可再生能源概念范文

時間:2023-12-15 17:55:28

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可再生能源概念

篇1

中央的提法是,可再生能源將在2030年能發揮“重要替代”作用;2050才能“成為主要能源的重要組成部分”。業界看來,可再生能源的成本高昂,電價很貴,風電和光伏的核準電價都比火力發電價格高得多;從技術上看,可再生能源還有比較大的改進空間。

首先,從中國可再生能源的發展現狀來看,中央制定的政策相對比較謹慎。

中央政府對于可再生能源的發展有幾個具體的思路。其一是財政補貼,類似“金太陽計劃”,每瓦補助十至二十幾元,更有效的辦法是把高于現有電價的差價用電網分攤,每個電力用戶負擔一點義務。目前的政策是每度電里拿出4厘錢補貼可再生能源發電。

然而,這個支持政策會受到中央財力的約束。按這個補貼規模計算,在2009年,全國最多可以拿出100多億元補貼可再生能源發電,這遠遠不及可再生能源的發展速度。

在財政補貼之外,中央對于可再生能源,給予了一定的政策空間和限制。

為了保障可再生能源的有序發展,國家制定了《可再生能源法》,同時制定了總體規劃,設定總量目標。最近,有關部門正在完善的《戰略性新興產業規劃》中提及,到2020年,風力發電的裝機容量是1.5億千瓦,光伏發電的裝機容量將是2000萬千瓦。

政策的制定,是向社會公布國家設定的可再生能源的總量目標是多大。這意味著國家給出了多大的市場空間,也表示國家支持什么,限制什么。如果不按照這個目標而過于擴張,國家的財政能力會進行限制,可能就會走起來碰到困難。

例如,按照《可再生能源法》,國家在總量目標規劃范圍內有全額保障性收購計劃,超過了總量目標,政府就沒能力收購了,政府強調規劃的背后,是可再生能源的發展,要和國情能力匹配。

其次,我們必須同時正視,從可再生能源發展的實踐中看,地方政府明顯有些激進。

截至目前,可再生能源已經締造了很多遭到地方政府瘋搶的全新概念,比如“風電三峽”、“中國太陽城”等等。

現在各地政府發展可再生能源的步子明顯偏快,全國各地都在搞新能源產業基地,已經搞了100多個了,而且規模都非常龐大,每個都要做成國內乃至世界一流的,這就脫離了國情,脫離了市場的容納能力。

這一方面表明了可再生能源熱潮在持續升溫,另一方面也預示著地方和中央兩方面的可再生能源發展,形成了一定的溫差。地方的熱情明顯高于中央政策,很多地方甚至沒有搞清楚可再生能源的現狀就盲目上馬項目。

地方的沖動,有可能導致可再生能源將經歷相對過剩的過程。

再次,應該用市場化的手段調解可再生能源發展速度和規模,行政支持應更多地運用到規劃和技術研究等方面。

中國發展可再生能源,主要措施是擴大產能,拼命擴張,在核心技術發展方面卻做得不夠。

從中央的政策層面看,應該考慮如在國情許可的前提下,培育可再生能源的市場。用市場化的手段調解可再生能源發展速度和規模。

政府應該在可再生能源規劃和研究等方面,投入更多的支持。

目前,我國對可再生能源的研究力度遠遠不夠。當然,當前還有煤炭、石油等大塊能源的現實問題要解決。但對待可再生能源仍然需要滿腔熱忱,要投入更多的關照和支持。

篇2

關鍵詞:環保節能再生能源開發利用

中圖分類號:TE08文獻標識碼: A 文章編號:

一、相關概念闡述

(一)環保

環境保護是利用環境科學的理論和方法,協調人類與環境的關系,解決各種問題,保護和改善環境的一切人類活動的總稱。是通過行政、法律、經濟、科學技術等多方措施,進行自然資源的合理利用、防止環境被污染和破壞、保持和發展生態平衡、擴大有用自然資源的再生產,以保證人類社會的發展。

(二)節能

節能是采用技術上可行、經濟上合理及環境和社會可以承受的措施,減少從能源生產到消費各環節中的損失和浪費,有效地利用能源。即在現有技術基礎上可以實行、經濟投入產出比合適、滿足不超過環境污染限制指標及不影響正常生產與生活水平提高的社會要求的同時,有效地降低能源的損失與浪費。

(三)再生能源

再生能源是包括生物質能源、太陽能、光能、風能、水能、潮汐能、地熱能及沼氣等可以再生的能源總稱。

二、我國的生態環境問題及環保節能措施

(一)我國的生態環境問題

目前,我國以城市為中心的環境污染不斷加劇,并蔓延向農村。森林減少、草原退化、沙漠擴大、水土流失、物種滅絕等生態破壞問題日趨嚴重。極大地影響了社會的安定、公眾的健康,制約了國民經濟的發展。

嚴重的大氣污染,表現在全國城市大氣總懸浮微粒濃度年日均值達320微克/立方米,污染嚴重的城市超過800微克/立方米,高出世界衛生組織標準近10倍;全國酸雨覆蓋面積已占國土面積的29%。突出的水污染問題,使全國七大水系近一半的監測河段污染嚴重,86%的城市河段水質超標。一些河段甚至完全喪失了使用價值。各地由于水污染導致的停工、停產及糾紛事件頻頻發生。 全國有2/3的城市居民生活在超標的噪聲環境中;工業固體廢物和生活垃圾已累積70億噸,仍以每年六、七噸的速度增加;隨意堆放的未處置的危險廢物成為環境污染的重大隱患。

盲目發展污染重的企業和不合理資源開發,嚴重污染和破壞了生態環境,加劇了植被破壞、水土流失和土地沙化,一些生態環境脆弱地區,甚至陷于人畜無飲水、草木難生長的境地。

(二)環保節能的措施

盡可能減少能源消耗量,增加投入與產出比收益。從開發能源資源、電力、蒸汽、煤氣輸送及各種成品油、副產煤氣等二次能源的配轉換或加工,直到用戶消費過程中的各個環節,都有具體的節能行動。

1、節能排減

國家在頒布的《中華人民共和國節約能源法》中提出了“節約資源是我國的基本國策。國家實施節約與開發并舉、把節約放在首位的能源發展戰略。”

在實施中,針對經濟結構不合理、增長方式粗放、溫室氣體排放引起的全球氣候變暖等原因導致的自然環境破壞、生存環境污染、資源的耗費等嚴重問題,從調整產業結構,轉變增長方式,發展循環經濟,強化技術創新,節約煤、電、石油、天然氣等能源,減少大氣污染等節能減排工作入手,通過政府帶頭發揮節能表率作用、以宣傳提高全民節約意識、調整控制和優化結構增量、全面實施污染防治重點工程、創新發展循環經濟、加快科技開發和推廣、強化節能減排管理、要求高耗能企業采取節能措施、加大監督檢查執法力度、完善激勵和約束機制政策等措施,堅持節約、清潔、安全發展,實現國民經濟穩定、健康發展。

2、水處理

自然生態被破壞和水污染造成的水資源匱乏,嚴重地威脅著人類和生物的生存。采用物理、化學手段,根據特定用途,通過對水的沉降、過濾、混凝、絮凝、緩蝕、阻垢等水質調理過程,進行污水和飲用水處理,去除水中不需要的或有害生產、生活的物質,使之達到相關要求的水質標準,以用于需要的領域;嘗試正向滲透法,進行海水淡化、脫鹽的水純化。這些舉措使人類水資源緊張問題得以緩解和解決。

3、日常生活中的節能環保

包括工業生產、日常生活中環保節能理念的滲透,種種環保節能行為,如節約用電、用水、使用節能家電和應用環保節能材料、物質回收再生利用等。

4、以發展環保產業促進環保節能

從2007年開始,環保支出科目被正式納入國家財政預算,政府對環保工作提出了新思路、新對策,特別是要通過建立市場機制,運用各種投入少、見效快的經濟手段,促進清潔生產型和污染源控制型環保產業及循環經濟的發展。

我國水污染與大氣污染治理設備、固體廢棄物處理處置設備、噪音控制設備、放射性與電磁波污染防護設備、環保監測分析儀器、環保藥劑等環保設備和產品的生產與經營規模在逐步擴大;廢氣、廢渣、廢液(水)等廢棄資源的處理再利用,廢舊物資回收再生產利用等資源綜合利用;為環境保護提供技術、管理與工程設計和施工等環境服務等環保節能產業體系日趨形成,在有效地減輕了我國環境生態壓力的同時,也促使我國環保產業走向蓬勃發展。

