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新能源及可再生能源
中国网 | 时间: 2006-08-29  | 文章来源: 中国网

    除常规能源外,我们将中国的新能源资源分为非再生能源(如核能)、可再生天然能源(太阳能、地热能、风能、海洋能及非天然生物能源等)。这些新能源均有着广阔的发展与应用前景。
   (一)核能工业发展情况
    核能是原子核粒子重新组合和排列时所产生的能量。铀是可以开发利用的核能资源,钍作为可转换材料是潜在的核能资源。中国自1955年开始大规模开展找铀工作以来,先后在全国20多个省区探明了上百处铀矿床,为核电建设提供了可靠的铀资源。全国铀资源量在全国范围内已经找到了5个主要铀矿。中国已探明的铀储量居世界9大产铀国(储量超过10万吨)之列。中国的核能资源大部分铀矿资源集中在中国南部。目前已建成杭州湾秦山核电站、广州大亚湾核电站。
    核燃料资源,主要用于核反应堆发电,中国核电工业尚处于起步阶段,核电在全国发电总量中仅占1%左右,今后十余年内可达到2%左右,从长远看,中国的核电事业具有广阔的发展前景。
    20世纪80年代初,中国实行改革开放政策,核工业开始走上新的发展道路,开发核电和推广核技术应用成为核工业转民的重要方向。20多年来,中国核工业立足自主开发,扩大对外开放,核科学技术研究不断取得进展,核电开发与建设成就显著,核技术应用产业化初具规模,为中国经济与社会发展和人民生活的改善作出了积极贡献。
    中国的核电事业自20世纪80年代初开始起步,90年代前半期,中国大陆有3个核电机组陆续投入运行,总装机容量为210万千瓦;2001年,核能发电量占全国总发电量的1%。2002年以来,秦山二期1号和岭澳1号两个核电机组相继投入商业运行,新增核电装机容量160万千瓦。目前,秦山三期1号和岭澳2号两个机组也已进入最后的调试阶段。其他4台在建机组进展顺利,在2003~2005年陆续建成投产。届时中国大陆核电总装机容量将达到900万千瓦,核能发电量将占全国总发电量的3%左右。
    核电的投产,缓解了中国沿海地区电力紧张的局面,促进了当地经济的发展。首批核电站投入运行十多年来,放射性流出物的排放量和固体废物的产生量远低于国家标准规定的控制水平,核电运行没有给人居环境带来不良影响。这表明中国核电站的建设是成功的,运行是安全可靠的,为核电在中国的进一步发展提供了经验,打下了基础。
    与核电建设相配套,中国核燃料工业也取得了长足的发展。通过自主开发和国际合作,实现了技术升级,核燃料工业的能力与水平迈上了新的台阶。中国不仅实现了轻水堆和坎杜堆核电站燃料组件的国产化,并且生产出高燃耗燃料组件,能够满足百万千瓦级核电站18个月换料周期的需求。核燃料循环的其他环节也实现了更新换代和大跨度的技术进步,降低了核燃料生产成本,为核电的进一步发展提供了重要保证。
    改革开放以来,核技术在工业、农业、医学等各领域的应用都有较大的发展。目前,中国从事核应用技术开发和生产的企事业单位有300多家,产业规模达到年总产值150多亿元。进入20世纪90年代以后,工业用电子加速器、工业钴源的实际装源量的年均增长速度维持在20%以上,是世界上发展最快的国家之一。核技术的应用开发取得一批重要成果,核技术应用的产业化进程明显加快。海关集装箱电子束监测系统、电子束信件灭菌装置等一批装置研制成功,为打击走私和反恐活动提供了新型有效的技术手段。核技术在中国农业的各个领域得到了广泛应用,并取得了卓越成就,创造了巨大的经济、社会与生态效益。中国拥有7个放射性药物生产基地,核医疗器械一直保持快速发展的势头,1000多家医院应用核医学技术,使得核医学得到普及和推广,为提高人民健康水平作出了积极贡献。
   (二)再生能源发展现状
    中国可再生能源资源丰富,其开发利用已取得较大进展。但是,可再生能源开发利用还跟不上经济发展的需要,同国际水平仍有较大差距。可再生能源可分为传统可再生能源和新可再生能源,前者主要是指大中型水电和生物质能直接燃烧产热;后者包括小水电、生物质能新技术利用、太阳能、风能、地热、海洋能等。
    1.中国小水电
    中国的小水电资源十分丰富,技术可开发量为1亿千瓦,广泛分布在全国1500多个山区县。新中国成立50年来,特别是改革开放20年来,中国政府为了解决中西部贫困山区的用电,促进这些地区的经济和社会发展,制订扶持政策大力开发小水电,小水电开发建设已具很大规模。中国的小水电发展有以下几个阶段。
