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可再生能源。泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。太阳能、地热能、水能、风能、生物质能、潮汐能等,所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。
不可再生能源。泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源,叫“不可再生能源”。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的地质年代而形成的,故也称为“化石燃料”,一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”。
(来源:文章屋网 )
关键词:新能源;时间与速度;经济
前言
伴随着经济的快速发展,中国对能源的巨大需求正在对世界经济产生巨大的影响。在中国出口增长的同时,高耗能高污染的发展模式也日益成为中国人担忧的对象。
为此,本版近期特推出“可持续发展”系列,共8篇,聚焦新能源及环保主题,希望引起读者的进一步关注。
新能源是相对于长期广泛使用、技术上成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能、核能等)而言,已经开发但还不能大规模使用或正在研究试验、尚需进一步开发的能源。
新能源开发空间有待拓展
新能源包括海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等等。也就是目前通常说的可再生能源(水电除外)。新能源技术在世界上得到不同程度的应用,例如太阳能的光热转换,光电转换,地热直接应用,生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料,潮汐发电技术等等。
中国《可再生能源法》确立了可再生能源(新能源)发展的基本法律制度体系。自2006年1月1日正式实施以来,对可再生能源投资投入和可再生能源制造业的发展起到了积极的推动作用。它比较完整地规定了可再生能源开发利用的法律制度,有益于解决中国日益突出的能源供需矛盾和环境恶化问题。
除了《可再生能源法》,国家发改委还牵头在可再生能源发展的政策措施方面做了许多工作。例如制定了2010年可再生能源发展目标,颁布了《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》和《可再生能源产业发展指导目录》。发改委还与财政部等有关部门联合颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。此外,风能和生物质能资源的普查工作也正在进行中。
可再生能源是指在自然界中可以再生的能源资源。它清洁且对环境无害或危害很小,其另一特性是分布广泛,适宜就地开发利用。2007年中国风电装机累计已达到605万千瓦,在建420万千瓦,该年的装机比过去20年总和还要多。但相对于中国目前的能源资源和环境问题,业界对可再生能源的发展速度仍不满意。可再生能源在中国电力工业中仅占很小的比例。到2006年底,全国水电装机容量1.3亿千瓦,占全国总发电装机容量的21%。对于大型水电是否列为可再生能源,仍有争论。然而,除水电以外的可再生能源所占比重尚不足1%。
可再生能源发展缓慢的原因
可再生能源发展缓慢的原因主要是它相对高的成本和所需的电价。可再生能源的发电成本一般比煤电高,生物质能发电为1.5倍,风力发电为1.7倍,光伏发电为11-18倍。可再生能源发展迟缓,与快速增长的火发电装机容量相比微乎其微,因此比例可能进一步减小。以风能为例,中国风能资源相对丰富,据估计可开发利用的风能储量约10亿千瓦,其中,陆地风能资源约2.5亿千瓦,海上7.5亿千瓦。中国推动风能发电近十年了,尽管近期增长较快,然而风电装机容量也只有约605万千瓦。
可再生能源发展的焦点集中在降低成本,这是共识。然而,过度关注成本和所需的电价,是中国可再生能源战略的一个误区。表现在,一是过于迫切降低成本而急切要求设备国产化,二是对可再生能源电价控制过紧。中国的可再生能源必然有一个大发展,这一点不应当怀疑。但是,开发时间和速度很重要,这应当是可再生能源战略乃至能源战略的一个重点。简单地说,无论利用不利用,风一直在吹,阳光普照。但是,煤越挖越少,大气污染排放越来越多。
大规模地降低可再生能源成本,显然需要设备国产化。但是,设备国产化有一个先引进技术还是先做成市场规模后再国产化的选择。在市场规模很小的情况下,引进技术需要政府行为和干预。除了扭曲市场之外,引进可能是一个相对漫长的谈判过程。相反,有了市场规模,国产化必然随之而来,且速度很快。以火电30万和60万千瓦机组设备为例,当笔者10年前做30万千瓦和60万千瓦机组的电厂项目时,设备基本进口,政府并没有刻意要求国产化。事实是,几年前30万和60万千瓦设备已基本国产化。大市场吸引了技术,造就了中国30万和60万千瓦发电设备的制造能力。
另一个问题是行政控制电价。行政主管部门对于风能项目的电价实行特许权招标,企业则为了获取项目压低竞标电价,以不到0.4元/kwh中标。而根据风电的基本情况测算,除了自然条件特别好的风场,加上特别乐观的假设之外,能够达到商业要求的风电价格都应该超过0.6元/kwh。经验证明,中标企业可能没有想真正地按建设承诺经营这些风电场,而是先拿下项目,慢慢做,或等待政策,或再与政府讨价还价。当然,为装饰门面,亏本建设经营风电的企业,可能有,但不多。
在可再生能源的成本和价格问题上,必须包括环境治理成本以及资源耗尽溢价。环境治理成本很容易理解,资源耗尽溢价则需要解释。涉及对能源矿藏等不可再生资源的开采,经济分析中要计算资源利用的经济成本。由于这些资源无法再生,被耗尽时必须用进口或国内替代品来替代,因此资源利用的机会成本包括了资源耗尽后其替代品的成本。耗尽溢价或费用可根据经济价格和年开采量占总储量的比例来确定,该溢价与经济开采成本相加后就得到使用不可再生资源的总经济成本。如果在可再生能源定价时,将目前的可再生能源成本价格,扣去用煤发电的环境治理成本和资源耗尽溢价,可再生能源的价格不会比煤电高。
此外,还应当动态地来看可再生能源成本和价格问题,不应当将目前国家批给可再生能源的价格看成是一成不变。长远的看,不可再生能源发电价格会上涨。因为,不可再生能源资源价格会因为稀缺和增加环境治理成本而上行,而可再生能源的价格则可能由于技术进步和市场规模带来的迅速国产化而下行。现在认为被批高了的电价,以后可以下调。除非价格当局认定已经批复的价格永远不变,但是这样一来,那能源价格还改革什么?
