1 我国能源形势与发展接替新能源的重要性
我国是世界上能源结构以煤为主的国家之一 ,也是世界上最大的煤炭消费国。我国能源资源 “高增长、高消耗、高污染”, 使我们正面临严峻的能源形势。我国煤炭资源总藏量位居世界第一 , 可釆储量 2 406 亿吨 , 位居世界第二。煤炭约占我国化石能源的 95% 和储量约 90%。尽管我国煤炭资源丰富 , 但形势不容乐观。
而燃煤造成了环境的严重污染 , 目前我国二氧化硫排放量位居世界第一 , 二氧化碳、氧化亚氮等温室气体的排放量位居世界第二。五是煤炭生产安全隐患多,事故频繁发生。 必须清醒地看到,我国能源资源形势是严峻的。石油、煤作为重要的化石能源 , 是不可再生的资源 , 总有一天要消耗殆尽。因此 , 从我国目前能源生产和能源消费的实际情况出发 , 积极调整我国能源结构 , 在合理开发、综合利用和注重节约能源资源的同时 , 大力开发接替能源 ( 即新能源和可再生能源 ) , 是保障我国经济可持续发展的必由之路 , 也是我国未来能源发展战略的要求。新能源和可再生能源对环境生态不产生或很少产生污染 , 既是近期急需的补充能源 , 又是未来能源结构的基础。2 新能源的开发利用的前景
2.1 太阳能的开发利用的前景
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量 ( 约为 3175 ×1026W) 的 22亿分之一 , 但己高达 173 000TW, 即太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于 500 万吨标准煤。
目前人类利用太阳能 , 主要是利用太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换 , 如太阳能光伏发电、 太阳能单晶硅电池、 太阳能供热系统等。资料表明 , 1999 年世界太阳能光伏发电 200MW,预计到 2010 年将累计达到 14 ～ 15GW, 2050 年前后将可能超过核电。我国开发利用太阳能资源居世界第一位 , 到目前为止 , 我国太阳能装机发电总量达到 100 万千瓦 , 以太阳能为代表的光热产业己占全球 76% 的市场份额。2.2 地热能的开发利用的前景
地热来自地球内部。按目前地热井可以钻到4000 米深度计算 , 大陆地壳浅层就贮存有相当于3.57 亿亿吨标准煤的热量。按现在全世界一年的能源消耗相当于 100 多亿吨标准煤折算 , 这部分地热能可供全人类消耗 300 年。
我国地热资源的最广泛利用是继承了传统优势的温泉洗浴和医疗 , 近十余年来 , 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高 , 利用温泉的品位开发的地热休闲和保健项目受到越来越多大众的青睐 , 各种形式的温泉游泳和娱乐 , 以及人性化的温泉泡浴和保健理疗都有稳定持久的发展 , 更有“温泉入户” 的房地产适应了富裕家庭的消费享受。还有一种结合高新技术的地热 ( 源 ) 热泵利用 , 已形成了世界上近十余年来的热门发展。它可以提取低温地热资源、甚至常温地下水和土壤中的热量 , 通过热泵技术使 1kW 的电能产生 3 ～ 4kW 的热能 , 这样高的能效利用是其他任何能源做不到的。这种技术能兼用于冬季供暖和夏季制冷 , 因此适应欧美市场的需求 , 带动了运用和技术的大发展。近年来在我国也已开始应用。2.4 海洋能的开发利用的前景
地球表面 71% 为海洋 , 整个海水容积多达1137 ×109 km3。一望无际的海洋 , 不仅为人类提供航运、 水产和丰富的矿藏,还蕴藏着巨大的能源。海洋能是指依附在海水中的可再生能源 , 包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。
全球海洋能的可再生量很大 , 理论可再生总量约为 766 亿千瓦 , 并且具有可观的能流密度。我国海洋线长 , 海洋能资源丰富。据估算 , 我国沿海岸潮汐能资源理论蕴藏量为 111 ×108 千瓦 ; 波浪能资源理论平均功率为 1 285122 万千瓦 ; 海流能资源理论平均功率为 13 948152 万千瓦 ; 海洋温差能理论蕴藏量为 1119 ～ 1133 ×1019 千焦 , 实3 新能源利用的建议
3.1 长远政策的合理规划
