中国新能源的发展现状与趋势

1、中国新能源的利用现状与趋势1 引言随着全球化石能源枯竭供应紧、 气候变化形势严峻， 世界各国都认识到了发 展新能源的重要性， 特别是中国长期以来主要依靠煤炭， 在一次能源供给中一直 保持在 2/3 以上的比例。而中国的石油进口量连续增长， 2009 年进口原油约 2.04 亿吨。据测算，中国石油消费进口依存度已达到 50% 的“警戒线”。同时 随着 2000 年以来，在国家和地方政府的政策支持下，城镇燃气行业改革加速， 燃气行业得到了长足发展， 对天然气的需求一直处于高速增长， 这种状况将在未 来将长时间存在，毕竟中国的人均能源消耗只有的美国的 1/11 。随着中国的社 会经济进一步发展，生活

2、水平的改善意味着人均能源消耗量将有十分巨大的增 长，近几年来汽车保量的快速增加即是例证。随着传统化石燃料，如石油、煤矿、天然气等储存量不断减少，而同时社会 经济不断发展， 对能源的需求日益增加， 以及环境恶化的巨大压力， 新能源被提 到了更重要的位置。 虽然中国还处于工业化、 城镇化快速发展的关键阶段， 但是 仍然在哥本哈根会议上提出努力的方向， “到 2020 年单位国生产总值二氧化碳 排放比 2005 年下降 40 45 ”。新能源是一个有力的工具。2 新能源的利用现状2.1 新能源 新能源，是指新的能源利用方式，既包括风电、太阳能、生物质能等，又包括对传统能源进行技术变革所形成的新能源，

3、 如煤层气、 煤制天然气等。 新能源 产业具有资源消耗低、清洁程度高、潜在市场大、带动能力强、综合效益好的优 势，正在成为富有活力、 最具前景的战略性新兴产业， 对推动我国经济社会可持 续发展具有重要战略意义。2.2 太阳能太阳能利用主要有太阳能的热利用和发电两种途径。 热利用以太阳能热水器 为代表，主要集中在小城镇和农村地区， 由于城市土地紧以及政策、 规划和设计 等因素，太阳能的热利用在城市属于个案， 如位于市龙岗区的振业城是华南第一 个大规模应用太阳能技术的社区， 整个太阳能中央热水系统采用的是联集式全玻 璃真空式太阳能集热器。 太阳能板和屋顶结合， 与保温水箱分离， 这种安装方式 达到

4、形式与功能的统一， 与建筑较为完美的结合， 这些太阳能热水器还设置了电 辅助加热设施， 即使在阴雨天也可正常使用， 能提供适宜身体的水温。 而集中利 用则较少。另一种主要的途径就是太阳能光伏发电， 虽然近些年来光伏发电技术有了较 大的进步，但是与常规发电方式和核发电相比太贵了，经济性不强。2.3 风能中国的风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两个大带： 一是三北（东北、 华北、西北）地区丰富带。风能功率密度在 200W/ 300W/ 以上，有的可 达 500 W/ ，可利用的小时数在 5000h 以上，有的可达 7000h 以上。二是 沿海及其岛屿地丰富带。年有效风能功率密度在 200W/ 以

5、上，可利用小时数 在 7000h 8000h 。这一地区特别是东南沿海，由海岸向陆是丘陵连绵，所以 风能丰富地区仅在海岸 50km 之。可再生能源法 实施以来， 中国的风电产业和风电市场发展十分迅速， 截 至 2007 年底，中国已累计建成 100 多个风电场， 分布在 22 个省、市、自治区， 新增装机容量 3304MW ，累计风电装机容量达到 5906MW ，已跻身世界第五 位，成为世界上最主要的风电市场之一。图 1 历年世界风电新增装机和累计装机变化情况（ MW ）2.4 生物质能生物质能的利用途径主要有以下三种：（1）生物质燃料油作为替代石油的重要战略选择，生物质能可直接生产和提供动力

6、液体燃料，这 对于解决交通能源十分重要。 生物柴油是清洁的可再生能源， 它以大豆和油菜籽 等油料作物、 油棕和黄连木等油料林木果实、 工程微藻等油料水生植物以及动物 油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料， 是优质的石油柴油替代品。 生物质酒 精是由甘蔗、 小麦等作物进行生化转换， 主要是通过厌氧消化制取沼气和通过酶 技术制取乙醇液体燃料，可以与汽油混合使用，是未来汽油的优良替代品2)生物质固体燃料固型燃料燃烧是新推广的技术， 它把生物质固化成型后， 再采取传统的燃煤 设备燃用。 其优点是充分利用生物质能源替代煤炭， 生物质固体燃料可以用来发 电、供热，它对煤炭的替代使用可以削减大气中二氧化碳和

