我国新能源发展现状与开发前景

中国石油和化学工业协会 www.cpcia.cn 专家论坛 ·中国石油和化工经济分析· ■ 中国石油和化学工业协会 冯世良 我国新能源发展现状 与开发前景 发展替代能源,实现传统能源之间、传统能源和 新能源之间的替代是解决我国能源供需瓶颈、供需 结构性矛盾以及减轻环境压力的有效途径,也是真 正实现经济 “又好又快”地可持续性发展的基本保 障。国家将积极开发水电、核电,鼓励发展风能、太阳 能、生物质能等可再生能源,积极开发利用地热能和 海洋能。据悉,到2020年,中国可再生能源比重可以 从目前的7%左右提高到16%左右;2035～2040年, 这一比重将占到一次能源总量的25%以上。 一、能源形势和任务 我国传统能源资源并不丰富, 尤其是油气资源。据统计,中国的 石油、天然气、煤炭等能源的人均 占有量分别占世界平均水平的 11%、4%和 54%。相对而言,煤炭 略多,注定了我国的一次能源结构 只能以煤为主。从2002～2006年 的 5年内,依靠以煤为主、煤在一 次能源消费比重中所占七成左右 的比例,中国实现了国内生产总 值翻一番,2002年中国国内生产 总值第一次超过 10万亿人民币, 达到了 102398亿人民币;2006年 中国国内生产总值达到了 209407 亿人民币。在国内生产总值翻一 番的同时,一次能源消费总量 2002年为 15.18万亿吨标准煤, 2006年为 24.567万亿吨标准煤。 5年来,中国国内生产总值消费 的能源总量的比例确实发生了重 大变化,但是煤炭在一次能源消 费的比重仍然维持在七成左右, 以传统燃煤为主的中国能源结构 并没有重大改变。而且 2006年中 国煤炭产量达到了 23.25亿吨, 现有产能加在建产能和新批准发 证形成的生产能力已经突破了 28亿吨,巨大的煤炭产能和燃煤 消费方式已经成为中国经济有别 于同等水平国家的经济特色。与 此同时,中国石油对外依存度超 过 40%,2020年 预 计 将 超 过 60%;能源运输方式 90%依靠海 运,存在导致油路中断的众多不 安全因素;油价一路走高,对经济 将产生重大的影响;大量废气排 放严重污染环境,等等。 中国“十一五”规划中明确 要求,到 2010年单位产值能耗降 低 20%,这意味着我国发展模式 要进行根本性的转变。节约和合 理利用能源,降低能源消耗,提高 能源利用效率,既是我国缓解能 源供应紧张的重要措施,更是提 升经济增长质量、创新发展模式 的重要手段。为此,我国必须在能 源结构上进行天翻地覆的换代转 26 专家论坛·中国石油和化工经济分析· 《中国石油和化工经济分析》 2007/16 型,加快发展新能源。 二、新能源建设项目规定 2002年,我国发布的《新能 源基本建设项目管理的暂行规 定》中规定,新能源是指风能、太 阳能、地热能、海洋能、生物质能 等可再生资源经转化或加工后的 电力或洁净燃料。凡新建的新能 源设施的项目 (转化或加工电力 或洁净燃料) 为新能源基本建设 项目。新能源基本建设项目的经 济规模为:风力发电装机 3000干 瓦及其以上,太阳能发电装机 100 干瓦、地热能发电装机 1500千瓦 及其以上、潮汐发电装机 2000千 瓦及其以上、垃圾发电装机 1000 千瓦及其以上、沼气工程日产气 5000立 方米及 其 以 上 及 投 资 3000万元人民币以上其他新能源 项目。达到经济规模的为大中型 新能源基本建设项目,达不到的 为小型项目。 2005年我国发布的《中华人 民共和国可再生能源法》规定:可 再生能源,是指风能、太阳能、水 能、生物质能、地热能、海洋能等 非化石能源。 2005年 11月 29日,国家发 改委发布了 《可再生能源产业发 展指导目录》,在《目录》中涵盖 风能、太阳能、生物质能、地热能、 海洋能和水能等六个领域的 88 项可再生能源开发利用和系统设 备/装备制造项目。其中部分产业 已经成熟并基本实现商业化;有 些产业、技术、产品、设备、装备虽 然还处于项目示范或技术研发阶 段,但符合可持续发展要求和能 源产业发展方向,具有广阔的发 展前景或在特殊领域具有重要应 用价值。 