三、再生能源的開發利用

資源緊張與能源消耗需求大的矛盾問題,嚴重影響在我國經濟的可持續發展。為促進經濟持續平穩增長,國家在“十一五”期間將把新能源作為重點產業加以發展,明確提出:“加快發展風能、太陽能、生物質能等可再生能源。”

(一)我國現有可再生能源資源量

我國可再生能源資源豐富、分布廣、可開發利用潛力大,能部分替代煤炭、石油與天然氣等能源,滿足發電、供氣、供熱、制取液體燃料等多種用途。1、我國太陽能資源豐富地區占國土面積96%以上,每年地表吸收太陽能相當于17000億噸標煤能量。

2、全國風能資源總量理論估計為16億千瓦,現有條件可開發利用量達2.53億千瓦。

3、可開發水能資源總量約6億千瓦左右,現有技術可開發量達5億千瓦以上,年可供電量2.5萬億千瓦時,折合8.6 億噸標煤。

4、現有生物質能資源的農作物秸稈年產出量近7億噸,可直接用作生活燃料的約2.5 億噸,薪材實際采伐量可達2.3億噸。畜禽糞便及工業有機廢水等資源也極具開發潛力。

5、可開發利用海洋能資源的潮汐能資源約2200萬千瓦,波浪能與潮流能的理論資源量分別為1300萬千瓦和1400萬千瓦。

6、地熱可采儲量相當于4626億噸標煤,資源潛力占全球總量的7.9%。目前已探明的高溫地熱資源潛力為582 萬千瓦,發電潛力在300~400億千瓦時/年;中低溫地熱資源可利用量相當864億千瓦時/年發電量,總計折合約5000萬噸標煤的年產能量。

(二)我國可再生能源開發利用面臨的問題

1、成本問題

現階段的生產制造技術滯后、規模小、項目開發不合理、行業惡性競爭等原因致使我國可再生能源生產成本居高不下。如江蘇生物質發電項目的重復建設,造成多家生物質直燃發電廠爭奪當地燃料資源,稻草價格由140 元/ 噸攀升到250 元/噸,成本大幅增加。

2、技術問題

目前,我國仍處于大多數技術水平低、設備制造能力弱、技術研發能力缺乏、技術與設備生產依賴進口等新能源與可再生能源發展的初期階段。且可再生能源資源評價、開發技術標準、產品檢測及認證等體系尚需完善,支撐可再生能源產業發展的技術服務體系尚未形成。也急需培養更多的相關技術人才以滿足需要。

3、市場問題

受限于再生能源的季節性與不穩定性,可再生能源市場需求不穩定,影響了可再生能源市場穩定、持續健康發展。

4、政策及法律問題

現有的《可再生能源法》過于原則化,執行效果不理想。在具體實施一些鼓勵可再生能源發展的稅收優惠政策、財政貼息政策、研究開發政策時,由于所制定政策缺少相應機制、發展政策體系不完整、相關政策間缺乏協調性和穩定性,加之各級管理部門協調不利,重復建設造成資金分散,削弱了國家宏觀調控力度。

(三)可再生能源的開發利用對策

1、鼓勵可再生能源創新科技

國家將可再生能源的關鍵技術列入“863”、“973”計劃和“十一五”規劃,并取得了一些重大技術突破;各級政府扶植和鼓勵企業同相關科研院所聯合,研發具有自主知識產權的可再生能源技術,促進了我國基于科技創新的可再生能源產業發展。

2、以經濟手段促進可再生能源發展

通過給予稅收優惠、投資補貼及產出補貼政策,對開發和利用新技術有效降低成本的企業,給予相應的稅收優惠、直補或貼息貸款補貼。可有效促進再生能源產業規模擴大及生產能力增強,使之盡快發展。

3、建立促進可再生能源產業體系發展的有效機制

建立政府推動下的可再生能源市場需求與競爭機制及可再生能源產業服務體系,采取政府鼓勵與市場引導結合的方式,促進可再生能源的技術進步與產業化發展。

通過設立可再生能源研究的綜合性開發機構,整合現有可再生能源技術資源、完善技術與產業服務體系、加強人才培養,提高可再生能源技術創新和產業服務水平;通過建立質量認證體系、風險預警機制、優化特許權招標制度等,對可再生能源及相關產業科技進行規范和調控。

4、提高全社會發展可再生能源的認識

國家各有關部門及各級地方政府,應將發展可再生能源納入建設資源節約型、環境友好型社會的考核指標;通過加強全社會科普教育,樹立生態文明的能源消費新觀念;通過授予自愿認購高價格可再生能源的單位及個人綠色能源標識、節能標識及對企業環保評級等方式,提高廣大公眾可再生能源利用的積極性。5、完善、執行可再生能源相關法律、法規及政策

對現有的《可再生能源法》細則逐步完善,適時出臺與之相配套的行政法規、規章、技術規范及相應的發展規劃,用法律形式確定鼓勵可再生能源技術研究和開發利用的政策。如可再生能源技術研究、開發與商業化過程中資金投入與價格優惠、稅收減免等方面的規定。

同時以制定各類可再生能源開發利用的技術與產品標準,規范市場運行;以相應的懲罰措施,懲治違反相關法律法規的行為,保障立法的有效性。

結論:

總之,通過加強政府政策支持力度,健全促進可再生能源發展的制度、法律、政策體系和社會機制,能有效地促進我國節能環保和可再生能源開發利用事業的健康持續發展。

參考文獻:

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[4]蔡璐 閆笑非.當前我國可再生能源利用情況與問題研究[J].消費導刊·理論版2009(9)

篇3

Abstract: “People's Republic of China Renewable energy source Law”started in January 1, 2006 to implement its executive regulation officially also in the formulation, but how the present can cause the renewable energy source law to carry out the tangible? How to cause the renewable energy source law to become truly occupies world population 1/4 China to move toward the sustainable development the weights? This article will carry on to this law discusses shallowly.

關鍵詞:可再生資源法 現狀 深思 不足 見解

key words: The renewable resources law present situation thinks deeply insufficient opinion

一、 概念及我國能源現狀

2005年初通過的《可再生能源法》,已于2006年1月1日正式實施。所謂可再生能源,是指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源。

我國常規能源的儲備和使用情況主要表現在兩個方面:

(一)浪費極其嚴重,單位產品能源消耗巨大

在能源極度緊缺的情況下,我國卻存在著能源利用的低效率和能源資源的高浪費。我國單位產出的能耗和資源消耗水平明顯高于國際先進水平,火電供電煤耗高達22.5%,大中型鋼鐵企業噸鋼能耗高達21%,水泥生產綜合能耗高達45%,乙烯生產綜合能耗高達31%,建筑物能耗是同緯度國家的3-4倍。初步統計,我國能源利用總效率約為32%,比發達國家低10個百分點以上,資源產出效率大大低于國際先進水平,每噸標準煤的產出效率相當于美國的28.6%,歐盟的16.8%,日本的10.3%。能源利用效率低下,能源浪費嚴重是影響可持續發展的重大問題,也是必須認真研究解決的關鍵問題。

(二) 能源匱乏、污染嚴重

1、 環境污染嚴重,能源結構失衡。我國目前的能源消耗中,仍以煤炭為主,煤炭消費占我國能源消費的67%,煤炭開采帶來的生態、環境問題,以及燃煤造成的大氣環境污染,煤炭資源的嚴重浪費,特別是大量以終端直接燃燒方式消費煤炭,是造成大氣環境污染的主要原因。

2、 資源嚴重缺乏,人均水平偏低。我們現在除了煤炭資源相對豐富以外,石油、天然氣資源的人均量都非常少,分別只占世界人均量的10%和5%,即使煤炭也僅占60%~70%。從長遠來看,能源資源不足是中國能源發展面臨的最大問題,據估算,中國的煤和油可供開采和使用的年限已不足50年

因此,可在省能源是我國可持續發展的首要之選。

二、深思和不足

在整個中國,甚至整個人類,面對資源、面對能源,都面臨著那個熱水鍋中的青娃的危險!全人類的發展進步都建立在消耗子孫后代的不可再生資源基礎之上,一旦我們耗竭完不可再生資源而可再生資源我們又沒有把握,那么人類可能加速走向滅亡。因此我們如何面對中國的可再生能源發展戰略,形勢刻不容緩。

可再生能源法在實施過程中,對違反本法的行為如何強制制裁,沒有明確的規定,可再生能源法的具體實施細則還沒有出臺,但再生能源法本身尚存在著“法不責重”等細節問題,這就可能導致再生能源法成為第二部節能法,對現時并沒有起到太大的促進作用。如此導致的結果將是嚴重的,因此,必須對再生能源法的實施細則加以明確的關注,急切期盼具體使用的實施細則的出臺。

