关于我国清洁能源技术发展策略的几点思考.docx

关于我国清洁能源技术发展策略的几点思 考 中科院工程热物理所长期开展与清洁能源有关的多方向基 础性和应用性研究，几十年来在煤的清洁燃烧、汽车代用 燃料、太阳能热利用、生物质能利用、风力发电等对环境 保护具有举足轻重作用的能源应用和基础研究项目上，都 曾经或正在投入很大的人力和物力进行研究开发，并已在 中小型循环流化床锅炉改造、大型流化床设计、城市垃圾 焚烧等技术的工业化应用方面取得成功。在此工作过程中 既有成功的经验，也有失败的教训，从这些得失中我们切 实地体会到了以下几点： 一、 加强能源管理、依法治污是清洁能源技术发展的 关键和根本 清洁能源技术是在传统能源技术的基础上发展起来的， 为了防止对大气和环境的污染，使用了更加复杂的技术和 装置，加之投入大量人力和财力进行研究开发，因此至少 在开始阶段，这些技术大部分在成本上仍是多多少少高于 传统的能源技术；另一方面，社会主义市场经济下的企业， 其生产的目的应当是极力争取更大的利润，这样降低生产 成本成为一个主要的手段。由此看来，在企业生产与采用 新技术上并不是总是呈现协调的关系，有时存在较大的矛 盾，也就是说企业只会自发地采用能带来更大直接利润的 技术，而不会自觉地考虑到其自身外的其它因素且为此投 入，这在清洁能源的利用方面表现更加明显，因为这些技 术的部分结果使环境清洁往往并不是企业的直接生产目 的，且为实现清洁的目的往往要有更高的投入，可以想见 若没有其它的原因，企业是不可能自发地采用高成本清洁 能源技术的。从市场经济的角度出发，政府应当尽量不干 涉企业内部的经营活动；但另一方面，在关系到其它企业 和全社会利益的时候，企业的行为必须受到约束，而实现 这种约束正是政府的职能。在能源利用方面，当企业由于 排放超标、对环境造成污染时，已经是对社会利益的侵害， 因此这时国家有权对这些企业的排放行为进行干预和管理。 最近国家开始限制和淘汰小型煤粉发电锅炉、禁止和关闭 滥采滥挖的小煤窑等等都是很好的例子。 在企业目前明显缺乏环境意识的情况下，我们认为： 国家的政策和法规及其执行情况将对清洁能源技术在我国 的推广使用起到决定性作用。由于清洁能源和环保技术要 增加一定的投资，因此即使是在工业发达国家，清洁能源 技术的采用也是通过制订严格的环保排放标准实现的，也 由于强化了对超标的惩罚措施而使企业逐步发展到自觉地 使用清洁能源技术。我国在履行政府对企业的监督职责时， 可以采用政策的、经济的和法律的手段。在政策和经济方 面，可以通过税收、信贷、利率、价格、折旧等手段进行 管理。例如垃圾处理技术主要是以环保和社会效益为目的， 国际上各个国家对开发垃圾处理技术都有一些相应的政策 环境支持，而我国在这方面有较大差距，我们建议应对垃 圾焚烧发电上网给予优惠政策、应制定相应的垃圾清理收 费政策等等，这样才会有大量按照经济规律经营、以处理 垃圾作为主业的企业出现，从而彻底解决大量的城市垃圾 对社会造成的危害。再如循环流化床燃煤技术是一项高效 低排放的洁净煤技术，具有强烈的产业化背景和市场需求， 国家宏观政策也已经向此倾斜，但制约其产业化的因素是 首台锅炉的开发，即依托工程的确定，显然政府职能部门 在这一过程中能够起到关键性的作用。 过去我国对企业的管理基本上是采用行政命令的方式， 由于人为的随意性和执行上的“黑箱操作”，给政令的畅 通造成一些障碍，这已在很大程度上影响了政策的执行效 果。我们建议国家今后应更多地运用法律武器，通过制定 法规、强化监督执行来管理企业。在能源领域要制定和完 善法律性的能源利用标准和环保排放标准，并组织强大的 监督执法队伍，严格按照法律程序处理和解决由于能源利 用而带来的污染问题。可以预见随着能源法律法规的不断 健全和严格执行，企业将会产生使用清洁能源的推动力， 这必将为我国清洁能源技术的发展带来市场需求，在启动 了市场之后才会真正使清洁能源技术的开发得到足够的资 金，从而走上开发和应用良性循环的道路。 