    20世纪50年代,为了充分利用水能资源,中央政府要求凡能利用的水能必须安装小水电机组。在山区建设水利工程的同时,全国建起了许多坝后式小水电站。到1960年底,中国小水电装机容量由1950年的3700千瓦发展到25万千瓦。这一时期,小水电主要采用农用机械加工厂生产的木制和铁木结合的水轮机,电站单站运行,低压输电,就近供用户照明。
    20世纪60年代,小水电发展速度逐渐加快,平均每年新增装机数万千瓦,一些小水电站开始并网运行或与大电网联网,输电线路达到10万公里,主要用于照明和部分农副产品加工。全国形成了十几家小型水轮机专业生产厂家,年生产能力达到10万千瓦。
    20世纪70年代,国家及时制定了保护小水电的政策,在资金、技术和关键性原材料方面给小水电以扶持,调动了各级办电的积极性。平均每年新增装机几十万千瓦,1979年新增装机达106万千瓦。这一时期,小水电从仅供照明、农副产品加工发展,到为照明、加工、排灌及乡镇企业用电,全国有60多个水轮机及配套设备的专业生产厂家,年生产能力为100万千瓦。一些小水电发展较快的县,形成了以小水电供电为主、电压为35千伏的地方电网,小水电站从原来的单站运行、分散供电,发展到在地方电网内联网、统一调度。
    20世纪80年以后,小水电迎来了快速发展的阶段,小水电发生了质的变化。在很多梯级电站上游修建了水库,提高了调节能力,80%以上的电站不再是单站运行,而是并入县电网统一调度。
    近20年,小水电事业得到了长足发展,新增装机年递增7%~8%,资源开发利用程度从改革开放初期的7%提高到目前的21%。截至2000年,中国小水电装机容量已达到23793万千瓦,资源已开发率(已开发资源量占可开发资源量的比例)为36.83%。2000年,中国小水电装机容量和发电量分别占全国水电装机容量和发电量的31%和36%。目前,小水电已覆盖全国40%的国土面积,为1/3的县、3亿人口提供电力。中国是世界上小水电规模最大的国家。根据有关专家预测,到2020年,中国小水电可发展到5000万~5500万千瓦装机容量和1600亿~1700亿千瓦时发电量。
    2.太阳能利用
    太阳能是太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能。太阳向宇宙空间发射的功率为3.8×10的23次方千瓦的辐射能,1/20亿到达地球大气高层,其中30%被大气层反射,23%被大气层吸收,其余到达地球表面,其功率约为8×10的13次方千瓦。
    中国地处北半球欧亚大陆的东部,主要处于温带和亚热带,具有比较丰富的太阳能资源。根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明,中国各地的太阳辐射年总量大致在3.35×10的9次方~8.4×10的9次方焦耳/平方米之间,其平均值约为5.86×10的9次方焦耳/平方米。该等值线从大兴安岭西麓的内蒙古东北部开始,向南经过北京西北侧,朝西偏南至兰州,然后径直朝南至昆明,最后沿横断山脉转向西藏南部。在该等值线以西和以北的广大地区,除天山北面的新疆小部分地区的年总量约为4.46×10的9次方焦耳/平方米外,其余绝大部分地区的年总量都超过5.86×10的9次方焦耳/平方米。
    根据各地太阳能资源的多少和利用条件,太阳能资源可分为五类地区:
   (1)一类地区。全年日照时数为2800~3300小时,每平方米一年接受太阳能总量达669千万~836千万焦耳。相当于燃烧228.5~285.7公斤标准煤的热量。其主要包括甘、宁北部、青、藏西部及新疆东南部,是中国太阳能资源最丰富的地区。
   (2)二类地区。全年日照时数为3000~3200小时,太阳能总量为585千万~669千万焦耳/平方米。其主要包括冀西北、晋北、内蒙古、宁夏南部、甘肃中部、青海和西藏东部及新疆南部,是中国太阳能资源较丰富的地区。
   (3)三类地区。全年日照时数为2200~3000小时,太阳能总量为502千万~585千万焦耳/平方米。其主要分布在鲁、豫、冀东南,晋南,吉林,辽宁,云南、陕、新北部,甘肃东南,粤、闽南部和苏、皖北部,是中国太阳能资源中等地区。
   (4)四类地区。全年日照时数为1400~2200小时,太阳能总量为418千万~502千万焦耳/平方米。其主要包括湘、鄂、桂、赣、浙、闽等省北部,粤北、陕南、苏南、皖南以及黑龙江,是中国太阳能资源较差地区。
