寻找替代能源_新能源论文

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未来20年,中国将努力做到能源结构多元化,进一步开发水电、发展核电,激励太阳能、风生物质能等可再生能源的开发,为降低对化石燃料的依赖,实现可持续发展的目标作出努力。

文/本刊记者 黄蕙

寻求新型能源,尤其是可再生能源替代煤炭、石油、天然气等传统化石能源,是21世纪的世界潮流。这对中国而言具有格外重要的意义,一方面,中国以煤炭为主的能源消费结构,对运输系统、基础设施等压力巨大,且带来无法避免的环境污染,超过了环境承受能力。由于大量使用煤炭,致使2/3的城市大气颗粒物含量超过国家空气质量二级标准;另一方面,由于对石油需求量的增加,中国在能源安全方面面临的挑战越来越大。

即便上述问题能够得到妥善解决,我们依然面临化石能源枯竭的前景。据世界能源委员会的评估,全球开采成本较低的化石燃料储量将在本世纪中期到末期耗尽。而即使是最乐观的估计也认为,世界石油储量只能持续开发70年,天然气为100年。

因此,中国在本世纪头20年的能源开发战略之一,即是尽量使能源“结构多元”化。这个“结构多元”,是指大力开发水电、核电,以及太阳能、生物能、风能等可再生能源,减少对化石燃料的依赖,以赢得能源的可持续发展。

专家分析指出,发展替代能源,不仅可以减少我国能源系统的脆弱性,而且可以保证在未来的国际能源产业竞争中占得一席之地。尤其是,新的替代能源还可以满足广大农村地区人口的能源需求,减少森林过度开采、植被破坏,对中国的长期、平衡的社会发展具有重要意义。

我国的主要替代能源发展方向是:

水电。水电是一种可选择的重要替代能源,我国是水电大国,目前的开发率仅为15%,开发率远低于世界水平,也落后于印度、巴西、越南等发展中国家,开发潜力巨大。

我国水电开发有着严重区域不平衡的特点。其中东部水电开发程度为68%,西部仅为8%。但是,由于西部是我国重要的生态功能区和生态敏感区,因此,加快发展水电与保护生态存在冲突,处理好这个矛盾是水电开发的前提。

核能。核能是发达国家重要的替代能源,在中国的开发还很不足,目前仅占全国发电量的1.2%。从能源供应看,我国的铀资源对核电的发展是“近期有富裕,中期有保证,远期有潜力”,发展核电面临的三大难题是投入、技术和环境。近20年,我国将积极发展核电,力争到2020年使核电装机达到4000万千瓦,占全部发电量的比例提高到4%。

可再生能源。包括小水电、太阳能、风能和生物质能等。我国的可再生能源资源基础雄厚,却因为成本高,规模小,缺乏激励政策而发展滞后。积极发展可再生能源,除了可以初步替代化石燃料的远期目标外,近期可以解决全面建设小康社会过程中边远和农村地区的用能问题。近20年,我国将使可再生能源初步形成规模,并为今后更大规模地替代化石燃料奠定基础。

此外,我国还将大力推动海洋能、氢能、燃料电池、生物液体燃料等替代能源的开发。

“激励”可再生能源开发

中国可再生能源资源丰厚,但实际利用率低、产业规模小、技术水平低,远未充分开发,今后应将可再生能源的开发纳入国家战略,以激励其发展。

文/本刊记者 苗俊杰

可再生能源主要是指太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能,燃料电池和生物液体燃料等可持续使用或可显著提高能源效率的能源。我国可再生能源的资源丰富,分布广泛。

对我国而言,开发利用可再生能源有其特殊而现实的意义。一方面,长期以来形成的以煤炭为主体的能源消费结构已给环境造成了巨大压力,优化能源结构、提高能源效率、发展可再生能源,已成为我国实施可持续发展能源战略的重要内容;另一方面,中国13亿人口中,80%居住在农村,每年消耗6亿多吨标准煤的能量,其中约有一半由可再生能源提供,但现在仍以传统的利用方式为主。另外我国有2亿多人面临沙漠化的威胁,传统的燃烧生物质能的方式使植被严重破坏,生态恶化。因此积极发展可再生能源,除了初步替代化石燃料的目标外,还能够解决全面建设小康过程中边远及农村地区的用能问题。

