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关键词 可再生能源产业 国际竞争力 贸易竞争力指数
中图分类号:F407.2 文献标识码:A
0 引言
能源是人类赖以生存的基础,也是人类从事生产和社会活动的基础,能源的开发利用程度标志着人类社会进化和发展的程度。同时,随着现代社会的发展和人民生活水平的提高,人类的能源消耗也迅速增长,而传统的化石能源不仅数量有限,而且造成严重的生态失衡和环境污染。因此,如何开发和使用能源,且保护好我们赖以生存的环境与生态,成为人类社会可持续发展的重大课题,而大力开发和利用可再生能源又成为了人类走出能源困境的极为关键的路径。
目前为止,在可再生能源产业领域中关于出口增长因素和国际竞争力方面的研究还未开展。虽然,先前进行过关于可再生资源的消费估计(Akella等,2009; Varun等,2009),能源需求和经济增长的因果关系分析(Apergis和Payne, 2010; Perry, 2009; Sadorsky, 2009),可再生能源之间扮演创造就业机会和出口市场需求分析(Apergis and Payne, 2010; Perry, 2009; Sadorsky, 2009)等研究,但是与国际贸易相结合的研究甚少。近年Steenblik(2005,2006), Jha(2009), REN21(2006, 2007, 2008)等人以HS代码为基础研究了商品分类和基于这种分类的产业发展动向,但是他们并没有分析以某个国家为对象的国际贸易竞争力和出口增长因素。
本文利用联合国商品贸易统计数据库(UN comtrade)的统计数据,基于Veena Jha(2009)的可再生能源贸易之商品品目分类,把可再生能源分为生物能源、水利能源、风能、太阳能、地热能、海洋能以及具体“子目(Subheading)”,利用我国可再生能源能源的进出口贸易统计数据,通过测算显示性比较优势指数和贸易竞争力指数,分析我国1996年-2011年的可再生能源产业的国际竞争力,依据实证分析结果,提出了我国可再生能源产业发展的政策性启示。
1 我国可再生能源产业对外贸易发展现状
我国可再生能资源总量丰富,可再生能源的进出口贸易在我国对外贸易中占有很重要的地位。我国可再生能源产业的贸易自1996-2011年持续增加,由1996年的106.4亿美元,2011年增长为22倍规模的2293.6亿美元,短短十几年间,有如此大的增幅,令我们对我国的可再生能源产业的发展有了更大的信心。(参见表1)
2 我国太阳能产业的国际竞争力实证分析
基于可再生能源产业对我国经济发展的重要性,如何提高可再生能源产业的国际竞争力,如何让可再生能源产业的发展为我国对外贸易增添动力,成为我们今后要考虑的重要问题。为此本文首先利用TC和RCA指数对我国太阳能产业竞争力进行实证分析,并就1996年和2011年的TC指数进行动态演化分析,从而把握中国太阳能产业的竞争力变化趋势,以便对我国太阳能产业未来的发展得出具有高价值的政策性启示。
2.1 比较优势指数分析
1965年,美经济学家巴拉萨(Balassa)提出测算国际贸易优势时可以采用RCA指数的方法,即显示性比较优势指数(Revealed Comparative Advantage:RCA)。就是一个国家某种商品出口额占其出口总值的份额与世界出口总额中该类产品出口额所占份额的比率,用公式表示:
=
式中,是国家在类产业或产品上的出口,是国家的总出口,是类产业或产品在世界市场上的总出口,是世界市场上的总出口。若RCA指数1,则处于比较优势,取值越大比较优势就越大。
1996年-2011年间我国可再生能源的显示性比较优势指数始终大于1,说明我可再生能源处于比较优势、出口竞争力强。从发展趋势来看,RCA指数始终呈显出明显的上升趋势,这对于提高我国在国际市场上的竞争地位,优化我国的资源匹配提供了可靠的指示作用。
具体来看,自1996年可再生能源的RCA指数为0.66,2002年以后RCA指数达到了1以上,开始处于比较优势,一直到2011年,达到了1.62。可以说,我国可再生能源在国际贸易竞争中,经历了从竞争力较弱一直到竞争力较强的演变过程。进入21世纪以来,随着资源的过度开发和利用,世界资源逐渐匮乏,我国的可再生能源市场在政府的积极推动下开始有了比较快的发展。在国内应用市场发展缓慢和原材料市场持续短缺的双重制约下,近年来我国可再生能源相关设备制造业的发展势头非常强劲。我国可再生能源制造业的快速发展,带动了整个产业链的进步。(参见表2)
2.2 贸易竞争力指数分析
在测定一个国际区某一个产业的国际竞争力时,我们就要用到TC指数,即Trade Competitive PowerIndex―贸易竞争力指数, 是指一国在进出口贸易总额中,进出口贸易的差额所占的比重。用公式表示就是:
=
式中,表示贸易出口额,表示贸易进口额。它的值始终在-1和1之间波动。值接近-1表示国际竞争力较弱;接近0表示国际竞争力接近世界平均水平;接近1说明国际竞争力较强。
我国可再生能源的TC指数在1996-2011年间起伏上升,从1996年的-0.41上升到2011年的0.07。虽然在2003年,经过上升下降的起伏我国可再生能源的贸易竞争力回到了1996年的水平,但是1997年开始持续上涨,最终在2010年开始转变为正数,虽然数值偏小,TC指数的从负数到正数的过程,展现了我国可再生资源贸易中的竞争力逐渐壮大。这说明我国可再生能源产业的发展不容小觑,在不久的将来,相信我国可再生能源的国际竞争力会稳步上涨,在其贸易中起到举足轻重的作用。(参见表3)
3 结论及政策性启示
通过对我国可再生能源产业显示性比较优势指数、贸易竞争力指数以及贸易竞争力动态分析的实证分析,可以得出我国可再生能源产业虽然还处在发展阶段,但是有很大的发展潜力,基于上述实证分析结果,本文提出以下几点政策性建议。
第一,合理布局科学规划可再生能源产业,使之形成一个有效的产业聚集并形成一条产业链。我国的可再生能源产业还处在发展阶段,容易受到来自国际市场的影响,所以,我们应该积极采取应对政策,强调从总体布局,从大处着手,细微之处也并不能放松。
第二,把降低成本作为发展的目标,在此基础上,鼓励技术创新,提升自主创新能力。我们应该着重研究各个产业的发展状况,扶持具有自主创新能力的企业,同时,政府应该对我可再生能源产业的发展给予足够的技术支持,企业加大研发投入。以此来提高自主创新能力,构建技术创新体系,提高我国可再生能源产业的国际竞争力。
第三,充分利用国际资源,加大与各技术强国的强强合作。当前,我们应该在充分发挥自主创新的基础上,开展国际间的互惠合作。并且密切关注最新科研成果的发展,积极学习相关技术,取其精华去其糟粕。同时,也应该大力支持我国企业走出去,支持企业参加海外展览、国际会议和竞标项目并对其实施补贴或补助。
第四,政府充分实行激励政策。经济激励政策是拉动可再生能源产业发展的保障,各地要因地制宜地(下转第193页)(上接第184页)制定激励可再生能源产业发展和推广应用的激励政策和措施,包括税收、补贴和其他激励政策等。各地区和各有关部门要研究制定鼓励可再生能源产业发展的优惠政策,通过宏观调控和市场引导相结合的方式,为可再生能源产业在国内的发展提供必要的条件,加快可再生能源产业的升级步伐,积极促进可再生能源产业的发展。
崔文为本文通讯作者。
参考文献
[1] 文华,崔文.我国服务贸易的国际竞争力分析及其政策性启示.延边大学学报,2012(12):121-122.
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[3] 陆维德.太阳能利用技术发展趋势评.世界科技研究与发展,2007(2):95-99.
