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杨文海
(南京航空航天大学国际教育学院,南京,210016)
摘要: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。本文回顾了德国把发展可再生能源作为确保能源安全、能源多元化供应和替代能源的重要战略
选择,介绍了德国节能措施和可再生能源利用动态,期望为我国可再生能源政策制定和战略实施提供决策参考。
关键词:德国;可再生能源;扶持政策;节能措施
可再生能源的发展既是应对气候变化、提高能源安全的重要
途径,也是全球竞争的核心领域。德国不仅把发展可再生能源作
为确保能源安全、能源多元化供应和替代能源的重要战略选择,
而且也视之为减少碳排放和节约化石类燃料引起的环境问题的
重要措施。德国在太阳能、风能、生物质能、地热能、水利发电等开
发利用方面居世界领先水平。经过多年努力,德国已经在可再生
能源领域处于世界领先地位,并极力推动该领域的技术出口。
1 德国能源政策
由于自然资源较为贫乏,德国将节约能源、提高能效奉为一
项长期坚持的基本国策。德国可再生能源位居世界第一,这与德
国政府颁布的德国以《可再生能源法》为核心,形成联邦促进法规
体系有很大的关联。德国以《可再生能源优先法》为主导,形成联
邦促进法规体系。《可再生能源法》主要内容包括:以提升价格为
主,调整可再生能源补贴性价格标准;调低对新项目入网价格每
年递减速度。新项目入网价格之所以每年递减,其原因是随着生
产量增加、技术进步和学习效应取得,可再生能源供应成本会下
降;对供电质量和技术要求规定奖惩机制。德国《可再生能源法》
提供的各种优惠和补贴是促进可再生能源发电量不断增长的主
要原因。
除《可再生能源法》之外,德国主要促进和规范可再生能源发
展的法规包括:《生物质发电条例》、《能源供应电网接入法》、《能
源行业法》、《促进可再生能源生产令》、《太阳能电池府补贴规则》
等。
自2011 年6 月新的能源方案通过以来,已有约160 项具体
措施开始实施。加速电网扩建、海上风电场的建设和并网、为可再
生能源提供有效与合理的支持、建筑物节能改造以及热电联产等
领域都有了重要的法律基础。政府在立法、融资和扶持等方面,创
造良好政策环境,起到了重要作用。2011 年日本福岛核事故后,
德国政府进一步修正《可再生能源法》,提出了一个雄心勃勃的能
源转型战略目标,即:到2020 年,35% 以上的电力消费将来自可
再生能源;到2030 年,50% 以上的电力消费将来自可再生能源;
而到2050 年,80% 以上的电力消费将来自可再生能源。
在国家行动方案中,德国联邦政府根据本国的实际情形,制
订了一系列相配套的方案,如已经实施的可再生能源法、可再生
能源供热法、热电联产法、投资激励、电价补贴、节能标准和生物
液体燃料配额等。其中,新的国家方案强化了可再生能源对供热
和燃料部门的贡献,其工作重点是:包括鼓励用户侧的可再生能
源技术,促进生物质能可持续和高能效开发利用,加快开发海上
风电等,加快智能电网建设等。正是有了比较完善的法律法规、深
入人心的环保理念、政府和企业对环保技术研发的持续投入、市
场机制对企业环保行为的调节等因素,德国走上了一条经济发展
与环境保护和谐共存的正途。
2 德国能源利用技术
经过德国政府多年的政策扶持和企业界的共同努力,2012
年,德国可再生能源行业投资总额达到了266 亿欧元。其中,约
200 亿欧元, 即75% 投资于包括住宅太阳能光伏安装项目在内
的小型可再生能源项目。可再生能源的快速发展,对于德国经济、
产业、社会等都产生了积极而深远的影响。
得益于能源转型战略,德国可再生能源发展迅速步入世界前
列,并取得喜人的成绩。据统计,目前德国可再生能源发电比重由
2000 年的不足7% 上升至近25%。可再生能源已经超过核能,成为
该国第2 大电力来源。2004 年以来,德国清洁能源行业的投资
增长了122%,形成的相关产业创造了近38 万个就业岗位。预计
到2020 年和2030 年,能源转型计划将分别创造50 万和80 万个
就业岗位。而自1990 年以来,德国温室气体排放已降低25.5%,
超出了《京都议定书》规定的到2012 年降低21% 的承诺。
2.1 风能
早在2002 年,德国政府就确立了海上风能利用战略的目标:
到2030 年,海上风力发电站装机容量达到2 万—2.5 万MW,计划
在北海和波罗的海建设海上风力发电站。在启动阶段,德国政府
对这些项目的环境和生态影响进行了专门研究:如候鸟和蝙蝠
迁徙情况的调查研究,对生物群数量和鸟类栖息、海洋哺乳生物
分布情况的大面积现状调研,并根据对幼鲸和海豹听力的研究成
果确定海上风力发电机的噪声许可指标。此外,还针对船舶碰撞
和海底电缆通道问题,考虑自然保护和法律方面的因素,进行海
上风力发电平台类型优化的研究。
当前,德国投入使用的海上风电场共两个,一个是装机容量
为6 万千瓦的阿尔法·文图斯(Alpha Ventus) 风电场,另一个是
7.5 万千瓦的巴德1 期海上风电场(BARD Offshore 1),均建在
北海。截止2012 年,德国用可再生能源生产的电力达到国家全部
能源的25% 以上。其中,大部分来自原风力发电,比例达到总能源
产量的9.2%。来自德国风能学会的专家指出,风能应该是最优质
的生态净化能源,并要求德国各联邦州政府大力支持风电站的建
设持。
2.2 太阳能
2004 年,总功率为5MW 的世界最大的太阳能发电站在德国
莱比锡建成、耗资2200 万欧元,整套发电装置有3.35 万块光电
池板组成,占地面积21.6hm2,可以为1800 户住家提供生活用电。
2011 年德国光伏新增装机7.5GW,累计装机达到24.7GW,仍然保
持了高速发展。
在欧洲,太阳能在德国的利用率一直居于首位,太阳能普遍
应用于房顶、路灯、指示灯等设施。德国大多数工程建设单位是自
发建设并不是政府强迫所为,其主要原因除了有政府优惠政策吸
引外,更重要的是投入该项目能高效地改善生态环境,并且可以
快速地收回投资成本,取得很好的投资效益,从而形成有序的、良
性循环的建设模式。
2.3 生物质能
近年来,德国在发展生物能源上加大了力度,利用油菜籽、木
材、植物茎秆等获取生物柴油,可使德国获得25% 的电能和100%
的热能。的国际化在未来逐渐关闭核电站,转而启用可再生能源,
主要是生物质能源。作为替代石油的战略物资,生物质燃料也成
为世界最新关注的热点。生物质能可直接生产出提供动力的液体
燃料,这对于解决交通能源非常重要。同时,生物质能开发已经成
为德国发展生态农业的有效措施。德国农业的发展呈现集中种植
趋势,很少使用化肥、农药,并以生产无公害绿色农产品为主。沼
气发电,形成种植、养殖利用的良性循环。沼渣、沼液由大型专用
汽车运至农田,沼气用于发电,所发的电能直接并入电网以优惠
价销售,农场所用电能再向电力供应公司平价购买,从而在政策
上给电力公司创造了良好的发展空间。
2.4 地热能
地热能是来自地球深处的可再生能源,起源于地球的熔浆和
放射性物质的衰变。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两
大类。与风能相比,地热能稳定而且可以人为调节实用。目前,地
热能的利用在德国已经形成了一定的规模。
德国通过《可再生能源研发计划》、《未来投资计划》,对地热
发电的研发和试点工作给与资助;并通过《可再生能源市场拓展
计划》和可再生能源法》,对市场开拓予以推进支持。德国于2003
年开始地热发电,其潜力每年约为3000 亿KW·h,相当于当年德
国耗电量的60%。与其他可再生能源发电形式相比,地热发电潜
力位居榜首。如果能解决当前存在的一些技术问题,地热发电将
会发展成为未来可再生能源份额逐渐增加的能源系统中的核心
部分。
3 启示与借鉴
近年来,随着中国经济的高速增长,能源及其安全问题已越
来越成为经济发展无法回避的问题。随着产业规模的不断扩大,
我国可再生能源开发面临的诸多问题和障碍逐渐显现,成为制约
我国新能源产业规模化的瓶颈。借鉴德国在可再生能源领域的扶
持政策与激烈举措,围绕我国能源利用的实际情况,可进行可再
生能源综合利用的战略规划。一要进一步完善相关法律法规与政
策体系;建议在现有《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展
规划》等法律法规的基础上,尽快出台《可再生能源法》和《可再生
能源中长期发展规划》具体实施细则,为风电产业发展营造良好
的环境。
二是建立相对稳定的融资支持机制;德国政府运用多种激
励措施,引导和扶持民间资本对国家可再生能源基础设施的投
资、可再生能源技术的应用和开发,极大地促进了国家可再生能
源技术的普及推广。我国应借鉴德国一系列做法,结合《可再生能
源中长期发展规划》, 建立相对稳定的融资支持机制,建立相对
稳定的策性融资支持机制。
三要加大可再生能源科技创新和研发支持力度,加大资金投