三、見解和對策

(一) 觀念和認識要跟上,可以多多借鑒國外經驗

我國常規能源探明總資源量約8200億噸標準煤,探明剩余可采總儲量1500億噸標準煤,約占世界探明剩余可采總儲量的10%。我國水能資源較為豐富,理論蘊藏量和經濟可開發量均居世界首位,經濟可開發裝機容量約3.9億kW,年發電量約1.7萬億kwh,但水能資源的開發也受到環境、淹沒、移民等多種因素的制約。從長遠來看,能源資源不足是中國能源發展面臨的最大問題。因此,我們從觀念上認識到循環能源的重要性,要做到為子孫后代考慮,提前進入可再生能源時代。在這方面我們自身存在不足,但是國外走在我們前面,我們可以借鑒:

我們來看看世界上在這方面走在前列的國家是怎么處理這個問題的,首先以瑞典為例,該國計劃2020年完全不再用石油。該國正計劃用15年時間成為世界第一個不依靠石油的國家,而且還不需要增建核電廠。拋棄石油將使瑞典在世界“綠色聯盟”中名列榜首。在其他國家中,巴西則計劃于5年內依靠主要從甘蔗中產生的乙醇驅動其80%的運輸船只。冰島計劃于2050年前使其全部汽車和船只用氫驅動,這種氫產生于可恢復能源所發的電。

(二) 政府一定要帶頭,宣傳示范一個不能少

1、 在輿論宣傳方面,給予強力推廣:呼吁國民可再生能源要與常規能源和其他產業同等對待。

2、 政府示范,采取行政措施重點支持:

(a) 國家要大金額大力度支持技改、支持可再生能源新技術產業化、支持國家標準制定。

(b)國家要大金額大力度支持新技術開發應用。

(c)稅收金融的優惠:在稅收和資金方面給予大力扶持。

3、加快具體實施細則的出臺,給可再生資源的開發和利用提供一個良好的成長環境。

四、結論

從最初的議案提出到具體實施,伴隨這個從立法角度來看并不長甚至還可以說有點快的法律來說,隱藏在它背后的不僅僅是中國常規能源的日益匱乏無法支撐經濟社會進一步發展的無奈局面,更是中國保證自身能源戰略安全、實現經濟可持續發展、建設和諧社會的必然要求。雖然在《可再生能源法》實施后,新能源的發展還是可能面臨很多的問題,如配套的行政法規、相關的技術標準和發展規劃需要盡快研究制定,各項有關的經濟優惠政策也要盡快落實,但毋庸諱言,隨著中國巨大的可再生能源市場啟動,官方和民間的共同發力,中國的可再生能源產業發展將迎來自己的春天。因此,我們期盼一個《可再生能源法實施細則》,在內容、目標、措施等方面對可再生資源產業予以“關照”,加速實現能源更替的夢想!

參考文獻:

篇4

德國當年6月做出的到2022年逐步淘汰核能應用的決策刺激了周邊支持核能應用的鄰國。其他歐洲國家還沒有表態他們是否會仿效德國的決策;核能支持者無法想象一個沒有核能的世界。意大利最近一次公投顯示大部分民眾反對核能應用,對這項高風險技術越來越強的反對力量將決定歐洲在經濟和生態方面的未來。

切爾諾貝利事故發生后,德國逐步淘汰核能的想法就已經開始醞釀。過去幾十年間,反核人士連同他們在綠黨中的政治代表一道,成功地動員了數十萬抗議者。2000年,越來越強的政治壓力最終導致德國政府和能源企業達成共識,同意將核電廠的壽命限制在32年之內。

安格拉?默克爾總理的政府曾于2010年退出這項協議,但福島事故迫使當局重新思考―并永久叫停核能應用政策。德國的能源政策如今再次取決于可再生能源未來的部署情況。比方說社會民主綠黨政府2000年推出的《可再生能源法》使得德國替代能源領域的發展超出了所有人的預期,現在已經在德國用電總量中占據了20%的份額。

雖然德國正朝著正確的方向發展,但法國和捷克等鄰國核電站安全風險依然存在。歐洲及全球能源政策必須發生整體性的變化。目前歐洲對核電站進行的壓力測試僅僅是個開始,但只要測試仍自愿參與并處在經營者的控制之下,這種測試就不過是一種政治擺設。比方說,沒有任何計劃要模擬墜機或恐怖襲擊發生的狀況,對歐盟目前運營的143座核電廠的堆芯安全進行檢測。

利用可再生能源在經濟方面也有著充分的理由。作為一種過時的技術,核電需要數十億歐元的補貼,迄今為止,德國納稅人已經為此付出了1960萬歐元的巨資。一項德國政府研究預測在2010到2050年間,德國用非核可再生能源取代核能或煤、天然氣和石油等進口化石燃料可以節省7000多億歐元的投資。

擴大使用可再生能源還極有可能拉動經濟增長。過去10年間,可再生能源領域創造了37萬個新增就業崗位,2006~2008年可再生能源技術出口總值約為300億歐元,同樣出現了快速的增長。

與此同時,將化石燃料、尤其是煤炭視為一種有利可圖的可持續能源無疑是一種目光短淺的看法。首先,越來越多地依賴化石燃料與1997年《京都議定書》碳減排目標背道而馳,此外也違反了歐盟自身的氣候變化目標。此外,化石燃料成本隨油價漲跌而劇烈波動,而且核電及火電廠的集中分布也為電能輸送設置了障礙。

過去10年的應用已經表明,可再生能源產量增長反而會攤低它的成本。風能現在已經可以和傳統電廠發電一較高下,而燃氣煤炭價格攀升及可再生能源成本不斷下降意味著在若干年內,化石燃料的吸引力將會進一步減弱。此外,“土生土長”的能源收入更能造福本地經濟,而化石燃料的進口法案將被逐步取消。

在無需承擔核災難巨大風險(和成本)的前提下,所有這些目標都可以實現。事實上,“核復興”的概念不過是一個神話。核事故、公眾反對和高投資成本已經導致核能投資急劇下降;20世紀70年代后期以來,美國再沒有委托建造任何核電廠。

隨著老廠的退役,就連法國這樣傳統上支持核能應用的國家公眾輿論也開始轉向,歐洲的核電廠數量正在下降:近2/3的法國人現在認為核電阻礙了可再生能源的應用。意大利超過90%的選民不贊成貝盧斯科尼恢復核能發電的計劃,而日本政府不久前宣布了分階段逐步淘汰核能的計劃。

加快推動后核能時代變革還有很多工作要做。如今歐盟預算撥出更多資金用于核能而非核能以外能源的研究和開發,還有更多基礎設施投資用于傳統能源及碳的捕獲和儲存(CCS)而非可再生能源的發展應用。歐盟即將展開的2014-2020年歐洲預算談判是轉變方向的絕好機會,應該削減像法國南部國際熱核試驗反應堆(ITER)這樣沒有前途的大型項目的資金投入。

篇5

財經界:新能源產業在中國的發展態勢如何?

史立山:新能源產業在我國的發展十分迅速。“十一五”期間,我國可再生能源呈跳躍式發展,我國可再生能源年利用量總計3億噸標準煤,占當年能源消費總量的9.6%。各種可再生資源開發利用規模明顯增長,體現了我國可再生能源加速發展的趨勢。

“十二五”時期,我國可再生能源在能源結構中的比重還將顯著上升,可再生能源將發揮調整能源結構、減排溫室氣體、推進戰略性新興產業發展的重要作用。將在做好生態保護和移民安置的前提下積極發展水電,充分發揮水電在增加非化石能源供應的作用,按照集中與分散并重的原則,高度重視電網接入和電力市場消納,繼續推進網電規模化發展,提高網電在能源供應中的比重。按照集中開發與分布式利用相結合的原則,積極推動太陽能的多元化利用,鼓勵有條件的地方建設大型光伏電站,重點支持與推廣與建筑結合的分布式并網光伏發電系統的應用。提高太陽能發電的經濟性和統籌各類生物能資源,合理選擇利用方式,因地制宜發展生物質能源。

按照2015年非化石能源達到能源消費11.4%的目標以及培育和發展國家戰略性新興產業的部署,我國在“十二五”期間將加快開發利用可再生能源,培育具有國際競爭力的可再生能源產業。

如果說“十一五”是新能源發展的起步階段,那么,新能源將在“十二五”走向大規模應用,并將更加重視分布式能源的發展。

財經界:新能源的特點是什么,目前開展新能源示范城市評選有何現實的作用?