节能已经成为了当前我国社会发展的一个重要战略方针,结合这种节能手段的落实而言,相应的可再生能源利用是比较重要的一种手段,这种可能再生能源的运用能够较好促使其表现出较为理想的能耗控制效果,本文就重点围绕着可再生能源在建筑设计中的利用进行了简要的分析和论述,希望具备一定的借鉴作用。
关键词:
可再生能源;建筑设计;应用
1引言
随着现阶段社会的不断发展,其能耗越来越受到,对于能源的需求量也越来越大,传统能源的供给效果已经很难满足于当前发展需求,这也就需要重点做好节能工作,环节当前存在的能源短缺压力。建筑行业可以说是能耗较为突出的一个方面,较好促使建筑行业具备理想的节能表现也就需要进行详细全面的分析和探索,尤其是对于各类节能技术手段的运用而言,更是需要进行不断研究,其中可再生能源的利用就是比较有效的一种手段,这种可再生能源的运用价值还是比较突出的,值得引起高度重视。
2可再生能源的基本特点分析
结合可再生能源的应用来看,其之所以具备着较为突出的应用价值效果,主要就是因为其自身的特点能够较好满足于社会发展的能源需求,其主要表现在以下几个方面:
(1)无限性特点。对于可再生能源而言,其最为突出的一个特点就是“可再生性”,也就是无限性,这种无限性也就表明相应可再生能源能够源源不断的出现,并不会因为人们的应用而减少,进而也就体现出了极强的应用价值效果。这种取之不尽用之不竭的可再生能源应用特点也就值得在各个方面重点探索其应用方式,最终提升其应用价值。
(2)普遍性。对于绝大部分可再生能源而言,其都表现出了较为明显的普遍性特点,这种普遍性主要就是指相应的可再生能源并非是集中存在,而是在各个区域都存在,进而也就能够方便后续应用过程中的就地取材,比如对于太阳能、地热能以及风能等,都是广泛存在的各个方面,极大程度上提升了应用的便捷性。
(3)清洁性。从可再生能源的应用效果上来看,其还能够表现出较为理想的清洁性特点,这种清洁性主要就是指相应可再生能源的应用能够避免在后续应用过程中出现较为明显的污染问题,相对于传统煤炭以及石油的应用来看,其环保效果极为突出,进而也就能够较好适应于当前越来越注重环境保护的社会发展趋势,值得进行广泛运用。
(4)经济性。对于可再生能源的有效应用而言,其还能够表现出较为理想的经济性效果,尤其是从长期的应用过程中,这种经济性优势更是极为明显,其仅仅需要在初期设计构建中投入相应费用,进而也就能够较好降低后续维护和运行的投资,从整体方面体现出了理想的经济性效果。此外,当前我国对于这些可再生能源的应用还存在着较多的鼓励和扶持政策,进而同样能够表现出一定的经济性效果。
3可再生能源在建筑设计中的应用
可再生能源在实际应用过程中能够表现出较为理想的实效性,建筑行业作为能耗较为突出的一个行业代表,其更是值得采取恰当的设计手段进行有效处理,促使可再生能源能够得到更好的运用,不断提升其应用水平。这种可再生能源在建筑设计中的具体应用方式和手段有以下几点:
(1)建筑设计中对于太阳能的应用。对于太阳能在我国建筑工程项目中的设计应用来看,其应用效果是比较理想的,而这种设计应用在我国传统建筑中就具备着较为明显的体现,比如我国很多传统房屋建筑都采用南北布局的方式进行构建,进而也就能够达到较为理想的太阳光应用效果,充分实现照明方面的应用需求。此外,对于太阳能热力方面的应用同样也是比较重要的一个设计手段,太阳能热水器的应用就得到了较为广泛的布置,在很多建筑物中都能够表现出理想的作用价值,降低了对于电力能源的依赖性。随着当前我国科学技术水平的不断提升,这种太阳能可以在建筑物中表现出来的作用也越来越丰富,比如从光伏发电方面来看,其发电效率越来越高,并且在建筑物的很多系统结构中都能够得到较为理想的运用,进而也就能够在一定程度上降低传统电力资源的运用,达到节能优化效果。在太阳能发电中,主动式太阳能技术能够取得较为理想的作用效果,其相对于传统的被动式发电,能够更好提升其发电效率,促使其在建筑物中表现更强的作用价值。
(2)建筑设计中对于风能的应用。在建筑物的具体设计过程中,合理运用风能同样也能够达到较为理想的节能优化效果,其设计方式首先表现在对于建筑物通风的有效布置上,根据当地风向以及相关强度,合理安装建筑物的外形以及通风口位置,进而也就能够有效保障其体现出较为理想的自然通风效果,不仅仅能够提升人们对于建筑物的应用舒适度,还能够有效提升其节能效果,降低对于机械通风的依赖性。另外,对于风力发电方面的探索同样也能够在建筑设计中取得理想的作用价值,尤其是在一些高度较为突出的建筑物中,这种风能发电的效率还是比较突出的,值得进行有效推广运用。
(3)建筑设计中对于地热能的应用。地热能同样也是分布较为广泛,并且极为丰富的一种可再生能源,针对这种地热能进行有效的建筑设计主要就是为了促使其能够在建筑物的暖通系统中发挥出较强的积极作用价值,进而也就能够降低电气设备方面的应用强度。结合这种地热能的实际应用设计而言,其需要切实把握好相应地热泵设备的安装和应用,针对该设备进行不断创新优化,促使其能够体现出较为理想的能量转化高效性,进而也就能够保障其较好实现建筑物暖通空调系统功能。
4结束语
综上所述,对于建筑设计中可再生能源的应用来看,其应用价值和优势还是比较明显的,这些优势也就值得相应建筑设计人员进行不断探索和创新,促使太阳能、风能以及地热能等可再生能源都能够采用恰当的方式进行布置,最终发挥出节能环保效果。
作者:桑月红 陆坚 单位:华汇工程设计集团股份有限公司
参考文献
[1]陈冯芳.可再生能源在建筑设计中的利用研究[J].冶金丛刊,2016(4):73~74.
[2]倪昌剑.论述可再生能源在建筑设计中的利用[J].四川水泥,2015(6):135.
[3]曾毅.可再生能源在建筑设计中的运用分析[J].四川水泥,2014(7):238.
我国在低碳经济的开发利用领域已经制定了《煤炭法》、《电力法》、《节约能源法》、《可再生能源法》、《清洁生产促进法》、《循环经济促进法》等法律,其中《可再生能源法》、《清洁生产促进法》与《循环经济促进法》的出台与实施对于从节能减排、提高资源能源利用效率、大力发展新能源和可再生能源方面来支持低碳经济的发展具有突出的作用。另外,我国还积极制定并实施了减缓气候变化的《节能中长期规划》、《可再生能源中长期发展规划》、《核电中长期发展规划》等一系列约束性目标,显示了中国政府高度重视应对气候变化、保障能源安全、实现低碳发展的决心,也为低碳经济在中国的发展创造了良好的法律与政策环境。
但是,我国在促进低碳经济发展的政策法律体系方面仍处于薄弱的状态。首先,中国的有关立法在体系上并不完善,如石油、天然气、原子能等主要领域的能源单行法律仍然缺位,同时也缺少能源公用事业法,这会导致能源与环境相协调的作用领域不够全面;其次,由于中国法制建设中“易粗不易细”的传统,现有的能源立法规定不够详细,缺乏足够的操作性,这也是导致中国目前环境执法(包括能源领域)效果不佳、环保状况不能得到根本改善的重要原因;另外,法律、规划规定的执行措施上虽然也涉及到税收优惠、补贴等奖励手段来激励公众与企业自愿实行有利于低碳经济发展的行为,但是却没有规定细化的奖励手段与程序,导致在现实中不能产生广泛的影响。我们认为,我国的低碳经济法律体制的发展趋势将呈现以下特点:
首先,制定法律法规,限制高碳产业。根据各种产品的性质分类别制定法律法规,如《绿色采购法》、《家用电器回收法》等。对高耗能产品设定强制性的节能标准,严格限制不符合环保标准的产品进入市场;确定地区性温室气体总的排放上限,列出排放实体清单,分配给每个部门或企业在相关承诺期的配额数量。这些措施会将产品的资源环境成本内化到市场交易中,严格限制碳排放高、污染较重产业的发展。
其次,实施财税政策,建立激励机制。中国将实施包括“可再生能源配额制”、“可再生能源优先调度办法”等在内的《可再生能源法》的配套实施细则。4月1日,修订后的《可再生能源法》正式实施。对于众多新能源企业来说,该法最大的亮点在于,相比2005年2月份的版本,修订后的《可再生能源法》明确了国家将实行可再生能源发电全额保障性收购制度。
再次,建立认证制度,改善消费结构。实施“绿色证书”制度,由国家电网管理局对利用可再生能源发电并向国家电网输送电力的企业,认可后颁发认证证书,达到调整能源消费结构和发展可再生能源的目的。能源认证制度的实施,对促进企业节能减排、提高能源效率和降低化石能源消耗将起到重要作用。
从完善有助于低碳经济发展的法律与政策体系目标来看,我国在立法上将会一定程度上借鉴发达国家关于低碳经济的立法,可能集中体现于以下3个方面:
