新能源的开发与利用

1、新能源的开发与采用【前言】：能源是人类社会生存和进展的必需品，高速进展的经济使得能源 危机和环境污染已经成为21世纪国际关键词。如何缓解经济进展与能源及环境 之间的冲突，新能源给我们供应了一种新的选择，它将成为破解中国乃至世界难 题的利剑，引领世界跨入强劲增长的新能源经济时代。【关键词能源开发采用技术进步一、开发采用新能源的意义不管是从经济社会走可持续进展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境 的高度来打量，还是从为世界上20多亿无电人口和一些特殊用途解决现实的能源 供应动身，进展新能源和可再生能源均具有重大战略意义。1、新能源和可再生能源是人类社会将来能源的基石，是化石能源的替代能 源。在人类

2、开发采用能源的历史长河中，以石油、自然 气和煤炭等化石能源为 主的时期，仅是一个不太长的阶段，它们终将走向枯竭，而被新能源所取代。人 类必需未雨绸缪，及早寻求新的替代能源。讨论和实践说明，新能源和可再生能 源，资源丰富、分布广泛、可以再生、不污染环境，是国际社会公认的抱负替代 能源。依据国际权威单位的猜想，到21世纪60年月，即2060年，全球新能源和可 再生能源的比例，将会进展到占世界能源构成的（升-以上，成为人类社会将来能 源的基石，世界能源舞台的主角，目前大量燃用的化石能源的替代能源。2、新能源和可再生能源清洁洁净、污染物排放很少，是与人类赖以生存的 地球生态环境相协调的清洁能源。全球气

3、候变化是当前国际社会普遍关注的重大全球环境问题，它主要是兴旺 我国在其工业化过程中燃烧大量化石燃料产生的温室气体的排放所造成的。因 此，限制和削减化石燃料燃烧产生的温室气体的排放，已成为国际社会减缓全球 气候变化的重要组成局部。而新能源和可再生能源是保护生态环境的清洁能源， 采纳新能源和可再生能源以渐渐削减和替代化石能源的使用，是保护生态环境、 走经济社会可持续进展之路的重大措施。3、新能源和可再生能源是世界不兴旺我国的20多亿无电人口和特殊用途解 的使用数据。这一系统的讨论成果将为中国乃至世界的新能源进展带来了 新的动力。新型垂直轴风力发电机（H型）突破了传统的水平轴风力发电机启动风 速高、

4、噪音大、抗风力量差、受风向影响等缺点，实行了完全不同的设计 理论，采纳了新型结构和材料，到达微风启动、无噪音、抗12级以上台风、 不受风向影响等性能，可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型 应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统，具有电力输出稳定、经济 性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能进展中对电网冲击等影响。【总结工尽管新能源进展如火如荼，但新能源进展也是一柄双刃剑。既要 加快进展，又不能操之过急，更要留意避开各方面的风险。特殊是目前一些技术 不过关、投入过高的问题要引起重视，并加以讨论解决。需要加强新能源技术研 发和储藏，逐步进展，层层推动。同时，在加快新能源进展的同时，要坚

5、持进展 与环保相统一的原那么，坚持把综合效益放在首位，防止新能源带来新污染。只有 在今后的进展中不断开发采用新能源，才能让我们的环境更加美妙。【参考文献工（1）高昌林等：“我们我国能源产业讨论开发活动的基本状况讨论”，科 技部中国科技促进进展讨论中心调研报告，2006年第67期。（2）科学技术部办公厅和国务院进展讨论中心国际技术经济讨论所编写， （2007世界前沿技术进展报告），中国科学出版社。（3） IEAo Renewable Energy： RDM）Priorities, 2006。（4）开发采用新能源和可再生能源的重大意义，王长贵。（5）百度百科SOSO问问决供电问题的现实能源有些领域