入,鼓励高校和科研机构在该领域进行重点研究,不断提高科技
关键词:可再生资源 政策 措施 发展
前言:
自上世纪90年代以来不可再生能源消耗巨大,世界各国逐渐认识并日益重视能源、环境、气候等全球变化问题。时至今日,许多国家早已陆续制定出不同形式的可持续发展战略以及一系列的优惠政策,来投资并鼓励社会各界利用和使用可再生资源,以此寻求可持续发展的重要替代能源。以下笔者对我国鼓励可再生能源发展的扶植与优惠政策体现进行粗浅的概述,并提出几点推动可再生资源发展的个人建议,以供参考。
目前我国鼓励可再生能源发展的扶植与优惠政策体现
为了更好的鼓励我国可再生能源技术的发展,我国政府先后出台了一系列的扶植与优惠政策,以此促进可再生资源的利用,具体归纳起来主要有以下几点:
在国家法律法规上给予的支持
目前我国在法律、法规以及行政规章等法律中,都对开发利用可再生能源做出了相关的鼓励政策。例如:在十届人大常委会第十四次会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》,把可再生能源的开发和利用提高到“增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展的战略高度。以此国家强制手段以及利好政策激励可再生能源的进一步发展。
1.2鼓励开发利用,给予政府补贴
目前我国有关财政部门早已制定了一系列的优惠政策,对开发利用可再生资源的地区和企业,给予一定的政府补贴,加快了可再生资源的发展。例如:“送电到乡”工程,在工程实施初期,我国政策及地方财政部门筹集了近40多亿的资金,支持无电地区1000多个乡(镇)建立太阳能发电、风力发电和小水电站,解决人们生活用电的同时,充分的利用和使用了可再生资源,降低了不可再生能源的消耗。同时,部分地方政府益对开发和利用可再生能源的企业给予一定的政府补贴,如远地区的农牧民,购买太阳能光伏发电系统和小型风力发电系统给予每套100 300元的财政补贴,以此促进可再生能源在快速融入人们的生活。
1.3利用价格支持促进可再生资源发展
利用价格支持是促进可再生能源发展的关键。目前我国典型的价格支持政策,主要体现在风力发电上,如:为了促进可再生能源的发展,电价改革方案中提出,
“风电、地热等新能源和可再生能源企业暂不参与市场竞争,电量由电网企业按政府定价或招标价格优先购买,待电力市场成熟时由政府规定供电企业售电量中新能源和可再生能源电量的比例,建立专门的竞争性新能源和可再生能源市场。以价格优惠,为可再生资源提供有力的发展环境。
1.4对可再生资源给予国家投资支持
目前我国除了对可再生资源给予法律政策优惠外,还给予了充足的专项投资支持,以此加快可再生资源的研究开发,建立起科学系统的可再生能源产业链。例如:农村推广使用可再生资源时,地方财政部门为可再生资源产业提供了专项贴息贷款。同时,我国还将可再生能源产业的发展,纳入了双边和多边援助的优先领域,引入国外的优惠贷款支持国内可再生能源的项目发展。
推动我国可在生资源进一步发展的几点个人建议
目前我国早已出台了一系列的优惠政策,促进可再生能源的发展。虽然取得了巨大的收益,降低了能源的消耗,但是可再生能源发展的力度尚较为薄弱。因此,为了进一步促进我国可再生能源的开发与利用,加快我国可再生资源产业的发展步伐,笔者从可再生资源发展的两个方面,提出几点个人建议。
2.1进一步加强国家政策扶植、鼓励的具体建议
针对我国可再生资源产业发展的基本现状,合理加强国家扶植、鼓励力度,落实法律法规,对促进可再生资源的开发与利用尤为重要。我认为要贯彻落实国家法律法规,可再生资源发展的利好政策:一,应该明确可再生能源的发展目标,制定发展战略与发展规划;二,加大可再生资源专项资金的投入,研发开发高端产业;三,国务院财税主管部门应制定促进可再生能源发展的财税政策和投储资政策;四,建立国家可再生资源技术研发中心,并在各大高校中,开始可再生资源研究专业课程,为可再生资源产业的发展提供有力的人才支持与储备;五,加大对可再生资源开发利用重要意义的正面宣传,贯彻落实节约型社会。
2.2加大可再生资源技术产业发展的扶植力度
目前我国可再生资源技术发展水平良莠不齐,各类技术发展的战略地位也不尽相同,严重造成部分可再生资源产业发展缓慢,无法形成适合市场经济发展需求的产业规模。因此,针对上述问题,笔者认为我国应该根据各类可再生资源技术的特点及发展水平,制定具体的战略措施,平衡发展,以适应市场商业化发展需求。具体建议如下:首先,加强对风力发电公司的扶植。扶植几家大型风力企业,迅速形成规模化的生产能力,并且规范风电市场,加速风电场建设;其次,加强对太阳能热水器产业的扶植。目前我国太阳能热水器技术相对成熟,但是由于种种因素限制,太阳能热水器的使用仍无法广泛推广。因此,我国应该尽快出台对太阳能热水器使用的相关优惠政策,并给予一定的政府补助,促进发展;再次,生物液体燃料。生物液体燃料多使用农村秋后废弃收割的高梁茎秆、地瓜、木薯等原料。因此,其能源来源广泛,价格低廉,在使用中生态环保,加强生物液体发展势必会逐渐形成上千万吨的液体燃料替代能力。
关键词:可再生能源、太阳能、建筑应用
中图分类号:TK511 文献标识码:A 文章编号:
一)可再生能源的应用
可再生能源目前在我国的建筑应用上并不多,主要还是局限在太阳能热水器的利用上。为了提高可再生能源的利用,可大面积推广屋顶太阳能发电,目前该项技术已经比较成熟。
1、屋项太阳能发电介绍及现状
1.1屋顶太阳能发电应用介绍
太阳能现代技术设备的应用起步较晚,与全国先进地区相比差距较大。太阳能热水器的普及率还不算高,每千人太阳能热水器保有量仅为22㎡。目前, 在太阳能利用方面较为成熟的两大产品是太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统;太阳能供热采暖系统和太阳能空调系统还属空白。太阳能建筑一体化工程还处于试验阶段,未全面推广。太阳能光伏利用基本以太阳能路灯、小区灯等为主。近几年 太阳能热水器市场呈总体递增的趋势。随着国家节能政策、节能法规的颁布与实施和 “两型社会”建设的不断推进,2008年 的太阳能热水器的销量与产值突飞猛进,产量与产值是前两年的近10倍。太阳能利用主要为光热利用,占太阳能总利用的99%,具有主导地位,光伏利用较少仅为1%。其中家庭式太阳能热水器占总太阳利用市场的62%,是 太阳能热利用的主要形式。
1.2太阳能建筑应用工程现状
对近三年15个已经建设竣工的太阳能建筑应用(太阳能热水系统)工程项目进行了调研。 太阳能集中热水系统主要为医院和宾馆使用,工程数量逐年增加,在调研工程项目中,太阳能热水器主要有平板型和真空管型。平板型和真空型太阳能热水器占有的比例分布为81%和19%,平板型太阳能热水器是目前太阳能集中热水系统工程项目中主要使用形式
二、积极推进可再生能源建筑应用技术进步与产业发展
进一步完善支持政策,努力提高可再生能源建筑应用技术水平,并做大做强相关产业,增强产业核心竞争力。
(一)加快新技术推广应用。在抓好成熟技术规模化推广应用的同时,切实加大对太阳能采暖制冷、城镇生活垃圾及污泥沼气利用、工业余热及深层地热能梯级利用等新技术推广应用,以进一步拓展应用领域,提升技术水平。可再生能源新技术应用,列入各地示范任务,中央财政将加大补助力度。
(二)加大技术研发及产业化支持力度。鼓励科研单位、企业联合成立可再生能源建筑应用工程、技术中心,加大科技攻关力度,加快产学研一体化。中央财政安排的可再生能源建筑应用专项资金,支持可再生能源建筑应用重大共性关键技术、产品、设备的研发及产业化,中央财政按研发及产业化实际投入的一定比例对相关企业及科研单位等予以补助,并支持可再生能源建筑应用产品、设备性能检测机构、建筑应用效果检测评估机构等公共服务平台建设。
(三)逐步提高相关产业技术标准要求。为促进行业合理竞争,提升产业集中度,更好地体现择优扶强,住房城乡建设部、财政部将制定可再生能源建筑应用技术、产品、设备推荐目录,提出相关技术标准要求,严格行业准入门槛。各地应主要从目录中选用相关技术、产品、设备用于可再生能源建筑应用项目。住房城乡建设部、财政部将根据技术进步、产业发展情况,及时对目录进行调整,促进产业结构调整与升级。
(四)积极培育能源管理公司等新型市场主体。可再生能源建筑应用工程原则上都要实行建设、运营一体化模式,并采取合同能源管理、区域能源系统特许经营等市场化推广机制,为能源管理公司发展创造条件。对能源管理公司投资、运营的可再生能源建筑应用项目,可按推广应用面积等直接对能源管理公司予以财政补助。各地要大力培育与可再生能源建筑应用直接相关的资源评估、专业设计、工程咨询、系统集成等配套产业,切实增强产业支撑能力,提高应用水平。
三、以可再生能源建筑应用为抓手,促进绿色建筑发展
各地要充分整合政策资源,发挥资金整体效益,把可再生能源建筑应用与发展绿色建筑相结合,统筹推进。对应用可再生能源并综合利用节能、节地、节水、节材及环境保护技术,达到绿色建筑评价标准的项目,应优先列入示范任务,中央财政将加大补助力度。鼓励在绿色生态城区、绿色重点小城镇建设中,将可再生能源建筑应用比例作为约束指标,积极制定专项规划,集中推广,并按推广应用量相应享受财政补助。
