资源描述
环保产业发展、现状、问题与对策
—《可再生能源生产技术和产品开发》
(讨论稿)
环保产业发展、现状、问题与对策
—《可再生能源生产技术和产品开发》
目 录
一、可再生能源开发战略意义/3
1、实现可持续发展/4
2、调整能源结构、保护环境/4
3、改善人民生活/5
4、提高能源供给安全/5
5、开辟新的经济增长点、拉动就业、构建和谐社会/5
二、可再生能源发展现状/6
1、可再生能源概述/6
2、可再生能源资源及分布/7
3、可再生能源产业发展政策/11
4、国际、国内及新疆可再生能源产业发展现状/11
5、可再生能源利用发展技术水平/27
三、发展中存在的问题/29
1、政策因素/29
2、技术水平/30
四、战略对策/31
1、政策环境/31
2、扩大市场开放35
3、加强人才培养/36
4、培育可再生能源利用技术创新基地/36
环保产业发展、现状、问题与对策
—《可再生能源生产技术和产品开发》
一、可再生能源开发战略意义
能源短缺和环境污染已成为全球性的两大危机,严重威胁着人类的生存和发展。人类对大自然的长期掠夺,已经严重破坏了大自然的平衡,地壳中剩下的石油可供开采40年,天然气67年,煤炭164年。资源的日益枯竭导致国际间的资源争夺战愈演愈烈,能源甚至成为发动现代战争的根本目的,20世纪两次大的石油危机,使人们认识到寻求和发展可以替代化石能源的其他能源的重要性和紧迫性。同时,长期使用煤炭等能源所产生的环境污染给人们带来了无尽的困扰、严重威胁到人类的生存。大气污染造成大气中的二氧化碳含量增加,据计算,二氧化碳每增加1倍将使全球温度升高1.5~3。C。
中国一次能源需求构成
能源构成
2000
2010
2020
煤炭
66.10%
68.37%
60.66%
石油
24.60%
21.10%
24.30%
天然气
2.50%
5.12%
7.95%
水电
5.80%
3.23%
3.49%
核电
0.67%
1.55%
2.80%
其他
0.33%
0.67%
0.81%
总计(亿吨标准煤)
13
24
30
开发可再生能源具有以下战略意义:
1、实现可持续发展
能源是人力社会赖以生存的物质基础,是经济和社会发展的重要资源。工业革命以前,人们利用能源主要是生物质能等传统的可再生能源。工业革命以后,煤炭、石油、天然气等化石能源快速发展,逐渐成为生产生活的主导能源,对推动世界经济发展和人类社会进步发挥了巨大作用,但化石能源不可再生,大规模开发利用,资源迅速消耗,同时也带来气候变化、生态破坏等严重的生态环境问题,直接威胁人类的可持续发展。
可再生能源资源丰富,使用方便,可循利用,而且没有污染,不会改变气候。作为一个人口众多、幅员辽阔,经济持续增长,能源利用率较低的发展中国家,中国是否能实现可持续发展对全球的可持续发展具有举足轻重的作用,据专家推算,每利用一吨可再生资源,可以节约原生资源120吨,少产生垃圾和废水10吨,增加产值约3000元人民币,利润500元。
2、调整能源结构、保护环境
中国是一个以煤炭为主的发展大国,煤在一次能源中占60%以上。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划和建议》中明确提出,在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上,实现2010年人均国内生产总值比2000年翻一番。为实现上述目标,能源供应至少要翻一番,要满足如此巨大的需求量,国内石油一半以上靠进口,煤炭业接近开采极限,因此要保证能源供应必须调整能源结构,大规模开发可再生能源资源。
全世界空气污染最严重的10个城市中,中国就占了7个,中国环境的好坏直接影响到全人类的共同家园。开发可再生能源,可以减少温室气体排放,减缓气候变化。
3、改善人民生活
积极发展可再生能源是解决农村能源的重要措施之一。中国无电贫困人口大多居住在西部的边远、欠发达地区,我国西部可再生能源资源丰富,占全国可再生能源资源总量的70%以上,因地制宜开发利用可再生能源,对促进地区经济发展,保障社会稳定具有重要意义。
4、提高能源供给安全
可再生能源属于本地资源,不仅可转化为电力,还可以转换为代油的液体燃料,如乙醇燃料、生物柴油和氢燃料。利用可再生能源,可以减少对从政治不稳定地区进口能源的依赖,可以降低能源进口的财政负担。