   (5)五类地区。全年日照时数为1000~1400小时,太阳能总量为330千万~418千万焦耳/平方米。其主要包括川、黔,是中国太阳能资源最少的地区。
    太阳能产业正在迅速发展,并在一些领域均得到了有效利用,太阳能热水器是中国发展最为迅速的产业。中国第一台太阳热水器出现在1958年,自20世纪90年代以来,中国太阳能热水器经过10多年的市场培育,进入全面启动时期,而日渐显现的常规能源危机,更进一步加速了太阳能热水器市场的发展速度。
    由于太阳能产业的市场化,以及居民生活水平的提高和城市化进程的加速,太阳能利用是中国在可再生能源利用中发展最快的能源。从1990~2000年,全国太阳能热水器保有量由150万平方米增加到2600万平方米(集热面积),光伏电池保有量由100万瓦增加到1900万瓦。2000年太阳能产量为610万平方米,销售产值为60亿元,成为世界上太阳热水器生产量最多的国家。
    2004年中国太阳能热水器销售量突破1200万平方米,整个太阳能热水器行业产值超过130亿元,行业正以年20%~30%的高增长率发展。中国目前太阳能生产商已经超过4000家,随着太阳能行业的发展,行业领头企业的生产规模扩张迅速。
    光伏电池发电是太阳能利用的发展趋势。中国从1958年开始研制光伏电池,1971年用于人造卫星,1979年开始生产单晶硅太阳电池,20世纪80年代又从美国和加拿大引进7条生产线,初步建立了自己的光伏产业。目前有4个单晶硅电池及组件生产厂和两个非晶硅电池生产厂。太阳电池组件生产能力已达4.5兆瓦/年,其中晶体硅太阳电池为2.5兆瓦/年,非晶硅太阳电池为2.0兆瓦/年,生产厂家(包括组装及销售企业)40余家,2000年生产太阳电池组件3兆瓦。
   中国光伏产业正以每年30%的速度增长,国内光伏电池生产能力已达100兆瓦。在国家各部委支持下,目前中国实验室光伏电池的效率已达21%,可商业化光伏组件效率达14%~15%,一般商业化电池效率为10%~13%。目前中国太阳能光伏电池生产成本已大幅下降,太阳能电池的价格逐渐从2000年的40元/瓦降到2003年的33元/瓦,2004年已经降到27元/瓦。这对国内太阳能市场走向壮大与成熟起到了决定性作用,对实现与国际光伏市场接轨具有重要意义。
    但在总体水平上中国同国外相比还有很大差距,中国落后于发达国家10~15年,甚至明显落后于印度。1998年中国太阳能电池的产量为2.l兆峰瓦,约占世界产量的1.3%,总装机容量为12兆峰瓦,占世界的1.5%。
    目前光伏发电技术最突出的问题主要表现在以下几个方面:(1)生产规模小。中国几个太阳能电池组件厂的实际生产能力约为0.4~0.6兆峰瓦/年,生产的规模化程度比国外5~20兆峰瓦的生产规模低一个多数量级。(2)技术水平较低。电池效率平均在10%~13%,比国外平均低两个百分点;封装水平和质量同国外有一定差距。(3)专用原材料国产化程度不高。专用材料如银浆、封装玻璃、EVA等曾列入国家“八五”时期攻关计划,并取得一定成果,但性能有待进一步改进,部分材料仍然采用进口产品。(4)成本高。目前中国电池组件成本约35元/峰瓦(4.2美元/峰瓦),平均售价为44元/峰瓦(5.3美元/峰瓦),成本和售价都高于国外产品。
    3.风能发电情况
    风能是空气流动产生的一种动能。风能资源的总储量非常巨大,但它的能量密度低,且不稳定,只能在一定的技术经济条件下,作为重要的补充能源进行开发利用。
    中国幅员辽阔,陆疆总长达2万多公里,还有18000多公里的海岸线,边缘海中有岛屿5000多个,风能资源丰富。中国现有风电场场址的年平均风速均达到6米/秒以上。一般认为,可将风电场风况分为三类:年平均风速6米/秒以上时为较好;7米/秒以上为好;8米/秒以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线,估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。中国相当于6米/秒以上的地区,在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言,大约仅占全国总面积的1/100,主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿,这些地区是中国最大的风能资源区以及风能资源丰富区,包括山东、辽东半岛、黄海之滨,南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛,内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北,新疆达坂城,阿拉山口,河西走廊,松花江下游,张家口北部等地区,以及分布各地的高山山口和山顶。