四、切实加强组织实施与政策支持
(一)加强质量控制,建设精品工程。各地要加强可再生能源建筑应用项目资源评估、规划设计、施工验收、运行管理全过程质量管理,应对可再生能源建筑应用部分进行专项施工图审查及竣工验收,并对设备运行情况进行监测。示范市县应委托专门的能效测评机构对可再生能源应用效果进行测评。应切实采取措施对可再生能源项目实行专业化运行管理及系统维护,确保项目稳定高效运行。北方采暖地区示范项目必须安装供热计量装置并实行按用热量计量收费。加强可再生能源建筑应用关键设备、产品的市场监管及工程准入管理。各省(区、市、兵团)住房城乡建设部门要抓紧制定可再生能源建筑应用资源评价方法、设计标准规范、施工工法、图集、运行操作规程等,指导和规范工程建设运行。
关键词:电力营销;可再生能源;市场发展
面对目前社会资源能源匮乏的环境,可再生能源作为关键的核心替代性能源,亟需开发和发展可再生能源市场,以应对全球变暖以及能源匮乏等问题,实现电力能源的可持续发展。可再生能源实现商业化开发和广泛应用的关键环节是科学发电的技术手段,现阶段上网电价工作系统是制约可再生能源发展的重要因素之一,尽快改进该系统不仅有助于提高电力企业的竞争优势,还有利于完善电力企业的市场营销模式。
一、电力营销可再生能源市场的概况
在电力营销模式中用于发电的可再生能源主要有太阳能、风能、沼气及潮汐能等,在将其转变为电能的过程中,省去了煤石油及天然气的使用,从而也就减轻了对环境的污染,从而有利于和谐社会的构建以及实现城市的绿色化。我国政府对电力能源的可持续发展也提供了大力支持,引进资金制定优惠政策,引进及补助科研技术人才,以此促进电力可再生能源市场的稳定快速发展。但是还存在一些不尽人意的地方,电力企业尚未形成一套科学合理的市场化的电力营销机制,另外制定的电力价格也不够合理,以及由此带来的再生能源再缺乏以与传统电力竞争各具优劣,难分胜负等问题都阻碍了可再生电力能源营销市场的发展。
二、阻碍电力营销可再生能源市场发展的问题
(一)电力营销市场可再生能源分布不均
利用风能、太阳能等发电的过程中明显减少了有害物质的排放,这些可再生能源是环境友好型二次能源,但由于其分布不均,直接影响对其进行开发利用并直接阻碍了其市场营销。通过研究发现,我国蕴藏的可再生能源十分丰富,但分布却相当不均,尤其在经济相对不发达的例如、甘肃及内蒙古等地区蕴藏丰富,但是这些地区因市场需求小,开发能力落后再加上交通不发达等问题,致使可再生能源的开发利用率低下。
(二)可再生电力能源营销价格存在劣势
目前可再生电力能源的价格与传统电力能源的价格相比相对较高,因而其在市场竞争中优势不足。同时电力市场作为一个垄断性市场,它的竞争机制并不完善,针对这一问题,国家政府虽已出台了一些优惠政策来保护可再生发电能源的市场营销,但这些政策并不能在本质上解决不完善的竞争市场问题。例如,利用太阳能发电比利用煤发电的价格高很多,但是煤电的优惠政策却更多,其执行效果也就更好,这严重阻碍了太阳能发电的开发与利用。然而在一些发达国家,对于煤电等非再生能源发电矿物需征收相应的能源生态税,这在一定程度上制约了不可再生能源的过度使用,但我国尚未建立该项政策鼓励可再生能源的开发。我国可再生能源的市场营销起步较晚,尚未形成规模效应,只是建立了一些小规模的可再生能源的电厂,其成本较高,技术及设备也都是进口的,这在一定程度上增加了成本费用,使得购网、上网及销售的用电价格较高,从而制约了电力营销市场的发展。
(三)政府对可再生电力能源的开发及市场营销的支持力度不足
国外可再生电力能源之所以能够迅速发展并取得较好效果,与政府的大力扶植及国家倡导是分不开的,我国政府虽然也提倡利用可再生能源发电,减少环境污染,但制定的优惠政策不足同时又缺乏可行性,实际操作能力不强,尚未形成具有一定规模的电力可再生能源市场机制,因此未能从本质上推动我国可再生电力能源的开发及其市场化营销。
三、电力营销可再生能源市场的发展动力研究
(一)合理开发与利用可再生电力能源
我国政府尤其是相关电力部门要根据可再生电力能源在各省市的具体分布,结合市场需求,积极调整对可再生电力能源开发发展的工作思路,改进并规范市场营销策略,制定切实可行的发展规划,不断优化电力产业结构,使风能、太阳能及潮汐能等友好型二次能源得到科学开发、合理利用,使其社会环境及经济效益最大化。
(二)合理制定可再生能源发电价格
1、固价电价系统
固定电价系统应明确规定可再生电力能源的发电价格,是由政府根据相应的发电成本,而不考虑其他传统电力能源发电的价格而直接制定市场中各种发电能源的市场价格的,同时相应的电网企业应该依据既定价格支付利用可再生能源发电的企业必要的费用。
2、溢价电价系统
构建溢价电价系统一方面可保障可再生能源的发电工程的基本电价,另一方面又有利于解决电力市场转型过程中的关键性问题。采用溢价电价系统的优势是既能考虑到利用可再生能源发电的工程运转的实际成本,又与电力市场中的电力竞价过程相接轨,其运转的原则主要是以传统电力的销售价格为电力市场的参考系,从而制定相对科学合理的电价比例,通常会出现可再生能源的发电价格会受传统电力市场波动的影响,另一种主要原则是依据不稳定且相互竞争的电价市场结合政府制定的固定电价奖励机制共同作为制定可再生能源发电价格的参考系。通过对国外的可再生电力能源的市场营销模式及国家政策的比较分析,可发现固定电价及溢价体系的操作流程比较简单,并且效果显著,因此我国应积极借鉴并结合我国具体能源分布及市场需求完善并实施这两套发电价格定制体系,以健全我国电力市场营销制度。
(三)完善可再生能源电力市场竞争体系
建立完善的符合我国可再生能源开发的电力市场竞争体系是电力市场营销及企业发展的优先成本战略的总核心,针对我国电力市场不完善的竞争机制,首先应制定标歧立异的发展战略,其次需电力企业内部管理层集聚力量制定发展目标战略方案。其中在发展战略上标歧立异是指旨在将电力企业所提出的电力产品或电力相关服务做到标歧立异,这样有利于确保在一定的产业区域内企业能够提出独特的电力产品;目标集聚是主攻该企业中的某个产品的顾客群体。总之这两种方式有助于满足相应产品的对应顾客群体的具体需求或者达到降低成本的市场期待,最终有助于电力市场营销机制的建立健全。
(四)完善可再生能源营销的制度与法规
目前我国可再生电力能源资源丰富但开发现状并不理想,并且对利用可再生能源发电的政策机制尚不完善,基于现状,我国政府应在政策上给予可持续电力企业大力支持,充分发挥政府职能,运用多种手段为可再生能源的发电筹集资金,并引进技术人才,以推动可再生能源的电力市场营销的长效发展。在推动其市场营销的过程中,政府必须尽到其规划协调及后期监督服务等具体职能,制定开发能源及电力发展的战略规划,优化电力产业结构,为可再生电力能源的发展提供保障,并运用政府宏观调控职能调定可再生能源发电的价格,提高其在电力市场的比重。
四、结束语
面对我国可再生电力能源的开发状况及市场营销比例的现状,我国政府及新型电力企业积极制定市场营销机制,规划发展战略,尽快实现电力营销市场的转型,将可再生能源作为其核心力量是关乎国计民生的重要举措。从我国现阶段的电力能源发展来看,溢价机制和固价系统由于易于操作且效果明显,对于政府和可再生电力能源企业具有重要的借鉴意义。
作者:陈澍 单位:北京华电北燃能源有限公司
参考文献:
[1]陶曾鲁,何芳.大型风电液力机械传动装置的理论分析[J].液压气动与密封,2011
[2]张晓宇.论电力营销可再生能源市场发展动力[J].电子测试,2015
一、我国可再生能源产业发展已取得初步成效,政策体系已基本形成
“十一五”时期是我国可再生能源发展的重要时期。在《可再生能源法》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》等政策措施的推动下,我国可再生能源产业具备了一定的发展基础并表现出良好的发展态势。
一是有序开发利用水电。我国坚持把水电开发与生态环境保护有机结合,切实做好在建、已建项目的环保工作,加强水电环保技术的研发应用,制定绿色水电评价标准和评价体系。2010年,全国水电总装机容量达到21606万千瓦;发电量6867.36亿千瓦时,占全国发电量的16.2%。二是大力发展风电产业。我国采取了加强风电开发管理、改善风电与电网的协调性、支持优势风电设备企业发展等措施,为大规模开发利用风电创造了条件。2010年,全国风电总装机容量达到3107万千瓦;发电量494亿千瓦时,占全国发电量的1.2%。三是广泛应用太阳能。我国稳步推进太阳能应用产业发展,在内蒙古、甘肃、青海、新疆、等适宜地区,建设太阳能热发电示范工程试点。2010年,全国光伏发电装机规模达到80万千瓦,太阳能热水器安装使用量达到1.68亿平方米。四是因地制宜地开发利用生物质能源。农村沼气应用范围不断扩大,木薯、甜高粱等非粮生物质制取液体燃料技术取得突破,万吨级秸秆纤维素乙醇产业化示范工程进入试生产阶段。到2010年底,各类生物质发电装机容量总计约550万千瓦。五是地热能和海洋能利用技术不断发展。浅层地温能在建筑领域的开发利用快速发展,到2010年底,地源热泵供暖制冷建筑面积达到1.4亿平方米;潮汐能利用技术基本成熟,波浪能、潮流能等技术研发和小型示范应用取得进展,开发利用工作处于起步阶段,目前已有较好的技术储备,未来有较大的发展潜力。
