楊波

【摘 要】本文分析國外新能源發(fā)電技術和應用的基礎上，結合我國新能源儲備的特點，分析我國新能源發(fā)電技術的現(xiàn)狀和存在的問題，對我國新能源發(fā)電技術的進一步展望，提出對我國新能源合理利用的思考與啟迪。

【關鍵詞】新能源；風力發(fā)電；太陽能；可持續(xù)發(fā)展；啟迪

0 前言

新能源是指在采用新技術和新材料基礎上，通過系統(tǒng)地開發(fā)利用而獲得的能源，主要指常規(guī)化石能源以外的可再生能源。根據(jù)1981年8月聯(lián)合國新能源和可再生能源會議的定義，新能源包括太陽能、水力發(fā)電、風能、生物質能、薪柴、木炭、畜力、海洋熱能、波浪力能、潮汐能、泥炭、油母頁巖和重質油砂共14種。之后，各國對新能源的稱謂有所不同，但達成的共識是，除常規(guī)化石能源和核能之外，其他13種能源都可稱為新能源和可再生能源。此外，新能源也有相對化石能源的含義，指環(huán)境污染小和可持續(xù)利用的能源。根據(jù)當前我國能源狀況，新能源被較為廣泛的使用的是包括風能、太陽能、生物質能、地熱能等[1]。本文主要就國外太陽能和風能兩種新能源發(fā)電技術開發(fā)的方式對我國新能源的利用提供一個啟迪。

1 國外新能源發(fā)展現(xiàn)狀

石化能源是非再生能源，隨著各國大量開采，石油資源正在枯竭，為了保持經(jīng)濟的快速發(fā)展，各個國家都在發(fā)展新能源，加大了對新能源的投資，從而替代傳統(tǒng)能源。全球風能理事會是世界上公認的風電預測權威機構，在其2006年所做的《2050年風電發(fā)展展望》中提到，2020年到2030年，世界風電裝機將分別達到5.6億千瓦和11億千瓦，發(fā)電量分別達到1.4萬億千瓦時和2.8萬億千瓦時，如果實施過程中，超前發(fā)展，2020年到2030年，世界風電裝機將分別達到10.7億千瓦和21億千瓦，發(fā)電量分別達到2.6萬億千瓦時和5萬億千瓦時。

2009年美國通過了《2009年美國復蘇與再投資法案》史無前例地投人433.5億美元用于開發(fā)清潔高效能源。美國提出到2030年風電裝機達到2億千瓦的目標，屆時美國20%的電力需求可由風力發(fā)電提供，按照這份計劃，美國每年新增裝機容量要從2006年的300萬千瓦，以平均每年增加20%速度持續(xù)發(fā)展，到2017年達到年增裝機2000萬千瓦的水平，之后再維持這種裝機能力直到2030年，即可達到累計裝機3—4億千瓦，滿足美國20%電力需求的目標。

歐洲為全面落實《歐洲戰(zhàn)略能源技術計劃》和相關能源氣候法案，實現(xiàn)2020年減排、能效和可再生能源三個”20%”的宏偉目標[2]。計劃在未來10年投資585—715億歐元鼓勵可再生能源、智能電網(wǎng)等低碳產業(yè)發(fā)展，并啟動“智能城市”和“歐洲能源研究聯(lián)盟”兩大配套行動。國外新能源的比重在逐步增大，技術創(chuàng)新在加快，能源轉化效率在顯著提高，發(fā)電成本在持續(xù)下降。隨著科技的進步，2008年新增的40GW新能源發(fā)電裝機容量已經(jīng)占全球新增發(fā)電裝機容量的25%。新能源發(fā)電裝機投資首次超過傳統(tǒng)能源發(fā)電裝機投資（約1100億美元）。過去10年，光伏太陽能年均增長38%，風電年均增速也達到28%[3]。以歐盟為代表的地區(qū)集團，大力開發(fā)利用新能源，取得了積極的成果，連續(xù)10多年來，新能源的年增長速度在15% 以上。2008年全球累計風電裝機容量已達1.2億千瓦，其中歐盟為6600萬千瓦，風電裝機占歐盟電力總裝機的比重已超過7%，丹麥、德國的風電裝機比重超過20%。在新增裝機中，2008年歐盟風電裝機容量達到848萬千瓦，占全部新增電力裝機的43%，是第一新增電源[4]。

2 我國新能源的發(fā)展現(xiàn)狀

我國自2006年頒布實施《可再生能源法》之后，國家相繼出臺《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》、《可再生能源電價附加收入調配暫行辦法》及《關于完善風力發(fā)電上網(wǎng)電價政策的通知》等一系列法律法規(guī)，完善了電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)之間的電價補貼和電網(wǎng)企業(yè)之間的交易配額關系，對促進新能源產業(yè)持續(xù)發(fā)展起到了積極指導和推動作用。