一、碳税。开征碳税被发达国家认为是富有成效的政策手段。碳税是一种混合型税种,它的税率由该能源的含碳量和发热量决定,不同的能源由于含碳量和发热量不同,会有不同的税负,低碳能源的税负要低于高碳能源的税负。近几年,英国、美国、日本、德国、丹麦、挪威、瑞典等发达国家对燃烧产生的二氧化碳的化石燃料开征国家碳税,如英国对与政府签署自愿气候变化协议的企业,如果企业达到协议规定的能效或减排就可以减免80%的碳税。
二、财政补贴。政府对有利于低碳经济发展的生产者或经济行为给予补贴,是促进低碳经济发展的一项重要经济手段。英国对可再生能源的使用采取一系列财政补贴措施。如英国的电力供应者被强制要求提供一定比例的可再生能源(由2005-2006年的5.5%提高到2015-2016年的15.4%)。与此相应,英国政府对电力供应者提供了一定补贴。丹麦在能源领域采取了一系列措施推动可再生能源进入市场,包括对绿色用电和近海风电的定价优惠,对生物质能发电采取财政补贴激励。加拿大自2007年起对环保汽车购买者提供1000~2000加元的用户补贴,鼓励本国消费者购买节能型汽车,减少二氧化碳排放。
中图分类号: F 323. 2 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)04(a)-0000-00
1、低碳经济及环保资源内涵
低碳经济是新时期为促进社会持续发展的新型经济发展模式,通过全球性合作可形成市场调节与政策引导双向机制,促进节能减排、环保技术的科学创新应用,提升传统资源应用效率,并推动各类风能、太阳能、氢能、生物质等环保能源的科学、广泛应用,逐步降低GDP单位碳排放量,创建低碳环保新型生活方式与环境。低碳经济发展包含显著优势特征,首先体现在全球性,其产生于全球气候变暖主体背景下,因此全球中任何国家均不能进行低碳经济的独立建设发展。同时低碳经济还具有主动性,其发展需要国家政府政策的科学引导,通过主动干预营造安全保障,而不能仅依靠市场调节发展手段。另外,低碳经济还呈现出了技术性特征,其实质通过各类减排节能高新环保技术的推广与应用实现了环境保护与经济发展的双重科学目标。环保资源主要以新材料、新技术为基础,令传统可再生能源实现现代化的利用开发,进而实现环保、节能、低碳与持续利用的优质效果。
2、低碳视角下利用环保资源必要性及发展现状
2、1环保资源利用必要性
低碳经济是环保资源利用发展的挑战与机遇,其低污染、低能耗、低排放的经济发展模式是人类社会的重大进步,由我国提出低碳经济发展目标到明确增长GDP碳排放指标,目前我们已逐步进入低碳经济时期,令能源结构实现了优化调整,环保资源的应用比例持续上升,并为再生能源经济产业的科学发展带来了广泛的发展机遇与前所未有的挑战。我国地大物博的基本国情决定,各类资源能源相对较为贫乏,需要依据外调手段补给,伴随市场经济的飞速发展,较多区域面临着巨大资源缺口,并受到环境因素等各方压力的影响,为给持续经济增长提供可靠、优质且大量的资源支柱,就必须继续寻找清洁、环保资源,方可实现可持续的全面发展。
2、2环保资源发展利用现状
新型环保资源与可再生能源具有广泛的应用范畴,并伴随各类能源的研究发现呈现继续扩大趋势。例如在利用生物质能源层面,最初只是利用直接燃烧薪材、秸秆等农作物进行直接燃烧进而获取煤炭传统能源,而当前随着各类新技术的发展,农作物的剩余燃烧能力持续提升,并可转化其为化工优质原料。环保、可再生资源、能源产业的最初起步相对较晚,但发展却较为迅猛,其核心主要通过制度、技术的创新及转变发展观,最大化降低温室气体的大范围排放,抑制全球温室效应,并促进社会经济的清洁与持续发展。另外在开发可再生、环保资源层面也体现了自主研究能力持续提升的发展趋势,在一些领域则体现了先进发展水平,例如地热能、风能、生物质能源在制造业、建筑业中实现了广泛应用,并涌现了大量节能产品,打造出一批规模化、高技术含量的高新技术企业。
3、低碳视角下资源利用环保策略
3、1 加块推进环保资源技术设备的商业化与本地化发展,完善构建环保政策体系
环保资源技术设备的本地化发展将成为全面推进地方经济建设的新生力量,同时可创造更多就业机会,并创设更多利润价值,地方生产的环保资源产品可推向海外市场,降低能源生产成本,并提升综合生产水平及效益,因此我们应大力推进环保资源设备技术的商业化、本地化发展。同时为促进低碳经济社会的持续发展,应完善构建环保资源、再生能源科学政策体系,发展初期由于各类新产品、新技术政府推广目标与价格承受力间包含较大差异,因而往往政府会借助政策建设推进环保产业发展。实践经验证明,政府的有效激励与全面支持是加快推进环保资源、可再生能源快速发展的核心关键,因此应围绕低碳经济目标构建完善配套机制与政策,例如创设定价机制、目标机制、补偿及选择机制,进而构建切实可行的环保资源、再生能源发展政策体系。
3、2专业化创建管理机构、强化宏观调控,明确管理职责
为提升环保资源利用效益,在低碳经济视域下应专业化创建管理机构,强化政府宏观调控职能,明确各机构管理职责。同时环保资源建设中应尽量简化实践方式,便于环保产业投资人与开发商顺利进入市场,开展投资建设并推进环保资源研发、推广、应用的快速、稳定与高效。另外我们可通过政府机构的积极干预创建以环保资源、可再生能源为导向的产业发展地位,对可再生低碳能源、新型环保资源产业发展出台一系列可吸引广泛投资、税收与产出补贴的科学政策,将民间闲置资本广泛引向环保再生能源建设发展产业中,进而有效解决建立主导产业需要的投资与积累资本问题。另外还应采取一系列补贴消费与宣传活动对消费者展开科学有效的观念引导,逐步培育良好的需求环保再生资源市场。宣传阶段中可借助广播、电视、报纸媒介,资源信息广泛的网络系统平台、各色宣传资料、深入社区、单位现场培训等多样化形式打造有效舆论引导,并结合补贴消费令消费者在选择环保再生资源时承受较传统高污染、不可再生化石能源低出许多的代价与成本,进而体现高能效、低能耗的应用优质效果。再者我们应立足地方区域发展特征、现实状况广泛积极的借鉴吸收国外先进产业发展建设经验,深化环保再生资源产业国际合作交流,以共赢互利为原则,积极调动全球环保资源,弥补我国在产业化建设与环保可再生资源层面存在的差距问题。
4、结语
总之,基于低碳视角,针对低碳经济发展与环保资源开发建设重要内涵,开发利用环保可再生资源的科学必要性,我们只有明晰我国发展利用环保资源现状制定切实可行的环保发展建设思路、策略,才能全面激发环保可再生资源的优势效能,令其实现大规模产业化发展,并创设显著的经济效益与社会效益。
[参考文献]
[1]牛丽贤,张寿庭.低碳经济背景下中国可再生能源发展对策研究[J].改革与战略,
2010(9).
【关键词】可再生能源;建筑;应用
中图分类号:P754.1 文献标识码:A 文章编号:
引言
能源是一个国家国民经济和社会发展的基础,是整个人类社会赖以生存和发展的物质保障。建筑能耗在能源消耗中占的比例为 30% ,随着社会的发展,这一比例会呈现上涨的趋势,运用建筑节能技术是降低建筑能耗的重要手段,而可再生能源的利用是实现建筑可持续发展的重要环节。大力开发利用可再生能源,减少化石能源的消耗,保护生态环境,减缓全球气候变暖,推进人类社会可持续发展已成为世界各国的共识。
1可再生能源在建筑中应用的意义
1.1 可代替和少用资源有限、不可再生的化石能源
人类社会目前消耗的能源,包括建筑使用消耗的能源,主要是煤炭、石油和天然气等化石能源。这些能源资源有限,不可再生,终究要枯竭。人类应未雨绸缪,早做准备,既要提高能源利用效率、大力节约能源,又要积极研究开发利用资源无限、可以再生的新能源和可再生能源,走经济社会可持续发展的能源道路。因此,在建筑中积极推广应用太阳能、风能、地热能和生物质能等新能源和可再生能源,代替和少用一些煤炭、石油、天然气等一次化石能源和由其转换成的二次能源,对减少我国化石能源的消耗量和优化我国的能源结构,具有重要意义。
1.2 可减少耗用化石能源所产生的污染物的排放量,减轻大气污染,保护生态环境
人类生存与发展离不开能源,能源是经济社会发展的基本物质基础,但化石能源的大量开发与利用,又是造成大气和其它类型环境污染与生态破坏的主要因素。据有关资料分析,世界各国房屋建筑能源使用中排放的CO2约占全球CO2排放总量的l/3,其中:居住建筑占2/3,公共建筑占1/3。因此。如何在开发和使用能源的同时,保护好人类赖以生存的地球的环境与生态,就成为一个关乎人类社会可持续发展的重大问题。新能源和可再生能源没有或很少有损害大气和生态环境的污染物的排放,是与人类赖以生存的生态环境相协调的清洁能源、绿色能源,在建筑中积极加以推广应用,可以减少CO2、SO2、NOx以及颗粒物等污染物的排放量,对减轻我国的大气污染和保护生态环境发挥很大的作用。
