我國新能源發(fā)展障礙與應對: 全球現(xiàn)狀評述

閆 強, 陳毓川, 王安建, 王高尚, 于汶加, 陳其慎

中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心, 北京 100037

我國新能源發(fā)展障礙與應對: 全球現(xiàn)狀評述

閆 強, 陳毓川, 王安建, 王高尚, 于汶加, 陳其慎

中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心, 北京 100037

以化石能源為主的能源消費模式已經難以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求, 改善能源消費結構、減少對化石能源的依賴勢在必行。在此背景下, 發(fā)展環(huán)境友好、地域分布相對均衡且潛力無限的新能源成為各國共識。新能源包括太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、氫能、天然氣水合物、核能、核聚變能等共 9種類型。由于種類繁多、資源稟賦和物化特征差異懸殊, 開發(fā)利用新能源需要面對比化石能源復雜得多的規(guī)劃、管理和技術問題。如果措施不當, 不但會造成經濟損失, 而且可能會威脅到人類安全。在全面深入了解全球新能源發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上, 認真總結各國經驗教訓, 制定合理的發(fā)展戰(zhàn)略, 是開發(fā)利用新能源的先行性工作,具有重要意義。本文對國內外新能源資源情況、技術水平、總體發(fā)展現(xiàn)狀進行分析, 并對我國新能源發(fā)展過程中的制約因素進行深入剖析, 結合我國國情提出新能源發(fā)展的對策建議。

新能源; 發(fā)展現(xiàn)狀; 障礙分析; 戰(zhàn)略對策

隨著化石能源尤其是石油供應的日趨緊張, 以及由化石能源使用所帶來的環(huán)境與全球氣候變暖問題日益嚴峻, 人類迫切需要改變傳統(tǒng)的能源消費模式和消費結構。在全球金融危機還遠未結束的背景下, 以及發(fā)展低碳經濟越來越成為全球各國共識的形勢下, 開發(fā)利用種類繁多、資源豐富、環(huán)境友好、滲透性高的新能源既是培育新的經濟增長點、提振低迷經濟之路, 也是提升經濟發(fā)展質量、提高人們生活水平之需。世界各國正為此做不懈努力, 新一輪對新能源的研發(fā)與投資競爭正在迅速展開。奧巴馬政府計劃在10年內投資1500億美元來資助新能源的研究, 并計劃在2030年前將能源效率提高50%,爭取2050年前實現(xiàn)溫室氣體排放減少量達到80%。我國對新能源研發(fā)和投資的重視程度絲毫不亞于發(fā)達國家。據報道, 我國已于2009年成為對新能源投資最多的國家, 達346億美元, 相當于美國的2倍。

各國對新能源開發(fā)給予前所未有的重視必將推動人類能源消費結構從第一階段的薪柴、第二階段的煤炭、第三階段的油氣過渡到終極階段的新能源。面對不再遙不可及的新能源社會, 相關預警性和前瞻性戰(zhàn)略研究也日益升溫, 近年來已取得頗為豐富的成果(王安建等, 2010; 王安建, 2010; 王高尚, 2010; 王高尚等, 2002; 于汶加等, 2010; 鄒愉等, 2010; 李銘等, 2010; 林建等, 2010; 徐銘辰等, 2010;李建武等, 2010; 李曉明等, 2010; 李玉喜等, 2009)。不過, 從已有成果來看, 多為就某一新能源品種或某一國家或地區(qū)情形做的分析, 少見從全球著眼、從某國著手由面到點、由淺入深進行全局性、針對性剖析的研究成果。在本次研究中, 筆者試圖以此為思路進行探索, 以期能為我國新能源發(fā)展中存在的問題把脈, 同時提出針對性的戰(zhàn)略對策。

1 新能源范圍的界定

相對傳統(tǒng)能源而言, 新能源一般具有以下特征:第一, 尚未大規(guī)模作為能源開發(fā)利用, 有的甚至還處于初期研發(fā)階段; 第二, 資源賦存條件和物化特征與常規(guī)能源有明顯區(qū)別; 第三, 開發(fā)利用技術復雜, 成本較高; 第四, 清潔環(huán)保, 可實現(xiàn)二氧化碳等污染物零排放或低排放; 第五, 資源量大、分布廣泛,且大多具有能量密度低的缺點。按照上述特征, 可以把新能源范圍確定為以下 9個品種: 太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能、氫能、天然氣水合物、核能、核聚變能。其中, 生物質能分為傳統(tǒng)生物質能和現(xiàn)代生物質能, 傳統(tǒng)生物質能屬于非商品能源, 利用方式主要為柴草、秸稈等免費生物質的直接燃燒, 用于烹飪和供熱; 現(xiàn)代生物質能包括生物質發(fā)電、沼氣、生物燃料等, 是生物質原料加工轉換產品。新能源中的生物質能僅指現(xiàn)代生物質能。傳統(tǒng)生物質能與水電可合稱為傳統(tǒng)可再生能源,太陽能、風能、現(xiàn)代生物質能、地熱能、海洋能則合稱為新型可再生能源, 是新能源的主要組成部分。

