新能源發(fā)展趨勢、前景

從新能源行業(yè)發(fā)展總體情況來看,大部分新能源利用方式始于20世紀70年底,并在90年代開始普及應用,雖然部分技術趨向成熟,但無論從市場擴張速度還是成長前景看,新能源行業(yè)仍然處于生命發(fā)展周期中的成長期,并將在3年左右的時間內陸續(xù)進入成熟期。

由于技術的限制,短期內電力行業(yè)沒有替代品,電力行業(yè)生命周期的問題主要研究對象是各種具體的電源類型,比較的是這些電源類型之間的替代和生命周期。新能源由于具有清潔、可持續(xù)的特性,因此新能源行業(yè)的成熟期持續(xù)時間將較長,即使到了行業(yè)的飽和衰退期,其衰退速度也將很慢。

具體來看,水電行業(yè)歷史悠久,技術已經(jīng)比較成熟,可以看作是步入成熟期的行業(yè);風電產(chǎn)業(yè)在20世紀70年代末起始西歐國家,風電設備行業(yè)克服了“能量不穩(wěn)定”、“轉換效率低”等弱點,在丹麥、德國、西班牙、荷蘭、美國、日本、印度等國家得到廣泛應用,風電設備產(chǎn)業(yè)在部分國家開始飽和,逐步向外技術輸出。從這些特征可以確定,風電設備產(chǎn)業(yè)在先發(fā)國家已經(jīng)進入了成熟期,但在中國、印度等新興國家,風電產(chǎn)業(yè)仍處于快速成長期;太陽能發(fā)電行業(yè)目前在技術研發(fā)、試點應用等方面取得了顯著成效,已經(jīng)脫離了幼稚期,但由于成本仍然過高,限制了技術的推廣應用,可以看作剛剛進入成長期的朝陽產(chǎn)業(yè)。

新能源行業(yè)目前投資成本仍然較高,尤其是大型風電基地、核電站的投資規(guī)模要求很高,行業(yè)存在一定風險,但短期來看,國家新能源發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)的政策對新能源行業(yè)盈利水平提供了基本的保障。雖然風電設備、多晶硅等部分潛在產(chǎn)能過?；虼嬖诘退街貜徒ㄔO的行業(yè)競爭趨向激烈,部分企業(yè)發(fā)展面臨困難。但在2020年前,在國家節(jié)能減排及能源結構調整的大背景下,新能源行業(yè)均將保持在景氣區(qū)間,行業(yè)盈利水平有望持續(xù)提高。

一、中國能源行業(yè)發(fā)展歷史

2003年-2012年,我國一次能源消費總量增長率%,其中傳統(tǒng)能源增長%,新能源增長%;由此我們可以看到中國的一次能源消費結構正在發(fā)生著改變。然而,其改變的進程相對緩慢,中國的能源危機還是愈發(fā)的走向了邊緣。從下面這組數(shù)據(jù)中,我們可以看到傳統(tǒng)能源占主導地位的一次能源消費

模式已經(jīng)走到了盡頭,新能源的廣泛利用才是解決能源危機的出口。眾所周知,中國是富煤、缺油、少氣的資源條件,然而從2009年起我國從煤炭出口大國變?yōu)榱藘暨M口國,到2012年煤炭的對外依存度已經(jīng)高達14%。原油對外依存度更是節(jié)節(jié)攀升,從2003年的36%到達2012年的%;從2006年開始我國成為天然氣凈進口國,且凈進口量持續(xù)增加,國內天然氣供不應求,2008-2012年凈進口量年均復合增速為%,2012年達到億立方米,對外依存度高達28%。我國能源消費結構亟待優(yōu)化,必須改變過于依賴石油和煤炭的現(xiàn)狀,加大對天然氣、核電和其他新能源的開發(fā)使用力度,這不僅有利于節(jié)能減排,也是我國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。

二、中國新能源發(fā)展現(xiàn)狀

新能源在我國發(fā)展至今,主要有如下幾種發(fā)展形勢;

