1、化學(xué)化工與材料學(xué)院 化學(xué)專業(yè)論文題 目 我國新能源的發(fā)展與應(yīng)用 學(xué) 生 姓 名 宮慶玲 專 業(yè) 年 級(jí) 2010級(jí) 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師（職稱） 朱宇君 日 期 2012 年 11 月 28日 我國新能源的發(fā)展與應(yīng)用摘要：發(fā)展替代能源, 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源之間、傳統(tǒng)能源和新能源之間的替代是解決我國能源供需瓶頸、供需結(jié)構(gòu)性矛盾以及減輕環(huán)境壓力的有效途徑, 也是真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)“又好又快”地可持續(xù)性發(fā)展的基本保障。國家將積極開發(fā)水電、核電, 鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源, 積極開發(fā)利用地?zé)崮芎秃Ｑ竽?。?jù)悉, 到2020 年, 中國可再生能源比重可以從目前的7%左右提高到16%左右; 2035

2、2040 年,這一比重將占到一次能源總量的25%以上。在尋求能源與經(jīng)濟(jì)均衡點(diǎn)的進(jìn)程中，新能源具有清潔、污染排放少、可再生等一系列優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、改善能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。通過總結(jié)目前國內(nèi)的主要新能源種類及利用方式，分析了國家政策對(duì)新能源發(fā)展的支持和導(dǎo)向，闡述了風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能和核能的資源條件及開發(fā)利用現(xiàn)狀，并對(duì)我國新能源發(fā)電的發(fā)展方向及前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：低碳，低碳經(jīng)濟(jì)，新能源，減排，能源消耗，能源結(jié)構(gòu)，可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展方向；正文：1980年聯(lián)合國召開的“聯(lián)合國新能源和可再生能源會(huì)議”對(duì)新能源的定義為：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生能源得到

3、現(xiàn)代化的開發(fā)和利用，用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源取代資源有限、對(duì)環(huán)境有污染的化石能源，重點(diǎn)開發(fā)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮?、氫能和核?新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開發(fā)利用的可再生能源，包括太陽能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面與深層之間的熱循環(huán)等；此外，還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等，而已經(jīng)廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、水能、等能源，稱為常規(guī)能源。隨著常規(guī)能源的有限性以及環(huán)境問題的日益突出，以環(huán)保和可再生為特質(zhì)的新能源越來越得到各國的重視。 日前在中國，可以形成產(chǎn)業(yè)的新能源主要包括水能（主要指小型水電站）、風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽能、地?zé)崮艿龋?/p>

4、是可循環(huán)利用的清潔能源。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展既是整個(gè)能源供應(yīng)系統(tǒng)的有效補(bǔ)充手段，也是環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)的重要措施，是滿足人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需要的最終能源選擇。 一般地說，常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源，而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。因此，煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源，而把太陽能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立，過去一直被視作垃圾的工業(yè)與生活有機(jī)廢棄物被重新認(rèn)識(shí)，作為一種能源資源化利用的物質(zhì)而受到深入的研究和開發(fā)利用，因此，廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術(shù)的一種形式

5、。 新近才被人類開發(fā)利用、有待于進(jìn)一步研究發(fā)展的能量資源稱為新能源，相對(duì)于常規(guī)能源而言，在不同的歷史時(shí)期和科技水平情況下，新能源有不同的內(nèi)容。當(dāng)今社會(huì)，新能源通常指核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫氣等?特點(diǎn)：1）資源豐富，普遍具備可再生特性，可供人類永續(xù)利用； 2)能量密度低，開發(fā)利用需要較大空間； 3)不含碳或含碳量很少，對(duì)環(huán)境影響??； 4)分布廣，有利于小規(guī)模分散利用； 5)間斷式供應(yīng)，波動(dòng)性大，對(duì)繼續(xù)供能不利； 6)目前除水電外，可再生能源的開發(fā)利用成本較化石能源高。一、能源形勢和任務(wù)我國傳統(tǒng)能源資源并不豐富,尤其是油氣資源。據(jù)統(tǒng)計(jì), 中國的石油、天然氣、煤炭等能源的人均占有量分別占世界

