第六章 清洁能源与绿色化学

1、第六章 清洁能源与绿色化学第六章 清洁能源与绿色化学第一节 清洁能源第二节 绿色化学引言： 世界能源危机 世界经济的现代化，得益于化石能源，然而这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。石油储量大约在2050左右年宣告枯竭。天然气储备估计将在5765年内枯竭。煤的储量可以供应169年。铀的年开采量目前为每年6万吨，估计可维持到21世纪30年代中期。核聚变到2050年还没有实现的希望。世界能源危机世界能源危机 化石能源与原料链条的中 断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济!环境污染 此外，环境也成为左右能源开发和消费的重要因素。据政府间气候变化委员会的报告，如不尽快

2、采取实质行动，未来一百年全球平均气温将上升3-6度，海平面上升15-35米，导致接近一半的生物物种灭绝，并造成巨大经济社会损失。解决能源环境危机的有效途径发展绿色能源 面对如此严峻的能源环境形式我们必须采取有效的应对措施，而大力发展绿色能源就是一条可行的路线。 绿色能源被我理解为环保能源和可再生能源。世界上最大的水电站：中国三峡 世界上最大的生物能电厂：芬兰世界上最大的太阳能热电厂：美国加利福尼亚州南部的segs电厂最大的波浪能电厂：葡萄牙一、能源定义和分类一、能源定义和分类1、能源科学技术百科全书说：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；大英百科全书说：“能源是一个包括着所有燃料、

3、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；日本大百科全书说：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”； 第一节 清洁能源-http:/www.21ce.cc/一、能源定义和分类一、能源定义和分类1、能源我国的能源百科全书：能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。简单来说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。能源是人类进行生产、发展经济的重要物质基础和动力来源，是人类赖以生存不可缺少的重要资源，是经济发展的战略重点之一。第一节 清洁能源-

4、http:/www.21ce.cc/一、能源定义和分类一、能源定义和分类2、分类按利用方式，能源分为从自然界直接获得的一次能源一次能源和由一次能源经过加工转化成为新形态的二次能源二次能源。在一次能源中又分为能再生并得到不断补充和循环使用的可再生能源可再生能源及经过亿年形成而短期无法恢复的非非再生能源再生能源，人类依靠这种能源生存、维持运转，总有一天会枯竭。第一节 清洁能源-http:/www.21ce.cc/一、能源定义和分类一、能源定义和分类2、分类按使用历史可分为常规能源和新能源。常规能源：已经大规模生产和广泛使用新能源：指正处在开发利用中第一节 清洁能源-http:/www.21ce.c

5、c/一、能源定义和分类一、能源定义和分类2、分类按能源性质分按能源性质分有燃料型能源（煤炭、石油、天然气、泥炭、木材）和非燃料型能源（水能、风能、地热能、海洋能）。 根据能源消耗后是否造成环境污染根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。 第一节 清洁能源-http:/www.21ce.cc/3、行业背景、行业背景1900-20081900-2008年间全球的温度变化年间全球的温度变化资料来源: NOAA 交银国际n资源问题：经济增长对能源需求不断扩大，而传统能源的供给有限，传统能源价格的不断走高，

6、拖累经济增长，带来滞涨隐忧。n环境问题：温室气体排放给环境造成很大压力，全球变暖趋势正在摧毁地球人的“绿色家园”梦想；为使全球平均气温的升幅不超过工业化之前2，要在2050年前实现全球二氧化碳排放量比1990年减少50以上。世界及世界及中国中国传统能源的储量传统能源的储量传统能源世界储采比中国占比(&)(&)储采比石油1258.0BB4215.5BB1.2%11.1煤炭8260001MNT122114500MT13.9%41天然气185.02TNM360.42.46TNM31.3%32.33、行业背景、行业背景二、清洁能源二、清洁能源1、清洁能源含义、清洁能源含义清洁能源，它可分为狭义和广义两

7、种概念。狭义的清洁能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。广义的清洁能源则包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤（将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力）和核能等。第一节 清洁能源二、清洁能源二、清洁能源指在生产和使用过程、不产生有害物质排放的能源。可再生的、消耗后可得到恢复，或非再生的(如风能、水能、天然气等)及经洁净技术处理过的能源(如洁净煤油等)。清洁能源是不排放污染物的能源，包括核电站和“可再生能源”，可再生能源是指原材料可以再生的能

8、源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、海潮能等，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。 第一节 清洁能源资源丰富、利用方便、洁净无污染资源丰富、利用方便、洁净无污染太阳能利用的重要途径之一是研制太阳电池！太阳能利用的重要途径之一是研制太阳电池！Wave Tiden政府相继出台了针对新能源的扶持政策及远景规划，决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动的方式，加快本国新能源产业的产业化和规模化发展。n各主要经济体计划在2020年将可再生能源的比重提高至15-20%左右。全球主要经济体的新能源规划和减排目标全球主要经济体的新能源规划和减排目标经