当然,许多价格上的考虑是出于对提高目前电价水平的担忧。这种担忧是合理的,但至少在现阶段不能成为阻碍可再生能源发展的原因。因为,以目前可再生能源占发电
的极小份额(大水电除外)来看,可再生能源电价再高一些并不足以影响整个电价水平。
可再生能源的优点已为越来越多的人所了解和接受。推广应用可再生能源,对促进社会经济可持续发展以及构建和谐社会举足轻重。在资源紧张的现实条件下,建设资源节约型和环境友好型社会,大力发展可再生能源是中国社会的共同选择,也是电力工业可持续发展之路的重要途径。近年来,中国政府已经从战略高度采取了一系列重大举措,加快可再生能源的开发利用。
《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以来,虽然不尽人意,但为可再生能源发展提供了一个法律框架。中国可再生能源中长期发展规划也明确提出,到2020年可再生能源发电装机容量(包含大水电)将占总装机容量的30%以上。实现这个目标,必须加快可再生能源发展的步伐。国家发改委决定在2005-2007年间设立可再生能源和新能源高技术产业化专项资金,主要用于鼓励风力发电、太阳能光伏发电、太阳能供热和地热泵供热。这些政策和规划为可再生能源的大发展奠定了良好的政策基础。在降低可再生能源成本方面,还有其他一些措施,如通过平摊电价或实行价格补偿等机制,计划增加科技投入,提高可再生能源的市场竞争力。
推广可再生能源发展的关键因素
经验证明,可再生能源的发展相对缓慢,需要特殊政策和努力去推广应用。显然,科技攻关,降低生产成本,是推广可再生能源应用和发展的关键。但是,当前中国经济发展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增长方式造成中国能源后备储量不足,资源过快消耗,从而影响能源安全和长远发展。发展可再生能源势在必行,而且时间和速度都很重要。
“十一五”计划确定了单位gdp能耗比“十五”期末降低20%左右的发展目标。发展可再生能源是有助于实现这一目标的一项重要措施。目前风电装机容量已经超过了“十一五”末期的500万千瓦规划目标,但是与可开发利用的约10亿千瓦风能储量和每年8000万千瓦火电装机相比,是一个小数字。发展速度是不是能再快一些, 政策能不能更优惠些,措施能不能更有力些?比如,采取风电强制入网和收购政策,强制某一电网范围可再生能源的份额,还有其它一些激励可再生能源发展的税收优惠政策和贷款优惠政策。
目前可再生能源发展还有其它障碍。可再生能源发电规模小而且分散、成本高,会给电网带来一系列运行、负荷匹配、增容和成本增加等问题,实践中存在上网问题。另一方面,可再生能源设备和产品的技术论证、检查及监督,也缺乏有资质认证的专业公司,增加运行风险。因此,可再生能源企业风险较大、盈利较差,较难吸引社会资金的投入。
关键词:雾霾;可再生能源法;环境污染;大气污染
过去的2015年秋冬两季,全中国已经只有少部分的人民生活在没有霾的区域中了。随着经济的发展,环境不断的恶化,在北方愈演愈烈的雾霾逐步地扩散到长江中下游平原地区,并且一度波及了南方地区。人们对于治理雾霾的呼声越来越高,甚至雾霾成为了一些高级人才出走北京的原因。也的确相应大家的呼声,在过去的一年,我们出台了新的环保法,其中着重对大气污染防治法进行了修改,但这并没有改善我们呼吸“霾”现状。
一、《可再生能源法》基本概况
目前,我国已建立起以《可再生能源法》为核心,其他法律、法规和规章为补充的可再生能源法律体系。2005年制定、2009年修订的《可再生能源法》是我国发展可再生能源的基本法律。
但实际上,作为修订后的《可再生能源法》的核心法律制度,其都是围绕着促进我国可再生能源产业发展的目标,为可再生能源产业的形成和发展塑造政策性市场以及市场需求,以形成对投资者和企业进入可再生能源产业的有效市场刺激和市场引导。①不论是修改前还是修改后我们都能得知,这本能源的专门性立法并未把气候变化问题纳入其考虑范围,如今的雾霾问题已经严重到需要我们不仅仅是从大气污染上防治,更需要从源头上即能源结构上得到有效的治理。因此,现行雾霾问题下《可再生能源法》存在的问题可归纳为以下几点:
