可再生能源发展前景范文

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篇1

中图分类号:F062.2

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2010)09-0132-04

1 引言

随着社会经济的高速发展,能源消费不断增长,能源短缺问题困扰着经济的持续发展。另外,CO2等温室气体排放造成了全球气候变暖,而传统能源生产与消费是温室气体排放的重要来源。大力发展可再生能源,既可以提供新的能源,缓解能源短缺问题,也可以减少温室气体排放,取得良好的环境效应。上海作为国际性大都市和全国经济最发达的地区之一,大力发展可再生能源,承担保护环境的责任和义务,可以树立良好的国际形象,并在全国起到示范作用。

上海是我国国内第一个开始实施绿色电力机制的城市,在发展可再生能源方面已经取得了初步成果。随着美国发起新能源革命,世界各地相继掀起了发展新能源的热潮。上海各界对新能源产业发展问题也在进行广泛讨论,不少人认为上海应该抓住机遇,大力发展新能源装备业。上海大力发展制造业,为全国乃至世界各地提供新能源装备,其作用毋庸置疑。而发展可再生能源,同样有着十分重要的意义。

2 发展可再生能源的分析

2.1 满足上海经济发展对能源的需求

2.1.1 上海能源消耗情况

能源是社会经济发展的基础和动力,对保证国民经济的可持续发展和人民生活水平的不断提高起到重要作用。上海是一个人口密集,自然资源稀缺的城市,能源对城市的发展有着特别重要的意义。随着上海经济的发展和人民生活水平的提高,能源消费的总量也随之增长。自1985 年以来的20 多年间,上海的能源消费年均增长速度为5.66 %。1995~2003年的8年间,能源消费年均增长率为5.2%。

2007年上海能源消费总量达9 700万t标准煤,人均能源消费量达到5.22t标准煤。上海能源消耗基本情况[1]见表1。

2.1.2 上海能源消费结构

上海也是一个缺乏能源资源的城市。所需使用的能源大部由外省市调入。“九五”时期前3年,煤炭的最高消费比重占全市能源消费的70 %左右。本市的能源消费结构不合理,煤炭消费仍是上海的主要能源。但经过近几年的努力,特别是自市政府提出“十五时期煤炭消费总量控制”和“上海工业煤炭消费总量实现零增长的设想”以来,采取能源结构调整与产业结构相结合、能源结构调整与生态环境保护相结合、能源结构调整与加强能源管理强化节能工作相结合的方针,在“十五”期间的前4年,煤炭消费占全市比重稳步下降。表2为上海一次能源消费结构。2007年,煤炭消费占全市能源消费的比重为55.11 %。2007年上海能源消费总量7 266.85万t标煤,是1985年2 553.21万t标煤的2.85倍,1990年3 191.06万t标煤的2.28倍,1995年4 465.87万t标煤的1.63倍,2000年5 492.08万t标煤的1.32倍。能源的大量使用一方面为上海社会经济的可持续发展提供了动力,但同时也为上海城市的生态环境、安全等方面带来影响。

2.1.3 上海对新能源的利用

上海在对各领域开展节能改造的同时,也非常重视对太阳能、风能等可再生能源开发,而且发展潜力巨大。上海的风力资源相对比较丰富,地处北纬31°,属中纬度地区,紧靠上海出海的长江口区,属我国风能资源较丰富区之一。上海电力部门在南汇和崇明东部海岸各设立了50m高的测风塔,据2年来的测风结果显示,50m高度年均风速达6.7m/s(近两年平均风速为历年来最低)。经与附近气象站历年数据进行相关分析结果,多年平均风速可达71m/s,平均有效风能密度达329W/m2。年有效风力为4~25m/s累计时间可达7 300h以上。崇明风速与南汇相近,稍高0.1m/s。按年上网电量估算的设备利用小时为2 000h左右。据估计,上海具有3 000MW潜在风能资源开发潜力,而且有可供大规模装机的浅滩[2]。目前已建成总装机容量为244MW的陆上风电场,正在建设中的100MW,总装机容量达10万kW,将超过目前全市风电容量之和。30多台风机每台发电功率达3 000kW,是沪上现有最大风机的2倍。

上海还开展薄膜太阳电池、聚光太阳电池以及太阳能建筑一体化等方面的研究,目前上海已具备一定的太阳能科技研发和装备制造能力,同时还将结合崇明生态岛和世博园区建设,开展兆瓦级光伏电站示范工程,目前上海光伏发电已安装累计达18MW,正在安装34MW。上海具备一定的可再生能源资源,特别是风能资源。可再生能源可以成为上海能源供应的有效组成部分。

2.2 改善并保护上海生态环境

上海是一个人口多、经济发展速度快的特大型城市。环境问题一直困扰着上海,如空气污染、水质型缺水等。随着居民收入水平的提高,对环境质量的要求也相应提高。

2.2.1 环保上的资金投入

1990年代以来,上海对环保的投入不断加大,环保投入的增长速度超过了经济增长速度,环保投入占GDP的比重由“八五”期末的1.89%上升到“九五”期末的3.12%。5年累计投入506.79亿元,比“八五”增加366.28亿元,1998年以来连续3年超过100亿元,2000年达到141.9亿元,创了历史最高水平。2000年以来,通过滚动实施环保3年行动计划,每年的环保投入占同期GDP的3%以上(见表3)[3],上海建立了全社会协调推进环境保护的工作机制,加强污染防治和生态保护,加快推进经济发展方式的转变。这些努力使得上海在经济快速发展和消费水平显著提高的同时,环境质量逐步改善。今后几年,上海环保投入还将保持在3%以上,重点解决上海的重大环境问题。

巨额的投入,也取得了很大的成效。截至2008年10月底,二氧化硫在2007年排放量49.78万t的基础上削减4.8%,化学需氧量在2007年排放量29.44万t的基础上削减3.8%。目前,上海市二级及以上污水集中处理能力已超过500万t/d,90%以上保留工业区污水得到集中处理,累计已有852万KW电厂机组脱硫改造设施投入运行,市级环保重点监管工业企业污染排放达标率稳定在90%左右。上海在经济保持快速发展的情况下,二氧化硫和化学需氧量等主要污染物排放总量逐年下降,上海市环境质量总体有所改善。以API指数表征的环境空气质量稳步改善,优良率连续5年稳定在85%以上。水环境质量稳中趋好,苏州河水质得到改善,中心城区河道基本消除黑臭,黄浦江、长江口、集中式水源地水质基本保持稳定,主要水体中高锰酸盐指数和五日生化需氧量浓度呈稳中略降趋势。

2007年,环境监测数据显示,上海市生态环境质量总体上稳中趋好,环境空气质量优良天数为328d,比2006年增加4d,优良率达到89.9%,为历史最高。二氧化硫、二氧化氮年日平均浓度分别较2006年改善10%和16%,大部分区县环境空气质量优良率也较2006有所上升。在城市建设大规模推进的情况下,上海市区域降尘量为8.0t/km2・月,与2006年持平;上海市地表水环境质量总体保持稳定,大部分重点整治河道水质与2006年基本持平,黑臭断面数有所减少,松江、南汇重点整治河道水质较2006年分别改善14.1%和7.7%;本市区域环境噪声达到相应功能区的标准要求,区域环境噪声夜间时段和交通噪声昼间时段的平均等效声级较2006年均有下降。

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2.2.2 环境保护中存在的问题

虽然上海市生态环境质量总体上稳中趋好,但环保中仍然存在问题。如2007年,上海市二氧化硫年日均值为0.055mg/m3,虽低于《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准中的年平均限值,但较2006年上升0.004mg/m3;可吸入颗粒物年日均值为0.088mg/m3,低于《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准中的年平均限值,但较2006年上升0.002mg/m3;2007年,上海市降水pH平均值为4.55,酸雨频率为75.6%,较2006年上升19.2个百分点。近5年上海市酸雨污染呈逐年上升趋势见图1。

因此,上海市改善环境的任务仍然十分艰巨。特别是在2010年,上海将举办举世瞩目的世博会,实践“城市,让生活更美好”的主题,对上海的环境保护提出了更高的要求,更突显出上海建设资源节约型、环境友好型城市的重要性和紧迫性。做好污染物减排工作,是上海落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措,是贯彻国家宏观调控政策的重点,是调整优化产业结构、转变经济增长方式的突破口和重要抓手。上海市政府于2007年8月13日了《上海市节能减排工作实施方案》,这一方案的出台有利于上海市进一步做好节能减排、环境保护工作。

2.2.3 上海市的节能减排计划

《上海市节能减排工作实施方案》提出了上海节能减排工作的主要目标(见表4)。到2010年,上海市万元生产总值综合能耗比2005年下降20%左右;化学需氧量(COD)排放量比2005年削减15%,二氧化硫(SO2)排放量比2005年削减26%(见表5);城镇污水处理率达到80%;工业固体废弃物综合利用率保持在96%以上。加快推进资源节约型和环境友好型城市建设,把经济社会发展真正建立在节约能源资源和保护环境的基础上。

截至2008年10月底,二氧化硫在2007年排放量49.78万t的基础上削减4.8%,化学需氧量在2007年排放量29.44万t的基础上削减3.8%。目前,上海市二级及以上污水集中处理能力已超过500万t/d,90%以上保留工业区污水得到集中处理,累计已有852万kW电厂机组脱硫改造设施投入运行,市级环保重点监管工业企业污染排放达标率稳定在90%左右。上海在经济保持快速发展的情况下,二氧化硫和化学需氧量等主要污染物排放总量逐年下降,上海市环境质量总体有所改善。以API指数表征的环境空气质量稳步改善,优良率连续5年稳定在85%以上;水环境质量稳中趋好,苏州河水质得到改善,中心城区河道基本消除黑臭,黄浦江、长江口、集中式水源地水质基本保持稳定;主要水体中高锰酸盐指数和五日生化需氧量浓度呈稳中略降趋势。

而大力开发使用可再生能源,可以有效减少污染物排放,为上海环境的进一步改善提供了可行的途径。这也是上海落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措,是贯彻国家宏观调控政策的重点,是调整优化产业结构、转变经济增长方式的突破口和重要抓手。

2.3 上海发展可再生能源的示范作用

目前上海正在努力创建国家环境保护模范城市,这既是上海自身发展的需要,也是上海作为国际大都市提升形象的重要一步。加强环境保护是建设现代化国际大都市的必然要求,是落实科学发展观的重要举措,是促进可持续发展的重要支柱。必须把环境保护放在更加突出重要的战略位置,增强责任感和紧迫感,更加重视和加强环境保护工作。经济、环境、资源的协调平衡,是国际大都市发展所面临的共同问题。保护环境,实施可持续发展战略是上海实现振兴、走向繁荣的必由之路。上海已经作出“城市,让生活更美好”的申博承诺,作为国际大都市的上海,人们对环境和可持续发展提出了更高的要求。上海率先与联合国相关机构合作,开展环境友好型城市项目,是对国家提出的建设资源节约型、环境友好型社会的积极响应。上海将以2010年世博会为平台,向世界展示上海建设环境友好型城市的努力和取得的进展。

3 结语

在越来越重视环保的今天,上海实施大力发展可再生能源,这其中既有解决越来越紧缺的能源需求的考虑,也是建立资源节约型城市、环境友好型社会和提升城市形象的内在要求,对于全国的环保以及清洁能源的发展都有很好的示范和促进作用。作为我国最大的经济中心城市,上海应当率先在可再生能源的开发、利用方面有所作为。上海经济发达,企业和居民的社会责任感强,开发利用可再生能源具有坚实基础。上海是中国最大的经济中心城市,作为长三角的龙头和重要的国际大都市,在我国现代化建设全局中具有重要地位和作用。自1992年以来,上海经济连续16年两位数增长,高于全国平均2.2个百分点。我国环境形势非常严峻,“十五”环境保护计划指标没有全部实现,如果上海通过大力发展可再生能源实现污染物的有效减排,将为全国开辟一个有效的环境保护途径。

上海的环保工作一直走在全国前列,发展可再生能源,将探索出一条特大型城市走社会经济与环境协调发展的模式;更加突出环境管理体制机制和政策创新,变“被动”为“主动”保护环境,加快建设资源节约型、环境友好型城市。

参考文献:

[1] 上海市统计局.主要年份上海能源消耗基本情况[EB/OL].Http://stats.sh.省略/2005 shtj/index.asp.

