分體現(xiàn),如此也就能夠保障后續(xù)應(yīng)用更為適用高效。
3可再生能源在建筑設(shè)計中的利用方式
具體到當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目設(shè)計過程中可再生能源的有序應(yīng)用落實(shí)而言,其最為核心的手段和方式就是針對不同類型的可再生能源進(jìn)行有效設(shè)計和布置,促使其能夠在建筑物相關(guān)區(qū)域以及具體運(yùn)行中表現(xiàn)出理想作用價值。結(jié)合現(xiàn)階段的實(shí)際運(yùn)用狀況而言,其應(yīng)用效果比較理想的手段和具體措施有以下幾點(diǎn):(1)太陽能資源的運(yùn)用。在建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計處理中,可再生能源的運(yùn)用中太陽能資源可以說是比較重要的一類基本能源,這種太陽能資源的運(yùn)用在我國具備著較為豐富的經(jīng)驗(yàn),并且其具體應(yīng)用手段和方式也是多種多樣的。比如對于太陽能熱水器的充分運(yùn)用就是比較常見的一種手段,其相對應(yīng)的技術(shù)含量不高,能夠得到較為理想的普及和應(yīng)用,但是其具體的能源轉(zhuǎn)化和應(yīng)用效果是比較突出的,可以在建筑工程項(xiàng)目中進(jìn)行有效設(shè)計,進(jìn)而也就能夠?yàn)榻ㄖこ添?xiàng)目的熱水供應(yīng)提供一定的積極作用,此外,太陽能資源的有效設(shè)計應(yīng)用還可以通過相應(yīng)采光方式來實(shí)現(xiàn),自然采光效率的優(yōu)化主要就是通過相應(yīng)建筑物朝向以及結(jié)構(gòu)的恰當(dāng)處理而實(shí)現(xiàn),進(jìn)而也就能夠保障建筑物對于太陽光較為充分運(yùn)用,對于以往照明系統(tǒng)的應(yīng)用壓力降低效果較為明顯;隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新,相應(yīng)太陽能電池板的普及推廣同樣也能夠在建筑設(shè)計中得到較好落實(shí),并且其應(yīng)用效率和能源轉(zhuǎn)化效率也正在不斷提升。(2)風(fēng)能的利用。在建筑設(shè)計中有效利用可再生能源還可以從風(fēng)能方面進(jìn)行合理優(yōu)化布置,這種風(fēng)能的利用主要就是為了較好促使建筑物能夠借助于自然風(fēng)來實(shí)現(xiàn)自身運(yùn)行效果的有效提升,并且與此同時降低對于機(jī)械能源的消耗。在具體建筑設(shè)計處理中,風(fēng)能的運(yùn)用可以首先通過自然通風(fēng)的方式來發(fā)揮理想作用效果,這也就要求在建筑工程項(xiàng)目的具體設(shè)計處理中,應(yīng)該能夠較好針對相應(yīng)主體結(jié)構(gòu)以及門窗等進(jìn)行合理布置,如此也就能夠充分提升其自然通風(fēng)水平,保障建筑物能夠在自然通風(fēng)下營造出較為舒適的環(huán)境條件,當(dāng)然,對于當(dāng)?shù)仫L(fēng)向的有效調(diào)查研究也是必不可少的一環(huán);另外,在風(fēng)能發(fā)電方面也同樣表現(xiàn)出了一定的作用效果,這也就要求在建筑設(shè)計中得到較好落實(shí)推進(jìn),尤其是對于一些能耗較為突出的工業(yè)建筑中,其更是可以借助于風(fēng)力發(fā)電來實(shí)現(xiàn)較好節(jié)能優(yōu)化。(3)地?zé)崮艿睦?。建筑設(shè)計中通過合理的手段和方式運(yùn)用地?zé)崮芡瑯右材軌蜻_(dá)到較為理想的節(jié)能效果,并且在建筑物室內(nèi)溫度的有序調(diào)節(jié)方面也能夠發(fā)揮理想價值?;谶@種地?zé)崮艿睦脕砜?,其對于地區(qū)要求性比較高,并非在所有地區(qū)均能夠較為適用,需要取決于該地區(qū)地?zé)崮艿姆植夹Ч責(zé)崮芊植驾^為充分的地區(qū),其設(shè)計規(guī)劃后的應(yīng)用效果就比較理想。具體到這種地?zé)崮艿挠行?yīng)用中來看,其主要就是為了促使其能夠在較大程度上運(yùn)用地下水的流動來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的有效調(diào)節(jié),其最為核心的組成部分和作用環(huán)節(jié)就是地源熱泵的有效處理,應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)鼗镜責(zé)崮軤顩r進(jìn)行合理設(shè)置,促使其運(yùn)行效果較為突出,,(4)其它可再生能源的利用。在建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計處理中,還可以借助于其它一些可再生能源進(jìn)行設(shè)計,比如生物質(zhì)能、潮汐能以及水能等,但是這些可再生能源的利用條件比較苛刻,很難達(dá)到較為理想的廣泛推行,對于技術(shù)含量的要求也比較高,需要結(jié)合建筑物所在區(qū)域的具體特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計應(yīng)用。
4結(jié)束語
綜上所述,對于建筑工程項(xiàng)目的后續(xù)發(fā)展改進(jìn)而言,可再生能源的運(yùn)用是比較重要的一個手段,這種可再生能源的運(yùn)用能夠較好提升建筑物運(yùn)行的節(jié)能效果,進(jìn)而也就能夠保障建筑物在后續(xù)應(yīng)用過程中體現(xiàn)出理想的可持續(xù)發(fā)展水平,降低了當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目中因?yàn)槟茉聪倪^度而帶來的一些問題和局限,值得進(jìn)行深入研究和探索。
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這樣的場景,已經(jīng)在歐洲很多地方出現(xiàn),也是《第三次工業(yè)革命》的作者杰里米·里夫金所預(yù)言的:從現(xiàn)在起25年,數(shù)百萬的建筑包括家庭住房、辦公場所、大型商場、工業(yè)技術(shù)園區(qū)將會一物兩用:即可作為發(fā)電廠,也可以作為住所。
未來,能源可能像信息一樣,由你我在家里、工廠、辦公室生產(chǎn),并在能源互聯(lián)網(wǎng)上與所有人共享。
聯(lián)動的力量
自18世紀(jì)以來的200年里,燃燒煤炭、石油、天然氣極大推動了人類工業(yè)化的進(jìn)程。但隨著化石能源越來越少、價格攀升、環(huán)境污染加劇,人類正在思考如何將取之不盡的太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉催M(jìn)行充分利用,以達(dá)到真正可持續(xù)發(fā)展的目的。
而我們現(xiàn)在所說的這些可再生能源,并不是平均分布在地球的每一個角落,如何讓地球人都能分享到這些能源,杰里米·里夫金提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念,“就像使用wifi一樣,通過互聯(lián)網(wǎng)和能源的結(jié)合,我們可以很方便地進(jìn)行能源共享。當(dāng)?shù)厍虻囊话胩幱诤谝箷r,其富余的能源可以通過互聯(lián)網(wǎng)智能地轉(zhuǎn)移到處于白晝的另一個半球。
全球變暖的潛在災(zāi)難不得不讓很多人開始反思人類所走過的歷程,地球生物圈就像一個各部分不可分割的有機(jī)統(tǒng)一體,如果人類與其他形式的生命有力地交織在一起,形成共生共存的復(fù)雜關(guān)系,那么,我們都依賴于整個有機(jī)體,并要對其健康負(fù)責(zé)。履行這種責(zé)任就意味著我們在各自的社區(qū)生活過程中都要努力促進(jìn)更大的生物圈的總體健康。
在展示新的生物圈概念上,羅馬制定了一項(xiàng)40年期的總體規(guī)劃,羅馬的生物圈由三個同心圓組成;內(nèi)圈包括具有歷史意義的核心區(qū)和居民區(qū),市中心有許多開放的工業(yè)區(qū)和商業(yè)圈;工業(yè)區(qū)和商業(yè)圈之外,形成農(nóng)村地區(qū),圍繞著大都市。
這種生物圈模型注重不同區(qū)域之間的連接性,將周圍的農(nóng)業(yè)地區(qū)同商業(yè)區(qū)、歷史核心區(qū)和住宅區(qū)恰到好處地連接起來,當(dāng)?shù)鼐用窨梢岳每稍偕茉窗l(fā)電,然后通過便捷的電網(wǎng)輸送到各個地區(qū)。市中心將進(jìn)行整修,以保證空間的開放性和道路的暢通無阻。
按照設(shè)計方案,工商業(yè)區(qū)將被設(shè)計成有著大片綠色空間的工作區(qū)域,該區(qū)的建筑是無碳大樓和工廠,它們使用的能源都是當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的可再生能源,而且集中供暖、集中供電,其他能源也是通過一體化的設(shè)備集中提供。
類似的工業(yè)園區(qū)已經(jīng)在其他國家創(chuàng)建并開始運(yùn)營。在西班牙,斯卡瓦爾卡科技園坐落在比利牛斯山脈的山谷中,是眾多新興工業(yè)園區(qū)中的一個典型。這些工業(yè)園區(qū)為幾乎所有的生產(chǎn)活動提供可再生能源。斯卡瓦爾卡目前有十幾棟辦公樓已經(jīng)投入運(yùn)營,在這里開展業(yè)務(wù)的都是一些主流的高科技公司,包括微軟、沃達(dá)豐和其他信息通信技術(shù)公司以及可再生能源公司。
從目前看,歐洲在這方面走在了前面,歐洲將自己的未來系于綠色能源,以太陽能為主的大型發(fā)電園區(qū)及風(fēng)力發(fā)電廠已經(jīng)開始在歐洲能源豐富的地方涌現(xiàn)。根據(jù)歐盟的計劃,到2020年,歐洲獲得的電力中將有20%來自可再生能源,到2030年這一比例將達(dá)到30%。
中國的優(yōu)勢
杰里米·里夫金指出,中國在不遠(yuǎn)的將來很可能取代歐盟,在某些特定技術(shù)領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位,因?yàn)橹袊呀?jīng)開始重視可再生能源的開發(fā)建設(shè)。但是,中國還沒有完全理解將所有可再生能源連接起來形成整體互動系統(tǒng)給社會帶來的巨大影響。
事實(shí)上,中國的一些企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到能源聯(lián)動的力量,并不乏能源變革的實(shí)踐者。新奧集團(tuán)董事局主席王玉鎖就提出了“現(xiàn)代能源體系”理念,并與西門子的智能電網(wǎng)技術(shù)合作,在青島中德生態(tài)園中實(shí)施了泛能網(wǎng)技術(shù),將太陽能、風(fēng)能、水資源、地?zé)?、生物能等分散的可再生能源收集起來,通過智能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合、分配,最大限度地實(shí)現(xiàn)能源的有效利用并維持經(jīng)濟(jì)的高效、可持續(xù)發(fā)展。