二、 符合国家能源政策、适应市场需求是确定科研目 标和方向的基点 能源工业系统庞大、可靠性要求高，技术的发展周期 很长、投入巨大，对某些技术的取舍应从国家的整体出发 考虑、不能仅仅取决于科研机构或生产企业的选择，尤其 对于一些具有重大影响的技术领域，国家应当尽早决策制 定详尽的能源策略，并依此指导科研机构和产业部门的工 作。例如，对于我国是否发展燃气轮机技术，国家权威部 门就应当给出明确的抉择，目前我国在蒸汽轮机技术产业 化方面发展势头良好，且叶轮机械理论基础有了相当的水 平，但燃气轮机因没有正式开展实用化研究工作，技术上 已远远落后于发达国家，产业化更无从谈起，这种状况不 仅严重阻碍我国未来电力工业和能源工业的发展，对于国 防工业也将产生不可低估的影响。另外，我国的能源结构 以煤为主，目前尾气污染控制是作为发电系统的附属部分 加以考虑的，增加了系统的复杂性、造价和运行费用，并 牺牲了效率。我们认为要使煤炭动力能源系统成为真正 清洁的能源，除了现在常规的烟气脱硫等燃煤污染控制技 术外，更重要且更具创新意义的是研究近零排放能源动力 系统，即通过对热功转换、多相流等复杂工程热物理过 程及其优化集成系统的深入研究，进一步揭示煤炭动力 转换系统中能量转换和利用的深层次规律，在系统内部的 过程中就实现治本的污染控制，且不再需要附加尾气污染 控制，这样可以实现更高的效率、更低的成本和接近于零 的排放。因此建议国家继续支持有关清洁能源应用基础理 论的研究，并制定相关的政策。 对于研究机构来说，在国家的长期能源政策制定之后， 必须在这一政策的范围内结合自身的优势来选择发展目标 和方向，应当把国家的能源重点作为自身的发展重点。例 如，由于煤在我国的能源领域始终占据着主导地位，因此 锅炉燃烧的研究始终是我所十分重视的研究领域，也是我 所重要的产业化方向。七十年代中期，在煤的燃烧方面国 际上出现了循环流化床技术，循环流化床锅炉具有煤种适 应性广、燃烧效率高、环保性能好、锅炉负荷调节范围大、 灰渣可以综合利用等优点，其优越的性能引起了各国的重 视。我所从八十年代开始也瞄准了循环硫化床这一研究方 向，并由小至大开发了多种规格的炉型，目前在国内研究 和开发循环流化床锅炉的技术领域处于领先地位，并继续 向大型化和产业化方向发展：96 年完成 220t/h 循环流化床 锅炉的研究和设计，97 年及 98 年通过激烈的竞争，得到了 两个 130t/h 循环流化床锅炉用户(共 5 台锅炉)，其中第一 台 130t/h 循环流化床锅炉将在 99 年下半年点火，此项目 已被列为国家经贸委示范项目。可以看到这一成绩的取得 完全是在国家能源政策的指导下，紧紧抓住了市场需求这 一关键点，在强大的市场需求的推动下，由于得到了足够 的经费支持，才使得这项研究得以持之以恒，不断取得新 的研究成果并应用于工程实际中。与此相反，几十年来我 所在能源方向的有些研究项目由于对国家的能源政策不甚 了解、对国内的市场需求未做深入调研、对技术的产业化 前景缺乏必要的认识、尤其是缺乏与产业界的合作、或由 于行业保护而遭到技术排斥等等原因，最终都中途夭折、 不了了之了。这不仅是人力物力的浪费，也白白耗费了国 家和集体有限的财力。 我们强调在科研目标的选择上不仅要关注产业界的技 术需求，更必须符合国家的能源政策。有了市场需求能够 得到更多的资金投入研究开发，但部分企业或行业由于从 自身的要求出发而做出种种短视的行为，满足这种需求的 技术项目若与国家长期的能源政策相违背，则是不可能有 旺盛和持久生命力的。因此对于研究所来说，要想选择一 个好的技术方向作为所的发展方向，必须首先对国家政策 有深入和透彻的认识，而后才是对市场和行业做细致的调 查和论证。 