三、新能源发展现状与前景 我国新能源和可再生能源的 资源量丰富、开发潜力大。太阳能 的理论资源储量为每年 23000亿 tce(吨标准煤),2/3的陆地年日 照小时超过 2200,每平方米年接 受太阳辐射 5000兆焦;风能的资 源量为 3.23TW(太瓦 =10亿千 瓦),可开发潜力陆地为 250GW (吉瓦 =百万千瓦),近海为 750GW; 小 水 电 资 源 量 为 180GW,可开发潜力为 1.28GW; 海洋能的资源量为2500GW,可开 发潜力为50GW,其中潮汐能的资 源量为 1100GW,可开发潜力为 22GW;生物质能的可开发潜力目 前为 3.18亿 tce,2050年为 9.76 亿 tce;地热资源量为 2000亿 tce, 高温6GW。 1.风能 积极开发风能资源,加快风 电发展步伐,是调整我国能源结 构,合理利用资源,保护环境,解 决能源短缺的科学发展之路、战 略选择。 我国风能资源十分丰富,但 目前的开发程度很低。近10年来 世界风电发展很快,过去 3年全 球风力发电累计装机容量的年平 均增长速度为29.2%。在世界装机 前 10名中,中国装机容量增长速 度仅为17.5%。我国风力发电起步 并不晚,但发展迟缓,国家规划目 标多次没有完成。目标和实际结 果之间存在着巨大反差。造成巨 大反差的原因是多种多样的。不 少专家认为:风电发展至今没有 取得突破性进展,存在着规模偏 小、产业化程度低、发电成本高、 专业化人才稀缺、研发力量薄弱 、核心技术落后、市场发育不良等 问题,风电运营企业内外部环境 不佳等。 根据世界风力发电发展的经 验,风电的发展速度除了技术因 素外,它在很多国家的发展中都 得到了国家经济政策的支持,只 靠市场经济的自然发展或者社会 商业资本的推动,发展速度是很 缓慢的。因此,要加快我国风电发 展步伐,需要国家给予优惠政策 大力扶持。建议:一是国家加大风 力发电项目贴息贷款的力度。二 是应降低风电税收,风电增值税 征收应在 5%以下,以提高风电的 还贷能力。三是重点支持风电设 备研发的投资。风力发电设备的 技术研发,投入大、周期长、风险 高。一般的企业无法承受这样巨 大的研发投入,特别是兆瓦级变 浆变速风力发电机,国家应列入 科技攻关项目,给予科研经费的 支持。四是国家有关部门要尽快 落实、出台《可再生能源法》规定 的有关优惠政策。并且,做到风力 发电机容量大小都一律适用。这 样做有利于不发达的省份发展风 电,充分利用这些地区的风电资 源,解决农村、牧区生活用能的需 要,有利于改善生态环境。五是目 27 中国石油和化学工业协会 www.cpcia.cn 专家论坛 ·中国石油和化工经济分析· 前国家出台了《可再生能源法》, 规定了发展风电的优惠政策。这 些政策的力度与德、美、印度等国 相比还不够。目前鼓励发展风电 的配套政策还不具体到位。比如 风电入网价格,根据《可再生能源 法》的规定,风能等可再生能源发 电的上网电价,由各级价格主管 部门按照有利于促进其开发利用 和经济合理的原则确定,同时要 采取保护电价加鼓励电价的模式 政策。但这一措施尚未落实到位。 目前风电装机总量所占比例很 小,不足 1%,即使到 2020年我国 风电发展规划的 3000万千瓦,所 占全国发电总装机比例也只有 3%左右,因此,为了促进这一清洁 能源的发展,给予风电一个宽松 的政策环境是十分必要的。 2.太阳能 太阳能的利用方式主要有: 光伏(太阳能电池)发电系统,将 太阳能直接转换为电能;太阳能 聚热系统,利用太阳的热能产生 电能;被动式太阳房;太阳能热水 系统;太阳能取暖和制冷。 按照中国电力科学院的预 测,到 2050年,中国可再生能源 的电力装机将占全国电力装机 的 25%,其中光伏发电装机将占 到 5%。 自 2003～2005年,由于欧洲 光伏市场特别是德国市场的拉 动,中国的光伏生产能力迅速增 长,截止到 2005年底,中国太阳 电池组件的生产能力已经达到 400MW(兆瓦=千千瓦),当年产 量达到150MW。国内太阳能电池 产业发展的主要动力是光伏发电 市场的需求。