5、开辟新的经济增长点、拉动就业、构建和谐社会
没有能源就没有经济的发展,大力发展可再生能源可以带动传统制造业的发展,拉动就业,帮助贫困地区脱贫致富。发展可再生能源利用产业几乎涉及所有的行业,如果可再生能源产业能够得到健康快速发展,可以带动其他相关产业的快速发展,并创造大量就业岗位,专家介绍,每运用可再生能源替代常规能源为1000万平方米的建筑物供暖(冷),就会增加30多亿的产值,带动15亿的传统制造业增长。美国的实践证明,可再生能源发电比传统能源发电方式劳动密集程度要高,据美国全球观察研究所的一项报告,10亿千瓦时发电量,用煤炭或核燃料只提供100~116个工作岗位,太阳能电站可以提供248个工作岗位,风电厂则可提供542个工作岗位。
二、可再生能源发展现状
1、可再生能源概述
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
可再生能源种类及用途
可再生能源种类
用 途
太阳能
光伏发电
太阳能采暖
风能
发电
水能
发电
地热能
地热发电
地热采暖
生物质能
发电
液体燃料
气体燃料
海洋能
发电
2、可再生能源资源及分布
(1)太阳能:新疆太阳能资源十分丰富,全年日照时数为2550~3500小时,日照百分率为60%~80%,年辐射总量达5430~6670MJ/m2,年辐射照度总量比我国同纬度地区高10%~15%,比长江中下游地区高15%~25%,居全国第二位,仅次于西藏高原。全年日照大于6小时的天数为250~325天,日照气温高于10℃的天数普遍在150天以上。
新疆太阳能资源主要分布五大区域太阳能年辐射照度表:
区 域
东疆东部
天山南麓
天山北麓
北疆中部
北疆北部
资 源
丰 富
次 丰 富
较 丰 富
亚 丰 富
亚 丰 富
年辐射量(万千焦/平方米)
660
580~620
540~580
500~540
500~540
从全疆来看,各地气温相差很大,影响太阳能利用的主要因素是环境温度和风沙尘暴。南疆地区,冬季总是阳光普照,晴空万里,极少风雪天气,虽然云雨量少,但多风沙和尘暴,太阳辐射减弱,散射分量增大;北疆1月平均气温在-10℃左右;东疆和北疆地区空气中水分少、晴天多、大气透明度高,虽然总辐射较弱,但是直射分量较大。利用太阳能的最有利季节是夏秋季,不利季节北疆为冬季、南疆为春季。所以,新疆太阳能利用的最有利时节是夏、秋,而不利季节为冬、春。
(2)风能:三大山脉夹两大盆地的地貌,形成了新疆风多、风大的气候特点。
新疆风速分布
地 区
北疆地区
南疆孔雀河以西
南疆孔雀河以东
东疆
年平均风速m/s
2.05~3.5
1.05~2.5
3
4~5
新疆九大风区
序号
风 区
序号
风 区
1
达坂城谷地风区
6
百里风区
2
准噶尔盆地西部风区
7
额尔齐斯河谷西部风区
3
吐鲁番盆地西部风区
8
阿拉山口-艾比湖风区
4
哈密北戈壁风区
9
罗布泊风区
5
哈密南戈壁风区
新疆可开发利用的风区总面积约15.6万平方公里,可开发装机容量为9340万千瓦,年发电约244.7亿千瓦时。
(3)水能:新疆地处祖国西北边陲,位于亚欧大陆腹地,是典型的内陆干旱地区。新疆共有大小河流570多条,湖泊面积5504.5km2,冰川储量2.58万亿m3。全自治区地表水年径流量882亿m3地下水天然补给量为65亿m3。水能资源理论蕴藏量超过3350万kW,居全国第四位。
新疆水资源特点:一是山区降水较为丰富,是众多河流的径流形成区。平原地区和沙漠区降水稀少,蒸发强烈,降水除少量补给地下水外很少或不产生地表径流,是径流散失区和无流区。二是河川径流量年际变化平稳,年内分配极不均匀。春季占年水量的10%~20%,夏季占50%~70%,秋季占10%~20%,冬季占10%以下。三是大部分河流流程短,水量小,年径流不足1亿m3的就有487条,占总径流量的9%左右。四是在新疆的西北部分地表水资源有737.5亿m3,占全疆地表水资源量的93%,而东南部分仅占7%。五是新疆人均占有地表水量为4831m3,是全国人均占有水量的2.4倍,但从单位国土面积产水量来看,仅为5.3万m3/km2,为全国倒数第三位。