2 新能源技術發(fā)展現(xiàn)狀

自20世紀后期以來, 新能源技術得到快速發(fā)展,生產成本也隨之降低, 部分新能源率先進入產業(yè)化階段。美國、日本、歐洲非常重視新能源技術的研發(fā), 水平處于全球領先地位, 產業(yè)化和市場化水平也領先于世界。近年來, 我國明顯加大了新能源技術研發(fā)力度, 在太陽能熱水器、戶用沼氣等個別領域已經處于世界先進水平。2001年11月, 《京都議定書》中引入的靈活履約機制－清潔發(fā)展機制(CDM)正式啟動, 該機制為發(fā)展中國家開發(fā)和引進新能源所需要的資金和技術提供了絕佳機會, 我國成為清潔發(fā)展機制的最大受益國之一。

按照技術水平成熟度和技術轉化情況, 新能源的發(fā)展可分為研發(fā)、示范、推廣和產業(yè)化4個階段(圖1)。核電、太陽能熱水器、沼氣等技術已經成熟, 進入產業(yè)化成熟階段; 太陽能光伏發(fā)電、風電、生物質發(fā)電、地熱發(fā)電、生物燃料等技術基本成熟, 已經進入產業(yè)化初期或中期階段; 地源熱泵、大中型沼氣池需要靠規(guī)?；瘉斫档统杀? 處于推廣階段;太陽能熱發(fā)電、潮汐發(fā)電、氫能的制備和儲存、燃料電池在技術上已經成功, 但需要做進一步的提升,目前還處于示范階段; 纖維素乙醇、天然氣水合物勘探和開采、受控核聚變等技術尚未成熟, 還處于研發(fā)階段。

圖1 新能源技術發(fā)展階段Fig. 1 New energy development stages

目前, 商業(yè)化晶體硅電池的轉換效率不到20%,太陽能光伏發(fā)電技術需要進一步克服光電轉換效率低和電池材料成本高等問題。在太陽能熱利用技術方面, 除了已經成熟的太陽能熱水器和太陽能溫室技術外, 太陽能熱發(fā)電技術還需要進一步降低發(fā)電成本, 美國在此領域走在世界前列。

歐洲和美國的大型并網風電技術在世界領先。目前, 單機功率最大的風電機組為 7000 kW, 正在研制中的風電機組最大功率為10000 kW。未來的風電技術將在葉片材料、風速調節(jié)、齒輪箱、發(fā)電機等關鍵環(huán)節(jié)上做進一步提高, 以提高適應風速變化的能力、延長設備壽命及降低發(fā)電成本。

生物質能開發(fā)技術主要包括燃料乙醇技術、生物柴油技術、生物質發(fā)電技術和沼氣技術, 美國和巴西在燃料乙醇技術方面領先, 歐洲則在生物柴油和沼氣技術方面具有優(yōu)勢。生物質能技術的未來發(fā)展方向是纖維素乙醇技術, 該技術以農林廢棄物中所含的纖維素和木質素為原料, 不消耗糧食或糖類。如果纖維素乙醇的生產成本降至可接受水平,可在很大程度上緩解人類的糧食供應和環(huán)境保護壓力, 這將是生物質能技術發(fā)展史上最具意義的重大突破。

地熱的開發(fā)主要包括直接利用和地熱發(fā)電兩個方面。地源熱泵技術屬于地熱直接利用技術, 可充分利用無處不在的低溫地熱資源, 目前技術已基本成熟。采用梯級開發(fā)和綜合利用的辦法可提高地熱利用率, 如熱電聯(lián)產聯(lián)供, 熱電冷三聯(lián)產, 先供暖后養(yǎng)殖等。

海洋能發(fā)電包括潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電、海流發(fā)電、溫差發(fā)電、鹽差發(fā)電, 目前只有潮汐發(fā)電技術相對比較成熟, 其他發(fā)電技術還處于示范或研發(fā)階段。潮汐發(fā)電技術與傳統(tǒng)水力發(fā)電技術在原理上一樣, 不過由于潮汐能的品質較差加之海水腐蝕等問題, 投資和發(fā)電成本難以在短時間內下降。

制備氫的原料包括化石燃料、水和生物質, 以天然氣制氫的成本最低。水是無處不在的氫礦, 以水制氫是未來的發(fā)展方向, 主要方法有電解法、熱解法、光解法、熱化學法等, 技術上已可以實現(xiàn), 但因耗電量巨大而導致成本高昂。氫能普及的另一個重大障礙是氫的安全高效儲運技術, 目前仍處于發(fā)展之中, 主要有加壓氣態(tài)儲氫、液化儲存、金屬氫化物儲存、非金屬氫化物儲存、碳材料儲氫等。

絕大多數(shù)天然氣水合物資源分布在海底, 開采技術分為熱解法、降壓法、化學試劑法等。由于天然氣水合物的開采可能會誘發(fā)地質災害及引起生態(tài)和環(huán)境問題, 勘探和開采技術需要充分考慮多方面因素, 預計商業(yè)化開采還需要較長時間。

核電技術是最成熟的新能源技術之一, 目前已經運行的商業(yè)核反應堆基本上都采用第二代核電技術。國外在建的核反應堆大多采用來自于由美國和歐洲研發(fā)的第三代核電技術。第四代核電技術在安全性、經濟性、核燃料利用率、防擴散性等方面有了進一步提高, 目前技術正在完善之中。

