摘要:新能源是与传统能源相对的一个概念,主要指风能、太阳能、生物质能、地热、海洋能等非水可再生能源,还包括非常规化石能源(煤层气、页岩油、页岩气、油砂),以及核聚变能、可燃冰等远景可利用能源。目前,具备商业开发条件的主要是风能和太阳能。本文通过对这个目前社会共同关心的课题进行探讨,提出了新能源危机问题的一些看法,望能有相关警示,降低开发成本,新能源利用的春天才能真正到来。
关键词:新能源;化石燃料;太阳能;风能
1 引言
确保能源安全和推进社会的可持续发展已成为各国共同关心的课题,目前全球大约80%的能源消耗来源于化石燃料,以传统化石燃料为基础的能源供应体系正面临着资源枯竭、温室气体排放等诸多挑战,新能源的开发和利用为社会的可持续发展打开了一条新的通道。
2 分析和讨论
2.1 新能源的现状
传统能源,也称常规能源,主要指的是工业革命以来得到广泛应用的水能(水电)、化石能源(煤炭、石油、天然气),以及核裂变能(常规核电)。
新能源是与传统能源相对的一个概念,主要指风能、太阳能、生物质能、地热、海洋能等非水可再生能源,还包括非常规化石能源(煤层气、页岩油、页岩气、油砂),以及核聚变能、可燃冰等远景可利用能源。目前,具备商业开发条件的主要是风能和太阳能。但以风能和太阳能为主要组成部分的可再生新能源,在目前的技术水平上存在严重的缺陷:不稳定、成本高、送出难。
2.2 新能源危机
经过十几年年均50%的高速发展,2015年底,我国风力发电机组并网容量达到6083万千瓦,居世界第一位。但自2010年开始,风力发电弃风、脱网现象开始出现,2014年全国弃风电量超过100亿千瓦时,2015年全国弃风电量约200亿千瓦时,与2014年相比几乎翻番,相当于浪费了670万吨标准煤,经济损失超过100亿元,不仅造成能源浪费,风电运行经济性严重下降,更加重了环境污染。
2012年7月,曾经的世界最大的光伏电池制造商——无锡尚德公司爆发危机;2013年3月,无锡尚德公司实施破产重组。2012年上半年,美国开展对华光伏产品“双反”调查。2012年11月,欧盟正式启动对华光伏产品反补贴调查,其后又经历了反倾销调查、首轮谈判破裂、政府高层接入、征收临时反倾销税、达成价格承诺方案,直至2013年8月2日欧盟正式批准欧中光伏产品“价格承诺”协议,从而在8月6日的最后期限前避免了中欧历史最大一起贸易争端。
过去十几年中,曾经无限风光的新能源产业、堪比互联网的明星产业,为何突然间硝烟四起、危机四伏?