目前,中国光伏发电 的市场主要在以下几个方面:通 信和工业应用,大约占到35.7%; 农村和边远地区应用,大约占 42.9%;光伏并网发电系统,大约 占4.3%;太阳能商品及其他,大约 占到 17.1%。所有这些应用领域 中,大约有52.8%是属于商业化的 市场 (通信工业应用和太阳能光 伏产品),而另外的 47.2%则属于 需要政府和政策支持的市场 (包 括农村和并网光伏发电)。 预计,在 2010年以前将会有 2～3座荒漠电站建成,装机容量 20MW;到 2020年荒漠光伏电站 的累计装机将达到200MW。我国 有着大片的沙漠、沙漠化土地和 潜在沙漠化土地,总计约 105万 平方公里。1平方公里土地可以安 装100MWp太阳电池,如果只用 1%的荒漠面积来安装太阳电池, 则可以安装1000GWp,是我国现 有电力装机的两倍。 3.海洋能 海洋能指依附在海水中的 可再生能源,海洋通过各种物理 过程接收、储存和散发能量,这 些能量以潮汐、波浪、温度差、盐 度梯度、海流等形式存在于海洋 之中。这些不同形式的能量有的 已被人类利用,有的已列入开发 利用 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ,但人们对海洋能的开 发利用程度至今仍十分低。尽管 这些海洋能资源之间存在着各 种差异,但是也有着一些相同的 特征。每种海洋能资源都具有相 当大的能量通量:潮汐能和盐度 梯度能大约为 2TW;波浪能也在 此量级上;而海洋热能至少要比 此大两个数量级。但是这些能量 分散在广阔的地理区域,实际上 它们的能流密度相当低,而且这 些资源中的大部分均蕴藏在远 离用电中心区的海域。因此只能 有一小部分海洋能资源能够得 以开发利用。 全球海洋能的可再生量很 大。根据联合国教科文组织 1981 年出版物的估计数字,五种海洋 能理论上可再生的总量为 766亿 千瓦。其中温差能为400亿千瓦, 盐差能为 300亿千瓦,潮汐和波 浪能各为30亿千瓦,海流能为 6 亿千瓦。但如上所述是难以实现 把全部能量取出的,设想只能利 用较强的海流、潮汐和波浪,利用 大降雨量地域的盐度差,而温差 利用则受热机卡诺效率的限制。 因此,估计技术上允许利用功率 为 64亿千瓦,其中盐差能 30亿 千瓦,温差能 20亿千瓦,波浪能 10亿千瓦,海流能 3亿千瓦,潮汐 能1亿千瓦(估计数字)。 4.核燃料 核能的利用是人类未来能源 的希望所在。从目前的科学技术 水平看,人们开发核能的途径有 两条:一是重元素的裂变,如铀; 二是轻元素的聚变,如氘、氚。重 元素的裂变技术,己得到实际应 用;轻元素聚变技术,正在积极研 制之中。不论是在核裂变反应的 28 专家论坛·中国石油和化工经济分析· 《中国石油和化工经济分析》 2007/16 重元素铀,还是核聚变反应的轻 元素氘、氚,在世界大洋中的储藏 量都是巨大的。 核聚变比核裂变产生的能量 效应要高达 600倍,比煤高 1000 万倍。核聚变研究是当今世界科 技界为解决人类未来能源问题而 开展的重大国际合作计划。与不 可再生能源和常规清洁能源不 同,聚变能具有资源无限、不污染 环境、不产生高放射性核废料等 优点,是人类未来能源的主导形 式之一,也是目前认识到的可以 最终解决人类社会能源问题和环 境问题、推动人类社会可持续发 展的重要途径之一。 2006年 5月 24日,国家科技 部代表我国政府与其他六方一 起,在比利时首都布鲁塞尔草签 了 《 国 际 热 核 聚 变 实 验 堆 (ITER)联合实施协定》。这标志 着 ITER计划实质上进入了正式 执行阶段,即将开始工程建设,也 标志着我国实质上参加了 ITER 计划。尽管就规模和水平来说,我 国核聚变能的研究和美、欧、日等 发达国家还有不小的差距,还须 经过若干年的努力才能接近 “实 验堆” 建设和研究阶段。而参加 ITER计划,参与 ITER的建设和 实验,从而全面掌握 ITER的知识 和技术,培养一批聚变工程和科 研人才,使其成为我国聚变研究 的一部分。再配合国内安排必要 的基础研究、聚变反应堆材料的 研究、聚变堆某些必要技术的研 究等,则有可能在较短时间、用较 小投资使我国核聚变能研究在整 体上进入世界前沿,为我国自主 地开展核聚变示范电站的研发奠 定基础。 