在園區(qū)內(nèi),每一個建筑既是用能單位,又是產(chǎn)能單位,園區(qū)的綠色建筑、能源、土地等規(guī)劃被整體考慮,最終整體園區(qū)的萬元GDP能耗將控制在0.23噸標(biāo)煤/萬元。
新奧自主創(chuàng)新的泛能網(wǎng)技術(shù),不僅可以將一個區(qū)域內(nèi)可以利用的天然氣、風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、潮汐等多種能源進(jìn)行綜合利用,更能以智能化的調(diào)配方式,實(shí)現(xiàn)不同能源的優(yōu)勢互補(bǔ),同時還可以根據(jù)客戶的不同需求,利用智能化的手段,實(shí)現(xiàn)對能源的梯級利用,滿足不同企業(yè)之間的能源需求調(diào)配和互補(bǔ)。
不僅是新奧,國內(nèi)越來越多的能源企業(yè)已經(jīng)意識到能源變革時代的到來,開始加深以客戶為導(dǎo)向的產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)動和跨產(chǎn)業(yè)聯(lián)合。如中石油、南方電網(wǎng)等能源企業(yè)與中移動共同建設(shè)智能電網(wǎng),中移動將成立專業(yè)化的運(yùn)營公司重點(diǎn)發(fā)展這一領(lǐng)域;華為也提出了數(shù)字能源解決方案,并與包括“三巨頭”在內(nèi)的國內(nèi)企業(yè)在能源項(xiàng)目上進(jìn)行合作;阿里巴巴也開始由電子商務(wù)涉足云數(shù)據(jù)平臺的搭建與開發(fā)。
關(guān)鍵詞:太陽能;光伏電技術(shù);建筑設(shè)計
一、關(guān)于太陽能光伏電技術(shù)
眾所周知,如果沒有太陽,地球?qū)⑾萑胍黄诎抵?,也不會有春夏秋冬四季之說,這也直接說明了太陽能與人類的生存息息相關(guān)。由于地球上不可再生能源的儲量有限,不斷的開采并非長久之計,在眾多科學(xué)家的共同努力下,太陽能逐漸走入了科學(xué)家的研究范圍。由于太陽能可以持續(xù)提供清潔能源,這樣就會減輕人類對傳統(tǒng)不可再生能源的依賴,進(jìn)而減少了傳統(tǒng)不可再生能源所引起的環(huán)境污染,可謂一舉兩得。
太陽能光伏電技術(shù)所帶來的好處不言而喻,基本可以概括如下:首先,太陽能通過一定的轉(zhuǎn)換之后,可以為人類的基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行供電、供熱、制冷以及照明等等,除此之外,還可以用來制造其它能源,譬如氫,它已是科學(xué)界公認(rèn)的高能清潔燃料;其次,太陽能在地球的各個角落都有存在,絲毫不用擔(dān)心太陽能枯竭的情況出現(xiàn);最后,太陽能的利用效率還沒有得到百分百的開發(fā),但是已經(jīng)為人類帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。相信在今后太陽能的利用率能夠有更進(jìn)一步的提升。
二、太陽能光伏發(fā)電的原理及系統(tǒng)組成
太陽能光伏發(fā)電的基本結(jié)構(gòu)如下:太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池構(gòu)成。在整個發(fā)電過程中主要利用了半導(dǎo)體的光電效應(yīng),太陽能經(jīng)過半導(dǎo)體制成的太陽能光電板,在經(jīng)過一定的處理之后變?yōu)榱酥绷麟姟H缓笤偻ㄟ^逆變器(電力調(diào)節(jié)器),這樣就可以將直接得到的直流電轉(zhuǎn)換成人類能夠直接利用的交流電,在經(jīng)過國家電網(wǎng)的配電系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)接秒娫O(shè)備之上。但是在這個過程中,太陽能發(fā)電部門的管理人員必須做好能源的監(jiān)測工作,一旦發(fā)現(xiàn)在用電需求量過大使得太陽能供能不足,應(yīng)該立刻使用電網(wǎng)補(bǔ)充不足的電力。總而言之,太陽能光伏發(fā)電就是通過一定的化能轉(zhuǎn)換裝置將太陽能轉(zhuǎn)換為人類能夠直接利用的能源。
三、太陽能光伏電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀
自進(jìn)入21世紀(jì)以來,太陽能光伏電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展腳步從未停滯,由于所帶來的經(jīng)濟(jì)效益極為可觀,而且?guī)缀醪粫θ祟惖纳瞽h(huán)境造成污染,所以稱為了人類重點(diǎn)使用和開發(fā)的能源。顯而易見,太陽能的迅猛發(fā)展,給人類帶來了不容忽視的巨大經(jīng)濟(jì)效益。通過對2003年世界各種太陽能發(fā)電的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可知:太陽能發(fā)電的主要國家是日本、美國以及歐洲各國,而這也是他們經(jīng)濟(jì)增長極為迅速的時候,可見太陽能提供了可再生能源,對于國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有非常重要的意義。隨著我國科學(xué)家的不斷努力,積極吸取國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),并不斷開發(fā)新技術(shù),我國的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展,為國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了便利。
四、太陽能光伏電系統(tǒng)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用實(shí)例
太陽能的利用一直是眾多科學(xué)家爭相討論的問題,實(shí)質(zhì)上,建筑工程設(shè)計師也需要實(shí)施考慮建筑施工與太陽能利用的平衡點(diǎn),既保證建筑施工質(zhì)量和美觀效果,也能使得用戶能夠在正常生活中利用太陽能光伏技術(shù)來保障家用電器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。接下來筆者將詳細(xì)介紹兩種建筑設(shè)計中需要考慮的太陽能光伏電技術(shù),以供廣大人員參考。
(一)直接在屋頂安裝的模式
這種模式在我國家庭用戶中較為常見,由于安裝過程便捷,而且家庭用電量并非十分巨大,所以受到了廣大普通居民的一致好評,據(jù)統(tǒng)計,這種太陽能光伏電系統(tǒng)的安裝模式在世界上也是應(yīng)用最為廣泛的。通過將太陽能光電板安裝在建筑的屋頂,然后再利用太陽能光伏電技術(shù),可以保障整個建筑群的正常供電,既節(jié)約了國家資源,使用起來也不用擔(dān)心停電的問題使得工作學(xué)習(xí)生活出現(xiàn)問題。針對這種安裝模式可以很大程度的降低傳統(tǒng)能源的使用頻率,減少對環(huán)境的污染。具體的安裝結(jié)構(gòu)在國外已經(jīng)取得了非常大的成功。
(二)墻面外掛模式
對于某些建筑群而言,屋頂往往是有其他用處或者不可安裝太陽能光伏電板,那么用戶可以在建筑墻體外面加掛光電板,這樣也能夠達(dá)到太陽能發(fā)電的基本要求。由于在建筑施工過程中,工程設(shè)計師也會考慮綠色建筑技術(shù),即保障建筑正常居住的情況還會考慮能源的使用情況,通過會考慮到太陽能光伏電系統(tǒng)和建筑結(jié)構(gòu)如何有機(jī)結(jié)合在一起。具體來說,在陽光充足的墻面部分使用光電板,可以大幅提高太陽能的利用效率,而且在墻體上更加容易避免外界環(huán)境多太陽能光伏電板的腐蝕,間接提高了其使用壽命,而用戶也能獲得太陽能發(fā)電所帶來的大量好處。所以我們必須在建筑設(shè)計之初就充分的考慮新技術(shù)和建筑設(shè)計的緊密結(jié)合,下面的例子中我們將看到一些成功的典范。在2005年末在德國新建成的Mont—Cenis學(xué)院同樣全面的應(yīng)用了太陽能光伏電技術(shù),整個建筑的墻面和屋頂均使用了太陽能光電板作為建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
結(jié)語
綜上所述,太陽能在國家電網(wǎng)的支持下,能夠?yàn)槿祟愑秒娫O(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供一個有力保障。在建筑設(shè)備中,建筑人員務(wù)必要運(yùn)用豐富的建筑理論知識和嫻熟的施工技術(shù),再結(jié)合具體的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)來完成整個建筑工程的施工,這就是建筑工程質(zhì)量的保障,也是對國家綠色建筑的積極響應(yīng),保障了居民生活水平,也減少了對環(huán)境的污染。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是一種具有廣大發(fā)展?jié)摿Φ母呖萍技夹g(shù),太陽能也是一種持續(xù)可再生的清潔能源,電力產(chǎn)業(yè)的有關(guān)人員應(yīng)該不遺余力的投身到太陽能光伏電技術(shù)的研究和開發(fā)過程中,為國家電網(wǎng)的高質(zhì)量高效率運(yùn)轉(zhuǎn)提供有力保障。
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關(guān)鍵詞:可持續(xù)發(fā)展;能源開發(fā);法制建設(shè)
Abstract:China’senergyandenergylegalconstructionareadvancingalongtheroadofsustainabledevelopment.TherealityofChina’senergydevelopmentrequirestheoptimizationofenergystructure,exploitationandutilizationofenergy,especiallythenewandrenewableenergy.However,bothadvantagesanddisadvantageexistintheexploitationandutilization.Toreasonablyexploitandutilizetheenergy,Chinamustpersistinsustainabledevelopmentprincipleandestablishrelevantlymaturelegalsystemthatfocusesonreasonableenergystructure,protectionandinnovationofenergytechnology,riskresolutionofenergysafety,andproperadjustmentandinterventionofenergymarket.