资源丰厚 产业幼稚

我国可再生能源有着丰厚的资源基础,产业发展却处于幼稚阶段。从资源量看,我国新能源和可再生能源的可获得每年73亿吨标准煤,而现在的开发量不足4000万吨标准煤。

风能:我国10米高度层的风能总储量为32亿千瓦,实际可开发量力2.53亿千瓦,加上近海风力资源,共计可装机容量达32亿千瓦。但到2002年底,全国并网风力发电装机容量仅为46.84万千瓦,主要分布在西北的新疆、内蒙古、甘肃和东南沿海的广东、海南、浙江、福建等省。由于我国尚不能批量生产大型风力发电机组,不得不大量依赖进口,因此大型风力发电造价高昂,加上运输、维修不便,发展受到限制。除大型风力发电外,全国还有17万台小型风力发电机在无电边远农牧区和海岛运行,为无电区农牧民提供生活用电,深受欢迎,市场前景看好。

太阳能:据估算,我国陆地表面每年接收的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤量,如果按陆地面积的1%,转换效率平均按20%计,一年可提供的能量大约为48亿吨标准煤。但我国目前太阳能发电的装机总量还很小。从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、云南中部和西南部等广大地区的太阳辐射总量都很大。目前,我国在利用太阳能方面,只有太阳热水器基本实现了产业化,在生产能力与应用规模上都已经处于世界首位。

生物质能:秸秆等农业废弃物资源量每年约有3亿吨标准煤,薪柴资源为1.3亿吨标准煤,加上城市有机垃圾等,资源总量约为7亿吨标准煤。目前国内应用最广泛的生物质能开发利用技术还是沼气工程技术。经过近30年的发展,中国厌氧处理工业废水和畜禽养殖场废物的技术,已发展到中、大规模。至2002年底,中国已建立了400余处不同类型工业废水的沼气工程,年处理废水近1亿立方米;建立了600多个大中型畜禽废水、废渣的沼气工程(池容在100立方米以上)。上述两部分合计,估计沼气工程装置总体积达150万立方米左右;年产沼气近10亿立方米,相当于100万吨标准煤。

地热:我国每年可利用地热资源约占全球的7.9%。高温地热主要用于发电,资源主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省,非电利用的中低温资源则遍布全国。到2002年全国地热装机累计容量为3.2万千瓦,在世界22个地热发电国家中排名第14位。西藏羊八井地热电厂装机2.5万千瓦。自1993年以来,年发电量连续超过1亿千瓦时,约占拉萨电网电量的30%,被誉为世界屋脊上的一颗明珠,但是我国地热发电最近10年没有新增地热发电装机容量。

我国目前发展可再生能源所面临的形势是,在技术和市场上已经远落后于欧美等西方国家,而这些国家还在加速发展,这将可能使得他们继续领先。可再生能源的技术科技成分含量较高,产业发展需要较长时间的技术开发和市场积累。因此专家认为,当前发展可再生能源应当统一认识:早开发,早受益;晚开发,晚受益;不开发,不受益。

激励政策是首选

2003年11月,国务院发展研究中心公布的《中国能源战略和改革背景报告》中有如下表述:2020年可再生能源发展总目标——发电装机1亿千瓦,开发量达到5亿吨标准煤。这意味着从现在开始到2020年,我国可再生能源发展领域要以每年18%的速度增长,可谓志存高远。然而目前该领域中仍存在不少问题,这些问题如何解决将直接影响这一目标的实现。

首先,缺乏具体有效的激励政策。由于可再生能源一次性投入较大,虽社会效益、环境效益显著,但直接经济效益不高,现在还不具备与常规能源竞争的能力,政府的支持是不可缺少的。从国外的经验看,凡可再生能源发展快的国家,都制定了强有力的激励政策。我国政府虽然在有关法律和法规中规定了支持开发新能源和可再生能源的原则内容,但由于缺乏具体的有效的政策规定,操作性差、执行起来非常困难。加之我国投资体制的限制,对国家、地方财政投入依赖特别大,制定具体有效的税收优惠、财政补助和低息贷款等技术经济政策,吸引国内外投资者开发建设可再生能源项目,对产业的发展是非常必要的。