9、济体新能源规划和碳减排目标欧盟未来10年至少投资500亿欧元用于清洁能源的研发；2020年实现清洁能源占能源结构20%；2020年将其温室气体排放量在1990 年基础上减少20%，到2050年实现温室气体减排80%。美国未来10年向清洁能源领域投资1500亿美元；2015年以前投放100万辆混合动力车；可再生能源发电比例在2012年达到10%，在2025年达到25%；2020年温室气体排放量在2005年的基础上减少17%。日本2020年清洁能源消费占比提高到20%，其中除了太阳能发电和生物燃料外，还包括热泵装置；到2020年太阳能发电量提高到现在的20倍；到2020年将排放量较2005年水平降

10、低15%。中国至2020年新能源总投资预计达4.5万亿元人民币,拉动全社会总投资9万亿元；可再生能源占总能源消耗比例提高到15%；单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。资料来源: 交银国际3.公共政策公共政策2008-2010年国家鼓励发展新能源的政策、法规（一）发文时间发文单位政策名称2007年11月国家发改委关于开展大型并网光伏示范电站建设有关关要求的通知2008年3月国家发改委关于印发可再生能源发展“十一五”规划的通知2008年3月财政部关于印发秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法的通知2008年8月国家发改委等11部门关于贯彻实施中华人民共和国节约能源法的通知2009年2

11、月国家发改委、电监会、能源局关于清理优惠电价有关问题的通知2009年3月财政部太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法 2009年3月财政部关于加快推进太阳能光电建筑应用实施意见 2009年5月国家发改委关于印发促进生物产业加快发展若干政策的通知 2009年7月国家发改委关于完善风力发电上网电价政策通知2009年9月国家发改委6部门关于印发半导体照明节能产业发展意见的通知2009年10月国家发改委、财政部关于实施新兴产业创投计划、开展产业技术研究与开发资金参股设立创业投资基金试点工作的通知2008-2010年国家鼓励发展新能源的政策、法规（二）发文时间发文单位政策名称2009年12月全国人大

12、中华人民共和国可再生能源法修正案2009年12月国家发改委关于2009年1-6月可再生能源电会补贴和额交易方案的通知2009年12月全国人大中华人民共和国可再生能源法修正案, 自2010年4月1日起施行。 即将出台国家能源局正在编制新能源发展规划产业政策产业政策 l核能发电l水力发电l可再生能源发电l单机600MW以上火电l单机300MW以上资源综合利用l500千伏交直流输变电l单机容量300MW及以下常规燃煤机组l单机200MW及以下火力发电机组限制类淘汰类鼓励类鼓励类积极积极开发水电，优化优化建设煤电，加快加快建设核电，鼓励鼓励新能源和可再生能源发电价格政策价格政策 上网电价上网电价输配电

13、价输配电价销售电价销售电价燃煤发电燃煤发电l标杆电价l煤电联动机制水电、核电水电、核电l一事一批l在保证还本付息合理的投资者回报基础测算报批输配电价、销售电价：输配电价、销售电价：政府监管风电、风电、煤层气、生物质发电：煤层气、生物质发电：政府指导价格、特许权招标定价可再生能源发展专项资金财税政策财税政策 财政政策财政政策税收政策税收政策增值税及附加（教育费、城建费）、企业所得税其中：增值税率17%所得税率：25%环保政策环保政策 新建燃煤机组必须同步建设脱硫设施新建燃煤机组必须同步建设脱硫设施现有燃煤机组必须脱硫改造现有燃煤机组必须脱硫改造降低小火电机组上网电价降低小火电机组上网电价实行节能

14、调度实行节能调度鼓励上大压小、热电联产鼓励上大压小、热电联产2010年前关停小火电年前关停小火电5000万千瓦以上万千瓦以上市场准入政策市场准入政策电力市场正在发育之中，发电环节已基本实现主体多元化，电力市场正在发育之中，发电环节已基本实现主体多元化，初步形成竞争格局初步形成竞争格局国有控投占国有控投占90% 三、清洁能源三、清洁能源第一节 清洁能源1、风能、太阳能仍然是投资重点和热点 风能、乙醇、生物燃油以及太阳能等一直以来作为备用能源方式的新能源，成了有竞争力的能源形式。近十年来，全球太阳能的消费呈平稳状态，而乙醇燃料和风能的消费呈快速增长态势。其中太阳能、风能、氢能和燃料电池以及生物质能