2006年11月, 中國、美國、歐盟、俄羅斯、韓國、日本和印度等 7方啟動了國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)科研項目, 該項目共投資100億歐元, 主要目的是集中各方的財力和技術, 聯(lián)合研發(fā)受控核聚變發(fā)電技術。如果進展順利, 2035年左右將建成示范堆, 2055年前后將有可能實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電。

3 新能源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2007年, 全球一次能源供應總量為 120.29億toe, 其中, 包括傳統(tǒng)生物質能和水電在內的可再生能源為14.92億toe, 占總量的12.4%(圖2)。核能為7.1億toe, 約占5.9%。目前全球核電裝機容量已達3.73億kW, 年發(fā)電量2.6萬億kWh。

生物質能是利用量最大的可再生能源, 相當于全部可再生能源的四分之三, 占全球一次能源供應量的比例為9.6%。生物質能絕大部分為傳統(tǒng)生物質能, 約占全部生物質能的 80%, 而現(xiàn)代生物質能僅占 20%。水電是第二大可再生能源, 占全部可再生能源的 17.7%, 在全球一次能源供應量中的比例為2.2%。新型可再生能源的開發(fā)利用程度很低, 在全球一次能源供應量中的比重僅為 2.4%左右, 占全部可再生能源的比例也僅為 19%左右, 意味著新型可再生能源發(fā)展?jié)摿薮?圖3)。

圖2 2007年全球一次能源結構(來源: 國際能源機構(IEA), 2009)Fig. 2 Global primary energy structure in 2007 (source: International Energy Agency(IEA), 2009)

2007年, 全球新型可再生能源發(fā)電裝機量達1.65億kW, 相當于全球電力裝機總容量的3.7%(表1)。德國、美國、西班牙、日本等發(fā)達國家的可再生能源產業(yè)化水平已達到較高程度, 其市場規(guī)模和裝備制造水平跟其他國家相比具有明顯優(yōu)勢。我國也是世界重要的可再生能源大國, 太陽能熱水器產量和保有量、光伏電池產量、地熱直接利用量以及沼氣產量都位居世界第一。近幾年, 我國風電發(fā)展勢頭迅猛, 據全球風能理事會最新統(tǒng)計, 2009年我國風電新增裝機容量達1300萬kW, 居世界第一位,累計裝機容量達2510萬kW, 已躍升為世界第三位。不過, 我國在更為重要的太陽能發(fā)電方面卻非常落后, 2008年度的光伏發(fā)電容量只有14.5萬kW, 僅占世界的1%。總的來說, 我國對新型可再生能源的開發(fā)多集中在技術含量較低的供暖和制熱領域, 在可再生能源發(fā)電尤其是太陽能發(fā)電的技術水平和利用規(guī)模方面跟其他國家相比存在很大差距(SHC, 2009; EPIA, 2010; GWEC, 2010; Licht, 2008; RFA, 2009; REN21, 2009; 中國地質調查局, 2006; IGA, 2010; Lund, 2006; Bertani, 2007; WNA, 2010)。

核能在我國一次能源結構中比重不足 1%, 目前核電裝機容量為859萬kW, 發(fā)電量653億kWh,分別占世界的2.3%和2.5%。我國核電發(fā)展前景良好,在建規(guī)模高達2000多萬kW。按照目前發(fā)展形勢, 我國將在10~20年后成為世界第一核電大國。

4 我國新能源發(fā)展障礙分析

圖3 2007年全球可再生能源結構(來源: IEA, 2009)Fig. 3 Global renewable energy structure in 2007 (source: IEA, 2009)

表1 全球及我國新能源開發(fā)利用現(xiàn)況Table 1 Global and China’s development status of new energy

我國是世界上舉足輕重的新能源應用大國, 在太陽能熱利用、沼氣生產、地熱直接利用等方面居世界領先地位, 為優(yōu)化能源結構、改善環(huán)境狀況、提高農村能源品質等發(fā)揮著重要作用。盡管我國在部分新能源產業(yè)領域已具備相當規(guī)模, 但跟發(fā)達國家相比, 在資源評價、技術水平、成本控制、市場機制等多個方面存在較大差距, 新能源發(fā)展過程中的許多障礙和瓶頸仍未消除。

4.1 資源評價工作不充分

摸清新能源的資源家底是制定新能源發(fā)展戰(zhàn)略、設定新能源發(fā)展目標、開發(fā)新能源技術的前提。新能源種類繁多、情況復雜, 分布區(qū)域往往在偏遠地區(qū), 新能源資源評價是一項技術要求高、投入資金大且費時費力的工作。太陽能的資源評價相對簡單, 現(xiàn)在比較缺乏的是大比例尺和分區(qū)域的太陽能資源分布圖。多個機構對我國風能資源量進行過評估, 現(xiàn)被引用最多的是我國氣象部門公布的數(shù)據,但這個數(shù)據比其他機構公布的數(shù)據要低得多, 其準確性難以判斷。對風能資源的評價還需要在技術指標、參數(shù)設置、評價標準等方面進行完善和統(tǒng)一。生物質能資源的評價多集中在現(xiàn)有農林作物的資源量上, 對不同情景下邊際土地的資源潛力以及發(fā)展生物燃料對糧食安全的影響沒有進行系統(tǒng)評估。我國對地熱資源評價所投入的地質工作量不夠充分,尤其是對東部城市所在區(qū)域的低溫地熱資源情況及其潛力還沒完全摸清楚。我國對五類海洋能都做過資源評價, 對具有開發(fā)潛力海域的地質工作需進一步加強。我國海域和凍土帶具有天然氣水合物的成礦條件, 隨著政府對天然氣水合物勘查力度的不斷加大, 南海海域和藏北高原地區(qū)有重大發(fā)現(xiàn), 但比較準確的全國性天然氣水合物資源量數(shù)據至今還沒有公布。我國是鈾礦資源貧乏的國家, 已發(fā)現(xiàn)的資源量遠不能滿足未來核電發(fā)展的需求, 主要原因之一是鈾礦地質工作程度低, 仍然存在大量的找礦盲區(qū)。