2.3 新能源危机问题分析
2.3.1经济问题
新能源技术研究始于欧美国家应对1970年代的两次石油危机,其后又因1980-1990年代的油价暴跌而导致新能源技术商业化的停滞。20世界末,随着世界油价回升和全球气候变化,新能源技术商业化重新起步。进入21世纪,世界原油价格迅速从10美元升值100美元,同时技术进步使得新能源开发利用成本迅速降低,新能源快速发展;尤其是2007年以后,为应对全球金融危机,各国纷纷将新能源产业作为拉动经济增长的支柱产业,新能源产业进入鼎盛时期。
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因此,新能源首先是经济问题,因经济压力而起步(传统能源价格暴涨),也因经济利益而发展(新能源价格降低),更因经济战略而鼎盛(复苏经济、抢占未来经济高地),还因经济瓜葛而争斗(中美双反、中欧双反等)。
2.3.2技术问题
美国著名未来学家杰里米•里夫金在《第三次工业革命》一书中提出,经济发展和社会变革总是来自能源利用方式与信息通信方式的交汇。以煤炭、水力能源开发为基础引发了在英国的第一次工业革命,以石油、天然气能源利用为基础催生了在美国的第二次工业革命,在长达200多年的时间里,不断推动生产方式的变革,造就了欧美等西方大国的崛起。他还在接受采访时提醒中国:“未来20至25年内,决定你是否成功的关键,不再是劳动力成本,而是能源成本。这段时间将是第二次工业革命和第三次工业革命的过渡时期,能源成本将是决定性的”。
尽管这只是对工业革命分期的一种看法,但对于一场新的工业革命即将到来,新能源开发、利用、支撑技术将在这场革命中起着决定性的作用,已成为世界各国的共识。而目前可大规模开发的新能源绝大部分将用于发电,因此美国发布了GRID 2030计划,欧洲提出了包括北非和中东的泛欧超级电网,我国也提出了坚强智能电网的目标。
但横亘在我国新能源开发面前的最大问题仍是技术问题。我国是世界上最大的火力发电国,生产着世界上最大的风力涡轮机,但对提高风机效率的关键变频技术掌握不足;我国是世界上第三/四大光伏发电国,生产着超过全世界60%的光伏电池和光伏组件,但在提高光伏转换效率的晶硅提纯技术上远远落后;面对广阔海面上的巨量风电开发我们还在犹豫不决,守着两倍于美国的页岩气资源无从下手;光热发电资源尚未普查,微型燃气机完全空白……
作为电网公司,我们要结合我国资源能源禀赋和电力市场特点,坚持“四大一高”能源战略,深入研究各类新能源发电特性、建模和检测技术,深入研究网源协调规划技术和并网技术标准,深入研究新能源发电预测和智能调度技术,深入研究分布式发电并网和控制技术,大力推进特高压电网和智能电网建设,为大规模的新能源开发利用做好各项准备,确保我国经济社会持续发展的能源安全基础。
2.3.3社会问题
美国在金融危机后失业高企,欧洲在债务危机下动荡四起,世界经济问题日益凸显为社会问题。经济增速放缓后的就业困难,严重环境污染下的公众怨言,中国经济问题也凸显为社会问题。贸易保护主义的迅速抬头,节能减排背后的多方博弈更将气候变化问题变为全球政治问题。
我们正处在工业文明的十字路口,是身陷于日薄西山的继续依赖化石能源的旧工业,还是积极投身于依托可再生能源的新革命?我们也处在社会发展的十字路口,是沉迷于日益严重的以牺牲环境为代价的旧模式,还是奋力建设以生态文明为标志的新家园?我们更处在人类发展的十字路口,是任凭日趋严峻的气候问题引发全球性的大灾变,还是携手推进可持续发展的和谐的新秩序?
种种问题的答案是不言而喻的。常规化石能源的日渐枯竭,传统工业技术的陈旧落后,必将使抱残守缺的个人、企业陷入贫困的泥沼。生产组织方式的迅速转变,人本民主意识的迅速觉醒,必将使固守老路的社会、国家走入落后的深渊。金融危机时的自顾不暇,面对全球变暖的互相指责,必将使各存异心的各国、人类丧失唯一的家园。
3 结论
新能源的大规模开发依赖于政策扶持和技术进步。首先需要政策的扶持,目前内陆不少省份小规模开发的风能和太阳能相对传统能源而言,开发成本处于完全的劣势,目前的财政补贴政策在可再生能源快速增长的情况下难以为继,必须寻求新的政策支持。其次,可以大规模开发的地区大多远离负荷中心,必须借助大容量远距离的输电技术,而特高压电网建设又受到诸多因素的制约,这也为新能源的开发利用增添了新的变数。新型可再生能源的开发利用归根到底还是必须借助技术的进步,只有降低开发成本,新能源利用的春天才能真正到来。
参考文献:
[1] 能源发展简史.美国:美国电气电子工程师协会(IEEE),2008.
[2] 陈堂.新能源危机.北京:中国电力出版社,2013.
论文作者:李敏1,吴越2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
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