6、平均水平的11%、4%和54%。相對(duì)而言, 煤炭略多, 注定了我國的一次能源結(jié)構(gòu)只能以煤為主。從20022006 年的5 年內(nèi), 依靠以煤為主、煤在一次能源消費(fèi)比重中所占七成左右的比例, 中國實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)生產(chǎn)總值翻一番, 2002 年中國國內(nèi)生產(chǎn)總值第一次超過10 萬億人民幣,達(dá)到102398 億人民幣; 2006 年中國國內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到了209407億人民幣。在國內(nèi)生產(chǎn)總值翻一番的同時(shí), 一次能源消費(fèi)總量：2002 年為15.18 萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,2006 年為24.567 萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。5 年來, 中國國內(nèi)生產(chǎn)總值消費(fèi)的能源總量的比例確實(shí)發(fā)生了重大變化, 但是煤炭在一次能源消費(fèi)的比重仍然維持在

7、七成左右,以傳統(tǒng)燃煤為主的中國能源結(jié)構(gòu)并沒有重大改變。而且2006 年中國煤炭產(chǎn)量達(dá)到了23.25 億噸,現(xiàn)有產(chǎn)能加在建產(chǎn)能和新批準(zhǔn)發(fā)證形成的生產(chǎn)能力已經(jīng)突破了28 億噸, 巨大的煤炭產(chǎn)能和燃煤消費(fèi)方式已經(jīng)成為中國經(jīng)濟(jì)有別于同等水平國家的經(jīng)濟(jì)特色。與此同時(shí), 中國石油對(duì)外依存度超過40% , 2020 年預(yù)計(jì)將超過60%; 能源運(yùn)輸方式90%依靠海運(yùn), 存在導(dǎo)致油路中斷的眾多不安全因素; 油價(jià)一路走高, 對(duì)經(jīng)濟(jì)將產(chǎn)生重大的影響; 大量廢氣排放嚴(yán)重污染環(huán)境, 等等。中國“ 十一五”規(guī)劃中明確要求, 到2010 年單位產(chǎn)值能耗降低20%, 這意味著我國發(fā)展模式要進(jìn)行根本性的轉(zhuǎn)變。節(jié)約和合理利用能源

8、, 降低能源消耗, 提高能源利用效率, 既是我國緩解能源供應(yīng)緊張的重要措施, 更是提升經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量、創(chuàng)新發(fā)展模式的重要手段。為此, 我國必須在能源結(jié)構(gòu)上進(jìn)行天翻地覆的換代轉(zhuǎn)型, 加快發(fā)展新能源。我國能源分布如下： 圖1.我國核電廠分布圖 圖2.我國煤炭分布圖 圖4.我國大中型水電站分布圖 圖3.我國油田分布 圖5.我國境內(nèi)天然氣分布及管道分布圖二、新能源建設(shè)項(xiàng)目規(guī)定2002 年, 我國發(fā)布的新能源基本建設(shè)項(xiàng)目管理的暫行規(guī)定中規(guī)定, 新能源是指風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能等可再生資源經(jīng)轉(zhuǎn)化或加工后的電力或潔凈燃料。凡新建的新能源設(shè)施的項(xiàng)目( 轉(zhuǎn)化或加工電力或潔凈燃料) 為新能源基本建設(shè)

9、項(xiàng)目。新能源基本建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)規(guī)模為: 風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)3000 干瓦及其以上, 太陽能發(fā)電裝機(jī)100干瓦、地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)1500 千瓦及其以上、潮汐發(fā)電裝機(jī)2000 千瓦及其以上、垃圾發(fā)電裝機(jī)1000千瓦及其以上、沼氣工程日產(chǎn)氣5000 立方米及其以上及投資3000 萬元人民幣以上其他新能源項(xiàng)目。達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模的為大中型新能源基本建設(shè)項(xiàng)目, 達(dá)不到的為小型項(xiàng)目。2005 年我國發(fā)布的中華人民共和國可再生能源法規(guī)定: 可再生能源, 是指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等非化石能源?005 年11 月29 日, 國家發(fā)改委發(fā)布了可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄, 在目錄中涵蓋風(fēng)能、太陽能、生物

10、質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能和水能等六個(gè)領(lǐng)域的88項(xiàng)可再生能源開發(fā)利用和系統(tǒng)設(shè)備/ 裝備制造項(xiàng)目。其中部分產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟并基本實(shí)現(xiàn)商業(yè)化; 有些產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、產(chǎn)品、設(shè)備、裝備雖然還處于項(xiàng)目示范或技術(shù)研發(fā)階段, 但符合可持續(xù)發(fā)展要求和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向, 具有廣闊的發(fā)展前景或在特殊領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。 三、新能源發(fā)展現(xiàn)狀與前景我國新能源和可再生能源的資源量豐富、開發(fā)潛力大。太陽能的理論資源儲(chǔ)量為每年23000 億tce ( 噸標(biāo)準(zhǔn)煤) , 2/3 的陸地年日照小時(shí)超過2200, 每平方米年接受太陽輻射5000 兆焦; 風(fēng)能的資源量為3.23TW ( 太瓦=10 億千瓦) , 可開發(fā)潛力陸地為250GW( 吉

