新能源论文

新能源论文 1 摘 要 能源是经济和社会发展的重要物质基础，在社会可持续发展中起着举足轻重的作用。由于世界能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等化石能源(资源)消耗迅速，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。这一现状使得可再生清洁能源的开发利用越来越得到各国的重视。生物质能是地球上丰富的可再生能源，其蕴藏量和产量巨大，具有广阔的开发利用前景。我国是一个农业大国，有着丰富的生物质资源，因此，开发利用生物质能源，对缓解我国能源、环境及生态问题具有重要的意义。 关键词:新能源、生物质能、利用、展望 2 外 文 摘 要 Title: The development of new energy and biomass energy situation and analysis Abstract Energy is the economic and social development of important material basis, in social sustainable development plays a vital role. As the world's energy consumption is soaring, coal, petroleum, natural gas, fossil energy consumption (resource), the deterioration of the ecological environment, especially for greenhouse gas emissions causing growing global climate change, sustainable development of human society is seriously threatened. This situation makes renewable clean energy development and utilization of more and more get the attention of countries. Bioenergy is rich in renewable energy, its Endowment and yield enormous, with vast potential. China is a big country, agriculture has abundant biomass resources, therefore, utilization of biomass energy, to reduce our energy, environmental and ecological issues are of great significance. Key words: new energy, biomass energy, use and Outlook 3 第一部分 概述 能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可做功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。 新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。据世界断言，石油，煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。 联合国开发署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能;穿透生物质能。 一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热 核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的能、海洋能以及 树立，过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。 新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。按类别可分为:太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等 。 随着全球各国经济发展对新能源需求的日益增加，现在许多国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究;同时我们也相信随着人类科学技术的不断进步，专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源，以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求，而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。 据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500,1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。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140万吨煤，目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。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。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故 4 只占世界所需总能量的很小部分，今后有很大发展前途。 随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。 中国新能源产业发展具有资源优势，最近快速增长。据统计，到2008年底，中国水电装机达到1.75亿千瓦，居世界第一，中国风电装机总量达1215.3万千瓦，居世界第五，太阳能光伏电池生产国已连续两年成为世界第一。但中国的新能源产业仍存在技术和市场瓶颈，面临缺乏人才以及成本高的困境。中国新能源发展目标规划明晰，重点发展水能、风能、生物质能和太阳能，未来10年新能源发展将迈上新台阶。发展新能源有助于解决能源不足的问题，有利于培育新的经济增长点，推动区域经济发展，有利于缓解环境保护的压力。 5 第二部分 新能源的常见形式概述 太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式 广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。 利用太阳能的方法主要有:太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。现在很多公司已经开始着手利用太阳能，例如青岛凌鼎新能源有限公司就利用太阳能研发了太阳灶、太阳能烤箱、太阳灶反光膜、太阳能开水器等系列产品。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。 太阳能可分为3种: 1.太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。 2.太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。 3.太阳光合能:植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。 核能 核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特?爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式: A.核裂变能 所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量 B.核聚变能 由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。 6 C.核衰变 核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用 核能的利用存在的主要问题: (1)资源利用率低 (2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决 (3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进 (4)核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制 (5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大 海洋能 海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。 波浪发电，据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。将来的世界，每一个海洋里都会有属于我们中国的波能发电厂。波能将会为我国的电业作出很大贡献。 潮汐发电，据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。 风能 风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。 风力发电，是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。 1977年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。