15、的发展速度快，产业前景好。 新能源领域投资活跃将进一步促进全球新能源市场的持续繁荣。2009年，风电和太阳能投资占了清洁能源投资总额的70%以上，可以看出，技术相对成熟的风能和太阳能仍然是产业投资重点。 o基本特点 2、发达国家仍是新能源市场主力，新兴国家成为投资重点 新能源产业发展从发达国家开始， 长期以来， 发达国家一直是利用新能源的主力军。以风电为例，欧洲的风电装机占了全球装机总额的60%以上，核心的风机技术也集中在欧洲。不过随着全球环保意识提高，原油价格在2008年上半年的持续上涨，欧洲等发达国家对新能源产业支持力度的下滑，诸如印度、中国等新兴国家也成为新能源发展的重要力量。发达国家知

16、名新能源企业在新兴国家投资建厂，VC、PE等投资机构纷纷涌入。2009年，新兴国家仍然成为新能源投资的热点。 3、新能源产业战略特征日趋显著 金融危机之前，全球各国将发展新能源产业作为国家的替代能源战略，目的是降低对石油的依赖程度。金融危机之后，新能源产业的战略特征越来越明显，各国将新能源产业作为本国应对危机、寻找新的经济增长点、承担温室气体排放责任的手段。新能源产业已经从单纯的替代能源角色上升至国家摆脱危机、占领未来经济新增长点的举措。金融危机之后，各国发展新能源产业的战略特征越来越明显。 三、清洁能源三、清洁能源核能（或称原子能）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

17、程E=mc，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。 核能虽然属于清洁能源，但消耗铀燃料，不是可再生能源可再生能源，投资较高，而且几乎所有的国家，包括技术和管理最先进的国家，都不能保证核电站的绝对安全。第一节 清洁能源核能行业概况产业现状产业政策趋势与机会行业概况国际原子能机构公布，截至2002年底，全世界共有441台核电机组在运行，2002年共生产电力2574万亿kWh，约占当年世界总发电量的l7。根据国际原子能机构的预测，到2030年全球核电装机容量将达到473748GW，占总装机容量的比重为89；届时全球核电发电量将达到35225551，1wh，比2007年增长3505ll285，占全球总

18、发量的l2l4。我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。产业现状 中国是继美、英、法、前苏联、加拿大和瑞典之后，世界上第七个能自主设计和建造核电站的国家，核电的发展状况与我国核大国的地位极不相称。 2007年，我国核电发电量和装机容量的比重分别达到192和l24，在拥有核电的国家中是最低的。2008年我国核电总装机容量和发电量分别是885万kW和684亿kWh，仅仅占全国总装机容量的l1和总发电量的l99。与世界水平17相比，国内核电仍有很大的发展空间。 机组名称 所在

19、地额度功率（万KW） 并网时间（年.月.日） 秦山核电站 浙江海盐 30 1991.2.5 大亚湾核电站l号机组 广东深圳 90 1993.8.31 大亚湾核电站2号机组 广东深圳 90 1994.2.7 秦山二期l号机组 浙江海盐 60 2002.2.1 岭澳核电站1号机组 广东深圳 98.4 2002.4.5 岭澳核电站2号机组 广东深圳 98.4 2002.12.15 秦山三期l号机组 浙江海盐 72.8 2002.11.10 秦山三期2号机组 浙江海盐 72.8 2003.6.12 秦山二期2号机组 浙江海盐 60 2004.3.1l 田湾核电站1号机组 江苏连云港 100 2006.

20、5.12我国正在运行的核电机组产业现状产业现状 近年来，我国不断调高核电发展的目标。根据最新目标，2020年核电占电力总装机容量的比例将达到8以上。照此计算，2020年我国核电装机容量至少可以达到7000万kW，相当于未来l2年我国平均每年有56台百万千瓦核电机组投产。 根据中国核电产业发展规划，到2020年，中国将建成13座核电站，拥有58台百万千瓦级核电机组，核电总装机容量达4000万kW，核电年发电量将超过2600亿kWh，核电占中国全部发电装机容量的比重达4左右，发电量比重占全国发电量的6以上。技术升级 对第二代核电机组的改进：改进机组安全、运行性能；发挥机组设计余量，提高额定功率；延

21、长机组寿期。 第三代核电机组发展目标：符合安全性指标；达到经济性指标；采用非能动安全系统；单机容量进一步大型化；采用整体数字化控制系统；施工建设模块化以缩短工期。技术升级 近年来，世界各国提出了许多反应堆设计和核燃料循环方案的新概念。第四代核能系统开发的目标为：2030年前创新地开发出新一代核能系统，使其安全性、经济性、可持续发展性、防核扩散、防恐怖袭击等方面都有显著提高；研究开发不仅包括用于发电或制氢等的核反应堆装置，还包括核燃料循环，以达到组成完整核能利用系统的目标。趋势 能源供需矛盾尖锐，核能成为最现实的选择：降低化石燃料的份额，逐步改善能源结构。 核能对于我国的可持续发展具有重要的战略