11、瓦= 百萬千瓦) , 近海為750GW; 小水電資源量為180GW, 可開發(fā)潛力為1.28GW;海洋能的資源量為2500GW, 可開發(fā)潛力為50GW, 其中潮汐能的資源量為1100GW, 可開發(fā)潛力為22GW; 生物質(zhì)能的可開發(fā)潛力目前為3.18 億tce, 2050 年為9.76億tce; 地?zé)豳Y源量為2000 億tce,高溫6GW。1.風(fēng)能風(fēng)能是太陽輻射下流動(dòng)所形成的。風(fēng)能與其他能源相比，具有明顯的優(yōu)勢，它蘊(yùn)藏量大，是水能的10倍，分布廣泛，永不枯竭，對(duì)交通不便、遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。目前風(fēng)能最常見的利用形式為風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電目前有兩種思路，水平軸風(fēng)機(jī)和垂直軸風(fēng)機(jī)。水平軸

12、風(fēng)機(jī)目前應(yīng)用廣泛，為風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。 風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)代人利用風(fēng)能最常見的形式，自19世紀(jì)末，丹麥研制成風(fēng)力發(fā)電機(jī)以來，人們認(rèn)識(shí)到石油等能源會(huì)枯竭，才重視風(fēng)能的發(fā)展，利用風(fēng)來做其它的事情。 1977年，聯(lián)邦德國在著名的風(fēng)谷-石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個(gè)世界上最大的發(fā)電風(fēng)車。該風(fēng)車高150米，每個(gè)漿葉長40米，重18噸，用玻璃鋼制成。 積極開發(fā)風(fēng)能資源, 加快風(fēng)電發(fā)展步伐, 是調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu), 合理利用資源, 保護(hù)環(huán)境, 解決能源短缺的科學(xué)發(fā)展之路、戰(zhàn)略選擇。我國風(fēng)能資源十分豐富, 但目前的開發(fā)程度很低。近10 年來世界風(fēng)電發(fā)展很快, 過去3 年全球風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量的年平

13、均增長速度為29.2%。在世界裝機(jī)前10 名中, 中國裝機(jī)容量增長速度僅為17.5%。我國風(fēng)力發(fā)電起步并不晚, 但發(fā)展遲緩, 國家規(guī)劃目標(biāo)多次沒有完成。目標(biāo)和實(shí)際結(jié)果之間存在著巨大反差。造成巨大反差的原因是多種多樣的。不少專家認(rèn)為: 風(fēng)電發(fā)展至今沒有取得突破性進(jìn)展, 存在著規(guī)模偏小、產(chǎn)業(yè)化程度低、發(fā)電成本高、專業(yè)化人才稀缺、研發(fā)力量薄弱、核心技術(shù)落后、市場發(fā)育不良等問題, 風(fēng)電運(yùn)營企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境不佳等。根據(jù)世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的經(jīng)驗(yàn), 風(fēng)電的發(fā)展速度除了技術(shù)因素外, 它在很多國家的發(fā)展中都得到了國家經(jīng)濟(jì)政策的支持, 只靠市場經(jīng)濟(jì)的自然發(fā)展或者社會(huì)商業(yè)資本的推動(dòng), 發(fā)展速度是很緩慢的。因此, 要加快

14、我國風(fēng)電發(fā)展步伐, 需要國家給予優(yōu)惠政策大力扶持。建議: 一是國家加大風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目貼息貸款的力度。二是應(yīng)降低風(fēng)電稅收, 風(fēng)電增值稅征收應(yīng)在5%以下, 以提高風(fēng)電的還貸能力。三是重點(diǎn)支持風(fēng)電設(shè)備研發(fā)的投資。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的技術(shù)研發(fā), 投入大、周期長、風(fēng)險(xiǎn)高。一般的企業(yè)無法承受這樣巨大的研發(fā)投入, 特別是兆瓦級(jí)變漿變速風(fēng)力發(fā)電機(jī), 國家應(yīng)列入科技攻關(guān)項(xiàng)目, 給予科研經(jīng)費(fèi)的支持。四是國家有關(guān)部門要盡快落實(shí)、出臺(tái)可再生能源法規(guī)定的有關(guān)優(yōu)惠政策。并且, 做到風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量大小都一律適用。這樣做有利于不發(fā)達(dá)的省份發(fā)展風(fēng)電, 充分利用這些地區(qū)的風(fēng)電資源, 解決農(nóng)村、牧區(qū)生活用能的需要, 有利于改善生態(tài)環(huán)境。五