[2] 张希良,汪婧.上海风电前景与政策分析[J].中国投资,2004(15):48~51.

[3] 上海市环境保护局.2001~2007上海市环保投入[EB/OL].Http://sopb.省略/.

Reconsideration of the Roles of Renewable Energy in Shanghais Social

and Economic Development

Lei Peng1,Li Bo2

(1.Shanghai Qingpu Industry Zone Policy Research Center,Shanghai 201700,China;

2.Antai College of Economics & Management,Shanghai Jiao Tong University,

Shanghai 200052,China)

篇2

中图分类号：F407.2　文献标识码：A　文章编号：1003-4161(2011)04-0064-04

一、引言

能源是关系到国家安全，社会经济，可持续发展的根本大事。传统能源在社会经济发展中发挥了重要的推动力，成为经济发展加速器，如今，因其资源稀缺性日渐枯竭，经济发展动力可能不足，成为各国关注焦点；上世纪70年代石油危机更使人们认识到能源安全问题的严重性，引发了可再生能源思考；美国2007年次贷危机引发全球金融危机，为了寻找新的经济成长点，可再生能源成为各国争相投资发展的目标；再加上传统能源对自然环境都有一定程度污染，环保成本大，运输成本高，地域分布不均衡，采矿安全性问题，亟需找到解决途径；世界对低碳经济的呼吁等，都将可再生能源对传统能源的替代研究推上历史巅峰。

可再生能源，是指能够循环使用，不断得到自然力补充的一次能源。可再生能源资源在中国分布范围广、储量大，具备资源优势；不产生或极少产生污染，仅生物质能产生二氧化碳，总体温室效应小，具备低碳优势；目前，在传统能源价格日渐攀升趋势下，可再生能源替代成本逐渐下降，具备价格的潜在优势；另外，国家制定了各种政策，针对可再生能源发展进行扶持，具备政策优势，发展可再生能源势在必行。

发展可再生能源遇到一些问题，新闻报纸争相报道一些地方“产能过剩”，尤其风能，产业布局凌乱，巨额亏损，令人深思。分析原因大致如下，一是，产能相对过剩，各种可再生能源遍地开花，重复建设、造成产能过剩假象；二是，地域发展不平衡，各地政府发展可再生能源力度不同，缺乏具体指标；三是，缺乏合理论证和协调统一，可再生能源的发展还处于初级阶段，经验不足；四是，电网等配套设施不齐全，导致风电等项目并网出现问题，甚至产生了“弃风”的讨论，制约了可再生能源发展。为合理有效利用可再生能源，优化配置国家能源建设，实现可再生能源技术的可持续发展，科学规划可再生能源发展路线图显得至关重要。

二、可再生能源分类及比较

可再生能源分为太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能。可规模化开发利用的可再生能源，对能源战略贡献意义大，非常具有发展潜力(不包含为边防哨所、灯塔等配备的用能，因为那些都不计成本)。

三、各种可再生能源发展路线规划

通过对可再生能源性质、需求替代、技术水平、经济性、环境性、发展潜力和可持续性等方面的考察，分别进行可再生能源发展路线规划。

(一)风能

戈壁，半沙漠风能的发展要综合考虑地理条件、人为环境、生态环境等多种因素的影响，促进风能良性发展。沙漠风能在陆上风能储量最大、对自然生态影响最小。海洋风能储量最大，但海洋生态未知甚多，近海生态影响不可估量，影响潮汐能、海流能和波浪能等的储量，改变海洋附近大气环流系统，还要考虑海防政策、军事安全因素等。

风能发展路线为：(1)优先发展戈壁、半沙漠风能；(2)加大沙漠风能科研力量，限制开发海洋风能，投资海洋风能技术和设备制造出口；(3)最后发展一般陆地风能，因人口相对密度较大，资源相对较弱，又临近城郊，发展规模小，不具有战略优先意义；(4)另外，风能丰富的I型区域或较丰富的II型区域中属于沿海重镇、航运港口和秀丽山川的区域，机会成本太高，不能用作风能开发备选区域。

(二)太阳能

太阳能是相当关键且有发展潜力的可再生能源，会成为发电市场的主要替代能源，所以要掌握太阳能的核心技术，加强基础科研工作，提高太阳能转化率，降低硅材料和设备的造价，待时机成熟，跻身市场前列，使中国太阳能真正成为世界领先产业。

太阳能光伏发电发展路线为：(1)优先发展与风能互补的发电建设项目；(2)积极开展戈壁、半沙漠太阳能发电项目建设；(3)适当发展建筑群并网光伏发电，在配电侧直接供用户消费电能后，余电并网，减少建筑光污染；(4)加大沙漠太阳能发电课题研究力度；(5)最后开发太阳光能较好的其他大型区域，确定机会成本最小，且不阻碍城市发展规划。

(三)水能

水能发展路线是利用而非创造，不主张主动单项开发，需结合风能、太阳能和水电基地开发步伐和可再生能源发展指标完成情况，进行投资项目建设。(1)首先安排西部水能开发，西部水能资源远大于中东部地区，开发程度不高，在“西部大开发”战略下，积极配合“西电东送”工程；(2)稳步发展大水电，进行水能资源管理，科学论证，规划设计，梯度使用，有序开发，建设技术评价、环境评价、经济评价体系，增强安全管理、确立年检制度；(3)积极推广发展离网地区小水电，与其他可再生能源配套开发为佳。

(四)生物质能

生物质能发展路线应被定义为是优化环境，而非向环境索取，是限制性推广能源，应利用非粮有机物，发展具有地区经济辐射性，外部效益大，对当地产业链有贡献作用，技术成熟或基本成熟、工艺简捷、转化效率高、污染小的项目，并积极研发生物基产品。具体为：(1)优先解决城市垃圾处理问题。例如垃圾发电，将原有治理成本(包括仓储、人工、运输、填埋、土地占用等)视为项目收益，由原治理单位支付给发电厂，单独列支；(2)加快大型养殖场、养殖小区等沼气工程，产业链下放，变治污环保为创收方式；(3)大力发展农业废弃物(秸秆等)的回收利用工作，在农业机械化程度较高的地方发展此下游产业，促进三农经济；(4)积极开发林产品剩余物利用，多样化产品产出；(5)科学论证森林废弃物回收可行性，加快建立健全监督机制，谨防主次颠倒，乱砍滥伐现象；(6)散户家畜粪便收集相对困难，易混合各种病菌，作自然肥或家庭沼气；(7)暂不新增用于非粮纤维素植物用地。

(五)地热能

地热能的深层地下开采，使地壳温度局部改变，破坏地壳热学平衡，进而可能改变地层地壳结构。类似于煤炭能源，虽三令五申科学开采，合理回填，但过度开采时有发生，因此，地热能开采要有谨慎、详尽的可远瞻性讨论。应限制性推广地热能，(1)优先发展缺乏前述各种能源且浅层地热能资源丰富区域，对地热各层利用统筹兼顾，综合规划，法定回灌和梯度利用责任；(2)大力开发娱乐、休闲、疗养等服务业，开辟旅游资源；(3)积极发展农业、渔业地热水利用，提高产值效益；(4)开展

地热资源开采副产品利用的相关科学研究；(5)限制发展改变地质结构的地表下深度开采行为，潜在小火山或水热爆炸等地热现象地区例外。

(六)海洋能

发展海洋能，(1)鼓励进行科学研究或试验项目论证，依次发展潮汐能、波浪能、温差能、其他海洋能，但不考虑作为可再生能源开发路径主要部分；(2)相近区域各种能源形式综合开采，与农业、渔业等依赖于海洋的产业和谐发展，开发副产品，提高项目总体经济效益；(3)大型水上作业平台(例如钻井平台或航空母舰)上建造海洋能电站，分摊建设成本；(4)借鉴早期风力机械能技术，提供沿岸农业、海港、码头、渔业基地等用能需求，从而节约用电，节约电网铺设成本，达到与海洋能发电类似的经济效益。

(七)能能互补

能源发展应协调、互补、共进。(1)大力发展可再生能源能能互补技术。区域能源并不孤立存在，往往互生，尤其是太阳能和风能；(2)稳定上网电量，优化产业组合。太阳能、风能等可再生能源极度依赖自然环境，建设初期通过能能互补，优化资源配置，调整产业结构，保证电网负荷稳定性，提高可再生能源发电上网的效率；(3)发展可再生能源和传统能源互补，在现阶段是必要的，而且将成为传统能源向可再生能源过渡的主要形式。

(八)其他相关能源

核能是我国传统能源向可再生能源过渡的必要支持，在目前可再生能源开发利用仍需分步分阶段进行时，可适度发展，但一定避免核能依赖。

氢能是一种能源载体，并且氢气环保，零碳、零污染，能够利用现有天然气管道，反过来也能促进天然气管道建设，节省投资，传输效率高(与电比较)，因此在可再生能源发展过程中可适当发展氢能。

四、可再生能源发展路线的比例量化分析

可再生能源发展路线取决于资源储量、技术进步、经济效益、发展潜力和能源消费习惯，发展机会多，困难也多。可再生能源随着技术进步、政策扶持、社会呼吁和市场认知程度的提高，虽然经济效益不断好转，尤其风电、太阳能和生物质能，但要制定出全面科学可靠的发展路线难度较大，目前还受制于国际层面既定的可再生能源发展目标和低碳社会要求的影响。

(一)目前可再生能源发展的比例量化分析

基于第3章对6类可再生能源发展路线规划的定性分析，可初步确定技术水平、经济性和发展潜力在可再生能源中的比例权重大约为：40％，30％和30％。相应的各个可再生能源的综合比例量化对比情况如表2所示。

从表2可以看出，太阳能、陆地风能以及成熟的大小水电，其综合得分均达到了4.0以上，因此，是目前最具发展潜力的可再生能源，在可再生能源总体发展规划中可优先发展。地热能浅层开发利用难度较低，得分3.0以上，并且我国在此技术方面处于世界领先，因此，发展潜力次之，可积极发展。生物质能发展颇受争议，无论经济性、技术水平现阶段都不高，发展前景由于其污染性并不被看好，但对化石能源的排他替代性，仍然会在近阶段得到迅速发展，但预计很快就会被新科技替代，应为有限发展。海洋风能、深层地热能、海洋能得分最低，均在2.0以下，技术要求高，开发利用难度大，目前还处在科学研究或初步试验阶段，虽有成功案例，但资源个性化强，不具备普遍实用性，因此发展前景并不乐观，尤其是海洋能，目前应以科研探索为主。

(二)未来可再生能源发展的比例量化预计

随着科学技术的迅速发展，光伏发电技术的效率会大幅增加，规模化成本会显著降低，是最具发展前景的可再生能源。其次是风电，风电技术较之光伏电成熟，起点较高，但由于资源限制，会逐渐退居光伏电之后，但仍然领先于能源供给领域，与光伏电一同最终将成为支撑整个可再生能源甚至能源领域的主力军。水电在相当长的一段时间内会作为能源供给一需求的平衡角色，解决由传统能源向可再生能源利用过程中能源相对短缺的迫切问题。生物质能由于其对燃料资源不可或缺的替代性，在前期因传统能源的枯竭会快速发展；而随着科学技术进步引领能源需求新的变换，生物质能在可再生能源中的份额和重要性将逐渐弱化。地热能的开发与煤炭等传统能源相比具有一定的相似性，预示了其发展具有一定的局限性，短时间内不可能太快。离网型小项目在城市化进程和能源网络的快速建设中会逐渐归并到整个可再生能源网络中去，其能源角色慢慢减弱。海洋能还处于能源的开发研究阶段，有很多技术需要质的突破，前景尚不明朗，较其他可再生能源发展机遇还比较模糊。