(4)地热能:新疆的准噶尔、塔里木、吐哈盆地的热储量相当于2.641亿吨标准煤,地热资源占全国总热储量的19.3%。 新疆地热资源埋藏较深,开发费用较高,对地热田的成因、分布储量研究不够,缺乏基础研究资料影响了新疆对地热资源的开发利用。
(5)生物质能:生物质能利用技术可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三种。生物质来源主要有林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能源种类及用途
生物质能种类
资 源
产 物
用 途
固 体
灌木林、薪炭林、林业剩余物
颗粒燃料
发电、供热
农作物秸秆
生活垃圾
液 体
燃料作物
生物柴油
燃料
乙 醇
气 体
有机废水
乙 炔
发电、燃料、供热
畜禽粪便
农作物秸秆
固体燃料是指将农作物秸秆或林业加工废弃物压缩成颗粒或块状燃料,不仅便于长距离运输,而且热值大幅提高,可代替煤炭在锅炉中直接燃烧进行发电或供热,也可用于解决农村地区的基本生活能源问题。
生物质液体燃料是指将生物质通过有关技术转化为乙醇或柴油,代替石油产品用于驱动运输车辆。
生物质气体燃料是指将生物质通过有关技术转化为沼气或其它合成气,可用于发电、供热或生活能源。
新疆生物质资源可利用量约折合标准煤3000万吨。
3、可再生能源产业发展政策
产 业 政 策 目 录
序号
产 业 政 策
发布实施时间
1
中华人民共和国节能法
1998年01月01日
2
中华人民共和国电力法
1996年04月01日
3
中华人民共和国可再生能源法
2006年01月01日
4
可再生能源中长期发展规划
2007年09月
5
可再生能源电价附加收入调配暂行办法
2007年01月11日
6
可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法
2006年01月01日
7
可再生能源发电有关管理规定
2006年01月05日
8
清洁发展机制项目运行管理办法
2005年10月12日
9
风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法
2004年12月01日
10
可再生能源发展专项资金管理暂行办法
2006年05月30日
11
可再生能源产业发展指导目录
2005年11月29日
12
可再生能源发电费用分摊办法
2006年01月01日
13
可再生能源发展专项资金管理暂行办法
2006年05月30日
14
农业生物质能产业发展规划
2007年05月
4、国际、国内及新疆可再生能源产业发展现状
(1)太阳能;多年来光伏产业一直是世界增长速度最高和最稳定的领域之一。预测今后10年光伏组件的生产将以20%~30%甚至更高的递增速度发展。光伏发电的未来前景已经被愈来愈多的国家政府所认识。许多发达国家和地区纷纷制定光伏发展规划,如到2010年,美国计划累计安装4.6GW(含百万屋顶计划);欧盟计划安装3.7GW(可再生能源白皮书);日本计划累计安装5GW(NEDO日本新阳光计划),其他发展中国家1.5GW,预计世界总累计安装14~15GW。到下世纪中叶,光伏发电将成为人类的基础能源之一。
美国、日本、德国太阳能产业已经从初期的发展阶段上升到大规模生产阶段。
德国:作为对切尔诺贝利核电站灾难的直接反应,德国市政府1986年开始鼓励节能。自20世纪90年代末开始,德国已经在光电研究上投资了17.5亿多美元。德国太阳能产业的兴盛是以法律的保护为基础的。据2000年出台的德国《可再生能源法》,德国的能源公司有义务收购太阳能或者风能发的电,并将其并入公共电网。德国政府的目标是到2010年将可再生能源发电量份额提升至12.5%,2020年提升至20%。据德国太阳能协会统计,德国太阳能行业现在一年的贸易额已达到了60亿美元 。2004年德国新装置了10万台新的太阳能设备并首次超过日本,居世界第一位。
美国:于上个世纪80年代初就由新墨西哥洲的洛斯阿拉莫斯科学实验室编制出版了被动式太阳房设计手册。此外,美国还出版了许多实用的被动式太阳房建筑图集,既介绍成功的设计实例,也有对太阳房原理、构造的详细说明。这些工具书的发行和一些样板示范房屋的建立,对美国公众接受太阳房起到了很好的促进作用。1997年美国宣布"百万屋顶光伏计划",到2010年将安装1000~3000兆瓦太阳电池。