三、 不同的技术方案在有所侧重的前提下应允许相互 竞争 在科研目标和方向确定之后，选择适宜的技术路线是 决定项目成败的关键。在这一点上我们认为不应搞“一花 独放”，因为任何技术都有其优点和缺陷，真正完美无缺 的技术方案是没有的；与此同时，由于技术使用场合千变 万化，使用条件、环境影响因素各异，不存在一种万能的 技术可以同时完美地解决所有问题。 一个很好的例子是废弃物处理技术及应用。目前，城 市垃圾已成为我国城市面临的一大公害，如何有效地处理 这些废弃物，已成为国家急待解决的问题。从目前我国的 垃圾现状来说靠传统的堆放和填埋法处置垃圾危害太大， 必须从无害化能源回收的技术思路出发解决这一问题。目 前废弃物无害化处理技术方案主要有焚烧法、生物降解堆 肥技术、热解技术、气化熔融法等。 焚烧法是一种高温氧化方法，它可以把废弃物中的可 燃物基本上氧化成二氧化碳、水和灰，其优点如下：可大 大减少废弃物的体积和重量；分解有毒有害物成为无毒无 害的简单化合物，且残渣容易处理；可实现废弃物的综合 处理，可回收能源和资源。废弃物焚烧法所实现的减容化、 低害化和资源化，使其成为发达国家目前主要的废弃物处 理方法。但废弃物焚烧技术也有一些缺陷，例如只有当垃 圾的发热值较高时才适于使用，另外仍带来了诸如二恶英 和重金属排放等二次污染的难题，国际上最近发生的乳品 二恶英污染事件大大加强了人们对垃圾焚烧的关注程度。 堆肥系统适合我国部分地区的情况，尤其是在沿海发达地 区，垃圾产量很大，且花卉、果树、蔬菜等对复合有机肥 又具有很大的需求，因此这种处理方法是适合于这些地区 的、值得开发的废弃物处理技术。为克服焚烧法带来的二 恶英和重金属排放等二次污染问题，国外正研究和开发更 加洁净的垃圾处理技术，主要是热解或气化熔融法，目前 已有小型规模的示范厂投入运行。热解或气化熔融法的主 要优点为：高温涡旋燃烧使二恶英的破坏最彻底；高温涡 旋燃烧使飞灰以熔融状态排出，玻璃化熔渣能固化重金属， 可有效地防治其迁移。 从以上这些方法的讨论可以看出，尽管存在着二恶英 污染的危险，目前最有效的、可迅速产业化的废弃物处理 方法仍是焚烧法，它适应我国大部分城市的情况，而其它 技术或者由于适用范围小、或者由于不够成熟都难以大规 模产业化。因此我们认为焚烧法在相当长的时期内将是我 国应重点发展的垃圾处理技术，同时针对不同地区不同垃 圾条件又应当发展有特色的处理技术、例如堆肥系统可作 为重要补充，并且在一些应用场合这些技术有可能具有更 大的技术优势和更高的经济效益。另外为了彻底解决焚烧 法的缺陷还应不断跟踪国际最新技术，研究热解或气化熔 融法等新技术。这些方法通过不断的技术进步和发展，在 应用上相互取长补短；在经济上相互竞争、优胜劣汰，共 同解决人类面临的实际问题，这就是技术发展的正确道路。 但由于目前国家财力有限，不可能同时在所有的研究方向 上全线出击，因此我们认为国家应分清重点、区别轻重缓 急，集中力量对关键技术进行攻关，而辅助性技术则应当 充分调动地方和企业的积极性，以使我们在各种技术领域 都有所突破。 四、 结论 1. 国家有关能源的政策法规及其执行情况对我国清洁 能源技术的发展具有决定性作用，完善有关清洁能源的法 规政策并强化实施措施，将对中国能源市场向节能和清洁 方向发展提供可能。我国目前在环境保护及清洁能源利用 方面的政策和相应的法规急待健全，而且执法队伍的建设 和执法力度也急需加强。 2. 能源科研项目的选择应与国家长期的能源政策相适 应，有了这种政策作为依据，才能顺应国内市场的变化和 发展，并为研究的持续深入提供资金保障，形成开发和应 用的良性循环。 3. 不同技术方案的选择也是确定项目技术路线的重要 因素，在不同技术思路存在较大差异时，应考虑到各自的 使用特点及场合，在有所侧重的条件下，应允许不同技术 方案的相互竞争。 参考文献 1. 怀力田、陈文七，“中国热电联产功能多元化发展 的现状与前景”，中国能源