太阳能的利用与对策

太阳能的利用与对策新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新实际中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点，在我国西部广袤严寒、地形多样和居住分散的现实条件下，有着非常独特的作用。一、国内外太阳能利用概况国外现状常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。近几年，国际光伏发电迅猛发展。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4%；1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划"，美国计划到2010年安装1000〜3000MW太阳电池。日本不甘落后，1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。印度计划1998-002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50MW。国际光伏发电正在由边远农村和特殊应用向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。到目前为止，世界太阳电池年销售量己超过60兆瓦，电池转换效率提高到15%以上，系统造价和发电成本已分别降至4美元/峰瓦和25美分/度电；在太阳热利用方面，由于技术日趋成熟，应用规模越来越大，仅美国太阳能热水器年销售额就逾10亿美元。太阳能热发电在技术上也有所突破，目前已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设。国内现状煤炭巨量消费已成为我国大气污染的主要来源。我国具有丰富的太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等新能源和可再生能源资源，开发利用前景广阔。太阳能光伏发电应用始于70年代，真正快速发展是在80年代。在1983年一1987年短短的几年内先后从美国、加拿大等国引进了七条太阳电池生产线，使我国太阳电池的生产能力从1984年以前的年产200千瓦跃到1988年的4.5兆瓦。目前太阳电池主要应用于通信系统和边远无电县、无电乡村、无电岛屿等边远偏辟无电地区，年销售约1.1兆瓦，成效显著。(1)建成了40多座县、乡级小型光伏电站，光伏电池总装机容量约600kw，其中西藏最多，达450多kw；1998年10月建成我国最大的西藏那曲安多县光伏电站的光伏电池装机容量高达100kwo(2)家用光伏电源在青海、内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、西藏以及辽宁、吉林、河北、海南、四川等地广泛应用。据不完全统计，至今全国已累计推广家用光伏电源约15万台，光伏电池总功率约达2.9MWO(3)在22所农村学校建立了光伏电站，光伏电池组件的总装机容量为57kw°(4)1998年中国通信史上建成难度最大的兰一西一拉光缆干线工程，有26个光缆通信站采用光伏电池作电源，其海拔高度多在4500m以上，光伏电池组件的总功率达100kw°(5)1996年建成了塔中4--轮南输油输气管道阴极保护先伏电源系统，总功率为40kw。该系统横贯环境恶劣复杂的塔克拉玛干大沙漠，总长达300Km。(6)1995年，63个国家重点援藏项目一西藏广播电视发射接收工程采用光伏电池供电，共建成216套卫视接收站和大套调频发射站光伏电池供电系统，总功率为300多kw。二、西部太阳能应用概况自然资源我国西部地区是世界上最大、地势较高的自然地理单元。也是世界上最丰富的太阳能资源地区之一，尤其是西藏地区，空气稀薄，透明度高，年日照时间长达1600一3400小时之间，每天日照6小时以上年平均天数在275--330天之间，辐射强度大，年均辐射总量7000兆焦耳/平方米，地域呈东向西递增分布，年变化呈峰型，资源优势得天独厚，应用前景十分广阔。能源状况西部大部分地区能源极其匾乏，多年来坚持积极稳妥开发地热，努力推进太阳能利用，有计划、有步骤地更替油电，适当发展风力发电；因地制宜，多能互补，大中小结合，以中小型为主；电网建设与电源建设同步，建设与管理并重，开发与节能并举的方针，但人均装机容量和年发电量仍落后于全国平均水平。