到1994年，全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右，每年发电约50亿千瓦时。 生物质能 生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球 7 每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。 中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。 地热能 地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦。 氢能 在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出，将成为21世纪最理想的新能源。氢能可应用于航天航空、汽车的燃料,等高热行业。 海洋渗透能 如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。 海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德?米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。 水能 水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。 波能 即海洋波浪能。这是一种取之不尽，用之不竭的无污染可再生能源。据推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来，在各国的新能源开发计划中，波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高， 8 需要进一步完善，但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年，电厂的发电成本虽高于其它发电方式，但对于边远岛屿来说，可节省电力传输等投资费用。目前，美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站，且均运行良好。 可燃冰 这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物，它的外型与冰相似，故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态，冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算，可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。 煤层气 煤在形成过程中由于温度及压力增加，在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤，每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤，每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计，地球上煤层气可达2000Tm3。 微生物 世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物发酵，可制成酒精，酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。据报道，巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆，减轻了大气污染。此外，利用微生物可制取氢气，以开辟能源的新途径。 9 第三部分 中国新能源产业发展现状和展望 中国在发展新能源领域已经取得非常大的进展，在多个领域世界排名第一。目前，我国太阳能制造能力和太阳能利用面积已经达到世界第一，风电连续几年成倍增长，2009年新增风力装机1000多万千瓦，居世界第一，其次是美国和德国。从累计装机来看，位于美国、德国之后，排名第三。 ? 新能源产业发展现状 ? 新能源可以分为新能源开发和传统能源的技术创新 – 一方面是指太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能等新型能源。 – 另一方面是指对传统的能源进行技术变革所形成的新的能源。 ? 在各种新能源产业中，风力发电增长最快 – 中国风能资源丰富，小型风电机组技术发展成熟，陆上风能储量约2.53亿千瓦，海上储量7.5亿千瓦 – 设备国产化程度较低，发电成本高是中国风电产业的发展瓶颈 尚不具备生产大型风力发电机的能力，80,的设备需要进口，与煤电相比，风电的成本要高33,,60,。中国风能资源普遍分布在西部地区，而电力主要用户则是分布在东部沿海，风电传输成本较高。 ? 水电发展成熟，装机总容量居世界第一 – 水能资源丰富，水电生产技术成熟，并形成了完备的产业体系 水能资源理论蕴藏量6.94亿千瓦，中国水电技术开始向发展中国家大规模输出水电技术。 – 投资不足以及环境和移民问题是中国水电产业的发展瓶颈。一直以来，投资不足是制约水电建设的主要因素，而今后，环境和移民问题特别是水库移民问题将成为制约水电建设新的瓶颈。 ? 太阳能产业进入快速发展阶段，生产规模世界第一 – 中国是重要的太阳能光伏电池生产国，已连续两年成为世界第一。 – 太阳能资源丰富，技术不断提高，初步形成产业化 。年太阳辐射总量高于5000MJ/m ，年日照时数大于2000h，绝大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上，太阳能理论储量达每年17000亿吨标准煤。 – 设备依赖进口，产业缺乏统筹，市场规模偏小是太阳能产业的发展瓶颈。光伏产业两头在外，90%以上的原料和市场均依赖国外，关键设备全靠进口，产业利润有限。光伏产业主要应用于边远地区，发展缺少统筹安排，市场狭小且竞争无序 。 ? 核电增速放缓，总装机容量落后于发达国家 – 到2009年底，国内核电总装机容量为985万千瓦，占中国总装机容量1.1%左–右。 – 核电产业缺乏长远发展规划，基础研究和技术开发资金匮乏，设施装备落后，造成人才流失严重，核电技术与设备国产化进展缓慢。 ? 生物质能应用广泛，但目前处于初期发展阶段 10 – 截至2008年底，国能15家生物发电厂共发出“绿色电力”26亿度，生物质能资源的消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位。 – 生物质能资源丰富，发展潜力巨大，但受地域资源等限制。生物能源发电目前受地域资源限制，分布不均导致成本较高，农林废弃物的收、储、运工作相当复杂和艰巨，相关科研、技术和人才支撑不够，研发滞后于企业发展要求。 ? 中国新能源产业发展政策 国家重点鼓励发展的新能源产业是水能、生物质能、风能和太阳能 ? 新增投资促进水电建设，实现2020年水电装机容量达到3亿千瓦的目标 – 从2006年到2020年，新增1.9亿千瓦，投资1.3万亿，鼓励民资投资小水电，解决农村和偏远山区用电困难。 鼓励风电发展，实现2020年风电1亿千瓦的目标 ? – 即将出台的《新能源产业振兴规划》将大大提升中国风电的装机容量，根据国家能源局的数据，到 2010 年，风电规模将达到 2000万千瓦，投资 9000 亿元，到 2020 年，力争在甘肃、内蒙古、河北、东北，以及江苏沿海等地建立若干个千万千瓦风电基地。 ? 下达补助资金，实现2020年太阳能发电180万千瓦的目标 – 2009年3月23日，财政部、住房和城乡建设部出台《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》，并出台了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。 – 2009年7月21日财政部、科技部、国家能源局联合宣布启动金太阳示范工程，采取财政补助、科技支持和市场拉动方式，加快国内光伏发电的产业化和规模化发展，投资2000亿，实现2020年生物发电达3000万千瓦的目标。 – 从2006年到2020年，生物质发电新增装机容量2800万千瓦，约需投资2000亿。 – 到2020年生物质发电装机3000万千瓦，在总发电装机中的比重达到2%左右的发展目标。 ?国家制定政策以解决新能源发展中存在的问题 ? 中国水电机组建设费用高，发电效能不高 – 就2008年数据来看，水电装机容量占整个发电机组装机容量的21.69%，但是只发出了占总电量16.4%的水电，尤其是水能资源最为丰富的西部地区更是没有得到充分的利用 ? 国家制定风电发展规划，控制风电盲目投资，提高风电技术水平 – 风电产能过剩、重复建设问题十分突出，产业技术水平落后，中国风电机组整机制造企业超过80家，还有许多企业准备进入风电装备制造业。 – 加强风电发展规划工作，严格风电项目核准条件，2009年2月1日，国家发改委下发《关于落实风电发展政策有关要求的》, 提出对风能资源进行详细测量的基础上，对风电的建设布局、开发时序进行 11 统筹规划。 – 积极提高风电产业的科技水平，2009年9月26日，国务院下发《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见》 建立和完善风电装备标准、产品检测和认证体系，禁止落后技术产品和非准入企业产品进入市场。 – 将国内风电上网价格由项目招标价改为固定区域标杆价，2009年7月25日，国家发改委下发《关于完善风力发电上网电价政策的通知》, 将国内风电上网价格由项目招标价改为固定区域标杆价，树立标杆电价将控制风电设备厂商低价恶性竞争的势头，标杆电价将加大优势风电整机厂的市场集中度，弱势风电整机企业则可能被整合。 ? 太阳能产业投资过热、亟需解决产能过剩的问题 – 2008年中国多晶硅产能2万吨，产量4000吨左右，产能已明显过剩。 – 2009年9月26日，国务院下发《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见》对环保不达标的多晶硅项目不予核准或备案。 – 工信部正在与国家发改委联合开展全国太阳能光伏企业调查，将出台产业指导文件，加快生物质能开发步伐，加大投资、提高技术水平，促进产业化。 – 多方位政策支持生物能科技进步，降低生物质能产业化成本，根据中国各地不同的自然资源条件和地理气候特征，积极开展技术创新，实行秸秆气化固化，大力推广秸秆和粪便的资源化综合利用技术。 ?新能源产业政策的中外比较 ? 各国政府加大对新能源技术研发的投资 – 美国政府投入1500亿美元资助新能源研究，欧盟投资约10亿欧元用于燃料电池和氢能源的研究和发展。 – 中国对新能源技术开发的支持的幅度比美国、欧盟小 ? 通过立法规范和促进新能源的发展 – 美国新能源法——《2007可再生燃料、消费者保护和能源效率法案》提高汽车耗油标准，鼓励大幅增加生物燃料乙醇使用量促进新能源的使用。 – 法国通过立法提高汽车油耗标准，形成了以保证能源供应安全、保证能源价格具有竞争力、促进可再生能源发展为三大基本目标的能源政策。 – 中国能源法2008年着手制定，还有很多有待改进之处。 ? 通过政府采购为新能源发展提供必要的市场 – 美国法律要求政府必须购买国产高能效产品和“绿色”产品，带动本国新能源的发展。 – 中国从2003年就发布文件要求采购环境标志产品和节能产品，但一直没有强制实施，“雷声大，雨点小”。 12 ? 鼓励民间投资，运用民间资金弥补政府投资促进新能源发展 – 菲律宾地热项目的快速成功离不开民间投资的贡献 。 – 中国的新能源投资主要依赖于政府投资，一方面造成企业竞争性不足，难以实现核心技术的发展，另一方面政府资金有限，可能会忽视某些新能源产业的发展。 ?中国新能源产业综合效益 ? 发展新能源有助于解决能源不足的问题 – 预计到2015年新能源提供的电力、热水和燃气等终端能源产品的总量将达到4300万吨标准煤(等价值)，平均年增长率为17.32%，届时新能源将在中国商品能源消费中约占3.6%。 ? 开发利用新能源有利于培育新的经济增长点、推动区域经济发展 – 预计到2015年，能源供应及其设备生产制造产业所形成的年产值将近670亿元，年均增长率超过15%。 ? 风电产业增长速度居各种新能源发展之首，前景看好 – 开发效率高，能够有效缓解供电紧张的局面，可逐步形成有竞争力的新能源产业。 – 风电是新型绿色能源，据统计，风力发电每生产100万千瓦时的电量，便能减少排放600吨的二氧化碳。 ? 水电的应用地域广泛，能够有效推进西部地区建设和环境保护 – 水电辐射面积广，小水电代燃料工程担负了中国近二分之一国土面积、四分之一人口的供电任务，水电产业的发展将有效促进西部及农村地区相关产业的兴旺。 – 水电能够有效地促进西部地区的生态建设。实施小水电代燃料工程，推进了中小流域综合治理和梯级开发，提高了防洪抗旱和水资源综合利用能力。 ? 太阳能的开发有利于解决电力消耗和环境问题 – 到2020年，中国太阳能热水器总集热面积达到约3亿平方米，光伏发电约10万千瓦时，将解决约100万户偏远地区农牧民生活用电问题。 – 太阳能发展能够促进系统安装和生产配套设备以及大中型晶体硅、薄膜电池的芯片和组件等产业的发展。 – 太阳能热可显著减少煤炭消耗，也相应减少煤炭开采的生态破坏和燃煤发电的水资源消耗。 ? 核电产业的发展将提高中国制造业整体水平 – 到2020年，中国核电装机容量要从原计划的4000万千瓦发展到7000万千瓦， 3000万千瓦扩容将带动约5230亿元的总投资，商机巨大。 – 核电站的建设运行为核电设备生产企业、设备维修企业以及核燃料生产和后处理的专业化公司带来千亿商机。 ? 生物质能产业的发展将促关联产业的发展 – 生物质能将推动工业和农、林等产业部门的发展。 – 生物质能的环保效应明显，生物质从生长到燃烧总体上对环境不 13 增加二氧化碳排放量。 14 第四部分 中国生物质能产业现状 生物质能，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 林业资源:林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。 农业资源:农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。 生活污水和工业有机废水:生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。 城市固体废物:城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。 畜禽粪便:畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。 沼气:沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。 ?国外及中国生物质能发展现状 上世纪七十年代石油危机以来，生物质能的开发利用受到了各国的关注，生物质能发电技术得到了较大的发展并广泛应用。丹麦率先研发的农林生物质能高效直燃发电技术被联合国列为重点推广项目。农林生物质能发电产业保持持续稳定增长，主要集中在发达国家，但印度、巴西和东南亚等发展国家也积极研发或者引进技术建设农林生物质能发电项目。 在美国利用生物质能发电已经成为大量工业生产用电的选择。2004年美国生物质能发电装机720万千瓦，占可再生能源发电装机的41,。美国能源部提出了逐步提高绿色电力的发展计划，到2010年美国新增约1100万千瓦的生物质能发电装机。 在国土面积只有我国山东省面积1/4的丹麦已建立了15家大型生物质能发电厂，年消耗农林废弃物约150万吨，提供丹麦全国5,的电力供应。同时丹麦还有100多台用汉语供热的生物质能锅炉。近十几年来，丹麦兴建的热电联产项目都是以生物质为燃料，还将过去许多燃煤供热厂高位燃烧生物质的热电联产项 15 目。 芬兰本国没有化石燃料资源，因此大力发展可再生能源，目前生物质发电量占本国发电量的11,，居世界第一位。 德国对生物质直燃发电业非常重视，在生物质热电联产用用方面也很普遍。截止2005年德国拥有140多个区域热电联产的生物质电厂，同时有近80个此类电厂在建设。 据报道，到2020年，西方工业国家15,的店里将来自生物质发电。届时西方将有1亿个家庭的电力来自生物质发电，生物质发电还为社会提供40万个就业机会。 在中国沼气技术是发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代，中国为解决农村能源短缺的问题，曾大力开发和推广户用沼气地技术，全国已建成525 万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中，国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目，计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今，中国已建设了大中型沼气池3万多个，总容积超过137万m3，年产沼气5500万m3，仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处，其中集中供气站 583处，用户8.3万户，年均用气量431m3，主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益，对发展当地经济和中国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中，应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目，分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施，现已取得预期的进展。中国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。b.中国的生物质气化技术近年有了长足的发展，气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等，在应用上除了传统的供热之外，最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间，国家科委安排了“生物质热解气 的科技攻关专题，取得了相当成果:采用氧气气化工艺，研制化及热利用技术” 成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺，研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺，研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺，研制成功1000户生物质气化集中供气系统与装置。“九五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题，重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个，谷壳气化发电100多台套，气化利用技术的影响正在逐渐扩大。c.“八五”期间，中国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究，主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术，并在“九五”期间进入中间试验阶段。中国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间，开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。中国的生物质液化也有一定研究，但技术比较落后，主要开展高压液化和热解液化方面的研究。d.