其次,缺乏长期的、战略性的和可持续的可再生能源商业化发展计划和行动方案,以及政府在政策方面的支持。造成这一障碍的主要原因是,目前我国还没有做过详细的、为可再生能源项目开发提供依据的可再生能源资源评价;同时,研究与开发和技术商业化脱节。过去10多年,中国相关的主管部门虽然制定并出台了一些促进可再生能源发展的政策,但随着体制改革的发展,管理机构的变化和有些政策规定得不完善,致使一些政策随之消失。如:“关于风电并网发电管理规定”等;一些政策名存实亡,如原计委和科技部1999年44号文件中的一些规定;一些政策因难以执行未执行,如关于小水电按6%征收的规定等。

此外,与同类技术相比,可再生能源生产成本比化石燃料高得多。以发电技术为例,如以燃煤发电成本为1,则小水电成本约为煤电的1.2倍,生物质发电(沼气发电)为煤电的1.5倍,风力发电成本为煤电的1.7倍,从而大大削弱了它的经济竞争力。成本居高不下的原因主要是生产技术落后,生产规模小。

同时,到目前为止,可再生能源产业还没有建立起国家级检测中心,市场上销售的产品质量参差不齐,使偷工减料、假冒伪劣以次充好的产品低价倾销,给消费者造成很坏的印象,影响了正规厂家的销售。市场需要规范、建立和完善产品标准体系和检测中心,进一步规范市场秩序是当前产业发展中突出的问题,应加快解决。

针对上述制约可再生能源发展的负面因素,《中国能源战略和改革背景报告》认为,首先要加强立法,尽快出台可再生能源促进法,以改变目前我国既无可再生能源专用法律,又缺乏必要的促进政策的局面。其次,要强化政策体系的建设与创新。当前重要的事情,一是加快风电特许权的试点示范工作,二是要改善投融资环境,建立通畅的投融资渠道,三是进一步加快可再生能源强制性市场份额政策的研究和试点示范,以便条件成熟时建立适合于中国国情的政策。此外,还要加大投入,强化关键技术设计制造攻关,实现跨越式发展。

专家认为,为了使可再生能源的发展更顺利地进行,更新观念、统一认识是必不可少的,要改变可再生能源“不堪重任”的观念。与国外相比,我国落后的首先是“意识”,应及时调整对可再生能源的定位,应将发展可再生能源置于国家战略的高度,纳入政府能源发展计划及财政预算,编制长远规划和年度建设计划,制订详尽的发展路线图,激励可再生能源的发展,使其“师出有名”。

日本的替代能源

文/本刊记者 陈锐

日本资源匮乏,所需石油的99.7%、煤炭的97.7%以及天然气的96.6%都依赖进口。虽然与1972年石油危机时相比,日本能源消耗增加了不少,但这些年来日本能源战略的转变取得了比较大的成效,其中最为显著的变化之一就是能源多元化的初步形成以及替代能源的发展较快。

所谓的替代能源主要是指替代石油的能源,在日本更多地被称为新能源,主要包括风力发电、太阳能利用、温度差能源、废气物发电、废气物燃料制造、清洁汽车燃料和燃料电池、生物发电、生物热利用、生物燃料制造、雪冰热量利用等。

日本对新开发能源十分重视。由于新能源的基本无污染以及资源的丰富性,日本将新能源定位于日本可以自给自足的替代石油的环保能源。日本希望将来新能源可以为确保日本能源消费的稳定供应,解决地球环境问题以及实现可持续发展发挥重要作用。另外,日本也期待引进替代石油的新能源能够创造新产业和新的劳动就业机会。

从实际来看,近些年日本在上述各项新能源的发展方面的确取得长足进展。具体来说,太阳光发电量在过去3年间大约增加到了3.5倍,2000年度末的发电总量大约为32万千瓦。太阳光发电具有巨大的潜力和无限的前景,根据科学测算,天空晴朗的时候,照射在地球上的太阳光1小时之内所给予地球的能量相当于人类1年所消耗的能量。随着太阳光发电的逐渐普及,太阳光发电系统的价格也在不断下降,在过去6年间价格降低了大约1/4。尽管如此,太阳光发电成本依然比石油、火力等现有发电成本要高,尚未十分普及。

在风力发电方面,日本风力发电量在过去3年中增加到了原有的约7倍,截至2001年3月末,日本的风力发电量大约为14.4万千瓦,但与风力发电第一位的德国(610万千瓦)和第二位的美国(160万千瓦)还相距甚远,此外在经济性和稳定性方面还存在不少问题。