22、意义，它将确保我国长期的能源安全，也将维持我国的核大国地位从而确保国家安全，还将带动我国相关产业及其高新技术的发展，并为改善环境污染形势作出贡献。从长远看，今后核能除了发电之外，还将为交通运输和工业供热(如可用核能产氢和海水淡化等)提供能源，逐步取代日益短缺的石油资源。趋势 核能行业已进人快速发展、规模发展、多元发展的新阶段： 在役核电站继续保持安全稳定运行，性能指标不断改善 自主设计建造的二代改进型核电新项目开始批量建设 引进技术的三代核电项目进入实施阶段 核电工程设计建设和管理能力不断增强 核电设备国产化能力稳步提升 核燃料工业取得长足发展 核能技术研发工作不断进展机会 新中国成立60年来

23、，我国的核电产业从无到有、由弱到强。如今，全国核电装机容量90782万千瓦，运行机组l l台；根据国家能源局透露的核电中长期发展规划调整目标，预计到2020年，中国核电装机容量有望超过7500万千瓦。新能源振兴规划将于年内出台，预计到2020年核电占电力总装机容量的比例将调高到8以上，据此推算，预计将带动核电装备制造业7000亿7500亿元的市场需求。机会整体投资环境向好强制性配额政策拉动中国风电需求全球风电零部件短缺，零部件行业景气三、清洁能源三、清洁能源1、水能、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

24、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。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源1、水能、水能我国可开发水资源3.78亿kW，年发电可达1.92万亿度，目前有小型水电站6万个，水力发电装机容量达8000万kW以上，在保护好水环境的同时，水资源开发潜力很大。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源2、太阳能、太阳能太阳能是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化

25、学能，能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源。 目前开展的对太阳能综合利用的全生命评估（LCA）结果显示，以往的太阳能光电转换的利用方式，由于依赖太阳能电池板这一生产过程中高污染、高耗能的材料，因此利用成本和环境代价都较高。目前研究的热电在太阳能热利用方向上。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源2、太阳能、太阳能太阳能是无所不在、取之不尽、用之不竭、无污染的绿色能源，主要用于热水器、太阳灶，用于农村能源。目前，光 电转换技术是人类大规模利用太阳能的主要途径，研制的砷化镓太阳能电池转化效率已达15.8%，可望建设大型太阳能电站，当前，我国太阳能利用量

26、达200-300万吨标准煤年。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源3、生物质能、生物质能全球生物质能消费次于石油、煤、天然气，居第四位。生物质能包括农作物秸秆、薪柴、水生植物和各种有机废物（酒糟）等一切由光合作用产生的有机物。我国是农业国，每年产出大量生物质，因直接燃烧热效益低，生物质能占农村能源消费的 ，近期生物质能开发利用与生态保护清洁生产的主要任务是：工业有机废物治理的开发、研究、推广；工业有机废物综合利用；大力推广沼气应用技术；城市生活垃圾气体、焚烧、热解技术。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源3、生物质能、生物质能优点: (1)提供低硫燃料， (2)提供廉价能源， (3)将

27、有机物转化成燃料可减少环境公害(例如，垃圾燃料)， (4)与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。 第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源3、生物质能、生物质能其缺点有: (1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物， (2)单位土地面的有机物能量偏低， (3)缺乏适合栽种植物的土地， (4)有机物的水分偏多(50%95%) 第一节 清洁能源藏民视牛粪为黄金 我国微藻制备生物柴油技术联饶镇山门村一个养猪场建起沼气池焚烧农业秸秆危害多三、清洁能源三、清洁能源4、风能、风能由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即

28、形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。 我国是世界上风能利用最早国家之一，我国风能资源丰富，总量为16亿kW，目前风力发电装机容量达20万kW，风能开发潜力巨大。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源4、风能、风能 在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。 风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械

29、装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源5、海洋能、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。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源6、地热能、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。 已被开发利用，并具有巨大利用前景和潜力。地热利用量在80万吨标准煤以上。第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源6、地热能、地热能地热能的利用：1）200400直接

30、发电及综合利用； 2）150200双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工； 3）100150双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品； 4）50100供暖，温室，家庭用热水，工业干燥； 5）2050沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。 第一节 清洁能源中国第一大地热发电站羊八井地热电站位于西藏自治区当雄县羊八井镇，于年成功投产第一台千瓦的发电机组。经过多年的开发建设，目前电站总装机容量已达万千瓦。据多吉介绍，西藏地热资源丰富，地热储量居中国首位，已发现的地热点有余个，主要分布在青藏铁路沿线、西藏南部和西部地区。目前羊八井地热电站已开发的主要是浅层资源，而储藏于地