第一,在立法理念上,没有充分认识到发展可再生能源在应对气候变化具有的重要性,并没有将大气污染纳入立法目的,这不能从根源上解决造成雾霾的PM2.5的排放问题,更谈不上治理大气污染问题了。反观其他发达国家甚至是一些发展中国家的看再生能源法,以英德两国为例,它们的立法理念都是在保障能源供应安全、应对气候变化和促进经济低碳转型的国家战略高度上,充分认识到可再生能源在经济、社会和环境方面的多重价值。当然,对这一立法目的的立法宣示,两国通过不同法律形式予以表达。德国将其明确规定在专门的可再生能源法律之中,而英国通过的《气候变化与可持续能源法》第一条“目的”规定: 本法的主要目的是增强英国应对气候变化的能力,国务大臣和任何公共机构在履行职务时应当考虑应对气候变化、减少用能贫困、确保多样和稳定的长期能源供应。②将气候问题纳入我们的《可再生能源法》是很有必要的。
第二,在法律体系上《可再生能源法》过于单一化原则化,可操作性和实施性差,该法仅有三十三条,为框架性法律,其有效实施需要国务院及有关部门适时出台配套性的行政法规和部门规章。而可再生能源施行法的形式多为部门规章、法令和规范性文件,其法律位阶较低的特点决定了其执行力在地方上低下的问题。如今的雾霾现象具有很强的区域性特点,主要集中于京津冀地区,具体问题还需要具体分析,我国京津冀地区是我国传统以煤为主的能源结构地区,造成这些地方雾霾的首要原因就是煤,在这些地方发展替代煤的可再生能源已经刻不容缓了,相应的就需要出台法律法规规范可再生能源的发展以改善严重的雾霾问题。
第三,在立法内容上,现行可再生能源法还存在诸多不足。例如有关可再生能源接入城市燃气管网和热力管网的规定很少且缺乏可操作性; 有关可再生能源的激励措施主要针对风能和太阳能,对生物质能和海洋能发展重视不够。此外,有关可再生能源发展的经济激励措施,覆盖范围有限、激励力度不够。③开发和发展新能源已经成为全世界都在攻克的问题,我们国家在这方面起步晚、发展慢、新能源种类少,这些都需要法律的支持与鼓励。这几年大热的新能源汽车已经开始在市场中慢慢发展起来,我们更应该鼓励新兴产业发展可再生能源,这对于解决雾霾问题是个很有效的措施,因此我们的立法脚步更应该跟上。
二、《可再生能源法》的修改趋势
法律对能源的唯一关注是确保供应,而不是抑制能源浪费或管理其外部性。因此,传统能源法律的主要规范目的是实现能源安全、有效、持续的供应。然而实际上,人类从自然界直接获取或转换能源的行为本身就打破了自然的原生平衡。更重要的是,能源开发、转换、加工、运输和利用过程还伴生许多环境问题,包括气候变化、大气污染、水污染、固体废弃物污染、生态破坏、自然景观破坏和自然灾害等。人与自然关系的失衡迫使人们重新审视原有的能源制度体系。相关规范的一般性调整往往难以顾及能源环境问题的特殊性,流于表面的对策无法有效解决这些问题。真正的预防和风险防范必须通过能源法对能源的战略规划和全过程控制才能实现,而传统能源法却只关注供应这个单一目标,远远不能适应能源问题的复杂性和扩张性。④明显传统的《可再生能源法》已经落后了,在雾霾问题日益加剧的今天,《可再生能源法》也必须加快修订了,主要从以下几个方面:
第一,在立法理念上,应当将能源利用、气候保护和经济发展结合起来,以充分发挥可再生能源法在保障能源供应安全、应对气候变化和促进经济低碳转型中的多重价值。强调防止气候变化,明确将应对大气污染作为可再生能源法的立法目的之一,将发展可再生能源作为应对气候变化的重要手段。
第二,在法律体系构建上,完善专项立法和可操作的实施法。《可再生能源法》创立的保障性法律制度是促进可再生能源产业发展的关键,针对其实施过程中暴露出的诸如制度缺失、制度安排不恰当、制度设计欠周密等一些具体问题,需要通过立法予以解决,以增强法律制度的可行性、操作性。⑤
第三,完善立法内容和法律制度。以《可再生能源法》的相关法律规定为依据,通过配套性立法与政策的制定和完善,实现《可再生能源法》从政策性、原则性立法向规制性、操作性立法的转变。对不用地区的不同情况制定相应的地方法律法规,做到因地制宜。鼓励和支持可再生能源的发展,保障新能源和新兴产业的相互融合。
“同呼吸,共命运”,这句话如今用来形容生活在雾霾下的中国人民甚为讽刺。想要改变着个局面,需要社会各个方面的努力,而法律是我们最有效的保护武器。修订《可再生能源法》,有利于我国能源基本法的早日出台,将能源与气候变化有机结合起来,生活在蓝天的生活会重现。(作者单位:四川省社会科学院)
注解:
①柯坚.《全球气候变化背景下我国可再生能源发展的法律推进*――以为中心的立法检视》,载《政法论丛》2015年8月第4期
②杜群,廖建凯.《德国与英国可再生能源法之比较及对我国的启示》,载《法学评论》2011年第6期
③杜群,廖建凯.《德国与英国可再生能源法之比较及对我国的启示》,载《法学评论》2011年第6期
然而,可再生能源发展“必要性”与“经济可行性”之间存在的反差,传统能源利益集团对可再生能源发展的阻挠,对发展路径有意或无意的曲解,决定了可再生能源替代化石能源之路必将是曲折、艰难和反复的。