废气物发电方面,日本主要是以各个地方自治体为中心进行发展。废气物发电所用的废气物大致可以分为城市垃圾等一般废气物和民间产业排放出来的产业废气物,一般废气物的燃烧处理设施虽然在日本全国大约有1900多处之多(1999年末数据),但同时拥有发电设备的只有约10%,不过这10%的燃烧处理设备所发电的份额却占日本废气物发电总量的大约80%。1999年度末,日本废气物发电的设备总容量大约为98万千瓦,其中一般废气物发电约为84.5万千瓦,产业废气物发电容量约为13.6万千瓦,与过去的成绩相比,应该说日本的废气物发电有了一定的发展,但依然受到需要妥善解决地点和技术上的一些问题的制约。

另外值得一提的是日本在清洁汽车能源的研究方面取得的进展。汽车企业也已基本将氢燃料电池视为未来汽车的主要替代能源,而丰田、本田等日本企业在氢燃料电池方面是走在世界前列。2002年12月2日,丰田会长奥田硕将燃料电池车“FCHV”交给小泉,成交了世界第一单燃料电池车的生意。另外,日本政府最近制定出环保汽车的发展规划,希望在2010年能够有5万辆燃料电池车在日本国内行驶。日本运输省及环保省的官员宣布:日本将尽量提升低污染汽车的使用率,即从当前全国的63万辆包括双动力引擘汽车和燃料电池汽车增至2010年的1000万辆。

英国:新世纪力推可再生能源

文/本刊驻伦敦记者 刘桂山

2003年初,英国政府公布《能源白皮书》,标志英国开始了重大能源战略调整。《能源白皮书》建议,到2010年,英国的可再生能源将增加到10%,到2020年增加到20%。

英国政府预测,到2020年,英国的能源消耗的75%将依靠进口,这一前景使英国发展可再生能源的要求十分紧迫。为此,根据白皮书的规划,新世纪伊始,英国就把重点放在了加大推动绿色能源或可再生能源开发利用的力度上面。只有这样,英国才有可能在能源结构调整取得的已有成绩上,卓有成效地处理来自气候变化的威胁,缓解由于石油、天然气和煤炭产量减少所带来的问题,应对未来的挑战。

绿色能源主要包括两个方面,一是风能的利用,二是水利发电。但目前英国包括这两种能源和潮汐与太阳能发电等在内的干净能源发电量只占全国总发电量的3%。

英国作为一个岛国,海岸浅滩面积广阔,风力资源十分丰富。英国的沿海风能发电资源在欧洲首屈一指,风力发电有着巨大的潜力。英国第一个风能发电站于1991年底在英国西南角的康沃尔地区建成,10个发电风轮,发电能力为4兆瓦。从那时以后,风能发电一直在不断发展。目前,已有84个风能项目,1043个发电风轮,总发电量为649.4兆瓦,相当于44.1万个家庭的电力需求。根据《能源白皮书》的规划,2003年,英国政府开始启动新一轮沿海风能发电大型开发计划,新计划的首期项目集中在英格兰东海岸的浅水滩地区、伦敦东部的泰晤士河入海口地区和英格兰东北部和威尔士等地区。当年,政府就通过邀请全国各公司向建立风能电厂投标开始具体实施,规定投标建立的风能电厂最多可拥有300个风轮发电装置。很快即有29家公司投标在70个地点建厂。

英国专家预计,当这些项目列2010年全部竣工之后,将把英国风能发电能力提高到占英国电力供应量的约7%,并将为300万户人家提供电力供应和创造2万个就业机会,对英国实现20年内绿色能源这一目标的贡献将为50%。英国贸工大臣休伊特表示,尽管面临着很多困难,按照时间表完成这一计划将是切实可行的,预计绝大多数电厂将于2008年建成。英国能源国务大臣斯蒂芬·蒂姆斯说,这是世界上最大的再生能源发展项目,显示了英国走向干净和绿化能源的决心。

水电是绿色能源的另一个方面,英国能源大臣威尔森2002年在一次政策宣布中说,英国今后的新能源政策将包括改造现有水电厂使之增强效益和所有新建水电站必须满足再生能源义务两个部分。具体的做法将是扩大包括更加注意能源保护在内的水电项目的研究与开发,实现对现有近30家水利发电厂的改造,为此政府将在3年内向包括水资源发电在内的“绿色能源”投资2.6亿英镑,并鼓励各公司另投资2.5亿英镑。威尔森说:“扩大水利发电是英国政府战后最具远见性的行动之一,新措施将会使旧水利发电厂的积弊一扫而光。”这些新措施将“在50年内给英国水利发电以最大促进”。