    太阳辐射的能量到地球表面约有2%转化为风能,风能是地球上自然能源的一部分,中国风能潜力的估算如下:风能理论可开发总量(R)全国为32.26亿千瓦,实际可开发利用量(R′)按总量的1/10估计,并考虑到风轮实际扫掠面积为计算气流正方形面积的0.785倍〔1米直径风轮面积为0.52×π=0.785(平方米)〕,故实际可开发量为R′=0.785R/10=2.53(亿千瓦)。
    中国10m高度层的风能资源总储量为32.26亿千瓦,其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦。东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区,有效风能密度大于或等于200瓦/平方米的等值线平行于海岸线;沿海岛屿有效风能密度在300瓦/平方米以上,全年风速大于或等于3米/秒的时数约为7000~8000小时,大于或等于6米/秒的时数为4000小时。
    中国风能开发潜力巨大。中国风力发电装机容量由1990年2万千瓦增加到2000年34.4万千瓦。目前,风能资源已开发率仅为0.14%。中国风电发展落后于德国、西班牙、印度等,也没有实现原能源部提出的2000年装机100万千瓦的目标,主要原因是国家激励政策不到位,电力工业市场化改革滞后,以及并网风力机国产化进展迟缓。目前,风能的利用主要体现在以下几个方面。
   (1)风力提水机。中国东南沿海地区风能资源较丰富,年平均风速为4米/秒。这些地区乡镇工业发展迅速,用电量较大,常规能源贫乏,部分电网通达的地方缺电也较严重。为满足农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业的需要,当地用户已在使用一些低扬程风力提水装置。应用风力提水机组,对农业、渔业和副业生产的发展具有重要的意义。另一方面,中国内陆风能资源较好的区域,如内蒙古北部、甘肃和青海等地的年平均风速为4~6米/秒,3~20米/秒的风速累计4000~5000小时/年。这里是广大的草原特区,人口分散,难通电网。利用深井风力提水机组为牧民和牲畜提供饮水或进行小面积草场灌溉,对于改善当地牧民的生活、生产条件具有明显的社会效益。
   (2)小型风力发电机。中国从20世纪80年代初就把小型风力发电作为实现农村电气化的措施之一,主要研制、开发和示范应用小型充电用风力发电机,供农民一家一户使用。目前,1千瓦以下的机组技术已经成熟并进行大量的推广,形成了年产1万台的生产能力。近10年来,每年国内销售5000~8000台,100余台出口国外。目前可批量生产100瓦、150瓦、200瓦、300瓦和500瓦及1千瓦、2千瓦、5千瓦和10千瓦的小型风力发电机,年生产能力为3万台以上,销售量最大的是100~300瓦的产品。在电网不能通达的偏远地区,约60万居民利用风能实现电气化。截至1999年,中国累计生产小型风力发电机组18.57万台,居世界第一。
   (3)大型风力发电机组。中国大型风力发电机组的研究制造工作正在加快发展。中国一拖集团有限公司与西班牙电力公司美德(MADE)再生能源公司成立的一拖-美德(MADE)风电设备有限公司,西安航空发动机公司与德国恩德(N0RDEX)公司成立的西安维德风电设备有限公司,分别生产了一台660千瓦和600千瓦的主发电机组,并已经安装在辽宁营口风电场并网发电运行。这两台机组的国产化率达到40%。另外,浙江运达风力发电设备厂在生产200千瓦风力发电机组的基础上又生产出4台250千瓦风力发电机组,安装在广东南澳风场运行,这是中国具有自主知识产权、运行状况最好的机组。