15、是目前國家出臺(tái)了可再生能源法,規(guī)定了發(fā)展風(fēng)電的優(yōu)惠政策。這些政策的力度與德、美、印度等國相比還不夠。目前鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)電的配套政策還不具體到位。比如風(fēng)電入網(wǎng)價(jià)格, 根據(jù)可再生能源法的規(guī)定, 風(fēng)能等可再生能源發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià), 由各級(jí)價(jià)格主管部門按照有利于促進(jìn)其開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)合理的原則確定, 同時(shí)要采取保護(hù)電價(jià)加鼓勵(lì)電價(jià)的模式政策。但這一措施尚未落實(shí)到位。目前風(fēng)電裝機(jī)總量所占比例很小, 不足1%, 即使到2020 年我國風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃的3000 萬千瓦, 所占全國發(fā)電總裝機(jī)比例也只有3%左右, 因此, 為了促進(jìn)這一清潔能源的發(fā)展, 給予風(fēng)電一個(gè)寬松的政策環(huán)境是十分必要的。2.太陽能太陽能的利用方式主要有

16、:光伏( 太陽能電池) 發(fā)電系統(tǒng), 將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能; 太陽能聚熱系統(tǒng), 利用太陽的熱能產(chǎn)生電能; 被動(dòng)式太陽房; 太陽能熱水系統(tǒng); 太陽能取暖和制冷。按照中國電力科學(xué)院的預(yù)測, 到2050 年, 中國可再生能源的電力裝機(jī)將占全國電力裝機(jī)的25%, 其中光伏發(fā)電裝機(jī)將占到5%。自20032005 年, 由于歐洲光伏市場特別是德國市場的拉動(dòng), 中國的光伏生產(chǎn)能力迅速增長, 截止到2005 年底, 中國太陽電池組件的生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到400MW( 兆瓦= 千千瓦) , 當(dāng)年產(chǎn)量達(dá)到150MW。國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ枪夥l(fā)電市場的需求。目前, 中國光伏發(fā)電的市場主要在以下幾個(gè)方面:

17、通信和工業(yè)應(yīng)用, 大約占到35.7%;農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)應(yīng)用, 大約占42.9%; 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng), 大約占4.3%; 太陽能商品及其他, 大約占到17.1%。所有這些應(yīng)用領(lǐng)域中, 大約有52.8%是屬于商業(yè)化的市場( 通信工業(yè)應(yīng)用和太陽能光伏產(chǎn)品) , 而另外的47.2%則屬于需要政府和政策支持的市場( 包括農(nóng)村和并網(wǎng)光伏發(fā)電) 。預(yù)計(jì), 在2010 年以前將會(huì)有23 座荒漠電站建成, 裝機(jī)容量20MW; 到2020 年荒漠光伏電站的累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到200MW。我國有著大片的沙漠、沙漠化土地和潛在沙漠化土地, 總計(jì)約105 萬平方公里。1 平方公里土地可以安裝100MWp 太陽電池, 如果只用1

18、%的荒漠面積來安裝太陽電池,則可以安裝1000GWp, 是我國現(xiàn)有電力裝機(jī)的兩倍。3.海洋能海洋能指依附在海水中的可再生能源, 海洋通過各種物理過程接收、儲(chǔ)存和散發(fā)能量, 這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。這些不同形式的能量有的已被人類利用, 有的已列入開發(fā)利用計(jì)劃, 但人們對(duì)海洋能的開發(fā)利用程度至今仍十分低。海洋能特點(diǎn)：1.海洋能在海洋總水體中的蘊(yùn)藏量巨大，而單位體積、單位面 積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。 2.海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能

19、源就會(huì)再生，就會(huì)取之不盡，用之不竭。 3.海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律，編制出各地逐日逐時(shí)的潮汐與潮流預(yù)報(bào)，預(yù)測未來各個(gè)時(shí)間的潮汐大小與潮流強(qiáng)弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報(bào)表安排發(fā)電運(yùn)行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。 4.海洋能屬于清潔能源，也就是海洋能一旦開發(fā)后，其本身對(duì)環(huán)境污染影響很小。 波浪發(fā)電據(jù)科學(xué)家推算，地球上波浪蘊(yùn)藏的電能高達(dá)90萬億度。目前，海上導(dǎo)航浮標(biāo)和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電來照明。大型波浪發(fā)電機(jī)組也已問世。中國在也對(duì)