史立山:新能源具有資源豐富、開發潛力大、環境影響小、可永續利用開發的優勢。新能源的特點是資源分散,最好是分布式利用發電,過去各地很重視設備制造,也重視大型電站建設,對終端用戶主場開拓不夠,如果在開發各類發電大市場的同時,能對一些資源豐富的地區,或者對一些有積極性的城市,或者有基礎的一些城市,通過制定規劃,選擇幾項優勢技術,能夠成規模的去推廣應用,這樣來探討對新能源進行利用的模式,或者管理特點,對其他的地區起到示范作用。這就是我們開展新能源示范城市建設的初衷。前兩年的綠色能源示范縣是從解決農村用能的角度進行的,現在是針對城市來做一些示范,提出這樣的概念。這里沒有非常嚴格的意義,任何一項技術,只要能形成規模,相對集中,能夠起到示范效益的,大家都可以做,所以就提出至少有一兩項技術形成規模。如形成上百萬平米的熱水器的利用、幾萬千瓦的光伏發電、大規模沼氣利用和電動汽車等,如果實現這樣的目標,每個城市都可以作為新能源示范城市來申請。但是現在有個難度就是沒有政策,只是提出一個概念。首先鼓勵各地進行規劃,對自己城市的特點分析,到底哪些資源是有優勢的,是太陽能好還是風能好,還是生物質的條件好,然后說具備這個條件。第二要有規模目標,不論是太陽能生物質能利用,還是電動汽車、沼氣公交車等,都要有一定的規模。比如說燃料生物質顆粒燃料替代城市鍋爐,一定要有規模,絕大部分鍋爐都要燃燒生物能顆粒,而不是建了一臺就可以了。第三,地方要有配套政策保障這些目標的實現,有些需要資金支持,有些需要政策等保障,如城市鍋爐要禁燃燒炭等,這需要地方提出方案,大家來討論,在哪些地方具有示范的條件,所以希望各個地方能結合規劃去考量,去實施。實際就是提出了這么一個概念,需要各地創造性的根據各地的實際情況進行運用。

財經界:財政部和國家能源局目前對新能源示范城市有沒有相應的政策支持?

史立山:現在各地都想要政策,希望國家有財政支持,但現在還沒有。雖然沒有政策,但是國家在倡導,有些地方就會重視,比如你們剛才介紹的云南楚雄市,他們非常重視新能源城市的創建,市長親自抓,我看就很好。這樣能源局和地方就互動起來了。雖然前期沒有政策支持,也許隨著發展,慢慢就會有政策,比如稅收、企業投資等,逐步形成這個氣候,這需要一個過程去積累能量。綠色能源示范縣也是在公布了名單后跟財政部商量,得到了一定的資金支持。

財經界:新能源示范城市對新能源產業會有怎樣的影響?

史立山:新能源城市從長期來看是個發展方向。比如說這個城市將來就不燒煤了,用風電、用太陽能發電、太陽能供暖,公交車用沼氣來代替天然氣。就當前來講,核心是需要應用。如果所有的建筑,都用新能源發電。可再生能源的發電量就增加了,部分新能源產業就能帶動起來,新能源市場就興旺了,新能源設備才會真正形成市場,如果沒有大規模的應用,你的設備將來去賣給誰呢?當下中國光伏產業遭遇困難,就是這個產業的市場基本都在國外,現在歐美經濟危機,產品出不去,問題就暴露出來了。如果中國城市的新能源市場真正建立起來了,新能源企業的發展才會健康長久。

財經界:目前新能源產業存在的問題主要有哪些?

史立山:目前我國新能源的發展總體是健康的,但同時也存在著一些問題。現在50%以上的城市都在做新能源產業,包括多晶硅的生產,太陽能電池的生產等等,但是推廣應用做的不夠。很多地方都去投資搞設備,進行零部件生產,單純賣產品。但新能源應用卻重視不夠。如果這種趨勢這樣發展下去,新能源產業就無法真正形成和發展。

財經界:現在新能源的發展不均衡,如何有效合理的來推廣分布式能源?

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關鍵詞:智能電網 電網模型 信息流

中圖分類號:TM732 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)09-0195-01

1、引言

智能電網的建設將是今后一段時間國內外電力系統投資和建設的主要目標,農村智能電網的建設對農村及城市的電網有重要的影響,特別是我國很多地區的農村有非常豐富的風力和太陽能等可再生能源,可再生能源在發電模型中的大規模應用對未來智能電網建設提出了新的挑戰。

智能電網的仿真計算研究是基于一定的電力系統模型的,電力系統模型對于電力系統的仿真結果影響很大[1]。傳統的電力系統模型主要有:同步發電機組模型、電力負荷模型、輸配電網絡模型等。智能電網具有區別于傳統電網的新特性,建立符合智能電網的模型對智能電網的研究有非常重要的意義[2]。本文介紹了智能電網建模相比于傳統電力系統建模的新需求和新變化,并對智能電網建模進行了分析。

2、智能電網建模的需求

智能電網在電源、電力負荷和信息流的傳輸方面均有區別于傳統電網之處,智能電網建模必須考慮到的新方面較多。

2.1 可再生能源新電源

在新電源方面,智能電網需要有較大比例的可再生能源電力。這些可再生能源電力的主要特點是:間歇性、隨機波動性及不完全可控性,例如用于電力能源的風能和太陽[3]。可再生能源發電方式有兩種:一種是大規模集中式,這時建模需要考慮的是一個大規模的互聯電網。另一種是小規模分布式,這種情況下,建模需要考慮的是很小容量的微型電網。

2.2 電力系統與用戶的交互

傳統的電力系統配電網模型僅實現單向功能,即將電力傳輸給用戶,而且用戶也僅有電力使用者這一身份。智能電網中,隨著新能源的使用,電網能量將更強調系統和用戶之間能量與信息的雙向交換及傳輸,信息流需要在電網各部分之間實現交互和共享,用戶也可以作為電力提供者。

2.3 自動化

智能電網中,智能調度和智能監測自愈控制是非常重要的兩個方面。智能調度系統的概念是:讓調度決策支持系統和人類調度員在同樣的環境中分別做出決策,再將兩者進行比較,如果我們不能判斷哪個決策是由“機器人調度員”作出的,哪個是由人類調度員作出的,就可以說實現了“智能型調度”,實現了理想意義下的電網智能調度決策支持系統[4]。智能調度的實現是基于系統對電力信息流的實時監測,目前電網基礎數據的管理采用傳統技術手段,造成了數據搜集困難,數據無法及時更新導致與現場實際不符,電力各部門所使用的系統信息模型大多按照各自系統的需求而建立,缺少統一的接口規范,數據格式不統一,直接導致了大量數據的重復維護,智能電網模型需要考慮到智能調度中涉及的電力信息流處理和控制問題。

智能電網自愈功能是實現智能電網自動化的保障,與傳統電網相比,智能電網網絡有如下特點:(1)網絡經常需要重構,特別是系統出現故障或者某區域出現電力緊缺等情況,(2)網絡中有較多的控制設備。智能電網建模就必須考慮網絡結構變化所帶來的模型變化。

3、智能電網建模的分析

3.1 可再生能源發電系統的建模

可再生能源發電包括風力發電、光伏發電、海洋能發電、生物能發電等形式,其中在電力系統中應用較廣的主要有風力發電和光伏發電,特別是在山西省的部分山區農村,具有非常豐富的風力資源以及太陽照射資源,立足于風能、太陽能等可再生資源建立發電系統模型進行電力生產無疑給農村的經濟運行及生態保護提供很好的發電模式。可再生資源發電單元模型研究比較清楚,但是,有關可再生能源電廠聚合建模的研究則處于起步階段,建模方案主要有兩種:一種是采用單元等效模型來描述一個電場,對電場網絡簡化處理,誤差較大,另一種是采用詳細模型,每個發電單元都采用單元模型描述,但是對于電力系統仿真計算可能產生維數災。單元等效模型是可再生能源發電系統建模的研究重點。電場中各個發電單元的運行狀態不同且有一定的隨機波動性,會給電場的模型等效帶來影響

3.2 電網信息流模型分析

傳統的電網中只考慮通過電網系統經濟有效地輸送給用戶,但是隨著未來分布式電源、可再生能源發電系統和新用電模式的發展及應用,現有的電力系統信息模型和集成手段已經無法描述這些新問題,智能電網需要實現電源、配電、輸電、用電各環節信息流的交互。

3.2.1 配電、輸電、變電環節的信息流交互模型

變電站是連接輸電網與配電網的重要節點,中國變電站隨著設備的智能化和全面實現IEC61850標準的建設以及試驗,基本實現了變電站內信息的共享,站內各類自動化、監控、量測以及保護實現一體化。當配電網需要取得變電站實時數據時,由模型不一致導致的信息流阻塞會成為信息流交互的阻礙,基于XML的網絡本體語言(OWL)是解決不同信息模型互解釋問題的有效方法之一。OWL為智能電網在不同標準之間的映射構建了有效通道。

3.2.2 配電與用電之間的信息交互模型

未來電網的建設中,用戶需要了解實時電價情況,根據電價情況可以選擇自己的分布式電源供電或者從電網供電,一些新型用電設備的使用也將改革電網配電與用電的模式,而且,目前我國農村及城市使用的電表基本上只有用電量計算的功能,這種用電模式必然影響到配電和用電之間的交互。智能電網必須建設與之相適應的智能用電量測和管理體系,智能電網用電模型應該具有電能多功能計量、動態電價、自動采集等功能,配電與用電之間的實時信息交互可以提升供電部門對市場的把握,提高電網經濟運行的能力。IEC61970,IEC61968以及IEC61850已經建立了市場動態電價、用戶需求響應的簡單模型,但是還遠沒有達到實用階段,應該根據我國特點結合國際標準建立有中國特色的配電與用電交互模型。

參考文獻

[1] 沈沉,黃少偉,陳穎.未來電網的快速建模與仿真方法初探[J].電力系統自動化,2011,35(10):8-15.