1.3 可提高城乡居民的生活质量和住宅的舒适度
可再生能源在建筑中进行应用,可提高城乡居民的生活质量和住宅的舒适度,并可使建筑物造型新颖别致,增强“卖点”,体现“以人为本”的建筑理念。随着经济的发展,热水洗浴、空调已成为广大居民的基本生活需求。在建筑中安装太阳能热水系统、地源热泵系统等可再生能源应用设施,不消耗化石能源,投资不大,使用简单,安全可靠,是满足广大居民基本生活需求的好办法。在城市,与建筑一体化的太阳能热水系统,是深受欢迎、市场需求增长快速的设备,它安装快捷方便,经济成本低,使用安全可靠。在西部地区,可在广大农村的住宅和学校推广采用太阳能或浅层地能解决冬季采暖问题,不但节省能耗,而且清洁干净、省工省时,可使居民的生活质量大为提高,住宅的环境舒适度大为改善。在建筑上安装光伏幕墙,在建筑屋顶上安装太阳电池组件,可与建筑紧密结合,设计新颖别致、美观奇巧,既能发电,又是建筑外立面装饰构件,可使建筑物的科技含量提高。在旅游度假村、花园别墅、居民小区的休闲场、游乐地、绿化草坪,安装建设太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉等,可使环境更加清悠、舒雅、情趣盈盈,充分体会其乐融融的科技文化气息。
2主要的可再生能源及其在建筑中的应用
2.1 风能利用
风速与地理位置有关,就一个地区而言离地面越高风速越大。一般离地面 4 米的风能就可以利用,离地面15米高处的风能有很高的利用价值,对于高层建筑来说其屋顶的风力利用价值更高。
目前,风力发电机在建筑中应用的比较少,基本上是在屋顶上应用,与光伏发电形成风光互补系统。荷兰的 MVRDV 事务所设计的 2000 年汉诺威世博会荷兰馆在其建筑顶部安装了风力发电机,为这栋建筑提供电力。而著名的风力发电机生产商英国的Fortis公司目前也为一个工厂顶部安装了风力涡轮发电机,以提供该厂房的部分电力。在我国,珠江新城也已经完成了方案设计,这座建筑可以说是将风力发电与建筑完美结合起来,建筑师利用软件对建筑形体与当地风环境进行分析和模拟,得到了最佳的形体。预计这座流线体建筑建成之后其能量可以全部自给自足。
虽然由于种种原因风力发电与建筑的一体化进程缓慢,应用不够广泛,但是随着科技的日益进步和人们能源意识的不断加强,风力发电在建筑中的应用将会得到进一步发展。
2.2 太阳能热利用
太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应,并不断向宇宙空间辐射出巨大能量。太阳内部的热核反应目前足以维持60亿年,可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。虽然地面上的太阳辐射能随着时间、地理纬度、气候变化,实际可利用量较低,但是可利用资源仍远远大于满足现在人类全部能耗。太阳能热利用目前应用广泛,也是应用比较成熟和利用效率比较高的可再生能源。其利用方式主要包括以下几种:
第一非玻璃表面集热器。它的集热装置不采用玻璃作为表面吸热器,其形式有铜板铜管、铜鳍片铜管、不锈钢板管、非金属板管(高分子聚合物)。它的主要特点是成本比较低,出水温度也低,工艺比较简单,但是重量轻,主要应用于 季节性游泳池的加热和一些不需要太高出水温度的场合。
第二平板太阳能集热器。平板集热器是在17世纪后期发明的,但直至 1960 年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域,平板集热器的技术经济性能比较好。
第三真空管集热器。在内玻璃的外表面,利用真空镀膜机沉积选择性吸收膜,把内管与外管之间抽真空,这样就大大减少对流、辐射与传导造成的热损失,使总热损降到最低,这就是真空集热管的基本思路,目前在我国住宅中大量使用这种热水器。
2.3 地源热泵
地源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温、低位热能资源,并利用热泵原理,通过少量的高位电能的输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术,是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式。它具有中央空调合理利用能源、设备,能效系数高,运行成本低,安全、可靠等优点,又具有分散空调调节灵活、方便、便于管理和收费等优势。
目前国内外普遍采用的地源热泵地下环路的(即地热换热器)埋管方式,有 水平埋管、垂直埋管和地下水热泵三种基本的配置形式。
水平埋管是地热换热器管道在浅层土壤中水平埋设。水平埋管占地面积大,而且水平埋管的地热换热器容易受地表气候变化的影响,效率较低,因此这种水平埋管的地源热泵空调系统在多数情况下并不适合我国人多地少的情况。
垂直埋管是地热换热器管道在土壤中垂直埋设地热换热器。其型式和结构的选取应根据实际工程以及给定的建筑场地条件来确定。
地下水热泵系统就是通常所说的深水井回灌式水源热泵系统,其热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统,但为了保证地下水水位,对于较大的应用项目通常要求把地下水回灌到原来的地下水层。
近几年来地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展,地源热泵系统由于高效节能,一机多用,运行稳定可靠,目前越来越受到人们的重视。但应注意到的是我国有关地源热泵的现成技术资料不多,缺少这方面的设计、生产、安装和维护人员,而且生产相关设备的厂家少,需加强相关技术人才的培养,需向世界上热泵技术比较发达的国家学习,但由于我国气候条件不同,因此不能随意照搬国外的技术成果,而应注意吸收国外正反经验,合理布局,稳步发展,在条件相对成熟的地区多进行试验和总结。
3结束语
随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,建筑耗能的需求会越来越大,给能源、电力、环境等方面带来越来越大的压力。采取可再生能源在建筑中进行规模化的应用,解决建筑能耗问题是未来的发展趋势,可再生能源建筑应用应根据不同地区的气候特点以及不同建筑的使用要求,综合采取多种技术措施,才能更好的解决建筑能耗问题。
参考文献
[1]孙小燕.浅谈可再生能源在建筑节能中的应用[J].山西建筑.2009(01)
“十一五”电力投资使得整个设备行业普遍受益,而由于行业产品结构的变化,行业机会并不相同,我们认为在结构调整的大环境下,符合行业发展趋势的投资方向应该能够获得更多的机会。我们认为,08年新能源和输配电高端化应该是趋势所向,而电站设备则由于成本压力较大,盈利能力可能会受到一定的影响。这里主要分析光伏产业、风能设备前景作些探讨。
光伏产业:短期内上游多晶硅最先规模化产出者受益
光伏产业完全具备大规模开发的条件。
政策推动发展迅速。可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等,资源潜力大,环境污染低,可永续利用,是有利于人与自然和谐发展的重要能源。而从目前的发展状况来看,全球可再生能源在02-06年基本以年均15-30%的速度增长,其中增长最快的能源技术就是光伏并网发电,在5年期间年平均增长率达到60%。过去几年并网光伏装机主要集中于3个国家:日本、德国和美国,主要是上述国家对于光伏发电支持性政策较多,而近几年其他诸如西班牙、韩国、葡萄牙等国家也相继出台了一系列政策鼓励太阳能光伏应用的发展。
规划巨大空间广阔。我国有十分丰富的太阳能资源,1971-2000年的近30年,太阳年总辐照量平均1050―2450kW.h/m2之间;大于1050kW.h/m2的地区占国土面积的96%以上。与同纬度的其他国家相比,和美国类似,比欧洲、日本优越得多。年太阳辐射总量高于5000MJ/m2,年日照时数大于2000h,具有利用太阳能的良好条件。按照我国《可再生能源中长期发展规划》,到2010年中国光伏发电的累计装机将达到350MW,到2020年将达到1.8GW,到2050年将达600GW。按照中国电力科学院的预测,到2050年,中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%,其中光伏发电装机将占到5%,增长空间巨大。
比较于其他发电能源,优势明显。近几年光伏产业得以高速发展的原因在哪里?我们认为,比较于其他发电能源,光伏产业具有明显的优势,而正是这些优势使得即便在成本高企的现状下,世界各国政府依然会在政策上给予大量的支持,推动光伏产业的高速发展。