20、波浪發(fā)電進(jìn)行研究和試驗(yàn)，并制成了供航標(biāo)燈使用的發(fā)電裝置。將來的世界，每一個(gè)海洋里都會(huì)有屬于我們中國的波能發(fā)電廠。波能將會(huì)為中國的電業(yè)作出很大貢獻(xiàn)。 潮汐發(fā)電據(jù)世界動(dòng)力會(huì)議估計(jì)，到2020年，全世界潮汐發(fā)電量將達(dá)到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站，發(fā)電能力24萬千瓦，已經(jīng)工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站，總?cè)萘窟_(dá)到3000千瓦。 盡管這些海洋能資源之間存在著各種差異, 但是也有著一些相同的特征。每種海洋能資源都具有相當(dāng)大的能量通量: 潮汐能和鹽度梯度能大約為2TW; 波浪能也在此量級(jí)上; 而海洋熱能至少要比此大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。但是這些

21、能量分散在廣闊的地理區(qū)域, 實(shí)際上它們的能流密度相當(dāng)?shù)? 而且這些資源中的大部分均蘊(yùn)藏在遠(yuǎn)離用電中心區(qū)的海域。因此只能有一小部分海洋能資源能夠得以開發(fā)利用。全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織1981年出版物的估計(jì)數(shù)字, 五種海洋能理論上可再生的總量為766 億千瓦。其中溫差能為400 億千瓦,鹽差能為300 億千瓦, 潮汐和波浪能各為30 億千瓦, 海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實(shí)現(xiàn)把全部能量取出的, 設(shè)想只能利用較強(qiáng)的海流、潮汐和波浪, 利用大降雨量地域的鹽度差, 而溫差利用則受熱機(jī)卡諾效率的限制。因此, 估計(jì)技術(shù)上允許利用功率為64 億千瓦, 其中鹽差能30 億千瓦, 溫差

22、能20 億千瓦, 波浪能10 億千瓦, 海流能3 億千瓦, 潮汐能1 億千( 估計(jì)數(shù)字) 。4.核燃料核能的利用是人類未來能源的希望所在。從目前的科學(xué)技術(shù)水平看, 人們開發(fā)核能的途徑有兩條: 一是重元素的裂變, 如鈾;二是輕元素的聚變, 如氘、氚。重元素的裂變技術(shù), 己得到實(shí)際應(yīng)用; 輕元素聚變技術(shù), 正在積極研制之中。不論是在核裂變反應(yīng)的重元素鈾, 還是核聚變反應(yīng)的輕元素氘、氚, 在世界大洋中的儲(chǔ)藏量都是巨大的。核聚變比核裂變產(chǎn)生的能量效應(yīng)要高達(dá)600 倍, 比煤高1000萬倍。核聚變研究是當(dāng)今世界科技界為解決人類未來能源問題而開展的重大國際合作計(jì)劃。與不可再生能源和常規(guī)清潔能源不同, 聚變

23、能具有資源無限、不污染環(huán)境、不產(chǎn)生高放射性核廢料等優(yōu)點(diǎn), 是人類未來能源的主導(dǎo)形式之一, 也是目前認(rèn)識(shí)到的可以最終解決人類社會(huì)能源問題和環(huán)境問題、推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。2006 年5 月24 日, 國家科技部代表我國政府與其他六方一起, 在比利時(shí)首都布魯塞爾草簽了國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆( ITER) 聯(lián)合實(shí)施協(xié)定。這標(biāo)志著ITER 計(jì)劃實(shí)質(zhì)上進(jìn)入了正式執(zhí)行階段, 即將開始工程建設(shè), 也標(biāo)志著我國實(shí)質(zhì)上參加了ITER計(jì)劃。盡管就規(guī)模和水平來說, 我國核聚變能的研究和美、歐、日等發(fā)達(dá)國家還有不小的差距, 還須經(jīng)過若干年的努力才能接近“實(shí)驗(yàn)堆” 建設(shè)和研究階段。而參加ITER 計(jì)劃, 參

