鲁科版主题六《化学·技术·社会》能源问题素材

我国能源问题日益严峻国内清洁能源蓄势待发国家发改委相关专家指出，解决国内日益严峻的能源问题，应考虑改变能源消费的结构，增加可再生能源和清洁能源的使用。在中国《可再生能源法》实施将满一年之际，记者采访了来自太阳能、生物质能、洁净煤等三个领域的企业负责人和专家，从各自的角度来回顾并展望国内清洁能源的发展。太阳能：降成本迎挑战企业视角在西班牙的旅游胜地穆尔西亚，一座装机容量为6万千瓦的太阳能发电站正在由中国企业建造。负责该项目的上海交大泰阳绿色能源公司总经理朱元昊告诉记者，这是目前中国光伏企业在海外最大的项目之一，更重要的是，电站的太阳能电池板将带有“上海电气Topsola”这个来自中国的品牌标志。2022年对于中国光伏产业来说将不同寻常。众所周知，德国是国内光伏企业的主要市场，随着该国政府每年对可再生能源降低5%补贴措施的实行，国内企业将面临不小冲击。朱元昊表示，“穆尔西亚项目的顺利开展增强了我们的信心，今后我们将开拓更多的西班牙项目。”据了解，交大泰阳驻西班牙代表处和服务中心正在筹建之中。而在技术方面，明年交大泰阳将加大对薄型高效太阳能电池板研制的投入，逐步降低太阳能电池板的制造成本。对于方兴未艾的国内光伏市场，朱元昊则认为，“降低成本和出台具体的激励政策应当双管齐下。”专家观点“明年，原料紧缺将严重影响晶体硅太阳能电池的大规模生产，薄膜太阳能电池板产量的年增长速度将超过晶体硅。”交通大学太阳能研究所崔容强教授对2022年光伏发电领域的技术动向做了判断。目前，光伏发电系统有三类电池板，包括晶体硅、薄膜和聚光。其中晶体硅电池板占据产品主流，但薄膜的发展速度更快。而学界对于是否发展聚光太阳能发电系统还存在争议。一些专家认为，聚光装置可有效地减少硅晶体电池板的面积，从而降低成本。但崔教授却有不同的看法，他认为，聚光装置不能利用天空中的散射光能量，加上传动装置的维护费用和能耗，反而会增添成本。从长远来看，制造太阳能电池的半导体材料仍有巨大的降价空间，而现有的聚光材料已不太可能大幅度降价。对于最近“德国光伏市场趋于饱和”、“中国光伏企业可能遭遇寒冬”的报道，崔教授认为，德国的光伏发电量还不到该国总发电量的1%，“现在只是在某个高位价格上出现了饱和的假象”，他说，“如果产品价格降下来，包括德国在内的国际光伏市场将进一步扩大。”他充满信心地表示，光伏发电产品的成本正以每年5%到10%的速度下降，而光伏转换效率则以每年%左右的速度在递增。如果照这个速度发展下去，太阳能发电必将走进千家万户。生物质能：突破三大瓶颈企业视角2022年，国内生物质能源业的发展称得上“风风火火”。以河南天冠集团为例，在燃料乙醇方面，今年8月集团下属的上海天之冠可再生能源公司承担的“酶法纤维乙醇生产关键技术研究”项目在上海市科委的支持下正式立项；而其与同济大学合作的生物柴油国家863项目已在年底前立项，另外，年产10万吨生物柴油的上海工厂也在积极筹备中。公司研发部经理史吉平向记者坦言，未来国内生物质能产业化的瓶颈主要集中在原料、价格和政策三个方面，其中原料来源始终是发展生物质能的首要课题。目前，燃料乙醇的原料从玉米、水稻、小麦等粮食逐步转向经济作物已成为业界的共识，国家也鼓励通过甘蔗、木薯、甜高粱等作物来生产燃料乙醇。河南天冠已建成了自己的农业基地，包括位于河南的200万亩甘薯基地和200万亩玉米基地等。明年，公司还将通过向老挝进口木薯等途径来解决原料问题。据透露，原料基地和生产示范工厂的建设将是其2022年的一大工作。另外，在技术上，天冠还将加大秸秆制燃料乙醇的技术攻关。目前，国内生物质能的生产企业仍需要依靠国家的补贴政策才能够赢利。在史吉平看来，通过原料种类的拓宽、高效能源转换技术的研发等，可以降低生产成本，促进相关企业的发展。专家观点国内对生物质能发展的最大质疑来自“粮食安全”。华东理工大学能源化工系颜涌捷教授告诉记者，根据实际国情，运用“纤维素废弃物制取乙醇技术”将是解决问题的最好路径。据了解，纤维素制乙醇主要有3个步骤，包括收集原料、预处理和水解。其中水解最为关键，可以采取酸法和酶法两类方法。酸法就是利用酸对秸秆等植物纤维进行水解。颜教授表示，这项技术已基本成熟，但居高不下的成本限制了其进一步推广。目前，酸法制取乙醇的成本为每吨5500到6000元，高于现在市场上每吨5000元左右的乙醇价格。他认为，未来燃料乙醇的发展主要集中在工艺的改进上，包括降低预处理、酸法和酶法水解的成本；减少蒸馏部分的能耗；同时在水解过程中考虑利用热量的最优化。另外，种植芒草等能源作物的方法也在探索中。洁净煤：加大自主创新企业视角在云南小龙潭电厂，由上海锅炉厂负责建造的30万千瓦循环硫化床锅炉已经投入使用。测试结果显示，脱硫效果完全达到了预定目标。而在上海外高桥电厂，该公司的一座100万千瓦超临界发电机组也正在安装，预计2022年底能够投入使用。上海锅炉厂副总工程师潘焕敏告诉记者，虽然今明两年该公司的锅炉生产总量相差不大，但2022年节能高效锅炉将占更多比重。今年11月28日，上海锅炉厂研发中心挂牌成立。中心的成立不仅提供了一个洁净煤技术的产学研开发平台，也标志着明年上海锅炉厂将进一步加大研发投入，逐步开展对清洁能源和相关锅炉前沿技术的研发。目前，60万千瓦超临界锅炉、60万千瓦超临界W型火焰锅炉和60万千瓦循环硫化床锅炉等都已出现在了研发列表上。对于洁净煤市场的发展，潘焕敏表示，目前国内发电锅炉市场的竞争十分激烈，企业不仅需要掌握先进技术，产品的价格和质量也要符合市场需求。专家观点在未来几十年内，煤炭仍将是我国的主要能源。研发洁净煤技术对于中国来说具有十分重要的意义，它不仅可以提高煤的利用效率，也能提高控制环境污染的水平和能力。上海交大热能工程研究所所长罗永浩教授透露，今年上海在洁净煤技术上有两大亮点。其一是煤气化多联产关键技术的研究与开发。目前，上海华谊集团公司在吴泾化工基地已建成煤气化化工产品、能源产品两大产业链，实现了煤的清洁利用，并申请了十余项专利。同时，华谊公司还开发了以煤为原料的燃料电池用氢气和清洁能源二甲醚生产示范线等产品。而低氮氧化物燃烧技术是另一亮点。在市