Keywords:sustainabledevelopment;energydevelopment;legalsystemconstruction
一、可持續(xù)發(fā)展:中國能源發(fā)展及能源法制之路
1992年6月,在巴西召開的“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議”上,183個國家的政府首腦簽署了五個實(shí)現(xiàn)和貫徹可持續(xù)發(fā)展的國際文件,其中《21世紀(jì)議程》已成為可持續(xù)發(fā)展的行動綱領(lǐng)。但是,《21世紀(jì)議程》并未直接對能源的使用提出明確的義務(wù)要求,而只是在交通通信部分的文本中提及需要更有效更環(huán)保地使用能源(注:《21世紀(jì)議程》第7.5段建議“在人類居住的地方促進(jìn)可持續(xù)性能源和交通系統(tǒng)”。)。為了彌補(bǔ)這種缺憾,在事隔十年后的2002年9月4日,可持續(xù)發(fā)展世界峰會在南非約翰內(nèi)斯堡通過了《聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展世界峰會實(shí)施計劃》(又稱《約翰內(nèi)斯堡實(shí)施計劃》),該實(shí)施計劃規(guī)定了《21世紀(jì)議程》遺漏的能源建議,將能源政策作為可持續(xù)發(fā)展議程中的核心部分,各國同意采取聯(lián)合行動“以充分增進(jìn)人們獲得可靠廉價能源服務(wù)的機(jī)會以及實(shí)現(xiàn)在2015年前使貧困人口減少一半的目標(biāo)”。為此,各國一致贊同以下六項(xiàng)優(yōu)先性建議:①“加強(qiáng)使用可靠、廉價、經(jīng)濟(jì)上可行、社會上可接受且無害環(huán)境的能源服務(wù)和資源”。這就要求加速研究氫燃料電池技術(shù),廣泛使用風(fēng)能和太陽能,或在山區(qū)建設(shè)適宜的小水電設(shè)施。要達(dá)到這樣的目標(biāo),各國必須“加強(qiáng)地區(qū)和國家合作,包括通過能力建設(shè)、財政和技術(shù)援助支持各國的努力”。②“進(jìn)一步使用現(xiàn)代生物技術(shù)”。此項(xiàng)目承認(rèn)將現(xiàn)存的農(nóng)業(yè)或林業(yè)廢料用做能源財富的機(jī)會,使生物質(zhì)利用商業(yè)化,并在農(nóng)村地區(qū)加以使用。③“支持轉(zhuǎn)向使用較潔凈的液態(tài)和氣態(tài)燃料,這種使用被視為更加無害環(huán)境,社會上可接受且成本效率較高”。④“為了實(shí)現(xiàn)第一個建議目標(biāo),制定國家能源政策和管理框架,以幫助創(chuàng)造能源部門所需的經(jīng)濟(jì)、社會和體制條件”。⑤“加強(qiáng)國際和區(qū)域合作”以便實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)并再次“特別注意農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)”。⑥“加緊協(xié)助和促使貧窮人口獲得上文所述的能源系統(tǒng)”(注:《約翰內(nèi)斯堡實(shí)施計劃》第8(a)(b)(c)(d)(e)(f)段,參見[澳]艾德里安·J·布拉德布魯克、[美]理查德·L·奧汀格主編的《能源法與可持續(xù)發(fā)展》,曹明德、邵方、王圣禮譯,法律出版社2005年版,“原著序言Ι”第10-11頁。)。《約翰內(nèi)斯堡可持續(xù)發(fā)展宣言》及《約翰內(nèi)斯堡實(shí)施計劃》為世界各國的能源發(fā)展及法制建設(shè)指明了方向:應(yīng)該堅持可持續(xù)發(fā)展原則,避免功利性的短期經(jīng)濟(jì)目標(biāo);應(yīng)該實(shí)行能源與環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)的政策;應(yīng)該利用經(jīng)濟(jì)和技術(shù)資源使用新能源和可再生能源(如太陽能、風(fēng)能、氫能等)。
1994年我國制定了《中國21世紀(jì)議程》,對社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及資源的合理利用與保護(hù)確定了總的指導(dǎo)思想、發(fā)展模式和具體行動綱領(lǐng)。但是,《中國21世紀(jì)議程》只是規(guī)定對開發(fā)利用清潔能源在稅收、信貸和價格方面給予優(yōu)惠(注:《中國21世紀(jì)議程》在2.16段(d)項(xiàng)規(guī)定:對環(huán)境污染治理、開發(fā)利用清潔能源、廢物綜合利用和自然保護(hù)等社會公益性項(xiàng)目,在稅收、信貸和價格等方面給以必要的優(yōu)惠。),這種規(guī)定未能全面和明確地確立能源發(fā)展的戰(zhàn)略地位。然而,這種不明晰的狀態(tài)很快就得到了矯正,中國的能源發(fā)展必須走可持續(xù)發(fā)展之路,這主要基于中國社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景和可持續(xù)發(fā)展的要義:一是中國經(jīng)濟(jì)自2003年進(jìn)入新一輪高速增長周期以來,再次遭遇了能源瓶頸的限制。2005年,在政府宏觀調(diào)控作用下,能源緊張的局面稍微得以緩解,但能源缺口依然存在。二是按照中國目前的發(fā)展速度,到2010年,中國石油需求量預(yù)計將達(dá)到3.5億噸,其中50%左右需要進(jìn)口。到2020年,中國石油需求量預(yù)計將為5億噸,其中60%需要進(jìn)口。未來中國石油對海外資源的過度依賴和國際市場極大的不可預(yù)測性,將給中國經(jīng)濟(jì)安全和可持續(xù)發(fā)展帶來威脅。三是可持續(xù)發(fā)展對能源的要求。無論是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還是社會的發(fā)展,都要以一定的自然資源和生態(tài)環(huán)境作為前提和條件。如果其發(fā)展是以消耗浪費(fèi)資源和自然生態(tài)環(huán)境的破壞為代價,實(shí)際上是以犧牲他人利益和后代人的利益而求得部分人的發(fā)展,這種發(fā)展是不符合可持續(xù)發(fā)展理念的??沙掷m(xù)發(fā)展“既不是經(jīng)濟(jì)發(fā)展或社會發(fā)展,也不是單指生態(tài)繼續(xù),而是指以經(jīng)濟(jì)—社會—自然為中心的復(fù)合系統(tǒng),是使人類在不超越資源環(huán)境承載能力的條件下,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,保持資源永續(xù)利用和提高生活質(zhì)量”[1]。能源是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ),如果能源的利用方式不合理,就會破壞環(huán)境和生態(tài)甚至威脅人類自身的生存。因而,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求建立可持續(xù)的能源支持系統(tǒng)和對環(huán)境友好的能源利用方式。國家“十一五”規(guī)劃明確了能源的可持續(xù)發(fā)展方向,著力提高能源效率、改善能源結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化能源儲備,積極推進(jìn)可再生能源和新能源的開發(fā)利用,以達(dá)到為國家總體發(fā)展戰(zhàn)略服務(wù)的目的?!澳茉磻?zhàn)略的根本目標(biāo),就是要支持和保證中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。一是支持年均7.5%左右的經(jīng)濟(jì)增長速度和人民群眾日益增長的能源消費(fèi)需求;二是能源的生產(chǎn)、消費(fèi)與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào);三是提高能源供給的安全性?!盵2]基于國家發(fā)展改革委2007年4月《能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》的規(guī)定:十一五期間應(yīng)“貫徹落實(shí)節(jié)約優(yōu)先、立足國內(nèi)、多元發(fā)展、保護(hù)環(huán)境、加強(qiáng)國際互利合作的能源戰(zhàn)略,努力構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的能源體系,以能源的可持續(xù)發(fā)展支持我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展?!笨梢姡笆晃濉逼陂g能源將依循可持續(xù)發(fā)展理念而發(fā)展,并且與我國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展相一致。在能源建設(shè)方面,其總體安排是:有序發(fā)展煤炭;加快開發(fā)石油天然氣;在保護(hù)環(huán)境和做好移民工作的前提下積極開發(fā)水電,優(yōu)化發(fā)展火電,推進(jìn)核電建設(shè);大力發(fā)展可再生能源。此種能源建設(shè)的總體安排,必須要有法制的支撐和法律的規(guī)制。因此,與之相適應(yīng)的能源法制亦應(yīng)“與時俱進(jìn)”。
但是,與能源相關(guān)的法律如《節(jié)能法》、《煤炭法》、《電力法》等皆是在“九五”期間制定并實(shí)施的,由于當(dāng)時可持續(xù)發(fā)展所需要的體制和機(jī)制條件尚不完備,因而,在法的規(guī)范和制度上未能體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的豐富內(nèi)涵?,F(xiàn)階段,能源法制建設(shè)應(yīng)符合能源、經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo),2005年通過的《中華人民共和國可再生能源法》盡管是在這一大背景之下制定的,體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念,但是由于過于原則而不具有操作性和具體適用性。目前,國家有關(guān)部門正在加快《能源法》的研究和起草,同時在抓緊《石油天然氣法》、《國家石油儲備管理?xiàng)l例》研究起草的前期準(zhǔn)備,正在修訂《煤炭法》、《電力法》、《節(jié)能法》和《節(jié)能用電管理法》等法律法規(guī),這一系列的立法工作將有助于全面推進(jìn)我國能源領(lǐng)域的法制建設(shè)。
二、利弊共存:能源開發(fā)利用的客觀現(xiàn)實(shí)
能源可按相對比較的方法來分類:①一次能源與二次能源;②可再生能源與非可再生能源;③常規(guī)能源與新能源;④燃料能源與非燃料能源;⑤清潔能源與非清潔能源[3]2-3。人們常常將新能源與可再生能源并稱,這是因?yàn)樗悄茉搭I(lǐng)域的新技術(shù),“新的和可再生的”是一個完整的含義,在英文中縮寫為NRSE(即newandrenewablesourcesofenergy)[3]25。一般而言,常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源,而新能源通常指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。因而,煤、石油、天然氣以及大中型水電被看作常規(guī)能源,而太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽芤约昂四?、氫能等則為新能源,其中太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能為可再生能源,氫能是一種二次能源,其他則為一次能源[4]。
能源是人類社會賴以生存和社會進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ),人類文明的進(jìn)步實(shí)則都和能源的利用息息相關(guān)。現(xiàn)代社會,為了滿足人們的生活需要和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要求,任何一個國家都不得不重視能源的開發(fā)利用和新能源的探尋。在今天,失去了能源的支持,社會將是無法想像的。然而,能源的開發(fā)利用盡管可以為人們帶來諸多好處,但是也會造成諸多弊端尤其是對環(huán)境的損害。事實(shí)上,任何一種能源包括新能源與可再生能源的開發(fā)利用,都會對環(huán)境帶來一定的負(fù)面影響,諸如酸雨污染、土地荒漠化、生物多樣性減少、溫室效應(yīng)和全球氣候惡化等。
對化石燃料包括煤、石油、天然氣的開采、燃燒、耗用等,都會給環(huán)境帶來損害。煤的開采會污染水質(zhì),其燃燒會排出大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體。在石油的開發(fā)利用方面,采油尤其是注水采油會導(dǎo)致地面沉降;采煉中“放天燈”燃燒的廢氣會帶來一定的環(huán)境影響;在儲運(yùn)中的燃爆與泄漏可引起嚴(yán)重的環(huán)境污染;燃燒中的二氧化碳比煤略少,氮氧化物與煤相似,主要排放物是二氧化硫。天然氣是一種清潔能源,但也排放一定的氮氧化物(NOx)(注:大氣中的NOx幾乎有一半以上是由人為污染源所產(chǎn)生的。NOx污染主要來源于生產(chǎn)、生活中所使用的煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒,是電力、化學(xué)、國防等工業(yè)以及鍋爐和內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備所排放氣體中的有毒物質(zhì)之一。),還有使用與傳輸中甲烷的損失與泄漏,其中還有一些氡隨之進(jìn)入室內(nèi)。水力發(fā)電盡管屬于一種可再生能源,但也可能引發(fā)自然(包括地表、水文、氣候等)、生物(野生動植物)、水體的物理化學(xué)性質(zhì)、社會經(jīng)濟(jì)等方面的變化。在新能源與可再生能源方面,生物質(zhì)燃料在較差的爐灶中燃燒容易生成一氧化碳、煙及有機(jī)化合物;風(fēng)力發(fā)電是發(fā)展最快的能源來源之一,但風(fēng)力發(fā)電中使用旋轉(zhuǎn)的渦輪會殺死候鳥和本地鳥類;太陽能是一種很有效的能源手段,但太陽能電池在制造中會產(chǎn)生一些有害物質(zhì);在地?zé)崂弥?,溫泉水中會溶有石頭中的有害物質(zhì),地?zé)岚l(fā)電目前效率不高而且僅限于一些特殊地點(diǎn),其使用也會帶出地下有害物質(zhì);而核能雖然具有比較清潔、產(chǎn)生溫室氣體數(shù)量少以及對生物多樣性的影響比較小等優(yōu)點(diǎn),但卻存在核輻射的潛在風(fēng)險以及對核廢料處理的擔(dān)憂。高技術(shù)能源的研究及生產(chǎn)會有助于氣候環(huán)境的改良,但由于技術(shù)上的局限,尚不能充分發(fā)揮它們的作用,對20億左右至今仍無法獲得可以負(fù)擔(dān)得起現(xiàn)代能源的人們幫助甚微,相反,可持續(xù)發(fā)展的新形式會要求一種經(jīng)濟(jì)上可行、滿足需要、自力更生和無害環(huán)境的能源(注:有關(guān)能源的利弊兩面,可以參見王革華等編著的《能源與可持續(xù)發(fā)展》,化學(xué)工業(yè)出版社2005年版,第134-137頁;[澳]艾德里安·J·布拉德布魯克、[美]理查德·L·奧汀格主編的《能源法與可持續(xù)發(fā)展》,曹明德、邵方、王圣禮譯,法律出版社2005年版,第44-51頁。)??梢姡茉吹拈_發(fā)利用,總會存在正面和負(fù)面兩個向度的影響。如何才能使能源的開發(fā)利用趨利避害,無疑是我們需要解決的重大問題。為此,一方面需要在技術(shù)層面上進(jìn)行技術(shù)升級,使其盡可能最大限度地開發(fā)利用能源,并同時避免或減少不利影響的發(fā)生;另一方面需要在管理層面上強(qiáng)化管理質(zhì)量,提高開發(fā)利用質(zhì)量,并防止因能源管理不當(dāng)而可能產(chǎn)生的危害。更為重要的是,必須借助法律的手段使能源開發(fā)利用最大限度地服務(wù)于社會、服務(wù)于經(jīng)濟(jì)、服務(wù)于環(huán)境、服務(wù)于可持續(xù)發(fā)展,同時只有通過法律手段才能有效地防止因能源開發(fā)利用而可能產(chǎn)生的不利和損害。因此,興利除弊、趨利避害,必須要有因勢利導(dǎo)、健全完善的能源法制。