4.2 技術總體水平較低

新能源技術研發(fā)對資金投入、人才素質要求很高, 我國一直存在研發(fā)投入不足且高端技術人才短缺的困擾, 總體技術水平跟歐美發(fā)達國家相比還有較大差距。發(fā)達國家對新能源關鍵技術進行嚴密控制, 我國即使以高昂的代價也難以獲取國外核心技術, 以市場換技術不一定能夠取得良好效果。我國的大功率風電機組、生物質直燃發(fā)電鍋爐、多晶硅爐以及基于新一代技術的核電設備基本依賴進口,對花巨資購買的技術裝備未能充分誘發(fā)技術擴散,缺乏有效消化、吸收和再創(chuàng)新, 導致利潤的大部分被發(fā)達國家所獲取。雖然我國已經擁有金風、尚德等具備抗衡國外生產商的科技型新能源企業(yè), 但絕大多數(shù)新能源設備生產廠家仍然存在規(guī)模偏小、集約化程度低、工藝落后等問題, 產品技術含量普遍較低且質量不穩(wěn)定, 僅能滿足低端需求。此外, 我國可再生能源集成應用技術不成熟, 開發(fā)可再生能源產生的經濟效益和社會效益不明顯, 難以產生良好的示范效應。

4.3 成本跟常規(guī)能源相比明顯偏高

新能源的高成本、高價格是影響其推廣應用的最大障礙。由于技術復雜、規(guī)模偏小, 新能源基建和單位投資成本普遍高于常規(guī)能源, 導致新能源產品的單位成本也難以下降。目前, 產品成本比常規(guī)能源低或相當?shù)闹挥刑柲軣崂?、地熱直接利用、沼? 各類新能源發(fā)電成本都高于燃煤發(fā)電和水力發(fā)電。假定燃煤發(fā)電成本為1, 則核能發(fā)電的成本略高于煤電, 生物質發(fā)電成本為 1.5, 風力發(fā)電成本為1.7, 太陽能光伏發(fā)電成本為11~18 。燃料乙醇和生物柴油的成本也高于汽油和柴油。成本過高會抑制新能源市場容量的擴大, 反之, 市場狹小又會給新能源的成本降低造成障礙, 形成惡性循環(huán)。市場自身的力量無法打破這種惡性循環(huán), 必須依靠政府的優(yōu)惠政策和激勵措施。

4.4 產業(yè)投資不足, 融資渠道不暢

新能源初期投資的單位成本比常規(guī)能源高, 投資回收期長且風險高, 對投資者的吸引力不足, 需要廣開投資渠道。迄今為止, 我國新能源建設項目還沒有規(guī)范地納入各級財政預算, 沒有為新能源建設項目設立類似常規(guī)能源的固定資金渠道, 投資者經常受融資渠道不暢的困擾。從我國國內情況來看,由于新能源市場前景不明朗, 國內銀行貸款審批較嚴, 取得貸款尤其是超過 15年的長期貸款難度較高。從國際資本市場來看, 盡管國際貸款期限較長,但目前國際金融組織已經取消了原來對我國的軟貸款。利用國際金融組織貸款的談判過程長且管理程序繁瑣, 造成貸款成本較高。值得引起注意的是, 世界銀行的管理政策越來越趨于政治化, 如對腐敗、民間參與、政府管理、移民、環(huán)境等問題的關注, 使項目工作復雜化, 一般投資者難以接受。融資障礙造成的資金來源不足限制了新能源的發(fā)展, 使我國新能源行業(yè)難以達到經濟規(guī)模, 應有的規(guī)模效益得不到體現(xiàn), 影響了各方面對新能源的投資信心。與新能源大部分領域出現(xiàn)投資不足的現(xiàn)象相反, 在新能源的個別領域卻現(xiàn)出了投資過熱的現(xiàn)象, 可能會帶來產能嚴重過剩及環(huán)境污染問題, 這種現(xiàn)象同樣值得關注。