在我国,一个更为强烈的反差是:一方面,我们“极端重视”可再生能源发展,不断出台支持可再生能源发展的政策;另一方面,对现有能源系统以何种恰当方式转向一个以“可再生能源为主导”的能源系统方面的研究“高度忽视”。对可再生能源“如何转型”缺乏基础性研究与系统性思考,导致本应是系统推动能源转型的政策在实践中“各自为政”,并演变为单纯以实现某个“既定份额”为目标。
将可再生能源发展置于人类能源转型历史进程之中,探讨能源转型的基本内涵与动因,梳理能源转型的逻辑,系统分析可再生能源转型与历史上能源转型的异同,对于正确认识我国可再生能源发展中的问题和转型方式,不仅有理论必要性,也有实践重要性。 一问:能源转型如何发生
很多报告和论文将“能源转型”(energy transition)一词等同于“向可再生能源转型”或“低碳转型”来理解。这一含义最早可能来自1980年德国科学院出版的一份报告:《能源转型:没有石油与铀的增长与繁荣》。该报告当时呼吁彻底放弃核电和石油能源的观点受到强烈反对,但在进入21世纪后逐渐演变成为德国能源政策的基本内容。相应的,德国“能源转型”的含义逐渐演变为“转向分布式可再生能源和提高能源效率”,并宣称最终目标是建立百分之百基于可再生能源的能源体系。
能源转型的含义当然不仅仅是可再生能源发展。在更一般意义上,能源转型通常被理解为一个国家或社会主导能源的转换或更替过程。比如,煤炭替代薪柴并成为主导能源,石油替代煤炭成为主导能源。不过,对能源转型的这种描述性的理解,以及基于这一理解的相关研究难以适应复杂、丰富的能源转型实践的需要,无法对认识当前能源转型提供洞见。
美国天然气专家罗伯特・海夫纳三世试图另辟蹊径。在其2009年出版的著作《能源大转型》中,罗伯特・海夫纳三世从能源存在的三种物理形态,即固体(木材、煤炭等)、液体(石油)和气体(天然气、风能、太阳能、氢能等)出发,把人类能源利用的历史与未来概括为两次能源转型:第一次能源转型是固体能源向液体能源的转型,第二次能源转型是液体能源向气体能源的转型。这一观点具有理论抽象性和逻辑一致性,为我们认识能源转型方向提供了有价值的观察视角;但这一理论对于能源转型判断标准过于抽象,对能源转型的内涵和特征等问题缺乏深入研究,对理解能源“如何转型”作用有限。
加拿大的瓦茨拉夫・斯米尔(Vaclav Smil)教授认为,能源转型是各种能源利用“原动机”(prime movers)驱动下的能源结构不断变化过程。“每当效率更高的新能量‘原动机’出现取代旧的原动机,显著提高了人类所能利用的能源的量级,能源转型就会发生。”
斯米尔教授根据“原动机标准”将人类能源利用划分为四次能源转型:第一能源转型发生在距今1万年到5000年,人类通过驯养役畜来替代部分人力;第二次能源转型发生在公元前1000年风车和水车的出现,进一步替代人和动物的肌肉力;第三次能源转型随着1765年瓦特改良后的蒸汽机的扩散和进一步改进,启动了煤炭替代薪柴的能源转型进程。第四次能源转型的发生则伴随着发电机的发明使用,以及1882年世界第一座中心发电站在纽约和伦敦投入使用,人类进入电气化时代而出现。
斯米尔教授所提出的“原动力发明、改进和扩散”逻辑为我们认识历史上的能源转型“何时发生”、“如何发生”提供了非常有启发性的见解。然而,回顾人类能源利用史就会发现,以“原动机”单一标准来判断能源转型至少存在两个问题:
一是从原动机标准所划分的一些能源转型并未真正导致该种最终能源成为“主导能源”,从而不构成人类社会或者国家层面上的能源转型。比如公元前1000年伴随风车和水车的出现,除了在小范围外,风能和水能并没有在普遍范围成为主导能源,更不用说全球了。这是风能和水能的自身局限所致,与原动机效率高低无关。二是以“发电机”出现而引发的第四次能源转型,偏离了“一次能源”的逻辑进入二次能源(电气化),这一转型与当前清洁化低碳化发展存在矛盾和冲突。这是因为,化石燃料发电的“原动机”效率和能级的提升将进一步增强化石燃料的竞争力,不利于向清洁燃料过渡。因此,任何非一次能源技术革命对于“能源转型”的价值和意义,必须回归到其所依赖的一次能源的“源头”来评价。
为了更好描述历史上能源转型的逻辑和解释未来的能源转型,笔者对能源转型的定义是:能源转型是由原动机推动的,伴随着能源系统深刻变革的,一次能源结构长期变化过程。能源转型的发生与深化,是随着一种足以推动国家,乃至全球层面的能源转型得以发生“原动机”发明、扩散而发生、发展的,正如历史上的蒸汽机之于煤炭,内燃机之于石油一样。 二问:中国能源转型处于哪个阶段?
