新能源發(fā)展趨勢(shì)、前景

從新能源行業(yè)發(fā)展總體情況來看,大部分新能源利用方式始于20世紀(jì)70年底,并在90年代開始普及應(yīng)用,雖然部分技術(shù)趨向成熟,但無論從市場(chǎng)擴(kuò)張速度還是成長(zhǎng)前景看,新能源行業(yè)仍然處于生命發(fā)展周期中的成長(zhǎng)期,并將在3年左右的時(shí)間內(nèi)陸續(xù)進(jìn)入成熟期。

由于技術(shù)的限制,短期內(nèi)電力行業(yè)沒有替代品,電力行業(yè)生命周期的問題主要研究對(duì)象是各種具體的電源類型,比較的是這些電源類型之間的替代和生命周期。新能源由于具有清潔、可持續(xù)的特性,因此新能源行業(yè)的成熟期持續(xù)時(shí)間將較長(zhǎng),即使到了行業(yè)的飽和衰退期,其衰退速度也將很慢。

具體來看,水電行業(yè)歷史悠久,技術(shù)已經(jīng)比較成熟,可以看作是步入成熟期的行業(yè);風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在20世紀(jì)70年代末起始西歐國家,風(fēng)電設(shè)備行業(yè)克服了“能量不穩(wěn)定”、“轉(zhuǎn)換效率低”等弱點(diǎn),在丹麥、德國、西班牙、荷蘭、美國、日本、印度等國家得到廣泛應(yīng)用,風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)在部分國家開始飽和,逐步向外技術(shù)輸出。從這些特征可以確定,風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)在先發(fā)國家已經(jīng)進(jìn)入了成熟期,但在中國、印度等新興國家,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍處于快速成長(zhǎng)期;太陽能發(fā)電行業(yè)目前在技術(shù)研發(fā)、試點(diǎn)應(yīng)用等方面取得了顯著成效,已經(jīng)脫離了幼稚期,但由于成本仍然過高,限制了技術(shù)的推廣應(yīng)用,可以看作剛剛進(jìn)入成長(zhǎng)期的朝陽產(chǎn)業(yè)。

新能源行業(yè)目前投資成本仍然較高,尤其是大型風(fēng)電基地、核電站的投資規(guī)模要求很高,行業(yè)存在一定風(fēng)險(xiǎn),但短期來看,國家新能源發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)的政策對(duì)新能源行業(yè)盈利水平提供了基本的保障。雖然風(fēng)電設(shè)備、多晶硅等部分潛在產(chǎn)能過?；虼嬖诘退街貜?fù)建設(shè)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)趨向激烈,部分企業(yè)發(fā)展面臨困難。但在2020年前,在國家節(jié)能減排及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的大背景下,新能源行業(yè)均將保持在景氣區(qū)間,行業(yè)盈利水平有望持續(xù)提高。

一、中國能源行業(yè)發(fā)展歷史

2003年-2012年,我國一次能源消費(fèi)總量增長(zhǎng)率%,其中傳統(tǒng)能源增長(zhǎng)%,新能源增長(zhǎng)%;由此我們可以看到中國的一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生著改變。然而,其改變的進(jìn)程相對(duì)緩慢,中國的能源危機(jī)還是愈發(fā)的走向了邊緣。從下面這組數(shù)據(jù)中,我們可以看到傳統(tǒng)能源占主導(dǎo)地位的一次能源消費(fèi)

模式已經(jīng)走到了盡頭,新能源的廣泛利用才是解決能源危機(jī)的出口。眾所周知,中國是富煤、缺油、少氣的資源條件,然而從2009年起我國從煤炭出口大國變?yōu)榱藘暨M(jìn)口國,到2012年煤炭的對(duì)外依存度已經(jīng)高達(dá)14%。原油對(duì)外依存度更是節(jié)節(jié)攀升,從2003年的36%到達(dá)2012年的%;從2006年開始我國成為天然氣凈進(jìn)口國,且凈進(jìn)口量持續(xù)增加,國內(nèi)天然氣供不應(yīng)求,2008-2012年凈進(jìn)口量年均復(fù)合增速為%,2012年達(dá)到億立方米,對(duì)外依存度高達(dá)28%。我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化,必須改變過于依賴石油和煤炭的現(xiàn)狀,加大對(duì)天然氣、核電和其他新能源的開發(fā)使用力度,這不僅有利于節(jié)能減排,也是我國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。

二、中國新能源發(fā)展現(xiàn)狀

新能源在我國發(fā)展至今,主要有如下幾種發(fā)展形勢(shì);