31、表米以下的“大储量、高品质”的地热资源尚未开发，这部分深层地热的总装机容量保守估计至少为万千瓦。羊八井地热电站未来开发潜力巨大。三、清洁能源三、清洁能源7、氢能、氢能所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。 氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源7、氢能、氢能除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃

32、料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 第一节 清洁能源三、清洁能源三、清洁能源7、氢能、氢能氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。 第一节 清洁能源联合国预测 在1995年，世界能源消费总量中，常规能源占 82.2%，新能源占17.8%， 2020年，要求新能源的比重要提高到18-20%， 2

33、050年争取达到50%。 欧盟1998年，在公布能源战略白皮书中称，2050年，欧盟成员国，在可再生能源的应用上要达到50%。可见，实现新能源的转换，是人类社会和科技进步的一个长期的、艰巨的奋斗过程，但又必须从现在立即行动去实施的一项全球共同性的任务。PV可再生核能 目前，除水能资源的开发利用程度较高（在目前，除水能资源的开发利用程度较高（在28%28%47%47%）外，风能、太阳能、地热、潮汐能以及生物质能资源的开外，风能、太阳能、地热、潮汐能以及生物质能资源的开发利用率仅为发利用率仅为1%1%。 从资源总量看，可再生能源可供发电的可开发资源量从资源总量看，可再生能源可供发电的可开发资源量（

34、不包括生物质能）有近（不包括生物质能）有近2020亿千瓦之多，是亿千瓦之多，是20042004年底全国年底全国发电装机总容量（发电装机总容量（4.414.41亿千瓦）的亿千瓦）的4.54.5倍。特别是风能资源，倍。特别是风能资源，数量上占上述总量的数量上占上述总量的50%50%多，是水能资源量的多，是水能资源量的2.262.26倍，而其倍，而其开发利用率却不足开发利用率却不足0.08%0.08%。 大陆虽然具有丰富的新能源与可再生能源资源，但开发利用大陆虽然具有丰富的新能源与可再生能源资源，但开发利用起步较晚，上个世纪起步较晚，上个世纪7070年代末才作为农村能源建设的一部分年代末才作为农村能

35、源建设的一部分逐步发展起来。近年来，新能源与可再生能源的消费，约占逐步发展起来。近年来，新能源与可再生能源的消费，约占能源消费总量（包括全部水能和生物质能）的能源消费总量（包括全部水能和生物质能）的22%22%，成为能，成为能源供应系统中的重要组成部分。源供应系统中的重要组成部分。n有关可再生能源的利用程度和利用效率逐步提高，其中以有关可再生能源的利用程度和利用效率逐步提高，其中以风力发电最快，水能开发世界第一；风力发电最快，水能开发世界第一；n有关新能源的研究、开发利用的范围逐步扩大，如氢能和有关新能源的研究、开发利用的范围逐步扩大，如氢能和燃料电池的研发正在兴起；燃料电池的研发正在兴起；n

36、产业规模逐步扩大，如风电产业、太阳能光伏产业和热水产业规模逐步扩大，如风电产业、太阳能光伏产业和热水器产业。器产业。 有关新能源与可再生能源开发利用存在着技术滞后现象，自有关新能源与可再生能源开发利用存在着技术滞后现象，自主研发的技术尤其是高端技术很少，许多项目和企业都是靠主研发的技术尤其是高端技术很少，许多项目和企业都是靠从国外引进技术或者合作生产。从国外引进技术或者合作生产。与常规能源相比，新能源与可再生能源的研发和利用的成本与常规能源相比，新能源与可再生能源的研发和利用的成本大大高于常规能源，无法与常规能源形成竞争，从而使其市大大高于常规能源，无法与常规能源形成竞争，从而使其市场化和商业

37、化的途径受阻。场化和商业化的途径受阻。 尽管在新能源与可再生能源研发和利用方面，存在诸多的激尽管在新能源与可再生能源研发和利用方面，存在诸多的激励性政策，但依然存在许多制度上的障碍。这些障碍主要来励性政策，但依然存在许多制度上的障碍。这些障碍主要来自于：整个能源制度体系的不衔接配套，来自于没有长期稳自于：整个能源制度体系的不衔接配套，来自于没有长期稳定的制度支撑与保障。定的制度支撑与保障。 （1 1）太阳能）太阳能 产业链上游硅原料提纯或有新突破。 产业链中游电池制造方面，大多数中国光伏企业的工艺接近或达到国际先进水平。薄膜电池市场前景看好。 产业链下游光伏发电在我国仍处于初始阶段，所占比例较