6、，如海上航标、高山气象站、地震测报台、森林火警监视站、光缆 通信中继站、微波通信中继站、边防哨所、输油输气管道阴极保护站等，在无常 规电源等特殊条件下，其供电电源由新能源和可再生能源供应，不消耗燃料，无 人值守，最为先进、平安、牢靠和经济。二、我们我国新能源讨论开发活动的现状.新能源领域的讨论开发（R&D）投入不断增加，但份额较低。20012006年，财政科技预算中可再生能源的R&D支出从0. 53亿元增加到 3. 25亿元2。“十五”期间，科技攻关方案、863方案、973方案和产业化方案等 我国科技方案，共支配1。多亿元资金，支持太阳能光伏发电、并嘲发电、太阳能 热水器、氢能和燃料电池等领域

7、先进技术的研发和产业化。但总体来看，我们我 国的新能源技术进展水平与兴旺我国有较大的差距，资金投入力度甚至还不如一 些进展中我国3。如，为了开发纤维乙醇技术，20072022年，美国政府财政预 算拨款2. 7亿美元。目前，我们我国能源行业R&D支出中，传统能源占大头。依 据2004-年的经济普查结果4,石油自然 气行业的R&D占全部能源行也的41%, 煤炭行业占35. 4%,电力行业占22. 8%,热力和燃气占0. 5髯，其他占0. 3%。.新能源的R&D投入强度高于传统能源。从总体来看，我们我国能源行业的R&D强度（R&D支出占销售收入的比例）低于 工业企业的平均水平，新能源的R&D强度高于

8、能源行业的平均水平，有些那么高于 工业企业的平均水平。以电力行业为例，2004.年经济普查结果说明，我们我国 工业行业的平均R&D强度为0. 5%,能源行业为0. 22%,其他能源发电（包括太 阳能，风能、生物质能等）行业、电池制造业和核电行业的行D强度分别为0.58%、 0. 54%和0. 35%,均高于电力行业和能源行业的平均水平；而火电利水电等传 统能源行业的R&D强度仅为0. 11%和0. 08%,均低于能源行业和工业企业的平 均水平。.新能源技术领域的R&D投入以政府为主。由于大局部新能源的技术和市场不成熟，政府投入多，企业投入少，政府资 金主要投向清洁能源技术和可再生能源等新能源领

9、域，企业的R&D经费主要投向 传统能源技术的试验开发。新能源领域的政府科技方案工程比例远高-丁传统能 源领域。依据2004年统计数据，能源R&D工程中，中心政府和地方政府的科技项 14仅占全部10. 56%o而在其他能源发电领域，政府科技工程比例高达85. 84%, 我国科技工程占40. 66%,地方政府科技工程占45. 18%s。.新能源R&D支出中，基本讨论优于技术开发和应用，试验示范环节相对薄 弱。由于新能源技术领域政府投入较多，大都投向高校和科研院所，但技术转移 和应用薄弱。如，20032007年，我们我国在三大检索系统中发表的有关氢燃料 电池的论文占世界同类论文的8. 7%,而专利数

10、量仅占世界的2. 2菇。同期，我 们我国太阳能晶体硅领域的三大检索系统论文数量占世界的1 1. 08%,创造专 利的数量仅占世界的0. 88%6。与国际上主要新能源采用我国相比，我们我国的 新能源技术的基础讨论大都居中等以上，高校和科研院所的试验室讨论与国际水 平接进，应用开发水平较不高，讨论成果转化滞后。中间试验薄弱，有些新设施 没有经过严格的工程验证就大规模投入使用。.依据进展规模调整R&D支出结构。“十五”期间，政府的新型可再生能源R&D支出以太阳能和风能为主，太阳 能和风能的平均R&D份额为44. 6%和40. 6%,生物质能与海洋能源的平均份额 仅8%。随着风电技术趋于成熟，装机规模