24、與ITER 的建設(shè)和實(shí)驗(yàn), 從而全面掌握ITER 的知識(shí)和技術(shù), 培養(yǎng)一批聚變工程和科研人才, 使其成為我國聚變研究的一部分。再配合國內(nèi)安排必要的基礎(chǔ)研究、聚變反應(yīng)堆材料的研究、聚變堆某些必要技術(shù)的研究等, 則有可能在較短時(shí)間、用較小投資使我國核聚變能研究在整體上進(jìn)入世界前沿, 為我國自主地開展核聚變示范電站的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。國際聚變界普遍認(rèn)為, 今后實(shí)現(xiàn)聚變能的應(yīng)用將歷經(jīng)三個(gè)戰(zhàn)略階段, 即: 建設(shè)ITER 裝置并在其上開展科學(xué)與工程研究; 在ITER 計(jì)劃的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、建造與運(yùn)行聚變能示范電站; 最后, 將在本世紀(jì)中葉( 如果不出現(xiàn)意外) 建造商用聚變堆。我國將力爭跟上這一進(jìn)程, 盡快建造商用

25、聚變堆, 使得核聚變能有可能在本世紀(jì)末在我國能源中占有一定的地位。5.生物質(zhì)能源 生物質(zhì)能(又名生物能源)是利用有機(jī)物質(zhì)(例如植物等)作為燃料，通過氣體收集、氣化(化固體為氣體)、燃燒和消化作用(只限濕潤廢物)等技術(shù)產(chǎn)生能源。只要適當(dāng)?shù)貓?zhí)行，生物質(zhì)能也是一種寶貴的可再生能源，但要看生物質(zhì)能燃料是如何產(chǎn)生出來。 目前全球范圍正在炒做用玉米、小麥、食糖等糧食來制造汽油等能源來滿足日益增長的需求，以及過高成本帶來的過高價(jià)格。當(dāng)前主要是以甜高粱、木薯等為原料。 為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動(dòng)力的物質(zhì)資源，是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費(fèi)量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志

26、。 生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀： 2006年底全國已經(jīng)建設(shè)農(nóng)村戶用沼氣池1870萬口，生活污水凈化沼氣池14萬處，畜禽養(yǎng)殖場和工業(yè)廢水沼氣工程2,000多處，年產(chǎn)沼氣約90億立方米，為近8000萬農(nóng)村人口提供了優(yōu)質(zhì)生活燃料。 中國已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產(chǎn)燃?xì)狻?006年用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺(tái)，村鎮(zhèn)級(jí)秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處，年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?,000萬立方米。生物質(zhì)主要包括薪炭林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、農(nóng)作物秸稈、林業(yè)加工殘余物和各類有機(jī)垃圾等。我國生物質(zhì)資源十分豐富, 資源總量不低于30 億噸干物質(zhì)/ 年,相當(dāng)于10 億多噸油當(dāng)量, 約為我國

27、目前石油消耗量的3 倍。世界各國在調(diào)整能源發(fā)展戰(zhàn)略時(shí), 都把高效利用生物質(zhì)能擺在優(yōu)先地位, 列為能源利用中的重要課題。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是指利用可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì), 包括農(nóng)作物、樹木和其他植物及其殘?bào)w等為原料, 進(jìn)行生物基產(chǎn)品、生物燃料和生物能源生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)。經(jīng)專家測算的數(shù)據(jù)為: 如能利用我國生物質(zhì)資源的一半, 就相當(dāng)于建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)5000 萬噸“綠色油田”; 可節(jié)省能源進(jìn)口外匯150 億美元; 年產(chǎn)值將達(dá)萬億元。與此同時(shí), 可提高能源安全度、減排1.6億噸一氧化碳, 還可從源頭上治理白色污染。為推動(dòng)我國生物能源、生物材料等生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新, 國家發(fā)改委決定,20062007 年兩

28、年實(shí)施生物質(zhì)工程高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)。其主要目的是加速我國生物質(zhì)開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程, 促進(jìn)生物質(zhì)開發(fā)工業(yè)化成套技術(shù)的集成和應(yīng)用, 為我國能源結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整提供技術(shù)支撐和應(yīng)用示范。據(jù)悉, 生物質(zhì)工程高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)重點(diǎn)領(lǐng)域包括三類:一是生物能源。開展燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)成型燃料、工業(yè)化沼氣等生物能源產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。主要包括以木薯、甘蔗、甜高粱、甜菜、秸稈等非糧食原料生產(chǎn)的燃料乙醇, 以棉籽、油菜籽、廢棄油及其他木本油料植物為原料生產(chǎn)的生物柴油, 以秸稈、農(nóng)林業(yè)廢棄物等為原料壓縮成型生產(chǎn)的生物質(zhì)成型燃料以及利用有機(jī)廢棄物開展大型工業(yè)化沼氣的生產(chǎn)和利用。二是生物材料。開展以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)可生物降