尤其是西藏地区，是全国发电量和人均用电量最小的省份。无电人口仍以酥油灯、柴油灯和蜡烛照明，有些家庭酥油灯已无力承担，学生在烧牛粪炉时的昏暗光线下做作业，极个别乡沿用老柴油发电机解决短时间照明。鉴此，既无资源建设水电站，火电又恐难发展，要依靠电网延伸把'光明"送到横亘遥远、居住稀疏的农牧民家中，其输变线成本令人咋舌。光明、能源成为老百姓多年翘首以待的夙愿，突出的电力瓶颈，成为西藏经济发展和社会进步的桎格，阻碍了人民生活水平的提高，影响了群众摆脱贫困，消除愚昧，治穷致富的步伐，是贫困落后的主要根源，勿庸置疑，利用太阳能光伏发电是解决这一问题重要而有效的途径。太阳能应用处处阳光处处电。西部地区利用太阳能光伏发电在解决通信、广播、电视电源和无电人口用电等方面已经开始取得显著成效，曾成功地实施了"科学之光"、"阳光计划"、"阿里光电计划"等太阳能专项计划，成为全国第一个也是规模最大的实施太阳能专项计划的地区。以西藏地区为例：1＞光伏电站截止1999年，建成县级独立光伏电站7座，消灭了6个无电县，总装机容量450KWp，居全国第一，安多100KWp光伏电站全国最大，双湖海拔5100米跟踪式光电站世界最高。2＞通讯电源提供微波中继站光伏电源约达200KW以上；电话乡乡通电源100多千瓦；在兰西拉光缆通信工程西藏段附近600公里的工程中，应用光伏电源近100KW，光伏电池电源增量迅速。3＞广播电视电源在狮泉河、改则、门士煤矿等地建起约20余座以光伏发电作电源的卫星电视收转站和电视差转台，总装机容量约20KW左右。还有100多套广播电视用光伏电源系统100多千瓦。4＞光伏水泵西藏无水草场面积巨大，光伏水泵的潜在市场需求数量可观，很应用前景广阔，狮泉河、日土、改则、尼玛、扎囊等地建成6座光伏水泵系统，总装机容量2个多千瓦，除解决草场灌溉外，还解决了本地区的人畜饮水问题，结束了依靠人力背水的历史，极大的解放了劳动力。5＞户用光伏电源系统推广户用光伏电源I0-300W系统3万多套，总容量达60千瓦左右，既可供家庭独立固定使用，又能供游牧家庭使用，便携简便，安全可靠，性能优越，深受欢迎；山南昌珠多桑德庆村每户安装光伏电源40Wp，25户农牧民解决了照明、看电视、收听广播录音机的供电问题，被称为太阳村。6＞学校光伏电站近10所学校建成太阳能光伏电站，墨竹工卡唐家乡小学2KW光伏电站是国内最大的非晶硅光伏示范电站。西藏至今有600多所乡级学校尚未通电，均为寄宿学校，尽早解决学校供电问题和电化教学等，对提高西藏青少年一代的科学文化素质至关重要，是今后光伏发电应用的重要方面。7＞边防哨所光伏电源系统西藏多数边防哨所无电，有20多个边防哨所安装光伏电源系统，解决照明、看电视、听收录机及通信的供电问题，每座功率为〜2KW，极大地改善了边防官兵的工作生活条件。目前，西藏已在7个县建成10-100KW规模较大的县级太阳能光电站，全区各类太阳能光电设施容量超过2MW，推广太阳能热水器8.5万多平方米，太阳灶9.I万台，太阳能采暖房、温室、牛羊暖圈等18万平方米，是全国太阳能应用率最高、应用面和规模最大、用途最广泛的省份。三、存在的主要问题我国有9亿多人生活在农村，I.2亿人口没用上电15-8%的人口未解决清洁饮水；约4000万人生活在贫困线以下。由于农村燃料等能源短缺，利用水平低，造成森林过度樵采，植被破坏，生态环境恶化，严重阻碍农村经济和社会的发展。面对压力，太阳能应用速度慢，力度小，还存在一定问题：1＞对开发太阳能资源的战略意义认识不够一是没有把发展太阳能完全纳入政府的议事日程；二是长期以来，太阳能项目没有常规能源建设项目那样的固定资金渠道或已有的资金渠道不畅。从观念看，是对开发推广太阳能可以减少或替代常规能源和实施可持续发展战略的意义认识不足。2＞缺乏完整的激励政策政府支持是发展太阳能的关键，也是太阳能产业发展的初始动力。目前缺少有利于太阳能产业发展和刺激广大居民应用光伏电源装置等新能源设备的激励政策。3＞投人力度不够长远规划，缺少资金支持，对太阳能进入市场的全面影响是难以预测的。部分省市自治区对扶持推广太阳能实行专项补贴，使太阳能得到有效推广。但由于投入过少，分散，尤其是光伏电池等关键原器件，大部分遗稿进口，造成太阳能成本高，群众购买力有限，太阳能的成熟技术很难尽快大规模推广应用到无电群众中去。四、太阳能推广对策目前我国开发应用的各类新能源和可再生能源年提供相当于3亿多吨标准煤，对促进国民经济发展和满足广大农村和边远地区人民生活的能源需求起到了重要作用。