国际聚变界普遍认为,今后 实现聚变能的应用将历经三个战 略阶段,即:建设 ITER装置并在 其上开展科学与工程研究;在 ITER计划的基础上设计、建造与 运行聚变能示范电站;最后,将 在本世纪中叶 (如果不出现意 外)建造商用聚变堆。我国将力 争跟上这一进程,尽快建造商用 聚变堆,使得核聚变能有可能在 本世纪末在我国能源中占有一定 的地位。 5.生物质能源 生物质主要包括薪炭林、经 济林、用材林、农作物秸秆、林业 加工残余物和各类有机垃圾等。 我国生物质资源十分丰富,资源 总量不低于 30亿吨干物质 /年, 相当于 10亿多吨油当量,约为我 国目前石油消耗量的 3倍。世界 各国在调整能源发展战略时,都 把高效利用生物质能摆在优先地 位,列为能源利用中的重要课题。 生物质能源产业是指利用可 再生或循环的有机物质,包括农 作物、树木和其他植物及其残体 等为原料,进行生物基产品、生物 燃料和生物能源生产的产业。经 专家测算的数据为:如能利用我 国生物质资源的一半,就相当于 建设一个年产 5000万吨“绿色油 田”;可节省能源进口外汇 150亿 美元;年产值将达万亿元。与此同 时,可提高能源安全度、减排 1.6 亿吨一氧化碳,还可从源头上治 理白色污染。 为推动我国生物能源、生物 材料等生物质产业的技术创新和 ○广东大亚湾核电站 29 中国石油和化学工业协会 www.cpcia.cn 专家论坛 ·中国石油和化工经济分析· 产业创新,国家发改委决定, 2006～2007年两年实施生物质工 程高技术产业化专项。其主要目 的是加速我国生物质开发利用的 产业化进程,促进生物质开发工 业化成套技术的集成和应用,为 我国能源结构的重大调整提供技 术支撑和应用示范。据悉,生物质 工程高技术产业化专项重点领域 包括三类: 一是生物能源。开展燃料乙 醇、生物柴油、生物质成型燃料、 工业化沼气等生物能源产品的产 业化。主要包括以木薯、甘蔗、甜 高粱、甜菜、秸秆等非粮食原料生 产的燃料乙醇,以棉籽、油菜籽、 废弃油及其他木本油料植物为原 料生产的生物柴油,以秸秆、农林 业废弃物等为原料压缩成型生产 的生物质成型燃料以及利用有机 废弃物开展大型工业化沼气的生 产和利用。 二是生物材料。开展以生物 质为原料生产可生物降解高分子 材料和替代石油基产品的基础化 工材料产业化。主要包括可生物 降解生物质塑料、淀粉与可生物 降解高分子材料共混得到的环境 友好高分子材料单体及聚合物、 生物合成高分子材料、新型炭质 吸附材料等。 三是生物质原料的高效生 产。重点支持边际性土地(如沙荒 地、盐碱地、山坡地等)高产作物、 植物的育种及新品种产业化,基 因工程高产淀粉质、纤维质、油料 作物等的品种改造与新品种产业 化等。 国家发改委要求,通过专项 的实施,促使非粮原料生物能源、 生物基材料实现 10万吨以上的 规模化工业生产,形成我国生物 质产业的工业技术基础和产业发 展的基础框架,为我国生物质产 业持续、快速、健康发展奠定基 础。据专家预测估计,到2010年, 我国年生产生物燃油约为 600万 吨,其中生物乙醇 500万吨,生物 柴油100万吨;到2020年,年生产 生物燃油将达到 1900万吨,其中 生物乙醇 1000万吨,生物柴油 900万吨。 (1)生物柴油 生物柴油是清洁的可再生能 源,是指植物油与甲醇进行酯交 换制造的脂肪酸甲酯,是一种洁 净的生物燃料,也称之为“再生 燃油”。 目前我国已有数十家生物柴 油企业,总设计能力超过 300万 吨/年。但目前我国生物柴油产业 发展面临一些问题亟待解决,如 原料供应、标准建设、市场混乱等 问题。为了保证生物柴油产业健 康发展,有必要对这些问题进行 全面、综合的辨证分析与论述,使 企业家、政府官员及学者有一个 正确的认识和清晰的思路。 2007年 5月 1日,由国家标 准化委员会发布的 B100生物柴 油国家标准(简称国标)将正式 实施。这是我国生物柴油的第一 个国家标准,虽然只是推荐使用 而非强制,但作为生物柴油产业 正规化的第一个标准,意味着这 种替代能源将在官方认可下正式 开始。 