[2] 張海瑞.智能電網綜合評價方法研究[D].上海:上海交通大學,2012.

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能源,顧名思義,是能量的來源或源泉,是可以從自然界直接取得的具有能量的物質,如煤炭、石油、核燃料、水、風、生物體等;或從這些物質中再加工制造出的新物質,如焦炭、煤氣、液化氣、煤油、汽油、柴油、電、沼氣等。因此可以說,能源是能夠提供某種形式能量的物質,即能夠產生機械能、熱能、光能、電磁能、化學能等各種能量的資源。

能源是人類賴以生存的物質,是發展生產、改善人民生活的物質基礎。人類文明的一切都離不開能源。

二、能源的分類

1.按能源使用后對環境污染程度分類:

清潔能源:使用后對環境無污染或者污染很小的能源。例如:太陽能、水能、風能、核能、地熱能、氫氣等。

非清潔能源:使用后對環境污染很大的能源。例如:煤和天然氣燃燒后會產生溫室氣體二氧化碳和有毒的二氧化硫等。常見的有:煤、天然氣、汽油、柴油、木材等。

因此區分清潔能源和非清潔能源關鍵在于:通過使用后生成物對環境的污染程度來區分。

2.按開發利用狀況分類:

(1)常規能源:很早就開始使用而且使用規模很大的能源。例如:煤、石油、汽油、柴油、天然氣、水能、生物能等。

(2)新能源:最近幾十年才開始使用而且使用的規模不是很大的能源。例如:核能、地熱、海洋能、太陽能、沼氣、風能等。

因此區分常規能源和新能源關鍵在于:從它們被開始大量使用的時間來區分。

3.按屬性分類:

(1)可再生能源:在短時間內可以再生的能源。例如:風能是指風具有的能量;風不僅今年有,而且明年也會有,哪怕50年后仍然會有,所以風能是可再生能源。常見的如:太陽能、地熱、水能、風能、生物能、海洋能。

(2)非可再生能源:在短時間內不能再生的能源。例如:煤或者天然氣,你開采一點就會少一點,經過幾十年就會開采完。即使這個地方再出現煤或者天然氣,也要等上萬年甚至上億年。它在短短的幾百年內是不可能再生的,所以是不可再生能源。常見的如:煤、石油、天然氣、核能、油頁巖、瀝青砂等。

因此區分可再生能源和非可再生能源關鍵在于:從它們在短時間內是否會再生來區分。

4.按轉換傳遞過程分類:

(1)一次能源:沒有經過人為加工的直接來自自然界的能源。例如:自然界里有煤礦和天然氣田,只要我們把它們挖掘出來,就可以直接利用,不需要加工。常見的一次能源如:煤、石油、天然氣、水能、風能、核能、海洋能、生物能等。

(2)二次能源:用一次能源經過人為加工轉換成的能源。例如:自然界里沒有天然的汽油,它是由開采出來的原油加工而成的。常見的二次能源有:沼氣、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽、火力發的電、水力發的電、核能發的電、太陽能發的電、潮汐發的電、波浪發的電等。

因此區分一次能源和二次能源關鍵在于:從它們是否是自然界本身就存在的來區分。

可總結為下表:

三、能源的重要性

我國能源資源總量雖然較多,但人均占有量少。近幾年,隨著經濟快速增長,對煤、電、油等重要資源的需求量明顯增加,其價格大幅度上漲,一些重要能源資源對外依存度大幅度上升,我國重要能源資源短缺對經濟發展的制約進一步加劇。今后,隨著我國工業化和城鎮化推進,能源資源需求總量還會增加,經濟發展面臨的資源約束矛盾將長期存在。節約能源資源,大力促進能源資源的高效利用和循環利用,是緩解能源資源約束矛盾的根本出路。

四、節能方法

1.推廣熱電聯產、集中供熱,提高熱電機組的利用率,發展熱能梯級利用技術,熱、電、冷聯產技術和熱、電、煤三聯供技術,提高熱能綜合利用率。

2.在能源利用方面,按照減量化、再利用、資源化的原則,以提高能源資源利用效率為中心,以節能、節水、節地、節材、資源綜合利用為重點,通過加快產業結構調整,推進技術進步,完善政策措施,強化節約意識,建立長效機制,形成節約型的增長方式和消費方式,促進經濟社會可持續發展。

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能源是人類生存的基本條件和人類社會發展的原動力。隨著人類文明的進步,能源問題成為人們日益關注的焦點問題。目前全世界都在推動第二代能源系統的建設,積極試點,認真進行立法準備,抓緊開發配套相關設備。第二代能源系統具有六個方面的主要特征,一是燃料的多元化;二是設備的小型、微型化;三是冷熱電聯產化;四是網絡化:五是智能化控制和信息化管理;六是高標準的環保水平。而其中燃料的多元化,設備的小型、微型化,冷熱電聯產化和環保要求則代表著能源技術發展的幾個重要方向:可再生能源的開發利用、分布式供電技術的興起與冷熱電三聯產系統的發展。

本文通過對分布式供電特點及其發展趨勢的闡述,強調分布式供電對電力工業的重要作用,指出可再生能源為分布式供電提供了更廣闊的發展前景;分布式供電技術發展的主要方向之一為冷熱電三聯產技術。

2 分布式供電

2.1 分布式供電概述及其特點

顧名思義,分布式供電是相對于傳統的集中式供電方式而言的,是指將發電系統以小規模(數千瓦至50MW的小型模塊式)、分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出電、熱或(和)冷能的系統。這個概念是從1978年美國公共事業管理政策法公布后正式先在美國推廣,然后被其它先進國家接受的。當今的分布式供電方式主要是指用液體或氣體燃料的內燃機、微型燃氣輪機和各種工程用的燃料電池。因其具有良好的環保性能,分布式供電電源與“小機組”己不是同一概念。

與常規的集中供電電站相比,分布式供電具有以下優勢:沒有或很低輸配電損耗;無需建設配電站,可避免或延緩增加的輸配電成本;適合多種熱電比的變化,系統可根據熱或電的需求進行調節從而增加年設備利用小時;土建和安裝成本低;各電站相互獨立,用戶可自行控制,不會發生大規模供電事故,供電的可靠性高;可進行遙控和監測區域電力質量和性能:非常適合對鄉村、牧區、山區、發展中區域及商業區和居民區提供電力;大量減少了環保壓力。

二十世紀初以來電力行業流行的觀點是,發電機組容量越大,則效率越高,單位kw投資越低,發明成本也越低,因而隨著能源產業的發展,電力工業發展方向是“大機組、大電廠和大電網”。但是,在許多特殊情況下,分布式供電是集中供電不可缺少的重要補充:

分布式供電可以滿足特殊場合的需求 例如,而印瞞設電網的西部熟頃地區或散布的用戶:對供電安全穩定性要求較高瞅糊昭戶,如醫院、銀行等;能源需求較為多樣化的用戶,需要電力的同時還需要熱或冷能的供應。這種供電方式最大的優點是不需遠距離輸配電設備,輸電損失顯著減少,運行安全可靠,并可按需要方便、靈活地利用排氣熱量實現熱電聯產或熱電冷三聯產,提高能源利用率。

分布式供電方式可以彌補大電網在安全穩定性方面的不足 在世界上大型火電廠建設的趨勢有增無減之時,電網的急速膨脹對供電安全與穩定性帶來很大威脅,而各種形式的小型分布式供電系統,使國民經濟、國家安全至關重要而又極為脆弱的紐帶--大電網不再孤立和笨拙。直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置與大電網配合,可大大地提高供電可靠性,在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭)情況下,可維持重要用戶的供電。