欧盟:1999年欧盟启动"可再生能源起飞运动",其中在太阳能领域计划投资100亿欧元。具体内容为在欧盟内部市场安装65万个光电系统,在发展中国家安装35万个光电系统;安装太阳能集热器达到1500万平方米,重点是生产家用热水、集体太阳能大系统、采暖、城市采暖、空调和工业采暖等五个方面。
日本:日本在太阳能光伏发电方面取得了巨大的成功,通过推行可再生能源配额法和实行强补贴等政策,日本已经成为世界光伏发电的先导。近五年来日本居民光伏屋顶系统年增长率为96.7%,成为目前世界上光伏发电最大的市场。 在太阳能产品普及之初,日本政府还采取了50%的现金补助的计划,使得太阳能产品价格的降低幅度超过50%, 1997年至2004年间,太阳能产品的普及保持着90%的增长率。
印度:印度是世界上最大的太阳能电池模板制造国之一。在印度,太阳能发电应用于不同领域,总容量达到62兆瓦,此外,还出口了总容量为48兆瓦的光伏太阳能产品。在非常规能源的光伏太阳能项目中,印度共安装总容量约29兆瓦,其中包括509894万个太阳能灯、256673个家庭照明系统、47969万个街道照明系统和5000个水泵系统。全国约有3600个偏远的村庄和部落已经通过光伏太阳能系统和电站获得供电。
中国:我国从20世纪80年代就开始实验被动式太阳能的热利用。太阳热水器是我国可再生能源最早形成产业化规模的项目。到2006年底,我国太阳热水器保有量约9,000万平方米,占世界总保有量的75.8%。按每平方米太阳热水器每年替代120公斤标准煤计算,我国太阳热水器每年可替代1,080万吨标准煤,2006年我国太阳热水器产量为1,800万平方米,占世界年产量的66%,比2005年的1,500万平方米增加20%。2006年我国太阳热水器产业年产值200多亿元,销售额300多亿元,出口创汇5,000万美元,全行业提供就业岗位100多万个。
自2004年以来,在国际光伏市场需求的拉动下,我国光伏产业迅速发展。2006年达到世界份额的10%以上,仅次于日本、欧洲,位居世界第三位,我国成为世界光伏产业发展最快的国家之一。 根据不完全的统计,2006年我国太阳电池的生产能力约1,600MW,实际生产约370MW。和2005年太阳电池实际生产145.7MW相比,2006年太阳电池产量增加了1.5倍。
2006年我国光伏产业原材料和市场两头在外的局面仍然没有改变。国产的硅材料生产能力约为400吨,按13吨/MW计算,仅够生产30MW太阳电池。2006年国内市场仅销售了10MW,光伏发电累计装机容量约为80MW,主要是农村电气化(35MW)、通信和工业(28MW)、并网发电(4MW)、其他(13MW)。
新疆新能源股份有限公司是中国最大的太阳能系统集成商之一。在太阳能应用方面,成功开发出5-150KW的模块式大功率太阳能光伏电站系统、太阳能扬水照明综合应用系统、太阳能电池组件、太阳能级硅片等核心技术产品。
新疆早在20世纪70年代末80年代初已经开始太阳能热水器的研究、开发、生产工作,由于受到本地区加工业、材料生产业落后的限制,再加上交通运输线过长和经济落后的影响,发展水平一直滞后于全国。到目前为止新疆还没有一家以硼硅为原料的真空管毛坯管加工企业,所以全玻璃真空管在新疆一直是空白。新疆生产四种类型太阳热水器的企业大多是中小企业,年生产总量约10万平方米,远落后于其他省市。目前,新疆生产真空管热水器(玻璃真空管全部区外购进)的厂家有9个,年生产能力6万平方米,最大的是新疆新能源研究所,年产量仅为3万平方米,其他厂家分布在全疆的库尔勒、阿克苏、喀什、昌吉、石河子、伊犁等地。生产热管热水器(热管全部区外购进)的唯一厂家仅有新疆新能源研究所,年产量仅为0.5万平方米。
(2)风能:国际上在风能的利用方面,无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW,叶轮直径达到126m。风力发电量占全球电量的1%,部分国家及地区已达20%甚至更多。目前,中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行,风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。德国风能利用据全球之首,总装机容量达到1842.8万千瓦,占全球装机总量的三分之一,其次是:西班牙、美国、丹麦、印度。
