新能源技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探討

王潤(rùn)蘭

（中航國(guó)際成套設(shè)備有限公司，北京 100101）

能源是人類實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是社會(huì)進(jìn)步的重要保障，它與糧食具有同等重要的地位。石油危機(jī)爆發(fā)后，人類開始逐漸認(rèn)識(shí)到由能源危機(jī)所引發(fā)的一系列問(wèn)題，并對(duì)能源開發(fā)和利用，以及新能源技術(shù)研究給予了充分重視。研究數(shù)據(jù)顯示，截新千年第二個(gè)10年，地球尚未被開采的石油儲(chǔ)量已降低至兩萬(wàn)億桶以內(nèi)；預(yù)計(jì)2050年前后，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展將主要依靠煤炭；并在之后150年內(nèi)，煤炭也將消耗殆盡。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)可被有效利用能源量較低，僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家的1/4。按照目前能源使用與開采程度看，我國(guó)能源供需缺口將隨時(shí)間推移變得越來(lái)越大。新能源技術(shù)的發(fā)展在某種程度上可以緩解能源短缺問(wèn)題，但以當(dāng)前技術(shù)能力來(lái)看，還不足以徹底解決能源短缺問(wèn)題，因此，新能源技術(shù)的發(fā)展及新能源的開發(fā)和利用便成為我國(guó)面臨的挑戰(zhàn)。

1 我國(guó)新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 生物質(zhì)能

生物質(zhì)能主要來(lái)自生物質(zhì)內(nèi)部，在葉綠素作用下，被吸收的太陽(yáng)能會(huì)被轉(zhuǎn)化成化學(xué)能被儲(chǔ)存起來(lái)。它是一種清潔安全的綠色能源，可再生，潛能巨大，經(jīng)濟(jì)效益好，目前已成為被廣泛利用的能源。我國(guó)正在發(fā)展的生物質(zhì)能技術(shù)包括：

（1）熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)。該技術(shù)可將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成人類必需的能源產(chǎn)品，包括焦油、木炭以及可燃性氣體等。

（2）生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)。該技術(shù)主要依靠微生物發(fā)酵來(lái)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)向沼氣、酒精等能源產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。

（3）生物質(zhì)壓塊細(xì)密成型技術(shù)。該技術(shù)在適合溫度與壓力作用下，可將被粉碎和烘干的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較高密度固體燃料。

1.2 受控制核聚變

目前，我國(guó)主要采用核裂變技術(shù)進(jìn)行發(fā)電，但現(xiàn)用反應(yīng)堆所采用的冷卻劑液卻有很強(qiáng)的腐蝕性，泄漏率極高。眾所周知，核聚變是兩個(gè)“輕”原子向一個(gè)“重”原子轉(zhuǎn)變，并釋放能量的過(guò)程，在“重”原子需求量足夠大的情況下，所釋放出的能量也是巨大的，為進(jìn)一步增強(qiáng)核資源利用率，我國(guó)開始大力開發(fā)受控制核聚變反應(yīng)堆。氘氚核聚變技術(shù)在很早之前便被研制出來(lái)，氫彈爆炸就是在該技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)的，但它不易被控制，被釋放出的能量會(huì)給人類帶來(lái)更多災(zāi)難。人們之所以最先關(guān)注“氘氚核聚變”，是因?yàn)樗亲匀唤缰凶钊菀讓?shí)現(xiàn)的一種聚變反應(yīng)，且氘在海洋中大量存在，理想狀態(tài)下，其經(jīng)過(guò)核聚變后所釋放出的能量足夠人類使用幾百億年。當(dāng)前研究重點(diǎn)是，如何在保證無(wú)污染前提下使核聚變受控，這對(duì)我國(guó)發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。

1.3 海洋能源開發(fā)

開發(fā)海洋能源也是新能源技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面，海洋能在月球引力與太陽(yáng)能合力作用下形成。地球70%的面積是海洋，因此太陽(yáng)輻射到地球表面的大部分能力均被海洋所吸收。隨著能量傳播距離變長(zhǎng)（不同區(qū)域海洋深度不同），能量大小在整個(gè)傳播過(guò)程中也在發(fā)生變化，海洋深處的溫度明顯低于海洋表面的溫度，并且隨著所聚集的能量越來(lái)越多，溫差也會(huì)越來(lái)越大，從而形成溫差能。在太陽(yáng)能不均勻分布作用下，空氣流動(dòng)會(huì)發(fā)生變化，這種變化導(dǎo)致海洋波浪產(chǎn)生，從而形成波浪能。在月球引力作用下，海平面會(huì)逐漸升高，進(jìn)而形成“位差能”，也就是我們通常所說(shuō)的潮汐能。從當(dāng)前研究進(jìn)展看，波浪能和溫差能對(duì)地球環(huán)境影響極為有限，因此受關(guān)注度并不高，潮汐能則不同，它對(duì)地球環(huán)境影響較大，這也是為什么會(huì)有越來(lái)越多人關(guān)注“潮汐現(xiàn)象”的原因。