分布式供電方式為能源的綜合梯級利用提供了可能 在常規的集中供電方式中,能量形式相對單-。當用戶不僅僅需要電力,而且需要其它能量形式如冷能和熱能的供應時,僅通過電力來滿足上述需要時難以實現能量的綜合梯級利用:而分布式供電方式以其規模小、靈活性強等特點,通過不同循環的有機整合可以在滿足用戶需求的同時實現能量的綜合梯級利用,并且克服了冷能和熱能無法遠距離傳輸的困難。

分布式供電方式為可再生能源的利用開辟了新的方向 相對于化石能源而言,可再生能源能流密度較低、分散性強,而且目前的可再生能源利用系統規模小、能源利用率較低,作為集中供電手段是不現實的。分布式供電方式為可再生能源利用的發展提供了新的動力。我國的可再生能源資源豐富,發展可再生能源是二十一世紀減少環境污染和溫室氣體排放以及替代化石能源的必然要求,因此為充分利用量多面廣的可再生能源發電,方便安全地向偏僻、少能源地區供電,建設可再生能源分布式供電應受到高度重視。

還應指出,對目前世界能源產業面臨亟待解決的四大問題:合理調整能源結構、進一步提高能源利用效率、改善能源產業的安全性、解決環境污染,單-的大電網集中供電解決上述問題存在困難,而分布式供電系統恰好可以在提高能源利用率、改善安全性與解決環境污染方面做出突出的貢獻。因此,大電網與分散的小型分布式供電方式的合理結合,被全球能源、電力專家認為是投資省、能耗低、可靠性高的靈活能源系統,成為二十-世紀電力工業的發展方向。這就是說,世界電力工業已經開始向傳統電力工業的模式告別,走向依靠大型發電站和小型分布式供電廣泛結合的過渡的“分散式”電力系統,從而大大改善供電效率、供電品質和減輕當今電力行業對環境影響形成的負擔、減少興建和改善輸配電線路。而且,由于近來美國加州供電危機的影響,國外有的觀點甚至認為今后在大力發展分布式供電的情況下,大型中心電站將走向衰落。

2.2 分布式供電發展趨勢

2.2.1分布式供電的主要方式

分布式發電方式多種多樣,根據燃料不同,可分為化石能源與可再生能源;根據用戶需求不同,有電力單供方式與熱電聯產方式(CHP),或冷熱電三聯產方式(CCHP);根據循環方式不同,可分為燃氣輪機發電方式,蒸汽輪機發電方式或柴油機發電方式等。表1列出了主要的分布式供電方式。

在產業革命后的200年中,煤炭一直是世界范圍內的主要能源,而隨著科技、經濟的發展,石油在一次能源結構中的比例不斷增加,于20世紀60年代超過煤炭。此后,石油、煤炭所占比例緩慢下降,天然氣比例上升;同時,新能源、可再生能源逐步發展,形成了當前的以化石燃料為主和新能源、可再生能源并存的格局。然而,雖然可再生能源是取之無盡的潔凈能源,但其能源密度低,穩定性較差,需要蓄能調節,長期穩定運行困難,且由于技術不夠成熟,可再生能源一次投資較大,經濟性差;而化石能源的發電技術不僅更加成熟,而且效率更高。因此,作為分布式供電的發電技術,化石能源目前仍是國際上的主要方向。

表1 主要的分布式供電方式

發電技術

能源種類

內燃機發電技術

燃氣輪機發電技術

微型燃氣輪機發電技術

常規的燃油發電機發電技術

燃料電池發電技術

化石能源

太陽能發電技術

風力發電技術

小水利發電技術

生物質發電技術

可再生能源

氫能發電技術

二次能源

垃圾發電技術

一般廢棄物

2.2.2 分布式供電的主要動力-微型燃氣輪機

以化石能源為能源動力的分布式供電方式多種多樣(見表1)。隨著微型燃機技術的不斷完善,微型燃機發電機組已成為分布式供電的主力。

微型燃氣輪機是功率為數百KW以下的、以天然氣、甲烷、汽油、柴油等為燃料的超小型燃氣輪機。它的雛形可追溯到60年代,但作為-種新型的小型分布式供電系統和電源裝置的發展歷史則較短。

微型燃氣輪機大都采用回熱循環。通常它由透平、壓氣機、燃燒室、回熱器、發電機及電子控制部分組成,從壓氣機出來的高壓空氣先在回熱器內接受透平排氣的預熱,然后進入燃燒室與燃料混合、燃燒。大多數微型氣輪機由燃氣輪機直接驅動內置式高速發電機,發電機與壓氣機、透平同軸,轉速在50000-120000rpm之間。一些單軸微型燃氣輪機設計,發電機發出高頻交流電,轉換成高壓直流電后,再轉換為60Hz480v的交流電。

目前,開發微型透平的廠商主要集中在北美,歐洲有瑞典和英國。表2為部分新一代微型燃氣輪機的主要技術參數。

與柴油機發電機組相比,微型燃機具有以下一系列先進技術特征:

(1)運動部件少,結構簡單緊湊。重量輕,是傳統燃機的1/4;

(2)可用多種燃料,燃料消耗率低,排放低,尤其是使用天然氣;

(3)低振動,低噪音,壽命長,運行成本低;

(4)設計簡單,備用件少,生產成本低;

(5)通過調節轉速,即使不是滿負荷運轉,效率也非常高;

(6)可遙控和診斷:

(7)可多臺集成擴容。

因此,先進的微型燃氣輪機是提供清潔、可靠、高質量、多用途的小型分布式供電的最佳方式,使電站更靠近用戶,無論對中心城市還是遠郊農村甚至邊遠地區均能適用。有理由相信,一旦達到適當的批量,微型燃機輪機有能力與中心發電廠相匹敵。對終端用戶來說,與其它小型發電裝置相比,微型燃氣輪機是一種更好的環保型發電裝置。

表2 新一代微型燃氣輪機的主要技術參數 供應商 燃料 轉速 電功率(KW) 效率(%) 壓比 進口溫度(oC) 出口溫度(oC) 排氣溫度(oC) 排放(NOx) 功率范圍(KW) Allied

Signal 天然氣 65000 75 28.5 3.7 930 650 240

柴油

丙烷 50000 70 33 3.3 870 - 200 - 30-200

2.2.3 分布式供電發展方向-冷熱電三聯產系統

雖然回熱等有效提高微型燃氣輪機系統熱轉功效率的手段得到應用,微型燃機發電效率己從17%-20%上升到當前的26%-30%,但以微型燃氣輪機作為動力的簡單的分布式供電系統的熱轉功效率依然遠小于大型集中供電電站。如何有效提高分布式供電系統的能量利用效率是當前分布式供電技術發展所面臨的主要障礙之一。

正如常規的集中供電電站可以通過功熱并供提高能源利用率一樣,分布式供電系統在用戶需要的情況下,同樣可以在生產電力的同時,提供熱能或同時滿足供熱、制冷兩方面的需求。而后者則成為一種先進的能源利用系統-冷熱電三聯產系統。

與簡單的供電系統相比,冷熱電三聯產系統可以在大幅度提高系統能源利用率的同時,降低環境污染,明顯改善系統的熱經濟性。因此,三聯產技術是目前分布式供電發展的主要方向之一。

2.2.4 以可再生能源為基礎的分布式供電方式的發展前景

由于礦物能源的有限性和污染性,可再生能源的利用與研究已引起廣泛的重視。20世紀70年代以來,可再生能源已經引起了科學家的關注,研究和開發工作取得了重大進展和成就。進入21世界,可再生能源問題明確地擺到了政府決策者、科學家和社會各界面前,成為重點發展的熱門研究課題。根據國家“863”專家委員會提供的文件,在全球資源與環境問題的強大驅動下,預計在未來10年左右的時間內,可再生能源研究將取得突破性進展。據國際能源機構預測,到2060年全球可再生能源的比例將發展到世界能源構成的50%以上。

我國可再生能源資源豐富、量多面廣。例如,太陽能在我國2/3國土上的年輻射量超過600MJ/cm2,每年地表吸收的太陽能大約相當于17萬億噸標準煤的能量;而地熱資源的遠景儲量為1353.5億噸標準媒,探明儲量為31.6億噸標準煤。效率差、密度低、不穩定等缺陷成為以往可再生能源利用的主要障礙,很難將其與集中供電相結合。通過與分布式供電方式相結合,新型可再生能源分布式發電系統可以在能的梯級利用的基礎上實現效率的大幅度提高;同時,分布式發電系統對能源密度的要求也遠低子集中供電方式;而且,通過與現代蓄能技術相結合,可以在很大程度上克服可再生能源不穩定的缺陷。如今,分布式供電方式為可再生能源利用的發展提供了新的動力,在供能效率和經濟性的提高以及能源供給安全性方面具有不可替代的作用;而可再生能源也為分布式供電提供了更加廣闊的發展前景。