在丹麦,风力发电为全国提供了20%的电力,这一比例目前为世界第一。
风力发电的领先国家有德国、西班牙、美国、印度、丹麦等,它们同时也是风电设备的制造大国。欧洲是世界上主要的风电市场和设备供应商。2006 年全球风电装机容量7422 万千瓦,其中欧盟25 国总量为4855 万千瓦,占65%。
07年世界风电装机容量前十名
序 号
国 家
装 机 容 量 (MW)
1
德 国
22247
2
美 国
16818
3
西 班 牙
15145
4
印 度
8000
5
中 国
6050
6
丹 麦
3125
7
意 大 利
2726
8
法 国
2454
9
英 国
2389
10
葡 萄 牙
2150
风力发电在可再生能源中技术最为成熟,过去20 年里风力发电成本下降了80%,成为发电成本最接近火电的新能源。这使得风力发电具备了大规模商业化运作的基础。从1997 年-2006 年,全球风电装机容量年平均增长率约为25%。至2006 年底,全球风电装机容量约为7422 万千瓦,当年风电新增装机1500 万千瓦。目前,风力发电量约占世界总电量的1%,预计到2020 年风力发电量比重可升至12%。
我国风力发电始于上世纪80年代,起步早。2007年全国风电装机容量达到605万千瓦,全国已建成61个风电场。目前我国风电发展不仅落后于德国、丹麦这样的发达国家,而且还落后于同为发展中国家的印度,风电发展至今没有取得突破性进展。
新疆作为我国风能资源最丰富、最早开发风能的地区之一,至06年已建成5座风力发电场,风电装机容量达20万千瓦,其中,达坂城风电场总装机容量达到14万千瓦,成为亚洲已建成的最大风力发电地区,新疆也是我国风电装机容量最大的省区,风能利用已由试验示范阶段步入规模化经营。目前,新疆已开发利用的风能仅为理论蕴藏总量的0.02%,风能装机容量为可装机总容量的0.04%,新疆风能资源具有很大的开发价值和潜力。新疆已形成风能发电、风电设备制造和风电项目服务“三大产业”。
2006年中国风电装机量排行
省分
累计风电装机
累计装机排名
06年风电装机
台数
容量(MW)
台数
容量(MW)
内蒙古
668
508890
1
408
343150
河 北
343
325750
2
200
217500
吉 林
303
252710
3
160
143350
辽 宁
334
232260
4
131
104800
广 东
377
211140
5
107
70950
新 疆
329
206610
6
33
25200
台 湾
116
193700
7
46
92000
黑龙江
186
165710
8
116
108400
宁 夏
195
159450
9
62
46500
山 东
161
144699
10
61
60750
新疆金风科技股份有限公司是研究、开发与生产制造大型风力发电机组的企业。2006年在中国风电制造业市场占有率达到33%,位列第一。截至2007年4月,金风科技生产的风力发电机组已经遍布中国11个省区,累计销售风力机2612台,容量为217.26万千瓦。
(3)水能:截止到2006年底,全国水电装机容量达1.25亿kW,年发电量为3,900亿kWh,占全国总发电量的13%。我国水电勘测、设计、施工、安装和设备制造均达到国际水平,并形成了完备的产业体系,但我国水能开发率仅24%左右,大大低于发达国家50-70%的开发利用水平。
根据最新的资料,近20年来国外小水电发展十分有限,除少数发达国家外,迄今规模很小,不成气候.全世界小水电在运行的总装机容量超过10万kW的国家仅27个,其中发展中国家仅7个(中国、巴西、印度、墨西哥、土耳其、巴基斯坦、哥伦比亚)。而且除中国、巴西外,其余5个国家也都不超过100万kW。我国小水电在整个水电和电力工业中均占相当比重(40%与7%左右),在农村电气化和农村经济发展中,也都占有重要地位。与此成鲜明对照的是,在发展中国家,迄今为止小水电的地位仍是微不足道的,小水电在整个水电和电力工业中的比重,发展中国家的平均数仅为1%~3%与百分之零点几。不仅如此,许多农村通电率较高的发展中国家,都不是靠小水电供电的。