三、可持續(xù)發(fā)展原則的確立與興利除弊:能源法制及其完善
為適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求、解決我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源瓶頸,就必須要建立一套具有針對性的、切合我國現(xiàn)實(shí)的能源法制系統(tǒng)。換言之,我們只有建立了先進(jìn)、完備的能源法制系統(tǒng),才可能促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,解決能源發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題,促進(jìn)新能源和可再生能源的合理開發(fā)利用?;诳沙掷m(xù)發(fā)展理念和能源現(xiàn)實(shí)及其未來發(fā)展走向的考量,我們應(yīng)將能源法制作為一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)的工程,而不能僅從立法層面來尋求問題的解決。因此,我國當(dāng)前的能源法制建設(shè),除應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)法律、法規(guī)的創(chuàng)制與修訂外,還應(yīng)綜合考慮整個能源法律系統(tǒng)的完善以及與相關(guān)法律或政策的配套和銜接,并應(yīng)考慮能源法的貫徹實(shí)施、人們的能源法制觀念以及能源法制價值導(dǎo)向等等。限于篇幅,本文專就與可持續(xù)發(fā)展理念相一致的能源法制原則確立、促進(jìn)能源合理開發(fā)利用的法制保障兩個方面提出建議。
1.可持續(xù)發(fā)展原則的確立
能源的發(fā)展必須基于可持續(xù)發(fā)展理念。人們一般認(rèn)為,可持續(xù)發(fā)展可作為能源發(fā)展的一項(xiàng)倫理原則或國際法上的原則。在筆者看來,可持續(xù)發(fā)展不應(yīng)僅僅作為能源發(fā)展的一項(xiàng)倫理原則,也不應(yīng)只作為能源國際合作的一項(xiàng)原則,而應(yīng)該作為一國國內(nèi)能源法的一項(xiàng)基本原則而得到確立。這是因?yàn)椋嚎沙掷m(xù)發(fā)展奠定了解釋法律、運(yùn)用法律和發(fā)展法律的基調(diào),是所有國家的關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)[5]。這一基準(zhǔn)對于能源法制亦同樣適用,因而,有關(guān)能源的法制亦應(yīng)貫徹這一基本理念,在能源法中確立其為一項(xiàng)基本原則??沙掷m(xù)發(fā)展,如果只是作為一項(xiàng)倫理原則或國際法原則而不能作為國內(nèi)能源法的一項(xiàng)法律原則得到確立的話,那么,可持續(xù)發(fā)展就只能是一種“軟約束”,缺乏法律的強(qiáng)制力。失去了法律原則和法律觀念的支撐,可持續(xù)發(fā)展就會呈現(xiàn)出一種“脆弱的可持續(xù)性”,最終就會演變?yōu)椴豢沙掷m(xù)發(fā)展。為保障能源的可持續(xù)發(fā)展,讓政府和相關(guān)企業(yè)一起遵循,就必須將可持續(xù)發(fā)展從倫理原則轉(zhuǎn)化為法律原則。
可持續(xù)能源的倫理原則有三個:一是生態(tài)可持續(xù)性原則(或稱種際正義原則)。人類必須以一種不危及地球生態(tài)系統(tǒng)完整性的方式開發(fā)利用能源。二是社會及經(jīng)濟(jì)平等原則(或稱代內(nèi)正義原則)。個人可以在平等基礎(chǔ)上按適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)獲取能源,并應(yīng)允許其滿足能源需要。三是對后代負(fù)責(zé)的原則(或稱代際正義原則)。人們必須以一種不危及后代人滿足其能源需求能力的方式開發(fā)利用能源[5]。為避免這三項(xiàng)原則僅局限于一種道義或停留在紙面,就需要通過立法加以明確,通過法律的規(guī)定予以具體化,從而使可持續(xù)發(fā)展的要求具有可行性和適用性。通過這些具體化的規(guī)定,諸如:能源的開發(fā)利用應(yīng)與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,能源的使用應(yīng)友好于環(huán)境;應(yīng)提高能源利用效率,節(jié)約使用能源,減少浪費(fèi);應(yīng)積極提倡、大力發(fā)展新能源和可再生能源;應(yīng)建立若干激勵機(jī)制;應(yīng)提高公眾對能源問題的認(rèn)識和參與程度;應(yīng)設(shè)置能源安全和風(fēng)險防范機(jī)制;能源開發(fā)利用的法律責(zé)任機(jī)制,等等,從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展由倫理原則向法制原則的嬗變。
2.能源法制保障架構(gòu)
為保障能源的穩(wěn)定安全、有序健康、合理利用和可持續(xù)發(fā)展,系統(tǒng)而健全的能源法制必不可少。為實(shí)現(xiàn)“十一五”時期我國能源建設(shè)的總體安排(有序發(fā)展煤炭;加快開發(fā)石油天然氣;在保護(hù)環(huán)境和做好移民工作的前提下積極開發(fā)水電,優(yōu)化發(fā)展火電,推進(jìn)核電建設(shè);大力發(fā)展可再生能源),能源法制應(yīng)在如下幾個方面建立有效的趨利避害機(jī)制:
①在能源結(jié)構(gòu)方面,應(yīng)實(shí)行能源多元化機(jī)制?;谥袊茉磧錉顩r和資源稟賦、現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)與技術(shù)基礎(chǔ),中國能源應(yīng)建立能源結(jié)構(gòu)調(diào)整法制,在法制的層面上落實(shí)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向、步驟和時段,明確各種能源開采使用的數(shù)量與程度,特別是應(yīng)明確水電、核電和可再生能源開發(fā)利用的助推措施,等等,從而促成能源多元格局的形成。
②在能源技術(shù)方面,應(yīng)建立技術(shù)創(chuàng)新和保護(hù)機(jī)制。能源的發(fā)展和新能源與可再生能源的開發(fā)利用,技術(shù)是關(guān)鍵。因而,在技術(shù)法制方面,應(yīng)充分支持先進(jìn)技術(shù)和新技術(shù)的研究開發(fā)、推廣應(yīng)用。在這方面,我國技術(shù)法制的完善還具有相當(dāng)大的發(fā)展空間,諸如技術(shù)研發(fā)優(yōu)先領(lǐng)域的確定、技術(shù)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的制定、技術(shù)研發(fā)的資助與獎勵、技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化與采購、技術(shù)成果的保護(hù)、技術(shù)開發(fā)的合作與商業(yè)化等等。
③在能源安全方面,應(yīng)建立能源安全與風(fēng)險防范機(jī)制。能源安全包括兩個方面:一是能源供給安全;二是能源使用安全。在能源供給安全方面,盡管是在國家戰(zhàn)略高度加以考慮,但尚停留在政策層面,而法制方面的建設(shè)幾乎處于空白。只有建立一種穩(wěn)定的法律機(jī)制,方能克服能源供給面臨的不穩(wěn)定性和消除不可預(yù)期的風(fēng)險。為保障能源的安全供給,法制應(yīng)倡行:第一,節(jié)能,大力發(fā)展節(jié)能產(chǎn)品,降低能耗;第二,儲能,實(shí)行能源儲備制度;第三,開能,即開發(fā)替代能源,加強(qiáng)新能源技術(shù)開發(fā),以替代傳統(tǒng)化石燃料能源等。在能源使用方面,則應(yīng)建立有效的風(fēng)險防范機(jī)制,確立各類主體的安全義務(wù),通過事前預(yù)防、事中控制、事后救濟(jì)等多種途徑,防范風(fēng)險的發(fā)生或使風(fēng)險損害降低到最小程度。
④在政府干預(yù)方面,應(yīng)建立政府適當(dāng)作為機(jī)制。由于能源不僅僅是一個使個人獲益的私物,它還同時涉及公眾事務(wù),而且還與社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)問題密切相關(guān),因而,如果采取完全放任的自由主義(或稱非干預(yù)主義),就可能產(chǎn)生“公共地悲劇”,能源開發(fā)利用的社會成本和環(huán)境成本將外部化。但是,如果政府進(jìn)行過多干預(yù),則能源的開發(fā)利用和發(fā)展就會失去動力,就會扭曲能源市場,同樣也是行不通的。因而,必須建立一種適當(dāng)干預(yù)的機(jī)制,政府應(yīng)在適當(dāng)?shù)念I(lǐng)域以適當(dāng)?shù)姆绞礁深A(yù)能源產(chǎn)業(yè)和市場,諸如采取行政計劃、行政許可、行政指導(dǎo)、政府補(bǔ)貼、稅收激勵、優(yōu)先采購等措施。
⑤在市場調(diào)節(jié)方面,應(yīng)建立公平、有序的市場機(jī)制。能源開發(fā)利用不可能完全和永久地依靠政府和行政干預(yù),能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略主要并最終應(yīng)依靠市場。在有序競爭的作用下,市場比政府能更好地配置資源。在市場機(jī)制方面,國家應(yīng)通過法制,明晰能源產(chǎn)品的產(chǎn)權(quán)、確立公平的交易機(jī)制等等。但是,由于新能源與可再生能源在開發(fā)推廣的前期,其成本高昂,往往無法與常規(guī)能源站在同一起跑線上競爭,因而為了鼓勵新能源與可再生能源的開發(fā)利用,就可以在立法上采取一些促其走向市場的舉措,如實(shí)行可再生能源配額制、限制交易許可制等。
參考文獻(xiàn):
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“可再生能源的發(fā)展走到今天,下一步的技術(shù)重點(diǎn)是找到一種既可以實(shí)現(xiàn)電場級儲能又可以實(shí)現(xiàn)成本可控的技術(shù)。我們原來認(rèn)為只有抽水蓄能可以實(shí)現(xiàn),現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)壓縮空氣也可以實(shí)現(xiàn)同樣的電場級儲能,但是目前是否可以解決這兩種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性還需要我們多花點(diǎn)時間。還有現(xiàn)在我們說的超級電容,它也有很大的可能性?!比A北電力大學(xué)劉石教授評論說。
“其實(shí)關(guān)于儲能的問題,以及可再生能源如何與電網(wǎng)并網(wǎng)的問題在今天上午的會議中是最熱門的討論。其實(shí)中國面臨的問題也是世界其它國家都在面臨的問題,我們IET還會組織很多的相關(guān)技術(shù)研討和大會,幫助科技工作者們創(chuàng)造一個互相交流想法的平臺,進(jìn)行全世界的協(xié)作來解決這些挑戰(zhàn),”IET可再生能源電力生產(chǎn)雜志(RPG Journal)主編David Infield先生補(bǔ)充說。
在媒體見面會上,與會專家們回答了記者們的提問。
問:如何看待中國光伏產(chǎn)能過剩的問題
答:大家都知道,歐美很多國家之前都是給予光伏產(chǎn)業(yè)很多補(bǔ)貼的,但是因?yàn)槟壳皻W洲經(jīng)濟(jì)面臨的困難,很多國家不得不取消了這些補(bǔ)貼。而中國的很多企業(yè)并沒有預(yù)估到這一狀況,所以之前建立了很多過剩的產(chǎn)能,所以這就造成了現(xiàn)在的問題。
問:關(guān)于未來光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的看法
答:談到光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了25年多的發(fā)展,目前最大的技術(shù)挑戰(zhàn)就是如何讓這項(xiàng)技術(shù)提高效率,同時減少成本。比如,原來太陽能都是采用硅片技術(shù),這種方法會造成較大的污染?,F(xiàn)在發(fā)展出了太陽能薄膜技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該說對于環(huán)境更加具有保護(hù)作用,因此會具有更好的前景。但是要真正使這個技術(shù)應(yīng)用起來,我的估計是還需要15~20年的時間,我們所遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)要比我們之前預(yù)計到的要多。
問:IET在中國有多少會員了,會員享受哪些服務(wù)?