尽管目标已经确立,政策措施也已出台,但在如愿以偿地实现目标和进一步发展方面仍面临着许多挑战。英国《经济学家》杂志在政府公布白皮书之后出版的一期上刊登文章说,2020年可再生能源提高到占总电力20%的比例只是一种雄心,并不是一个有约束力的目标。

况且,尽管以煤为原料的火电厂现在正陆续关闭,大部分核电厂到2020年使用期也将届满,但在是否继续发展核电的问题上,虽遭到百姓反对和有废料处理难题,从政府到能源界仍有许多人支持继续发展核电,政府也没有把大门彻底关死。虽然天然气发电成本低廉,相对清洁和高效,但是,英国北海油田的石油和天然气正在逐渐耗尽,有关方面估计,到2006年以后,英国天然气将有15%靠进口,石油进口也将摆上日程。而使用进口天然气发电又不能不考虑进口源的稳定性。因此,如何在追求绿色能源的同时确保和增加发电量,从而保障可靠的电力供应,应该说是英国面临的一个挑战。

全球能源需求将迅速增长

迈过水电的生态“门槛”

中国水电装机容量是已排名世界第一,而开发率只有15%,大有潜力。未来中国水电开发的重心在西部,而这里也是中国最重要的生态功能区,开发中必须越过生态“门槛”。

文/本刊记者 黄蕙

在我国的替代能源战略中,水电作为优先发展的品种占有重要位置。不独因为我国的水电资源丰富,还因为长期以来水电被看成是一种清洁、可再生的能源。对中国而言,最新的挑战在于如何在水电开发过程中兼顾生态效益。

水电大国

我国水能资源居世界第一,理论蕴藏量达67605万千瓦,可装机容量37853万千瓦,年发电量19200亿千瓦时。国家电力公司的统计数据表明,截至2001年底,我国大陆常规水电装机容量已达到7700万千瓦,从而超过美国而排名世界第一位。统计还表明,我国的水电在建规模超过3000万千瓦,规划水电站容量超过5000万千瓦,均居世界第一位。

但我国目前的水电开发率还比较低,据国务院发展研究中心关于国家能源战略基本构想的报告提供的数据,我国目前的水电开发率仅为15%,远低于世界平均水平,也落后于印度、越南、巴西等发展中国家。报告认为,我国的水电开发程度地区差异明显,东部水电开发程度为68%,可开发的大型水电所剩无几;而西部水电的开发率仅为8%,但开发难度和开发成本也较大。

国务院发展研究中心的专家认为,通过加快水电的建设和开发,到2020年水电装机至少在2亿千瓦以上,力争达到2.4亿千瓦,水电占全部发电量的比例由2000年的16.4%提高到2020年的19%~22%。届时水电开发程度将升至38%~45%。

大坝的反思

在中国未来的水电开发中,如何兼顾生态环境已成为必须解决的问题,这一问题集中体现在是否要在怒江(云南境内)修筑梯级水电站的争论中。生态专家呼吁:请为子孙后代留下哪怕一条可与人类干预河流进行比较分析的自然基准河流,以免我们在匆忙的经济大开发之中留下不可挽回的遗憾。

国际上对大坝的反思从上世纪80年代就开始了,并导致在90年代美国等水电大国率先拆除大坝。世界水坝委员会主席卡德·卡斯莫尔博士在一篇报告中写道:100年以来,地球上几乎每天出现一座大坝,但几乎所有的水坝计划书都高估了水库的使用寿命及工程效益。事实上,大部分水坝都不能达到其预期目的。经济性是一方面,更受到人们质疑的是大坝,尤其是超过150米的高坝对于生态的影响。

高坝的修建将在很大程度上改变原有生态,带来生物多样性的毁灭和生态移民问题;库区的泥砂淤积会抬高河床,并阻塞航道;水质退化会严重污染水库和下游的河流,使水质不适合饮用和工业使用,并对下游的河流生物带来致命威胁;水库蓄水后,被淹没的植被和土壤的分解以及腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气,并释放大量沼气和二氧化碳,同样导致温室效应。有的水库排放的温室气体甚至比一个生产同等电力的燃煤电厂还要多。