根据各种可再生能源目前发展的综合评价结果和各自的发展潜力，可以得出未来一段时间内可再生能源的发展路线图，如图1所示。

五、结论

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能源是经济和社会发展的重要物质基础。工业革命以来，世界能源消费剧增，能源的大量消耗，带动了经济和社会的快速发展，但是同时也引发了大量的环境问题，资源遭到严重破坏，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。

改善能源结构、增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进经济和社会的可持续发展，已经成为全球经济和社会发展的一项重大战略任务。

1.全球可再生能源发展概况

1.1可再生能源资源种类

可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等。

1.1.1水能

水能是人类最早应用于生产生活的能源之一。水利发电是目前最成熟的可再生能源发电技术，在世界各地得到广泛应用。到2005年底，全世界水电总装机容量约为8.5亿kw。目前，经济发达国家水能资源已基本开发完毕，水电建设主要集中在发展中国家。

1.1.2生物质能

生物质能是最原始的能源之一。现代生物质能的发展方向是高效清洁利用，将生物质转换为优质能源，包括电力、燃气、液体燃料和固体成型燃料等。生物质发电包括农林生物质发电、垃圾发电和沼气发电等，到2005年底，全世界生物质发电总装机容量约为5000万kw，主要集中在北欧和美国。生物燃料乙醇年产量约为3000万吨，主要集中在巴西、美国；生物柴油年产量约为200万吨，主要集中在德国。沼气已是成熟的生物质能利用技术，在欧洲、中国和印度等地区已建设了大量沼气工程和分散的户用沼气池。

1.1.3太阳能

太阳能是利用包括太阳能光伏发电、太阳利用方式。光伏发电最初作为独立的分散电源使用，近年来并网光伏发电的发展速度加快，市场容量已超过独立实用的分散光伏电源。

1.1.能

风能利用以风电为主，包括离网运行的小型风力发电机组和大型并网风力发电机组，技术已基本成熟。近年来，并网风电机组的单机容量不断增大，随着风电技术的进步和应用规模的扩大，风电成本持续下降，经济型与常规能源已十分接近。

1.1.5地热能

地热能利用包括发电和热能利用两种方式，技术均已比较成熟。到2005年底，全世界地热发电总装机容量约900万kw，主要在美国、冰岛、意大利等国家地热资源丰富的地区。

1.1.6海洋能

海洋能潮汐发电、波浪发电和洋流发电等海洋能的开发利用也取得了较大进展，初步形成规模的主要是潮汐发电，全世界潮汐发电总装机容量约30万kw。

1.2可再生能源开发利用现状

从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，今后发展较快的可再生能源除水能外，主要是生物质能、风能和太阳能。

水能开发的技术已经相当成熟。发达国家的水能开发基本上已经完成，发展中国家的水能开发是今后较长时间的一项重要可再生能源开发任务。

生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体、固体燃料，将成为应用最广泛的可再生能源利用技术。

风力发电技术已基本成熟，经济性已接近常规能源，在今后相当长时间内将会保持较快发展速度。

太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用。近期光伏发电的主要是市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电；太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑，提高太阳能供热的可靠性，在此基础上进一步像太阳能供暖和制冷的方向发展。

制约可再生能源产业发展的主要原因是可再生能源的生产成本偏高，因此要提高可再生能源在能源结构中占有的比例，关键是在可再生能源开发利用中依靠科学和技术的进步。

2.我国可再生能源发展概况

2.1我国可再生能源资源发展的政策

可再生能源的开发利用，对增加能源供应、改善能源结构、确保能源安全、促进环境保护具有重要作用，是解决能源供需矛盾和实现可持续发展的战略选择。我国拥有较为丰富的可再生能源资源，国家政策向大力发展可再生能源倾斜，可再生能源正在成为中国能源优先发展的领域。

节约能源，促进能源多元发展，是实现全球能源安全的长远大计。2005年，我国政府制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，把能源技术放在优先发展位置，按照自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的方针。加快推进能源技术进步，努力为能源的可持续发展提供技术支撑，形成先进技术的研发推广体系。

2.2我国可再生能源开发利用现状

从各种能源的实际出发，我国在《可再生能源中长期发展规划》中提出，到2020年可再生能源消费量达到总能源消费量15%；到2050年，我国煤炭、石油与水能的份额大体不变，约占40%、20%和6%；天然气与核能将会增加，天然气由3%增至10%，核能由约1%增至9%，剩余的15%差额要依赖于风能、太阳能与生物质能等非水的可再生能源来解决。从电力供需方面看，发电装机容量中煤电份额仍保持39%，气电份额略有增长，由2%增至5%，水电将由23%降至15%，核电则由增至11%，其余约30%的缺额约7亿kw，几乎要全部依靠非水可再生能源发电的发展。降低煤的份额和增大可再生能源及核能的份额，将是我国能源结构调整的主要发展方向。

参考文献：

[1]刘全根.世界海洋能开发利用状况及发展趋势[J]. 能源工程. 1999（02）

[2]Wolfgang Palz，周鑫发.新能源与可再生能源在未来能源系统中的地位[J]. 能源工程. 1997（01）

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太阳能发电在这一地区前景广阔。目前，这一地区可再生能源发电量仅占安装发电容量的6%，而且这其中90%还是来自水力发电。同时，中东北非地区人们对电力的需求扶摇直上。不断改善的技术、良好的政策愿景规划、逐步扩大的市场需求将加大投资者对清洁技术的投资兴趣。不过，有时会四处飞扬的沙子可能会影响风力涡轮机以及太阳能电池板的运行效率，这是此地区发展太阳能发电的一个挑战。

在北非，突尼斯和摩洛哥在太阳能光伏发电和风电装机方面处于前列，它们设定目标、建设项目、设立相关机构，有序推动清洁技术发展。数据显示，突尼斯风电装机容量为17.4万千瓦，摩洛哥太阳能装机容量为47万千瓦、风电装机容量为28.2万千瓦。同时，在清洁能源领域，国际资本对这一地区的投资正在复苏，发展前景良好。

希腊在这一领域的发展值得关注，可圈可点。中东北非地区许多著名的清洁能源行业机构都设立在希腊，如可再生能源与能源效率区域中心，以及国家新能源和可再生能源机构。借助便利条件，希腊在太阳能装机和风电场建设方面表现出众，已经完成20%可再生能源贡献率目标。据了解，希腊的太阳能装机容量为14万千瓦，风电装机容量为55万千瓦，在该地区处于领先地位。

新阿拉伯可再生能源委员会的总部位于约旦首都安曼，约旦可再生能源协会发展得也不错。作为清洁能源行业的新“亮点”， 近年来，约旦力争上游。

据悉，约旦还制定了全面发展可再生能源的计划，加大开展可再生能源、尤其是太阳能和风能建设力度。到2020年，约旦预计可再生能源所占总能源比重将达到10%。2010年约旦颁布《可再生能源与能源效率法》。外界猜测约旦有望实现其宏伟蓝图。不过到目前为止，约旦还没有进行任何大型项目建设。

发展清洁能源呼声多多

中东北非地区一些国家渴望发展清洁能源，但资金是一个障碍。相反，虽然海湾合作委员会成员国没有资金障碍，但它们对清洁能源和相关投资却不感兴趣。据悉，在海湾合作委员会成员国中，清洁能源项目一直保持着“私营企业投标将获得一定的发电量”单一融资模式，这对该领域发展促进作用有限。

当然，也有很多因素将推动海湾合作委员会成员国发展清洁能源。

首先，一些政府给当地人民拨发电价补贴。虽然对电价补贴政策一直有争议，但它确实推动了行业发展。

其次，对许多海湾合作委员会成员国来说，虽然不可再生能源，如石油、化石含量丰富，但是发展可再生能源的呼声也很高。使用可再生能源来满足当地居民激增的消费需求，已经成为一个强烈的驱动力。以沙特阿拉伯为例，人们曾将沙特阿拉伯描绘成该地区清洁能源领域沉睡的巨人。但现在它已经苏醒。我们发现，它在通过采取一些有效的措施、建立阿卜杜拉国王原子能及再生能源城和阿卜杜拉国王科技大学，沙特阿拉伯清洁能源发展正大步向前。2011年12月沙特阿拉伯王国关于太阳能光伏等清洁能源产业发展计划揭开面纱，有意向的投资者可以查阅参考。

另外，中东北非地区投资清洁技术的气氛非常好。谈到MENA地区的清洁技术投资机遇，一定不能少了阿拉伯联合酋长国。阿拉伯联合酋长国首都阿布扎比当局决定在郊区兴建的一座环保城市――马斯达尔，由此提高可再生能源发展速度。省略网站上有相关措施以及围绕马斯达尔建设形成的合作伙伴介绍，投资者可参考。

与此类似，迪拜可能在2012年兴建一个清洁技术产业集群，目前其相关调查正在进行中。预计迪拜将通过投资智能电网和智能城市技术来实行可再生能源发展计划。同时，迪拜国际金融中心也意欲在该地区建立一个碳市场，促进清洁技术发展。

政策局限 投资面临挑战

虽然人们力促中东北非地区清洁技术和可再生能源发展，但是，相关项目的落实由于缺少更有力的政策和管理制度支持而受到阻碍。

目前MENA地区有些政策、制度已经形成一个“起步即结束”的怪圈，打击了部分人参与的积极性。

阻碍MENA地区清洁技术发展的一个重要因素是，一些政府没有将可再生能源技术整合、投入到主流民用市场。

在MENA地区，如果想要成功进行可再生能源和清洁技术项目投资，部分人建议，整体投资环境必须具有竞争性；在目前的政策环境下，因为市场没有竞争性，所以该行业能否深入发展有待证明。

为更好的吸引投资，非盈利性委员会――清洁能源商务委员会主张用5个标准对该地区的国家相关领域投资前景进行评估，包括：国家级别的能源策略，包括将清洁能源作为满足国内能源供应需求的有机组成部分；专门机构，尤其是实施上述国家级能源策略、特别是促进清洁能源发展的机构；鼓励民间私营部门投资清洁能源行业的政策，以及保证私营企业投资能够可持续发展的法律法规；产业发展框架；政府发挥的领导作用，对国民进行可持续发展方面的教育，包括清洁能源和能源效率。

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一　中国可再生能源的发展前景

中国十分重视新能源的发展，现正在制定出台《新能源产业振兴发展规划》，由此可以看出国家对新能源项目的支持。

(一)发展可再生能源的战略目标

《可再生能源中长期发展规划》中提出到2020年可再生能源在能源消费中占15％：全国水电装机容量达到3亿千瓦，其中大中型水电2.25亿千瓦，小水电7500万千瓦；生物质发电3000万千瓦；风力发电3000万千瓦；太阳能发电180万千瓦。《核电中长期发展规划》中提出，“十二五”期间核电投产1244万千瓦，到2020年投产4000万千瓦。这两个规划目前已经明显不符合我国新能源产业发展需要。国家能源局正在制定《新能源产业振兴发展规划》，其中将风电、太阳能发电、核电等发展规模都进行了大幅度调高。

(二)可再生能源发展的市场份额目标

《可再生能源中长期发展规划》对非水电可再生能源发电设定了市场份额目标：2010年和2020年，控股发电装机容量超过500万千瓦的投资者，非水电可再生能源发电控股装机容量占其总控股装机容量的3％和8％以上。虽然目前还没有明确给发电企业规定这一强制性指标，但这一趋势必须予以高度重视。

(三)我国所实施政策激励

2005年颁布的《中华人民共和国可再生能源法》及其配套法规为我国可再生能源发展奠定了法制基础，在已经进入意见征求阶段的《能源法》中更进一步确立了发展新能源与可再生能源将成为我国能源的基本战略方向之一。