答:IET目前在中國大陸有3000多名會員,在香港地區(qū)有5000多名會員。我們在中國為會員提供的服務(wù)和世界其它地方為會員提供的服務(wù)是一樣的,主要是提供一個為他們體現(xiàn)自己的技術(shù)興趣點(diǎn)的平臺,我們組織很多技術(shù)研討會,而且也會提供職業(yè)資格認(rèn)證服務(wù),包括特許會員、會士等。我們也為IET會員提供與其它專業(yè)組織交流的機(jī)會,因?yàn)槲覀僆ET已經(jīng)建立了與其它會員組織的合作關(guān)系。
劉教授補(bǔ)充發(fā)言:我們從和IET的合作中獲益很多,我們現(xiàn)在有50個教師會員170個學(xué)生會員。IET會派人來我們學(xué)校,指導(dǎo)學(xué)生如何寫論文,組織各種技術(shù)講座,還和其它技術(shù)組織建立了聯(lián)系。 IET還幫我們的學(xué)生了解到更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這對于他們將來的技術(shù)成長都是很有好處的
問:如何評價中國的電力存儲的發(fā)展。
答:從最早的儲能裝置就是電池,現(xiàn)在電池也有各種各樣的電池,從鋰電池到現(xiàn)在的液流電池。隨著我們現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)大規(guī)模的電網(wǎng)級的電能存儲,原來我們認(rèn)為只有抽水蓄能可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)級的電能存儲,但現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)壓縮空氣也可以實(shí)現(xiàn)這一作用。還有現(xiàn)在我們說的超級電容,它也有很大的可能性。
說到新技術(shù),確實(shí)我們處于初級階段?,F(xiàn)在有一種液流電池,這是一種比較新的技術(shù),這些都是我們在研究的技術(shù),當(dāng)然類似于壓縮空氣這樣的技術(shù)我們現(xiàn)在研究的還比較少,超級電容目前我們也是研究的比較少,這都是以后要加強(qiáng)研究的方面。
David補(bǔ)充發(fā)言:中國所面臨的電能存儲的挑戰(zhàn)是全世界都在面臨的挑戰(zhàn),但我想表達(dá)的,我認(rèn)為,除了抽水蓄能,其它的方法可能現(xiàn)在看起來還不是那么的有效或者價格太貴。比如電池,它的單位儲能成本是很高的,只是因?yàn)槲覀兤綍r用的很少,所以看起來價格不貴,但是如果用的很大規(guī)模的話,那它的成本就將是驚人的。所以,我認(rèn)為將來最大的重點(diǎn)突破點(diǎn)就是如何找到一種廉價的大規(guī)模儲能的方式,找到控制這些費(fèi)用的辦法。目前我們知道的其實(shí)最有效率的儲能方式其實(shí)就是煤炭和石油,但是如果可以讓可再生能源也實(shí)現(xiàn)這樣的效率那就是最成功的了。其實(shí)我們這次在IET的會議上也討論了如何實(shí)現(xiàn)最有效的大規(guī)模儲能裝置。
問:劉教授如何評價張北的混合型儲能設(shè)施?
答:這種模式出現(xiàn)有一段時間了,是一種比較好的方式。另外,我想補(bǔ)充一下,汽車電池其實(shí)也可以作為調(diào)節(jié)電網(wǎng)儲能的一種可能的方式。另外我還想補(bǔ)充一種新的技術(shù),有人可能擔(dān)心電力汽車的充電時間問題,但是我剛才提到的液流電池就可以解決這一問題,它的使用就像加油一樣,可以把新的電解液充到汽車內(nèi),可以快速的更換電池電力。
問:超級電容汽車可以真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的下一步可能的技術(shù)突破可能是在哪里?
[關(guān)鍵詞]綠色能源;新能源;可再生能源;問題;措施
[中圖分類號]F123 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-6432(2011)28-0147-03
1 引 言
從國家電網(wǎng)統(tǒng)計的我國2002―2009年電源結(jié)構(gòu)的變化情況可以看出,火電占比始終高于74%,最高時達(dá)77.82%(2006年),水電占比為20%~25%,其他能源占比始終低于3%,相較于其他發(fā)達(dá)國家而言,火電所占比重偏大。我國火電行業(yè)的主要電源是煤炭,但是我國煤炭資源的人均擁有量僅相當(dāng)于世界平均水平的50%,而且2008年我國煤炭的儲采比僅為41年,比世界平均水平還少一年。燃煤發(fā)電將會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題,排放物會造成建筑物腐蝕、人體健康損害,最為嚴(yán)重的是導(dǎo)致全球氣溫升高。據(jù)測算,每燃燒一噸標(biāo)準(zhǔn)煤,將會向大氣中排放2.6噸CO2、8.5千克SO2、7.4千克NO。
我國作為當(dāng)今最大的發(fā)展中國家,在我們發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時,也應(yīng)該承擔(dān)減緩全球變暖的責(zé)任。目前,我國已是世界上第一大的二氧化碳排放國,能源的消費(fèi)總量也僅次于美國,位居世界第二位,因此,我國的減排形勢非常嚴(yán)峻。2009年9月,主席在聯(lián)合國氣候變化峰會上提出,到2020年我國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重要達(dá)到15%??偫碓诟绫竟鶗h上表示,到2020年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放將比2005年下降40%~50%。我國的電力行業(yè)是用煤最多的行業(yè),應(yīng)首當(dāng)其沖的承擔(dān)減排責(zé)任。
減少煤炭使用的方式有提高能源的利用效率與發(fā)展替代能源兩種。為應(yīng)對發(fā)電行業(yè)的電荒、引發(fā)的環(huán)境問題,我國應(yīng)承擔(dān)的國際責(zé)任,國家不斷出臺政策整治發(fā)電企業(yè),要求發(fā)電企業(yè)不斷提高能效。但是,雖然能源效率的提高能夠緩解能源開發(fā)利用對環(huán)境的壓力,但能源效率提高的程度和速度是有限的,因此從長遠(yuǎn)和根本上來講,我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)電源的唯一之道便是,促使能源結(jié)構(gòu)從以常規(guī)能源為主體轉(zhuǎn)向以可再生能源等新型綠色能源為主體。
2 我國應(yīng)大力推廣的三種綠色能源類型
綠色能源也稱清潔能源,它包括“新能源”與“可再生能源”。新能源是指排除煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源后,直接或間接地來自太陽或地球內(nèi)部所產(chǎn)生熱能的各種能源形式。聯(lián)合國開發(fā)計劃署把新能源分為三大類:大中型水電、傳統(tǒng)生物質(zhì)能、新可再生能源。其中,新可再生能源包括小水電、太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽艿?。我國幅員遼闊,各種資源蘊(yùn)藏豐富,新能源資源也非常充裕,但是我們應(yīng)該面對我國的現(xiàn)實(shí)條件,優(yōu)先著重發(fā)展風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電以及太陽能發(fā)電三類。我國在風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電以及太陽能發(fā)電等三類發(fā)電方式中具有特有的優(yōu)勢。
3 我國發(fā)展三類綠色能源的優(yōu)勢
雖然我國在綠色能源發(fā)電技術(shù)方面尚與國際先進(jìn)水平有一定的差距,但是我們已具備將風(fēng)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電進(jìn)行商業(yè)化的技術(shù),并且我國擁有非常豐厚的資源優(yōu)勢。還有,清潔發(fā)展機(jī)制使我國成為發(fā)達(dá)國家能源減排領(lǐng)域的投資對象,有利于我國引進(jìn)吸收國外先進(jìn)的綠能發(fā)電技術(shù)。再就是,我國不斷出臺政策推進(jìn)綠色能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從資源優(yōu)勢與國家支持方面看我國三類綠能電源的存在明顯的優(yōu)勢。
(1)風(fēng)電
我國風(fēng)能資源十分豐富,占世界第三位。10米高度層的風(fēng)能資源總儲量為32.26億千瓦,其中實(shí)際可開發(fā)利用的風(fēng)能資源儲量為2.53億千瓦。我國風(fēng)能可開發(fā)的區(qū)域占國土面積的76%。我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)已較為成熟,已經(jīng)掌握高級別兆瓦級風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)。并且,國家規(guī)劃在未來我國的風(fēng)電新增裝機(jī)中要以1.5兆瓦和2.5兆瓦為主。高校也積極參與風(fēng)電技術(shù)的研發(fā),比如,江蘇河海大學(xué)建立“河海大學(xué)風(fēng)電產(chǎn)學(xué)研基地”,為企業(yè)提供最新的研發(fā)技術(shù)、幫助企業(yè)測試新風(fēng)機(jī)的性能、為企業(yè)培養(yǎng)風(fēng)電人才。
(2)太陽能發(fā)電
我國有著非常豐富的太陽能資源,儲藏量理論值高達(dá)每年17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于數(shù)萬個三峽電站年發(fā)電量的總和。我國國土面積2/3以上的地區(qū),擁有豐富的太陽能資源。并且,在用于制造太陽能電池的原料硅方面,我國也是資源豐富,據(jù)統(tǒng)計,2008年,我國的太陽能電池產(chǎn)量為2600MWp,是世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國。因此,發(fā)展太陽能發(fā)電我國有很好的資源優(yōu)勢。我國在光―電轉(zhuǎn)換方面技術(shù)也已成熟,并在上海崇明島建立國內(nèi)最大兆瓦級太陽能光伏電站,裝機(jī)容量達(dá)1046千瓦。上海交通大學(xué)也積極應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù),在閔行校區(qū)實(shí)施太陽能屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)工程,為學(xué)生宿舍的公共照明實(shí)施供電。
(3)生物質(zhì)能發(fā)電
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,擁有豐富的生物質(zhì)資源,各種農(nóng)作物每年產(chǎn)生的秸稈達(dá)6億多噸,其中可作為能源使用的大約4億噸;全國林木總量約190億噸,每年可獲得量約9億噸,可作為能源使用的約為3億噸,約合2億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。如果能對這部分生物質(zhì)資源有效利用,用來發(fā)電的開發(fā)潛力將是十分巨大的。
4 我國四類新能源開發(fā)利用中面臨的問題
(1)意識問題
綠色能源是一種新型的分布式能源,其分布范圍廣、不集中,它是分散供能、單機(jī)功率很小,發(fā)電效率偏低,而且機(jī)組售價高,初期投入資本大,發(fā)電過程中具有間歇性的缺點(diǎn),還有現(xiàn)在的儲能技術(shù)還不成熟,整體來說綠能發(fā)電成本較火電相比偏高。因此,國家電網(wǎng)都把風(fēng)電等列為劣質(zhì)能源。
(2)技術(shù)問題