7、二氧化硫的排放量。(3)生物质气化主要是以低生物质为原料的气化技术， 使低生物质完成从固态到可燃气体的 转化。低生物质是以农作物秸杆为主，还可以使用玉米芯、木屑、柴草等。生物 质气化技术的用途与城市管道煤气相同，燃烧稳定、热效率高，适用于炊事、取 暖、锅炉等。我国的生物质资源十分丰富。每年农作物秸秆产量 6 亿吨以上，禽畜粪便 总资源干物质数量约 1.4 亿吨，其中可发展沼气工程的规模化养殖场粪便干物质 约 4000 万吨。我国的生物质气化研究和应用起步比较早，对农、林业废弃物等生物质资源的 气化技术的深入研究是在 70 年代末、 80 年代初才广泛开展起来的。目前气化 炉气化和供气在中国已兴

8、建了近 500 处，年产气 1.5 亿立方米，主要作为农民 炊事燃料，尚属于试点示性质，中国沼气技术较成熟，已经大规模推广应用。目 前已有 1110 万农户和 1300 多处畜禽养殖厂兴建了沼气工程，年产气 47 亿立 方米。对改善农村卫生环境和增加能源供应起到了一定作用。垃圾焚烧和秸秆发电是当前世界各用的主要的生物质能利用技术之一，由于可 回收热能，且不占用土地，在国也得到很大的重视。目前、等城市己建设了垃 圾焚烧场，建成了焚烧发电的示工程，日处理能力在 150 300 吨左右。、 等大型城市也相继兴建了较大规模的垃圾焚烧发电厂从“六五”以来，我国先后对禽畜粪便厌氧消化、农作物秸秆热解气化、

9、致密 成型等技术进行了攻关研究和开发， 己经取得了一定成绩。 在厌氧消化技术方面， 目前国处理有机废弃物的沼气工程已有 600 多处，总池容 20 万立方米， 年产沼 气1 亿立方米左右。经过 10 多年的研究开发， 厌氧消化工艺技术已取得了较大 进展，例如猪粪中温厌氧消化 USR 装置产气率达到 2.2 立方米/ 天。在热解气 化方面， 低热值的 ND-400 、600 、900 型秸秆气化装置相继研制成功并投放市 场，已建立了 100 多个气化集中供气村。此外生物质压块成型机械的开发也有 相当进展。 我国还发展了多种厌氧消化工艺和反映器， 用于处理食品工业、 发酵 工业、制糖工业和制药工业

10、的有机废水、 生活污水及禽畜粪便等， 沼气产气率一 般在 0.5 0.9m 3/(m 3·d)之间。2.5 地热及其它通过地质调查， 全国已发现地热异常 3200 多处，其中进行地热勘查的并已 对地热资源进行评价的地热田有 50 多处。全国已打成地热井 2000 多眼。发现高温地热系统 255 处，经过评估总发电潜力 5800MW30a ，主要分布 在南部和、的西部。在羊八井地热田 ZK4002 孔，孔深 2006m ，已探获 329.8 的高温地热流体。发现中低 温地热系统 2900 多处，据调查，总计天然放热量约为 1.04 × 1014kJ/a ，相当于每年 360

11、万吨标准煤当量。主要分布在东南沿海诸 省区和陆盆地区，如松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭河盆地以及众多山间盆 地区。这些地区 1000 3000m 深的地热井，可获 80 100 的地热水。最近 5 年，地热能的直接利用发展很快，尤其是地热供热、温泉疗养、游 乐等发展迅速， 规模不断扩大， 如在小汤山和省雄县等地均建立了温泉旅游疗养 基地，在南方的汝城县热水镇建立了以种植、养殖和培育良种的综合示基地。高温地热发电进展缓慢，主要原因是：在、的高温地热分布区，其水能资源 也非常丰富， 当地热衷于建造 10 20MW 的迳流式小水电站， 而对建造地热电 站，实施多能互补的认识不够。但是，无论如何当地

12、小水电站都是季节性的，每 年只在丰水期发电 3000 4000 小时，而枯水季节则不能满发或停发。为改变 枯季缺电现状， 地热专家提出地热发电与小水电联合调度、 优势互补方针， 得到 了共识，今后地热发电仍会稳步增长。2.6 煤层气目前我国抽采煤层气量中有 2/3 为浓度低于 30% 的煤层气，利用程度较低。把 煤层气作为第二煤炭资源进行开发 , 发展煤层气产业。 根据国家发展和改革委员 会制定的“煤层气 （煤矿瓦斯 ） 开发利用十一五'规划” , 到 2010 年, 中国煤 层气（煤矿瓦斯） 产量将达到 100 亿m3 , 其中地面抽采煤层气 50 亿 m3 , 利 用率 100 %

13、 , 井下抽采瓦斯 50 亿 m3 , 利用率 60 % 以上, 同时 , 新增煤层气 探明 地质储量 3000 亿 m3 。 2007 年, 全国煤层气抽采量达到 47 亿 m3 , 地面 抽采煤层气量为 312 亿 m3 , 煤层气利用量为 14146 亿 m3 。今后将逐步建 立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。 在煤层气抽采量增幅加大 , 进一步发展 原有煤层气利用技术的同时 , 必须加强对新型技术的研究 , 将技术用于煤层气 的利用 , 切实提高煤层气利用率。图 2 2000 2007 年中国煤层气排放量图 3 1998 - 2007 年中国煤层气抽采量从图 2 可以看出 , 200