此外，在“八五”期间，中国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关，引进国外先进机型，经消化、吸收，研制出各种类型的适合中国国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。中国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上，属国际先进水平。 16 我国农业废弃物主要是:农作物秸秆，每年产量约7亿吨，可做为能源用途的约3亿吨，约折合1.5亿吨标准煤;工业有机废水和畜禽养殖场废水资源理论上可以生产沼气800亿立方米，相当于5700万吨标准煤;薪炭林和林业及木材加工废物资源相当于3亿吨标准煤;城市垃圾发电每年可替代1300万吨标准煤;此外，一些油料、含糖或淀粉类作物也可用于制取液体燃料。初步估算，近期每年可以利用的生物质能源总量约为5亿吨标准煤。 近年来，我国生物质发电产业发展迅速，中国节能投资公司、国家电网公司、五大发电集团等大型国有企业，民营以及外资企业纷纷投资参与建设运营。截至目前，通过审批的生物质发电项目有70多个，在建的有30多个，投产电厂超过30座，发电总装机已超过300万千瓦。《2011中国生物质能市场趋势观察研究预测报告》数据显示:目前我国的秸秆产出量已超过7亿吨，折合成标煤约为35亿吨，相当于7个神东煤田，全部利用可以减排85亿吨二氧化碳，相当于2007 年全国二氧化碳排放量的1/8。随着国家明确提出到2015年秸秆综合利用率在80%的行动目标，我国秸秆资源化驶入快车道。以“秸秆能源”为代表的生物质能利用，在大力发展低碳经济的背景下，进入人们的视野。 2006年底全国生物质能发电累计装机容量220万kW，其中蔗渣热电联产170万kW;农林废弃物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电50万kW。2006年，国家和地方发改委共核准39个生物质能直燃发电项目，合计装机容量128.4万kW，投资预计100.3亿元，2006年当年完成5.4万kW。此外，2006年完成生物质气化及垃圾填埋气发电3万kW，在建的还有9万kW。 2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2，000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。 2009年，全国600多个设市城市的垃圾总量高达15亿吨。国内城市垃圾存量约为70多亿吨，全国600多座城市，除县城外，已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包围之中，且有四分之一的城市已没有合适场所堆放垃圾。垃圾处理率低下以及未来面临的无处填埋等问题都会变得更加突出。因此，在中国发展垃圾填埋沼气发电技术，是垃圾无害化、能源化、减量化处理的一条重要途径。除此之外，还有垃圾堆肥、焚烧发电等处理方式，但是相对而言，垃圾填埋沼气发电技术具有简单易行和费用较低的特点，同时还可回收能源，因而受到世界各国的重视。《2011中国生物质能市场趋势观察研究预测报告》中数据表明:除此之外，我国工业发展还为沼气提供了丰富的原料——工业废水。在发酵企业排出的废物中，以发酵产生的有机废水危害最大。经过厌氧处理、随着废水化学需氧量COD的降低，废水的无害化处理可以产生大量沼气(每消耗一吨COD大约要产生沼气055,065立方米)，为沼气利用提供了丰富原料。《2011中国生物质能市场趋势观察研究预测报告》预测到2020年，我国工业伴生沼气的潜力将为215亿立方米。 我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。目前用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2，000万立方米。兆瓦级生物质气化发电系统已经推广应用20多套，十一五期间，国家863计划支持建设了6MW规模的生物质气化发电示范工程。 我国生产燃料乙醇的原料丰富多样，如甘蔗、木薯、玉米等。近年来，在全 17 国各地试种杂交甜高粱，获得了高糖高产品种，其每亩茎秆产量4吨以上。甜高粱茎秆汁液是生产乙醇的优质原料，十五期间，通过国家863计划的支持，已开发出利用甜高粱茎秆汁液、玉米秸秆类纤维素废弃物等制取乙醇的技术，并完成了中试装置的建设和研究试验，建成年产5000吨规模的甜高粱秸秆制取乙醇燃料工业示范工程及年产600吨规模的纤维素废弃物制取乙醇燃料技术中试设施。 生物柴油作为一种优质的生物液体燃料，是我国生物质能产业的一个发展方向，目前上处于试验研究及小规模生产与应用。存在的主要问题是成本过高。利用廉价原料和提高转化率是生物柴油市场化的关键，我国应重点研究以可再生含油植物为原料制备生物柴油。科技部以将生物柴油技术列入十一五国家863计划和国际科技合作计划。 此外，生物质致密成型、生物质裂解与干馏技术也取得了进展。 目前，可以采用如下方法利用生物质能:一是热化学转换技术，获得木炭焦油和可燃气体等品位高的能源产品，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;二是生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品;三是利用油料植物所产生的生物油;四是直接燃烧技术，包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。从技术成熟性上看，目前我国生物质气化发电技术处于国际先进水平，而生物燃油特别是生物乙醇的研发、示范也取得了相当的经验。 热解气化技术。目前全国已经建设推广了100多个示范工程。生物质发电在我国已经有40年的历史，其主要原料是稻壳和谷壳，且主要用于大米加工厂。 ,200kW。 由于发电规模小，经济效益差，发展缓慢，发电规模一直维持在60 直接燃烧技术。成型燃料热性能优于木材，与中质混煤相当，而且点火容易，便于运输和贮存，可作为生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉的燃料。 目前我国生物质能源开发存在多种问题。首先，新技术开发不力，利用技术单一。生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育没有突破性的进展。其次，由于资源分散，收集手段落后，我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资，大多数工程采用简单工艺和简陋设备，设备利用率低，转换效率低下。最后，相对科研内容来说，投入过少，使得研究的技术含量低，多为低水平重复研究，最终未能解决一些关键技术。 此外存在一些消极因素影响生物质能源产业的发展。第一，在现行能源价格条件下，生物质能源产品缺乏市场竟争能力，投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性，而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。第二，技术标准未规范，市场管理混乱。第三，目前，有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性，各级政府应尽快制定出相关政策，如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。第四，民众对于生物质能源缺乏足够认识，应加强有关常识的宣传和普及工作。第五，政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视，开发生物质能源是一项系统工程，应视作实现可持续发展的基本建设工程。 ?中国生物质能利用具有巨大的空间 生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14%，在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能， 18 直接燃烧生物质的热效率仅为10%-30%。生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低;缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。 为了缓解中国能源短缺问题，保证能源安全，治理有机废弃污染物，保护生态环境，建议国家应大力开发生物质能，实施能源农业的重大工程。今后15年，中国在生物质能源方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域，开拓农村发展新型产业，为农村提供高效清洁的生活燃料，并为替代石油开辟新的渠道。 全世界每年通过光合作用生成的生物质能约50 亿吨，相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%，中国的利用量更是远远低于世界平均水平。2005年，中国可再生能源开发利用总量约1.5亿吨标准煤，为当年全国一次能源消费总量的7%(其中非水电可再生能源利用占1%)，根据政府的规划目标，到2010年和2020年可再生能源利用总量将分别达到2.7亿和5亿吨标准煤，占届时能源消费总量的11%和16%(其中非水电可再生能源利用占2%和5%)。因此，中国生物质能的发展利用空间很大。 中国生物质资源十分丰富，就林业生物质资源而言，根据2005 年初公布的第六次中国森林资源清查结果，近年来中国森林面积持续增长，森林蓄积稳步增加，森林质量有所改善。全国森林面积已达1.75亿公顷，森林覆盖率 18.21%，森林蓄积量124.56亿立方米。其中人工林面积5300万公顷，蓄积15.05亿立方米。需要强调指出的是，中国现有不适宜农耕的宜林荒山荒地5400多万公顷，可以开发种植高产能源植物，如果利用其中20%的土地来种植能源植物，按照每公顷年生长量20吨计，每年产生的生物质量可达2亿吨，相当于1亿吨标准煤。