在新能源發(fā)電設(shè)備的核心部件及核心技術(shù)方面,我國還存在較多問題。首先,在新能源發(fā)電設(shè)備的一些關(guān)鍵部件上,我國尚無自主知識產(chǎn)權(quán),比如在兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機(jī)組的主要部件中控制器和變流器還沒有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品;在太陽能電池制造中,硅材料切片技術(shù)、電池新結(jié)構(gòu)設(shè)計、太陽電池相關(guān)工藝及配套設(shè)備的技術(shù)等都與國際先進(jìn)水平有較大差距。
(3)政策體系問題
雖然我國已經(jīng)頒布了《可再生能源法》,但是政策措施與制度建設(shè)不配套,還不能完全適應(yīng)可再生能源發(fā)展的要求。比如在可再生能源項(xiàng)目的審批方面便存在明顯漏洞,國家規(guī)定裝機(jī)容量超過5萬千瓦的風(fēng)電項(xiàng)目應(yīng)報國家發(fā)改委批,未到5萬千瓦的項(xiàng)目報發(fā)改委備案,地方政府有審批權(quán),因此,一些風(fēng)電企業(yè)報批4.95萬千瓦風(fēng)電項(xiàng)目,這就形成了內(nèi)蒙的“4.95萬千瓦”現(xiàn)象。但是,國家還規(guī)定,不經(jīng)國家統(tǒng)一審批的項(xiàng)目一般不被納入風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)劃,電網(wǎng)不能保證全額收購。這便造成裝機(jī)容量與實(shí)際并網(wǎng)裝機(jī)容量不相符。
(4)市場問題
目前,我國大力發(fā)展綠色能源發(fā)電事業(yè),因此,大量閑置資金便涌入綠能發(fā)電行業(yè)。但是,由于不同的新能源發(fā)電技術(shù)成熟度并不完全相同,因此,造成一些技術(shù)較為成熟的綠能發(fā)電行業(yè)資金大量涌入,形成投資過熱,而那些技術(shù)還不成熟,急需大量資金解決研發(fā)問題的行業(yè)面臨資金不足、得不到應(yīng)用的發(fā)展。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)便存在盲目上馬新項(xiàng)目的現(xiàn)象。
(5)能源間的協(xié)調(diào)與綠能外送問題
有些地方風(fēng)電、火電、太陽能發(fā)電并存,到了季節(jié)轉(zhuǎn)換時,因?yàn)榫C合考慮,會大量使用火電,而將風(fēng)電等關(guān)停,造成能源的浪費(fèi)。比如,在內(nèi)蒙古,到了冬天為了冬季供暖的需要,供熱期需用煤電換下風(fēng)電,以便于在發(fā)電的同時可以保證供暖。金融危機(jī)后,內(nèi)蒙古區(qū)內(nèi)電力負(fù)荷銳減,此后不斷升級的對高耗能產(chǎn)業(yè)的調(diào)控,使得內(nèi)蒙古的電力出現(xiàn)整體性、大范圍的窩電。風(fēng)電機(jī)組將被閑置,得不到應(yīng)有的應(yīng)用。而與此同時,南方很多城市確實(shí)出現(xiàn)供電緊張,不得不拉閘限電。但現(xiàn)在,內(nèi)蒙古綠色電力向外省輸送的渠道尚未打通,不能將綠電送出,形成窩電。
5 對我國推廣綠色能源的建議
我們應(yīng)該從意識、人才、科研、資金、電網(wǎng)、政策、市場七方面著手,加大對綠色能源發(fā)電的支持力度。
(1)意識轉(zhuǎn)變
在電力建設(shè)投資方面,我們應(yīng)該轉(zhuǎn)變原有的投資成本為主意識,雖然相較火電每千瓦造價的3500元較高,但是風(fēng)電(9000元/千瓦)、水電(18000元/千瓦)具有節(jié)能減排的優(yōu)勢。相對于燃煤發(fā)電來說,每千瓦時水能、風(fēng)能、太陽能的碳減排量分別為265.2克、236.3克、235.3克。并且,我們應(yīng)該向人們宣傳新能源發(fā)電所帶來的環(huán)境好處,使人們更堅定地支持綠色能源發(fā)電事業(yè)。
(2)人才培養(yǎng)
目前,我國比較缺乏新能源產(chǎn)業(yè)的科研和管理方面的復(fù)合型人才,我們應(yīng)結(jié)合國家人才發(fā)展計劃,設(shè)立綠色能源產(chǎn)業(yè)的首要任務(wù)――建設(shè)綠能產(chǎn)業(yè)的復(fù)合型人才隊(duì)伍,著力培養(yǎng)有戰(zhàn)略眼光和戰(zhàn)略思維的決策型科技人才和專門的科研人才。我們還應(yīng)該在大學(xué)中設(shè)立綠能專業(yè)學(xué)科,為科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)培養(yǎng)人才。
(3)科研支出
近年來,我國不斷加大科技研發(fā)經(jīng)費(fèi),根據(jù)巴特爾紀(jì)念研究所的估計,2011年,我國科研經(jīng)費(fèi)將達(dá)1537億美元。我們應(yīng)該從每年的科研支出中按一定比例劃出專款專門用于研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新綠能發(fā)電技術(shù)、創(chuàng)立國有的綠能品牌,并對致力于綠色能源發(fā)電核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件攻關(guān)的高等院校和國內(nèi)企業(yè)給予重點(diǎn)支持。
(4)資金支持
雖然,我國在《中華人民共和國可再生能源法》中對可再生能源的開發(fā)利用設(shè)立費(fèi)用分?jǐn)傊贫?但是所提供的資金還是無法保證綠能研發(fā)的巨大投入。為保證綠能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,我們應(yīng)該建立促進(jìn)綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項(xiàng)扶持基金,并建立健全對該基金的管理制度。另外,我們應(yīng)該明確界定中央可再生能源發(fā)展基金所支持的重點(diǎn),即重點(diǎn)支持應(yīng)用技術(shù)成熟并可大大改進(jìn)的風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能。
(5)電網(wǎng)支持
首先,我們要對輸電通道和綠色能源項(xiàng)目入網(wǎng)線路加快建設(shè),尤其是要加快對已建成新能源項(xiàng)目的接入線路建設(shè),解決綠色能源設(shè)備的閑置問題,特別是內(nèi)蒙古的風(fēng)電設(shè)備。其次,我們要在中心城市推進(jìn)配電網(wǎng)的智能化和互動化建設(shè)。
(6)政策支持
首先,我國應(yīng)該加大對綠能發(fā)電的稅收優(yōu)惠和財政補(bǔ)貼,引導(dǎo)外國資本和民間資本投入到綠能事業(yè)中。其次,我們應(yīng)該成立專門的銀行來辦理綠色能源產(chǎn)業(yè)的貸款業(yè)務(wù)。再次,我們應(yīng)該從政府開始,帶頭采購綠色電力。
(7)市場培育
因市場導(dǎo)向有一定的盲目性,因此我們應(yīng)該發(fā)揮“看得見的手”的調(diào)控作用。我國應(yīng)該制定合理有序的市場準(zhǔn)入政策,加強(qiáng)市場管理,規(guī)范市場秩序,使投資主體真正以市場為導(dǎo)向,不盲目生產(chǎn),理性投資,良性循環(huán),為新能源發(fā)展創(chuàng)造持續(xù)穩(wěn)定的消費(fèi)市場。
6 結(jié) 論
發(fā)展綠色替代電源,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)火電與綠色電源之間的替代是解決我國電源供需瓶頸、供需結(jié)構(gòu)性矛盾以及減輕環(huán)境壓力的有效途徑,也是實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)“又好又快”、可持續(xù)性發(fā)展的基本保證。但是在綠色能源發(fā)電技術(shù)商業(yè)化、綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中還會面臨許多問題和障礙,我們應(yīng)該在綠能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中不斷用發(fā)展辯證的眼光來調(diào)整我國的電源結(jié)構(gòu)。
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[關(guān)鍵詞]生物質(zhì) 能源使用現(xiàn)狀 參考數(shù)據(jù) 燃燒
[中圖分類號]U676.3 [文獻(xiàn)碼]B [文章編號]1000-405X(2013)-6-187-1
1 生物質(zhì)資源概述
1.1 生物質(zhì)燃料的概念
生物質(zhì)的原料主要為玉米等農(nóng)作物的秸稈、稻草、稻殼、木屑、蘆葦、蒿草、樹枝、樹葉等生物質(zhì)廢棄物。這些農(nóng)林剩余物經(jīng)粉碎、混合、擠壓、烘干等工藝,最后制成顆粒狀燃料,可直接作為生物質(zhì)燃料熄滅,具有熄滅時間長、爐膛溫度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等特性,因而能夠作為煤炭、自然氣、電、油等能源的補(bǔ)充以至是替代能源。
1.2 我國能源使用現(xiàn)狀
如今我國大力倡導(dǎo)能源的利用效率,以高新技術(shù)開發(fā)低污染、可再生的新能源,逐步取代石油,煤,天然氣等不可再生能源,是解決能源危機(jī)和環(huán)境問題的重要途徑。在我國冬季采暖常用的方式就是應(yīng)用煤炭、燃油供暖。耗能高、污染大,是這些供暖方式是有很大的弊端的。一到冬季,礦物質(zhì)燃料在供暖中的大量運(yùn)用,嚴(yán)重地污染著我們身邊的空氣環(huán)境。國內(nèi)能源專家普遍以為:生物質(zhì)燃料是很好的清潔性可再生能源,在環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的今天,應(yīng)該依據(jù)實(shí)踐,以生物質(zhì)燃料取代煤、油燃料。
據(jù)調(diào)查,采用生物質(zhì)燃料的取暖鍋爐,1小時耗費(fèi)生物質(zhì)顆粒約8kg,依照冬季取暖時節(jié)5個月計算,共需求耗費(fèi)生物質(zhì)顆粒約124噸,以每噸650元計,需求消費(fèi)近9000元,相比過去燃煤的破費(fèi),每個冬季可儉省1612元,并且無污染,有利于維護(hù)環(huán)境。此外,當(dāng)前采用電、油、燃?xì)獾墓┡肮馄髽I(yè),由于各類清潔燃料價錢的上漲,迫切需求清潔、經(jīng)濟(jì)的替代燃料。因而物質(zhì)燃料鍋爐的推行具有重要意義。
2 鍋爐生物質(zhì)能技改項(xiàng)目概況
2.1 鍋爐工況的分析
減少和防止鍋爐四管漏泄要從備件的運(yùn)行操作和檢修工藝等最基本方面人手,堅持預(yù)防為主,質(zhì)量第一的方針。組織由鍋爐檢修、鍋爐運(yùn)行、熱工、電氣、化學(xué)、金屬和熱力試驗(yàn)人員組成的攻關(guān)小組,做好基礎(chǔ)工作,分析原因,提出合理的措施,開展長期、經(jīng)常性的防止受熱面漏泄的工作。進(jìn)行了較為全面的工業(yè)性試驗(yàn)。根據(jù)鍋爐生物質(zhì)料層的高度和布置要求,對燃煤鍋爐的前墻水冷壁管進(jìn)行重新設(shè)計制作,增加前鍋爐的排表面的距離,增大其空間,對生物質(zhì)粉料噴口和二次風(fēng),增加鏈條爐排長度并在爐前新設(shè)片狀生物質(zhì)小料斗,根據(jù)熱力計算工況增大省煤器受熱面,以適應(yīng)生物質(zhì)燃料燃燒特性。
2.2 爐內(nèi)壁溫