比较于传统设备,光伏作为可再生能源在能源有限性与环境保护方面优势明显。世界经济的现代化得益于化石能源,石油、天然气、煤炭得到广泛应用,相对而言,常规能源价格低廉,因此在过去的年代成为主要发电能源。然而由于化石能源的有限性和过度开发,近年来,能源危机已迫在眉睫。而从化石能源价格走势来看,原油、煤炭价格飞涨,基础能源成本不断提升。
比较于风电等其他可再生能源,优势体现在应用广泛性、免维护性等方面。作为可再生能源中的两大最具潜力的发电方式,光伏和风电各具优势。相对于风电,光伏发电的优势主要在应用的广泛性以及免维护性等方面。从适用场合方面,光伏发电适合阳光照射充足的地区,可用于大型电站、光伏建筑一体化、家庭等各种场合,应用相对广泛。而风力发电适合常年风速较大的地区,且规模较大,一般是采取大规模风场发电模式。
从设备维护方面,光伏发电设备基本免维护,而且使用寿命相对较长,一般在20年左右。而风力发电设备则在维护方面有较高要求,至少一年维护一次,而且维护成本相对较高,设备使用寿命则在15年左右。
我们对行业的判断:光伏发电完全具备大规模开发的条件结合以上我们对行业的分析,我们认为,在过去的几年里,光伏发电已经逐渐被世界各国作为重要的可再生能源加以大力扶持,行业增速已经在近几年得以明显体现。根据各个国家的光伏产业发展规划,未来光伏产业还有相当大的增长空间。随着国家支持政策不断落实,光伏发电相对于其他能源发电的优势逐渐明显,光伏发电完全具备大规模高速发展的条件。
多晶硅价格的下降是光伏产业大规模发展的前提。成本问题依然是制约光伏发电高速发展的主要问题。相对于其他能源发电成本,光伏发电成本明显偏高。未来只有光伏发电成本下降到和其它能源发电成本相当的时候,大规模开发才可能成为现实。
上游多晶硅技术壁垒较高,其价格决定整个产业成本。根据06年并网光伏发电系统成本构成来看,太阳能光伏电池占总成本的66%。而根据06年太阳能光伏电池各个生产环节成本的比例构成来看,多晶硅材料占总成本的56%。因此我们得出结论:多晶硅材料是整个光伏发电中成本最高的部分,约占并网光伏发电系统成本的37%。
近几年由于各国政府推进政策的支持,下游光伏产业增长迅速,而上游由于扩产的大规模投入及时间问题,多晶硅供应量明显不足,因此供需不平衡导致多晶硅价格持续上涨。太阳能多晶硅现货价格自05年始从55美元/公斤开始不断攀升,在06年到达200美元以上,至2007年底市场现货价格一度升至至400美元/公斤,至今市场价格维持在300美元左右。多晶硅的价格高位不下使得光伏发电系统成本也难以下降。
上游产能扩张使成本下降成为可能,最先规模化产出的厂商受益。巨大的供需缺口以及多晶硅价格持续上涨所带来的行业暴利使得全球多晶硅厂商纷纷设定扩产计划,而我国在这几年也有大批多晶硅新上项目投产。日前的《中国新能源产业年度报告2007》显示,目前中国已建和在建的多晶硅计划产能高达63560吨,2008年大约可以形成1.8万吨多晶硅年生产能力。产能的不断扩张将能够有效缓解多晶硅供需不平衡的现状,进而使得多晶硅价格下降成为可能。但是我们认为,短期内产能过剩的可能性基本不存在。主要原因在于:一般而言,多晶硅的生产线建设期在两年左右,经过后期的不断调试,完全达产则需要4-5年时间。那么就国内目前新建的大批多晶硅生产线而言,短期内产能根本不可能大规模释放。
根据我国目前新上马的多晶硅项目建设情况来看,除了已经有产出的新光硅业、洛阳中硅、江苏中能和乐山硅材料(峨半厂原有生产线)外,其余生产线基本都计划在08年开始有产出,相对较快的有通威永祥多晶硅、大全集团。从量产角度来看,我们认为新光硅业优势明显。新光硅业07年产出多晶硅220吨,08年预计产出800吨左右。而其他有产出的生产商目前都还是小规模生产,07年基本都不超过100吨,08年大规模产出的可能性较小。从生产规模来看,几乎各厂都可以分为一期建设规模和最终计划建设规模。我们认为一期建设规模的比较相对于最终规划建设规模的比较更有现实意义。
而从目前全球的经验来看,单厂建设规模要在1000吨以上才有规模效应。目前我国目前的一期建设单厂规模在1500吨以上的企业有深圳南玻、乐山硅材料、特变电工、江苏阳光、江苏中能。
从后续厂商产出的可能性角度而言,因为国内厂商的技术实力差距性不大,基本都为改良西门子法和全球采购的设备,我们认为基于此判断产出的可能性意义不大。但是基于我们对国际各大多晶硅厂商的生产线建设情况来看,基本建设期在两年左右,新光硅业则在1年半的时间完成。目前由于多晶硅暴利的驱使下,国内厂商的生产线建设纷纷提前至1年内完成,我们有理由怀疑在较短的时间内建成的生产线存在质量、工艺控制不达标的可能。所以从稳健角度而言,我们倾向于选择规划较早,计划充分的企业。选择深圳南玻。
基于行业的判断,2010年以前多晶硅的供应依然不足。因此短期内最先产出并能够尽快达到规模化的生产厂商必将获取超额收益。综合前面分析,我们认为短期内多晶硅行业优势最明确的生产厂商是新光硅业,最受益的上市公司是天威保变。
风电设备:设备制造逐步国产化,高速增长趋势确定
行业高速增长必将持续,2010年之前是高峰。根据规划,全球及中国风电行业的未来增速依然延续近几年的高增长趋势在过去的20多年里,风电一直是世界增长最快的能源。尤其是近十年,全球风电累计装机容量的年均增长率接近30%。据全球风能委员会(GWEC)2008年1月底的统计数据,2007年全球新增风能发电能力20GW。这一数字比2006年同比高出30%。而到2007年底世界总的风能发电能力增长27%达到94GW。
据《风力十二》的规划和预测,到2020年全世界风能装机容量将达到12.31亿千瓦,这一水平是2005年的21倍,年平均增速高达20%,届时风电将占世界电力供应的12%。
我国自1986年开始探索并网风电项目的研究,经过十多年的研究与推广,1996年后开始扩大建设规模。截至2007年底,我国新增装机340万千瓦,排在世界第3 位。总装机达到600万千瓦,2007年的增速更高达156%。尤其是近几年,中国的风电发展速度已经远远超过世界其他风电发展大国,2001-2007年中国风电装机容量年复合增长率已经达到57%。
根据中国综合资源综合资源利用协会可再生能源专业委员会与美国国家可再生能源实验室(NREL)对我国部分地区的风力资源的测算结果推测,我国陆地可以安装14亿千瓦的风力发电装备,如果考虑海上,总资源量将达到20亿千瓦以上。这一储量是印度的30倍,德国的5倍,但目前的装机仅为印度的1/2.5,德国的1/8,未来有较大的发展空间。
截止2007底,按公开数据测算,我国风电装机容量600万千瓦,仅占陆地可利用风能的的0.44%左右,发展潜力巨大。
国家政策支持力度相当大。在国家大力推行节能减排的政策趋势下,可再生能源尤其是风能的发展前景十分广阔。近年来政府扶持风电行业发展的力度明显增强,出台了一系列相关政策加以鼓励,尤其是关于落实可再生能源发电配额义务的措施,为行业快速发展创造有利条件。
国家在《可再生能源中长期发展规划》中提到,“对非水电可再生能源发电规定强制性市场份额目标:到2010年和2020年,大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例分别达到1%和3%以上;权益发电装机总容量超过500万千瓦的投资者,所拥有的非水电可再生能源发电权益装机总容量应分别达到其权益装机总容量的3%和8%以上;在经济发达的沿海地区,发挥其经济优势,在“三北”(西北、华北北部和东北)地区发挥其资源优势,建设大型和特大型风电场,在其他地区,因地制宜地发展中小型风电场,充分利用各地的风能资源。
另外,风电特许权招标政策也不断朝着鼓励国产化以及稳定电价方向发展。一方面,对风电机组本地化率的要求提高到70%;另一方面,电价不再是对投标人排序的唯一依据,而是综合考察投标人的综合实力、技术方案、上网电价和经济效益等,按照不同的权重评分。其中,上网电价的比例在第三期占40%,在第四期占25%。
风电的成本优势明显。相对于太阳能、核能、生物质能,风电是最具优势的清洁能源。风电产品的资源比较丰富、技术相对成熟、成本较低,在大规模商业化开发方面具备较强的优势。尤其是成本方面,随着市场的不断扩大和技术的进步,在过去的5年中,我国风力发电的成本下降了约20%,其中风电机组销售价格的下降是是风力发电成本下降的主要原因。根据《风力12在中国》的预测,2020年前后,我国的风力发电成本将与煤电相当。
我们的观点:行业高速增长必将持续,2010年之前是高峰结合以上我们对行业的分析,我们认为,在行业增长空间巨大、国家支持政策不断落实、风电大规模开发利用优势明显的条件下,风电大规模高速度发展是必然。