38、低。电池生产商质量检测)各个环节都有技术提升的要求，也取得了一些进展。D2010QPD2009S2009S2010Q*2010Q*2009P*2009P*2010QEn供给激增带来产能过剩，但也使光伏组件价格剧降，光伏发电的经济性增强，内生的经济性需求经济性需求激增；n资源、环境压力使新能源长期受益，而金融危机更突显新能源价值，为此各国政府对光伏产业的扶持力度不断加码，政策引致政策引致需求需求激增；n双动力双动力拉动，2010年光伏产业的需求出现大爆发需求出现大爆发，产能过剩问题将得到实质性缓解。PE大爆大爆发发缓解缓解光伏发电光伏发电 “多晶硅瓶颈多晶硅瓶颈”被突破被突破全球多晶硅产能和产量

39、迅速扩张全球多晶硅产能和产量迅速扩张 时间2006A2006A2007A2007A2008A2008A2009E2009E2010E2010E全球产能（万吨）4.024.4全球产能增速（%）11.6%25.9%81.3%74.9%51.3%产能利用率（%）80%80%67%67%75%全球产量预计（万吨）10.718.3产量增速（%）11.6%25.9%51.1%74.9%70.1%国内厂商产能（吨）3751412.5115674060070350国内产能利用率80.0%80.0%35.4%52.7%60.1%国内的产量预计（吨）3001130410021

40、40042300产量增速（%）100.0%276.7%262.8%422.0%97.7%资料来源: 公司资料 交银国际n09年全球多晶硅的产能将达到可望16.1万吨，10年将达到24.4万吨，增速分别同比增长74.9%和51.3%；n全球多晶硅的产量在2009年预计为10.7万吨，至2010年达到18.3万吨，增速分别达到了74.9%和70.1%。冶金物理法制备多晶硅的成本和能耗冶金物理法制备多晶硅的成本和能耗n传统工艺制备多晶硅传统工艺制备多晶硅的平均成本集中在的平均成本集中在40-60美元美元/公斤公斤的范围内，的范围内，而冶金物理法的成本而冶金物理法的成本约为传统工艺的约为传统工艺的1/

41、3-1/4，其巨大的成本优其巨大的成本优势，值得密切关注；势，值得密切关注；如能如期量产，预计如能如期量产，预计将对整个行业形成较将对整个行业形成较大的冲击。大的冲击。n冶金物理法制备的多冶金物理法制备的多晶硅因纯度较低、存晶硅因纯度较低、存在衰退性强的特点，在衰退性强的特点，目前仍然存在较大的目前仍然存在较大的争议。争议。全球电池组件的产量预测全球电池组件的产量预测时间2004A2004A2005A2005A2006A2006A2007A2007A2008A2008A2009E2009E2010E2010E多晶硅电池（MWMW）10821082155815582023202330363036

42、66996699744774471108811088薄膜电池（MWMW）646498981811814004001001.01001.01263.01263.021122112总产量(MW)(MW)1146114616561656220422043436343677007700871087101320013200产量增速（% %）67.79%67.79%44.50%44.50%33.09%33.09%55.90%55.90%124.10%124.10%13.12%13.12%51.55%51.55%n2008年底，全球硅片产能年底，全球硅片产能8.3GW，同比增长，同比增长81%，我们预计电池

43、组，我们预计电池组件的产量为件的产量为7.7GW，n预计预计2009年电池组件的产量为年电池组件的产量为8.7GW，仅增长了，仅增长了13.12%；n预计预计2010年电池组件产量将大幅度恢复至年电池组件产量将大幅度恢复至51.55%。光伏组件的规模效应日渐凸显光伏组件的规模效应日渐凸显 光伏发电的成本降低光伏发电的成本降低n当多晶硅价格维当多晶硅价格维持在持在300美元美元/公公斤附近时，以日斤附近时，以日照为平均值照为平均值1500小时计，度电成小时计，度电成本为本为2.47元；元；n当多晶硅价格下当多晶硅价格下降至降至60美元美元/公斤公斤附近时，度电成附近时，度电成本仅为本仅为1.43

44、元。元。n前后不到一年，前后不到一年，光伏发电的度电光伏发电的度电成本降幅达到了成本降幅达到了42.1%！光伏发电度电成本相对于多晶硅价格和光照小时数的弹性分析 多晶硅价格（美元/公斤）300100806045301400小时2.65 1.67 1.60 1.53 1.48 1.421500小时2.47 1.56 1.49 1.43 1.38 1.331600小时2.32 1.47 1.40 1.34 1.29 1.241700小时2.18 1.38 1.32 1.26 1.22 1.171800小时2.06 1.31 1.24 1.19 1.15 1.11四、展望四、展望中共中央关于制定国民