二　单位能耗描述性统计研究

(一)单位能耗概念

单位GDP能耗是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标，一次能源供应总量与国内生产总值(GDP)的比率，是一个能源利用效率指标。该指标说明一个国家经济活动中对能源的利用程度，反映经济结构和能源利用效率的变化。

每单位GDP(国内生产总值)所消耗掉的能源：

(1)增加值综合能耗＝企业每万元工业增加值所消耗的能源量(吨标准煤)＝能源消耗总量(吨标准煤)／工业增加值(万元)。

(2)单位产值综合能耗＝企业每万元工业产值所消耗的能源量(吨标准煤)＝能源消耗总量(吨标准煤)／工业产值(万元)。

(二)一篮子目标规范

2004年，国家开展了有关促进循环经济的政策研究和探讨，随后国务院提出加快发展循环经济的政策，明确了发展的战略目标，即必须大力发展循环经济，按照“减量化、再利用、资源化”原则。

三　国外单位GDP能耗演变历史及启示

单位GDP能耗已经作为衡量我国经济发展的一项重要指标列入国家“十一五”规划目标，降低单位GDP能耗已成为我们奋斗的目标。国际经验表明，发达国家同样经历过单位GDP能耗的上升阶段，之后出现显著的下降。

(一)发展规律

工业化初期转向机械化大生产和家园建设必然带来单位GDP原材料需求的显著增加。在工业化达到一定水平后，工业化进程进入“大众消费”阶段，原材料消耗强度仍维持在与GDP增速基本相同的水平。进入工业后期，人们对基本原材料的需求已接近饱和，经济发展从满足人们的基本物质需求更多转向文化娱乐、知识教育等更非物质层次，因此单位经济总量的物质需求才明显减少。

经济只有发展到一定水平后，第三产业才能成为单位GDP能耗下降的长期途径。调整一、二、三产的产业结构能够有效降低单位GDP能耗，但从发达国家经验看，三次产业结构的调整与人均收入有着因果关系，第三产业的发展不能脱离第一、第二产业而孤军奋战。那种认为在人均收入尚低之时就可通过大力发展第三产业来推动经济高速发展、实现单位GDP能耗下降的想法在理论上和实践上都有一定困难。

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德国是世界上最重要的工业和贸易大国之一，经济总能力居世界第三位，进出口贸易占世界第二位，GDP占欧盟的三分之一，人均国民生产总值位居世界前列。但德国是一个资源相对贫乏的国家，经济建设与社会生活中所需的大部分能源需要从国外进口。为了促进德国经济社会可持续发展，政府将节约能源、开发利用新能源和可再生能源作为最优先考虑的目标之一。

1、风能

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式。它是德国大力扩大可再生能源利用中的先锋。目前德国的风力发电装机总容量居世界领先地位。2010年德国实现风力发电总量已超过300亿kW，占德国全年总发电量的5％左右。近期德国风力发电的新重点是离岸风力园，因为德国北海地区和波罗的海地区的风力条件非常好。为此，联邦环保部在联邦政府制定的“德国前景”的可持续发展战略范围内，制定了一项旨在利用海上风能的战略，以此促进本国风能开发利用。

2、生物质能

生物质能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，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。它是一种有利于环境和气候的地区性能源原料，能够24小时全天候使用，对保障能源供给的安全具有重要意义。诸如木柴发电、木柴供暖、沼气设备及生物能源原材料目前已占到德国整个能源供应的4％左右。2010年生物质所生产的能源占德国最终创造出的可再生能源的70％。生物质能源开发利用是“能源基础研究2020”新计划的重点课题之一。为了把基础研究和应用研究有机结合起来，德国政府十分注重生物质能的利用研究，联邦教研部还了一个资助项目“生物能源2021――关于生物质能的利用研究”。该项目计划资助规模为5000万欧元，资助时间为5年，其目标是：通过有选择地研究和开发来使现有的生物质利用技术更优化，使各种生产方法互相连接以及开发出新的方法，以使有限的可支配的生物质原料尽可能有效地利用。

3、地热能

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在128～160km的深度处，温度会降至650～1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1～5km的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。地热既能用于建筑取暖及周边暖气网络，又能被用来发电。早在2003年德国慕尼黑就建成了第一个地热发电站，德国政府也出资资助有关地热发电项目。此外，德国《可再生能源法》也规定了有关地热输电补贴。

4、太阳能

太阳能一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自古人类懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料减少的条件下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等等。德国的太阳能利用和技术一直保持世界领先水平。由于《可再生能源法》中的相关促进和扶持，德国太阳能技术方面的革新和市场的不断成长扩大，也使太阳能发电及相关设备的价格逐年下降。在过去10多年时间中，太阳能收集装置的价格下跌了一半，因此，太阳能收集装置也越来越受欢迎，目前在德国有近200万台太阳能设备在对传统用水和暖气用水进行加热。

二、德国新能源和可再生能源开发利用的成功经验

随着世界经济迅速发展，促进经济社会可持续发展已成为共识。太阳、风等自然资源看似用之不尽，但其高效利用面临诸多方面挑战。如何高效利用新能源和可再生能源，德国在这方面有许多成功的经验：

1、构建完善的法律法规体系

自2000年颁布具有里程碑意义的《可再生能源法》以来，德国陆续修订和颁布了一批促进和规范新能源和可再生能源发展的法规，如《生物质发电条例》、《能源供应电网接入法》、《能源投资补贴清单》、《太阳能电池政府补贴规则》、《能源行业法》、《促进可再生能源生产令》、《可再生能源取暖法》、《建筑节能法》等等。这些政策措施不仅使新能源和可再生能源可以优先以固定费率入网，降低了企业发展新能源和可再生能源的风险，还通过各种政府补贴，激励民众广泛开发利用新能源和可再生能源，极大地提高了企业新能源和可再生能源产品的竞争力。

2、确保法律法规落实到位

德国新能源和可再生能源开发利用的法律法规涵盖了许多领域，诸如交通、建筑、供电、采暖等，并且在相关法律法规中明确规定了新能源和可再生能源开发利用的目标和任务。如供电领域的法律法规中明确了新能源和可再生能源发展目标，即到2020年新能源和可再生能源发电比例至少达到35％，2050年将达到80％。同期新能源和可再生能源占最终能源消费从18％提高到60％。又如采暖方面的法律法规规定了新能源和可再生能源供热在各个阶段应达到的具体目标，到2020年新能源和可再生能源供热占全部供暖的14％。生物燃料配额法规定为实现交通领域的减排目标，必须利用生物燃料达到一定比例。同时根据新情况和新变化及时调整法律法规。在近年的立法或修订中，所有和能源相关的法律法规都设立了促进新能源和可再生能源开发利用的条款。

3、运用各种经济手段和激励政策

德国在新能源和可再生能源开发利用方面，广泛运用各种政策措施，诸如财政补贴、投资补偿、政策支持等，以促进本国经济社会可持续发展。首先，在财政补贴方面。政府对以各种方式利用新能源和可再生能源给予补贴，如对使用生物原料和发电――供热联合设备给予补贴，对采用新能源和可再生能源取暖给予财政补贴等。为提高新能源和可再生能源利用率，不同类型的补贴还可以累加，这样就充分调动了企业生产的积极性。其次，在投资补偿方面。新能源和可再生能源发电新设备可获得政府的投资补偿，补偿幅度以设备投产的年度确定，期限为20年。为提高企业自主创新能力，提高设备利用效率。降低 生产成本，补偿幅度每年降低1.5％。再次，在融资政策支持方面。一方面，对新能源和可再生能源利用效果好的企业，政府给予担保贷款或低息优惠。另一方面，对矿物能源、天然气等征收生态税，对使用太阳能、风能、水力、地热、生物能源、垃圾等新能源和可再生能源发电则免征生态税。

4、发挥民众和社会组织的重要作用

民众是开发利用新能源和可再生能源的主体，其开发利用的主动性和创造性不容忽视。德国民众有较高的环保意识和开发利用新能源和可再生能源的积极性。德国政府组建了400多家专门的能源能效信息咨询服务机构，确保社会参与制度化和规范化。政府通过各种宣传媒体告知广大民众，在供电、供暖、食物、行走等方面如何提高新能源和可再生能源的利用率。同时，政府还会把公众利益真正落到实处。家庭、农场如果采购相关设备，开发利用太阳能、风能、生物质能等，可得到政府相关奖励，以此调动广大民众的积极性和主动性。

另外，新能源和可再生能源是否能高效运用，关键在于技术上的突破。新能源和可再生能源大幅推广应用的重要途径是减低成本，缩小其发电与普通电价的差距。德国十分重视新能源和可再生能源技术研发和创新。在德国，不仅企业可以从事新能源发电，每个大楼的每个家庭都有并网的地下电缆。凡是家庭利用新能源发电没有用完的，可以输入电网，并获得收入。

三、德国新能源和可再生能源开发利用对我国的启示

发展新能源和可再生能源，减少对石油煤炭等传统不可再生资源的依赖，是21世纪国际社会为应对全球气候变暖以及能源危机而积极努力的方向。尤其是受2008年全球能源危机和国际金融危机的影响，各国对新能源和可再生能源的追求已提升至能源战略高度。德国在新能源和可再生能源发展方面已成规模，并形成了较为完善的政策框架和配套扶持体系，其经验值得我们借鉴。

1、前提基础：搞好总体设计规划

我国近几年投巨资大力发展风电产业，我国已成风电大国，但还不是风电强国。风电技术的研究还不深入，还没有形成自主技术，风电技术存在的问题正在逐步大量的显现出来，发电效率低、投资成本大、并网稳定性差、故障率高等问题非常突出。据有关资料显示，我国三分之一的风电装机容量没有并网发电，每年超过千万千瓦的新增风电装机需要输电规划。风电设备、多晶硅等产业也出现了重复建设倾向，表明新能源和可再生能源产业链发展并不健康。因此，有关部门应做好新能源和可再生能源产业产能布局和产业链的规划工作，重点放在高精尖技术的突破上，尽量避免新能源和可再生能源产业链盲目集中于技术含量不高的环节，以免造成局部产能过剩、全行业整体竞争力不强的局面。同时，要加强电源规划和电网规划的协调力度。国家能源主管部门作为新能源和可再生能源发展规划的主体，协调地方政府和电网企业的相关规划，使之与国家的总体规划保持一致，避免地方政府在可再生能源对GDP的拉动下盲目上项目，引导产业有序健康发展。

2、重要保障：建立良好的制度环境

新能源和可再生能源产业发展涉及多个部门。为加强部门协调，避免多头管理，应加强政府各部门的组织协调，明确各部门的任务和权责。在管理方式上，坚持政府引导和市场推动相结合，形成有利于行业可持续发展的制度环境。如进一步完善新能源和可再生能源利用的市场机制，提供充分公开的市场供需信息，使企业正确决策其市场进入或退出、产能增加或减少。同时，要坚持厂网分开，为新能源和可再生能源并网创造有利条件。加快电网的输配电分开，实行调度交易机构独立，为电网吸纳新能源和可再生能源提供体制保障。另外，要完善电价形成机制，使之市场化和透明化。

3、基本原则：坚持强制和激励并举

(1)建立新能源和可再生能源的专项资金。

要通过补贴降低前期资金成本，通过投资退税或生产减税降低资金和运营成本，以及通过碳信用改善收益流。这些补贴或优惠要达到的效果是：新能源和可再生能源超过化石燃料的任何成本，最终都会得到合理分摊或到用户身上，或者通过化石燃料碳税、政府预算或捐赠的专项基金来充抵。

(2)大力发展新能源和可再生能源产业。

要从新能源和可再生能源产业的可持续发展角度来考虑，发展措施既要适度又要适时，依靠政策扶持发展到具有自身竞争机制的成熟产业。如在行业幼稚期和成长期给予较大的优惠和补贴，进入成熟期可以逐步减少优惠和补贴。