1.潔凈煤技術(shù)

由于我國煤炭在能源中的重要地位,今后一段時(shí)期內(nèi),煤炭仍將是我國主要的一次能源,最直接也是最重要的就是煤炭的清潔燃燒。目前比較成熟的的潔凈煤技術(shù)主要包括:型煤、洗選煤、動(dòng)力配煤、水煤漿、煤炭氣化、煤炭液化、潔凈燃燒和發(fā)電技術(shù)等。

2.核電

核能是清潔的能源。核電目前是我國主要的發(fā)電來源之一,地位僅次于煤炭和水電。目前中國核電在建規(guī)模居全球第一:在建核電機(jī)組30臺(tái),總裝機(jī)容量3281萬千瓦,占全球的;2020年中國在運(yùn)核電裝機(jī)規(guī)模將居全球第三,達(dá)到5800萬千瓦,在建3000萬千瓦,僅次于美國和法國。我國政府規(guī)劃是到2020年,每年核發(fā)電能力,從目前的8700兆瓦,增加到4萬兆瓦,意味著2006~2020年的14年里,中國將增建30座核電廠。

3.太陽能

太陽能是清潔可再生的能源,目前已在我國得到較大范圍的使用,主要體現(xiàn)為太陽能熱水器的普及使用。在山東等地,太陽能產(chǎn)業(yè)正得到快速發(fā)展,許多技術(shù)如太陽能電池等也日臻成熟。

4.生物質(zhì)能

是指由生命物質(zhì)排泄和代謝出的有機(jī)物質(zhì)所蘊(yùn)含的能量,我國生物質(zhì)能儲(chǔ)量豐富,70的儲(chǔ)量在廣大的農(nóng)村,應(yīng)用也是主要在農(nóng)村地區(qū)。目前已經(jīng)有相當(dāng)多的地區(qū)正在推廣和示范農(nóng)村沼氣技術(shù),技術(shù)簡(jiǎn)單成熟,正在逐步得到推廣。我國在生物柴油研究方面也得到快速發(fā)展,在福建、四川等地已經(jīng)建有小規(guī)模的生物柴油生產(chǎn)基地,2009年12月和2010年3月,中海油先后建成年產(chǎn)6萬噸和27萬噸的生物柴油裝置,生產(chǎn)的生物柴油可以按照5%的比例勾兌進(jìn)石油柴油中,這是我國首個(gè)加入到石油柴油中的生物柴油項(xiàng)目。

5.水能

水能在我國早已得到大規(guī)模的使用,主要用途是發(fā)電。較早期的有小浪底水電站,劉家峽水電站等;規(guī)模較大的如三峽水電站等。這些水電站為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供能源保障作出了巨大貢獻(xiàn)。

6.風(fēng)能

我國風(fēng)能資源較為豐富,風(fēng)能在我國的利用也較為成熟。據(jù)中國風(fēng)電發(fā)展報(bào)告指出,如果充分開發(fā),中國有能力在2020年實(shí)現(xiàn)4000萬千瓦的風(fēng)電裝機(jī)容量,風(fēng)電將超過核電成為中國第三大主力發(fā)電電源。在我國甘肅等風(fēng)能資源豐富的地區(qū)有較大規(guī)模的應(yīng)用。

7.地?zé)崮?/span>

我國地?zé)豳Y源豐富,已發(fā)現(xiàn)溫泉有3000多處。地?zé)釕?yīng)用前景廣闊,主要指的是有效利用地下蒸汽和地?zé)崴?用途可以發(fā)電、供暖等。受資源所限,地?zé)岚l(fā)電站主要集中在西藏地區(qū)。在其他地區(qū),地?zé)嵋舱玫皆絹碓綇V泛的應(yīng)用。山東省商河縣已經(jīng)建成的溫泉?jiǎng)e墅就是利用地?zé)峁┡?效果良好。

8.潮汐能

潮汐能是一種海洋能,由于太陽、月球?qū)Φ厍虻囊σ约暗厍虻淖赞D(zhuǎn)導(dǎo)致海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。我國海岸線綿長(zhǎng),潮汐能豐富,主要集中在浙江,福建,廣東和遼寧等省。我國潮汐能發(fā)展已有40多年的歷史,建成并長(zhǎng)期運(yùn)行的潮汐電站八座,最大的是溫嶺市江廈潮汐試驗(yàn)電站。