特殊的地缘，西藏的广大农牧民视光伏电源系统是他们多年企盼的'点灯不用油、娱乐有节目"的法宝，太阳能光伏系统确实有潜力为农村和边远地区提供非联网电力，其成本低于外地运燃料或延伸输电线路的成本。因地制宜，大力开发利用太阳能等新能源，把它们转化为高品位的电能，提供照明、广播电视、通讯、水泵等动力能源，对促进脱贫致富，经济和生态环境协调发展，实现小康具有重大意义。为进一步搞好太阳能光伏电源系统的推广应用，建议采取如下一些措施：1＞加大投人，加快太阳能应用步伐太阳能在西部的推广应用，具有重大的政治和社会效应，太阳能的发展仍处初期，产业未形成规模且获益能力低，尚不具备市场竞争的能力，国家应对太阳能应用加大投入，保证资金，组织安排多个不同模式的、连片的光伏电源系统的应用示范及光电站建设。2＞制定优惠政策，促进产业发展建议政府和地方制定有关减免税收、价格补贴和奖励相结合的优惠政策，通过给用户以一定比例补贴的办法，鼓励广大无电农牧民采用户用光伏电源系统解决自己的生活用电问题，逐步引导老百姓转变观念，克服等靠要思想，提高自我发展意识，加快解决无电户的步伐，最终促进产品进入市场，逐渐形成地方优势产业。3＞扩大交流，开展国际合作多渠道、多形式地开展国际合作，争取更多的国外资金和设备用于推广太阳能，充分利用当今国际开发太阳能的热点，切实抓住西部大开发的良好机遇，主动出击，创造条件，进一步拓宽合作领域，加强联合，促进国内外社团、企业家和个人在西部投资，创办新能源实体。在有条件的地区，本着可持续发展的战略思想，建设兆瓦级太阳能光电站。4＞制定长远规划，综合开发利用建议政府制定太阳能推广长远规划，尽快实施太阳能屋顶计划，结合西部地区实际，采取风光互补、小水电与太阳能互补，户用光伏电源系统、太阳能路灯、太阳能与建筑结合等多种形式，独立系统与并网双通，综合开发应用太阳能。在继续抓好国家光明工程、乘风计划、邮电和广播电视村村通计划实施的同时，加快西部区域的科学之光、阿里光电计划的实施。草场不忘阳光提水的福音，人民渴望光伏发电的思惠。大力推广应用太阳能，提高新能源在能源结构中的比重，是西部地区新世纪和可持续发展的必然选择。逐步改变农牧民由于没有电，日出而作，日落而息，科技文化落后，经济不发达，远离现代物质文明，过着近乎与世隔绝的生活状况，尽快使他们脱离'黑暗"，用上电灯，看上电视、听到广播，有利于西部地区的社会稳定、民族团结、经济发展和社会进步，早日缩短与现代社会的距离，步入新时代。欧洲各国都在开辟通向持久能源的道路，影响他们决策的主要因素是环境保护、创造就业机会和能源供应的安全可靠。可再生能源技术在这些方面都有较大优势。它对环境的影响最小，可替代部分常规能源，增加能源供应的安全性和可靠性；它要求较大的设备投资，创造了更多的就业机会，有助于经济增长。在欧洲大部分地区，环保的考虑推动着替代能源技术的开发。太阳能被公认为是一种极好的替代能源，它的利用有助于降低二氧化碳的排放和环境保护。很多国家，如丹麦、芬兰、德国和瑞士都认为气候变暖是推动太阳能研究、开发、展示和销售活动的主要因素。丹麦政府对安装太阳热水器的补助按照在标准状况下节能的多少来计算。目前补助金按每年节能每千瓦时3克朗小美元）计算，它相当于总安装成本的10-30%。太阳热水（U02器在丹麦相当普及，预计2000年后将不再需要补助了。在丹麦有十几家公司生产主动太阳能加热装置，其中两家占有市场的大部分份额。其中Marstal太阳能供热厂（目前世界最大的平板太阳能加热装置生产厂）为Aeroe岛上的Marstal镇1250户5000居民提供区域供热，8000平方米太阳集热器阵列与2100立方米的储热水箱相联，6、7、8月间可100%由太阳能供热，全年能供给全区热需求的12.5%。现在正在计划扩大Marstal供热厂，以便能供应该镇全年大部分热需求。自1987年以来，丹麦每年安装的太阳能加热装置一直在增加。在80年代后期，每年安装的太阳能加热装置只有2300套，1996年已增加到4000套，约40000平方米集热器。丹麦生产的太阳集热器，除少量出口到德国和瑞典外，大部分都在国内销售。挪威已安装70000多套小型光伏装置，每年安装约5000套。大多数装置是为偏远小镇、山区和沿海地带度假旅社供电用的。典型的装置一般为50-60峰瓦。芬兰人每年也购买几千套小型（40-100瓦）光伏装置，用于消夏小屋。国家石油公司Neste对进一步开发太阳能发电有着强烈的兴趣，重点为建筑物薄膜光伏组件、蓄电池和成套装置。此外，有