45、经济和社会发展第十二个五年规划的建议(下称建议)就提出，在保护生态的前提下积极发展水电，在确保安全的基础上高效发展核电。 我国可再生能源“十一五”规划曾明确，“十一五”期间全国新增水电装机7300万千瓦，到2010年我国水电装机容量达到1.9亿千瓦，其中大中型水电1.2亿千瓦。按照这一目标，“十一五”规划中列举了重点开工的水电站有33座，装机容量7402.1万千瓦。 第一节 清洁能源四、展望四、展望中国正在制定新能源发展计划，我们的水能将从1.9亿千瓦增加到3亿千瓦；风能将从2000万千瓦增加到1亿千瓦或1.2亿千瓦；太阳能从300万千瓦增加到2000万千瓦。这不是简单的数字，中国要实现这个目

46、标，需拿出几万亿元的投资才能实现。第一节 清洁能源四、展望四、展望可再生能源是最理想的能源，可以不受能源短缺的影响，但也受自然条件的影响，如需要有水力、风力、太阳能资源，而且最主要的是投资和维护费用高，效率低，所以发出的电成本高，现在许多科学家在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法，相信随着地球资源的短缺，可再生能源将发挥越来越大的作用。 第一节 清洁能源四、展望四、展望原全国人大常委会副委员长、著名经济学家成思危：从世界产业革命的历史看，第一次产业革命是蒸汽机，第二次是电力，第三次是电脑，我认为第四次产业革命将是新能源引领的产业革命。第一节 清洁能源引言：引言：随着全球化环境污染的日益加剧和

47、资源的急剧耗竭随着全球化环境污染的日益加剧和资源的急剧耗竭,人类的人类的发展受到前所未有的威胁发展受到前所未有的威胁. 人类正面临着有史以来最严重人类正面临着有史以来最严重的环境和生态危机。当代全球的十大环境问题是的环境和生态危机。当代全球的十大环境问题是:(1) 大大气污染气污染; (2) 臭氧层破坏臭氧层破坏; (3) 全球变暖全球变暖; (4) 海洋污染海洋污染; (5) 淡水资源的紧张和污染淡水资源的紧张和污染; (6) 土地的退化和沙漠土地的退化和沙漠化化;(7) 森林锐减森林锐减; (8) 生物多样性减少生物多样性减少; (9) 环境公害环境公害; (10) 有害化学品和危险废物有

48、害化学品和危险废物。其中大部分与化学和化工。其中大部分与化学和化工产品的化学物质有关。产品的化学物质有关。20世纪世纪90年代初，综合考虑环保、经济、社会以及化学年代初，综合考虑环保、经济、社会以及化学工业自身发展的要求，具有全新理念的工业自身发展的要求，具有全新理念的“绿色化学绿色化学”应用应用而生。绿色化学的提出及有关科学研究，是具有产业革命而生。绿色化学的提出及有关科学研究，是具有产业革命性质的跨世纪科技战略问题，具有重大的科学、经济和社性质的跨世纪科技战略问题，具有重大的科学、经济和社会意义。会意义。第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义美国1990年通过了污染预防法（Pollut

49、ion Prevention Act of 1990）。促进美国环保局于1991年建立了绿色化学规划1994年8月于美国华盛顿市召开的208届美国化学会全国年会环境化学分会，首次以“绿色化学”为主题。1997年5月在美国先是由工业界、学术界、国家重点实验室等联合在互联网上组成了一个虚拟非盈利组织，以后演变建立了世界第一个绿色化学研究院（Green hemistry Institute, GCI） 。同年6月在美国首都召开了第一届绿色化学和工程年会。1999年初，英国皇家化学会创办了国际性的 “Green Chemistry”学术刊物。第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出

50、及其含义 “绿色化学”由美国化学会（ACS）提出，目前得到世界广泛的响应。其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。绿色化学绿色化学，也叫作可持续的化学、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，是设计没有或只有尽可能小的对环境产生负面影响的，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程的科学。第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出及其含义它是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健它是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产化剂、溶剂和试剂、产物

51、、副产物的使用和产生的新兴学科生的新兴学科 ，是一门从源头上减少或消除污，是一门从源头上减少或消除污染的化学。染的化学。第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出及其含义绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个 “新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出及其含义美国绿色化学(GreenChemistry)杂志：绿色化学是指:在制造

52、和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。 第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出及其含义绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 按照绿色化学的原则、在理想的化工生产方式是：反应物的原子全部转化为期望的最终产物。 第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出及其含义绿色化学的特点(1