我们对行业的判断是:2010年之前是国内风电行业的高速发展阶段,新装机容量年均增速在50%以上,风机市场需求大于供给;而2010年后行业步入平稳增长阶段,增速显著放缓,竞争趋于激烈。
国内风电制造商的技术不断提升是国内风电发展的条件。根据《国家发展改革委员会关于风电建设管理有关要求的通知》:风电国产化率要达到70%以上,不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设,进口设备海关要照章纳税,同时强调,要高度重视风电设备制造的国产化。政策优势给国外风电设备商进入我国风电设备市场设置了一个较高的壁垒,未来随着我国风电装机容量的不断增长,国内企业风电设备生产能力不断提升,将会逐步取代外国企业在国内的市场份额。
国内绝大部分风力发电机组制造厂商均处于发展初期,集中度较高。06年由于国内风机主要以600kW、750kW机型为主,而金风科技在兆瓦级以下风机制造领域技术已经相当成熟,优势明显。根据国家发改委规划,我国未来的风电新增装机将以1.5MW、2MW机型为主,1MW以下机型所占比重将逐渐降低,因此具备1.5MW以上机型生产能力的企业将具有更强的市场竞争力。
目前国内企业中只有新疆金风、东方汽轮和大连华锐具备1.5MW风电机组的生产能力,并都在研制2MW以上机型。我们预测,08年东方汽轮、大连华锐可能会与金风科技的市场份额较为接近,市场竞争逐渐激烈。
关键词:低碳[1] 低碳经济[2] 新机制[3]
何谓低碳经济?低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的发展模式,实质是能源高效利用、开发清洁能源、追求绿色GDP,核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。“低碳”的实施措施主要集中在:提升高能耗工业的能效水平、提倡生产清洁能源、增加可再生能源的开发和利用、减少交通和建筑等领域。另外,低碳技术的发展趋势,短期内以现有的节能技术应用为主,中长期将侧重于流程创新和设备升级。
中国正处于工业化、城市化进程加快过程中,能源需求仍在急剧增长,以石油、煤、天然气等传统化工能源为主的能源结构一时难以改变;同时,高耗能、高排放行业在工业产业结构中占很大比例,且发展方式比较粗放。这就决定了我国发展低碳经济要以“节能减排”为重要抓手,在发展低碳产业的同时,更要注重“产业降碳”。 事实上,和石化产业一样,煤炭、钢铁、水泥、冶金等均是传统观念中的“高碳产业”。那么,探索这些高碳产业的低碳化发展路径,理应是我国经济发展中面临的重要课题。显然,如何把握短期效益和长期效益,是企业必须做的一道选择题。大量事实已经证明,低碳发展对于中国企业的机遇正逐渐显现。当前,政府大手笔地支持企业节能减排,这对传统行业来说也是一个机会。
作为一个企业,我认为应从以下几方面,完善发展战略与机制,推进低碳经济发展:
一是制定发展战略,建立配套体系。结合资源节约型、环境友好型企业和节能减排的需求,制定低碳经济发展战略,开展经济社会发展的碳排放强度评价,指导和引领企业的行动方向和行为方式。
二是建立“企业低碳经济特色实验区”,对于国家支持低碳经济的市场体系和政策体系先行先试,率先实现绿色经济、生态经济、循环经济与低碳经济融合,推动战略可持续发展。
三是促进资源环境信用情况与政府鼓励优惠政策挂钩。实行奖励办法,鼓励积极创新。除了以硬指标考核节能降耗的业绩,对于发展低碳经济业绩突出的企业和个人,应该设专项鼓励机制及时予以重奖,引导企业和企业家在低碳经济领域的创新积极性。
四是转变传统观念,倡导低碳生活、转变行为方式为荣的新风尚。引导广大员工注重从生活细节入手,培养低碳生活习惯。如使用节能灯、节水型水龙头和马桶,人走关灯、关电器,拒绝过度包装,多用购物袋,废旧物品再利用等。
五是建立发展低碳经济的长效机制。建立低碳领域的技术创新机制,从制度上为企业节能减排创造条件,加快推进企业能源管理体制改革,建立能源结构调整和可持续发展体系。推动企业可再生能源发展的机制建设,培育持续稳定增长的可再生能源市场,改善健全可再生能源发展的市场环境与制度创新。
六是加强管理体系建设,建立健全企业能源考核体系。修订相关环境和资源等领域的专门管理考核制度,以完整的管理体系和完备的管理形式保障企业低碳经济的有效推行。
虽然发展前景广阔,但我国企业低碳经济仍在能源结构、技术、融资等方面面临一系列制约性因素:
首先,现阶段我国以煤为主要能源的局面很难迅速改变,发展低碳经济需要比较长的周期。在世界一次能源消费总量与结构中,由于石油和天然气的单位热量消耗的碳排放量较煤炭低10%至30%,因此加速国家能源消费从传统煤炭为主向现代石油和天然气为主的结构转变是必然选择。
其次,低碳经济技术仍以中低端为主,有待进一步推进技术创新。以风力发电技术为例,它虽然是我国发展最快的新能源行业,但一些核心零部件的生产技术难关却迟迟未能攻克。此外,可再生能源发电并网一直是个技术难题,其中重要原因是我国没有构建智能电网,没有先进的电网调控和调度技术。
第三,我国在新能源发展方面存在着产业竞争无序等问题,一些产业恶性竞争应引起警惕,自主创新的动力和能力不足,目前大多数新能源和节能环保的技术以及产业研发投入不足,缺乏自主技术。
第四,低碳经济融资机制有待进一步完善。虽然我国政府不断增加财政预算,通过银行推动绿色信贷,还积极推行合同能源管理等拓展融资渠道。但是,这些努力带来的资金仍比较有限。
此外,人们低碳消费意识淡薄,还没有养成良好的节能减排的消费习惯和生活方式,比如无节制地使用塑料袋等等,这也将制约我国低碳经济的发展。
参考文献:
[1]张德英.我国工业部门碳源排碳量估算方法研究[D ].北京:北京林业大学,2005,182301
关键词:能源;电力;电网
中图分类号:U665.12 文献标识码:A
面对煤炭能源日渐枯竭和全球气候、环境变化的现实压力,一场新能源革命在全球范围内悄然兴起,我国以煤为主的能源结构和电源结构也将在今后几十年内逐步改变。随着可再生能源、核能、天然气等清洁能源发电在未来有望成为主力电源,电网的发展也将经历重大转型
推进电能替代加快电网创新
2009年,我国向国际社会承诺,2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年降低40%至45%,非化石能源比重达15%。而2020年全面建成小康社会,要实现国内生产总值和城乡人均收入比2010年翻一番,这意味着我们的能源消费也将快速增长。因此,必须大力发展可再生能源,调整现有能源结构。
电是优质、高效、清洁的二次能源,电能占终端能源消费的比重每提升1个百分点,单位GDP能耗可下降4%左右。实施以电代煤、以电代油,对于控制能源总量、优化能源结构、提高能源效率、促进节能减排、解决雾霾问题都具有重要意义。电动汽车作为清洁的交通工具,也将是未来汽车工业发展的重要方向。除航空和军事等领域外,其他方面的能源供应大部分可用电能替代。而目前广泛应用的可再生能源主要包括水能、风能、太阳能和生物质能等,大部分也以发电形式进行利用。推进电能替代,调整能源结构,可能是未来解决能源需求快速增长与环境压力的日益增大矛盾的重要出路。
当前,我国发电装机容量和电网规模均已居世界首位。在能源革命的大背景下,电网的重要性日益突出。未来大规模电能的利用,要求电网科技创新必须加快。近年来,我国开展了以特高压为框架的智能电网的科技创新和建设,在特高压研发和建设领域实现了“中国创造”和“中国引领”。当前,世界范围能源技术开发日益向绿色、低碳、智能的方向发展。从电能利用结构来看,我国可再生能源发展已经具备了良好的基础,水电、风电装机规模均位居世界第一位。电网将成为大规模新能源电力的输送和分配网络,应对未来大规模分布式电源并网带来的技术挑战与冲击迫在眉睫。面对世界范围的新一轮能源技术竞争,我们必须把握第三代电网发展的趋势,加快研究和建设,力争取得新的竞争优势。
现状:新能源发展要求电网尽快转型来自国网能源研究院的研究报告显示,我国清洁能源资源丰富,具备大规模开发潜力。其中,水力资源总量位居世界第一,技术可开发量5.7亿千瓦;核电现有厂址资源可支撑1.6亿千瓦的核电装机;进一步选址可满足未来3至4亿千瓦的核电装机需求;风电全国仅陆上50米高度3级以上风能资源潜在开发量约23.8亿千瓦;太阳能发电开发潜力可达30亿千瓦左右。“无论是风能等清洁能源的大范围优化配置与消纳,还是分布式能源的灵活接入与双向计量,都需要并网来实现。”国网能源研究院副总经济师白建华对记者说。