14、0 年抽采煤层气量为 8167 亿m3 , 2007 年抽采量 达到 47 亿 m3 , 接近 2000 年的 6 倍。之所以取得这样快的发展 , 主要是政 府重视煤矿安全工作 , 政府和煤炭企业投入大量资金用于煤层气抽采系统、 煤矿 通风系统等安全改造项目 , 极大促进了煤层气抽采量的增加。 目前中国的煤层气 抽采量仅次于美国 , 居世界第 2 位。2.7 煤的清洁利用图 4 煤的清洁利用2.8 燃料电池中国政府中国在燃料电池关键材料、 关键技术的创新方面取得了许多突破。十分注重燃料电池的研究开发，陆续开发出百瓦级 -30kW 级氢氧燃料电极、燃料电池电动汽车等。 燃料电池技术特别是质子交换

15、膜燃料电池技术也得到了迅速 发展，开发出 60kW 、 75kW 等多种规格的质子交换膜燃料电池组，开发出电 动轿车用净输出 40kW 、城市客车用净输出 100kW 燃料电池发动机， 使中国的 燃料电池技术跨入世界先进国家行列。在当今全球能源紧、 油价高涨的时代， 寻找新能源作为化石燃料的替代品是 当务之急。因为氢能的优势明显，清洁、高效，因此得到各国政府的大力支持， 加上各种能源动力企业对燃料电池的发展信心十足， 所以燃料电池未来市场将有 巨大的上升空间。尽管现在燃料电池的市场需求相当小， 预计在随后的十年间， 随着技术进步 与规模经济效益， 燃料电池的生产成本与使用成本将下降， 竞争力提

16、高， 燃料电 池潜在的市场将会逐步发展起来。 现在对于便携式燃料电池的需求相当少， 但便 携式燃料电池市场将是从现在到 2011 年甚至更长时间增长最快的市场。 应用于 消费电子产品的燃料电池系统在最近几年中就会商业化。2.9 新能源汽车新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源 （或使用常规的车用燃 料、采用新型车载动力装置） ，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形 成的技术原理先进、 具有新技术、新结构的汽车。 新能源汽车在近两年成为热点3 新能源利用存在的问题我国新能源产业化发展起步较晚， 技术相对落后， 总体产业化程度不高， 但 同时，我国具备丰富的天然资源优势和巨大的市场需

17、求空间， 在国家相关政策引 导扶持下， 新能源领域成为投资热点， 技术利用水平正逐步提高， 具有较大发展 空间。中国新能源的发展现状为：产业规模不断扩大，发展速度加快，但普遍存 在产业链尚不完整或上下游产业链无法对接的问题。 与发达国家比， 平均技术水 平偏低、利用成本较高，产品竞争力弱。从新能源的发展前景看，国家政策将为 新能源发展创造有利环境。 自主技术研发将为新能源发展奠定技术基础。 近两年， 我国新能源技术取得了突破性进展， 在引进国外先进技术的基础上， 自主研发能 力持续提高。 产业龙头带动与民营企业异军突起将为新能源发展注入动力， 新能 源发展已经成为国各产业巨头和民间资本重点投资

18、的对象， 发展新能源成为企业 发展重要的战略之一。4 新能源利用趋势2010 年两会政府工作报告中提到“要大力发展新能源、新材料、节能环保”，这对新能源的发展来说是一个极大的利好， 相关的扶持政策也许陆续出台。4.1 煤的清洁利用 煤炭在相当长一段时间仍然是中国的主要能源，其中火电占到发电总量的80 以上，国际能源组织 IEA2007 年的统计数据，中国燃煤排放二氧化碳 51.4 亿吨。在未来一段时间中国有关低碳问题就是低碳能源的问题， 而核心问题就是 煤的清洁利用。 可以预见，煤的清洁利用今后将作为能源化工的重点研究课题和 发展领域。整体煤气化联合循环（ IGCC ）加上多联产，被认为是目前

19、最具发展前景的 清洁煤技术，它在燃烧前先去除烟气中的污染物，常规污染少，效率高，有利于 综合利用煤炭资源，能同时生产甲醇、尿素等化工产品等等。目前提高燃煤发电率的主要方法是提高参数。如亚临界的发电效率在 38% 左右，而我国目前的超临界能达到 44% 。在欧洲，最先进的技术能把发电效率 提高到 50% 。倪维斗表示，经过科学研究把温度和压力再提高，优化运行，中 国的燃煤发电率还有潜力可挖。4.2 天然气的高效利用自西气东输一线工程以来， 中国的天然气行业得到了长足发展， 不论是国勘 探和开发，还是进口，以及输配、市场等都实现了跨越式发展。而天然气作为一 种优质能源， 中国目前的利用水平还较低， 主要用于较低水平的燃烧， 包括天然 气发电。虽然国家已经颁布了天然气利用政策 ，但是在高效利用技术和政策方面 与国际行业水平还具有很大