對于我國幅員遼闊，海岸線長，風能資源比較豐富的特點。根據(jù)中國氣象局第四次風能資源普查報告，中國離地50m高度陸地上風能資源潛在開發(fā)量為23.8億kW可開發(fā)利用陸地風能約2.53億kW；近?？砷_發(fā)利用風能約7.5億kW，共計約10億kW，僅次于俄羅斯和美國，居世界第三位。我國風電發(fā)展始于20世紀80年代，發(fā)展水平與西方發(fā)達國家相比存在很大的差距，但起點較高。2003年發(fā)改委下放5萬kW以下風電項目審批，扶持鼓勵風電發(fā)展，使風電進入高速發(fā)展階段。并網(wǎng)風電新增裝機容量在2006—2009年連續(xù)4年實現(xiàn)翻倍增長，2010年，中國大陸地區(qū)新增風電機組12904臺，裝機18927.99MW，年同比增長37.1%，近5年年均增長71.2%；截至2010年底，累計安裝風電機組34485臺，裝機44733.29MW，年同比增長73.3%，近5年年均增長77.5%。2011年一季度風力發(fā)電量達188億kW.h，同比增長60.4%，比同期火電、水電、核電增速高出30-50個百分點，風電總裝機連續(xù)5年實現(xiàn)翻番。目前，我國新增風電裝機和累計裝機容量均居世界第一[5]。

我國國土大部分處在炎熱帶和溫帶地區(qū)。日照時間長，陸地表面每年接受的太陽能約50×1018KJ，西藏是高海拔地區(qū)，年輻射量達9210MJ/m2，僅次于撒哈拉沙漠，居世界第二位。截止2014年底，我國光伏發(fā)電累計裝機容量2805萬千瓦，同比增長60%，其中光伏電站2338萬千瓦，分布式467萬千瓦，年發(fā)電量約250億千瓦時，同比增長超過200%。太陽能光伏發(fā)電在東中西部共同發(fā)展格局已經(jīng)呈現(xiàn)。2014年中東部地區(qū)新增裝機容量達到560萬千瓦。占全國的53%。根據(jù)《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，2015年我國太陽能發(fā)電裝機達1000萬kW，屋頂光伏裝機300萬kW；2020年太陽能發(fā)電裝機達5000萬kW，屋頂光伏裝機2500萬kW。太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的有效發(fā)展將改變我國的能源的結構狀況，促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。

3 我國新能源發(fā)展的遇到的問題

近幾年新能源發(fā)電在我國快速增長，但是在這過程中出現(xiàn)了很多亟待解決問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 電網(wǎng)對新能源發(fā)電的配套設施還存在許多不足，相關的體制和機制沒理順。風電和太陽能發(fā)電它們都具有隨機性、間歇性和波動性特性，對電力系統(tǒng)有較大影響。難以獨立承擔對用戶提供連續(xù)且滿足用戶需求特性的電能，這對電力系統(tǒng)運行調度管理提出了更高更苛刻的要求，對電力系統(tǒng)調峰、調壓和調頻帶來很大負面影響。此外，風電場和太陽能發(fā)電場的無功需求及輸電線路的無功損耗增大，會導致電壓水平和穩(wěn)定裕度降低，而大多數(shù)風電場和太陽能發(fā)電場往往集中在經(jīng)濟發(fā)展相對落后的地區(qū)，電力需求較低，電網(wǎng)結構薄弱，消納能力及其有限，大規(guī)模高強度集中開發(fā)，給風電接入電網(wǎng)，可靠送出和安全運行帶來了巨大的壓力，致使很多風電場棄電。

3.2 風電和太陽能發(fā)電與傳統(tǒng)能源發(fā)電相比，成本較高，這直接導致電力系統(tǒng)總成本和全社會電價水平的提升，特別是在前期消費風電和太陽能需要支付較傳統(tǒng)能源發(fā)電方式更高的電費。這是制約新能源發(fā)展的瓶頸。

3.3 政策和激勵機制還沒完全到位，政府應當利用稅收杠桿和有效的補貼以及價格政策實現(xiàn)新能源的的開發(fā)利用。通過這些政策可以吸收社會大量閑散資金到新能源技術的開發(fā)和創(chuàng)新，實現(xiàn)有效的融資渠道，降低開發(fā)新能源的成本。

3.4 新能源的產業(yè)升級滯后，隨著新能源的發(fā)展，一些地方的產能過剩，產業(yè)的自主創(chuàng)新能力不足，缺乏自己的核心技術，缺乏統(tǒng)一的設計標準和技術標準，況且許多地方的法規(guī)體系尚不健全。