世界水坝委员会的调查显示,全球超过150米的高坝有300多座,高于200米的高坝有200多座,目前在建的高坝主要在中国。国家发改委能源研究所副所长渠时远说,我国水电开发的重点是西部,而西部是我国最重要的生态功能区和生态敏感区。因此在水电资源的评价过程中,不但要考虑其发电效益,也应关注水电项目的生态效益,防止和避免出现因过度开发和不当开发引起的不可逆转的生态危机。

小水电前景动人

与修建大坝相比,小型水电对环境的影响微乎其微,可称之为一种真正的清洁能源。我国目前还有700万户无电人口,无法用常规电网延伸解决用电问题。建设小型水电站已成为我国推进农村电气化的重要途径。国家采取了发放优惠贷款、降低增值税等一系列激励政策发展小水电,使小水电的建设不断掀起高潮,成为我国发展最快的可再生能源。

来自北京地球环境文化中心的调查显示,多年来,我国小水电的装机平均每年以100万~150万千瓦的速度增长,到2002年底全国的装机容量已达2840万千瓦,约占小水电资源的1/4。目前,我国有2万多家企业涉足小型水电产业,从业人员100多万。小型水电站向全国1/3以上地区提供电力资源,占中国人口的1/4。有800多个县主要依靠小型水电站供电。另外,装机容量0.01万~1.0万千瓦的微型水电站是我国农村发展可再生能源的一项创新,目前已拥有用户60多万户。

随着可持续发展观念的深入、西部大开发的进行和农村的小康建设,小水电更将显示出动人的前景。预计到2010年,我国小型水电站的装机总容量可以达到3500万千瓦,到2020年,可达5000万~5500万千瓦。

替代能源:美国能源战略的重要组成部分

文/本刊记者 王振华

美国的替代能源战略主要是大力发展核能。虽然美国早在60年代中期就开始发展核电站,但在石油危机爆发之前几乎没有核电站投入商业运行。进入70年代,美国的核能发展进入了高峰,至今总共建造商业核电站132座,仍在运行的有104座,其中70年代兴建的就占一半。近几十年来,美国的核能一直在国内能源结构中占有重要比例,核电在全国电力生产中的比例高达21.7%。

然而,美国的核能发展在近30年中陷入低谷。其中最重要的原因就是1979年宾夕法尼亚州居民稠密区之内的三里岛核电站发生了严重事故,使美国核电事业遭受了沉重的打击。近30年来,美国没有新建一座核电站,核电设备公司自然也没有收到任何国内的新的商业核电站定单。

最近,美国核能建设已经显露出走出低谷的明显迹象。近30多年来,美国大大提高了核电站的安全标准,近35年中没有发生任何事故,因此核电正重新被人们所接受。目前美国正在计划兴建的核电站有3座。

美国政府还非常重视再生能源的技术开发和运用。近年风力发电、垃圾发电、太阳能发电等技术都得到了长足的发展。美国能源部早已经将再生能源作为重要的能源种类,每月将相关统计数字公布于众。

在美国的再生能源开发中,风力发电是发展最快、技术最成熟、也是目前前景最为看好的能源品种。近年来,美国在发展风力发电方面取得迅速进展,预计今后风力发电行业仍将较快增长。目前美国每年的风力发电能力已经达到4500兆瓦以上,而1998年的发电能力还不到2000兆瓦。

美国的风力资源十分丰富,尤其是水资源短缺的西部地区风力发电具有巨大的潜力,目前也是美国风力发电最发达的地区,每年美国政府为风力发电技术开发和发展风电投入的资金达数十亿美元,同时对风力发电行业提供多种政策优惠,比如免税购买风力发电设备以新建电厂、对风力电厂减免部分税收等,这些措施有力地推动了风力发电行业的发展和技术进步。据美国风力能源协会去年预计,今后十几年美国的风力发电将迅速增长。预计列2020年,美国的风力发电将占到美国电力产量的6%,在美国能源结构占有日益重要比例。

美国垃圾发电也是近年来不断迅速发展的能源。记者参观过首都华盛顿附近的一座名叫奥格登·马丁的垃圾发电站,留下了非常深刻的印象。这里树木葱笼,绿草如茵,环境优美。如果不是看到来来往往的垃圾运输车,很难想象映入眼帘的这个外表洁净的淡黄色建筑群是一个垃圾发电厂。该厂是一座以不可再利用的城市固体垃圾为燃料的规模较大的垃圾发电站,90年代初建成,占地52英亩,雇员总数63人,每天焚烧垃圾3000吨,年处理垃圾可达近百万吨。电站使用的是当时世界最先进设备,最大发电能力为79兆瓦,完全可满足7.5万个美国家庭的用电需要。电能以批发价格向电力公司出售,每年可以取得相当可观的经济效益。更重要的是,发电站为解决弗吉尼亚州北部和华盛顿地区的部分生活垃圾提供了出路。