中国处于能源转型的哪一个阶段,下一次能源转型是第几次转型?判断能源转型的标准不同,答案也不相同。基于能源转型的上述新定义,就国家层面而言,能源转型应符合三个判断标准:
一是要有导致能源利用方式重大变化的“技术创新”或“原动机”出现。能源转型不是“新”能源品种使用数量的简单“累积”,中世纪英国城市用煤非常普遍,到18世纪初,英国不仅家庭住宅取暖,很多工业行业生产中都使用煤炭。煤炭的利用方式依然是沿用过去的燃烧方式,没有出现用煤技术的重大创新。1765年,瓦特蒸汽机作为煤炭原动机的出现,英国才真正启动了向煤炭的转型,随后扩散到欧洲大陆和美国。
二是要有基于能源技术创新的一次能源结构变化,即新“原动机”出现后,所利用的一次能源逐渐替代原有能源,并最终成为主导能源。换句话说,替代能源需要有成为主导能源的潜质。从这个判断标准看,瓦茨拉夫・斯米尔所说的风车和水车发明所引发的能源转型,并不构成国家层面的能源转型。
三是要有能源系统的深刻变革。也就是说,基于新的能源利用方式(原动机),一次能源的替代与转换的展开,必须同时构建与这种能源特性相匹配的能源生产、消费和输送体系,否则能源转型难以顺利和有效推进。因此,就当前的可再生能源转型而言,能否建立起与可再生能源特性相匹配的能源系统对于转型成功至关重要。
根据这些标准来梳理人类能源利用的历史,可以发现:从原动机标准和一次能源结构变化标准看,历史上的能源转型可以划分为三次,即薪柴向煤炭转型、煤炭向石油转型、石油向天然气转型。目前正处于第三次能源转型阶段,即石油向天然气转型阶段。
如果结合能源系统变革(第三个标准)来看,就会发现:煤炭、石油和天然气同属于化石能源,其能源生产和消费系统的共同特征是:大规模生产、输送和消费。也就是说,它们均属于“能源系统”特征相同的一次重大能源转型。
人类能源利用可以划分为两次大的能源转型。第一次能源转型是植物能源向化石能源的转型,第二次能源转型是化石能源向可再生能源转型。两次大能源转型期间存在着一些亚转型(如向煤炭转型,向风力发电转型等)。特别值得指出的是,天然气是向第二次能源转型的重要过渡能源,这不仅是因为它比煤炭和石油更加清洁,而且因为从能源系统看,它兼具集中式和分布式的特点。 三问:向可再生能源转型难在何处?
向可再生能源转型有多难,难在何处?相信任何一个相关的政府官员、学者和产业人士都可以从不同角度加以概括,我认为向可再生能源转型至少有如下“三难”:
一是发展可再生能源的必要性、迫切性与经济可行性存在巨大反差。化石能源对植物能源的替代,不仅是高密度能源对低密度能源的替代,而且是高竞争力能源对低竞争力能源的替代,主要是市场竞争的产物。当前各国正在发生的可再生能源转型,是在“应对气候变化”成为国际主流价值观的背景下发生的,是碳减排政策驱动下的能源转型。因此,可再生能源对化石能源的替代,是在化石能源自身效率还有较大提升潜力情况下,为实现经济增长的“脱碳”而发生的低密度能源对高密度能源的替代,同时也是低竞争力能源对高竞争力能源的替代。这一转型的迫切性、必要性与经济可行性之间的巨大反差,是导致可再生能源发展中问题的基本根源。
二是与可再生能源特点相匹配的“新”能源系统无法通过现有能源系统的“外推式发展”而得到。一个与化石燃料的大规模生产、消费和输送体系及其高能量密度、可储存、分布不均衡等特性密切相关,而风能、太阳能的广泛分布性、低能量密度和不可存储性决定了本地生产本地消费模式是较好的选择,现有能源系统必须变革以适应可再生能源的新特征。然而,与化石能源特性完全耦合的现有能源系统并不会自觉向适应可再生能源特点的能源系统转型,因为传统能源企业从自身短期利益出发,往往会自觉阻碍这一进程。
三是可再生能源的单一品种,无论是水能、风能、太阳能,还是生物质能,都不具有成为单一主导能源的潜质。因此,向可再生能源转型是就多个品种集合整体而言的。这些不同可再生能源品种的技术特性不完全相同:水电基本与现有能源系统兼容,风能和太阳能更适合分布式、小功率,生物质能则分布式、集中式均可。要将这些能源利用技术整合为一个有机“新”能源体系,将面临更多的技术、组织和制度方面的复杂性。
上述“三难”,也可以说是能源转型的新特征和新变化。这就给能源转型政策提出了更高的要求:一方面转型政策要更具系统性和前瞻性;另一方面能源体制与政策实施方式也要做出相应调整,以适应这些新特征与新变化,减轻能源转型的成本与阵痛。 四问:从德国能源转型实践学到什么?