合理规划不同政策和资金投入下的利用规模新能源、可再生能源的资源可获得量、当前利用量与政策相关和资金投入量密切相关。以生物能为例，秸秆、畜禽粪便和林木薪柴等可收集利用的数量及其可作为沼气、秸秆发电、气化液化等利用的规模，不仅与农业政策有关，而且与政府给予的资金、技术支持有关。为了构建城市低碳能源体系，需要合理规划近期、中期和远期以及低投入、中投入和高投入情景下，新能源、可再生能源的开发利用规模及其在能源消费总量中的比例。一般可设为高、中、低三个方案。以确定各种新能源和可再生能源的利用规模和时序，以及所需的资金投入量。
设定近期、中期和远期新能源、可再生能源在全部能源消费中的比例一是未来（近、 中、 远期）新能源、可再生能源利用量占可利用资源量的比例。例如根据上节测算出新能源、可再生能源利用量占可利用资源量的比例高、中、低三个方案 ;从而可以确定新能源、可再生能源不同利用方案下潜力的发挥。二是未来（近、 中、 远期）新能源、可再生能源利用量占能源消费总量的比例。例如根据上节测算出新能源、可再生能源利用量占能源消费总量的比例高、中、低三个方案 ; 从而可以确定不同方案下， “零排放”的新能源、可再生能源利用对能源体系低碳化的贡献。3.2 各种能源利用的比例
能源结构低碳化由于目前国内外未将水电、核电以外的可再生能源列入能源消费核算体系，我们用以下数字进行比较。2008 年中国一次商品能源消费结构是：石油 19%，天然气 4%，煤炭 70%，核电 1%，水电 7%；当年世界一次商品能源消费结构是：石油 35%，天然气 24%，煤炭29%，核电 5%，水电 6%。在中国目前的能源结构里面，煤炭占了 70%，水电、核能等新能源加起来才只占 8%。改变以煤为主的中国能源消费结构，需要相当长的时间，需要付出巨大的人力、物力和财力，才可能实现“发展”和“低碳”两个目标。从经济社会发展的目标来看，仍然需要利用以煤为主的能源体系 ; 以足够的煤炭、石油、天然气和电力保障经济的高速发展；从碳减排的目标来看，需要尽可能减少煤、石油等“高排放”的化石能源 ; 以“零排放”的新能源和“低排放”的天然气替代。我们规划的任务就是在发展与减排之间求得一个平衡点。在充分利用以煤为主的能源体系保障发展和限制以煤为主的能源体系减少碳排放之间，提出一个平衡与协调的折中方案。
3.3 太阳能的新应用
(1) 太阳能热水系统使用年限和建筑寿命方面的矛盾。建筑的寿命一般都在 50 年以上 , 而太阳能集热器目前大约只有 15 年 , 存在一个集热器更换问题。嵌入式一体化集热器 , 虽然看起来漂亮 ,能与建筑完美结合 , 却存在着更换时不得不破坏建筑原有围护结构或饰面材料的隐患。所以集热器安装时 , 应该考虑维修和更换的方便。例如可以象光伏电池板一样用导轨和专用托架安装 , 做成可拆卸式的 , 便于安装、检修和更换。
(2) 太阳光伏电池的温升和通风问题。光伏电池与建筑结合还应当注意太阳电池背面的通风降温设计 , 因为在通风不良的情况下 , 光伏电池背面温度可高达 70e, 使光伏电池的发电效率降低 ( 晶体硅太阳电池背面温度超过 25e 时 , 每提高 1e 功率损失约千分之四 )。因此光伏电池在安装时一定要预留通风空间 , 以降低电池背面温度。4 开发利用中存在的问题
(1) 对开发利用新能源和可再生能源的意义和重要性认识不足。长期以来 , 从政府到老百姓都有一种根深蒂固的传统观念 , 认为中国的煤炭资源极其丰富 , 因而缺乏能源资源危机感 ; 各地政府也因而未能因地制宜地把开发利用新能源和可再生能源列入发展战略规划和工作计划 , 或者没有将中央的战略方计真正加以实。
(2) 我国还未建立一套完整的鼓励发展新能源和可再生能源的激励政策 , 尤其是还没有建立完善的市场竞争机制和有助于技术商业化发展的经济激励政策。5 结语
在能源枯竭和环境恶化的当今世界 , 太阳能作为一种清洁的可再生能源 , 有着巨大的潜在市场。近年来 , 我国的太阳能产业正在迅速发展 , 随着市场的逐渐扩大 , 光伏电池的价格也将逐步下降。在政府、企业及科研人员与设计人员各方面的努力下 , 光伏发电成本也将下降到可与常规发电相竞争的水平。而随着太阳能建筑一体化技术的发展 , 太阳能在建筑中的利用将朝着功能化、美观化和生态化的方向发展。
无论是从环境角度，还是从经济发展角度，新能源和可再生能源的研究和发展都是必须的。尽管新能源和可再生能源的研究发展都存在一定的问题，但我相信那些难题终究会被我们所解决，并且其带来的巨大经济和社会效益是巨大的。