可再生能源系統具有運行費用低、環保性能好等突出優勢。比如,為適應北京2008年舉辦奧運會的要求,以及北京日趨嚴格的環境排放標準,我們建議在奧運村建設示范項目“太陽能與熱泵高效復合能源系統”:將性能好、技術含量高的熱泵技術和太陽能利用技術相結合。此項目利用太陽能等環境能源作為輔助能源,可確保奧運村對電、冷和熱的供應萬無一失。它充分體現了“綠色奧運”、“科技奧運”的宗旨,將有力推進北京和全國清潔能源利用的發展。該項目由于采用太陽能熱水器,系統省去熱水器裝機負荷以及運行負荷;由于采用太陽能熱水器作為冬季熱泵供熱的熱源,實現了寒冷地區的熱泵冬夏兩季運行,省去了系統供熱空調裝機負荷。另外,該系統通過將太陽能和天然氣或電能適當結合,克服了傳統太陽能利用的不連續、不穩定的缺陷--夏季系統可以輸出空調用冷和生活熱水,冬季系統可以輸出空調用熱,僅太陽能環境能源的利用就使系統節電能20%-30%;年總能耗比傳統技術方案降低了60%左右,節能效果非常明顯。該項目設備總投資費用雖然比傳統技術高20%多(其中太陽能熱水器設備費約占總投資的60%),但運行費用降低50%左右,所追加投資僅需2年左右就可全部回收。

目前,對以太陽能、地熱能等為主的可再生能源的研究和利用受到世界范圍的重視。隨著對可再生能源的能量聚集、轉化、儲存和利用等方面研究的深入,無論是從環境保護的角度,還是從技術經濟、社會發展的角度來看,以可再生能源為基礎的分布式供電方式具有不可替代性,必將成為未來很有發展前景的供能手段之一。

2.3 我國需要分布式供電

目前我國正處在經濟高速發展時期,提高資源綜合利用效率,是我國能源工業能否持續支撐國家現代化建設的關鍵所在。我國能源利用水平距世界發達國家還有很大的差距,日益增長的電力需求遠未得到滿足,“大機組、大電廠、大電網”的大規模、集中式的電網供電依然是我國目前能源工業的主要發展方向。

但是,我國需要分布式供電。這是因為:

(1)我國幅員遼闊,但物產資源相對貧乏,而且經濟發展不平衡。對于西部等邊遠、落后地區而言,由于其遠離經濟發達地區,形成一定規模的、強大的集中式西北電網系統需要很長時間和巨額的投資,這無法滿足目前西部經濟快速發展的需要。而分布式供電系統可以借助西部天然氣資源豐富、可再生能源多種多樣的優勢,在不長的時間內,以較小的投資為代價,為西部經濟發展提供有力的支撐;對于東南沿海經濟發達地區,由于生活水平的日益增加,已經出現了類似于西方發達國家的對于能源產品需求多樣化的趨勢。與集中式供電相比,分布式供電顯現了突出的優點,為解決上述問題提供-個更加圓滿的方案。

(2)隨著經濟建設的飛速發展,我國集中式供電電網的規模迅速膨脹。這種發展所帶來的安全性問題是不容忽視的,如紐約市、臺灣島二次大停電己為我們敲響了警鐘。為了及時抑制這種趨勢的蔓延,只有合理地調整供電結構、有效地將分布式供電和集中式供電結合在一起,構架更加安全穩定的電力系統。

(3)縱觀西方發達國家的能源產業的發展過程,可以發現:它經歷了從分布式供電到集中式供電,又到分布式供電方式的演變。造成這種現象不僅僅是由于生活水平提高的需求,而且也是集中式供電方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑,隨著社會的發展,我國能源產業也將面臨類似的問題。因此,雖然從目前能源產業的發展情況來看,集中式供電是我國能源系統發展的主要方向,但從長遠看,構造一個集中式供電與分布式供電相結合的合理能源系統,增加電網的質量和可靠性,將為我國能源產業的發展打下堅實的基礎。

所以,我國近期在發展大機組、大電廠的同時,應不失時機、因地制宜地興建分布式供電設施。可以預見,隨著西部大開發的深入進行,特別是“西氣東輸”工程的開展,我國沿線區域和邊遠地區的分布式供電將得到極大的發展。

還應指出,對北京而言,這種分布式能源系統,不僅是保證2008年奧運會順利進行所必須的,而且它將為首都經濟提供一個有廣闊前景的技術產業,為北京的發展做出貢獻。

3 冷熱電聯產

3.1冷熱電聯產系統概述及其特點

傳統動力系統的技術開發以及商業化的努力主要著眼于單獨的設備,例如,集中供熱、直燃式中央空調及發電設備。這些設備的共同問題在于單一目標下的能耗高,在忽視環境影響和不合理的能源價格情況下,具有-定的經濟效益。但是,從科技技術角度出發,這些設備都尚未達到有限能源資源的高效和綜合利用。

冷熱電聯產(CCHP)是-種建立在能的梯級利用概念基礎上,將制冷、供熱(采暖和供熱水)及發電過程-體化的多聯產總能系統,目的在于提高能源利用效率,減少碳化物及有害氣體的排放。與集中式發電-遠程送電比較,CCHP可以大大提高能源利用效率:大型發電廠的發電效率-般為35%-55%,扣除廠用電和線損率,終端的利用效率只能達到30-47%。而CCHP的能源利用率可達到90%,沒有輸電損耗;另外,CCHP在降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力:據有關專家估算,如果從2000年起每年有4%的現有建筑的供電、供暖和供冷采用CCHP,從2005年起25%的新建建筑及從2010年起50%的新建建筑均采用CCHP的話,到2020年的二氧化碳的排放量將減少19%。如果將現有建筑實施CCHP的比例從4%提高到8%,到2020年二氧化碳的排放量將減少30%。

3.2冷熱電聯產系統方案選擇

典型冷熱電三聯產系統一般包括:動力系統和發電機(供電)、余熱回收裝置(供熱)、制冷系統(供冷)等。針對不同的用戶需求,冷熱電聯產系統方案的可選擇范圍很大:與熱、電聯產技術有關的選擇有蒸汽輪機驅動的外燃燒式和燃氣輪機驅動的內燃燒式方案;與制冷方式有關的選擇有壓縮式、吸收式或其它熱驅動的制冷方式。另外,供熱、供冷熱源還有直接和間接方式之分。

在外燃燒式的熱電聯產應用中,由于背壓汽輪機常常受到區域供熱負荷的限制不能按經濟規模設置,多數是相當小的和低效率的;而對于內燃燒式方案,由于技術的不斷進步,已經生產出了尺寸小、重量輕、污染排放低、燃料適應性廣、具有機械效率和高排氣溫度的燃氣輪機,同時燃氣輪機的容量范圍很寬:從幾十到數百KW的微型燃氣輪機到300MW以上的大型燃氣輪機,它們用于熱電聯產時既發電又產汽,兼有高發電效率(30%-40%)和高的熱效率(70%-80%)。現在,在有燃汽和燃油的地方,燃氣輪機正日益取代汽輪機在熱電聯產中的地位。

壓縮式制冷是消耗外功并通過旋轉軸傳遞給壓縮機進行制冷的,通過機械能的分配,可以調節電量和冷量的比例;而吸收式制冷是耗費低溫位熱能來制冷(根據對熱量和冷量的需求進行調節和優化),把來自熱電聯產的一部分或全部熱能用于驅動吸收式制冷系統。

目前最為常見的吸收式制冷系統為溴化鋰吸收式制冷系統和氨吸收式制冷系統。前者制冷溫度由于受制冷劑的限制,不能低于5℃,-殷僅用于家用空調;后者的制冷溫度范圍非常大(+10℃--50℃),不僅可用于空調,而且可用于0℃以下的制冷場所。同時,氨吸收式制冷系統可以利用低品位的余熱,所需熱源的溫度只要達到80℃以上就能利用,從而使能源得到充分合理的利用;而月氨吸收式制冷系統還具有節電、設備易于制造和維修、對安裝場所要求不高、系統運行平穩可靠、噪聲小、便于調節、可以在同一系統內提供給用戶不同溫度的冷量、單個系統的制冷量很大等優點。

4 結論

隨著人民生活水平的提高,能源消費日益增長,能源動力系統愈來愈向大容量、高度集中的模式發展。然而,分布式供電是集中供電不可缺少的重要補充。它因靈活的變負荷性、低的初投資、很高的供電可靠性、很小的輸電損失和適合可再生能源等特點在世界范圍內越來越受到重視。