德国是当前全球能源转型的典范,其发展可再生能源的做法也被作为“经验”为各国所借鉴。比如,可再生能源全额上网、固定电价(FIT)、投资补贴等政策已经成为包括中国在内的很多国家可再生能源发展政策的标准选项。对此,无需多言。这里我将特别指出两个很少被提及,但实际上对我国更有价值的德国能源转型“经验”:
一是增强电力市场灵活性是应对可再生电力波动性最重要的制度条件。德国电力改革始于1998年,但在短短几年时间就实现了“放开两头,管住中间”电力市场制度架构,确立了电力供应侧和需求侧竞争性市场。其核心要素包括:电力零售侧放开,终端用户可以自由选择售电商;开放电网使用权,电网运营商不参与市场竞争;日前、日内现货市场与多级调频辅助服务市场协同合作的市场结构,等等。德国可再生能源转型到目前为止能够较为顺利地推进,竞争性电力市场及其配套机制所决定的市场灵活性是基本制度条件。从经验借鉴看,构建这一制度是中国等很多国家推进可再生能源转型的必备条件。
近年来,随着可再生能源电力份额上升,德国又设计了一些新的市场制度以期进一步提高市场灵活性:一是建立了以平衡结算单元为主体的电量平衡机制,以及与之配套的独立调频市场。凡是不能维持区域内发电和用电平衡的平衡发电运营商(结算单元)都必须从电网公司那里购买调频调峰电量,同时允许调频供需独立进行拍卖;二是在2015年底的《能源变革白皮书》中提出了一系列提高电力市场灵活性措施,主要包括:允许短时间内的超高电价和负电价,允许更多类型的技术参与到调频辅助服务市场中,等等。更为灵活的电力市场制度,能够更为精确地反映电力的时间和空间价值,市场参与者能够及时反应。
二是从发电、电网和用电各个环节入手,提高电力系统运行的整体灵活度以应对可再生电力波动性挑战。具体做法包括:进一步提高化石能源发电厂的灵活度,以提高其调峰能力,而不是扩大规模降低能耗;改变热点联产电厂和生物质发电厂运行方式提高其灵活性;发挥欧洲互联电网的“间接储能系统”作用,提高德国输电网的灵活度;综合运用储能、热泵、电动汽车、智能电表等技术手段提高负荷的可调节性,增加电力需求侧灵活性,等等。 五问:什么是中国可再生能源转型的当务之急?
中国可再生能源转型面临的问题是什么?可再生能源比重太低?补贴力度不够?并网得不到保证?这些问题不是“当务之急”。当前应优先落实如下事项或原则:
一是确立我国可再生能源转型的国家战略。可再生能源转型的国家战略既要反映可再生能源的特点,也要充分考虑我国基本国情。各国能源转型方向虽然相似,但能源资源禀赋与治理结构不同,决定了能源转型的国别差异。
我国的能源转型远未上升的“国家战略”层面。首先,我国能源转型处于各个部委各自为政阶段,每个部门就自己主管的领域自行决定重点、方向和速度。其次,我国能源转型缺乏清晰的战略安排,实施路径和推进速度也缺乏统筹考虑。最后,能源转型进展和政策实施效果也无科学评估和考核。政策出台了很多,能源转型的问题也很多,但鲜有部门能够出面纠正和完善。这些问题的解决,有赖于我国能源转型“国家战略”的确立和落实。
二是当前能源体制改革应充分反映能源转型的方向和要求。我国能源体制抑制市场作用导致配置效率低下问题非常突出。大力推动能源市场化改革已经成为能源体制改革的方向和要求。不仅如此,德国能源转型的经验告诉我们,竞争性电力市场和灵活的交易机制是可再生能源转型最重要的制度条件。因此,能源市场化改革的迟缓不仅会影响能源配置效率,而且还会阻碍我国可再生能源转型的进程,增加转型成本。
三是我国能源转型的进展与步骤不应由传统能源巨头决定。传统能源巨头一定是能源转型的主要参与者,但能源转型的方向和进展不能由电力公司等传统化石能源巨头主导。因为它们可以从放缓能源转型速度和进程中获得经济利益。正如赫尔曼・希尔在其《能源变革:最终的挑战》一书所指出的,“客观上,在向可再生能源的转型中是不可能实现共赢的。百分之百转向可再生能源是工业时代以来最广泛的经济转型。如果这个进程没有胜利者和失败者,是不可思议的。失败者将不可避免地是传统电力工业,其损失程度取决于其洞察力、决心和能力,以及进行彻头彻尾的重组、直面迅速衰减的市场份额、发现新的业务领域。”
如果想让我国能源系统能够按照能源转型的方向和逻辑来实现转型,必须要在确立能源转型国家战略基础上,配套以推动能源转型的系统法律和政策框架,由国家来主导和推动转型,方有可能避免能源转型进展和节奏由传统化石能源巨头主导的局面出现。
四是基于能源转型方向调整当前投资以避免锁定效应。未来30年-50年的能源系统是由当前投资决定的。当前的能源投资要符合能源转型要求,否则将导致我国未来能源系统(电力系统)锁定在既定道路上,加大未来能源系统转型的成本。
与发达国家相比,我国农村能源利用方式依然相对滞后。首先是能源结构不合理。数据显示,在当前我国的农村能源结构中,依然以煤炭等常规商品能源和秸秆、薪炭等传统生物质能源为主,目前我国农村每年生活用能折合标准煤5.5亿t,利用效率低,利用方式落后,造成大量资源浪费和环境污染。
新农村建设是我国现代化建设进程中的重大历史任务,其实质是农村经济、政治、文化、生态全面发展、全面进步,以推动我国现代化的进程。党的十六届五中全会提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的新农村建设总体目标,以此来扎实推进社会主义新农村建设。