4.5 市場規(guī)模偏小, 公眾消費意愿不強

我國大部分新能源產品缺乏統(tǒng)一技術規(guī)范、質量認證標準和質量監(jiān)督體系, 相關的信息服務也沒有及時跟進, 整個市場處于無序狀態(tài), 干擾了市場的開發(fā)。新能源在成本上無法與常規(guī)能源直接競爭,但是缺乏競爭又會使新能源過高的價格長期得不到降低, 從而限制了新能源市場的擴大。我國還出現(xiàn)了新能源市場與產業(yè)脫節(jié)的現(xiàn)象, 一個典型的例子是太陽能光伏發(fā)電。我國的多晶硅原料嚴重依賴進口, 而所生產的光伏電池又幾乎全部出口, 國內市場狹小。對消費者而言, 選擇新能源產品時所考慮的因素主要是價格和品質。當新能源價格超過消費者的承受能力時, 消費者只能選擇常規(guī)能源, 即使價格可以承受, 如果新能源產品的品質較差或使用不便, 也不會對消費者產生吸引力, 從而限制了新能源產品的市場規(guī)模。例如, 太陽能熱水器的綜合使用成本低于電熱水器和燃氣熱水器, 但由于易受天氣狀況影響且維護不便, 難以成為大多數(shù)消費者的首選, 熱水器三足鼎立的局面在很長一段時間內不會被打破。作為我國最為成熟、普及率最高的新能源產品, 太陽能熱水器尚且如此, 其他新能源產品更是不可能在短期內激發(fā)公眾消費意愿, 成為市場上的主流。

5 我國發(fā)展新能源的對策建議

目前我國已是世界第一大碳排放國, 能源消費總量與美國非常接近。并將很快超過美國而成為世界第一能源消費大國。根據中國地質科學院全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心的預測, 我國一次能源需求量將由2009年的21億toe增加至2030年的35~41億toe, 其中, 核能與可再生能源的比重將由 11%增加至 27%, 成為我國的主流能源(王高尚等, 2002; 王安建等, 2010)。我國發(fā)展新能源具有優(yōu)化能源結構、保障能源安全、增加能源供應、減輕環(huán)境污染等多重意義, 同時也是全面落實科學發(fā)展觀, 促進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和社會主義新農村建設,以及全面建設小康社會和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。各方應努力創(chuàng)造有利條件, 充分考慮各類新能源的資源條件、技術成熟度、經濟可行性等方面的差異, 因地制宜、分類指導, 有區(qū)別、有重點地推動新能源的開發(fā)和使用(江澤民, 2008)。我國政府已把發(fā)展新能源上升到國家戰(zhàn)略的高度而加以重視,陸續(xù)出臺了多部法律法規(guī)和配套措施。國內外學者也提出不少有關我國新能源發(fā)展戰(zhàn)略或政策方面的觀點, 為政府的決策提供參考。結合國內外新能源發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀, 借鑒全球各國新能源發(fā)展經驗,針對目前我國新能源發(fā)展過程中存在的問題, 特提出如下對策建議:

5.1 正確選擇新能源發(fā)展方向

根據資源狀況和技術發(fā)展水平, 確立以太陽能為核心、核能和風能為重點的發(fā)展方向。太陽能是資源潛力最大的可再生能源, 化石能源、風能、生物質能及某些海洋能都間接或直接來自于太陽能,地球每年接收的太陽輻射能量相當于當前世界一次能源供應量的 1萬倍。我國的太陽能熱利用已經走在世界的最前列, 太陽能光伏電池的產量也已經躍居世界第一, 不過在太陽能光伏發(fā)電方面卻與光伏電池生產大國的地位極不相符。我國應進一步擴大在太陽能熱利用方面的優(yōu)勢, 同時把發(fā)展并網光伏和屋頂光伏作為長期發(fā)展重點。風能是利用成本最低的新型可再生能源, 風電成本可以在幾年內降低到常規(guī)發(fā)電的水平, 目前已經初步具備市場化運作的條件。我國風力資源較豐富的區(qū)域為西部地區(qū)及東部沿海, 屬于電網難以到達或電力供應緊張的地區(qū), 發(fā)展風電應是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度遠高于常規(guī)能源, 核電站可以在較短時間內大量建造, 迅速彌補電力裝機缺口, 最近國家發(fā)改委已經把核電規(guī)劃容量提高了一倍多。

5.2 加強與有關國家在資源開發(fā)方面的合作

我國是鈾礦資源貧乏的國家, 已發(fā)現(xiàn)的資源量遠不能滿足未來核電發(fā)展的需要, 鈾礦供應必須依賴國際市場。世界上鈾礦資源豐富的國家有澳大利亞、美國、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯等, 這 5個國家的資源量合計占全球的比重為三分之二。其中, 澳大利亞和哈薩克斯坦都是無核電國家, 所生產的鈾礦主要用于出口。我國與澳大利亞、哈薩克斯坦國家關系良好, 可作為實施鈾礦“走出去”戰(zhàn)略的兩個最重要目的國。合作重點應該放在最上游的勘探、開采領域, 爭取獲得盡可能多的探礦權和采礦權, 為我國核電站提供穩(wěn)定、長期的核燃料來源。

目前全球對天然氣水合物的地質工作程度還非常低, 這為我國獲取海外天然氣水合物資源提供了絕好的機會。在油氣資源領域, 美國、日本等發(fā)達國家已經把全球大部分優(yōu)質資源瓜分完畢, 而在天然氣水合物領域, 我國還存在較多獲取海外資源的機會。太平洋邊緣海域陸坡、陸隆區(qū)及陸地凍土帶的天然氣水合物資源非常豐富, 這一地帶所涉及的國家主要是俄羅斯、美國、加拿大, 應努力爭取獲得跟上述三國合作開發(fā)的機會。拉丁美洲國家沿海的天然氣水合物資源也比較豐富, 要充分利用這些國家技術力量薄弱、研究程度低的現(xiàn)狀, 加強與這些國家合作, 以期獲得更多的勘探、開采機會。