此外，还有丰富的林下植物和非木质森林资源，以及大量的采伐、加工剩余物资源。因此，丰富的林业生物质资源，将为中国林业生物能源的发展提供有力的资源保障。 中国拥有充足的可发展能源作物，如农作物秸秆年产6 亿吨，畜禽粪便年产21.5亿吨，农产品加工业如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等副产品的年产量超过1亿吨、边际土地4.2亿公顷，同时还包括各种荒地、荒草地、盐碱地、沼泽地等。据中国科学院石元春院士估计，如果能利用现有农作物秸秆资源的一半，生物质产业的产值就可达近万亿元人民币。截至2005年底，中国生物质发电量2GW，距离2010年的5.5GW和2020年的30GW还有很大的发展空间。作为唯一可运输并储存的可再生能源，凭其优越的先天条件，中国生物质能发电产业具备广阔的发展空间，拥有巨大的投资价值。 首先，我国林业生物质能源原料丰富。在已查明的油料植物中，种子含油率在40,以上的植物有150多种，能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。 其次，可以利用边际性土地种植非粮能源作物。据专家介绍，我国存在约1亿公顷的山地、滩涂、盐碱地等边际性土地，不宜种植粮食作物，但可以作为能源等专业植物种植的土地。按这些土地的20%利用计算，每年约生产10亿吨生物质，每年至少可产酒精和生物柴油约1亿吨。 第三，我国农林业的废弃物都可作为生物能源原料。我国每年生产粮食5 19 亿吨，产生秸秆近7亿吨，这都可以成为生物能源的主要原料。此外，农业生产中的畜禽粪便，森林中的枯枝腐叶，城市的工业有机废弃物，城市生活中废弃的厨余垃圾、泔水等等，所有的有机物质都可以转化为生物能源。 根据生物质能资源可获得量，假设能源植物部分(制生物燃油)按2020年、2030年、2050年分别取可获得量的30,、50,、70,的利用率(综合考虑市场需求、技术经济性和政策等因素)计算;其他资源主要用于生物质发电，按2020年、2030年、2050年分别取可获得量的20,、40,、60,的利用率计算，发电效率按20,计算。那么到2050年我国生物质能资源可开发量接近10亿tce，其中能源植物(制生物燃油)3.6亿tce，占到了30,以上的份额。 根据《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标，到2010 年，中国生物质发电达到5.5GW，生物液体燃料达到200万吨，沼气年利用量达到190亿立方米，生物固体成型燃料达到100万吨，生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%;到2020年，生物质发电装机达到30GW，生物液体燃料达到1000万吨，沼气年利用量达到400亿立方米，生物固体成型燃料达到5000万吨，生物质年利用量占到一次能源消费量的4%。 ?中国生物质能产业化发展途径 一是生物质固体燃料的发展模式。生物质固体成型燃料是农业部今后的重点发展领域之一。农业部将重点示范推广农作物秸秆固体成型燃料，重点在东北、黄淮海和长江中下游粮食主产区进行试点示范建设和推广，发展颗粒、棒状和块状固体成型燃料，并同步开发推广配套炉具，为农户提供炊事燃料和取暖用能。除去饲养牲畜、工业用和秸秆还田，中国每年还具有4亿吨制作成型燃料的资源可以生产1.5亿吨成型燃料，可替代1亿吨原煤，相当于4个平顶山煤矿的年产量。 二是油菜籽——生物柴油模式。中国农科院油料作物研究所所长王汉中研究员呼吁:国家应大力推广“油菜生物柴油”。生物柴油相对于矿物柴油而言，是通过植物油脂脱甘油后再经过甲脂化而获得。发展油菜生物柴油具备三大优点:一是可再生;二是优良的环保特性:生物柴油中不含硫和芳香族烷烃，使得二氧化硫、硫化物等废气的排放量显著降低，可降解性还明显高于矿物柴油;三是可被现有的柴油机和柴油配送系统直接利用。因此，生物柴油在石油能源的替代战略中具有核心地位。目前，发展生物柴油的瓶颈是原料。木本油料的规模有限，大豆、花生等草本油料作物与水稻、玉米等主要粮食作物争地，扩大面积的潜力不大。而作为生物柴油的理想原料，油菜具有其独特的优势。首先，适应范围广，发展潜力大:长江、黄淮流域、西北、东北等广大地区都适宜于油菜生长;其次，油菜的化学组成与柴油很相近:低芥酸菜油的脂肪酸碳链组成与柴油很相近，是生物柴油的理想原料;第三，可较好地协调中国粮食安全与能源安全的矛盾:长江流域和黄淮地区的油菜为冬油菜，充分利用了耕地的冬闲季节，不与主要粮食作物争地。 三是纤维素——乙醇模式。在整个生物燃料领域，当前最吸引投资者的并不是用蔗糖、玉米生产乙醇，或是从油菜籽中提炼生物柴油，而是用纤维素制造乙醇。所有植物的木质部分——通俗地说，就是“骨架”都是由纤维素构成的，它们不像淀粉那样容易被分解，但大部分植物“捕获”的太阳能大多储存在纤维素中。如果能把自然界丰富且不能食用的“废物” 20 纤维素转化为乙醇，那么将为世界生物燃料业的发展找到一条可行的道路。因为发展能源不可能走牺牲粮食的道路。尽管现在技术上还存在障碍，但大部分人仍相信，利用纤维素生产燃料乙醇代表了未来生物燃料发展的方向。 四是能源作物——生物液体燃料模式。中国发展生物质能源不仅原料丰富，而且还有自行培养的甜高粱、麻疯树等优良能源植物;燃料乙醇、生物柴油等主产品工业转化技术基本成熟且有较大的改进空间，成本降幅一般在25%-45%，且目前在新疆、山东、四川等地已取得进展。发展能源作物不会威胁粮食安全与环保。相反，发展能源农业将是促进农民增收、调动农民种粮积极性的有效措施。粮食作物和能源作物有很好的互补性。首先，能源作物大都是高产作物，既能满足粮食安全的需求，又是很好的能源作物。其次，能源农业开发的领域很广，可以做到不与或少与粮食争地。能源农业开发的领域，大多是利用农业生产中的废弃物，如利用畜禽场粪便、农产品加工企业的废水与废物开发能源，既能增加农民收入，又能为粮食生产提供优质肥料，是生产清洁能源、促进粮食生产、保证粮食安全和能源安全的双赢举措。除粮食外，中国其他可用于生物质能生产的植物和原料还有很多，如甘蔗、甜菜、薯类等。仅广西的甘蔗资源和木薯资源分别具备年产830万吨和1300万吨生物乙醇的生产潜力，加起来超过2000万吨。根据能源作物生产条件以及不同作物的用途和社会需求，估计中国未来可以种植甜高粱的宜农荒地资源约有1300万公顷，种植木薯的土地资源约有500万公顷，种植甘蔗的土地资源约有1500万公顷。如果其中20%-30%的宜农荒地可以用来种植上述能源作物，充分利用中国现有土地与技术，生产的生物质可转化5000万吨乙醇，前景十分可观。 五是林木生物质——生物柴油发展模式。森林具有可再生资源的属性。林业是天然的循环经济。生物质能技术是林业发展的新契机。中国生物质资源比较丰富，据初步估计，中国仅现有的农林废弃物实物量为15 亿吨，约合7.4亿吨标准煤，可开发量约为4.6亿吨标准煤。2020年实物量和可开发量将分别达到11.65亿吨和8.3亿吨标准煤。目前全国尚有 5400多万公顷宜林荒山荒地，如果利用其中的20%的土地来种植能源植物，每年产生的生物质量可达2亿吨，相当于1亿吨标准煤。中国还有近1亿公顷的盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地，这些不适宜农业生产的土地，经过开发和改良，大都可以变成发展林木生物质能源的绿色“大油田”、“大煤矿”，补充中国未来经济发展对能源的需要。 生物质能源将成为未来能源重要组成部分，到2015 年，全球总能耗将有40%来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。中国完全有条件进行生物能源和生物材料规模工业化、产业化，可以在2020年形成产值规模达万亿元。但是，生物质能的产业化发展过程也并非一帆风顺，因为生物质原料极其分散，采集成本、运输成本和生产成本很高，成为生物质燃料乙醇业的致命伤，若不能妥善解决将可能成为生物质能产业发展的瓶颈。从环保、能源安全和资源潜力综合考虑，在中国推进包括以沼气、秸秆、林产业剩余物、海洋生物、工业废弃物为原料的生物质能产业化的前景将十分广阔。 ?中国生物质能的利用和发展方向 21 中国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上，生物质一直是农村的主要能源之一，在国家能源构成中也占有益要地位。 中国现有森林、草原和耕地面积41.4 亿公顷，理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上，植物经过光合作用而产生的有机碳量，每年约为158吨)。以平均热值为 15000千焦/公斤计算，折合理论资源最为33亿标准煤，相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。目前中国秸秆资源量已超过7.2亿吨，约3.6亿吨标准煤，除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途:薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，中国年均薪柴产量约为1.27亿吨，折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右，并以每年8%-10%的速度增，中国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。 中国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源，极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主，只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源，但规模较小。普及程度较低，在国家，甚至农村的能源结构中占有极小的比例。