同时,已基本形成了促进可再生能源发展的政策体系。在《可再生能源法》的推动下,我国已基本建立了促进可再生能源发展的政策体系,制定并实施了可再生能源的总量目标、发电强制上网、分类优惠上网电价、费用分摊、专项资金等制度以及信贷和税收优惠等政策措施,并通过开展资源评价、组织特许权招标、推进重大工程示范项目建设等方式,基本建立了促进可再生能源发展的政策体系。主要包括:一是制定并实施了《可再生能源发展中长期规划》以及《可再生能源发展“十二五”规划》,确定了国家可再生能源发展的近期和中远期总量目标。二是出台了《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等政策,建立了可再生能源发电成本的全社会费用分摊机制。三是通过开展多批特许权项目招标,促进风电、太阳能发电成本迅速下降,根据各类新能源发电项目的资源特点和建设条件,以特许权招标方式发现合理价格区间为基础,形成了四类风电区域标杆电价,有效促进了风电的规模化发展。四是建立了可再生能源发展专项资金,专项用于各类可再生能源发展,建立了支持可再生能源技术研发、产业发展、市场应用等各方面的财政投入政策框架。五是初步建立了促进可再生能源发展的税收体系,实施了风力发电增值税减半、沼气发电增值税即征即退等政策。
二、加快发展可再生能源是有效缓解资源和环境压力的重要途径
我国可再生能源资源丰富(技术可开发利用量达60亿千瓦,年产能量为40亿—46亿吨标准煤),具有大规模发展的潜力,具备发挥未来主流能源作用的资源基础。从水能来看,我国水能资源理论蕴藏量的年发电量达6万亿千瓦时,技术可开发水电站装机容量5.4亿千瓦,年发电量2.5万亿千瓦时(折合8.6亿吨标准煤);从风能来看,我国风能技术可开发量为7亿—12亿千瓦,年发电量可达1.4万亿—2.4万亿千瓦时;从太阳能来看,我国太阳能资源丰富地区的面积占国土面积96%以上,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤,每年太阳能热利用可相当于约3.2亿吨标准煤,年发电量可达2.9万亿千瓦时;从地热能来看,我国深度2000米以浅的地热资源所含的热能相当于2500亿吨标准煤,地热资源的经济可开采量相当于2000万千瓦的地热发电装机(年发电量约1300亿千瓦时);从生物质能来看,当前我国可利用生物质资源约2.9亿吨标准煤,主要是农业有机废弃物,适宜利用方式是发电燃料和民用沼气等,今后随着造林面积的扩大、经济社会和生物质技术的发展,生物质能源资源总潜力有望达到8.9亿吨标准煤;从海洋能来看,我国波浪能、潮汐能、潮流能和温差能等海洋能的理论资源量分别达数千万千瓦甚至数百亿千瓦,可开发利用量有望达到9.9亿千瓦。
研究结果表明,预计到2020年、2030年、2050年,我国含水电的可再生能源在新增一次能源供应中的比例可分别达到36%、45%和69%,减少温室气体排放分别达到12亿吨、20亿吨和40亿吨,减排CO2的贡献率到2020年、2050年可分别达到20%和50%左右。因此,加大力度发展可再生能源,可大大提高我国清洁能源的供给能力,优化一次能源消费结构,同时大幅度降低温室气体排放、保护生态环境,总之将成为有效缓解资源和环境压力的重要途径。
三、加快发展可再生能源已成为世界各主要经济体实现可持续发展战略的重要选择
当前全球仍处于国际金融危机后经济调整的关键时期。虽然在各国经济刺激计划下,有关国民经济各个行业的走势有很多结论,但各主要经济体对新能源行业发展的认识却日趋相同,即抓紧经济调整的关键时期大力发展可再生能源产业。原因在于:一是历史经验表明,经济周期调整的结束一般会以某些新兴行业的崛起为标志。在新能源领域,其市场和产业布局尚处于形成之中,具有很大的争取空间,未来各主要经济体能否在该领域取得发展优势取决于当今的努力。可再生能源的特点决定了其必将成为未来重要的新兴产业,因而在经济调整关键时期,各主要经济体都不约而同地将其提升到了前所未有的战略高度。二是可再生能源的本土性、清洁性以及技术可预见性,使之成为世界能源发展和可持续发展战略的重要选择。当前,许多国家的核心利益与全球化石能源的分配格局紧密联系,形成了错综复杂的国际地缘政治关系。为尽早摆脱束缚,各主要经济体都在寻求多样化的能源解决方案,尤其在应对全球气候变化压力下,各主要经济体对资源可获得性、技术可靠性、产业可能性以及经济性更加可控的可再生能源更加青睐,形成了全球对可再生能源高度关注的局面。三是对可再生能源的开发利用技术的争夺,必将引发国家核心竞争力的改变。可再生能源的特点决定了其开发必须通过现代装备制造技术,才能将地热、风力和太阳能等自然资源转化为可用及可控的能源。可以预计,对可再生能源技术的争夺,将是新一轮国家能源领域竞争的焦点。谁掌握了可再生能源的装备技术,谁就拥有未来开发利用自身可再生能源的主动权,也必将在“后石油”时代把握国家能源安全的主动权,这也促使各主要经济体将可再生能源作为未来技术竞争的重点新兴产业。
虽然当前世界各国可再生能源在能源中的贡献率还非常低,但是发达国家积极发展新能源,其目的既着眼于应对金融危机和经济困境,也致力于在能源和气候变化问题上把握主导权、加大国家间政治博弈中自身的砝码,更是在战略上抢占未来技术发展的制高点,从而为新一轮的经济增长积蓄力量,为掌握国家未来发展的主动权做好准备。
我国可再生能源资源丰富、应用前景广阔。虽然由于资源评价缺乏、技术滞后、产业支撑不足、政策体系不完善等原因,相对于发达国家的强劲发展势头,我国可再生能源的开发利用尚处于早期阶段,在国家能源安全保障中发挥关键作用还需要一段时期。但必须清醒地认识到:一个正在崛起的发展中大国,必须依靠先进的技术和强大的工业基础,才能实现国家核心能力的显著提升;在坚持走我国特色的强国道路过程中,发展可再生能源将是我国解决能源和环境问题、实现可持续发展的诸多途径中最具可行性的一个战略选择。因此,亟须加快发展可再生能源产业,以保证中国中长期发展战略的顺利实现。
四、推进可再生能源产业发展政策创新,建立健全长效机制
我国经济社会发展对能源的需求不断增长,2011年能源消费总量达到34.8亿吨标准煤(同比增长7.0%),能源结构以煤为主,能源利用与环境保护的矛盾日益突出。节约能源、调整能源结构、开发可再生能源是我国实现可持续发展的必然选择。因此,为确保实现2020年非化石能源提高到15%和可再生能源“十二五”规划的目标,促进可再生能源的快速、健康发展,必须尽快完善和健全一系列政策保障措施。主要包括:
一是提升可再生能源地位,加强产业战略部署。可再生能源是可持续、无污染、总量大的绿色新能源,应当充分认识到其战略价值和重要意义,切实在国家经济和社会可持续发展的总体部署中予以统筹考虑,提升其在国民经济发展中的战略地位。通过实施可再生能源“十二五”及长期发展规划,统筹制订产业、财税、金融、人才等扶持政策,积极促进我国可再生能源产业健康发展。
二是加强行业管理,规范可再生能源产业发展。根据产业政策要求和行业发展的实际需要,切实加强行业管理,推动行业节能减排;治理和规范市场秩序,避免劣质产品流入市场;推动相关职能部门联合加强产品检查,对于不达环保标准、出售劣质产品、扰乱正常市场竞争秩序的企业,依照相关规定给予处罚和整顿。
三是健全法律法规,完善制度性安排。建立健全可再生能源市场健康发展方面的相关法律法规;完善市场机制和制度性安排,特别是在认真总结试点经验的基础上,应尽早完善和健全符合我国国情、有利于鼓励可再生能源产业快速发展的财税制度;建立绿色电力证书交易系统,并与购电地区的碳强度减排指标完成情况挂钩,以促进跨省区的绿色电力交易;制定和实施可再生能源配额制,分配和落实可再生能源电量占总电量指标。
四是建立健全行业标准体系,推动检测认证和监测制度建设。重视可再生能源产品和系统标准体系建设,以我国自主知识产权为基础,结合国内产业技术实际水平,推动制定可再生能源产品的相关标准;制定建筑领域太阳能热利用的强制标准和考核办法;积极参与制订国际标准;建立健全产品检测认证、监测制度,促进行业的规范化、标准化发展。
随着城市化的发展,多数能源在城市区域被消费。然而,目前城市的能源供应主要靠外部输入,城市的规划设计和建设没有很好地考虑到城市的能源体系如何实现更好的节能,以及减少对不可再生能源资源的消耗。
我们提出新能源城市建设的概念,主要是指在一些可再生能源资源丰富,而且资源利用条件好的地区,引导这些地区率先进行统筹的规划,采用一些新的、清洁的可再生能源技术,在城市形成一定规模的可再生能源综合利用体系。这样可以减少城市基础设施能源输送压力,减少城市内的污染物排放,提高可再生能源的利用率,同时促进城市的节能和环境保护。