東南亞處于熱帶地區(qū), 自然植被以熱帶雨林和熱帶季雨林為主, 特別適合油料作物的生長, 是發(fā)展生物柴油產業(yè)的理想區(qū)域。東南亞國家是我國的近鄰, 可為我國的生物柴油產業(yè)提供豐富而廉價的原料。我國可采取以技術、市場換資源的合作方式,在當?shù)卦O立林油一體化生產基地, 產品以供應我國國內為主。

5.3 加大新能源技術研發(fā)力度

我國從事新能源技術研究的機構分布在上百個高校和科研機構, 數(shù)量雖多, 但由于力量分散, 具有世界水平的研究成果并不多。建議整合具有一定實力的新能源研究機構, 參照美國成立新能源技術方面的國家實驗室。抓住當前因金融危機而引發(fā)全球裁員潮的有利時機, 積極創(chuàng)造條件吸引國外高端研究人才。以新能源重大基礎科學和技術的研究為重點, 加強科研攻關, 盡快改變我國新能源科學技術落后的面貌。密切與國外的技術合作與交流, 充分利用 CDM 機制, 注重先進技術引進并進行消化吸收與再創(chuàng)新, 努力實現(xiàn)技術水平的跨躍式發(fā)展。

可再生能源大多具有能量密度低、資源分布不均衡等缺點, 對其進行低成本、高效率利用是新能源開發(fā)的首要問題。顯然, 可再生能源開發(fā)技術的復雜程度要比常規(guī)能源高得多, 涉及資源評價、材料和設備制造、工程設計、配發(fā)和管理等多個領域,必須進行跨學科聯(lián)合攻關, 這對我國目前相對封閉的科研體制提出了挑戰(zhàn)。國家需要在搞活科研創(chuàng)新機制、打造科研合作平臺、加大知識產權保護力度等方面做更多的努力, 營造良好的科研環(huán)境。

5.4 有序推進新能源產業(yè)化和市場化進程

只有實現(xiàn)新能源的大規(guī)模產業(yè)化和市場化, 才有可能使新能源的利用成本降至具有競爭力的水平,為新能源的普及打下基礎。在新能源開發(fā)成本較高、使用不便的情況下, 推進新能源產業(yè)化和市場化必須由政府作為推手。促進產業(yè)化和市場化的措施涉及電價、配額、示范工程、技術轉化、稅費減免、財政補貼、投資融資等, 要對各種新能源的不同特點進行充分分析, 分門別類地制定合適的激勵政策。為保證政策的長期有效要建立完善的督促檢查機制, 對違規(guī)行為進行懲處, 以維護國家政策措施的嚴肅性。

國家應及時更新新能源產業(yè)的投資指導目錄,引導、鼓勵企業(yè)和個人對新能源的投資。同時, 也要對新能源投資行為進行規(guī)范, 避免一哄而上, 造成局部重復投資或投資過熱。防止企業(yè)借投資新能源套取財政補貼、減免稅費或增加火電投資配額等不良行為。約束高污染新能源行業(yè)的投資行為, 尤其是多晶硅副產品四氯化硅所帶來的環(huán)境污染問題值得關注。

5.5 調整、完善新能源發(fā)展規(guī)劃和政策措施

我國已經出臺的新能源發(fā)展規(guī)劃有《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》、《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》等, 部分行業(yè)部門和地方地府也針對實際情況制定了各自的發(fā)展規(guī)劃。國家級的規(guī)劃存在兩個問題, 一是發(fā)展目標定得偏低, 如風能到 2010年的發(fā)展目標為1000萬kW, 到2020年的發(fā)展目標為3000萬kW, 而事實上, 1000萬kW的目標已經于2008年實現(xiàn), 3000萬kW的目標也可能提前于2010年實現(xiàn); 二是缺乏設備制造產業(yè)和資源評價方面的目標。

國家有關部門應密切跟蹤國外新能源現(xiàn)狀, 充分考慮新能源資源量、技術發(fā)展水平、環(huán)境減排目標、常規(guī)能源現(xiàn)狀等因素, 對我國新能源發(fā)展規(guī)劃做出適當調整和完善, 為新能源產業(yè)發(fā)展提供指導。我國有關新能源與可再生能源的規(guī)定和政策措施并不比國外少, 但這其中有許多已經不再符合我國的實際, 應立即對不合時宜或相互矛盾的規(guī)定和措施進行清理, 制定出切實可行、可操作性高的配套法規(guī)和實施細則。

5.6 建立符合國際標準的新能源統(tǒng)計體系

做好新能源的統(tǒng)計可為新能源科學研究、政府部門決策、企業(yè)發(fā)展目標的制定等提供重要依據和參考。我國在新能源統(tǒng)計方面比發(fā)達國家有著相當大的差距, 目前對新能源的統(tǒng)計主要依靠行業(yè)協(xié)會或學會, 但這些機構所提供的統(tǒng)計數(shù)據在系統(tǒng)性、時效性、科學性等方面很難令人滿意。迄今為止, 我國沒有任何機構和個人能夠對新能源發(fā)展現(xiàn)狀進行系統(tǒng)、全面、及時地統(tǒng)計, 許多涉及我國的新能源統(tǒng)計數(shù)據只有國外網站才能提供。建議國家有關部門調集各方力量成立專門的新能源統(tǒng)計機構, 通過各種渠道收集國內外新能源統(tǒng)計數(shù)據, 并把數(shù)據及時公布。