据美国能源部的统计,去年美国的再生能源消耗总共已经占全国能源总消耗的6%。在再生能源电力生产中,除了一部分水力发电外,风力发电和垃圾发电占有相当大的比例。可以预见,随着石油价格的不断升高,再生能源也将在美国能源结构中发挥日益重要的作用。

推动核电进入快车道

电力缺口和电力结构单一成了中国启动核电的直接动力,这标志着中国核电工业由原先的适度发展进入到加速发展的阶段。

文/本刊记者 苗俊杰

到2020年,中国能源需求应达到24.5亿吨标煤,届时全国约需发电装机容量为8亿~9亿千瓦左右,目前国内已有装机容量是3.5亿千瓦,缺口4.5亿~5.5亿千瓦,中国原子能科学研究院赵志祥院长在接受记者采访时说:“电力缺口和电力结构单一成了中国启动核电的直接动力,这标志着中国核电工业由原先的适度发展进入到加速发展的阶段。”

与化石燃料(尤其是煤炭)相比较而言,核电是清洁能源,同时能带动相关产业发展,随着技术的进步,核电安全也有了更好的保障。

20世纪80年代初,开发核电和推广核技术应用成为中国核工业的重要发展方向。目前,我国有3个核电机组陆续投入运行,总装机容量210万千瓦;2001年,核能发电量占全国总发电量的1%。今年以来,秦山二期1号和岭澳1号两个核电机组相继投入商业运行,新增核电装机容量160万千瓦。目前,秦山三期1号和岭澳2号两个机组也已进入最后的调试阶段。其它4台在建机组进展顺利,预计将在2003~2005年陆续建成投产。届时中国大陆核电总装机容量将达到900万千瓦,核能发电量将占全国总发电量的3%左右。

与此同时,国家发展与改革委员会明确了核电“远景规划”:到2020年,中国核电装机容量将达到3600万千瓦。这意味着从2004年起,中国每年将至少批准建设两个百万级核电机组,相当于今后16年每年都要新建一座“大亚湾”。

赵志祥介绍,在未来不同的阶段,中国核电将有不同的发展目标。近期我国将集中发展热中子堆核电站,将以现有商用压水堆核电站为基础,实现国产化、系列化和标准化,进一步提高核电的安全性和经济性。我国已经建成和正在建设的核电站均属于“第二代”。今后将按照“以我为主,中外合作”的模式,沿着“统一堆型,推进国产”的方向发展。规划中2010年之前建设的12~18台机组将考虑采用“第二代+”堆型。

中期到2020年,中国核电装机容量将至少达到32G千瓦以上,核电装机容量的比例将提高到4%。到本世纪中叶,核电装机容量的比例应进一步提高到10%~20%,使核能成为我国能源的重要支柱之一。

随着可开采铀资源的渐趋枯竭,2030年以后我国可能会对钍资源有需求。另一个值得注意的发展动向是核能产氢。预计氢能将成为今后重要的洁净二次能源,而氢气的生产又将从对化石燃料的依赖转向核能,所以,今后对核能的需求将会更大。

我国核电事实上已经发展了20余年,但国内核电发展始终比较分散。2003年年初,我国政府决定调整“十五规划”中的电力部分。由此,核电建设将进入快车道,赵志祥提出发展核电的建议:

一是注重顶层设计,搞好长期规划,发布我国能源政策白皮书,制定中长期能源发展规划,将核能发展纳入国家能源规划之中。将“适度发展核电”的方针调整为“积极发展核电”和“加快发展核电”2020年核电装机容量到4%~5%,2050年核电装机容量到20%。使之与水电、洁净火电一起构成我国可持续发展能源的三大支柱。尽快完成《原子能法》的制定与立法程序。

二是改进和完善我国核能产业系统。坚持“以我为主,中外合作”的模式,基于现有压水堆的较为先进堆型的新建核电站,应尽快实现国产化、系列化、标准化。

三是进行铀原料战略储备。考虑到我国和世界核能的快速发展、我国铀资源的相对不足、今后世界铀价的可能上涨以及铀原料容易运输与储存等特点,建议适当进口并储存铀原料,作为国家战略储备。