11、不断扩大，国产化程度提高，“十一 五”政府的可再生能源R&D支出结构进行了调整。2006年，太阳能的份额增加到 60%,生物质能和海洋能的份额提高到15%,风能的比例降至25磐（见表1）表1我们我国政府可再生能源R&D投入状况（2001-2006）（名）年份总投入（亿元）太阳能风能生物质能与海洋能20010.5343371020020.5343371020030.5343371020042.114746520052.114746520063.25602515资料来源：依据李俊峰中国可再生能源政策框架（中国可再生能源协会,2007年1月）图表整理。三、当代新能源技术（一）核能核能有核裂变能和核聚

12、变能两种。核裂变能是指重元素（如铀、tt）的原子 核发生分裂反响时所释放的能量，通常叫原子能。核聚变能是指轻元素（如笊、 僦）的原子核发生聚合反响时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电，也 可以供热。核能的最大优点是无大气污染，集中生产量大，可以替代煤炭、石油 和自然气燃料。1、核裂变技术，从1954年世界上第一座原子能电站建成以后，全世界已有 20多个我国建成400多个核电站，发电量占全世界16%。我们我国自己设计制造建 成的第座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦；引进技术建成的是广东大亚湾核 电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区分是核反响堆代替锅炉，核反响堆按 引起裂变的中子不同分为

13、热中子反响堆和快中子反响堆。由于热中子堆比拟简单 掌握，所以采纳较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同，有轻水堆（用 轻水作慢化剂和冷却剂，浓缩铀为燃料，包括压水堆和沸水堆）、重水堆（重水 慢化和冷却，自然 铀为燃料）、石墨气冷堆（石墨慢化，二氧化碳或基冷却， 浓缩铀为燃料）、石墨水冷堆（石墨慢化，轻水冷却，浓缩轴为燃料），这些堆型 各有优点，目前一般采纳轻水堆较多。快中子反响堆的优点可以充分采用自然 铀资源，热中子堆只能采用自然 铀中2%的左右的铀，而快中子增值堆可以采用 60%以上，这种堆型还在进行商业规模示范试验。2、核聚变技术，这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合，故叫热核反

14、应。由于聚变核燃料气在海水中储量丰富，几乎人类可用之不尽。所以世界各国 极为重视。可以说，世界人类永恒进展的能源保证是核聚变能。（二）太阳能1、太阳能热采用技术比拟成熟，有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、 太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等，在工业和民用中应用较多。2、太阳能光电转换技术，通过太阳能光电池把光能转换成电能（直流电）， 主要是光电池制造技术，太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和碑化 锌电池很多种。这种发电技术采用最便利，但大功率发电本钱太高。3、光化学转换技术，采用太阳能光化学电池把水电解分别产生氢气，氢气 是很洁净的燃料。（三）生物质能这是采用动植物有机废弃物

15、（如木材、柴草、粪便等）的技术。1、热化学转换技术，把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气，或者通过 干锵将生物质变成煤气、焦油和木炭。2、生物化学转换技术，主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气, 沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我们我国农村得到较好应用，工业沼气技术 也开头应用。3、生物质压块成型技术，把烘干粉碎的生物质挤压成型，变成高密度的固 体燃料。（四）风能、地热能、潮汐能风能是一种机械能，风力发电是常用技术，目前世界上最大风力发电机为3200千瓦，风机直径97.5,安装在美国夏威夷。我们我国风力发电装机总共20 万千瓦，最大风力发电机为120千瓦。地热能技术。地热能有蒸汽和热水

16、两种。地热蒸汽有较高压力和温度，可直 接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级采用，先将高温地热水用于高温用途, 再将用过的中温地热水用于中温用途，然后再将用过的低热水再采用，最终用于 养鱼、游泳池等。潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术，容量小，造价高。我们 我国海岸线长达1400（）公里，有丰富潮汐能。据估算，全国可开发采用潮汐发电 装机容量为2800万千瓦，年发电700亿千瓦时。（五）海洋能1、海洋能在海洋总水体中的隐藏量巨大，而单位体积、单位面积、单 位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海 水中获得。2、海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间