(3)加快直接融资。

政府应鼓励新能源和可再生能源企业在境内外上市，善于利用资本市场实现产业升级和结构优化。

(4)重视间接融资。

在间接融资上，既可以争取国际组织的支持与合作，如全球气候合作基金的支持，也可以争取国内金融机构的支持。国家应鼓励金融机构支持新能源和可再生能源的利用开发项目。也可以设立新能源和可再生能源发展产业基金，用于支持投资额较大的项目。

4、关键环节：加大研发和创新力度

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一、可再生能源的利用

现代化的发展以电气化、信息化为主要驱动力，这就要求可靠稳定的电源支撑，为此应开展服务现代化的可再生能源电力供电技术，实现清洁、高效、可靠、经济供电。

可再生能源供电技术具有清洁环保的特点，是现代绿色用能的必然选择。在使用中不消耗一次化石能源，无碳排放，不会产生温室效应。可再生能源供电设施结构紧凑，少占或者不占用耕地，更换方便，易于移除。

可再生能源发电是能源消费革命和转型的重要内容，可再生能源发电技术在世界范围内获得了广泛关注。在我国，可再生能源发电受到高度重视，国务院制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，能源被放在了重点发展领域的首位，并且明确提出要大力开展“可再生能源低成本规模化开发利用”和“间歇式电源并网及输配技术”。国家发改委也专门颁布了《可再生能源产业发展指导目录》，用于指导可再生能源产业的发展。但是可再生电源的接入配电网对电网的影响也是显而易见的，如何分析和解决好可再生电源接入电网的问题成为重要的课题。

二、可再生电源并网对电网的影响

2.1对继电保护的影响

我国配电网保护大多数都是断路器的三段式电流保护，以新疆阿拉尔电力公司为例，10kV馈线均由35、110kV变电站的10kV母线送出，大部分馈线是直接向用户供电的终端线路。而三段式电流保护包括：瞬时速断、定时限速断和过流保护。其中，瞬时速断保护按照躲过线路末端故障产生的最大三相短路电流的方法整定，定时限电流速断保护按照线路末端故障有灵敏度并与相邻线路的瞬时电流速断保护配合的方法整定；过电流保护按照躲线路最大负荷电流并与相邻线路的过电流保护配合的方法整定，能够保护相邻线路的全长。

当原配电系统引入可再生电源后，原有配电网络的电源结构发生了变化，由单电源、辐射型供电网络变成多电源共存的系统网络，电网的潮流的方向开始随机变化，如果线路发生故障，系统网络中故障电流的大小和流向都会受到引入可再生能源的影响，这与引入可再生能源前产生很大的不同，传统过电流保护不能适应这一变化。因此，出现线路保护拒动或者误动作现象，灵敏度大大降低，选择性变差。

2.2对电压的影响

可再生能源中并网的光伏电源是将光伏电池阵列产生的直流电经逆变器转换成符合电网要求的交流电之后再并入交流电网，风力发电是把风能变成配电网要求的电能并入电网。不论是光伏电源还是风力发电由于其资源分布和能源变化的不均衡性、随机性、间歇性特点，导致了并网的电源的输出具有不确定性、可调可控性差。同样，由于光伏和风力电源的接入配电网，使配电网的辐射结构变化、潮流改变，从而改变了系统电压分布，对配电网的电压稳定性带来不利影响。

例如一个重要负荷区安装了风力发电，当该区域内由于气候变化导致风力发生突变的时候，风力风电效率将随着降低，进而使该区域功率有缺失的危险，甚至危及到该地区电压质量和电压稳定的问题。

2.3对电力系统的影响

可再生能源发电并网后对现有电力系统的影响也很大。主要表现在：

1.对发电、长距离输电线路需求下降。由于可再生电源的接入，部分负荷和新增负荷由可再生电源供给，另外由于可再生电源的削峰填谷的作用，因此现有发输电设施的利用率提高，而其他仅为满足高峰负荷需要的发输电设施需求降低。

2.对配电系统的影响巨大。配电网由传统的辐射形式转变成因增加了可再生电源变成多电源的形式，原本一些配电单元结构反而变成了发电单元，网络结构变得复杂，给电网的控制和管理带来了新的挑战。使传统电网的运行、规划和电压控制等都发生了变化，新型配电网的管理需要新的模式和方式，可再生能源之间的协调控制与调度也需要相应的行业规范来执行，总之，新型配电网的研究成为今后电力系统的重要内容。

3.对电力市场走向和格局产生影响。可再生电源的引入使电力公司和客户之间形成了新型关系，电力公司和用户之间可以相互买电和卖电，来满足用户和电力公司彼此的用电和消峰需求，另外，可再生能源的引入，为其他新能源（如生物质发电等）进入提供先例，这将加剧电力市场的竞争，电力市场的格局和走向将发生巨大变化。

2.4对有功功率的影响

由于光伏发电具有不稳定行，随机波动性大，而且并联到电网时没有转动惯量，伏电源的这些特性使得大规模光伏接入后系统的特性发生变化。

由于大量的光伏阵列的接入电网，其不稳定性对有功平衡影响大，也影响了系统的频率调节，同时电网大规模接入无转动惯量的光伏阵列后，由于并网后这些能源替代了汽轮机、水轮机发电，使传统的转动惯量降低，降低了系统电网功率和频率的调节能力，危机情况还会使频率变化变大，超出允许范围内，保护失控。

三、总结

针对电网尤其是配电网增加了可再生发电，为使电力系统的稳定运行，应该采取一些长远措施和规划来解决电网因接入可再生电源而产生的一系列问题。

为保证电网中各个保护之间的配合，应该适时的控制可再生电源接入的数量和位置，同时增加限流器，控制短路电流的大小，使其控制在保护范围内。另外，研究新型电流故障算法，例如提出广域保护概念，来解决传统电网中的难题。

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从2010年5月17号日国内第一座被动房（Passive House Darmstadtk Rantehstein）一汉堡之家在上海世博园落成，到2014年7月16日德国总理默克尔和总理共同见证青岛中德生态园项目签约，被动房频繁出现在公众的视野中。究其原因，这是由于近年来能源消耗的大幅上升以及环境的恶化，使人们对节能环保生活方式的呼声越来越高，而被动房的出现则正好顺应了这一趋势。

1.发展历程与评判

被动房在国内建筑节能领域还是一个较新的课题。这一概念最早是在1988年由阿达姆森教授和菲斯特博士提出，是指不借助传统采暖空调系统，仅靠自身密闭性极好的外墙及有效的可再生能源利用来维持室内环境舒适的建筑。在此之后，菲斯特博士于1996年9月成立了被动式住房研究所，用以研究被动房标准。到2013年，德国已建成被动房40000多栋且以每年3000栋的速度递增。欧洲其他国家被动房的发展也十分迅速。

目前，国际上普遍采用的关于被动房的评判参数包括一次性能源消耗（≤120 kWh/（m2・a））、换气次数（≤0.6次/h）、热桥损失系数数值（≤0.01w/mk）、超温频率（≤0.1）、实际制冷需求量（≤15kWh/（m2・a））、采暖热能需求量（≤15 kWh/（m2・a））。

2.与传统节能住宅的比较

2.1节能标准的差异

被动房与传统节能住宅的区别从根本上讲就是节能标准的不同。首先，被动房采用一次性能源消耗作为评价参数，而传统节能住宅以电热消耗量作为评价指标；除此之外，被动房以总能源消耗作为节能指标，传统住宅以暖气空调系统的消耗为节能指标；最后，作为被动房重要技术指标的气密性在传统的节能住宅中没有要求。

2.2设计及施工的差异

节能标准的不同，使得设计和施工过程中技术工艺存在很大差异，主要表现在：

（1）建筑环境选择。被动房要求冬季可充分利用太阳光能，夏季可自然通风散热。设计需要考虑环境因素。

（2）建筑造型选择。为减少不必要的热桥散失热量，被动房要求建筑保持表面平整，体形系数控制在0.4以下。

（3）围护结构的施工。按被动房标准，外墙和外门窗的传热系数不应大于1.5 W/（m2・k）和8W/（m2・k）。在外墙施工时多采用导热系数小于3.2W/（m2・k）的EPS板；在外窗方面，被动房通过调整窗户保温方式、所在位置、使用窗台板来提高保温性能。

3.被动房的主要技术措施

3.1外部围护结构的保温技术

为提高外墙和屋面的保温性能必须采用保温材料。常用的保温材料包括玻璃棉、聚苯板、矿棉、木质保温材料等，在欧洲主要采用XPS挤塑聚苯板和岩棉。即使采用了建筑保温材料，保温材料的厚度也要大于200 mm，以此来控制结构的传热系数

为提高被动房外窗的保温性能，对玻璃和窗框的形式也有要求。双层中空玻璃及断桥铝合金窗框是较好的外窗和窗框形式。传热系数2.4 W/（m2・k）的取值也远大于被动房对传热系数

3.2对可再生能源的利用技术

被动房依靠对可再生能源的有效利用来达到室内环境舒适。对可再生能源的有效利用是被动房成行的关键。随着光伏产业的发展，以太阳能为主的可再生能源（太阳能光伏发电、生物质能技术及地热泵技术）逐步发展起来。通过这些技术的发展与应用，使可再生资源的有效利用实现了最大化。

4.被动房在国内的发展前景

4.1经济型分析

被动房要想通过利用密闭性优良的外墙以及对可再生资源的有效利用来减小对传统供暖系统地依赖，就必须采用高效的保温隔热材料。同时还有增加一些可利用可再生能源的技术设备，这必然会造成成本的上升。但是传统供暖设备的减小以及后期运营的消失会使建筑成本大幅下降。

参照国外经验，发现被动房在前期的建筑成本投入比传统节能房屋约高出5%～15%。但是随着建筑使用时间的增长，增加的成本会因为能源消耗的降低和运行费用的下降在5-10年内收回。并且随着技术的进一步成熟，这一时间将进一步减小。

4.2技术性分析

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一、可再生能源资源及开发现状

可再生能源的范围很广，主要有水能、风能、太阳能、生物质能等。

（一）水能

水能现在是很成熟的可再生能源。到2004年底，全世界约有8.5亿吨水电装机，占世界全部装机容量的20%多；我国有1亿千瓦的水电装机，占全国总装机容量的1/4，水电发电量3280亿度，占全部发电量的15%。我国水电技术非常成熟，无论是建设、管理、还是设备制造，都是世界一流的。现在在建的有三峡工程，今年还计划开工金沙江1200万千瓦水电工程。

（二）风能

风能是继水电之后技术最成熟、最具商业化发展前景的新能源技术。世界上风能发展很快，去年底全世界已经有4000多万千瓦的风电装机。我国风能已发展了20多年，但发展相对较慢。从资源来讲，我国有10亿千瓦可开发的风电装机。其中，陆地资源量约2.5亿千瓦，主要分布在“三边”地区及东部沿海地区。这两年风电发展很快，目前在建的风电装机达到300万千瓦。

（三）太阳能

很多专家认为真正解决中国能源问题的将是太阳能。从太阳能的资源和地区分布来讲，我国太阳能资源丰富，全国2/3地区日照小时数大于2200小时。太阳能很稳定，技术也很成熟，就是成本太高。截至2004年底，太阳光伏发电装机为6.5万千瓦，主要用于解决偏远地区和特殊行业用电问题。现在用得比较好的是太阳能热水器，中国大概有6500万平方米的使用量，占全球的近50%；年生产能力1500万平方米，二者均为世界第一。太阳能热水器可以节约很多煤炭，1平方米太阳能热水器，一年大概相当于130多公斤的煤炭，如果能够利用太阳能提供热水，节能作用不可小视。