4 對我國新能源發(fā)電的啟迪

4.1 中國的能源安全已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略層面，隨著石油的大量開采，石油資源正在逐步枯竭，中國需要開發(fā)新的能源來替代石化資源，各個國家都在新能源的開發(fā)和建設投入大量的人力和物力，發(fā)展新能源是大勢所趨，誰要是占領了新能源技術的至高點，誰就在能源安全方面占據(jù)了主動。

4.2 新能源發(fā)出的電如何被消納是新能源發(fā)展的關鍵，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)需要有與之相對應的靈活調節(jié)的電源與之匹配。在西方發(fā)達國家，運行靈活性較好，能夠快速調節(jié)處理的燃油、燃氣、抽水蓄能以及水電等調峰電源比例相對較高，減少了電力系統(tǒng)接納風電等可再生能源發(fā)電并網(wǎng)所面臨的技術障礙。隨著中國風電、太陽能等新能源持續(xù)快速發(fā)展、發(fā)電比重逐步提高，在沒有大規(guī)模儲能設施的情況下，對煤電機組的深度調峰要求就越來越高，壓力越來越大。目前最為成熟的調節(jié)蓄能電源是抽水蓄能電站，其發(fā)展能夠有效降低煤電機組的調峰深度、提高煤電機組的運行效率和減少化石能源消費，天然氣發(fā)電機組也具體良好的運行靈活性和調峰能力，能夠快速啟動，所以也要加快建設抽水蓄能、燃氣發(fā)電等調峰電源。

電網(wǎng)是新能源消納的重要環(huán)節(jié)。電網(wǎng)作為連接電源與用戶的紐帶和電力資源配置的平臺，在新能源消納中起到重要作用的風電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃脫節(jié)一直沒得到很好的解決：一是，科學合理的電網(wǎng)結構是電力系統(tǒng)安全的基礎。二是，電網(wǎng)規(guī)模大小特別是緊密電網(wǎng)規(guī)模大小決定了新能源發(fā)電消納規(guī)模。三是，配套送出工程的科學規(guī)劃、同步核準和同時投產能確保風電和光伏時時并網(wǎng)的關鍵。四是，加快智能電網(wǎng)建設，通過智能電網(wǎng)可以高效的吸收并網(wǎng)新能源，解決棄電的問題。

4.3 加快健全新能源的上網(wǎng)定價機制和財政補貼政策，降低準入門檻，這些都能為新能源的發(fā)展起到積極的促進作用。新能源價格補貼可以提高新能源發(fā)電的競爭性和經(jīng)濟性，加快和擴大產業(yè)的規(guī)模。另一方面可以激勵投資者加入這一行業(yè)，鼓勵社會資本投資新能源發(fā)電。加快完善新能源開發(fā)的招標制度，探索開展公開招標選擇投資經(jīng)營主體的試點，充分發(fā)揮市場機制配置電力資源，通過加強統(tǒng)一規(guī)劃管理來完善和強化國家宏觀調控，通過推行公開招標制度選擇投資主體來實現(xiàn)資源的合理配置。推進新能源的上網(wǎng)電價改革。根據(jù)地區(qū)的不同，按照有力于促進新能源開發(fā)利用和經(jīng)濟合理的原則確定，并適時調整開發(fā)利用技術。國外的發(fā)達國家經(jīng)驗表明，除了強大的制造實力和雄厚的技術實力支撐外，還對新能源進行大量的補貼和融資，使其能健康快速發(fā)展。

4.4 加大引進高水平人才和加強技術創(chuàng)新，完善相應的法規(guī)和標準。我國新能源技術相對發(fā)達國家還有很大的差距。關鍵的一些核心技術還沒突破，我國一方面可以通過引進國際先進技術和人才，與擁有先進技術的國外公司合作或者以市場換技術等方式突破新能源的關鍵技術，降低使用新能源的成本，提高新能源的核心競爭力。另一方面政府要加大科研投入力度，讓科研院校參與到新能源的技術創(chuàng)新，把握技術的制高點。早日扭轉我國在新能源核心技術領域的劣勢。

5 結論

新能源是歷史發(fā)展的必然趨勢，國家已經(jīng)把新能源列為國家戰(zhàn)略，結合中國的國情，適當借鑒發(fā)達國家的經(jīng)驗，統(tǒng)籌發(fā)展傳統(tǒng)能源和新能源的目標，保證我國能源安全。

【參考文獻】

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[3]郝彥菲.國際新能源發(fā)展現(xiàn)狀及對我國的啟示[J].中國科技投資，2010（8）：44-46.

[4]林衛(wèi)斌.歐洲新能源發(fā)展政策及對我國的啟示[J].學術交流，2014（1）：72-77.

[5]張偉波.我國新能源發(fā)電發(fā)展思路探索[J].中國能源，2012（4）：26-41.

[責任編輯：湯靜]