鍋爐內(nèi)壁溫隨負(fù)荷的變化。從爐內(nèi)壁溫曲線上可以看出,爐內(nèi)壁溫隨著負(fù)荷的增加而增加,同時總體壁溫水平偏高。處于水平煙道右側(cè)和入口在三通渦流區(qū)中的管壁溫水平最高。這是熱偏差與水利偏差相疊加的結(jié)果,實(shí)際運(yùn)行證明了這一點(diǎn),該管在管材提高檔次前常發(fā)生爆管。爐內(nèi)壁溫測點(diǎn)采用金屬噴涂法安裝熱電偶,測量值是正誤差,曾做過標(biāo)定,試驗(yàn)值偏高10℃-15℃。熱偏差在通過調(diào)節(jié)爐膛火焰中心位置以達(dá)到調(diào)節(jié)再熱氣汽溫的目的。燃燒器下擺,爐膛出口煙溫下降,各級受熱面的壁溫也隨著下降,對改善對流受熱面的運(yùn)行條件,作用是非常明顯的。調(diào)整好噴嘴角度,由于噴嘴角度檢修不當(dāng),使火焰沖刷水冷壁及爐墻而結(jié)焦。應(yīng)根據(jù)結(jié)焦規(guī)律和爐膛結(jié)構(gòu)調(diào)整噴嘴方位,一般是將火焰盡可能調(diào)向爐膛中心中心切圓附近以減少結(jié)焦。在此使用優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)在鍋爐內(nèi)燃燒,在穩(wěn)定燃燒區(qū)域比較集聚。生物質(zhì)燃燒得很干凈,不留過多灰燼。同時在大量增加燃燒量的情況下,加大鼓引風(fēng)至最大保證其壓力平衡,可以降低其燃燒熱度。并且能源節(jié)省也很明顯。
2.3 鍋爐燃燒生物質(zhì)與煤的燃料特性對比及燃燒特點(diǎn)
生物質(zhì)中硫的含量極低,基本上無硫化物的排放。所以,利用生物質(zhì)作為替代能源,對改善環(huán)境,減少大氣中的CO2含量,在“溫室效應(yīng)”都有極大的好處。因此,將生物質(zhì)作為化石燃料的替代能源,便能向社會提供一種各方面都可被接受的可再生能源。下面表2典形生物質(zhì)成型燃料和煤的工業(yè)分析及元素分析
分析表2生物質(zhì)成型燃料的特點(diǎn):
(1)灰分少,燃燒得充分,殘余量極少,利于減少鍋爐排熱損失。
(2)相比與煤炭生物質(zhì)含量很高,一般超過50%,它的含氧量也多于煤炭,容易燃燒火勢旺。然而,碳的含氧量較低,因此它的發(fā)熱值較相對低,要想達(dá)到鍋爐的熱力,必須加大燃料供給量,同時還要滿足完全燃燒的條件。
(3)生物質(zhì)的硫的含量極低,對環(huán)境的保護(hù)的相當(dāng)有益的,污染空氣指數(shù)小。
從礦物能源資源有限和因大量使用會造成環(huán)境狀態(tài)惡化的戰(zhàn)略觀點(diǎn)出發(fā),結(jié)合我國擁有豐富生物質(zhì)資源的現(xiàn)實(shí),逐步發(fā)展工業(yè)鍋爐生物質(zhì)的燃燒技術(shù),對節(jié)約常規(guī)能源、優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu),將有積極意義。
常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)業(yè)配備的燃煤鍋爐進(jìn)行改燃生物質(zhì)的改造,取得了成功,為我國家節(jié)能減排工作作出了貢獻(xiàn)。對新能源的開發(fā)利用做好榜樣,起到了較好的實(shí)踐示范作用。同時為各企業(yè)今后的發(fā)展開啟先導(dǎo)。
3 結(jié)語
在發(fā)展中國家中,好的鍋爐能提高效率減少燃料垃圾的收集的排放,使得生活環(huán)境得到提升,新的先進(jìn)技術(shù)替代陳舊的工業(yè)市場中的燃燒技術(shù)。在生物能源項(xiàng)目和市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。在各類市場應(yīng)用大規(guī)模的轉(zhuǎn)換裝置的趨勢將會持續(xù)。增加燃料適應(yīng)性,降低風(fēng)險,使得費(fèi)用最小化,并通過將燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)能鍋爐其節(jié)能減排的功效較為明顯,同時也將生物質(zhì)能利用效率大大提高。采用規(guī)模經(jīng)濟(jì)對生物質(zhì)能整體來說非常重要。能源系統(tǒng)的發(fā)展是個整體,生物質(zhì)的使用將日漸成為人們生產(chǎn)運(yùn)輸燃料或生物材料的重要工具。
參考文獻(xiàn)
一、我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)投融資現(xiàn)狀
據(jù)統(tǒng)計,我國的風(fēng)能儲備占世界風(fēng)能的9.2%,居世界首位,具有商業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的潛力,大力發(fā)展之下有望解決我國能源緊缺問題。目前,我國可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億千瓦,其中,陸地上風(fēng)能儲量約2.53億千瓦,海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量約7.5億千瓦。
據(jù)專家預(yù)測,中國風(fēng)電可能在2020年之后超過核電成為第三大主力電源;2050年可能超過水電,成為第二大主力發(fā)電電源。綠色和平組織政策與商業(yè)部門負(fù)責(zé)人索耶預(yù)言:中國可能從利用風(fēng)能中獲得巨大的好處,并有機(jī)會成為即將到來的能源革命的領(lǐng)導(dǎo)者。
二、發(fā)展我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)投資資金需求
(一)風(fēng)電制造業(yè)。由于我國風(fēng)電設(shè)備制造起步較晚,雖然采取了測繪仿制、合資生產(chǎn)或購買許可證國內(nèi)組裝等技術(shù)途徑,但未能掌握風(fēng)電機(jī)組總體設(shè)計的核心技術(shù),發(fā)展水平相對落后。國外主流風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到兆瓦級,而我國目前本土能夠批量生產(chǎn)的最大風(fēng)電機(jī)組為1.5兆瓦,但主力機(jī)型是600千瓦、750千瓦、1.2兆瓦。
我國風(fēng)機(jī)制造水平的滯后還表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)零部件配套上。國外風(fēng)機(jī)企業(yè)已經(jīng)形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,風(fēng)機(jī)零部件配套選擇多且水平較高,而我國主要的零配件無論產(chǎn)品質(zhì)量還是技術(shù)水平仍存在較大差距。例如,我國在發(fā)電機(jī)、齒輪箱及葉片制造上就存在較大差距。
(二)風(fēng)電場的建設(shè)。我國陸地上的大風(fēng)電場主要分布在新疆、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等西北地區(qū)以及廣東、浙江等沿海地區(qū)。在海上,從渤海、黃海到臺灣海峽等都有很好的風(fēng)力資源可以利用。中國可再生能源學(xué)會數(shù)據(jù)分析顯示,2000年~2005年中國風(fēng)力發(fā)電年復(fù)合增長率為29.5%,到2005年底全國雖然已建成并網(wǎng)風(fēng)電場43個,總裝機(jī)容量達(dá)126萬千瓦,僅占可利用風(fēng)能資源的5%,可見我國風(fēng)能開發(fā)潛力和發(fā)展前景仍然很大。
在大中型風(fēng)電場工程投資中,風(fēng)力機(jī)設(shè)備約占總投資的70%,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)相對成熟、具有大規(guī)模商業(yè)開發(fā)條件、成本相對較低,并受到國家的高度重視。國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造業(yè)面臨良好的發(fā)展機(jī)遇,必將在國內(nèi)、國際市場大有作為。
三、發(fā)展我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)投融資戰(zhàn)略選擇
(一)國內(nèi)投融資渠道
1、政府直接投資和財政投融資。直接投資是政府直接通過財政撥款對項(xiàng)目進(jìn)行投資,這種投資不以營利為目的。由于政府直接投資規(guī)模大、資金雄厚、集中性很強(qiáng),因而適于投向關(guān)系國計民生的重要部門和薄弱環(huán)節(jié),以及具有外部效應(yīng)且投資大、見效慢的各種設(shè)施建設(shè)。
財政投融資,則是政府通過投資和融資方式,有償運(yùn)營部分財政資金及其他信用資金的一種活動。政府可以通過信用的方式來籌集社會資金,比如發(fā)行國債、國際貸款和郵政儲蓄,也可以用資本市場的各種融資工具來聚集。
2、金融渠道。金融渠道是通過權(quán)益方式和長期借貸方式所形成的資金來源,它具有權(quán)益性和償還性的特性。主要方式有:權(quán)益資本融資和長期負(fù)債融資。
(1)權(quán)益資本融資。權(quán)益融資,是指以所有者的身份投入非負(fù)債性資金的方式所進(jìn)行的融資。權(quán)益資本具有永久性特點(diǎn),無到期日,不需歸還。權(quán)益資本是以股份的形式來表現(xiàn)的,并通過發(fā)行股票進(jìn)行融資。股票上市可以在國內(nèi),也可選擇境外。發(fā)行股票是一種資本金融資,投資者對企業(yè)利潤有要求權(quán),但是所投資金不能收回,投資者所擔(dān)風(fēng)險較大,因此要求的預(yù)期收益也比銀行高。從這個角度而言,股票融資的資金成本比銀行借款高。
(2)長期負(fù)債資本融資。長期負(fù)債中最主要的是長期債券和長期借貸,其償還期超過10年。
債券是長期債務(wù)證書,表明債務(wù)人將定期向債券持有者支付利息,債券到期時償還本金。長期債券的利息比股息低,發(fā)行成本相比其他長期融資方式低,由于期限長,所以發(fā)行者有時間安排本金的支付,風(fēng)險相對于短期債券較小。
(二)國外投融資渠道。我國作為發(fā)展中國家,資金實(shí)力還很薄弱,而風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展資金需求日益龐大。面對這種形勢,我們應(yīng)該更多地借助外部力量,從國外引進(jìn)資金,不僅能夠解決資金缺口,還能為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展拓寬融資渠道。目前,我國電力工業(yè)引進(jìn)外資的渠道主要有:國際金融機(jī)構(gòu)貸款、出口信貸、政府貸款、商業(yè)貸款等;以及電力企業(yè)到國際金融市場發(fā)行股票、債券,建立基金;允許國外投資者直接來華合作、合資辦電廠、以貨易貨、換貨貿(mào)易,等等。
我國近幾年新建的風(fēng)電項(xiàng)目,大多數(shù)是利用國外政府提供的貸款建設(shè)的。外國政府提供的貸款,表面上看利息較低,但是作為附帶條件必須購買該國的設(shè)備,由于沒有競爭,貸款的低息好處全部被高價購買設(shè)備抵消。根據(jù)截至2006年9月的統(tǒng)計,我國風(fēng)電市場上本國設(shè)備總?cè)萘空既垦b機(jī)容量的份額為22.7%,外國設(shè)備占77.3%。在2006年我國新增風(fēng)電設(shè)備市場中,外資企業(yè)依然占據(jù)優(yōu)勢,其市場份額綜合達(dá)到70%。由以上數(shù)據(jù)可以看出,隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的逐步成熟,外商直接投資將成為我國發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)利用外資的主要形式。
四、對發(fā)展我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)投融資戰(zhàn)略的建議
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是世界能源爭奪戰(zhàn)中的新焦點(diǎn),逐步成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。雖然近年來我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的投資逐年增加,但對于總需求來說還是比較狹小的,所以我們應(yīng)該積極開拓新的融資渠道。從國際經(jīng)驗(yàn)看,政府的激勵政策在新能源發(fā)展中起著較大的作用,所以我國政府也應(yīng)在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮積極作用。