中国有1500多个县开发了农村水电,共建成水电站4.8万座。全国农村水电总装机达到3120万kW,年发电量1100亿kW·h,均占全国水电总装机和年发电量的40%。 我国小水电开发程度还很低,仅占可开发资源的28.6%,发电量也仅为全国总发电量的5.5%。
国内小水电开发量及开发率
开发量排名
省
开发量(MW)
开发率排名
省
开发率
1
广东
4740
1
广东
75%
2
四川
4560
2
福建
59%
3
福建
4150
3
浙江
53%
4
云南
2810
4
广西
49%
5
湖南
2810
5
湖北
48%
6
浙江
2290
新疆
1190
新疆
6.5%
新疆水能资源十分丰富,可开发量为1600多万千瓦,其中中小水电资源占可开发量的76%,非常适合中小规模开发,新疆已开发水电装机容量为119万千瓦,开发率仅有6.5%,发展潜力很大。根据国家小水电发展规划,到2010年,全疆小水电累计装机容量要达到138万千瓦,年发电量54亿千瓦时;到2020年,全疆小水电累计装机容量将达到185万千瓦,年发电量72.24亿千瓦时的水平。
(4)地热:地热能利用分为两类:第一类是高温地热利用(温度一般在150℃以上),主要用于发电。第二类是地热直接利用,当地热温度较低时利用(温度一般100℃以下),直接热利用效益较好,且利用范围广。原则上凡是需要热的地方都可以用,目前应用范围主要包括:生活用热水、冬季取暖、工业用热、干燥产品、农业养殖、温室种植、温泉休闲、医疗康复等。世界上有110个国家在开发利用地热能,地热资源利用以及开发以每年12.8%的速率递增,多数国家以高温发电为主。地热电站发展较好的国家如日本、美国、新西兰、墨西哥、菲律宾、印尼、意大利等。美国的地热发电装机容量已达3395兆瓦,日本地热发电约占全国电力的三分之一。国内高温地热资源主要分布在西藏南部和云南、四川的西部。其它地方的地热资源为中低温地热。
全球地热发电及直接利用一览表
国家或
地区
地 热 发 电
直 接 利 用
装机容量
MW
总产量
GW·ha
%
装机容量
MW
总产量
GW·h·a
%
欧盟国家
754
3832
1031
3719
欧洲其它国家
112
471
4089
16058
总计
866
4303
10
5120
19777
52
北美
2849
16249
1908
3984
中\南美
959
6869
总计
3808
23118
53
1908
3984
10
亚洲
2937
13045
30
3075
12225
32
大洋洲
365
2901
6
264
1837
5
非洲
45
390
1
71
355
1
全球总计
8021
43756
100
10438
38178
100
将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好,倍受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取 7740t80℃的热水,供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱,冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源, 用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨 加工厂。
利用地源热泵装机容量国家排名
序号
国 家
装机容量/MWt
装机数量/台
1
美 国
6300
600000
2
瑞 典
2000
200000
3
德 国
560
40000
4
瑞 士
440
25000
5
加 拿 大
435
36000
6
澳 大 利 亚
275
23000
近几年来,地源热泵技术作为一种高效节能的可再生能源技术引起了社会的重视。截止到2006年底,除青海、云南、贵州等少数省区外,其他省区都在不同程度地推广地源热泵技术。全国已经安装地源热泵系统的建筑面积超过了3,000万平方米。北京已经超过了800万平方米,计划到2010年安装到3,500万平方米。沈阳计划到2010年安装6,500万平方米,占全市供暖面积的32.5%。据不完全统计,我国地源热泵市场的年销售额已经超过亿元,并以每年20%的速度增长。作为一种高效节能的可再生能源技术,地源热泵技术近年来引起社会的重视。但地热在能源结构中占的比例还很小,不足0.5%。我国中低温地热资源应用广泛,主要是取暖、洗浴疗养、水产养殖及烘干等直接利用地热资源。