提出这样一个概念以后,对城市新能源利用的重点,从实用角度出发,梁志鹏认为应包括以下几个方面:一是积极开发应用城市区域自身具有的可再生能源,包括在建筑屋顶安装太阳能热水器,光伏发电设施。二是利用生物质能。三是应用地热能,直接供暖和供应热水等,以及各种热泵,利用自然界的能量。四是同时采取城市新能源交通,如推广电动车等。然而,在实际建设中,怎么做才能成为新能源城市?梁志鹏认为应该从以下几个方面做起:
首先,城市要有良好的可再生能源条件,有一种或者几种可再生能源,达到较大利用规模。要尽量综合利用各种新能源,而不能只是关注某一种的应用,对整体上的效果没有统筹考虑。比方说,把太阳能的热利用、生物质能的利用和地热能的热泵互补结合起来,可以很大程度上的满足城市传暖需要,这样就能把燃油、天然气锅炉替代了。因此,城市要有一个综合的新能源利用规划,制定总体规划和建设方案,并统一协调实施,这是新能源城市建设的一个特点。在“十二五”期间,我国提出了建设100个新能源示范城市的概念,新能源示范城市的申报条件、规划,评审指标等正在制定中,这项工作的展开将引导我国城市的新能源利用,既促进城市生态建设,也为可再生能源的发展提供了市场。第二,新能源城市建设需要采取综合的措施,不能单纯的理解为搞几个工程。我们希望城市规划到从组织实施,到引进适当的投资经营主体,能够变成一个完整的体系。同时,尽量使城市新能源的利用商业化、产业化。而且,新能源的利用最好是市场化方式,减少对国家财政奖金的依赖。第三,新能源城市的建设,与生态城市的建设既有联系又有区别,它是推进生态城市建设的一个具体方面,但相对而言比较具体。梁志鹏说,新能源城市的评价指标只关注应用,不关注制造产业。假如对制造业进行评价,很多城市都希望建制造产业,也许有的城市不一定具备优势,这样就可能会引发重复建设。同时,新能源城市的指标也和其他指标衔接,新能源城市的指标达到了,那么环保的指标是不是达到了?如果环保的指标还没有达到,还在污染,把这个城市叫新能源城市也是不合适的。新能源城市建设,在节能方面,也应该在所在区域或者地区,达到先进水平。
关键词:绿色建筑;能源;可再生
建筑节能设计是我国建筑业可持续发展的关键所在,在当前资源能源日益紧张的情况下,在建筑节能设计中采取针对性的措施是促进建筑节能设计水平提升的必经之路。建筑的节能设计也是为了带来相对的经济效益,体现了建筑节能的重要性与必要性。目前,绿色建筑已经成为一个学术研究的热点问题。当代社会的冲突提醒我们,人类显然是世界上最大的矛盾制造者。城市无限扩张后,巨大的隐患埋在人类的未来。问题不在于丰富现代城市,而在于如何规范它。这引出了一个问题,人类如何用自己的双手来对待世界。上世纪70年代的石油危机以来,在著名的罗马俱乐部的报告《增长的极限》,再到目前的“低碳”的理念,我们逐渐意识到,人类必须学会克制自己的无限无尽的欲望在发展过程中,否则他们将承受来自大自然的无情消解。于是,绿色建筑理念开始萌芽,绿色建筑和可持续城市发展的理论与实践也开始流行起来[1]。被广泛引用的可持续性定义是从1987世界环境与发展委员会题为“人类的未来”的报告开始的。所谓的“可持续发展”是“满足当前发展的需要,对人类社会的经济利益破坏未来的基础。”这一长期来看是非常有意义和值得进一步考虑的。为建筑业、绿色和可持续发展主要是指,在考虑环境、城市与建筑问题,它应当是整个人类当代和长远利益的短期利益;应该考虑一个地区的局部利益与整个世界作为一个整体,在一个公平、合理的方式对这颗星球的未来人的有限的地球资源共享。资源浪费和环境污染也应该在最大程度上消除。劳伦斯在“可持续发展的西雅图”说,“这意味着可持续性是使幸福生活比生存,所以如果我们真的要可持续发展,必须减少消费。”在资源和环境的消耗相当于做有害于人类自己。
1建筑工程节能相关概述
建筑节能就是合理的使用和有效利用能源的建设,包括建筑本身,保温功能,建筑材料在能源消耗和建筑采暖能耗的生产等等。在确保建筑功能和室内热环境质量的同时,提高建筑围护结构的保温、采暖和空调系统的运行效率,降低自然能源的水平到标准。一言以蔽之,建筑节能是指减少采光照明、空调制冷、采暖供热、改善室内环境质量、调节室内湿度的能源消耗,以及地热能源、太阳能的应用,是一门综合性的技术。
2可再生能源在绿色建筑中的应用
绿色建筑是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时实现高效率地利用资源、最低限度地影响环境的建筑物。绿色建筑是实现“人文-建筑-环境”三者和谐统一的重要途径,是实施可持续发展战略的重要组成部分。绿色建筑于20世纪率先在发达国家兴起,发展绿色建筑是从建筑节能起步的,在建筑节能取得进展的同时,又将其扩展到建筑全过程的资源节约、提高居住舒适度等领域。我国的绿色建筑发展时间较晚,但目前已经获得了快速的发展,通过不同星级绿色建筑的项目分析,目前社区的绿化率达到38%,平均节能率达到58%,节水率达到15.2%以上,可循环材料达到了7.7%。人们相信,二十一世纪的城市必须更环保、更有科技感;因此,促进可持续城市的建设成为许多发展中国家的一个关键问题。可持续性概念是一个广泛的全球性问题,包括有关人、环境和社会的各种相互关联的研究。可持续城市的重要性可以通过确定可持续性的作用加以阐明。事实上,这种可持续性代表了一种新的方法,它包含了“绿色基础设施”的概念,基于重新思考的过程,旨在将当前城市的整体实施与环境、技术、经济、社会和人民联系起来。由于建筑施工和运行所需的能源消耗增加了二氧化碳(CO2)的排放量,目前国际公认的做法是采用创新的方法减缓这一问题。鉴于此,绿色建筑的能源性能对建筑环境的可持续发展有着巨大的影响。可持续发展是与能源的性能高度交织在一起。因此,可再生能源(包括太阳能、风力和波浪等)不但对可持续发展起着重要作用,而且可持续能源(包括废物能源)在可持续性的增强方面具有很大影响力[2]。回顾以往的研究,在绿色建筑方面的研究材料表明,绿色建筑(包括低能耗、超低能耗和零能耗建筑)有明显的交叉在一起的节能设计,以先进的集成技术来减少能源需求和消费(加热、冷却和电力等)。针对绿色建筑的可持续能源效率,在建筑中应用可再生能源是一个基本的准则。在这方面,太阳能可持续系统一直是发展绿色建筑的关键因素。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是可利用的最丰富的能源,且在转换过程中不会产生危及环境的污染。在太阳能建筑设计中,建筑师设计起着统领作用,协调各专业,发挥自身特长,将建筑设计与太阳能应用技术巧妙而有机地结合起来。太阳能系统一般包括太阳能供电系统、太阳能空调系统、太阳能供暖系统以及太阳能热水系统。太阳能连接器已被利用作为绿色建筑的一个重要组成部分。制冷剂充电的家用热水系统不但制造简单,包括一般平板太阳能集热器,而且同时能提供充足的能耗。因此,建议在太阳能热水系统的进一步设计和开发中利用各自的成果,冷却和加热系统是最近研究绿色建筑的一个主要热点[3]。建议考虑可再生能源技术在未来生态城市发展中的应用。这表明,在社会、环境和经济方面,可再生能源技术的应用可能是相当有益的。回顾近年来的学术尝试,主要集中在风力发电的利用、以太阳能光伏发电和太阳能热发电系统、太阳能的利用。但是,它仍然是研究开发新的可再生能源的关键。绿色建筑通过科学的整体设计,集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、可再生能源利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,可有效降低建筑的能源和资源消耗,降低其对生态环境的破坏,让城市功能朝着美好人居环境的目标发展。可再生能源的利用是绿色建筑的重要技术之一,可再生能源具有资源分布广泛、适宜就地开发利用,且对环境无害或危害极小等特点,是自然界中可以永续利用、取之不尽、用之不竭的资源。
3结语
人们居住环境既是生态环境的重要组成部分,也是人类文明进步的重要体现。绿色建筑是实现“人文-建筑-环境”三者和谐统一的重要途径,是实施可持续发展战略的重要组成部分。可再生能源技术是绿色建筑中的重要技术措施,在利用可再生能源时,也应注意以下三点问题:(1)因地制宜。可再生能源在不同地区应用时,应充分考虑当地的能源状况和气候条件,有选择、有侧重的利用可再生能源;(2)新技术开发。加大可再生能源利用的新技术研发,提高可再生能源的利用效率,特别是加大相变储能技术与可再生能源联合利用的技术创新或产品研发;(3)可再生能源耦合技术。研究可再生能源的耦合技术,将分项技术整合,以改善单一可再生能源的使用形式效率低、无法充分发挥可再生能源节能优势等缺陷,同时,可以获得更大的经济和社会价值。
参考文献
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[2]杨光.绿色建筑中可再生能源利用方案的设计[J].节能,2013(02):48-51,3.