（四）生物质能源

生物质能源是人类最古老的能源。包括:农作物秸秆、木材加工废弃物、畜禽粪便和工业有机废水、城市生活垃圾等。全世界将近20%的能源由生物质能源供给。从利用情况看，到2004年底，全国共建成农村户用沼气池1500多万口，年产沼气约55亿立方米；建成了生物质能发电装机容量约为200万千瓦。此外，利用陈化粮生产乙醇燃料的项目，正在全面推进，年生产能力将达到100万吨。

二、可再生能源发展存在的问题

可再生能源虽然有很好的前景和很大的资源量，但是确实存在一些问题，主要表现在以下几个方面:

（一）对可再生能源的重要性认识不足

我国对可再生能源的重要性认识，还没有达到发达国家那么高的水平。开发利用可再生能源对于增加能源供应，保障能源安全，实现可持续发展的意义非常大。这需要全社会关注，尽快形成大家支持和使用可再生能源的良好氛围。

（二）缺乏完整的支持可再生能源发展的政策体系

中国现在还没有形成完整的支持可再生能源发展的政策体系。这些年来，政策倾斜主要表现是增值税减半征收，此外还有零散的，总计约30亿元的资金投入，对农村沼气每年也有一些支持。但是在其他政策方面，比较完整的政策体系，特别是使用、协调方面，政策还没有形成。

（三）政府对可再生能源开发利用的投入严重不足

由于国家投入严重不足，可再生能源开发利用人才短缺，没有形成产业体系。现在水电、火电和核电有很多研究机构，研发能力很强，但是风电没有。我国的风电设备大部分都是依靠进口。风电看起来比较简单，其实技术难度很大，比火电技术难度还大。所以，要设立国家实验室，建立可再生能源科研体系和专门的科研中心。这是保证可再生能源发展的重要因素。

三、可再生能源发展目标

（一）到2020年实现可再生能源利用总量翻两番

可再生能源在能源结构中的比例是7%左右，希望到2010年达到10%，到2020年达到16%左右，2010年和2020年可再生能源利用量分别达到2.7亿吨标煤和5.3亿吨标煤。实现这个目标难度很大，要加快技术成熟的水电、沼气、地热和太阳能热的发展;积极推进风电和生物质能发电;通过制订强制性的政策,推进特殊行业对太阳能用电的使用。比如街头广告牌等，推进太阳能发电的商业化和产业化。

（二）农村用能条件得到改善

目前，农村地区还有3000万人没有电用，50%的人还要用低效的直接燃烧的方式解决生活用能。所以，今后要把农村能源的利用，作为能源领域的一个重要方面。可以因地制宜，采用可再生能源技术，解决偏远地区无电人口的供电问题和农村生活燃料短缺问题，按循环经济模式推行有机废弃物的能源化利用。

（三）推进可再生能源新技术的产业化发展

要积极推进可再生能源新技术的产业化发展，建立可再生能源技术创新体系，形成较完善的可再生能源产业体系。通过这样一种方式吸引国外大企业在中国投资，对中国转让技术，带动其产业发展。到2010年，基本实现以国内制造设备为主的装备能力；到2020年，形成以自有知识产权为主的国内可再生能源装备能力。具体情况如下：

1.水电

今后20年要充分开发利用所有的大江、大河的水资源，重点开发金沙江、大渡河、乌江和怒江等流域，因地制宜加快中小水电的开发，争取到2010年水电装机达到1.8亿千瓦，到2020年达到3亿千瓦的目标。

2.风电

重点要在三北地区和东部沿海地区建设大型的风电厂，在其他地区因地制宜发展中小型风电场，争取到2010年总装机达到500万千瓦，2020年总装机达到3000万千瓦，促进技术进步和产业发展，实现设备制造国产化，尽快使风电具有市场竞争力。这个目标很有挑战性。德国风电装机都可以达到1700万千瓦，中国这么大的国土面积，实现装机3000万千瓦，应该是没有问题的。

3.太阳能

太阳能利用方面，主要是创造条件、完善政策、规范技术。在城市推广普及太阳能一体化建筑，太阳能集中供热水工程，太阳能采暖和制冷工程;在农村和小城镇推广户用太阳能热水器、太阳房和太阳灶。到2020年，在无电地区运用太阳能发电要解决400万户2000万居民的用电问题。实现屋顶和公共设施光伏发电100万千瓦；还要搞一些大型光伏发电试点，特别是在沙漠地区。

4.生物质能

生物质能发电包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋场沼气发电、大中型沼气工程发电等。农村利用秸秆发电发展较快，目前国内已有5个电厂。到2010年生物质发电能够达到550万千瓦，2020年达到3000万千瓦。

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中图分类号 F323.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）04-0193-01

1 宝鸡市农村可再生能源发展现状

截至2012年底，全市农村已建成户用沼气超过12.84万口，占总农户的18.27%（2012年底宝鸡市乡村户数70.292 7万户），年产沼气3 213.5万m3；全市已建成122家中小型沼气工程，占规模化养殖户的1.3%，年产沼气39.067 2万m3；全市已建成18座大型沼气工程，占规模化养殖小区的3.8%，年产沼气180.9万m3。

1.1 生物质能源利用

截至2012年底，全市农村已建成省柴节柴灶了39.715 7万座，占总农户的56.5%（包括手工砌筑和生物质炉具）；改造节能炕39万铺，占总农户的56%。

1.2 太阳能热利用

太阳能是无枯竭危险、清洁环保的可再生能源。太阳能―热能转换利用技术和太阳能―电能转换利用技术是常见的太阳能利用方式。太阳能―电能转换利用技术主要是太阳能光伏发电技术，是目前最具有发展前景的新能源技术，光伏发电―利用太阳电池有效吸收太阳光辐射。截至2012年底，全市在农村已安装58 924台太阳能热水器，占总农户的8.4%；发放了23 537台太阳灶。

1.3 服务平台

经过近10多年的发展与壮大，宝鸡市农村能源行业已初步形成了管理推广和社会化服务等支撑体系，截至2012年底，全市已建成县级农村能源管理推广机构12个，从业人员138名，其中本科以上33人。通过沼气职业技能培训和鉴定并获得国家职业资格证书的农民技术员达到1 440人，初步形成了农村可再生能源乡村服务网点、沼气公司、沼气协会等多种服务模式。

2 宝鸡市农村可再生能源发展建议

2.1 加强政府引导，提高公众意识

发展农村可再生能源事关农村经济社会发展、生态功能的改善、新农村建设的协调，对解决广大农村能源供应问题具有特别重要的作用[1]。一是各级政府和有关部门要提高对可再生能源重要战略地位和作用的认识，开发利用农村可再生能源有利于优化农村能源结构，缓解国家能源压力；二是把推进农村可再生能源开发利用作为一项基本的能源政策，及时纳入农村发展规划。三是加大宣传力度，提高公众对开发利用农村可再生能源意识，为加快农村可再生能源事业发展创造有利的环境条件和舆论氛围。

2.2 抓住时机，积极争取大中型沼气项目

近年来，户用沼气由于受到农村劳动力输出、家庭畜禽养殖向小区和养殖场集中。建池成本不断增加以及国家农村城镇化建设步法加快的影响，大规模发展户用沼气池的已经过去，户用沼气已进入一个巩固、完善、提高的阶段。近几年，宝鸡市集约化畜禽养殖业迅猛发展，全市发展规模化养殖场小区达到476个，规模养殖户达8 817户，年产畜禽粪污达1 100.2万t。这些畜禽粪便废弃物没有进行任何无害化处理，严重地污染了环境。应该紧紧抓住国家大力扶持大中型沼气工程和养殖小区沼气工程发展机遇的有利时机，积极争取项目，力争在“十二五”规划内使宝鸡市的大中型养殖场及养殖小区都建成沼气工程。这些沼气工程无害化、减量化地处理了畜禽养殖场的畜禽粪便，达到了治理污染、生产能源和综合利用的功效[2]。

2.3 加快推进生物质能源的利用力度

（1）千百年来，“烧柴火做饭、用火炕取暖”是我国广大农村的传统习惯。现在广大农村普遍使用的第1代省柴灶，其热效率在20%左右，新研发的新型节柴灶的热效率提高到35%，目前节柴灶项目国家补助500元。因此要利用项目加快对农村炉、灶进行升级换代步伐。

（2）新型节能炕“吊炕”于2008年5月成为最新国家农业行业标准（NY/T 1636-2008）。“吊炕”设计热效率高、节能显著、使用效果好、造价较低。而最新型的节能炕“吊炕”目前在宝鸡市农村只建成100多个，因此要加大培训技术人员的力度，广泛宣传新型节能炕，加快节能炕的升级换代[3]。

（3）根据企业每年实际销售秸秆能源产品的种类、数量折算消耗的秸秆种类和数量，中央财政按一定标准给予综合性补助（150元/t）。为了响应国家号召，在秸秆富裕区加强扶持秸秆固体成型燃料技术推广，鼓励有能力的企业开展秸秆能源产品的生产。

2.4 加大太阳能利用项目的推广，提高太阳能的利用速度

坚持因地制宜、多能互补，结合国内外可再生能源技术发展现状和各地实际情况，加快农村太阳能能源的开发利用，进一步提升太阳能开发利用水平。一是要积极争取太阳能热水器项目，力争在“十二五”规划内使全市的农民家庭安装上太阳能热水器，享受到国家的惠民政策。二是要注重建筑太阳能应用技术的推广，新建筑从设计入手推广使用太阳能。三是对供电不便的城乡道路、景观等公共场所要支持推广太阳能照明项目[4-5]。

3 参考文献

[1] 韩丽君.我国农村能源的发展战略分析[J].太原师范学院学报：社会科学版，2007（2）：73-75.

[2] 曾晶，张卫兵.我国农村能源问题研究[J].贵州大学学报：社会科学版，2005（3）：105-108.

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电力工业是支撑国民经济和社会发展的基础性产业和公用事业，随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对电力的依赖程度也越来越高。电力需求与国民经济密切相关，电力弹性系数反映了用电增长速度与国民经济增长速度的相对关系。改革开放以来，我国经济进入了快速发展时期，特别是本世纪以来，工业化、城镇化、市场化、国际化的快速发展，拉动重工业和电力工业以超过前20年平均发展速度的高速不断增长，趋势还在继续；未来十年是我国全面建设小康社会的关键时期，从经济和电力发展的周期来看，我国经济和电力发展从2010年开始进入新一轮发展周期，这一时期，工业化进程加快，将进入深度加工化阶段，随着产业结构调整、科技进步和工业结构优化及基本实现现代化，同时全面建设小康社会将推动消费结构升级，城市化速度上升，人口大量转移，也将使我国的单位GDP电耗趋于下降，但电力需求维持增长态势，电力工业将由快速发展阶段过渡到持续稳定发展的新阶段，基于产业结构调整已取得明显成效，每万元GDP电耗将由2010年的1，487千瓦时下降为2020年的1，100-1， 200千瓦时。居民生活质量的不断提高，使生活用电水平达到700-800千瓦时/人，生活用电的比重将超过20%。预计到2020年，全国全社会用电量8万亿千瓦时左右，电力弹性系数在1左右。

“十二五”能源规划发展思路：一是要大力发展新兴能源产业，加快核电建设，大力发展风能、太阳能和生物质能，发展煤炭的清洁利用产业；二是加强传统能源的产业，建设大型能源基地，努力发展煤、电大型的能源企业；三是提高能源综合安全保障机制，统筹国内外能源的开发和利用，加强能源布局的平衡和协调衔接，合理安排煤电油气的建设；四是强化科技创新，推进能源综合开发利用，健全资源开发的合理机制和生态修复的机制；五是改善城乡居民的用电条件，加强广大农村地区的能源建设。

“十二五”能源规划的发展目标：煤炭仍将保持主体能源地位，水电、风电、生物质能、核电、太阳能生产规模都将有大幅提高。“十二五”末期国内将形成六到八个大型煤炭集团并且按照区域经济特点提出煤炭调入区和调出区概念。同时，可再生能源方面，将力促水电发挥可再生能源的主体作用，将风电作为可再生能源的重要新生力量，将太阳能作为后续潜力最大的可再生能源产业，同时推动生物质能多元化发展。“十二五”能源规划投资预计为5万亿元，其中电源建设投资预计2.65万亿元，电网建设投资预计2.35万亿元。