一、可再生能源资源状况
可再生能源是指在自然界中可以不断再生并可以有规律得到补充的能源,包括太阳能、生物质能、风能、水能、地热能。具有可再生、低污染、分布广泛、总量丰富、成本低廉的特点。
嘉鱼县地处鄂东南,江汉平原南部,属长江冲积平原,为亚热带湿润季风气候,具有气候温和、四季分明、日照充足、物产丰富等特点。全县国土面积1018平方公里,总人口36.7万人,农村人口为25.6万人,2011年农民人均年收入为6753元。
1、能源资源状况
(1)小水电:全县有大小河流7条,大多数属平原季节性人工河流,主要作用是抗旱排渍,自然落差不大,水能理论蕴藏量不大,只有2100kw,可开发量1700kw。
(2)太阳能:全县年日照1995小时左右,日照率为46%,太阳能年总辐射量0.45MJ/cm2。
(3)风能:年平均风速2.3米/秒,相当于2级风,开发利用价值不高。
(4)生物质能:农作物秸秆仍是嘉鱼县农民生活用能的主要来源,每年用作生活用能的农作物秸秆16.8万t,占总量的68.7%,返田作肥料占31.3%;薪柴是农村广泛使用的传统生物质能,薪柴资源包括薪炭林、防护林、速生用材林、灌木林、疏林和“四旁”树等,全县薪柴开发总量为3.99万t,随着国家封山育林及林业加工业的发展,薪柴可用作农村生活用能量日趋减少;全县生猪存栏9.35万头,鸡10.6万羽,年产生畜禽粪便19.1万t,可利用量为15.1万t。
从以上可以看出,嘉鱼县能源资源构成特点是:煤炭等化石能源极度缺乏,生物质能、太阳能等可再生能源资源丰富,新能源开发潜力大。
2、农村能源消费特点
生活用能的需求与生活水平密切相关,长期以来,农村地区生活用能主要靠当地秸秆和薪柴,采取直接燃烧方式,能源有效转换率仅有10~30%,造成能源利用的低效和浪费,能源缺乏与浪费之间矛盾突出。随着农村社会经济发展,嘉鱼县农村生活能源使用出现了新趋势,呈现出“三减三增”特点:一是自及自足能源消费减少,商品能源消费增加;二是秸秆能源消费比例减少,液化气、煤等化石能源消费比例增加;三是高能耗用能方式逐步减少,可再生能源利用不断增加。
二、可再生能源开发利用现状
我国农村地区生物质能、太阳能资源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力。经过多年发展,可再生能源开发利用已经取得了很大的进展,太阳能和沼气等可再生能源在嘉鱼县农村已经得到广泛应用。
1、生物质能开发
(1)沼气。沼气是我国广大农村地区开发应用的一种技术成熟的可再生能源,到2010年底,全国已经累计建成户用沼气超过4000万户,受益人口达1.55亿人。沼气是有机物在缺氧条件下通过厌氧微生物的发酵作用产生的混合气体,其中甲烷约占55~75%,1m3沼气相当于0.7~0.8kg标煤,热值较高,燃烧后只产生和CO2和H2O,是一种高品位的清洁能源。
到2011年底,嘉鱼县农村户用沼气池达1.175万口,建池户使用率达82%,每口沼气池年产沼气360m3,全县年产沼气346.86万m3,按与沼气具有等量有效热能的液化气进行替代比较,农户每年节省能源支出1088.28万元(本地液化气价格为7.53元/kg)。二氧化碳和甲烷是产生温室效应的主要气体,每年可减少二氧化碳排放1.07万t,甲烷0.102万t。
沼渣中含有丰富的有机质、腐殖酸和矿物质灰分,改良土壤功效十分明显,其中有机质含量36.9%~49.9%,腐殖酸10%~24%,粗蛋白5%~9%,全NO.8%~1.5%,全P0.4%~0.6%,全K0.5%~1.2%;沼液含有多种速效营养成分。
沼渣沼液可广泛用于作物浸种、叶面喷肥、基肥或用于防治作物病虫害,也可作为家畜添加剂和鱼铒料,具有较高经济价值。用沼液浸种,水稻增产9.4%,玉米增产9.35%;沼液作叶面喷肥,密柑单株增产20.2公斤,茶叶喷施沼液能够促进茶叶株高增长,增加茶叶的百芽重和单叶重,促进茶树增产,增产率为9.0%。沼液、沼渣综合利用已成为农业增收、农民增效的一个新亮点。
(2)农作物秸秆及薪柴
秸秆及薪柴具有体积大、密度小、热值不高的缺点,远距离输运成本大,堆放在房前屋后影响村容村貌,将其进行气化或压缩处理做为燃料是提高利用效率可行办法。
①秸秆气化。秸秆气化是采用一种生物质热解技术,先将农作物秸秆等生物质原料切碎,在缺氧条件下,使秸秆不充分燃烧,产生大量的氢气、甲烷和一氧化碳等可燃气体。一个4口之家每月需要燃烧秸秆130kg,每100kg燃料费用为13~15元,每农户月燃料费16.9~19.5元,秸秆气化成本明显低于其他常规燃料。秸秆的平均含硫量只有0.38%,远低于煤的含硫量(约1%),秸秆气化使用方便,清洁卫生,可以部分代替高品位商品能源。
②固化成型。将秸秆或薪柴干燥粉碎后,经过成型机械挤压成密度为0.8~1.2t的柱状或颗粒状燃料,1t成型燃料相当于0.429~0.571t标煤。是一种能代替燃煤的新型低碳、节能、环保燃料,具有燃烧热效率高、使用安全、清洁环保、节省空间等优点。