近两年,中石油、中石化、中 海油三大石油集团开始介入,国 家林业局、发改委资源司、国家环 保局可以有选择地重点支持这些 大公司,大规模种植油料作物,大 规模收集废弃油脂,大规模生产 生物柴油。这个路子如果走得顺, 可以使我国生物柴油产业向前迈 30 专家论坛·中国石油和化工经济分析· 《中国石油和化工经济分析》 2007/16 一大步。 (2)燃料乙醇 目前,燃料乙醇的生产和应 用在国际上已呈高速发展趋势, 燃料乙醇产业已成为各国政府 调控农产品供需矛盾,解决石油 资源短缺问题,保护城市大气环 境质量的重要政策手段和经济 杠杆。 面对能源短缺、油价日益高 涨的世界性问题,燃料乙醇作为 一种重要的替代能源,在我国无 疑有着极为广阔的发展前景。到 “十一五”末期,中国燃料乙醇 的年产能将从目前的 102万吨 达到 500万吨,成为仅次于巴 西、美国的第三大燃料乙醇生产 和使用国。 从世界各国车用乙醇汽油使 用情况来看,在美国、巴西早已成 功推广,近年来欧盟和东南亚一 些国家也在积极推广车用乙醇汽 油。然而,这项工作在中国还仅处 于推广试验阶段。 目前中国汽车新能源正遭遇 困局:一方面是耕地日趋减少、玉 米原料紧张、粮食涨价;另一方面 是以玉米、小麦等粮食为加工原 料的燃料乙醇项目纷纷上马、燃 料乙醇对粮食原料的需求量与日 俱增,车与人“争口粮”,燃料乙 醇进退两难。2006年 9月,财政 部、国家发改委、农业部、税务总 局、林业局印发《关于发展生物质 能源和生物化工财税扶持政策》, 将“坚持不与粮争地,促进能源与 粮食‘双赢’”放在首位。同时,12 月 14日,国家发改委、财政部下 发 《关于加强生物燃料乙醇项目 建设管理,促进产业健康发展的 通知》,明确指出:目前,以生物燃 料乙醇或非粮生物液体燃料等名 目提出的意向建设生产能力已超 过千万吨,生物燃料乙醇产业正 处在一个关键的发展时期。要求 因地制宜,非粮为主。重点支持以 薯类、甜高粱及纤维资源等非粮 原料产业发展。国家发改委12月 18日下发的《关于加强玉米加工 项目建设管理的紧急通知》 明确 提出,我国将“坚持非粮为主,积 极稳妥推动生物燃料乙醇产业发 展”,并立即暂停核准和备案玉米 加工项目,对在建和拟建项目进 行全面清理。在相关部委紧急叫 停玉米加工乙醇后,政府仍会继 续“适度”发展燃料乙醇行业,坚 持能源与粮食双赢,“在确保粮食 安全的前提下”,国家会采取一些 财税扶持政策,支持燃料乙醇的 生产和使用。 四、未来我国新能源发展前景 发展替代能源,实现传统能 源之间、传统能源和新能源之间 的替代是解决我国能源供需瓶 颈、供需结构性矛盾以及减轻环 境压力的有效途径,也是真正实 现经济“又好又快”地可持续性 发展的基本保障。 当前,中国政府正在抓紧研 究广泛利用新能源和可再生能 源,以替代煤炭、石油、天然气等 传统能源,并准备加大科技投入, 加强立法,采取税收、政策倾斜等 措施,促进其开发和推广,准备到 2050年将新能源和可再生能源在 总的能源消费中的比例提高到 50%,届时,将从根本上改变中国 能源的消费结构,减轻对煤炭和 石油的依赖,也将更有利于保护 生态和环境。 从理论上说,替代能源可以 缓解甚至解决中国经济对石油的 高度依赖,但是替代能源的技术、 性能、安全、环保、成本等指标也 是无法回避的现实难题。尽管我 国可再生能源具有巨大的资源潜 力,部分技术实现了商业化,产业 也有一定的发展,但与国外发达 国家相比,无论在技术、规模、水 平还是在发展速度上,仍存在较 大的差距,可再生能源产业发展 还面临许多问题和障碍。 可以预计,在今后相当长一 段时间内,中国发展替代能源将 实行能源结构多元化的战略,煤 制油、煤制甲醇、二甲醚、燃料乙 醇、生物柴油等能源均有各自的 发展空间。同时国家将积极开发 水电、核电;鼓励发展风能、太阳 能、生物质能等可再生能源,积极 开发利用地热能和海洋能。据 悉,到 2020年,中国可再生能源 比重可以从目前的 7%左右提高 到 16%左右;2035～2040年,这 一比重将占到一次能源总量的 25%以上。 (注:本文系作者在《中国石油和 化工经济分析》理事会年会上作的报 告,有删节。) 31