29、解高分子材料和替代石油基產(chǎn)品的基礎(chǔ)化工材料產(chǎn)業(yè)化。主要包括可生物降解生物質(zhì)塑料、淀粉與可生物降解高分子材料共混得到的環(huán)境友好高分子材料單體及聚合物、生物合成高分子材料、新型炭質(zhì)吸附材料等。三是生物質(zhì)原料的高效生產(chǎn)。重點(diǎn)支持邊際性土地(如沙荒地、鹽堿地、山坡地等)高產(chǎn)作物、植物的育種及新品種產(chǎn)業(yè)化, 基因工程高產(chǎn)淀粉質(zhì)、纖維質(zhì)、油料作物等的品種改造與新品種產(chǎn)業(yè)化等。國家發(fā)改委要求, 通過專項(xiàng)的實(shí)施, 促使非糧原料生物能源、生物基材料實(shí)現(xiàn)10 萬噸以上的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn), 形成我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)框架, 為我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)持續(xù)、快速、健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。據(jù)專家預(yù)測估計(jì), 到201

30、0 年,我國年生產(chǎn)生物燃油約為600 萬噸, 其中生物乙醇500 萬噸, 生物柴油100 萬噸; 到2020 年, 年生產(chǎn)生物燃油將達(dá)到1900 萬噸, 其中生物乙醇1000 萬噸, 生物柴油900 萬噸。(1) 生物柴油生物柴油是清潔的可再生能源, 是指植物油與甲醇進(jìn)行酯交換制造的脂肪酸甲酯, 是一種潔凈的生物燃料, 也稱之為“ 再生燃油”。目前我國已有數(shù)十家生物柴油企業(yè), 總設(shè)計(jì)能力超過300 萬噸/ 年。但目前我國生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨一些問題亟待解決, 如原料供應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、市場混亂等問題。為了保證生物柴油產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展, 有必要對(duì)這些問題進(jìn)行全面、綜合的辨證分析與論述, 使企業(yè)家、政府官

31、員及學(xué)者有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)和清晰的思路。2007 年5 月1 日, 由國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布的B100 生物柴油國家標(biāo)準(zhǔn)( 簡稱國標(biāo)) 將正式實(shí)施。這是我國生物柴油的第一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn), 雖然只是推薦使用而非強(qiáng)制, 但作為生物柴油產(chǎn)業(yè)正規(guī)化的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn), 意味著這種替代能源將在官方認(rèn)可下正式開始。近兩年, 中石油、中石化、中海油三大石油集團(tuán)開始介入, 國家林業(yè)局、發(fā)改委資源司、國家環(huán)保局可以有選擇地重點(diǎn)支持這些大公司, 大規(guī)模種植油料作物, 大規(guī)模收集廢棄油脂, 大規(guī)模生產(chǎn)生物柴油。這個(gè)路子如果走得順,可以使我國生物柴油產(chǎn)業(yè)向前邁一大步。(2) 燃料乙醇目前, 燃料乙醇的生產(chǎn)和應(yīng)用在國際上已呈高速發(fā)展

32、趨勢,燃料乙醇產(chǎn)業(yè)已成為各國政府調(diào)控農(nóng)產(chǎn)品供需矛盾, 解決石油資源短缺問題, 保護(hù)城市大氣環(huán)境質(zhì)量的重要政策手段和經(jīng)濟(jì)杠桿。面對(duì)能源短缺、油價(jià)日益高漲的世界性問題, 燃料乙醇作為一種重要的替代能源, 在我國無疑有著極為廣闊的發(fā)展前景。到“ 十一五”末期, 中國燃料乙醇的年產(chǎn)能將從目前的102 萬噸達(dá)到500 萬噸, 成為僅次于巴西、美國的第三大燃料乙醇生產(chǎn)和使用國。從世界各國車用乙醇汽油使用情況來看, 在美國、巴西早已成功推廣, 近年來歐盟和東南亞一些國家也在積極推廣車用乙醇汽油。然而, 這項(xiàng)工作在中國還僅處于推廣試驗(yàn)階段。目前中國汽車新能源正遭遇困局: 一方面是耕地日趨減少、玉米原料緊張、糧