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本文通过对分布式供电特点及其发展趋势的阐述，强调分布式供电对电力工业的重要作用，指出可再生能源为分布式供电提供了更广阔的发展前景；分布式供电技术发展的主要方向之一为冷热电三联产技术。

2分布式供电

2.1分布式供电概述及其特点

顾名思义，分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。这个概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布后正式先在美国推广，然后被其它先进国家接受的。当今的分布式供电方式主要是指用液体或气体燃料的内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。因其具有良好的环保性能，分布式供电电源与“小机组”己不是同一概念。

与常规的集中供电电站相比，分布式供电具有以下优势：没有或很低输配电损耗；无需建设配电站，可避免或延缓增加的输配电成本；适合多种热电比的变化，系统可根据热或电的需求进行调节从而增加年设备利用小时；土建和安装成本低；各电站相互独立，用户可自行控制，不会发生大规模供电事故，供电的可靠性高；可进行遥控和监测区域电力质量和性能：非常适合对乡村、牧区、山区、发展中区域及商业区和居民区提供电力；大量减少了环保压力。

二十世纪初以来电力行业流行的观点是，发电机组容量越大，则效率越高，单位kw投资越低，发明成本也越低，因而随着能源产业的发展，电力工业发展方向是“大机组、大电厂和大电网”。但是，在许多特殊情况下，分布式供电是集中供电不可缺少的重要补充：

分布式供电可以满足特殊场合的需求例如，而印瞒设电网的西部熟顷地区或散布的用户：对供电安全稳定性要求较高瞅糊昭户，如医院、银行等；能源需求较为多样化的用户，需要电力的同时还需要热或冷能的供应。这种供电方式最大的优点是不需远距离输配电设备，输电损失显著减少，运行安全可靠，并可按需要方便、灵活地利用排气热量实现热电联产或热电冷三联产，提高能源利用率。

分布式供电方式可以弥补大电网在安全稳定性方面的不足在世界上大型火电厂建设的趋势有增无减之时，电网的急速膨胀对供电安全与稳定性带来很大威胁，而各种形式的小型分布式供电系统，使国民经济、国家安全至关重要而又极为脆弱的纽带--大电网不再孤立和笨拙。直接安置在用户近旁的分布式发电装置与大电网配合，可大大地提高供电可靠性，在电网崩溃和意外灾害(例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下，可维持重要用户的供电。

分布式供电方式为能源的综合梯级利用提供了可能在常规的集中供电方式中，能量形式相对单-。当用户不仅仅需要电力，而且需要其它能量形式如冷能和热能的供应时，仅通过电力来满足上述需要时难以实现能量的综合梯级利用：而分布式供电方式以其规模小、灵活性强等特点，通过不同循环的有机整合可以在满足用户需求的同时实现能量的综合梯级利用，并且克服了冷能和热能无法远距离传输的困难。

分布式供电方式为可再生能源的利用开辟了新的方向相对于化石能源而言，可再生能源能流密度较低、分散性强，而且目前的可再生能源利用系统规模小、能源利用率较低，作为集中供电手段是不现实的。分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力。我国的可再生能源资源丰富，发展可再生能源是二十一世纪减少环境污染和温室气体排放以及替代化石能源的必然要求，因此为充分利用量多面广的可再生能源发电，方便安全地向偏僻、少能源地区供电，建设可再生能源分布式供电应受到高度重视。

还应指出，对目前世界能源产业面临亟待解决的四大问题：合理调整能源结构、进一步提高能源利用效率、改善能源产业的安全性、解决环境污染，单-的大电网集中供电解决上述问题存在困难，而分布式供电系统恰好可以在提高能源利用率、改善安全性与解决环境污染方面做出突出的贡献。因此，大电网与分散的小型分布式供电方式的合理结合，被全球能源、电力专家认为是投资省、能耗低、可靠性高的灵活能源系统，成为二十-世纪电力工业的发展方向。这就是说，世界电力工业已经开始向传统电力工业的模式告别，走向依靠大型发电站和小型分布式供电广泛结合的过渡的“分散式”电力系统，从而大大改善供电效率、供电品质和减轻当今电力行业对环境影响形成的负担、减少兴建和改善输配电线路。而且，由于近来美国加州供电危机的影响，国外有的观点甚至认为今后在大力发展分布式供电的情况下，大型中心电站将走向衰落。

2.2分布式供电发展趋势

2.2.1分布式供电的主要方式

分布式发电方式多种多样，根据燃料不同，可分为化石能源与可再生能源；根据用户需求不同，有电力单供方式与热电联产方式(CHP)，或冷热电三联产方式(CCHP)；根据循环方式不同，可分为燃气轮机发电方式，蒸汽轮机发电方式或柴油机发电方式等。表1列出了主要的分布式供电方式。

在产业革命后的200年中，煤炭一直是世界范围内的主要能源，而随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例不断增加，于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升；同时，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。然而，虽然可再生能源是取之无尽的洁净能源，但其能源密度低，稳定性较差，需要蓄能调节，长期稳定运行困难，且由于技术不够成熟，可再生能源一次投资较大，经济性差；而化石能源的发电技术不仅更加成熟，而且效率更高。因此，作为分布式供电的发电技术，化石能源目前仍是国际上的主要方向。

表1主要的分布式供电方式

发电技术

能源种类

内燃机发电技术

燃气轮机发电技术

微型燃气轮机发电技术

常规的燃油发电机发电技术

燃料电池发电技术

化石能源

太阳能发电技术

风力发电技术

小水利发电技术

生物质发电技术

可再生能源

氢能发电技术

二次能源

垃圾发电技术

一般废弃物

2.2.2分布式供电的主要动力-微型燃气轮机

以化石能源为能源动力的分布式供电方式多种多样(见表1)。随着微型燃机技术的不断完善，微型燃机发电机组已成为分布式供电的主力。

微型燃气轮机是功率为数百KW以下的、以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料的超小型燃气轮机。它的雏形可追溯到60年代，但作为-种新型的小型分布式供电系统和电源装置的发展历史则较短。

微型燃气轮机大都采用回热循环。通常它由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成，从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热，然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。大多数微型气轮机由燃气轮机直接驱动内置式高速发电机，发电机与压气机、透平同轴，转速在50000-120000rpm之间。一些单轴微型燃气轮机设计，发电机发出高频交流电，转换成高压直流电后，再转换为60Hz480v的交流电。

目前，开发微型透平的厂商主要集中在北美，欧洲有瑞典和英国。表2为部分新一代微型燃气轮机的主要技术参数。

与柴油机发电机组相比，微型燃机具有以下一系列先进技术特征：

(1)运动部件少，结构简单紧凑。重量轻，是传统燃机的1/4；

(2)可用多种燃料，燃料消耗率低，排放低，尤其是使用天然气；

(3)低振动，低噪音，寿命长，运行成本低；

(4)设计简单，备用件少，生产成本低；

(5)通过调节转速，即使不是满负荷运转，效率也非常高；

(6)可遥控和诊断：

(7)可多台集成扩容。

因此，先进的微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式供电的最佳方式，使电站更靠近用户，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。有理由相信，一旦达到适当的批量，微型燃机轮机有能力与中心发电厂相匹敌。对终端用户来说，与其它小型发电装置相比，微型燃气轮机是一种更好的环保型发电装置。

表2新一代微型燃气轮机的主要技术参数供应商燃料转速电功率（KW）效率（%）压比进口温度（ºC）出口温度（ºC）排气温度（ºC）排放（NOx）功率范围（KW）

Allied

Signal天然气650007528.53.7930650240<25ppm75

Bowman天然气1150004522.54.3-650305-35，45，50，60，80，200

Capstone天然气9600030-3.2840-270-24，30，60，125-250

GE/Elliott天然气1160004530---316<9ppm45,80,200

NREC(样机)天然气

柴油

丙烷5000070333.3870-200-30-200

2.2.3分布式供电发展方向-冷热电三联产系统

虽然回热等有效提高微型燃气轮机系统热转功效率的手段得到应用，微型燃机发电效率己从17%-20%上升到当前的26%-30%，但以微型燃气轮机作为动力的简单的分布式供电系统的热转功效率依然远小于大型集中供电电站。如何有效提高分布式供电系统的能量利用效率是当前分布式供电技术发展所面临的主要障碍之一。

正如常规的集中供电电站可以通过功热并供提高能源利用率一样，分布式供电系统在用户需要的情况下，同样可以在生产电力的同时，提供热能或同时满足供热、制冷两方面的需求。而后者则成为一种先进的能源利用系统-冷热电三联产系统。

与简单的供电系统相比，冷热电三联产系统可以在大幅度提高系统能源利用率的同时，降低环境污染，明显改善系统的热经济性。因此，三联产技术是目前分布式供电发展的主要方向之一。

2.2.4以可再生能源为基础的分布式供电方式的发展前景

由于矿物能源的有限性和污染性，可再生能源的利用与研究已引起广泛的重视。20世纪70年代以来，可再生能源已经引起了科学家的关注，研究和开发工作取得了重大进展和成就。进入21世界，可再生能源问题明确地摆到了政府决策者、科学家和社会各界面前，成为重点发展的热门研究课题。根据国家“863”专家委员会提供的文件，在全球资源与环境问题的强大驱动下，预计在未来10年左右的时间内，可再生能源研究将取得突破性进展。据国际能源机构预测，到2060年全球可再生能源的比例将发展到世界能源构成的50％以上。

我国可再生能源资源丰富、量多面广。例如，太阳能在我国2/3国土上的年辐射量超过600MJ/cm2，每年地表吸收的太阳能大约相当于17万亿吨标准煤的能量；而地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准媒，探明储量为31.6亿吨标准煤。效率差、密度低、不稳定等缺陷成为以往可再生能源利用的主要障碍，很难将其与集中供电相结合。通过与分布式供电方式相结合，新型可再生能源分布式发电系统可以在能的梯级利用的基础上实现效率的大幅度提高；同时，分布式发电系统对能源密度的要求也远低子集中供电方式；而且，通过与现代蓄能技术相结合，可以在很大程度上克服可再生能源不稳定的缺陷。如今，分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力，在供能效率和经济性的提高以及能源供给安全性方面具有不可替代的作用；而可再生能源也为分布式供电提供了更加广阔的发展前景。

可再生能源系统具有运行费用低、环保性能好等突出优势。比如，为适应北京2008年举办奥运会的要求，以及北京日趋严格的环境排放标准，我们建议在奥运村建设示范项目“太阳能与热泵高效复合能源系统”：将性能好、技术含量高的热泵技术和太阳能利用技术相结合。此项目利用太阳能等环境能源作为辅助能源，可确保奥运村对电、冷和热的供应万无一失。它充分体现了“绿色奥运”、“科技奥运”的宗旨，将有力推进北京和全国清洁能源利用的发展。该项目由于采用太阳能热水器，系统省去热水器装机负荷以及运行负荷；由于采用太阳能热水器作为冬季热泵供热的热源，实现了寒冷地区的热泵冬夏两季运行，省去了系统供热空调装机负荷。另外，该系统通过将太阳能和天然气或电能适当结合，克服了传统太阳能利用的不连续、不稳定的缺陷--夏季系统可以输出空调用冷和生活热水，冬季系统可以输出空调用热，仅太阳能环境能源的利用就使系统节电能20%-30%；年总能耗比传统技术方案降低了60%左右，节能效果非常明显。该项目设备总投资费用虽然比传统技术高20%多(其中太阳能热水器设备费约占总投资的60%)，但运行费用降低50％左右，所追加投资仅需2年左右就可全部回收。