随着我国新能源开发力度不断加大,新能源并网对传统电网日益提出挑战。记者了解到,以风电为例,我国已成为世界上风电装机容量最大的国家,但弃风限电成制约风电发展的重要因素。数据显示,2012年全国弃风电量从2011年的120多亿千瓦时增至约200亿千瓦时,占全年风力发电量的1/5。主要原因是现有的电网建设还不足以把不能就地消纳的电大规模输送出去。
白建华认为,实现清洁能源集中式、基地式大规模高效开发,关键是通过大电网建立大范围配置平台。而分布式清洁能源发电并网会给电网的规划和运行带来一些技术难题和影响,主要涉及负荷预测、电源结构、电网扩展、电能质量、保护整定、频率控制、电压调节、供电可靠性等内容。
探索:未来电网清洁化和智能化
中国工程院副院长谢克昌认为,大规模新能源利用将催生能源供需模式向双向协调适应模式转型,即把合适的能源用在合适的地方。这就需要新的基础设施和储运配方式的支撑,如汽车充电桩、储能、分布式能源系统等,而能够实现消费者和生产者互动的新一代电网是核心环节。
“以清洁化(接纳大规模可再生能源电力)和智能化为主要特征的下一代电网也就是第三代电网将成为未来电网发展的趋势和方向。”中国科学院院士周孝信说。能源革命带来的发电能源清洁化和一定程度的分散化,以及信息技术发展带来的智能化促使电网开始转型。
目前,我国以特高压为骨干框架的坚强智能电网建设已经取得积极进展,晋东南—荆门1000千伏交流试验示范工程等相继投运,智能电力系统建设也在紧锣密鼓地进行中。220座智能变电站已经建成。智能电表正在许多地区得到运用。到2015年,除边远农村地区外,将全部实现用户用电信息自动采集。
“智能电网有望解决可再生能源面临的最大问题,是因天气变化而造成的供电不稳定问题。”中国电力科学研究院电力电子应用技术研究所所长汤广福说。
结合“万家企业节能低碳行动”目标,转变业务模式,在发电侧重点推进燃煤电厂的节能计划。基于县域配电网能效评估,综合利用智能无功优化技术、谐波治理、节能变压器应用、智能表计优化利用等节能措施实施县域配电网能效提升工程,探索合同能源管理机制在配电网建设和技改中应用模式。有效整合社会资源,以建筑能源管理系统、绿色照明及其二次节能改造、余热余压综合利用、高压变频改造、区域能源中心等节能解决方案为着力点,大力拓展在公共建筑、城市照明、工业、建材、化工以及服务业等领域的节能服务业务。以风险共担,效益共享模式推动特大型节能项目实施。
重大技术需要有所突破
根据国家《可再生能源发展“十二五”规划》,2015年—2020年风电、太阳能发电装机容量达到5000万千瓦至2亿千瓦的水平,而且主要是位于西部的集中开发模式,这需要在大规模可再生能源接入电网的技术上有所突破。
我国资源分布不均衡,煤炭资源主要集中在西部和北部,水电资源80%分布在西部,风能、太阳能资源也主要分布在西部;而电力负荷主要集中在中东部地区。从电力流预测结果来看,我国将始终存在大容量远距离输电的基本需求。
20世纪80年代以来,面对改革开放带来的经济高速发展态势,能源供应难以满足迅速增长的需求,节能受到必要的重视,节能取得了显著的成绩。市场经济初步建立以来,能源供需关系出现了重大的变化。能源价格经过改革调整,已基本反应了市场的能源边际成本。能源相对价格水平已经不低,有效的引导了市场条件下的能源消费,盲目性生产基本消除。企业竞争促使成本下降,降低能源成本成为许多产品增强市场竞争力的重要内容,节能的微观经济性成为关键驱动力;产业结构的调整和变化,以及市场对企业生产的硬约束,带来了明显的节能效果。
在新的市场条件下,解决能源短缺已不是节能和提高能效的驱动力。一些能源供应部门反而出现了由于供应能力过剩而要开辟新的消费市场,以刺激能源消费的动机和做法,力图争取更大的市场份额和经济利益。
为了经济发展的目标,必然要鼓励终端消费包括能源消费的扩张,鼓励新的消费以拉动需求,包括新的用能途径,其中建筑用能、交通用能的上升将比较明显。
另一方面,对能源部门的经济效益和相关社会问题的关注和实际影响,大于节能的呼声。对长期的能源平衡和能源安全的关注难以和短期的、直接经济运行的利益取向有机地联系起来。
原有节能管理体系及机制的功能和效果受到挑战。由于能源供需的形势发生变化,控制供应的节能管理方式已不起作用。政府在投资和项目设定方面的直接控制力减弱,直接用于节能项目的财政支持数量甚微。随着政府机构的改革,能源和节能主管行政编制大幅度减小,20世纪80年代以来建立起来的能源和节能管理组织体系的许多部分已经不复存在。新的节能管理体制有待在新的市场条件下在政府职能中进一步确定和落实。
中国能源效率的提高不能单纯依靠市场机制。市场约束和产业升级仍将在相当一段时间内起到提高能效的促进作用,使按GDP的计算的能源消费效率提高。
加入WTO以后,中国的劳动力成本可能还将在相当长的一个时期内保持竞争力,但资源性的成本,包括土地的价格,特别是能源的成本将不具有竞争性。
如上所述,中国可能还要经过二三十年的努力,才能在能源技术的平均水平上,赶上国际先进水平。
可以预见,如果中国真正能够实现在下世纪中叶达到现代化的目标,中国将会面对重大的能源挑战。使中国的能源效率提到一个没有先例的高度,光靠市场经济的自发作用,是远远不够的,必须在政策介入方面找到新的途径。在现阶段,提高全民的资源忧患意识,在市场经济的自然作用之外,采取适当的政策措施仍然十分必要。除信息、标准、技术推广等措施之外,还要进一步考虑长期的能源价格政策。同时,推动环境保护,也是节能的重要驱动力。中国还要及早考虑可持续发展的消费方式的设计和引导实施。没有这些努力,就难以实现有中国特色的现代化。长期坚持节能优先必须成为中国可持续发展能源战略的一个重要基本点。
二、适应终端能源需求的变化趋势,实现能源结构的转变,加快发展天然气
中国长期以来能源结构以煤为主,是造成能源效率低下、环境污染严重的重要原因。近年来终端能源需求的结构和总量变化,以及以中心城市为开端的环保要求,使优化一次能源结构成为能源发展的重要趋势。
但是,石油进口的快速增长,加之国际油价在去年在大幅上扬,使能源供应保障问题受到多方关注。天然气的开发利用,需要重新大规模建设天然气的长距离输运基础设施。对天然气成本和价格的估计引起了对未来相关能源成本的激烈讨论和担心。优化能源结构能否实现仍然有着不确定性。
当前和今后几十年内,石油和天然气仍将是世界范围的主要能源。特别是天然气的发展方兴未艾。天然气的利用不仅有很好的环境效果,建立在天然气基础上的能源技术,也是当前和今后长时期内能源效率最高的技术。我国的天然气基础比较薄弱,在形成天然气基础设施网络的时期,需要大量的投入和政策支持。十五期间正在实施的西气东送工程意义重大,天然气基础管网一旦建成,将带动天然气开发的进程,可望使天然气的实际成本明显降低。在天然气的发展问题上,需要国家的支持和协调。
三、从实际出发,实施煤炭的清洁利用
优化能源结构和充分合理利用我国的煤炭资源并不矛盾。在能源结构优化的过程中,煤炭必然将退出一些使用领域,但是煤在中国能源中的地位仍然将十分重要。目前我国煤炭的使用技术和方式与可持续发展的社会经济发展目标有很大的差距,是我国环境污染的主要来源。在可持续发展能源战略中,煤炭的利用,首先要解决相应的环境污染问题。
从世界能源系统的发展趋势看,未来煤炭的主要应用途径仍然是发电。在有天然气可以利用的地方,天然气燃气蒸汽联合循环技术可以达到更高的发电效率,也有更好的环保性能。但是只要采取适当的措施,燃煤电厂仍然可以做到清洁发电,效率的提高也还有较大余地。从中国的实际情况出发,煤的清洁利用首先要解决的是落实目前直接燃煤的大气污染问题。其中,燃煤电厂的脱硫问题应该首先予以解决。燃煤电厂脱硫技术是十分成熟技术,现在是干不干的问题。目前煤炭供应过程和转换过程中,有大量可以立即行动而且对煤炭的清洁利用有明显实效的事情可做。如煤炭的筛选和洗选,更加合理的煤质管理和配送,型煤的利用,水煤浆利用等等,都大有潜力。一、长期坚持节能优先战略
20世纪80年代以来,面对改革开放带来的经济高速发展态势,能源供应难以满足迅速增长的需求,节能受到必要的重视,节能取得了显著的成绩。市场经济初步建立以来,能源供需关系出现了重大的变化。能源价格经过改革调整,已基本反应了市场的能源边际成本。能源相对价格水平已经不低,有效的引导了市场条件下的能源消费,盲目性生产基本消除。企业竞争促使成本下降,降低能源成本成为许多产品增强市场竞争力的重要内容,节能的微观经济性成为关键驱动力;产业结构的调整和变化,以及市场对企业生产的硬约束,带来了明显的节能效果。
在新的市场条件下,解决能源短缺已不是节能和提高能效的驱动力。一些能源供应部门反而出现了由于供应能力过剩而要开辟新的消费市场,以刺激能源消费的动机和做法,力图争取更大的市场份额和经济利益。