國際能源機構(IEA)對一次能源進行統(tǒng)計時, 將可再生能源的發(fā)電量直接換算成油當量, 并不按火電容量因子進行折算。但我國有關部門在統(tǒng)計時,往往按火電容量因子(約為 33%左右)把可再生能源發(fā)電量進行折算, 這意味著有關部門的統(tǒng)計結果要比國際能源機構所提供的統(tǒng)計結果大2倍左右, 極易引起誤解和混亂。國際能源機構是全球最大、最權威的能源統(tǒng)計和研究部門, 所采取的統(tǒng)計方法和公布的統(tǒng)計數(shù)據被世界各國廣泛認可。為了便于對國內外新能源發(fā)展狀況進行對比研究, 建議國家有關部門在統(tǒng)計方法方面采用國際能源機構標準。

6 結語

新能源大多存在能量密度低、資源分散、獲取困難等不足, 開發(fā)成本較高。各類不同的新能源在資源稟賦、物理和化學性質、開發(fā)利用技術等多個方面存在著很大差異, 因此, 不同品種新能源的技術成熟度、產業(yè)化水平及市場競爭力各不相同。太陽能熱利用、風力發(fā)電、生物質發(fā)電、糖基燃料乙醇、沼氣利用、核能發(fā)電、地熱等開發(fā)利用成本跟化石能源比較接近, 甚至具有一定的市場競爭優(yōu)勢,

而太陽能光伏發(fā)電、核聚變、天然氣水合物、海洋能、氫能等開發(fā)成本高昂或技術上不成熟, 對其商業(yè)化利用還需要一定的時間?？梢灶A料, 隨著傳統(tǒng)能源資源的不斷耗竭、人類可持續(xù)發(fā)展理念的不斷加強, 以及新能源技術的突飛猛進, 在世界各國的共同努力下, 以取之不盡、用之不竭的安全清潔的太陽能或核聚變能為主要能量來源的能源消費模式將于本世紀或下世紀實現(xiàn), 經濟社會發(fā)展永不再為能源問題所困擾, 人類將進入一個全新的發(fā)展階段。

江澤民. 2008. 對中國能源問題的思考[J]. 上海交通大學學報, 42(3): 345-359.

李建武, 王安建, 王高尚. 2010. 中國能源效率及節(jié)能潛力分析[J]. 地球學報, 31(5): 733-740.

李銘, 王高尚, 于汶加, 劉占成. 2010. 中國石油資源安全評價[J]. 地球學報, 31(5): 686-692.

李曉明, 王安建, 于汶加. 2010. 基于能源需求理論的全球 CO2排放趨勢分析[J]. 地球學報, 31(5): 741-748.

李玉喜, 張道勇, 朱杰. 2009. 我國油氣儲量、產量增長趨勢影響因素分析[J]. 地球學報, 30(6): 855-867.

林建, 王安建, 于汶加, 鄒愉. 2010. 石油期貨市場機制及對中國石油安全的影響[J]. 地球學報, 31(5): 693-698.

王安建, 王高尚, 陳其慎, 于汶加. 2010. 礦產資源需求理論與模型預測[J]. 地球學報, 31(2): 137-147.

王安建. 2010. 世界資源格局與展望[J]. 地球學報, 31(5): 621-627.

王高尚, 韓梅. 2002. 中國重要礦產資源的需求預測[J]. 地球學報, 23(6): 483-490.

王高尚. 2010. 后危機時代礦產品價格趨勢分析[J]. 地球學報, 31(5): 693-698.

徐銘辰, 王安建, 陳其慎, 杜雪明. 2010. 中國能源消費強度趨勢分析[J]. 地球學報, 31(5): 720-726.

于汶加, 王安建, 王高尚. 2010. 中國能源消費“零增長”何時到來[J]. 地球學報, 31(5): 635-644.

中國地質調查局. 2006. 我國地熱資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀[R]. 北京: 中國地質調查局.

鄒愉, 王高尚, 于汶加, 林建. 2010. 典型國家部門石油消費軌跡及對中國的啟示[J]. 地球學報, 31(5): 666-672.

References:

BERTANI R. 2007. World Geothermal Generation in 2007[R]. Unterhaching, Germany: Proceedings European Geothermal Congress.

CGS. 2006. Geothermal Resources and Current Status of Development in China[R]. Beijing: China Geological Survey(in Chinese).

EPIA. 2010. Global Market Outlook until 2013[R]. Brussels, Belgium: European Photovoltaic Industry Association.

GWEC. 2010. Global Wind Power Boom Continues Despite Economic Woes[R]. Brussels, Belgium: Global Wind Energy Council.

IEA. 2009. Renewables Information 2009[R]. Paris: International Energy Agency.

IGA. 2010. Geothermal in the World (Direct Uses)[R]. Reykjavik, Iceland: International Geothermal Association.