目前，对以太阳能、地热能等为主的可再生能源的研究和利用受到世界范围的重视。随着对可再生能源的能量聚集、转化、储存和利用等方面研究的深入，无论是从环境保护的角度，还是从技术经济、社会发展的角度来看，以可再生能源为基础的分布式供电方式具有不可替代性，必将成为未来很有发展前景的供能手段之一。

2.3我国需要分布式供电

目前我国正处在经济高速发展时期，提高资源综合利用效率，是我国能源工业能否持续支撑国家现代化建设的关键所在。我国能源利用水平距世界发达国家还有很大的差距，日益增长的电力需求远未得到满足，“大机组、大电厂、大电网”的大规模、集中式的电网供电依然是我国目前能源工业的主要发展方向。

但是，我国需要分布式供电。这是因为：

(1)我国幅员辽阔，但物产资源相对贫乏，而且经济发展不平衡。对于西部等边远、落后地区而言，由于其远离经济发达地区，形成一定规模的、强大的集中式西北电网系统需要很长时间和巨额的投资，这无法满足目前西部经济快速发展的需要。而分布式供电系统可以借助西部天然气资源丰富、可再生能源多种多样的优势，在不长的时间内，以较小的投资为代价，为西部经济发展提供有力的支撑；对于东南沿海经济发达地区，由于生活水平的日益增加，已经出现了类似于西方发达国家的对于能源产品需求多样化的趋势。与集中式供电相比，分布式供电显现了突出的优点，为解决上述问题提供-个更加圆满的方案。

(2)随着经济建设的飞速发展，我国集中式供电电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题是不容忽视的，如纽约市、台湾岛二次大停电己为我们敲响了警钟。为了及时抑制这种趋势的蔓延，只有合理地调整供电结构、有效地将分布式供电和集中式供电结合在一起，构架更加安全稳定的电力系统。

(3)纵观西方发达国家的能源产业的发展过程，可以发现：它经历了从分布式供电到集中式供电，又到分布式供电方式的演变。造成这种现象不仅仅是由于生活水平提高的需求，而且也是集中式供电方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑，随着社会的发展，我国能源产业也将面临类似的问题。因此，虽然从目前能源产业的发展情况来看，集中式供电是我国能源系统发展的主要方向，但从长远看，构造一个集中式供电与分布式供电相结合的合理能源系统，增加电网的质量和可靠性，将为我国能源产业的发展打下坚实的基础。

所以，我国近期在发展大机组、大电厂的同时，应不失时机、因地制宜地兴建分布式供电设施。可以预见，随着西部大开发的深入进行，特别是“西气东输”工程的开展，我国沿线区域和边远地区的分布式供电将得到极大的发展。

还应指出，对北京而言，这种分布式能源系统，不仅是保证2008年奥运会顺利进行所必须的，而且它将为首都经济提供一个有广阔前景的技术产业，为北京的发展做出贡献。

3冷热电联产

3.1冷热电联产系统概述及其特点

传统动力系统的技术开发以及商业化的努力主要着眼于单独的设备，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备。这些设备的共同问题在于单一目标下的能耗高，在忽视环境影响和不合理的能源价格情况下，具有-定的经济效益。但是，从科技技术角度出发，这些设备都尚未达到有限能源资源的高效和综合利用。

冷热电联产(CCHP)是-种建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程-体化的多联产总能系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。与集中式发电-远程送电比较，CCHP可以大大提高能源利用效率：大型发电厂的发电效率-般为35%-55％，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30-47%。而CCHP的能源利用率可达到90%，没有输电损耗；另外，CCHP在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力：据有关专家估算，如果从2000年起每年有4%的现有建筑的供电、供暖和供冷采用CCHP，从2005年起25％的新建建筑及从2010年起50％的新建建筑均采用CCHP的话，到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。

3.2冷热电联产系统方案选择

典型冷热电三联产系统一般包括：动力系统和发电机(供电)、余热回收装置(供热)、制冷系统(供冷)等。针对不同的用户需求，冷热电联产系统方案的可选择范围很大：与热、电联产技术有关的选择有蒸汽轮机驱动的外燃烧式和燃气轮机驱动的内燃烧式方案；与制冷方式有关的选择有压缩式、吸收式或其它热驱动的制冷方式。另外，供热、供冷热源还有直接和间接方式之分。

在外燃烧式的热电联产应用中，由于背压汽轮机常常受到区域供热负荷的限制不能按经济规模设置，多数是相当小的和低效率的；而对于内燃烧式方案，由于技术的不断进步，已经生产出了尺寸小、重量轻、污染排放低、燃料适应性广、具有机械效率和高排气温度的燃气轮机，同时燃气轮机的容量范围很宽：从几十到数百KW的微型燃气轮机到300MW以上的大型燃气轮机，它们用于热电联产时既发电又产汽，兼有高发电效率（30%-40%）和高的热效率（70%-80%）。现在，在有燃汽和燃油的地方，燃气轮机正日益取代汽轮机在热电联产中的地位。

压缩式制冷是消耗外功并通过旋转轴传递给压缩机进行制冷的，通过机械能的分配，可以调节电量和冷量的比例；而吸收式制冷是耗费低温位热能来制冷(根据对热量和冷量的需求进行调节和优化)，把来自热电联产的一部分或全部热能用于驱动吸收式制冷系统。

目前最为常见的吸收式制冷系统为溴化锂吸收式制冷系统和氨吸收式制冷系统。前者制冷温度由于受制冷剂的限制，不能低于5℃，-殷仅用于家用空调；后者的制冷温度范围非常大(+10℃--50℃)，不仅可用于空调，而且可用于0℃以下的制冷场所。同时，氨吸收式制冷系统可以利用低品位的余热，所需热源的温度只要达到80℃以上就能利用，从而使能源得到充分合理的利用；而月氨吸收式制冷系统还具有节电、设备易于制造和维修、对安装场所要求不高、系统运行平稳可靠、噪声小、便于调节、可以在同一系统内提供给用户不同温度的冷量、单个系统的制冷量很大等优点。

4结论

篇13

随着可持续发展的推进，国家逐步提倡使用可再生能源。生物质能源即为可再生能源，以农作物，树木，植物枯萎的残体和家禽的粪便等为原料，进行直接燃烧或生物能源生产的产业即为生物质能源的开发与利用。

1 生物质能源开发的重要性和必要性1.1 非可再生性能源濒临枯竭

石油是一种重要的化工原料，也是国家必需的战略物资，所以说石油工业的发展在一些方面上就是国家军事实力和经济实力的象征。近些年来我国快速发展，石油化工产业在我们生活中变得越来越重要，与人们的衣食住行、国家的国计民生紧密相连。石油也可以说是一个国家的血脉，但石油属非可再生能源，终有用尽的一天。

1.2 非可再生性能源对环境污染严重

1.2.1 非可再生性能源开采对地层结构破坏严重

石油作为一种典型的非可再生能源，其开发的程序相对复杂，主要包括选址，打井，抽油，注水等过程，这些过程中对地层结构有较大的破坏作用。虽然抽完油要进行注水，但是由于水和石油的密度不同，长时间的石油开采必然会导致地层结构被严重破坏，导致地层土质疏松，甚至会发生底层塌陷。

1.2.2 非可再生能源利用对环境污染严重

众所周知，石油等传统非可再生资源的开采、利用可对环境造成污染。刚开采出来的原油内含有众多物质，不能被直接很好的利用，需经过石油化工企业的加工提炼，提炼出我们日常生活中所使用的汽油、柴油，沥青以及各种化工原料和产品。但是，开采、提炼原油的过程也是个污染环境的过程，直接导致大气污染和水污染。随着世界人口的增长和人们生活水平的提高，将有更多的化工产品和燃料被需要，更多的能源被开采，有更多的石油化工厂不得不开工建设。环境污染问题必然逐步加重。

鉴于此，我们必须努力提高技术水平，使石油化工单位产品排放更少的污染物，尽量降低对环境的污染程度，更要另辟蹊径，探索清洁的可替代能源。促进环境与人类的和谐发展，

2 生物质能源开发的现状

20世纪以来，全球性的非可再生能源危机让新能源的开发变得迫在眉睫。生物质能源因其清洁、高效、可再生等特点而得到越来越多的人的关注。生物质能源是位居于全球三大化石能源之后排行第四位，我国对于生物质能源的开发主要有以下几种：

2.1 沼气技术

沼气是指有机质在厌氧的条件下，有机质在微生物的发酵作用下产生的一种可燃性气体。因其最初的发现位置是在沼泽地区，因此被称为沼气。此技术主要是使用厌氧法处理家禽的粪便，这项技术是在我国使用较早的生物质能源的开发技术，二十世纪八十年代左右，目前，很多国家都把沼气当做生活燃料，西欧部分国家生物质能源发电并网量可占总发电量的10%左右。沼气的开发和利用在我国起步较晚，但发展较迅速，获得国家发改委批复的沼气发电CMD项目已有多个。

2.2 热裂解气化

在一九七零年左右，很多发达国家就已经对这项技术进行了研究，其中一项名为流化床气化的技术以其自身明显的优点占据了当时发达国家生物质能源的开发市场，美国已有19家公司和探究机构从事生物质热裂解气化技术的探究和开发；加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的探究，近些年来，我国等发展中国家也对这项技术进行了初步研究。2.3 生物质能源的转化

目前，生物质能源主要有生物乙、丁醇、生物柴油等。生物质燃料油资源的开发技术开始于“八五计划”期间，自“九五计划”以后，国家发改委颁布实施了用粮食和传统油料制备交通能源的战略方针。[4]生物质能源的转化主要是通过对植物油等代用油料的理化、酯化和裂解实现的。作为清洁燃料可以直接代替汽油等石油燃料，近些年来这项技术也得到了追捧。

2.4 压缩燃烧方法

生物质压缩技术可将固体农林废弃物压缩成型，制成可代替煤炭的压块燃料。成型燃料主要应用于两个方面：一是进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料。二是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暖房取暖用燃料。

2.5 联合燃烧方法

联合燃烧是指将生物质压缩，掺入燃煤等传统燃料中进行混合燃烧的一种用能方式。联合燃烧可大幅降低燃煤中的硫氧化物、氮氧化物的生成，高效环保，技术门槛较低，利用较广。

2.6 垃圾焚烧方法

垃圾燃烧的燃烧是指将垃圾分类之后对可燃垃圾进行燃烧用能的去能方式。在使用这种方式进行去能时，要先将垃圾进行分类或者将垃圾研磨成悬浮液后进行沉降、过筛，然后再进行燃烧。实验数据显示每燃烧500t垃圾，可产生1W千万・时的电量。这种垃圾处理方式可大大减缓环境压力。

3 生物质能源的前景探析

我国现在所使用的能源中，生物质能源仅占能源总量的百分之十四，生物质能源开发具有很广阔的前景。与此同时，生物质能源也有着自己绝对的优势，这正是国家提倡生物质能源的一个重要原因。

目前，生物质能源的利用技术又传喜讯。生物柴油加工技术目前已取得了实质性突破，一些发达国家利用餐厨废油加工成柴油，并进一步加工转化为航空煤油。与之相比，我国的生物柴油产业也已初步形成，为餐厨废油的无害化处置、防止餐厨废油流回餐桌开辟了一条新路，也为保障我国食品卫生安全作出了巨大贡献。但生物柴油行业尚处在发展培育期，需要国家相关部门出台更多的支持政策，严控餐厨废油非法流向，需要有更多愿意承担社会责任的企业加入生物柴油行业，发展生物柴油行业。

生物柴油加工技术的进步，为我们生物质能源利用技术的发展带来了希望，大大提高我们开发生物质能源利用技术的信心，为生物质能源利用技术的开发，带来光明的前景。

结语：生物质能源必然会发挥其明显的优势，逐步的加大自己在能源领域的比重，同时，生物质能源必然会逐步减小环境的污染，有力缓解企业节能减排压力。

参考文献

[1] 兰家彬，金丛书，龚义华.随州市中小企业减排现状调查[J].武汉金融，2008（06）：69-70