1.潔凈煤技術

由于我國煤炭在能源中的重要地位,今后一段時期內,煤炭仍將是我國主要的一次能源,最直接也是最重要的就是煤炭的清潔燃燒。目前比較成熟的的潔凈煤技術主要包括:型煤、洗選煤、動力配煤、水煤漿、煤炭氣化、煤炭液化、潔凈燃燒和發(fā)電技術等。

2.核電

核能是清潔的能源。核電目前是我國主要的發(fā)電來源之一,地位僅次于煤炭和水電。目前中國核電在建規(guī)模居全球第一:在建核電機組30臺,總裝機容量3281萬千瓦,占全球的;2020年中國在運核電裝機規(guī)模將居全球第三,達到5800萬千瓦,在建3000萬千瓦,僅次于美國和法國。我國政府規(guī)劃是到2020年,每年核發(fā)電能力,從目前的8700兆瓦,增加到4萬兆瓦,意味著2006~2020年的14年里,中國將增建30座核電廠。

3.太陽能

太陽能是清潔可再生的能源,目前已在我國得到較大范圍的使用,主要體現(xiàn)為太陽能熱水器的普及使用。在山東等地,太陽能產(chǎn)業(yè)正得到快速發(fā)展,許多技術如太陽能電池等也日臻成熟。

4.生物質能

是指由生命物質排泄和代謝出的有機物質所蘊含的能量,我國生物質能儲量豐富,70的儲量在廣大的農(nóng)村,應用也是主要在農(nóng)村地區(qū)。目前已經(jīng)有相當多的地區(qū)正在推廣和示范農(nóng)村沼氣技術,技術簡單成熟,正在逐步得到推廣。我國在生物柴油研究方面也得到快速發(fā)展,在福建、四川等地已經(jīng)建有小規(guī)模的生物柴油生產(chǎn)基地,2009年12月和2010年3月,中海油先后建成年產(chǎn)6萬噸和27萬噸的生物柴油裝置,生產(chǎn)的生物柴油可以按照5%的比例勾兌進石油柴油中,這是我國首個加入到石油柴油中的生物柴油項目。

5.水能

水能在我國早已得到大規(guī)模的使用,主要用途是發(fā)電。較早期的有小浪底水電站,劉家峽水電站等;規(guī)模較大的如三峽水電站等。這些水電站為我國的經(jīng)濟建設提供能源保障作出了巨大貢獻。

6.風能

我國風能資源較為豐富,風能在我國的利用也較為成熟。據(jù)中國風電發(fā)展報告指出,如果充分開發(fā),中國有能力在2020年實現(xiàn)4000萬千瓦的風電裝機容量,風電將超過核電成為中國第三大主力發(fā)電電源。在我國甘肅等風能資源豐富的地區(qū)有較大規(guī)模的應用。

7.地熱能

我國地熱資源豐富,已發(fā)現(xiàn)溫泉有3000多處。地熱應用前景廣闊,主要指的是有效利用地下蒸汽和地熱水,用途可以發(fā)電、供暖等。受資源所限,地熱發(fā)電站主要集中在西藏地區(qū)。在其他地區(qū),地熱也正得到越來越廣泛的應用。山東省商河縣已經(jīng)建成的溫泉別墅就是利用地熱供暖,效果良好。

8.潮汐能

潮汐能是一種海洋能,由于太陽、月球對地球的引力以及地球的自轉導致海水潮漲和潮落形成的水的勢能。我國海岸線綿長,潮汐能豐富,主要集中在浙江,福建,廣東和遼寧等省。我國潮汐能發(fā)展已有40多年的歷史,建成并長期運行的潮汐電站八座,最大的是溫嶺市江廈潮汐試驗電站。

9.氫能

氫能是一種新型的清潔能源,世界范圍內正在掀起很熱的研究高潮。我國十分重視氫能技術的開發(fā)和利用,《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年》提出要重點發(fā)展氫能的制造、運輸、儲存等技術。我國在氫能研究領域已經(jīng)取得很多重要成果,燃料電池,燃料汽車技術都已成熟