生物质直接燃烧方式不仅热效率低下，而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化，严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外，还对生态、社会和经济造成极其不利的影响:1. 在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下，必然对森林等自然资源进行不合理采伐，破坏了自然植被和生态平衡;2.对于有机垃圾、有机废水、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用，不仅造成资源浪费，而且使其成为主要的有机污染源，除造成严重的大气和水污染之外，还排放大量的温室气体，加剧了全球温室效应;3.同时，随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高，能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题，必须予以足够的重视，并采取有效措施着力加以解决。事实上，大力开发和利用生物质能源，对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义，产生诸多利益;4.减少污染，改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题，这也是大部分生物质利用的首要目标。5.解决农村能源供应问题，提高农民生活水平。中国农村能源供应紧张，而生物质源丰富，所以可利开展利用生物质能，可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。6.改善能源结构，减轻对对环境的压力。中国可开发的生物资源达7亿吨，如果能充分开发，可以在中国的能源消费中占重要的地方，这对改善中国能源结构，减少中国对石化燃料的依赖，进而减少中国CO2和SO2等污染物的排放，最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。 中国的生物质能资源丰富，价格便宜，而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点，中国生物质的发展既要学习国外先进经验，又要强调自己的特色，所以，今后的发展方向应朝着以下几方面: a. 进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用，为农村提供清洁的能源，改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。b.加强生物质工业化应用，提高生物质能利用的比重，提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响，为生物质能今后的大规模应用创造条件，也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术，提高生物质能的利用价值。 22 这是重要的技术储备，是未来多途径利用生物质的基础，也是今后提高生物质能作用和地位的关键。d.同时，利用山地、荒地和沙漠，发展新的生物质能资源，研究、培育、开发速生、高产的植物品种，在目前条件允许的地区发展能源农场、林场，建立生物质能源基地，提供规模化的木质或植物油等能源资源。 生物质能源在未来世纪将成为可持续能源重要部分。中国幅员辽阔，但化石能源资源有限，生物质资源丰富，发展生物质能源具有重要的战略意义和现实意义。采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源，开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。希望得到社会各界、各级政府、专家学者的广泛关注与支持，为中国的生物质能源事业创造有益的发展环境。 ?中国生物质能发展预测 中国科学院发布中国面向2050 年科技发展路线图，其中的生物质资源科技发展路线图提出目标，确保国家未来生物质资源可持续利用，为中国21世纪生物资源科技、生物产业和生物经济的发展提供资源安全保障，实现中国由生物质资源大国向生物质资源及生物经济强国的根本转变。中国至2050年生物质资源科技发展路线图提出，生物质资源是人类繁衍和发展的物质基础，既是地球上重要的资源宝库，也是一个国家重要的战略生物资源，除了人类现已经利用的少部分生物质资源外，绝大部分有着更大经济和社会价值的生物质资源尚未被人类认识和利用，数以万计的动物、植物和微生物蕴涵着解决人类可持续发展必需的衣、食、住、行所依赖资源需求的巨大潜力。生物质资源科技领域发展路线图的主线思维是:系统认知生物界的生物物质资源、功能性资源、基因资源和生物智能资源。通过基础性地部署生物质资源产生、演变、代谢调控等机理的目标研究;战略性地实施从生物群落—居群—个体—组织—细胞,基因完整性的需求研究和学科交叉融合;前瞻性构建生命规律研究的系统生物学理论和应用技术体系，从宏观生物资源和微观分子生物水平开发新型生物质资源的利用和发掘途径，为未来新能源和新材料、农业及食品、营养及健康、生态及环境领域发展提供生物质资源的科技支撑。 战略路径一:光合作用机理与提高作物及能源植物光能利用效率。揭示生物光合作用机理，解决生物光合原理应用技术的瓶颈;立足中国本土生物质资源，加强部署资源筛选评价及开发利用的理论和技术研究，突破现有遗传改良、基因工程、规模化种植和工业化生产的理论和核心技术的瓶颈，建成中国可持续生物能源的研发体系，最终实现中国生物再生能源技术规模化应用和商业化。 战略路径二:生物质能源。筛选优质高效的能源植物资源，建立能源植物在中国不同地域的繁育和生产基地;探索能源植物高效转能和蓄能的生物学机制，开展创新种质，优化规模种植及加工生产体系;建立完善的生物质能源转化的应用理论体系和技术集成，提高生物质能源的品级，实现大规模商业化应用生物质能源，以替代进口石油30%左右。 战略路径三:微生物资源发掘利用。微生物资源是人类赖以生存和发展的重要物质基础和生物科技创新的重要源泉。生命科学研究、预防医学的研究、生物技术及其产业的研发、食品科学等都是建立在微生物资源基础之上。根据中国的生物技术现状和微生物资源开发利用现状，加强微生物资源研发及相关产业链体系建设，提升中国生物产业的竞争力。 23 战略路径四:战略生物资源的发掘和可持续利用。生物资源既是地球上最重要的可再生资源，也是一个国家重要的战略资源。加强中国特有生物战略资源研究、遏止物种消亡，并致力于中国战略生物资源保护和发掘利用，合理布局中国广袤非农牧边际土地的生物产业发展，保障国家经济和社会发展所需的生物能源、农林产业、生态环境和人类健康的源头生物资源安全和可持续利用。 战略路径五:基因组及基因资源。面向21 世纪基因组和基因技术发展趋势并结合中国国情，致力于基因组资源挖掘、生物燃料分子开发、分子机器认识与改进;揭示生命系统的分子机器，认识分子机器在生命体中调控，建立基于基因组数据库、基因组表达数据库、蛋白质表达和组装数据库基础上的系统生物学理论和应用技术体系，从微观分子生物水平开发新型生物质资源的利用和发掘途径。 战略路径六:生物质资源的特殊利用——仿生材料与仿生技术。自然界蕴藏着丰富的智能生物资源，“物竞天择”的生物世界是科学技术创新的知识宝库和学习源泉，是人类至今涉足甚微的智能资源库。通过仿生的智能特性研究，为设计和建造新的技术设备提供新原理、新方法和新途径。仿生科技与先进制造、先进材料和先进军事装备紧密相关，本章仅限于与生物质资源相关的仿生材料和技术，并突出与能源和环境有关的仿生生物质资源，重点放在节能减排上。 生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。由于我国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制CO2等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。因此，立足于农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型装备既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。 24 第五部分生物质能与中国新农村建设 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy )，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 ?生物质能特点 a、可再生性 生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用; b、低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应; c、广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能; d、生物质燃料总量十分丰富。 生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000,1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。 ?生物质能应用 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40,以上。 目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440,1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3,8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 ?