新疆地热利用现在还处于研究试验阶段。
(5)生物质能:
固体类能源:以生物质为燃料的小型热电联产(装机为1—2万千瓦)已成为瑞典和丹麦的重要发电和供热方式。如瑞典2002年的能源消费量为7300万吨标准煤,其中可再生能源为2100万吨标准煤,约占能源消费量的28%,而在可再生能源消费中,生物质能占了55%,主要作为区域供热燃料。如1980年,瑞典区域供热的能源消费90%是油品,而现在主要是依靠生物质燃料。丹麦在生物质直燃发电方面成绩显著。丹麦的BWE公司率先研究开发了秸秆生物燃烧发电技术,迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在BWE公司技术的支持下,1988年丹麦建设了第一座秸秆生物质发电厂,从此生物质燃烧发电技术在丹麦得到了广泛应用。目前,丹麦已建立了130家秸秆发电厂,使生物质成为了丹麦重要的能源。丹麦能源消费量约2800万吨标煤,其中可再生能源为350万吨标准煤,占能源消费的12%。在可再生能源中生物质所占比例为81%。近10年来,丹麦新建设的热电联产项目都是以生物质为燃料,同时,还将过去许多燃煤供热厂改为了燃烧生物质的热电联产项目。目前,国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度,实现了规模化产业经营,以美国、瑞典和奥地利三国为例,生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模,分别占该国一次能源消耗量的4%、16%和10%。
液体类能源:生物柴油应用最多的是欧洲,生产原料主要是菜籽油。欧洲议会免除生物柴油90%的税收,欧洲国家对替代燃料的立法支持,差别税收以及油籽生产的补贴,促进了生物柴油产业的快速发展。目前,欧洲国家生物柴油的产量超过了400万吨,预计到2010年,欧洲国家的生物柴油产量将达到830万吨。德国是生物柴油利用最广泛的国家,目前生产和消费生物柴油l10万吨。美国的产量不及欧盟,但美国能源署计划到2010年,生物柴油的产量超过1200万吨。德国、法国、意大利等国已经在公交领域使用生物柴油。美国已经有多家生物柴油生产厂和供应商,生产原料主要以大豆油为主,年生产生物柴油3O万吨以上,并且生物柴油的税率为零。
巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,2006年,巴西乙醇 产量为170亿公升,出口量为34亿公升。值得关注的是,巴西是世界上燃料乙醇生产成本最低的国家,约合0.2美元/升,而汽油价格为0.6—0.7美元/升。燃料乙醇已经具备相当市场竞争力,目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50%以上,美国的燃料乙醇产量在2000年到2004年5年间从470万吨增加到1000万吨。美国以玉米为原料生产燃料乙醇的成本为0.33美元/升。巴西和美国的合计产量约占了世界燃料乙醇产量的90%。
印度是世界上第二产糖大国,2002年开始开发生物燃料,2003年始,印度政府要求某些邦中的炼油厂在燃料中掺混5%的乙醇。由于这个能源短缺的国家急需改变70%原油需要依赖进口的现状,近几年,印度乙醇的产量不断成倍增加。
中国燃料乙醇生产总量为102万吨,已成为世界第三大生物燃料乙醇生产国。随着中国国内汽油消费量的增加,燃料乙醇生产能力有望继续提高。
新疆在莎车县的几个乡镇种植了大约2万亩制造燃料乙醇的甜高粱,年产30万吨燃料乙醇项目将在5年内建成。
气体类能源:中国和德国是世界上处理农业废弃物沼气工程(含沼气发电工程)发展最快的两个国家。德国还开发了小型沼气燃气发电技术,大大提高了沼气的应用水平, 现在德国的3800多座(其中处理农业废弃物沼气工程约2700座),发电装机容量约970MW(其中处理农业废弃物的沼气发电工程约650MW)。