33、食漲價(jià); 另一方面是以玉米、小麥等糧食為加工原料的燃料乙醇項(xiàng)目紛紛上馬、燃料乙醇對(duì)糧食原料的需求量與日俱增, 車與人“ 爭口糧”, 燃料乙醇進(jìn)退兩難。2006 年9 月, 財(cái)政部、國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、稅務(wù)總局、林業(yè)局印發(fā)關(guān)于發(fā)展生物質(zhì)能源和生物化工財(cái)稅扶持政策,將“堅(jiān)持不與糧爭地, 促進(jìn)能源與糧食雙贏”放在首位。同時(shí), 12月14 日, 國家發(fā)改委、財(cái)政部下發(fā)關(guān)于加強(qiáng)生物燃料乙醇項(xiàng)目建設(shè)管理, 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知, 明確指出: 目前, 以生物燃料乙醇或非糧生物液體燃料等名目提出的意向建設(shè)生產(chǎn)能力已超過千萬噸, 生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)正處在一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)展時(shí)期。要求因地制宜, 非糧為主。重點(diǎn)支持以薯

34、類、甜高粱及纖維資源等非糧原料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國家發(fā)改委12 月18 日下發(fā)的關(guān)于加強(qiáng)玉米加工項(xiàng)目建設(shè)管理的緊急通知明確提出, 我國將“堅(jiān)持非糧為主, 積極穩(wěn)妥推動(dòng)生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展”, 并立即暫停核準(zhǔn)和備案玉米加工項(xiàng)目, 對(duì)在建和擬建項(xiàng)目進(jìn)行全面清理。在相關(guān)部委緊急叫停玉米加工乙醇后, 政府仍會(huì)繼續(xù)“適度”發(fā)展燃料乙醇行業(yè), 堅(jiān)持能源與糧食雙贏,“在確保糧食安全的前提下”, 國家會(huì)采取一些財(cái)稅扶持政策, 支持燃料乙醇的生產(chǎn)和使用。 四、未來我國新能源發(fā)展前景發(fā)展替代能源, 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源之間、傳統(tǒng)能源和新能源之間的替代是解決我國能源供需瓶頸、供需結(jié)構(gòu)性矛盾以及減輕環(huán)境壓力的有效途徑, 也是真正實(shí)現(xiàn)

35、經(jīng)濟(jì)“ 又好又快”地可持續(xù)性發(fā)展的基本保障。當(dāng)前, 中國政府正在抓緊研究廣泛利用新能源和可再生能源, 以替代煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源, 并準(zhǔn)備加大科技投入,加強(qiáng)立法, 采取稅收、政策傾斜等措施, 促進(jìn)其開發(fā)和推廣, 準(zhǔn)備到2050 年將新能源和可再生能源在總的能源消費(fèi)中的比例提高到50%, 屆時(shí), 將從根本上改變中國能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu), 減輕對(duì)煤炭和石油的依賴, 也將更有利于保護(hù)生態(tài)和環(huán)境。從理論上說, 替代能源可以緩解甚至解決中國經(jīng)濟(jì)對(duì)石油的高度依賴, 但是替代能源的技術(shù)、性能、安全、環(huán)保、成本等指標(biāo)也是無法回避的現(xiàn)實(shí)難題。盡管我國可再生能源具有巨大的資源潛力, 部分技術(shù)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化, 產(chǎn)業(yè)

36、也有一定的發(fā)展, 但與國外發(fā)達(dá)國家相比, 無論在技術(shù)、規(guī)模、水平還是在發(fā)展速度上, 仍存在較大的差距, 可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨許多問題和障礙?？梢灶A(yù)計(jì), 在今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi), 中國發(fā)展替代能源將實(shí)行能源結(jié)構(gòu)多元化的戰(zhàn)略, 煤制油、煤制甲醇、二甲醚、燃料乙醇、生物柴油等能源均有各自的發(fā)展空間。同時(shí)國家將積極開發(fā)水電、核電; 鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源, 積極開發(fā)利用地?zé)崮芎秃Ｑ竽?。?jù)悉, 到2020 年, 中國可再生能源比重可以從目前的7%左右提高到16%左右; 2035 2040 年, 這一比重將占到一次能源總量的25%以上。1、環(huán)境意義和能源安全中國能源需求的急劇增長打破了中國長期以來自給自足的能源供應(yīng)格局，自1993年起中國成為石油凈進(jìn)口國，且石油進(jìn)口量逐年增加，使得中國接入世界能源市場的競爭。由于中國化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對(duì)不足，未來中國能源供給對(duì)國際市場的依賴程度將越來越高。 國際貿(mào)易存