新农村建设离不开新能源发展 25 中国是一个农业大国，农村人口占大多数，因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来，随着农村经济的发展，农民生活水平不断提高，广大农村对于能源的需求量也在不断上升，传统能源的大量使用造成了严重的污染问题，同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨，中国石油探明总储量仅占世界的2.1%，但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富，蕴含着发展新能源的巨大潜力，因此，将可持续发展理念引入农村能源利用领域，大力推进新能源建设，则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。 新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务，目的在于改善农村生态环境，提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业，开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针，即“因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益”，这是在短缺经济的背景下，针对能源危机而提出来的。目前，我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化，大量商品能源进入农村市场，农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题，原十六字方针因缺少生态观和市场观，已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80,人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7,。因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。 1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3,，年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7,，增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求，生物质能优质化转换利用势在必行。 ?生物质能在新农村建设中的应用意义 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14,，在不发达地区占60,以上。全世界约25亿人的生活能源的90,以上是生物质能。 以秸秆产能技术为例，秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源，年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍，植物在燃烧过程中放出二氧化碳，但它在生长过程中要吸收二氧化碳，这放出和吸收是基本平衡的，所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势，将它燃烧产生的灰分不小于10%，而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料，是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季，由于它们的生长期和成 26 熟期与气候密切相关，因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔，秸秆的收获时间也存在一定的差异，但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆，至于农作物收获后，经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列，它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况，应该具体问题具体分析处理。 从实际应用来说，秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭，秸秆煤不仅投入小、生产安全，还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点，在新农村建设中推广秸秆煤，不仅能使农村的生态环境得到保护，而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电，二是秸秆直接燃烧发电，用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化，重点是燃烧设备的变化，而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧，这既可节约煤，又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同，可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆，称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂，可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置，改造成为生物质能电厂，这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电，能够有利于减轻农民的负担，同时可以有利于保护环境。 ?生物质能在新农村建设的现状与发展对策 我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中，常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染， 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是，我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示，每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1(5亿吨标准煤，林业剩余物资源量约2亿吨标准煤，小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积，理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量，理论上可以生产沼气近800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。但到2008年底，全国生物质发电装机容仅315万千瓦，其中蔗渣发电170万千瓦，碾米厂稻壳发电5万千瓦，城市垃圾焚烧发电40万千瓦，秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。 在呼唤环保建设的今天，无污染的生物质能将会成为热门的能源，为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之，生物质能是可再生能源，它的应用对于新农村建设有重大的意义，有利于环保工作的进行，而且产能的原材料 27 数量多，分布广，有部分原材料还起到了变废为宝，回收利用等，加大应用生物质能的力度，能够促进调整能源结构，保障能源安全。当然，生物质能也不是没有缺点的，热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10,一30,。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善，从而为新农村建设发展指向一条明亮的，无污染的发展道路。 28 第六部分 中国新能源的发展任重道远 中国2009年上半年宏观经济指标开始好转，全球经济复苏日渐明朗，市场的电力和能源需求已回上升通道。在政策和市场双重利好刺激下，新能源产业发展前景可谓一片光明。 新能源产业对于经济增长的支撑作用体现于三个方面，一是投资拉动效应，二是能源供给效应，三是技术进步效应。投资拉动效应是通过新能源产业自身的大规模投资创造产值和带动就业;能源供给效应是新能源产业可以为其他产业提供替代性能源，弥补可能出现的能源供应缺口;技术进步效应是新能源的应用改变生产和生活方式，推动整体技术创新，增进社会福利。但就目前的条件来看，受制于市场、成本和技术等因素，新能源产业短期内仍无法担当起中国经济增长的支撑重任。 目前，世界各国都在试图将经济复苏与经济转型结合起来，探寻复苏后新的经济增长点。在所有可能的选项中，新能源产业获得了相当多的呼声。专家认为，发展新能源在中国势在必行，但面临诸多问题，发展之路仍然漫长。 首先，从成本的角度来看，新能源产业激励充足但成效不佳。对新能源产业进行各种激励助其发展是全球各国政府的共识，从其他国家的已有经验来看，激励方向主要集中于用户方面，旨在提高消费者的需求能力，然后让消费者选择使用新能源产品，这在理论和实践上理应都是最有效的激励方式。但中国在新能源产业激励上则相对侧重于供给方，无论是补贴上的激励，还是投资上的激励，各级政府都非常重视对企业的直接支持，千方百计地帮助企业降低生产成本，扩大其账面收益。这一举措貌似合理，实则造成了资源配置的扭曲，既不利于提高企业的生产效率，也不利于其产品的市场推广。更为严重的是，在生产性激励措施下，新能源产业的大量扩张必将导致原材料价格的攀高。 其次，从市场的角度来看，新能源产业供给有余而需求不足。受惠于国家的经济刺激计划，新能源产业投资一帆风顺，在拟议中的“新能源产业振兴规划”尚未出台之际，实际和预期产能都已连创新高。这一方面体现了资本市场对未来经济走好的判断，同时也不排除资本在逐利上的某种盲目性。