9.氫能

氫能是一種新型的清潔能源,世界范圍內(nèi)正在掀起很熱的研究高潮。我國十分重視氫能技術(shù)的開發(fā)和利用,《國家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年》提出要重點(diǎn)發(fā)展氫能的制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等技術(shù)。我國在氫能研究領(lǐng)域已經(jīng)取得很多重要成果,燃料電池,燃料汽車技術(shù)都已成熟

三、新能源并網(wǎng)發(fā)電中所遇到的問題

1.由于受天氣、環(huán)境溫度、光伏板安裝位置等因素影響,光伏電站的輸出功率會(huì)有所變化,最大變化率甚至超過額定量的10%,因此產(chǎn)生了發(fā)電量的不穩(wěn)定問題,會(huì)對(duì)饋入電網(wǎng)的諧波產(chǎn)生影響。

2.光伏電站的并網(wǎng)需要應(yīng)用到逆變器,這一產(chǎn)品的控制技術(shù)與光伏發(fā)電饋入電網(wǎng)的品質(zhì)也密切相關(guān)。目前,為最大利用逆變器容量和最大發(fā)電量,廠家會(huì)將并網(wǎng)逆變器的功率因數(shù)設(shè)定在。但隨著光伏電站裝機(jī)容量的增加,由于光伏發(fā)電的功率波動(dòng)性,逆變器的高功率因數(shù)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成威脅,有功不變時(shí),無功幾乎不能調(diào)節(jié),需要額外的無功來維持電壓。另外,逆變器輸出輕載時(shí),諧波會(huì)明顯變大,在10%額定出力以下時(shí),電流的總諧波畸變率甚至?xí)_(dá)到20%以上。

3.光伏發(fā)電功率隨日照強(qiáng)度變化對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性產(chǎn)生影響,它的接入改變了電網(wǎng)潮流方向,將對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)的規(guī)劃、調(diào)度運(yùn)行方式產(chǎn)生影響。而且光伏發(fā)電單位不具有調(diào)度自動(dòng)化功能,加大了電網(wǎng)控制與調(diào)度運(yùn)行的難度。若大量光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)終端,將加劇電壓波動(dòng),可能引起電壓/無功調(diào)節(jié)裝置的頻繁動(dòng)作;而若高比例光伏發(fā)電系統(tǒng)引入,將使得配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)變成雙端甚至多端網(wǎng)絡(luò),從而改變故障電流的大小、持續(xù)時(shí)間等,影響到系統(tǒng)的保護(hù)。

四.新能源發(fā)電的概念,及對(duì)中國未來的發(fā)展

趨勢(shì)的預(yù)計(jì)

新能源是相對(duì)于常規(guī)能源而言。常規(guī)能源是目前各國電力工業(yè)廣泛使用的礦物燃料發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。目前已經(jīng)開始使用或正在開發(fā)使用的新能源有:海洋能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電和其他能源發(fā)電。其實(shí),這一類所謂新能源在人類古老的時(shí)代早已被利用,現(xiàn)在只不過是在高新技術(shù)的基礎(chǔ)上加以開發(fā)和利用。

新能源是屬于可再生能源,它們共同的特點(diǎn)是:能源密度低、蘊(yùn)藏的分散性、間隙性、隨機(jī)性。因此它們的開發(fā)和利用受到一定的限制,在技術(shù)上也有一定的難度。但新能源又是屬于清潔能源,它們的開發(fā)利用不會(huì)污染環(huán)境。而化石能源的生產(chǎn)和消費(fèi)正在改變著全球的氣候,環(huán)境問題將對(duì)能源的供應(yīng)產(chǎn)生重大的影響。因此,大力開發(fā)利用新能源和可再生能源將是各國未來能源政策的重大選擇。

我國新能源發(fā)電起步較晚,但發(fā)展勢(shì)頭迅猛,在國家政策大力扶持下已逐步接近國際水平。雖然近期我國還應(yīng)堅(jiān)持以火力發(fā)電為主、以新能源發(fā)電為輔的政策,但在不久的將來,新能源發(fā)電一定會(huì)在我國整個(gè)電力系統(tǒng)中占據(jù)一席之地。

五、結(jié)束語

在當(dāng)今社會(huì),沒有哪一種科學(xué)技術(shù)或解決方案,能夠獨(dú)立的解決全球碳排放問題,而是必須與運(yùn)輸業(yè)、制造業(yè)、能源行業(yè)、農(nóng)林業(yè)、房地產(chǎn)、金融業(yè)等相互結(jié)合技術(shù),才能使之可行。能源消耗與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相輔相成,因此積極開拓、發(fā)展并加速新能源技術(shù)應(yīng)用成為必然選擇。