17、的万有引 力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不 尽，用之不竭。3、海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差 能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定 但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们依据潮汐潮流变化规律，编制出 各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，猜想将来各个时间的潮汐大小与潮流强 弱。潮汐电站与潮流电站可依据预报表支配发电运行。既不稳定又无规律 的是波浪能。4、海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污 染影响很小。四、在新能源开发采用方面的问题及缘由（一）问题我们我国进展新能源大局部从引进技术开头，逐步消化

18、汲取，局部实现了自 主化。目前，我们我国的新能源门类较齐全，但与国际先进水平相比，技术及其 应用存在较大差距。这个差距不仅是技术上的，在组织实施和管理机制方面也存 在问题。1、新能源技术的讨论开发缺乏长期规划和持续稳定的支持。一方面，新能 源技术的讨论开发投入相对缺乏；另一方面，缺乏稳定的讨论开发支持。如，从 20世纪50年月起，我们我国就开头进行煤制油技术的讨论开发，经受了四上三下 的过程。直到2 1世纪初，仍旧没有进行工程化试验。而美国联邦政府对煤制油 技术的讨论开发和示范工程持续支持了30多年，至今还没有规模化和商业化进 展。2、讨论开发与产业脱离，基础讨论较多，转化力量较弱，应用滞后。

19、我们 我国新能源技术的讨论开发以政府投入为主，大局部我国科技方案工程由高校与 科研院所担当。由于高校和科研院所与企业分别，讨论成果距离可应用的程度较 远，加上缺乏技术转移机制，成果的产业化滞后。如，从“九五”时期开头，新 能源汽车就成为我国863方案的重点，是科研经费预算最多的工程。2005年立项 的“863”方案中与燃料电池和混合动力汽车相关的工程有60多项，总预算2. 5 亿元7。但其产业化进程缓慢。3、满意于设施制造国产化，缺乏技术储藏，不把握核心技术。如，在太阳 能光伏电池和风能设施制造领域，通过引进技术消化汲取，我们我国已经基本实 现了风能设施和太阳能光伏电池制造国产化，但因没有把握

20、核心技术，与国际先 进水平相比，国产设施和装置的能源转化效率较低。尽管目前我们我国的太阳能 光伏电池及组建的加工规模居世界第三位，但不把握硅材料的核心技术，加工光 伏电池及其组件的设施主要靠进口。由于国外掌握硅材料的核心技术，引进硅材 料生产线，单位产品耗能高；光伏电池的效率普遍与国际先进水平相差4%。又如, 国内用户反映国产风电设施的稳定性差，可发电区间小等。4、讨论开发投入缺乏，生产工艺较落后。在一些技术比拟成熟的领域，已 经实现产业化和规模化进展，但讨论开发基本停滞。如，太阳能热水器技术成熟, 但由于企业分散竞争，讨论开发投入严峻缺乏，技术进步较慢，能源采用效率有 待进一步提高。5、缺少

21、自主创新力量，虽然讨论开发投入和专利不少，但是大都是外围技 术和非核心技术。因此，我们往往只能制造一些配套设施，核心技术和关键设施 还要依靠进口。6、技术标准滞后，产业体系不健全。如，（可再生能源法确定了鼓舞进 展生物柴油，但因没有生物柴油标准，生物柴油不能进入销售主渠道：风能设施 制造缺少标准和检测体系等。（二）缘由存在上述问题的主要缘由，一是我国的新能源战略甘标不明确，政策不稳定, 一些讨论工程上马又下马。二是没有形成完整的讨论开发与示范、推广相结合的 体系。由于资源分割，基础讨论与成果转化脱节，讨论开发与试验示范脱节，技 术引进与消化汲取脱节，已有的讨论成果和专利没能准时得到应用；由于缺