   (4)风力发电场继续增多。从中国风电场的建设历史来看,1986年4月由航空部和山东省计委拨款建设的第一个风电场在山东荣城发电后,全国各地陆续引进机组建设风电场,装机容量逐年增加。1990年累计装机4000千瓦,最大的机组单机容量为200千瓦;1993年累计装机1.45万千瓦,单机容量最大为500千瓦;1995年累计装机3.75千瓦;到1997年底全国风电场装机433台,容量达到16.67万千瓦,单机容量最大为600千瓦;1998年总装机容量达到22.4万千瓦;1999年达到26.24万千瓦。到2004年底,全国共建立40多个风电场,并网风力发电装机容量为76.4万千瓦,年发电量约12亿千瓦时,中国还约有20万台小型风力发电机(总容量约3.5万千瓦)。水利部统计显示,近5年中国小水电装机容量每年均以超过250万千瓦的速度迅速发展,小水电已成为中国发展最快的可再生能源。2004年,全国新增农村水电装机300万千瓦,全国农村水电总装机达到3420万千瓦,年发电量为1100亿千瓦时,均占全国水电总装机和年发电量的40%。
    4.地热能资源
    地热能是在未来某时间内能够被经济合理地取出来的那部分地下热量。地下热能的储存量是以年平均温度为起算的基准温度计算出来的。根据麦凯尔维(Mdelvey)1977年提出的资源分类图,地热资源分为基础资源和可及资源。基础资源(或资源底数),是指不考虑经济技术因素能最大限度地拿到的资源,通常是指地壳上部10公里以内所储存的那部分资源。可及资源,是指埋藏的深度足以使人类在可以预见的将来用钻井的方法取出来的那部分热量,其中,有可能在适当的未来时期内经济合理地取出来的那部分热量叫做有用资源,也就是一般所指的地热资源。
    中国的地热资源潜力不大,在中国能源结构中不可能占有重要地位,但作为一种辅助能源,或作为地热区的区域能源仍有其积极意义。如西藏羊八井的地热电站,发电能力为2.5万千瓦,占拉萨供电的40%。中国地热资源已探明的储量相当于30×10的8次方吨标准煤,已利用的大约为30×10的4次方吨标准煤。据不完全统计,中国天然出露的温泉和人工揭露的地下热水露头有2700多处,遍及全国31个省、市、自治区。
    高温地热资源主要集中在环太平洋地热带通过的台湾省,地中海—喜马拉雅地热带通过的西藏南部和云南、四川西部。温泉几乎遍及全国各地,多数属中低温地热资源,主要分布在福建、广东、湖南、湖北、山东、辽宁等省。中国400万平方千米的沉积盆地的地热资源也比较丰富,但差别十分明显,除青藏高原外,总的来说盆地的地温梯度是由东向西逐渐变小。地处东部的松辽平原、华北盆地和下辽河盆地等地温梯度较高,一般为2.5°C~6℃/百米;位于中部的四川盆地一般为1.7°C~2.5℃/百米;位于西部的柴达木盆地和塔里木盆地仅为1.5°C~2℃/百米。目前中国已发现的水温在25℃以上的热水点(包括温泉、钻孔及矿坑热水)约4000余处,且分布广泛。温泉主要集中分布在东部沿海诸省和西藏、滇西、川西等地,并形成了两个温泉数量多、温度高、埋藏浅的地热带,分别称为胶辽—东南沿海地热带和藏滇地热带。温泉出露最多的西藏、云南、台湾、广东和福建,温泉数约占全国温泉总数的1/2以上;其次是辽宁、山东、江西、湖南、湖北和四川等省,每省温泉数都在50处以上。
    中国地热能目前利用程度不高。到2000年,中国地热资源(探明储量为31.6亿吨标准煤)中直接利用量为60万吨标准煤,利用率不足0.02%。首先,地热发电产业已具有一定基础。国内可以独立建造30兆瓦以上规模的地热电站,单机可以达到10兆瓦;地热发电装机容量为2.8万千瓦,资源已开发率仅为1.0%,其中西藏羊八井地热电站的装机规模为2.5万千瓦,其发电成本已低于柴油发电。其次,全国已实现800万平方米地热供热,在天津地区单个地热供暖小区面积已达80~100万平方米。开发利用和科学技术水平,经济、社会和环境效益在示范点和示范区可以达到国际上20世纪90年代的水平,但总体上与国际先进水平相比尚有一定差距,目前正在由粗放转入集约。最后,目前已具备施工5000米深度的地热钻探工程条件和水平,在华北地区,从事地热钻探的3200米型钻机就有15台(套),形成全国最大的地热钻探群体,具备了大规模开发地热的能力,并开始朝着专业化、规范化方向发展。
    5.海洋能的开发
    潮汐能发电技术进展及项目。潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种。全世界潮汐电站的总装机容量为265兆瓦,其中中国为5.64兆瓦。