中国处理农业废弃物的沼气工程数量已达到3556座,比德国同期建造的农业废弃物沼气工程高出800多座,但其工程规模及产生的效益却远不如德国。中国的农业沼气工程平均池容只有283m3/处,池容在100m3以下的小型沼气工程大约占66%;池容在100~1000m3之间的中型沼气工程大约占25%;池容在1000m3以上的大型沼气工程仅占9%左右。而德国沼气工程的平均池容约1000m3/处。另外,就沼气产量和沼气发电量而言,中国农业沼气工程的沼气年总产量只有德国的17.6%,沼气发电工程的装机容量仅为6.7MW,是德国的1%左右,年沼气发电量只有德国的0.16%。
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处,年产沼气约90亿立方米,为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
新疆户用沼气池数量由三年前的不足一万个,迅速增加到目前的六万多个。
新疆农业厅在呼图壁县二十里店镇迪蓝德养殖公司养殖基地建设的沼气发电示范项目日前成功发电。据介绍,此项目是农业部设立西北地区大型沼气生态示范建设项目之一,主要是解决规模养殖业对城市周边和重点水域造成的污染,改善养殖场周边人民群众的生产生活质量。 该项目正常运行后,可解决存栏3000头奶牛场的污染,年处理粪污6万吨,年产有机肥3000吨、沼液肥4万多吨。沼渣和沼液的利用和高效有机肥的生产,将有效推动该地有机、绿色、无公害农业的发展。该项目工程日产沼气180立方米,年发电40万千瓦时。现在村民们只需将家中的牛粪收集起来交到养殖公司的收粪站,就可换取相应的电量。等沼气配送系统完全试行成功,全村的家家户户还可以用管道沼气生火做饭。一年下来,光免费用电、用气、用肥,每户就可以节省1000多元钱。目前,新疆农业厅规划,到2010年将在全疆建立20座—30座这样的沼气循环项目。
5、可再生能源发展技术水平
(1)太阳能:在过去的2006年,尽管高纯多晶硅原料供应延续短缺和价格上扬的局面,世界光伏产业仍然保持了最近5年年均40%以上的高速增长态势,预测2006-2010年世界光伏生产规模仍然保持年均30%以上的增长。2006年世界光伏电池的产量为2158MW。日本仍然是最大的生产国,总产量约占世界产量的40%以上。从技术发展趋势上,多晶硅光电池转化率达到15%,单晶硅光电池转化率是20%,砷化镓光电池是25%,在实验室中特制的砷化镓光电池甚至已高达35%-36%。在各国政府的扶持下,世界太阳能电池产量快速增长。1995-2005年间,全球太阳能电池产量增长了17倍。预计2010年全球太阳能电池的年产量有望达到10400兆瓦,较2005年的年产量增长6.3倍;整个行业的销售收入有望在2005-2010年间,从130亿美元提高至450亿美元,在未来5年内增长3.5倍。同时,受益于规模经济、生产效率和工艺水平的提高,整个产业链的成本都有望下降,行业利润率有望保持在较高水平上。
中国从1958年开始研究光伏电池, 40多年已经在中国安装了1万多千瓦各类光伏系统,约有40多个研究所和大专院校从事光伏电池的材料、器件和应用研究。目前我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%,一般商业电池效率10~13%,与国际蓬勃发展的光伏发电相比,中国落后国际发达国家10~15年,也已明显落后于印度。
新疆光伏技术产品的研制和系统的开发力量严重不足,光伏技术开发人才短缺,自主创新的能力较差,还没有一条光伏电池生产线和光伏电池研发中心,制约了新疆光伏产业的发展。
(2)风能:国际上在风能的利用方面,无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW,叶轮直径达到126m。
目前,国内企业已经基本掌握兆瓦级以下的风电机组制造技术,主要零部件实现国产化。1MW~2MW容量的机组已经研制出多种样机。
我国风电机组龙头制造企业——新疆金风科技公司600~700千瓦风力发电机的国产化率目前已达到96%;今年年初,金风科技公司1.2兆瓦直驱型风机样机成功运行,使新疆风能设备研发制造能力达到国际先进水平。
(3)水能:小水电设备技术水平已有显著提高,主要表现
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