[3]蔺兵练.浅谈绿色建筑和可再生能源的应用[J].科技展望,2017(01):146.
[4]谢国丽,杨军.中国发展绿色建筑的意义及建议[J].现代制造技术与装备,2012(04).
[5]孟宪建.浅析可再生能源在绿色建筑设计中应用[J].能源与节能,2011(12).
【关键词】可再生能源 移动通信工程 应用
τ诳稍偕能源而言,其突出特征是清洁性较强,能够进行永久的利用,不会出现用完的情况,对环境影响不大,具有广泛的分布范围,因此,要进行有效开发。在目前的移动通常工程中,应用较多的是太阳能和风能,能够实现绝对的节能,对环境污染不高,有力降低信号覆盖的成本支出。
1 全面分析可再生能源供电系统
对于可再生能源供电系统,在类型上主要分为太阳能和风能独立供电系统、风光互补以及风光市电联合供电系统。
1.1 对太阳能独立供电系统的分析
这种供电系统主要以太阳能为主要能量基础,当前应用较多的是太阳能电池阵列、控制器等。这种装置主要适合应用在无市电地区,供电方式为分布式,不需要进行电网的再次延伸。
1.2 系统介绍风能独立供电系统的情况
这种方式主要是发挥了风能作为能源的作用,完成有效的供电过程。当前使用较多的装置有风力发电机、控制器、负载组成等。这种能源比较适合在风力储备比较丰富的海面等地区,不需要进行电网的延伸工程。
1.3 对风光互补供电系统的介绍
这种系统是将风能和太阳能进行结合,作为能量的主要来源,主要有蓄电池组、负载等。这种系统比较适合于风力资源丰富的地区,相比单独的风能和太阳能,能够实现成本的大幅降低。
1.4 对风光市电联合供电系统的介绍
这种系统需要将太阳能、风能以及市电进行有序的排列,按照合理的比例进行组合。主要装置有风力发电机、太阳能控制器以及市电组成等。对于这种联合供电模式,当风能和太阳能的供电不足时,可以家住市电进行及时补充。蓄电池发挥的是短时后备的作用,因此,使得整个系统的可靠性增强,使得用在太阳能向组建上的投入得到降低。另外,借助对太阳能方阵容量的调整,使得节能减排的效果更加明显,借助对风能和太阳能比例的调节就能实现对能源耗费的减少。风光市电联合供电系统在使用范围上较为广泛,不会受到较多的限制,尤其是在市电不稳定的区域,能够保证电压的稳定性。同时,将其应用在常规的地区,降低市电的耗费,使得环保能源的应用比重增大,促进节能减排目标的实现。如果将其应用在偏远地带,应用柴电将市电取代,使得节能的应用范围被扩大。另外,不论对于改造的线路还是新建的,这种系统的应用都能够进行短期内的建站目的,运行方便,维护技术不高,费用较低。
2 对可再生能源供电系统应用的全面介绍
对于可再生能源的供电系统,其具有较高的应用价值,首先,有助于通信电力瓶颈的解决,尤其是在距离电网较远、无线很难全面覆盖的地区,主要体现在沙漠、偏远的旅游地区等。其次,可再生能源的应用,能够较好地实现节能的目标,降低碳排放量,实现超低能耗,推动绿色、零排放能源的应用,促进需求方案的合理化。对传统供电相比,可再生能源在电力接入方面更加便捷,施工时间不长,不需要进行停电操作,后期维护较为简单。对于可再生能源的应用区域,机制在山区、铁路等。不需进行拉电协调,不许面对选址问题,解决了农村电压不稳的问题,促进电能的大幅节约。
3 对可再生能源移动通信控制室的研究与分析
3.1 对通信控制室的分析
移动通信是一种十分广泛的通信方式,具有较大的覆盖领域,使用方便。通信网络的作用,是借助基站来完成的。因此,基站的供电情况与控制室的环境对移动通信影响较大。移动基站通常处于较高的位置,目的是进行大范围的覆盖。很多基站都是建立在野外的高处。因此,在偏远地区通信基站采用可再生能源进行供电,使得自然能源在通信基站中国的使用更加突出。大量光缆干线应用了太阳能和风能作为供电基础,对基站的供电问题进行了有效的解决,对常规能源进行了节省,维护强度被大大降低。对于移动通信基站的控制室,鉴于其主要位于野外,维护措施简单,都外界因素影响大。因此,借助可再生能源进行电力供给,意义重大。
3.2 对通信基站风光互补供电系统构成的介绍
在移动通信基站中,应用可再生能源系统,借助风光互补供电形式完成。这一系统主要是由风力发电机、电池阵列、控制器、监控器等构成。这一系统在发电装置方面比较复杂。
3.3 对围护机构与建筑能耗关系的分析
对于可再生能源的应用是实现低能耗建筑的关键。对于可再生能源的效率的认识,与控制室的建筑造型以及维护息息相关。因此,要进行超低能围护结构,发挥太阳能光伏发电系统的作用以及风力发电系统等可再生能源的作技术优势,在保证其稳定性的同时,提高控制室的低能耗目标的实现。
4 结束语
综上,对于可再生能源来讲,发挥其自身优势,实现偏远地区移动通信基站用电难问题的解决,促进节能减排目标的实现,推动长远和可持续发展战略的发展,营造更加广阔的发展空间,促进移动通信基站建设的顺利进行。
参考文献
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[3]游玲玲.移动通信基站用光伏控制器的研究[D].曲阜:曲阜师范大学,2011.