JIANG Ze-min. 2008. Reflections on Energy Issues in China[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 42(3): 345-359(in Chinese with English abstract).

LI Jian-wu, WANG An-jian, WANG Gao-shang. 2010. An Analysis of China’s Energy Efficiency and Energy Conservation Potential[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 733-740(in Chinese with English abstract).

LI Ming, WANG Gao-shang, YU Wen-jia, LIU Zhan-cheng. 2010. An Evaluation of China's Oil Security[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 686-692(in Chinese with English abstract).

LI Xiao-ming, WANG An-jian, YU Wen-jia. 2010. A Trend Analysis of Carbon Dioxide Emissions Based on the Energy Demand[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 741-748(in Chinese with English abstract).

LI Yu-xi, ZHANG Dao-yong, ZHU Jie. 2009. Factors that Affect the Increasing Trends of China’s Oil and Gas Reserves and Products[J]. Acta Geoscientica Sinica, 30(6): 855-867(in Chinese with English abstract).

LICHT F O. 2008. Database of World Commodity Statistics[R]. Kent, UK: Agra Informa Ltd.

LIN Jian, WANG An-jian, YU Wen-jia, ZOU Yu. 2010. An Analysis of Petroleum Futures Market Mechanism and Its Influence on China's Oil Security[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 693-698(in Chinese with English abstract).

LUND J W. 2006. Geothermal Energy Focus: Tapping the Earth's Natural Heat[R]. Refocus, 7: 48-51.

REN21. 2009. Renewables Global Status Report 2009 update[R]. Paris: Renewable Energy Policy Network for the 21st Century.

RFA. 2009. 2008 World Fuel Ethanol Production[R]. Washington, USA: Renewable Fuels Association.

SHC. 2009. Solar Heat Worldwide: Markets and Contribution to the Energy Supply 2007[R]. IEA Solar Heating & Cooling Programme.

WANG An-jian, WANG Gao-shang, CHEN Qi-shen, YU Wen-jia. 2010. The Mineral Resources Demand Theory and the Prediction Model[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(2): 137-147(in Chinese with English abstract).

WANG An-jian. 2010. Global Resource Structure and its Perspective[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 621-627(in Chinese with English abstract).

WANG Gao-shang, HAN Mei. 2002. The Prediction of the Demand on Important Mineral Resources in China[J]. Acta Geoscientica Sinica, 23(6): 483-490(in Chinese with English abstract).

WANG Gao-shang. 2010. Mineral Commodity Prices Trend in the Late Crisis Times[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 629-634(in Chinese with English abstract).

WNA. 2010. World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements[R]. London, United Kingdom: World Nuclear Association.

XU Ming-chen, WANG An-jian, CHEN Qi-shen, DU Xue-ming. 2010. Trend Analysis of China’s Energy Consumption Intensity[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 720-726(in Chinese with English abstract).

YU Wen-jia, WANG An-jian, WANG Gao-shang. 2010. A Prediction on the Time of Realizing Zero Growth of Energy Consumption in China[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 635-644(in Chinese with English abstract).

ZOU Yu, WANG Gao-shang, YU Wen-jia, LIN Jian. 2010. An Analysis of Sectorial Oil Consumption Track in Typical Countries and Its Implications to China's Trend[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 666-672(in Chinese with English abstract).

Development Obstacles of New Energies in China and Countermeasures: A Review on Global Current Situation

YAN Qiang, CHEN Yu-chuan, WANG An-jian, WANG Gao-shang, YU Wen-jia, CHEN Qi-shen
Research Center for Strategy of Global Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037

It is difficult for the current energy consumption pattern dominated by fossil energy to meet the demand of sustainable development. So it is imperative to optimize energy consumption structure and to cut down the dependence on fossil energy. Under this background, development of new energies with friendly environment, comparatively balanced distribution and infinite potential has become common understanding in various countries. New energies include totally nine types: solar energy, wind energy, biomass energy, geothermal energy, ocean energy, hydrogen energy, gas hydrate, nuclear energy and fusion energy. In exploiting and using new energies, many problems have to be tackled in planning, management and technology, and these problems are more complicated than problems existent in fossil energy. This is because of the abundant sorts of new energies and their great differences in the aspects of resource endowment and physical-chemical characteristics. Improper development measures would not only cause economic loss but also possibly endanger human security. On the basis of overall and deep understanding of global new energy development, the earnest summarization of experience and lessons of other countries and the formulation of the development strategy constitute the antecedence work with important significance in developing and utilizing new energies. Based on a review of the resource potential, technological level and general development situation and a thorough analysis of obstacles in the new energy development process in China, this paper puts forward new energy development policies in accordance with the reality of China.

new energy; development status; analysis of obstacles; strategic countermeasures

TK01; F062.1

A

1006-3021(2010)05-759-09

本文由中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項(編號: ywf0906, ywf1007, K0812)和國家開發(fā)銀行研究項目(編號: E0811)聯(lián)合資助。

2010-07-21; 改回日期: 2010-08-31。

閆強, 男, 1972年生。博士。主要從事能源發(fā)展戰(zhàn)略研究。通訊地址: 100037, 北京市西城區(qū)百萬莊大街26號。電話: 010-68999655。E-mail: cagsyq@163.com。