    中国是世界上建造潮汐电站最多的国家,在20世纪50年代至70年代先后建造了近50座潮汐电站,但据50年代初的统计,只有8个电站仍正常运行发电。江厦电站是中国最大的潮汐电站,目前已正常运行近20年。
    江厦电站研建是国家“六五”时期重点科技攻关项目,总投资为1130万人民币,1974年开始研建,1980年首台500千瓦机组开始发电,至1985年完成。电站共安装500千瓦机组一台、600千瓦机组一台和700千瓦机组3台,总容量为3200千瓦。电站为单库双作用式,水库面积为1.58×10的6次方平方米,设计年发电量为10.7×10的6次方千瓦时。1996年全年的净发电为5.02×10的6次方千瓦时,约为设计值的1/2。其原因主要是机组运行的设计状态与实际状态有差别。同时,机组的保证率、运行控制方式等也都需要提高。但江厦电站总体说是成功的,为中国潮汐电站的建造提供了较全面的技术,同时,也为潮汐电站的运行、管理和多种经营等积累了丰富的经验。
    潮汐发电的关键技术包括潮汐发电机组、水工建筑、电站运行和海洋环境等。中国20世纪60年代和70年代初建的潮汐电站技术水平相对较低。“八五”期间,在原国家科委重点攻关项目的支持下,还开展了相关技术设备的研究开发,如全贯流机组的开发和灯泡贯流机组的改进。总的说来,潮汐发电机组的技术已基本成熟。目前,中国潮汐电站总装机容量约10800千瓦,并已具备设计和建设万千瓦级潮汐电站并提供成套设备的能力。
    中国是世界上主要波能研究开发国家之一。从20世纪80年代初开始主要对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置等进行研究。1985年,中科院广州能源研究所开发成功利用对称翼透平的航标灯用波浪发电装置,经过十多年的发展,已有60瓦至450瓦的多种型号产品,目前已累计生产600多台在中国沿海使用,并出口到日本等国家。“七五”期间,由该所牵头,在珠海市大万山岛研建了一座波浪电站,并于1990年试发电成功。电站装机容量为3千瓦,对称翼透平直径为0.8米。“八五”期间,在原国家科委的支持下,由中科院广州能源研究所和国家海洋局天津海洋技术所分别研建了20千瓦岸式电站、5千瓦后弯管漂浮式波力发电装置和8千瓦摆式波浪电站,均试发电成功。
    “九五”期间,在科技部科技攻关计划支持下,广州能源研究所在广东汕尾市遮浪研建100千瓦岸式振荡水柱电站,并已于2000年建成发电。同时,由天津国家海洋局海洋技术所研建的100千瓦摆式波力电站,已于1999年9月在青岛即墨大官岛试运行成功。
    目前已安装用作航标灯电源的小型波力发电装置300多台,并有波力试验电站3座共40千瓦。正在建设两座波力试验电站,装机容量为200千瓦;1座潮流电站,装机容量为70千瓦。
    海洋温差能利用技术的进展。1980年台湾电力公司曾计划将第3号和第4号核电厂余热和海洋温差发电并用。经过3年的调查研究,确定台湾东岸及南部沿海具有开发海洋热能的自然条件,并初步选择花莲县的平溪口、石梯坪及台东县樟原等三地做厂址,并与美国进行联合研究。
    1985年中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的一种“雾滴提升循环”方法进行研究。这种方法的原理是利用表层和深层海水之间的温差所产生的培降来提高海水的位能。据计算,温度从20℃降到7℃时,海水所释放的热能可将海水提升到125米的高度,然后再利用水轮机发电。该方法可以大大减小系统的尺寸,并提高温差能量密度。1989年,该所在实验室实现了将雾滴提升到21米高度的记录。同时,该所还对开式循环过程进行了实验室研究,建造了两座容量分别为10瓦和60瓦的试验台。
    海流能的研究进展。世界上从事海流能开发的主要有美国、英国、加拿大、日本、意大利和中国等。20世纪70年代末,舟山的何世钧先生曾进行过海流能开发研究,建造了一个试验装置并得到了6.3千瓦的电力输出。80年代初,哈尔滨工程大学开始研究一种直叶片的新型海流透平,获得了较高的效率,并于1984年完成60瓦模型的实验室研究,之后开发出千瓦级装置并在河流中进行试验。
    20世纪90年代以来,中国开始计划建造海流能示范应用电站,在“八五”时期、“九五”时期科技攻关中均对海流能进行连续支持。目前,哈尔滨工程大学正在研建75千瓦的潮流电站。意大利与中国合作在舟山地区开展了联合海流能资源调查,计划开发140千瓦的示范电站。