1、促進(jìn)風(fēng)電發(fā)展。風(fēng)電電價要落實(shí)到位,盡快建立起長期、穩(wěn)定的開發(fā)建設(shè)風(fēng)電激勵機(jī)制,制定并監(jiān)督落實(shí)優(yōu)惠稅收政策和電價補(bǔ)貼政策,從根本上形成發(fā)展的良好環(huán)境,使電價切實(shí)起到激勵作用。
2、鼓勵外國企業(yè)來華投資生產(chǎn)先進(jìn)的風(fēng)電設(shè)備。這樣,不僅可以引進(jìn)資金,更重要的是要掌握引進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化管理,打開國際市場的渠道。引資辦電要盡可能帶動國內(nèi)電力設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展,要優(yōu)先考慮采用國產(chǎn)設(shè)備的建設(shè)項(xiàng)目。
3、適當(dāng)借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗(yàn),結(jié)合中國實(shí)際情況,研究實(shí)行配額制等帶有強(qiáng)制性的相關(guān)法律和政策,建立起合理的可再生能源消費(fèi)機(jī)制,培育出健康的、可持續(xù)的風(fēng)電市場。
【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電 減排 環(huán)境價值
一、引言
中國國民經(jīng)濟(jì)經(jīng)過三十余年的快速發(fā)展,激發(fā)了對能源需求的更大幅度的增加,從2000年到2015年,中國電力消費(fèi)的平均年增長率都保持在10%左右,但主要是依靠煤炭和水利發(fā)電,其中80%為燃煤發(fā)電,17%為水力發(fā)電。這種過度依賴燃煤發(fā)電的能源結(jié)構(gòu),已經(jīng)引起了很大的環(huán)境問題。中國從2006年以來積極尋求改變這種能源結(jié)構(gòu)的辦法,而且自從可再生能源法頒布以來,開始大力發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)。
本文將重點(diǎn)評估光伏發(fā)電對西北地區(qū)電網(wǎng)的兩種潛在優(yōu)勢,即高峰用電互補(bǔ)和良好的環(huán)境影響,進(jìn)而獲得一些相關(guān)的環(huán)境政策啟示。由于電力需求在日間達(dá)到最高,并且當(dāng)日間有太陽照射時,光伏發(fā)電比其他可再生能源發(fā)電有更大的峰值,這反過來使得光伏發(fā)電替代其他發(fā)電形式所帶來的污染減排效應(yīng)更加顯著。但是西北電網(wǎng)有一個明顯特征即部分高峰用電量是由水力發(fā)電來彌補(bǔ)的,因此為了更加準(zhǔn)確地評估光伏發(fā)電的潛在環(huán)境效益,本文將基于西北電網(wǎng)特定的能源結(jié)構(gòu),負(fù)荷模式以及邊際發(fā)電量來展示幾種潛在的高峰發(fā)電替代情形,而不是像其他文章那樣僅僅假設(shè)光伏發(fā)電將要替代燃煤發(fā)電。
二、西北地區(qū)光伏發(fā)電現(xiàn)狀
中國西北地區(qū)在實(shí)現(xiàn)發(fā)電一體化的進(jìn)程中,由于光伏發(fā)電需要額外的傳輸容量和后備電源,所以青海省將其2012年的光伏發(fā)電裝機(jī)容量計劃從200MW減少到100MW,這和2011年的安裝容量相當(dāng)。如果將這個安裝速度看作是一個實(shí)際安裝速度,那么我們在本文中可以將該實(shí)際安裝速度假設(shè)為一個常數(shù)直到該地區(qū)各省份的安裝計劃實(shí)現(xiàn)。這意味著2011到2015年甘肅,青海,寧夏以及新疆地區(qū)每年光伏裝機(jī)容量分別為100MW,80MW,40MW,和20MW。
由于中國現(xiàn)有的光伏電站的實(shí)際光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)很難獲得,所以我們利用美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)顧問模型(NREL SAM)計算了甘肅,青海,寧夏,新疆地區(qū)2012~2015年光伏發(fā)電量。結(jié)果顯示,2015年中國西北地區(qū)光伏發(fā)電量將達(dá)到18000GW?h左右,這相當(dāng)于美國1.5個核電站的年發(fā)電量。
為了確定西北電網(wǎng)中太陽能發(fā)電所替代的邊際發(fā)電量,我們需要確定光伏發(fā)電量增加對電網(wǎng)平均負(fù)荷曲線的影響。根據(jù)國家電網(wǎng)所提供的2005到2014年的數(shù)據(jù)來看,在夏季和冬季,負(fù)荷量隨著時間的推移存在著線性增長。我們可以通過假設(shè)這種線性增長一直持續(xù)來模擬出2015年的負(fù)荷資料,并且運(yùn)用一個簡單的普通最小二乘法模型(OLS)來預(yù)測2015年夏季和冬季的負(fù)荷資料。
該模型為:PLi,j=β0+β1PLi-1,j+ωi,j
其中,PLi,j代表的是第i年j月的峰值負(fù)荷量,而PLi-1,j代表的是前一年i-1中j月的峰值負(fù)荷量,ωi,j為誤差值,它的的平均值為0,并且服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,β0和β1則是需要估計的參數(shù)值。我們可以用五月份到九月份的數(shù)據(jù)來估算夏季時的β1,用十一月到第二年三月份的數(shù)據(jù)來估算冬季時的β1.2015年的負(fù)荷數(shù)據(jù)是符合線性回歸分析的。
從測算出的數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)并網(wǎng)光伏發(fā)電將會對西北電網(wǎng)七月上午9:00到晚上9:00以及十二月上午10:00到晚上7:00的邊際成本曲線產(chǎn)生影響。但是這種出現(xiàn)在兩個高峰之間的額外發(fā)電量只是使得七月和十二月峰谷比率下降到19.6%和21.4%,與原有的夏季21.8%和冬季22%峰谷比率數(shù)據(jù)相比,這種下降是比較小的。光伏發(fā)電在夏季可能會替代一些晚高峰發(fā)電量,因?yàn)樵谙募荆滋鞎r間很長,但是它很難抵消當(dāng)天晚上到第二天上午之間發(fā)電機(jī)運(yùn)行所帶來的用電高峰。
三、西北電網(wǎng)中光伏發(fā)電的潛在減排效益
盡管西北電網(wǎng)的基礎(chǔ)負(fù)荷是由火力和水力發(fā)電所提供的,但是由于火力發(fā)電較低的靈活性,水力發(fā)電有時也是被用來進(jìn)行調(diào)峰的。而水力發(fā)電的調(diào)峰能力卻被限制在旱季,這是因?yàn)?,在雨季大量的水必須不斷被釋放以防釀成洪?zāi),所以水力發(fā)電只是承擔(dān)起基礎(chǔ)負(fù)荷的作用,彌補(bǔ)高峰用電量的重任則落在了燃煤發(fā)電上。所以燃煤發(fā)電的高峰發(fā)電能力就變得非常重要。
根據(jù)報告稱,到2015年,西北電網(wǎng)將要增加15.5GW的水力發(fā)電容量,從而使得水力發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到36.5GW,考慮到水位的不確定性和預(yù)期火力發(fā)電峰值的增加,本文將用三種發(fā)電置換方案對太陽能發(fā)電項(xiàng)目的潛在環(huán)境效益進(jìn)行評價。
(1)光伏發(fā)電替代燃煤發(fā)電。這是預(yù)期在冬季當(dāng)光伏發(fā)電出現(xiàn)在用電高峰時間,在夏季光伏發(fā)電自身處在峰值。在雨季,當(dāng)由水電提供基礎(chǔ)電力時,光伏發(fā)電取代火力發(fā)電彌補(bǔ)高峰發(fā)電能力的作用可以很容易被觀察到。
(2)光伏發(fā)電替代水力發(fā)電。考慮到西北電網(wǎng)未來幾年可能的供電能力增加,這種作用無論光伏發(fā)電處于高峰還是非高峰都會顯現(xiàn)。
(3)最后一種情況是光伏發(fā)電取代47%的水力發(fā)電和53%的火力發(fā)電。到2015年,火力發(fā)電將提供高達(dá)41.1GW的峰值容量,這相當(dāng)于西北電網(wǎng)41%的火力發(fā)電容量。如果滿足高峰用電需求的壓力按水電36.5GW,火電41.1GW的比例分配,那么火力發(fā)電將提供高峰用電時間中53%的發(fā)電量,而最終這些發(fā)電量將由光伏發(fā)電代替提供。
根據(jù)核算的污染因子,我么可以利用下面的公式來計算上述三種置換方案所引起的2015年西北電網(wǎng)光伏發(fā)電所減少的污染排放量:
Ei=EFi×Li×G
其中Ei代表的是i類污染物總的減少量,EFi代表第i類污染物的排放因子,Li代表光伏發(fā)電所減少的i類污染物的排放比例,其數(shù)據(jù)是根據(jù)Fthenakis等人的估算得來,而G則代表2015年的光伏發(fā)電量。下表1展示了該估算數(shù)據(jù)。
四、潛在的減排量與政府目標(biāo)的比較
根據(jù)表1,我們可以看到最大的減排量可能出現(xiàn)在情形一,即用光伏發(fā)電替代燃煤發(fā)電。根據(jù)政府“十二五”減排目標(biāo)2015年火力發(fā)電中NOx和SOx的排放量將分別從2010年的1055萬噸和956萬噸減少到750萬噸和800萬噸,通過將2015年最好情形中經(jīng)測算的減排量除以2015年總的NOx和SOx的排放量,我們可以發(fā)現(xiàn)2015年西北地區(qū)光伏發(fā)電項(xiàng)目在NOx和SOx的排放中只能幫助減少實(shí)際減排量與目標(biāo)減排量差異的0.25%和0.36%。如此低的減排量可能主要是由以下三種因素影響的:
(1)與火力發(fā)電量相比,光伏發(fā)電量仍然太小了。
(2)由于煤是一種基礎(chǔ)能源,火力發(fā)電廠可以24小時不間斷工作,這也引起了相對比較高的污染量。而光伏發(fā)電由于受到日照時間的限制,所以不能24小時不間斷地發(fā)電。
(3)即使給火力發(fā)電廠設(shè)定高于工業(yè)部門兩倍的減排目標(biāo),仍然會產(chǎn)生相當(dāng)于總排放量60%的排放水平,因此相比加強(qiáng)工業(yè)部門減排,將重點(diǎn)放在火力發(fā)電減排上無疑是缺乏效率的。
除了增加可再生能源的份額,中國還計劃通過加快對火力發(fā)電站脫硫脫硝技術(shù)的升級換代來減少污染物的排放。按計劃燃煤機(jī)組脫硫有效率將達(dá)到達(dá)到95%,脫硝有效率為75%。這需要花費(fèi)1330億元并將減少277萬噸的SO2和358萬噸的NOx排放。相比較而言,在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的初始投資預(yù)計會從2009年的每瓦3.018美元降至2014年2.515美元每瓦特,這需要約38億至45億美元在中國西北建立15.1兆瓦的光伏發(fā)電。這意味著在短期,投資光伏發(fā)電所帶來的污染物減排效率只有采用脫硫脫硝技術(shù)的燃煤發(fā)電的1/5.盡管可再生能源技術(shù)的采用還會帶來除污染物減排外其他的好處,但是如果我們只是將目標(biāo)定位為環(huán)境和空氣質(zhì)量的改善,那么最有效益的方法提高脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用范圍。
五、結(jié)論
經(jīng)過評估,2015年西北地區(qū)電網(wǎng)中光伏發(fā)電量高達(dá)17900GW?h,這相當(dāng)于美國1.5個核電站的發(fā)電量。但是光伏發(fā)電可能只會彌補(bǔ)兩個日間用電高峰之間的用電量,而且所帶來的環(huán)境影響主要依賴于所替代的發(fā)電模式,相比2010年,光伏發(fā)電將只減少0.36%的SO2排放以及0.25%的NO2排放。如果處于光伏發(fā)電只是替代水力發(fā)電這種最不利的情形中,那么光伏發(fā)電幾乎不會帶來任何的環(huán)境效益。短期來看,更加廣泛的推廣脫硫脫硝技術(shù)才是最具效益的減排辦法。
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