三、新能源并網(wǎng)發(fā)電中所遇到的問題

1.由于受天氣、環(huán)境溫度、光伏板安裝位置等因素影響,光伏電站的輸出功率會有所變化,最大變化率甚至超過額定量的10%,因此產(chǎn)生了發(fā)電量的不穩(wěn)定問題,會對饋入電網(wǎng)的諧波產(chǎn)生影響。

2.光伏電站的并網(wǎng)需要應用到逆變器,這一產(chǎn)品的控制技術與光伏發(fā)電饋入電網(wǎng)的品質也密切相關。目前,為最大利用逆變器容量和最大發(fā)電量,廠家會將并網(wǎng)逆變器的功率因數(shù)設定在。但隨著光伏電站裝機容量的增加,由于光伏發(fā)電的功率波動性,逆變器的高功率因數(shù)運行對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成威脅,有功不變時,無功幾乎不能調節(jié),需要額外的無功來維持電壓。另外,逆變器輸出輕載時,諧波會明顯變大,在10%額定出力以下時,電流的總諧波畸變率甚至會達到20%以上。

3.光伏發(fā)電功率隨日照強度變化對電網(wǎng)負荷特性產(chǎn)生影響,它的接入改變了電網(wǎng)潮流方向,將對現(xiàn)有電網(wǎng)的規(guī)劃、調度運行方式產(chǎn)生影響。而且光伏發(fā)電單位不具有調度自動化功能,加大了電網(wǎng)控制與調度運行的難度。若大量光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)終端,將加劇電壓波動,可能引起電壓/無功調節(jié)裝置的頻繁動作;而若高比例光伏發(fā)電系統(tǒng)引入,將使得配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的單電源輻射狀網(wǎng)絡變成雙端甚至多端網(wǎng)絡,從而改變故障電流的大小、持續(xù)時間等,影響到系統(tǒng)的保護。

四.新能源發(fā)電的概念,及對中國未來的發(fā)展

趨勢的預計

新能源是相對于常規(guī)能源而言。常規(guī)能源是目前各國電力工業(yè)廣泛使用的礦物燃料發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。目前已經(jīng)開始使用或正在開發(fā)使用的新能源有:海洋能發(fā)電、地熱發(fā)電、太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、生物質能發(fā)電和其他能源發(fā)電。其實,這一類所謂新能源在人類古老的時代早已被利用,現(xiàn)在只不過是在高新技術的基礎上加以開發(fā)和利用。

新能源是屬于可再生能源,它們共同的特點是:能源密度低、蘊藏的分散性、間隙性、隨機性。因此它們的開發(fā)和利用受到一定的限制,在技術上也有一定的難度。但新能源又是屬于清潔能源,它們的開發(fā)利用不會污染環(huán)境。而化石能源的生產(chǎn)和消費正在改變著全球的氣候,環(huán)境問題將對能源的供應產(chǎn)生重大的影響。因此,大力開發(fā)利用新能源和可再生能源將是各國未來能源政策的重大選擇。

我國新能源發(fā)電起步較晚,但發(fā)展勢頭迅猛,在國家政策大力扶持下已逐步接近國際水平。雖然近期我國還應堅持以火力發(fā)電為主、以新能源發(fā)電為輔的政策,但在不久的將來,新能源發(fā)電一定會在我國整個電力系統(tǒng)中占據(jù)一席之地。

五、結束語

在當今社會,沒有哪一種科學技術或解決方案,能夠獨立的解決全球碳排放問題,而是必須與運輸業(yè)、制造業(yè)、能源行業(yè)、農(nóng)林業(yè)、房地產(chǎn)、金融業(yè)等相互結合技術,才能使之可行。能源消耗與經(jīng)濟增長相輔相成,因此積極開拓、發(fā)展并加速新能源技術應用成為必然選擇。