能源是人类生存的基本条件和人类社会发展的原动力。随着人类文明的进步,能源问题成为人们日益关注的焦点问题。目前全世界都在推动第二代能源系统的建设,积极试点,认真进行立法准备,抓紧开发配套相关设备。第二代能源系统具有六个方面的主要特征,一是燃料的多元化;二是设备的小型、微型化;三是冷热电联产化;四是网络化:五是智能化控制和信息化管理;六是高标准的环保水平。而其中燃料的多元化,设备的小型、微型化,冷热电联产化和环保要求则代表着能源技术发展的几个重要方向:可再生能源的开发利用、分布式供电技术的兴起与冷热电三联产系统的发展。
本文通过对分布式供电特点及其发展趋势的阐述,强调分布式供电对电力工业的重要作用,指出可再生能源为分布式供电提供了更广阔的发展前景;分布式供电技术发展的主要方向之一为冷热电三联产技术。
2分布式供电
2.1分布式供电概述及其特点
顾名思义,分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的,是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近,可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。这个概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布后正式先在美国推广,然后被其它先进国家接受的。当今的分布式供电方式主要是指用液体或气体燃料的内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。因其具有良好的环保性能,分布式供电电源与“小机组”己不是同一概念。
与常规的集中供电电站相比,分布式供电具有以下优势:没有或很低输配电损耗;无需建设配电站,可避免或延缓增加的输配电成本;适合多种热电比的变化,系统可根据热或电的需求进行调节从而增加年设备利用小时;土建和安装成本低;各电站相互独立,用户可自行控制,不会发生大规模供电事故,供电的可靠性高;可进行遥控和监测区域电力质量和性能:非常适合对乡村、牧区、山区、发展中区域及商业区和居民区提供电力;大量减少了环保压力。
二十世纪初以来电力行业流行的观点是,发电机组容量越大,则效率越高,单位kw投资越低,发明成本也越低,因而随着能源产业的发展,电力工业发展方向是“大机组、大电厂和大电网”。但是,在许多特殊情况下,分布式供电是集中供电不可缺少的重要补充:
分布式供电可以满足特殊场合的需求例如,而印瞒设电网的西部熟顷地区或散布的用户:对供电安全稳定性要求较高瞅糊昭户,如医院、银行等;能源需求较为多样化的用户,需要电力的同时还需要热或冷能的供应。这种供电方式最大的优点是不需远距离输配电设备,输电损失显著减少,运行安全可靠,并可按需要方便、灵活地利用排气热量实现热电联产或热电冷三联产,提高能源利用率。
分布式供电方式可以弥补大电网在安全稳定性方面的不足在世界上大型火电厂建设的趋势有增无减之时,电网的急速膨胀对供电安全与稳定性带来很大威胁,而各种形式的小型分布式供电系统,使国民经济、国家安全至关重要而又极为脆弱的纽带--大电网不再孤立和笨拙。直接安置在用户近旁的分布式发电装置与大电网配合,可大大地提高供电可靠性,在电网崩溃和意外灾害(例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下,可维持重要用户的供电。
分布式供电方式为能源的综合梯级利用提供了可能在常规的集中供电方式中,能量形式相对单-。当用户不仅仅需要电力,而且需要其它能量形式如冷能和热能的供应时,仅通过电力来满足上述需要时难以实现能量的综合梯级利用:而分布式供电方式以其规模小、灵活性强等特点,通过不同循环的有机整合可以在满足用户需求的同时实现能量的综合梯级利用,并且克服了冷能和热能无法远距离传输的困难。
分布式供电方式为可再生能源的利用开辟了新的方向相对于化石能源而言,可再生能源能流密度较低、分散性强,而且目前的可再生能源利用系统规模小、能源利用率较低,作为集中供电手段是不现实的。分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力。我国的可再生能源资源丰富,发展可再生能源是二十一世纪减少环境污染和温室气体排放以及替代化石能源的必然要求,因此为充分利用量多面广的可再生能源发电,方便安全地向偏僻、少能源地区供电,建设可再生能源分布式供电应受到高度重视。
还应指出,对目前世界能源产业面临亟待解决的四大问题:合理调整能源结构、进一步提高能源利用效率、改善能源产业的安全性、解决环境污染,单-的大电网集中供电解决上述问题存在困难,而分布式供电系统恰好可以在提高能源利用率、改善安全性与解决环境污染方面做出突出的贡献。因此,大电网与分散的小型分布式供电方式的合理结合,被全球能源、电力专家认为是投资省、能耗低、可靠性高的灵活能源系统,成为二十-世纪电力工业的发展方向。这就是说,世界电力工业已经开始向传统电力工业的模式告别,走向依靠大型发电站和小型分布式供电广泛结合的过渡的“分散式”电力系统,从而大大改善供电效率、供电品质和减轻当今电力行业对环境影响形成的负担、减少兴建和改善输配电线路。而且,由于近来美国加州供电危机的影响,国外有的观点甚至认为今后在大力发展分布式供电的情况下,大型中心电站将走向衰落。
2.2分布式供电发展趋势
2.2.1分布式供电的主要方式
分布式发电方式多种多样,根据燃料不同,可分为化石能源与可再生能源;根据用户需求不同,有电力单供方式与热电联产方式(CHP),或冷热电三联产方式(CCHP);根据循环方式不同,可分为燃气轮机发电方式,蒸汽轮机发电方式或柴油机发电方式等。表1列出了主要的分布式供电方式。
在产业革命后的200年中,煤炭一直是世界范围内的主要能源,而随着科技、经济的发展,石油在一次能源结构中的比例不断增加,于20世纪60年代超过煤炭。此后,石油、煤炭所占比例缓慢下降,天然气比例上升;同时,新能源、可再生能源逐步发展,形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。然而,虽然可再生能源是取之无尽的洁净能源,但其能源密度低,稳定性较差,需要蓄能调节,长期稳定运行困难,且由于技术不够成熟,可再生能源一次投资较大,经济性差;而化石能源的发电技术不仅更加成熟,而且效率更高。因此,作为分布式供电的发电技术,化石能源目前仍是国际上的主要方向。
表1主要的分布式供电方式
发电技术
能源种类
内燃机发电技术
燃气轮机发电技术
微型燃气轮机发电技术
常规的燃油发电机发电技术
燃料电池发电技术
化石能源
太阳能发电技术
风力发电技术
小水利发电技术
生物质发电技术
可再生能源
氢能发电技术
二次能源
垃圾发电技术
一般废弃物
2.2.2分布式供电的主要动力-微型燃气轮机
以化石能源为能源动力的分布式供电方式多种多样(见表1)。随着微型燃机技术的不断完善,微型燃机发电机组已成为分布式供电的主力。
微型燃气轮机是功率为数百KW以下的、以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料的超小型燃气轮机。它的雏形可追溯到60年代,但作为-种新型的小型分布式供电系统和电源装置的发展历史则较短。
微型燃气轮机大都采用回热循环。通常它由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成,从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热,然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。大多数微型气轮机由燃气轮机直接驱动内置式高速发电机,发电机与压气机、透平同轴,转速在50000-120000rpm之间。一些单轴微型燃气轮机设计,发电机发出高频交流电,转换成高压直流电后,再转换为60Hz480v的交流电。
目前,开发微型透平的厂商主要集中在北美,欧洲有瑞典和英国。表2为部分新一代微型燃气轮机的主要技术参数。
与柴油机发电机组相比,微型燃机具有以下一系列先进技术特征:
(1)运动部件少,结构简单紧凑。重量轻,是传统燃机的1/4;
(2)可用多种燃料,燃料消耗率低,排放低,尤其是使用天然气;
(3)低振动,低噪音,寿命长,运行成本低;
(4)设计简单,备用件少,生产成本低;
(5)通过调节转速,即使不是满负荷运转,效率也非常高;
(6)可遥控和诊断:
(7)可多台集成扩容。
因此,先进的微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式供电的最佳方式,使电站更靠近用户,无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。有理由相信,一旦达到适当的批量,微型燃机轮机有能力与中心发电厂相匹敌。对终端用户来说,与其它小型发电装置相比,微型燃气轮机是一种更好的环保型发电装置。
表2新一代微型燃气轮机的主要技术参数供应商燃料转速电功率(KW)效率(%)压比进口温度(ºC)出口温度(ºC)排气温度(ºC)排放(NOx)功率范围(KW)
Allied
Signal天然气650007528.53.7930650240<25ppm75
Bowman天然气1150004522.54.3-650305-35,45,50,60,80,200
Capstone天然气9600030-3.2840-270-24,30,60,125-250
GE/Elliott天然气1160004530---316<9ppm45,80,200
NREC(样机)天然气
柴油
丙烷5000070333.3870-200-30-200
2.2.3分布式供电发展方向-冷热电三联产系统
虽然回热等有效提高微型燃气轮机系统热转功效率的手段得到应用,微型燃机发电效率己从17%-20%上升到当前的26%-30%,但以微型燃气轮机作为动力的简单的分布式供电系统的热转功效率依然远小于大型集中供电电站。如何有效提高分布式供电系统的能量利用效率是当前分布式供电技术发展所面临的主要障碍之一。