为了经济发展的目标,必然要鼓励终端消费包括能源消费的扩张,鼓励新的消费以拉动需求,包括新的用能途径,其中建筑用能、交通用能的上升将比较明显。
另一方面,对能源部门的经济效益和相关社会问题的关注和实际影响,大于节能的呼声。对长期的能源平衡和能源安全的关注难以和短期的、直接经济运行的利益取向有机地联系起来。
原有节能管理体系及机制的功能和效果受到挑战。由于能源供需的形势发生变化,控制供应的节能管理方式已不起作用。政府在投资和项目设定方面的直接控制力减弱,直接用于节能项目的财政支持数量甚微。随着政府机构的改革,能源和节能主管行政编制大幅度减小,20世纪80年代以来建立起来的能源和节能管理组织体系的许多部分已经不复存在。新的节能管理体制有待在新的市场条件下在政府职能中进一步确定和落实。
中国能源效率的提高不能单纯依靠市场机制。市场约束和产业升级仍将在相当一段时间内起到提高能效的促进作用,使按GDP的计算的能源消费效率提高。
加入WTO以后,中国的劳动力成本可能还将在相当长的一个时期内保持竞争力,但资源性的成本,包括土地的价格,特别是能源的成本将不具有竞争性。
如上所述,中国可能还要经过二三十年的努力,才能在能源技术的平均水平上,赶上国际先进水平。
可以预见,如果中国真正能够实现在下世纪中叶达到现代化的目标,中国将会面对重大的能源挑战。使中国的能源效率提到一个没有先例的高度,光靠市场经济的自发作用,是远远不够的,必须在政策介入方面找到新的途径。在现阶段,提高全民的资源忧患意识,在市场经济的自然作用之外,采取适当的政策措施仍然十分必要。除信息、标准、技术推广等措施之外,还要进一步考虑长期的能源价格政策。同时,推动环境保护,也是节能的重要驱动力。中国还要及早考虑可持续发展的消费方式的设计和引导实施。没有这些努力,就难以实现有中国特色的现代化。长期坚持节能优先必须成为中国可持续发展能源战略的一个重要基本点。
二、适应终端能源需求的变化趋势,实现能源结构的转变,加快发展天然气
中国长期以来能源结构以煤为主,是造成能源效率低下、环境污染严重的重要原因。近年来终端能源需求的结构和总量变化,以及以中心城市为开端的环保要求,使优化一次能源结构成为能源发展的重要趋势。
但是,石油进口的快速增长,加之国际油价在去年在大幅上扬,使能源供应保障问题受到多方关注。天然气的开发利用,需要重新大规模建设天然气的长距离输运基础设施。对天然气成本和价格的估计引起了对未来相关能源成本的激烈讨论和担心。优化能源结构能否实现仍然有着不确定性。
当前和今后几十年内,石油和天然气仍将是世界范围的主要能源。特别是天然气的发展方兴未艾。天然气的利用不仅有很好的环境效果,建立在天然气基础上的能源技术,也是当前和今后长时期内能源效率最高的技术。我国的天然气基础比较薄弱,在形成天然气基础设施网络的时期,需要大量的投入和政策支持。十五期间正在实施的西气东送工程意义重大,天然气基础管网一旦建成,将带动天然气开发的进程,可望使天然气的实际成本明显降低。在天然气的发展问题上,需要国家的支持和协调。
三、从实际出发,实施煤炭的清洁利用
优化能源结构和充分合理利用我国的煤炭资源并不矛盾。在能源结构优化的过程中,煤炭必然将退出一些使用领域,但是煤在中国能源中的地位仍然将十分重要。目前我国煤炭的使用技术和方式与可持续发展的社会经济发展目标有很大的差距,是我国环境污染的主要来源。在可持续发展能源战略中,煤炭的利用,首先要解决相应的环境污染问题。
从世界能源系统的发展趋势看,未来煤炭的主要应用途径仍然是发电。在有天然气可以利用的地方,天然气燃气蒸汽联合循环技术可以达到更高的发电效率,也有更好的环保性能。但是只要采取适当的措施,燃煤电厂仍然可以做到清洁发电,效率的提高也还有较大余地。从中国的实际情况出发,煤的清洁利用首先要解决的是落实目前直接燃煤的大气污染问题。其中,燃煤电厂的脱硫问题应该首先予以解决。燃煤电厂脱硫技术是十分成熟技术,现在是干不干的问题。目前煤炭供应过程和转换过程中,有大量可以立即行动而且对煤炭的清洁利用有明显实效的事情可做。如煤炭的筛选和洗选,更加合理的煤质管理和配送,型煤的利用,水煤浆利用等等,都大有潜力。煤炭的气化和液化有可能作为远期技术储备。有必要认真分析比较先进的燃煤发电技术和将煤炭转换成或液体燃料后再用于发电的效率、环境影响、以及经济性。至少在相当时期内,先进的燃煤发电技术还将有很大的竞争力。如果考虑以煤为原料提供液体或气体燃料的话,则必须全面分析评估其经济可行性,还要考虑全过程的环境影响。除此以外,还必须考虑能源系统的总体效率。另一方面,越来越迫近的全球气候变化的限制因素,将使煤炭的使用逐渐受到碳排放的严重制约。这些因素在煤炭的气化和液化技术开发和未来应用
时必须充分予以考虑。
四、系统考虑电源结构,水电、核电要实施长期的发展计划
中国的石油和天然气资源相对人口而言十分有限。在未来的终端能源消费结构中,电力的比例将不断扩大。和石油和天然气相对便宜的国家相比,中国有可能必须使电力在终端能源的中的比例高于这些国家。对发电能源结构要有长期的规划,避免临时和缺乏系统规划的选择。
首先要尽量利用水力资源。中国水力资源丰富,目前利用率很低,发展潜力巨大。水电项目可以很好的和防洪、抗旱、农业灌溉结合起来,取得更大的综合社会经济效益。当然,水电大坝的建设可能存在对流域生态环境的影响,需要在大坝设计和建设时给予充分和恰当地考虑。采取必要措施,使这些不利影响减到最小。和煤炭生产、运输、发电过程中产生的种种环境问题比较起来,水电是一种对环境和生态影响小得多的清洁能源。如果把水电的巨大综合社会经济效益考虑在内,发展水电的优越性就更加突出。十五规划提出的西电东送,为开发水电提供了更好的机遇,应当加强实施,消除各种体制上的障碍,使我国的水电发展能够长期、稳定地得到较快的发展,避免出现新的反复。
在考虑是否发展天然气发电时,不但要在不同电源方案中进行综合比较,还应该对同一能源的不同使用方向的合理性进行比较分析。天然气是否应该用来发电,不仅要和煤电比,更要考虑在我国天然气资源相对不足的长期条件下,是否首先应用天然气替代大量中小燃煤锅炉窑炉。从环境保护的角度来看,要使中小型锅炉或窑炉能达到较高的污染排放控制水平是十分困难的,相对而言,电厂排污控制则可行得多。为了实现我国能源的可持续发展,必须尽快解决现有的一些体制,使资源的配置符合全社会环保效果最大化和成本最小化的原则。
核电是一种可靠的清洁的能源,核电的安全性已经达到很高的水平。在现有技术条件下,核废料的处理也可以得到妥善的解决。和燃煤电厂实际带来的环境和人身安全问题相比,核电的优越性是十分明显的。发展核电符合我国实现可持续发展能源战略方向。应把重点放到经济性以及安全性的选择上来,通过引进和国产化,使核电产业尽快达到经济规模,使核电的成本降下来。以实现核电发展的长期目标。
五、推动环境保护,为可持续发展能源战略的实施创造必要的外部条件
环境保护是可持续发展的一个基本点,也是推动能源技术发展的基本动力之一。
当前在发达国家,环境保护要求已经成为决定能源结构,从而决定能源成本的重要因素。我国的环境保护将在今后逐步成为能源结构选择的越来越重要的因素,能源结构的清洁化,对能效的提高也有很大的推动作用。
为了实现可持续发展的能源战略,应该在能源发展的各个环节充分考虑环保的需要。能源基础设施庞大,使用期很长。能源系统一旦建成,改变起来不但成本很高,还要用几十年的时间。所以在能源建设中不但要考虑环境保护现在的要求,而且要充分预见今后的环境要求。
六、做好可再生能源发展的战略安排
中国在可再生能源发展方面做了很多工作。过去的重点放在解决农村和边远地区的能源供应上。近几年来,现代商品化可再生能源逐渐成为发展的重点。其中,太阳能热水器已形成规模市场,大型风力发电也有多种示范。但总的说来,商品化可再生能源的发展仍然十分有限。
随着农村经济的不断发展,以及城市地区扩大了对农村地区的经济辐射作用,农村地区从传统可再生能源向商品化石能源的转换步伐加大。特别是在经济发达地区和城市周边地区,农村能源商品化的比例已经不小。但是目前的现代可再生能源技术还不能适应这个转换过程,或是技术不够成熟,或是成本太高,难以和传统的化石能源竞争。中国发展可再生能源必须考虑农村发展的要求。我国城市化的过程还要持续几十年。我们不可能要求农民长期使用落后的传统可再生能源,也不可能让农民一下子跳越到比商品化石能源还贵的现代可再生能源系统上去。我们必须在借鉴先进再生能源技术的同时,自主开发适合于国情的技术。这不仅对我国是十分有益的,而且可以为很多发展中国家提供新的选择。