实际上，短短数年中新能源在需求数量的增长上是极为有限的，就内需市场而言，作为替代性能源的各类新能源产品尚无能力大规模地进入生产和生活领域;国际市场上，随着新能源产品的准入障碍不断提高，国内产品的国际竞争力还有待加强。 再次，从技术的角度来看，新能源产业的研发偏重单项技术突破，而缺乏综合解决。单从新能源产业链的各个环节上里看，无论是原材料加工、中间产品制造，还是终端产品组装以及各种可能应用于生产和生活的新能源产业相关设备和产品，技术上的难题基本已被攻克，但具体到实际应用，无论是以新能源进行发电，还是直接使用新能源相关的设备和产品，成功的案例却寥寥可数。其主要原因在于，目前新能源产业的技术研发仍停留于产业内部整合的阶段。然而，市场需要的却是能够为社会经济可持续发展提供整套综合解决方案的新能源技术及产品。除了考虑成本因素外，消费者同样也关心新能源产品使用过程的便利性、安全性和稳定性等特质，要在这些领域实现等同或者超过传统能源已有的水平，新能源产业技术发展就必须跨出内部整合的阶段，开始着手外部整合的工作。当然，不可否认的是，在提供综合解决方案方面，新能源产业目前已开始展开研究和尝试，并取得了一些进展。 29 一、我国的新能源产业尚存四大挑战 1、新能源短期内难以取代以煤为主的能源结构 2009年，我国能源消费总量为30亿吨标准煤。据测算，到2020年，能源需求总量可能高达45亿吨标煤，这意味着新能源领域必须加大投入才能确保消费比重稳定提升。根据国家能源局的判断，为实现非化石能源达到15%的目标，2020年水电应达到3.5亿千瓦，风电应达到1.5亿千瓦，太阳能发电应达到2000万千瓦，生物质发电应达到3000万千瓦，核电应达到8000万千瓦左右。从目前来看，新能源各个领域都还有很大差距。 根据美国国家情报委员会的预测，目前所有新能源技术都不足以在所需的规模上取代传统的能源结构。到2025年，新的能源技术可能不会在商业上可行和普及。一项新的生产技术被广泛采用，平均需要花费25年。 因此，从长远看，新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的任务，预计二十一世纪的上半叶，化石能源在我国仍将占主要地位，煤炭仍将占有重要地位。 2、核心技术亟待突破 在新能源领域，各产业过度依赖成本优势，部分产业高度依靠外需市场，多数产业以加工制造为主，拥有自主技术比较少。以风电为例，全球风电领域技术已基本成熟，目前正向大容量、低风速、高效率等方向发展。对于整机的装配制造技术，国外已向我国进行了广泛转移。目前，我国只对少数风电设备拥有自主知识产权。由于对设计原理性技术的不掌握，也无法完全掌握关键技术，特别是核心技术，这导致国产设备可靠性、效率与国外设备相比，都比较低下。新能源装备中的关键零部件及关键原材料不能自主化，不仅使我国新能源设备中的大量利润流失，而且导致产品关键部件严重依赖国外进口，严重制约我国新能源产业的发展。 在缺乏核心技术情况下进行风电的大规模开发，还会导致低技术水平的重复建设、埋下质量隐患，并迫使大量风电项目在不久的将来就面临被淘汰或升级改造的压力，造成社会财富的巨大浪费。如何引进国外成熟技术，并消化吸收国产化，正成为新能源发展的当务之急。 3、产业链结构仍然畸形 目前，我国新能源产业发展存在简单追风倾向。以太阳能电池为例，我国产量占全球总量近1/3，2008年我国光伏系统安装量为40兆瓦，仅占全球总量的0.73%。上下游生产情况形成鲜明的对比。而德国当年的光伏系统安装量是1500兆瓦，在全球总量中的占比达27.27%;西班牙的安装量更是达到2511兆瓦，在全球总量中的比例高达45.65%。目前我国光伏产业链结构明显不合理。产业健康发展需要建立在产业链的健康之上。 4、国际新能源合作面临压力 由于我国和西方发达国家发展阶段有所不同,因此在新能源领域的政策、态度和出发点也存在差异, 这使国际合作面临着一定的挑战。第一, 技术转让纠纷日渐增多。有关新能源核心技术的问题已经成为新能源领域合作的障碍。一方面, 发达国家技术出口管制体系在一定程度上阻碍双方合作。例如美国的新能源技术以“保护知识产权”的名义限制向中国转让。另一方面, 发达国家极力推动技术转让的完全商业化, 高价向中国出售设备谋取超额利润。第二, 征收“碳关税”的可能性极大。美国提出征收“碳关税”的行为不利于双方的新能源合作。双方 30 在此问题上存在明显分歧, 相关贸易摩擦增加将在一定程度上影响两国新能源合作。 我国新能源的发展趋势，从总体上看，仍将保持持续快速发展势头。但是对比国际新能源发展情况来看，我国仍需不断地奋力追进。重点应该在以下几个方面着力: ?、要积极推动能源发展方式转变，构建可持续的能源供应体系 大力推进节能和提高能效的活动，调整优化能源结构，推进能源科技进步，积极发展新能源和可再生能源。不仅要满足当代人的能源需求，而且要着眼未来，谋划和建设可持续的能源体系，努力实现以能源的可持续发展，推动经济发展方式和人民生活方式的转换，支撑并促进经济社会的可持续发展。 ?、制定好新能源的发展规划 国家有关部门正在研究制定新的“能源发展十二五规划”。 从长远看，我们正处在以化石能源为主向可再生能源为主转变的过渡阶段，世界各发达国家都以发展新能源和绿色能源为首要任务来解决经济拉动问题。我们应抢抓这次能源变革的机遇，结合“十二五”规划特别是能源发展规划等的编制，加强对能源战略、能源结构、能源布局、能源政策、能源价格，以及国际能源合作等一系列重大问题的研究，明确发展目标，理清发展思路和工作方向。 美国和西方国家非常重视通过制定能源战略、政策、法规来具体指导本国能源产业的有序发展。这些政策和法规的制定是建立在大量调查研究、科学分析的基础上的，因此比较具体，有很好的全局预见性、可操作性和政策的连续性，值得我们借鉴。 ?、亟需建立新能源的资金保障体系 从资本角度看，新能源的实际资本收益远低于石油、煤炭等传统能源产业。因此，新能源产业始终没有得到资本市场的青睐。目前,我国应从政府投入、资金补贴、税收优惠等方面积极向市场化方向转变。加大风险投资在新能源领域的融资规模;借鉴国外绿色证书交易模式,在国内各省市间建立市场化的激励机制,调动资源丰富地区开发利用新能源的积极性;同时还应积极发展创新型融资产品,如与政府减排目标、能源价格等标的挂钩的指数型债券,通过补偿机制有效规避新能源发展中的政策风险和市场风险。鼓励利用清洁发展机制和BOT模式，对符合条件的新能源项目进行融资建设。 ?、完善新能源价格政策 借鉴国外的相关经验和做法，适时出台风电、太阳能的“电价——利率联动机制”，鼓励使用可再生能源发电，为风电、太阳能等可再生能源行业的电价补贴提供保证。在新能源发电的接入系统突破、项目建设资金筹措以及上网电价落实等方面给予更为优惠的政策，综合运用价格、税收、财政和金融等政策手段，从根本上解决风电、太阳能项目赢利能力差的问题，创造风电、太阳能产业健康可持续发展的良好环境。 二、我国新能源发展的政策机遇 1、国家能源委的成立加快新能源建设步伐 新设立的国家能源委是国家高层次的能源决策机构，负责牵头组织各个部门的领导一起来参与研究能源领域国家层面的大事。国家能源委将加强对能源战略、能源结构、能源布局、能源政策、能源价格以及国际能源合作等一系列重大 31 问题的研究，明确发展目标，理清发展思路和工作方向。目前，煤电之争、太阳能、风能的发展都涉及到价格或补贴问题，一旦理顺资源价格体系，将会促进能源特别是新能源持续健康发展。国家能源委还将牵头制定国家能源战略规划。国家能源战略规划将指导能源中长期开发建设，覆盖时间预计超过20年。国家能源战略规划将重点调整能源结构多元发展，发展新能源、核能及生物质能源、水能、风能等。鉴于减排压力的紧迫性，国家能源委员会的成立将加快新能源建设步伐。 2、《可再生能源法》修正案为新能源规范发展提供法律支撑 十一届全国人大常委会第十二次会议已表决通过关于修改可再生能源法的决定，新的可再生能源法将自2010年4月1日起施行。修正案与原《可再生能源法》相比，重点不再是立法推动新能源，而是协调解决各方在发展过程中出现的问题。新能源将进入合理、有序和规范的高速发展新时期。修正案既有利于屏蔽新能源装备制造业的低品质产能，也对未来实现节能减排的目标奠定了法律基础。国家将设立可再生能源发展基金，将对新能源行业达到直接补偿差价费用和扶持产业的作用。 3、发展新能源成为能源结构调整的重要抓手 国家已经制定2020年非化石能源使用达到15%的目标，这必然要依靠发展光能、风能、核能等新能源。据国家能源局局长张国宝介绍，“十二五”期间，按照中央贯彻落实科学发展观、加快经济发展方式转变的思路，将把加快能源发展方式转变放在工作第一位。围绕我国在哥本哈根会议向国际社会作出的承诺，重点加快发展可再生能源和核能，加快能源结构调整，淘汰落后产能，加大国际合作力度，加大能源科技研发力度等。“十二五”规划编制工作刚刚起步，预计会更加注重新能源发展，增加清洁能源和新能源比重，加快能源结构的调整。 我国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 我国具备发展可再生能源的丰富的资源条件和一定的产业基础，近年来的可再生能源处于快速发展阶段，其中一些技术已经达到或接近商业化发展水平，从资源、技术和产业的角度，在近期都有大规模发展的潜力。政府对可再生能源的发展给予了充分的重视，根据我国制订的发展目标，2020年可再生能源的发电比例可以达到15,以上，2040年之后可以达到30,或更高的水平，成为重要的替代能源。经过近年来的培育，可再生能源已经开始在我国的能源供应中发挥作用，今后5—10年将是我国风电、光伏发电和生物质能大规模利用的起步阶段，能否抓住机遇，打牢基础，迅速形成可再生能源市场和产业，是推动可再生能源规模化应用的关键所在。 总之，我国可再生能源发展潜力巨大、前景广阔，但是技术和产业的发展方面还存在诸多障碍，任重而道远，需要政府的积极扶持，需要产业、研究机构等社会各界持之以恒的努力。 32 参考文献: 1.伍光和，田连恕，胡双熙，王乃昂， 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