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摘 要 分布式能源目前已成為全球能源產業的重要發展方向,也是我國實現“十二五”期間單位GDP能耗降低16%目標的有效技術途徑。本文在總結分析我國分布式能源發展形勢和趨勢的基礎上,針對存在問題系統提出了加快發展的意見和建議。

關鍵詞 分布式能源 發展 現狀 思路

一、分布式能源概念和優勢

分布式能源系統是指在靠近用戶端獨立生產、輸出電能和熱(冷)能的系統,是分布安置在需求側的能源梯級利用、資源綜合利用和可再生能源設施。該系統既能發電,又能利用發電余熱制冷、供暖或供應熱水。特點是小規模、小容量、模塊化和分散式,可將燃料同時轉換成電力、熱水、蒸汽以及冷氣,其使用的一般是天然氣、沼氣、煤層氣、高爐煤氣等清潔能源和可再生能源,不需要大電網對電力的長途輸送,從而減少了輸配損耗,實現了能源利用效能的最大化,并且具有強大的調峰功能。

二、分布式能源發展現狀

上世紀80年代前后開始,國際上就提出了總能系統與冷熱電聯供為主要特征的分布式供能系統雛形概念。近30年來,由于分布式供能技術的優勢,逐步得到世界各國的廣泛重視和應用。美國2010年分布式能源裝機容量約9200萬千瓦,占全國發電量14%;2020年前規劃新增9500萬千瓦裝機,約占全國發電總裝機容量29%。日本是世界上最先大力發展分布式供能技術的國家之一,目前分布式能源以熱電聯產和太陽能光伏發電為主,2010年裝機容量約3600萬千瓦,約占全國發電總裝機容量14%。歐洲許多國家也紛紛制定能源政策和規劃,優先發展分布式供能等高效節能技術,目前以太陽能光伏、風能和熱電聯產為主。

雖然我國在分布式供能技術方面起步較晚,但其顯著的節能減排潛力已引起廣泛關注,在我國建筑、工業應用領域擁有巨大市場潛力。我國2010年熱電聯產機組約占全國發電總裝機容量的15%,北京、上海和廣州等地區已有一批以油、氣為燃料的分布式冷熱電聯供示范項目投入運行,取得明顯的經濟效益、環保效益和社會效益。2011年,國家發展改革委等四部委印發了《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》(發改能源[2011]2196號),明確要求到2020年在全國規模以上城市推廣使用分布式能源系統,裝機規模達到5000萬千瓦,初步實現分布式能源裝備產業化。

三、分布式能源發展中存在問題

(一)在技術層面,分布式能源在電網連接、電網安全、供電質量、能量儲備等方面存在不少問題,加快智能電網發展勢在必行。智能電網的核心就在于構建具備智能判斷與自適應調節能力的分布式管理的智能化網絡系統,并結合強大高效的儲能技術,從而為各種分布式能源提供自由接入的動態平臺。

(二)在市場和經濟層面,我國分布式能源還處于起步階段,尚未形成經濟規模,技術裝備有待進一步降低研發和生產成本,短期內還離不開政府支持和政策傾斜。地方政府對分布式能源的扶持力度不同,電價、氣價、供熱價格由政府調控,項目盈利存在不確定性。天然氣市場供不應求、電力上網難等都是發展中面臨的現實問題。

(三)在體制層面,發電側由幾家大的發電集團所主導,而電網更是被兩家規模巨大的電網公司所強力壟斷。出于行業利益,這些壟斷性集團也許并不熱衷于分布式能源的發展,甚至可能借用技術、規范、標準等理由提高行業門檻,從而客觀上阻礙了分布式能源發展。

(四)在政策和法規層面,對分布式能源的原則性鼓勵規定分散于《節約能源法》和《可再生能源法》等法規中,并不系統集中,更主要的是缺乏可操作性的實施細則、技術標準和配套政策。同時,過高的行業準入、嚴格的項目審批都會對投資者積極性帶來負面影響。

四、下步發展建議

(一)在戰略規劃方面,分布式能源可以分為可再生能源和非可再生能源兩大類,在發展重點、技術特性、用戶范圍等方面都有很大不同。可將分布式可再生能源納入國家可再生能源規劃,并對城市和邊遠地區的屋頂光伏發電、地熱能、垃圾沼氣發電等進行重點規劃。非可再生能源的分布式能源種類較多,可將天然氣分布式能源作為發展重點,納入國家新能源相關發展規劃并進行專項研究。

(二)在立項管理方面,根據運行狀態,可分為獨立運行、并網不上網、并網且上網三種情況;根據分布式能源是否享受相關優惠政策,可以分為享受和不享受兩種情況。是否進行立項管理、立項管理審點應根據不同情況區別對待。總體原則是制定科學、合理、操作性強的立項管理辦法,對項目行政許可程序進行優化,減少項目立項成本。

(三)在并網管理方面,按照功率交換方式,可分為并網不上網、并網且上網兩種。分布式能源雖然種類眾多,使用的技術種類多,但是為了保證電網的安全運行,需要遵循輸配電網的運行標準,因此需要由政府組織,電網企業會同制造廠商、科研機構等共同制定統一的并網國家標準。

(四)在電價機制方面,分布式能源具有雙重屬性,作為電力用戶需要電網提供備用和電力補充供應,向電網企業支付備用費和購電費;作為發電企業,在并網運行時需要承擔相應的接網費用,同時多余電力需要向電網企業進行出售。因此電價機制包括購電價格機制、余電上網價格機制和接網價格。

(五)在扶持政策方面,分布式能源社會效益明顯,但投資吸引力相對較弱,需要政府制定優惠政策予以扶持,鼓勵清潔環保的分布式能源優先發展,針對化石燃料類的分布式能源設立能效標準,倡導使用先進能源利用技術,對投資和運行環節給予稅費減免和財政補貼,支持國產設備研發推廣。

(六)在運營模式方面,可以采用業主自行運行維護,或者聘請專業機構如能源服務公司負責運行維護的模式。對于天然氣分布式能源,特別是熱電聯產和三聯供系統,由于涉及多個專業領域,可以聘請專業機構或采用合同能源管理模式。

參考文獻:

[1]國家發展改革委.關于發展天然氣分布式能源的指導意見.2011.

[2]中國華電集團公司.分布式能源技術研究及應用.2010.

[3]何海婷.國外分布式能源發展狀況.2012.

[4]范明天.分布式能源及電能有效利用.2010.

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【關鍵詞】地源熱泵 技術 應用

中圖分類號:P754.1 文獻標識碼:A 文章編號:

地源熱泵的概念最早出現在1912年瑞士的一份專利文獻中。20世紀50年代,歐洲和美國開始了研究地源熱泵的第一次。但在當時能源價格低,這種系統并不經濟,因而未得到推廣。直到上世紀70年代,石油危機和日益惡化的環境把人們的注意力集中到節能、高效益用能和環境保護上時,使地源熱泵的研究進入了又一次,最近20年在歐美等工業發達國家去得了迅速的發展,已成為一項成熟的應用技術。

地源熱泵技術簡介

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等),既可供熱又可制冷的高效節能空調系統。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現低溫熱源向高溫熱源的轉移,地能分別在冬季和夏季作為低溫熱源和高溫熱源;即在冬季,把地能中的熱量“取”出來,提高溫度后,供給室內的熱用戶;在夏季,把室內的熱量取出來,釋放到地能中去。它的封閉環路部分由埋藏在地表以下的一長段塑料管路組成,該塑料管路埋在地下與土壤耦合,因而熱量在管路里的液體和土壤之間進行傳遞。該系統包括封閉環路埋管、地源熱泵(水-空氣)和空氣分布三部分,系統也可用來提供部分生活熱水。.

采用地源熱泵的優點

利用可再生能源,環保效益高

地源熱泵從淺層常溫土壤中吸熱或向其排熱,淺層土壤之熱能來源于太陽能,它永不枯竭,機組運行過程中,無廢氣污染物排放,不會產生城市熱島效應。

高效節能,運行費用低

在制熱時,地源熱泵可將土壤中的熱能“搬運”到室內,其能量70%來自土壤,制熱系數高達4.2-5.8,運行費用每年每平方米僅為15-18元(2011年計),比常規中央空調系統低40%-50%,比空氣熱泵低30%-40%。

節水省地

⑴以土壤為熱載體,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會對水資源造成污染。

⑵省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施。

⑶埋管埋在地下,不占用土地使用面積。

靈活多用

制冷、制熱兼提供生活熱水,可做到一機三用。

低維護

地源熱泵系統的運動部件比常規系統少,因而減少了維護,并且更加可靠。由于系統安裝在室內,不暴露在風雨中,也可免遭損壞,延長了壽命。

運行安全穩定,可靠性高