四是出台“碳税”政策。为了控制污染,保护环境,应考虑各种能源的外部成本,实现各种能源的公平竞争。国家应通过立法,在适当时候出台“碳税”政策,迫使化石燃料生产和使用行业采取污染治理措施。

五是加快培养核科学人才。

中国的未来与能源紧密相关

法国电力公司(EDF)亚太地区总裁马识路说,未来核电的竞争力将进一步提高,势必成为经济高速发展国家的一个重要选择。

文/本刊记者 杨骏

法国电力公司(EDF)执行副总裁兼亚太地区总裁马识路在接受《瞭望新闻周刊》记者采访时表示,中国的未来与能源供应紧密相关,而要提高能源自主率,发展以核电为主的替代能源以及提高煤的能量利用率是关键两点。

马识路首先从法国的经历中谈起,他表示,通过发展核电,法国的能源自主率从1973年的22.7%提高到了今天的50%。法国因此每年减少进口8800万吨石油,相当于节约240亿欧元。2003年核电占法国总发电量的85%,不仅满足了国内的需求,还可向欧洲邻国出口电力。此外,考虑到核电价格相对低廉,以及新一代压水核反应堆具备高度可靠性,未来核电的竞争力将进一步提高,势必成为经济高速发展国家的一个重要选择。当今法国经济的一大优势就是拥有一种质优价廉供应充足的能源。

法国政府目前正考虑更换核反应堆。并考虑以第三代反应堆——欧洲压水堆替代现有设备。法国一味发展核电当然要受到法国环保人士的质疑,他们认为,一旦政府决定更换这种新型核反应堆,便意味着未来几十年法国电力生产仍然要以核电为主。而欧盟规定2010年可再生能源(风能、水电以及太阳能)要占欧盟总能源消耗的12%,发展核电容易偏离这一目标。但是根据法国政府人士认为,到2025年,法国1/3核反应堆的年龄将超过40岁,继续延长这些反应堆的使用寿命已不太可能,而可再生能源在很长一段时间内还不能担当电力生产的“主角”,因此更换核反应堆已很迫切。

马识路认为,中国会成为未来核电第一市场。目前中国的缺电现象凸显能源对于中国发展的重要性,它事关中国的未来。而发展核电应是中国电力工业发展的战略考虑之一。他称,中国目前的核电还不足全国电力的2%,这一比重在2020年将达到4%,总装机容量达3600万千瓦。按照这一计划,中国在今后的20年当中,必须加快发展核电的步伐,“解决电力紧张不可能不包括核电”。关键的问题有两个:一是核电的腾飞何时出现,二是中国以什么形式发展核电。

马识路表示,作为广东核电集团的长期合作伙伴和中国电力业的最大外国投资者,法国电力公司向广东大亚湾、岭澳两个核电站的建设提供了技术指导、运营技师培训等支持。对于这两个核电站电价较高的问题,马识路认为,中国的核电事业尚处于发展初级,其高额的投资成本和有限的发展规模难免使电价偏高。但是,“如果我们实施的是一个具有数个核电厂和反应堆的发展规划,每个电厂的成本会降低50%,这种模式是可行的”。

对于中国核电的发展前景,法国专家预测,中国将在2020年迈入世界核电大国的第一方队,某些方面甚至超越目前的核电大国法国。法国电力公司中国部工程项目及资产管理总经理高德龙甚至表示,鉴于中国各界对核电事业的热情,中国2020年的核电规模可望超过3600万千瓦的装机容量。

马识路指出,即使中国未来几十年建设近百座核电站,使中国成为拥有核电站最多的国家(超过法国),它所产出的核电也只能占中国发电总量的10%。余下的90%仍然需要靠水电和煤电。但是水利电站建设周期很长,因此未来,煤电仍然应该成为未来中国电力的支柱。

既然传统的煤电将发挥主要作用,这就涉及到提高煤的能量利用率问题。他解释说,中国每军需要约10亿吨的煤来发电,随着经济的发展,10年内电力需求肯定还要大幅上升,这需要出产更大量的煤,这给煤矿的生产、运输系统带来相当大的压力,运费也是相当巨大的开支,还不算燃煤造成的污染。

因此,比较可行的解决办法就是提高煤的能量利用率,即用每吨煤生产更多的电。中国目前许多火电厂的煤能量利用率只有20%,今后用先进技术将这一比例提高到50%是完全可能的。

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