2、太阳能利用
①太阳能热水器。在太阳能利用方面,应用最广泛、技术最成熟的是太阳能热水器,已经实现了产业化和市场化。每平方米太阳能热水器年可替代标煤150~180kg,2009年全国农村太阳能热水器保有量2955.56万台,面积已达4997.06万m2,嘉鱼县农村太阳能热水器普及率已达11%。一台太阳能热水器全年可节电1.8GJ(约512kwh),按本地农村电价0.6元/度计,每台热水器全年可节约307.2元,农户6~7年就可收回投资,而太阳能热水器使用寿命可达15a。
②太阳能路灯。太阳能路灯主要是通过太阳能板的光生伏特效应原理,白天吸收太阳能光子能量产生电能储存,夜幕降临时产生照明。太阳能路灯不需要架设输电线路,不用专人管理和控制,技术和经济效益上可行,一次性成本回收较快,节能效果显著。
③太阳能温室大棚。不仅在瓜果蔬菜、花木苗圃等种植业上广为应用,在水产养殖、畜禽饲养等方面的应用也不断扩大,对提高农牧业产量、增加农民收入起了很大作用。
三、新农村发展可再生能源的现实意义
在新农村建设中,因地制宜,合理开发利用农村可再生能源,对促进农村经济社会发展有重要意义。
1、有利于构建资源节约型环境友好型社会,促进生态文明建设。
以沼气为纽带的农业生态建设,使农业废弃物得到循环利用,延长了农业生态链,既生产了清洁能源,又提高了农业经济效益;开发利用太阳能,既能有效提供安全、无污染的清洁能源,又能促进农业生产,改善生态环境,因此发展包括太阳能、生物质能等在内的可再生能源,不仅使农村资源得到有效利用,而且促进了生产、生活、生态协调发展。
2、有利于优化农村用能结构,促进节能减排。
农村广泛使用沼气、秸秆气、太阳能等清洁能源,是农民现代文明生活的一个缩影。目前形势下,越来越多的国家面临着减排问题,逐步会将减排成本纳入考量的范畴,传统能源的成本将显著上升,发展可再生能源,符合减排趋势。
3、有利于发展农业循环经济,转变农业增长方式。
大力推广猪-沼-菜(粮、鱼、果)生态利用模式,以沼气为纽带,把养殖业和种植业有机结合起来,把养殖业产生的废弃物转换成清洁能源和高效有机肥料,既解决农村燃料问题,又减少了农药使用,培肥了地力,还提高了农产品品质,增加了农民收入。
4、有利于改善农村卫生条件,减少疫病流行。
在建沼气池的同时,对农村的厨房、厕所、猪圈进行改造,实行“一池三改”,把脏乱的旧厨房改造成贴着瓷砖和安装沼气灶具的新型厨房,把臭气熏天的敞口粪坑改造成水冲式厕所,把蚊蝇漫舞的畜禽舍栏改造成干净的圈舍;在新农村社区中建设小型沼气工程,使生活污染物集中处理达标排放,彻底改变农村脏、乱、差的旧貌,实现厨房亮化、厕所净化、环境美化,也潜移默化地改变农民的卫生习惯,改善农村人居环境。
嘉鱼县是湖北省10个重点血吸虫疫区之一,通过对全县15个血吸虫疫区村2000衣户改厕和建沼气池,阻断血吸虫的传播途径,对综合防治血吸虫起到较好效果。
四、存在问题
1、常规能源不足。嘉鱼县地处平原湖区,少煤无油气资源,商品能源全部靠外调运,农村人均能耗仍处于较低水平,2011年,农村人均生活能耗为0.203千克标煤/人・天,全县农村年生活能耗为1.9万t标煤,如果农村能源需求不能够满足,势必对农村经济发展、农民生活改善和农业生态环境产生负面影响,阻碍新农村建设进程。
2、农村能源利用效率低下。全县农村综合利用效率比较低,仅为30%左右。农村生活用能以直接燃烧秸秆为主,大部分为老式大锅大灶,热效率只有10%~30%,尽管政府多年来推广节能省柴灶,但进展缓慢,全县节柴灶比例不足30%。
3、沼气发展遇到瓶颈生产沼气的主要原料是畜禽粪,与养殖业密切相关,目前养殖业已由传统的千家万户饲养转型到标准化、规模化、集约化养殖,养殖的农户数量急剧减少,沼气发酵原料不足是户用沼气目前遇到的最大问题。另外,户用沼气属于自及自足能源经济利用模式,农户对沼气的管理水平参差不齐,沼气池产气水平差异较大,因缺乏科学管理造成了相当数量的废弃池、病池,给沼气发展带来一定的负面影响。
4、可再生能源开发利用规模与新农村建设不适应,资金投入机制不健全,融资渠道不宽,科技服务体系滞后,技术开发能力和产业体系薄弱。
5、农民对发展可再生能源缺乏认识,持“不相关”、“无所谓”态度的人不在少数。
五、建议
新农村建设,为农村可再生能源开发利用带来新的契机,市场经济条件下,新农村建设不是一朝一夕就能完成的,可再生能源的开发也不是短期工程,它需要长期稳定的政策、资金、技术支持渠道。
1、政府要加大对可再生能源发展的支持。2006年1月1日《可再生能源法》开始实施,但与之相配套的实施细则一直没有出台,加上可再生能源开发前期投入较大,获利较少,所以社会资金参与较少。政府要加大政策引导和资金支持,加大可再生能源开发直接补贴和税收优惠,调动多方参与可再生能源建设的积极性,要增加财政预算,加大项目开发、示范推广、科技培训力度。
2、将可再生能源发展规划纳入新农村建设的整体规划中,提高可再生能源资金使用效率,使农村能源建设和农村各项社会事业协调发展。
3、加强可再生能源建设管理,完善可再生能源服务体系,让已经建设成的农村能源设施充分发挥出应有作用,提高农村能源设备设施的使用率。