    6.生物质能应用
    中国拥有丰富的生物质能资源,据测算,中国理论生物质能资源为50亿吨左右。目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。
    中国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,已连续在国家四个“五年计划”中将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目,开展了生物质能利用技术的研究与开发,如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等,并取得了诸多成果。
    在20世纪70年代和80年代,中国针对农村能源严重短缺状况,主要发展了户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林营造、大中型沼气系统等技术。到1998年,全国推广了省柴节煤炉(灶)1.85亿户;发展户用沼气688万户(其中10.9万户为集中供沼气);大中型沼气工程748处;城市污水净化沼气池5万处,总池容为209万立方米;大中型沼气发电装机容量为770千瓦,年发电量为130万千瓦时;新营造薪炭林560万公顷。农村能源总消费量为4.7亿吨油当量,其中,约40%为生物质能源,达2亿吨标准煤;农作物秸秆约1.2亿吨标准煤;薪柴约0.84亿吨标准煤。
    20世纪90年代以后,主要发展了生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等新技术。目前,村镇级秸秆气化集中供气系统有近300处,供气户数有3万余户;兆瓦级生物质气化发电系统已推广应用20多套。
    “十五”期间,中国政府再度将生物质能技术确定为国家后续能源重点发展内容,列入国家高科技发展计划(863计划),其中,生物质气化发电技术要建设4兆瓦规模的研究示范工程;甜高粱茎秆制取乙醇燃料技术将建设年产5000吨乙醇规模的工业示范工程;纤维素废弃物制取乙醇燃料技术已进入年产600吨规模的中试阶段;生物质热裂解液化技术进入年产300吨粗油规模的中试阶段。此外,还开展了生物柴油、植物油、能源植物及生物质快速裂解等方面的探索性、创新性研究。
    目前,中国用于直接燃烧产热的生物质达21900万吨标准煤;实际使用的农户沼气池有763.7万座,产气25.9亿立方米;利用工业有机废水和禽畜粪便以及农业废弃物的大中型沼气工程有1000多处,产气10亿立方米;有蔗渣发电装机80万千瓦,以及尚未用于发电的村级秸秆集中供气示范工程388处、供气1.5亿立方米。
    经过多年的研究、开发与应用,中国新能源与可再生能源技术发展较快,整体水平大为提高,大体上可概括为以下几点:技术开发取得进步,部分技术已实现商业化;产业建设逐步走向正轨,并初具规模;技术经济性逐步得到改善。
    但与国际上相比和从商业化的角度来看,中国可再生能源发展速度并不能令人满意。到目前为止,大多数可再生能源技术仍然处于研究开发和试点示范阶段,目前已经商业化的技术较为有限。其原因是多方面的,其中长期投入不够、缺少完整的激励政策,运行机制落后是主要原因。因此,研究制定一系列激励政策,对促进中国可再生能源技术的发展是十分必要的。
    中国新能源和可再生能源的发展空间很大。在前述能源需求总量(26亿吨标准煤)中,由煤、油、气和水电提供的数量接近22亿吨标准煤,约占总量的85%。约有15个百分点需由新能源和可再生能源,或通过其他途径提供和解决,总量约合4亿吨标准煤(约替代5.6亿吨原煤),相当于提供17800万千瓦核电装机容量(按7000利用小时计算)或35600万千瓦可再生能源发电装机容量所需的一次能源,是现有核电装机容量(包括在建装机容量为870万千瓦)的20倍和可再生能源发电装机容量(约3000万千瓦)的12倍。新能源和可再生能源的开发利用可以减少煤炭的消费量,有利于优化能源结构,减轻燃煤引起的环境污染问题。中国新能源和可再生能源的可能发展规模则取决于资源、技术、经济等诸多因素,需要深入分析研究。

   (本文摘自《中国能源发展报告》,由中国网独家发布。其他媒体不得以任何形式擅自转载,否则将负法律责任。) 

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