22、少中 试资金，有些新产品没有经过严格的试验考核就批量用于工程。三是缺少共性技 术联合讨论与利益共享机制，导致一些具有共性的讨论工程低水平分散重复，造 成资源铺张。五、解决上述问题的建议措施进展清洁新能源是我国能源战略的重要组成局部，对缓解我们我国能源平安 和环境压力具有乐观意义。尽管我们我国新能源技术开发和采用居发中我国前 列，但远不能满意国内能源结构调整的需要。因此，一方面，要加大新能源技术 讨论开发的投入；另一方面，要改进新能源技术的讨论开发规划与组织实施管理, 提高讨论开发的效率。一是加强长期规划，加大投入力度，应用开发与技术储藏相结合。目前.，大 局部新能源还属于补充能源，尚不能大规模

23、替代传统能源，进展新能源技术是一 项长期任务。新能源技术的开发采用要与我国的能源战略紧密结合，做好长期规 划。一方面，对一些相对成熟、已经进入产业化的技术，重点进行降低本钱、提 高效率等方面的讨论开发；另一方面，对一些新兴技术进行探究性讨论，增加技 术储藏。二是依据国内资源特点，突出重点，引进技术和自主开发相结合。我们我国 的可再生能源资源丰富，可再生能源技术进展多元化，重点放在有大规模产业化 前景的技术上。由丁新能源技术的讨论开发投入火，周期长。为提高效率，要实 行引进技术和自主研发相结合的战略。一方面，国外基本成熟的技术，可以通过 引进技术消化汲取，依据我们我国的资源特点进行再改进，逐步把

24、握核心技术； 另一方面，具有我们我国特色的可再生资源技术要坚持自主开发。三是建立讨论开发和示范一体化的管理体系，促进讨论开发与产业化结合。 由于目前大局部新能源技术尚未成熟，本钱高于传统能源，其采用和产业化有肯 定的技术风险和市场风险，加上新能源的采用具有环境保护等社会效益，因此， 进展新能源技术不能仅靠市场机制，政府应在新能源技术的讨论开发、示范和推 广的各个环节发挥作用。借鉴日本的阅历，要打破部门界限，建立产学研结合的 讨论开发、示范和推广体系；制定新能源技术的技术路线图，加强讨论开发、示 范和推广各环节的连接，增加新技术的工程化试验和示范工程投入；以企业为新 能源技术集成平台，以示范工程

25、为纽带，促进产学研结合。四是建立共性技术讨论开发机制。目前，很多新能源技术处于讨论开发的初 级，讨论开发投入大，周期长，需要跨学科的联合攻关，一些基础性的讨论成果 属丁共性技术。为了提高讨论开发投入的效率，要建立共性和共享技术联合开发 机制，以利益和学问产权共享机制为纽带，实行多种方式组织企业、科研机构联 合讨论开发共性技术。五是提高政策的持续稳定性和透亮度，鼓舞企业增加新能源技术的讨论开发投入。由于新能源技术的开发采用需要政府政策的支持，增加政策稳 定性和透亮度有利于企业进行长期的讨论开发投入。通过鼓舞使用新能源的需求政策，开拓新能源市场，削减企业投资风险。六是加强国际合作。开发采用新能源、

26、节能减排是全世界面临的共同问题。 因此，要实行多种方式建立新能源技术开发的长期国际合作机制，通过合作开发 和引进技术，加速新能源技术的采用和产业进展。目前，一些兴旺我国在新能源 技术领域走在前面，我们应以节能减排为目标，加强新能源技术方面的国际合作。六、新能源的进呈现状和趋势局部可再生能源采用技术已经取得了长足的进展，并在世界各地形成 了肯定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等 的采用技术已经得到了应用。国际能源署（IEA）对20002030年国际电力的需求进行了讨论，讨 论说明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的讨论认 为，在将来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要 增长得快，年增长速度近6%,在20002030年间其总发电量将增加5倍， 到2030年，它将供应世界总电力的4. 4%,其中生物质能将占其中的80%。目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同我 国的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的本钱偏高有关， 尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据IEA的猜想讨论， 在将来30年可再生能源发电的本