53、)充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； (2)在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物； (3)提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”； (4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。 第二节 绿色化学一、绿色化学的提出及其含义一、绿色化学的提出及其含义绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌，为子孙后代造福。 第二节 绿色化学二、绿色化学在中国的兴起与发展二、绿色化学在中国的兴起与发展面对

54、国际上兴起的绿色化学与清洁生产技术浪潮 ,我国有关部门和机构也开展了相应的行动。1995年中国科学院化学部组织的“绿色化学与技术 -推进化工生产可持续发展的途径 ” 院士咨询活动 ,结合国内情况 ,提出了发展绿色化学与技术、消灭和减少环境污染源的 7条建议。第二节 绿色化学二、绿色化学在中国的兴起与发展二、绿色化学在中国的兴起与发展1997年由国家自然科学基金委和中国石油化工总公司联合资助的“九五” 重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程” 正式启动,同年,为迎接新世纪挑战的需要而制定的国家重点基础研究发展规划 ,亦将绿色化学的基础研究项目作为支持的重要方向之一。第二节 绿色

55、化学二、绿色化学在中国的兴起与发展二、绿色化学在中国的兴起与发展中国科技大学和四川联合大学先后建立了绿色化学与技术的研究中心,并相继于 1998年和 1999年分别在我国合肥、 成都举办了国际绿色化学高级研讨会。此外 ,我国已成立了两家专门致力于绿色化学与技术的研究中心 ,召开了 5次专题研讨会 ,许多高校开设了绿色化学课程,绿色化学与化工 和绿色化学导论 已经出版。这些活动推动了我国绿色化学的迅速发展。第二节 绿色化学三、绿色化学的实现途径三、绿色化学的实现途径1、采用环境友好型催化剂2、采用无毒无害的介质3、强化绿色化工的过程与设备4、环境友好化工材料的应用5、清洁燃料能源生产第二节 绿色

56、化学四、绿色化学的原则及其发展预测四、绿色化学的原则及其发展预测 按照R.Sheldon的说法，要达到无害环境的绿色化学目标，在制造与应用化工产品时，要有效地利用原材料，最好是再生资源；减少废弃物量，并且不用有毒与有害的试剂与溶剂。 为了达到此目标，Anastas Warner提出了著名的十二条绿色化学原则(Twelve Principles of Green Chemistry)， 作为开发环境无害产品与工艺的指导，这些原则涉及合成与工艺的各个方面。例如溶剂、分离、能源与减少副产物等，简称十二条，从而为绿色化学的进一步发展奠定了理论基础。第二节 绿色化学十二条绿色化学原则：十二条绿色化学原则

57、：1、预防-防止污染优于污染形成后处理 2、原子经济性-设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中 3、无害的化学合成-尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小 4、设计无危险的化学品-设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性 第二节 绿色化学十二条绿色化学原则：十二条绿色化学原则： 5、安全的溶剂和助剂-尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质 6、设计要有能效-能量使用应最小，并应考虑其对环境和经济的影响，合成方法应在常温、常压下操作 7、使用可再生的原料-最大限度地使用可更新原料 8、减少衍生物-尽量避免不必要的衍生步骤 第二节 绿色化学十二条绿色化学

58、原则：十二条绿色化学原则： 9、催化作用-催化试剂优于化学计量试剂 10、设计要考虑降解-化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型 11、预防污染进行实时分析-分析方法应能真正实现在线监测，在有害物质形成前加以控制 12、防止事故发生本质上的安全化学-化工生产过程中各种物质的选择与使用，应使化学事故的隐患最小 第二节 绿色化学四、绿色化学的原则及其发展预测四、绿色化学的原则及其发展预测5R理论： 1.减量Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物（副产物

59、）排放量，必须排放标准以下。 2. 重复使用Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。 第二节 绿色化学四、绿色化学的原则及其发展预测四、绿色化学的原则及其发展预测5R理论： 3. 回收Recycling 回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 4.再生Regeneration 再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 5.拒用Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、

60、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。 第二节 绿色化学四、绿色化学的原则及其发展预测四、绿色化学的原则及其发展预测我国初步提出了以下三个方面的关键科学问题作为近期研究工作的重点: (1)绿色合成技术、方法学和过程的研究, 包括反应方法学,特别是原子经济反应和高选择性、高转化率反应;高效均相和多相的化学催化,特别是不对称催化;酶催化和仿生催化;环境友好介质和原料 (如超临界CO2和H2O) 等; 第二节 绿色化学四、绿色化学的原则及其发展预测四、绿色化学的原则及其发展预测我国初步提出了以下三个方面的关键科学问题作为近期研究工作的重点: (2)可再生资源的利用和转化