正如常规的集中供电电站可以通过功热并供提高能源利用率一样,分布式供电系统在用户需要的情况下,同样可以在生产电力的同时,提供热能或同时满足供热、制冷两方面的需求。而后者则成为一种先进的能源利用系统-冷热电三联产系统。
与简单的供电系统相比,冷热电三联产系统可以在大幅度提高系统能源利用率的同时,降低环境污染,明显改善系统的热经济性。因此,三联产技术是目前分布式供电发展的主要方向之一。
2.2.4以可再生能源为基础的分布式供电方式的发展前景
由于矿物能源的有限性和污染性,可再生能源的利用与研究已引起广泛的重视。20世纪70年代以来,可再生能源已经引起了科学家的关注,研究和开发工作取得了重大进展和成就。进入21世界,可再生能源问题明确地摆到了政府决策者、科学家和社会各界面前,成为重点发展的热门研究课题。根据国家“863”专家委员会提供的文件,在全球资源与环境问题的强大驱动下,预计在未来10年左右的时间内,可再生能源研究将取得突破性进展。据国际能源机构预测,到2060年全球可再生能源的比例将发展到世界能源构成的50%以上。
我国可再生能源资源丰富、量多面广。例如,太阳能在我国2/3国土上的年辐射量超过600MJ/cm2,每年地表吸收的太阳能大约相当于17万亿吨标准煤的能量;而地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准媒,探明储量为31.6亿吨标准煤。效率差、密度低、不稳定等缺陷成为以往可再生能源利用的主要障碍,很难将其与集中供电相结合。通过与分布式供电方式相结合,新型可再生能源分布式发电系统可以在能的梯级利用的基础上实现效率的大幅度提高;同时,分布式发电系统对能源密度的要求也远低子集中供电方式;而且,通过与现代蓄能技术相结合,可以在很大程度上克服可再生能源不稳定的缺陷。如今,分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力,在供能效率和经济性的提高以及能源供给安全性方面具有不可替代的作用;而可再生能源也为分布式供电提供了更加广阔的发展前景。
可再生能源系统具有运行费用低、环保性能好等突出优势。比如,为适应北京2008年举办奥运会的要求,以及北京日趋严格的环境排放标准,我们建议在奥运村建设示范项目“太阳能与热泵高效复合能源系统”:将性能好、技术含量高的热泵技术和太阳能利用技术相结合。此项目利用太阳能等环境能源作为辅助能源,可确保奥运村对电、冷和热的供应万无一失。它充分体现了“绿色奥运”、“科技奥运”的宗旨,将有力推进北京和全国清洁能源利用的发展。该项目由于采用太阳能热水器,系统省去热水器装机负荷以及运行负荷;由于采用太阳能热水器作为冬季热泵供热的热源,实现了寒冷地区的热泵冬夏两季运行,省去了系统供热空调装机负荷。另外,该系统通过将太阳能和天然气或电能适当结合,克服了传统太阳能利用的不连续、不稳定的缺陷--夏季系统可以输出空调用冷和生活热水,冬季系统可以输出空调用热,仅太阳能环境能源的利用就使系统节电能20%-30%;年总能耗比传统技术方案降低了60%左右,节能效果非常明显。该项目设备总投资费用虽然比传统技术高20%多(其中太阳能热水器设备费约占总投资的60%),但运行费用降低50%左右,所追加投资仅需2年左右就可全部回收。
目前,对以太阳能、地热能等为主的可再生能源的研究和利用受到世界范围的重视。随着对可再生能源的能量聚集、转化、储存和利用等方面研究的深入,无论是从环境保护的角度,还是从技术经济、社会发展的角度来看,以可再生能源为基础的分布式供电方式具有不可替代性,必将成为未来很有发展前景的供能手段之一。
2.3我国需要分布式供电
目前我国正处在经济高速发展时期,提高资源综合利用效率,是我国能源工业能否持续支撑国家现代化建设的关键所在。我国能源利用水平距世界发达国家还有很大的差距,日益增长的电力需求远未得到满足,“大机组、大电厂、大电网”的大规模、集中式的电网供电依然是我国目前能源工业的主要发展方向。
但是,我国需要分布式供电。这是因为:
(1)我国幅员辽阔,但物产资源相对贫乏,而且经济发展不平衡。对于西部等边远、落后地区而言,由于其远离经济发达地区,形成一定规模的、强大的集中式西北电网系统需要很长时间和巨额的投资,这无法满足目前西部经济快速发展的需要。而分布式供电系统可以借助西部天然气资源丰富、可再生能源多种多样的优势,在不长的时间内,以较小的投资为代价,为西部经济发展提供有力的支撑;对于东南沿海经济发达地区,由于生活水平的日益增加,已经出现了类似于西方发达国家的对于能源产品需求多样化的趋势。与集中式供电相比,分布式供电显现了突出的优点,为解决上述问题提供-个更加圆满的方案。
(2)随着经济建设的飞速发展,我国集中式供电电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题是不容忽视的,如纽约市、台湾岛二次大停电己为我们敲响了警钟。为了及时抑制这种趋势的蔓延,只有合理地调整供电结构、有效地将分布式供电和集中式供电结合在一起,构架更加安全稳定的电力系统。
(3)纵观西方发达国家的能源产业的发展过程,可以发现:它经历了从分布式供电到集中式供电,又到分布式供电方式的演变。造成这种现象不仅仅是由于生活水平提高的需求,而且也是集中式供电方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑,随着社会的发展,我国能源产业也将面临类似的问题。因此,虽然从目前能源产业的发展情况来看,集中式供电是我国能源系统发展的主要方向,但从长远看,构造一个集中式供电与分布式供电相结合的合理能源系统,增加电网的质量和可靠性,将为我国能源产业的发展打下坚实的基础。
所以,我国近期在发展大机组、大电厂的同时,应不失时机、因地制宜地兴建分布式供电设施。可以预见,随着西部大开发的深入进行,特别是“西气东输”工程的开展,我国沿线区域和边远地区的分布式供电将得到极大的发展。
还应指出,对北京而言,这种分布式能源系统,不仅是保证2008年奥运会顺利进行所必须的,而且它将为首都经济提供一个有广阔前景的技术产业,为北京的发展做出贡献。
3冷热电联产
3.1冷热电联产系统概述及其特点
传统动力系统的技术开发以及商业化的努力主要着眼于单独的设备,例如,集中供热、直燃式中央空调及发电设备。这些设备的共同问题在于单一目标下的能耗高,在忽视环境影响和不合理的能源价格情况下,具有-定的经济效益。但是,从科技技术角度出发,这些设备都尚未达到有限能源资源的高效和综合利用。
冷热电联产(CCHP)是-种建立在能的梯级利用概念基础上,将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程-体化的多联产总能系统,目的在于提高能源利用效率,减少碳化物及有害气体的排放。与集中式发电-远程送电比较,CCHP可以大大提高能源利用效率:大型发电厂的发电效率-般为35%-55%,扣除厂用电和线损率,终端的利用效率只能达到30-47%。而CCHP的能源利用率可达到90%,没有输电损耗;另外,CCHP在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力:据有关专家估算,如果从2000年起每年有4%的现有建筑的供电、供暖和供冷采用CCHP,从2005年起25%的新建建筑及从2010年起50%的新建建筑均采用CCHP的话,到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%,到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。
3.2冷热电联产系统方案选择
典型冷热电三联产系统一般包括:动力系统和发电机(供电)、余热回收装置(供热)、制冷系统(供冷)等。针对不同的用户需求,冷热电联产系统方案的可选择范围很大:与热、电联产技术有关的选择有蒸汽轮机驱动的外燃烧式和燃气轮机驱动的内燃烧式方案;与制冷方式有关的选择有压缩式、吸收式或其它热驱动的制冷方式。另外,供热、供冷热源还有直接和间接方式之分。
在外燃烧式的热电联产应用中,由于背压汽轮机常常受到区域供热负荷的限制不能按经济规模设置,多数是相当小的和低效率的;而对于内燃烧式方案,由于技术的不断进步,已经生产出了尺寸小、重量轻、污染排放低、燃料适应性广、具有机械效率和高排气温度的燃气轮机,同时燃气轮机的容量范围很宽:从几十到数百KW的微型燃气轮机到300MW以上的大型燃气轮机,它们用于热电联产时既发电又产汽,兼有高发电效率(30%-40%)和高的热效率(70%-80%)。现在,在有燃汽和燃油的地方,燃气轮机正日益取代汽轮机在热电联产中的地位。
压缩式制冷是消耗外功并通过旋转轴传递给压缩机进行制冷的,通过机械能的分配,可以调节电量和冷量的比例;而吸收式制冷是耗费低温位热能来制冷(根据对热量和冷量的需求进行调节和优化),把来自热电联产的一部分或全部热能用于驱动吸收式制冷系统。
目前最为常见的吸收式制冷系统为溴化锂吸收式制冷系统和氨吸收式制冷系统。前者制冷温度由于受制冷剂的限制,不能低于5℃,-殷仅用于家用空调;后者的制冷温度范围非常大(+10℃--50℃),不仅可用于空调,而且可用于0℃以下的制冷场所。同时,氨吸收式制冷系统可以利用低品位的余热,所需热源的温度只要达到80℃以上就能利用,从而使能源得到充分合理的利用;而月氨吸收式制冷系统还具有节电、设备易于制造和维修、对安装场所要求不高、系统运行平稳可靠、噪声小、便于调节、可以在同一系统内提供给用户不同温度的冷量、单个系统的制冷量很大等优点。
4结论
随着人民生活水平的提高,能源消费日益增长,能源动力系统愈来愈向大容量、高度集中的模式发展。然而,分布式供电是集中供电不可缺少的重要补充。它因灵活的变负荷性、低的初投资、很高的供电可靠性、很小的输电损失和适合可再生能源等特点在世界范围内越来越受到重视。