1.4 太陽(yáng)能源開發(fā)

當(dāng)前，人們對(duì)太陽(yáng)能的開發(fā)和利用主要依賴太陽(yáng)表面所不斷發(fā)生的核聚變反應(yīng)，被輻射出的能量首先會(huì)被地球大氣層吸收，然后再作用到地球表面各個(gè)角落。當(dāng)然，也有一部分能量會(huì)被大氣反射出去，最終作用到地表的能量?jī)H有47%。太陽(yáng)輻射分為直射和漫射，一般直射太陽(yáng)能會(huì)被人們直接利用，在集熱器作用下，被聚光裝置所吸收的太陽(yáng)能會(huì)被轉(zhuǎn)換成高溫?zé)崮埽缓笤俦晦D(zhuǎn)換成機(jī)械能為人們所用。太陽(yáng)能發(fā)電會(huì)涉及很多不同領(lǐng)域?qū)W科知識(shí)，比如，光學(xué)、材料科學(xué)、自動(dòng)化等，由它們各自理論原理所支持的應(yīng)用系統(tǒng)也在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，太陽(yáng)能開發(fā)難點(diǎn)在于，如何保證光輻射吸收率，以及實(shí)現(xiàn)高效熱能傳輸。除了太陽(yáng)能發(fā)電外，太陽(yáng)能電池也是一個(gè)比較重要的開發(fā)與應(yīng)用方向，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家及亞洲的日本目前在這方面處于領(lǐng)先地位，將光電技術(shù)視為新能源開發(fā)一項(xiàng)重要技術(shù)。

2 我國(guó)新能源技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題

通過(guò)分析知道，新能源與傳統(tǒng)能源相比，其最大的優(yōu)勢(shì)就是無(wú)污染（或污染很少），因此在地球資源逐漸枯竭情況下，開發(fā)新能源被認(rèn)為是能源補(bǔ)充最適宜的一種方式，并希望以此作為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建新的能源結(jié)構(gòu)。我國(guó)擁有較豐富的新能源資源，并且近年來(lái)也在技術(shù)研究和應(yīng)用，以及能源開發(fā)利用方面取得了比較不錯(cuò)的進(jìn)展，但依然存在著不足和問(wèn)題。具體而言。

2.1 新能源技術(shù)研發(fā)未引起社會(huì)重視

新能源技術(shù)開發(fā)需要投入大量成本，開發(fā)過(guò)程漫長(zhǎng)，且無(wú)法保證開發(fā)成果。換言之，如果公眾無(wú)法在他們有生之年享受到新能源技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的好處，他們便不會(huì)對(duì)新能源開發(fā)產(chǎn)生任何興趣，關(guān)注度自然就低。另一方面，新能源產(chǎn)業(yè)屬于資金密集型產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)前這一特殊歷史發(fā)展時(shí)期下，若政府無(wú)法牽頭，以及發(fā)揮好表率作用，公眾自然不會(huì)認(rèn)識(shí)開發(fā)新能源的重要意義。無(wú)論是資金投入，還是方針落實(shí)，都需要政府首先做出表率。

2.2 新能源產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)環(huán)境中始終處于弱勢(shì)地位

現(xiàn)階段，我國(guó)很多沿海城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)在努力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，但規(guī)模有限，發(fā)展力度不強(qiáng)，集約化程度偏低。這與產(chǎn)業(yè)認(rèn)識(shí)程度低和產(chǎn)業(yè)環(huán)境差有直接關(guān)系。站在個(gè)體發(fā)展角度，每家企業(yè)都希望用最小的投入換來(lái)最大的回報(bào)，但站在國(guó)家和民族發(fā)展角度講，這樣的觀念和思想是有百害而無(wú)一利的?，F(xiàn)實(shí)狀況是，絕大多數(shù)企業(yè)十分看重眼前利益，更傾向于引進(jìn)外國(guó)成熟技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，沒(méi)有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。顯然，這樣的經(jīng)營(yíng)策略和產(chǎn)業(yè)環(huán)境并不利于新能源技術(shù)研發(fā)，更加無(wú)法獲得好的發(fā)展結(jié)果。

2.3 新能源技術(shù)人才流失嚴(yán)重

結(jié)合我國(guó)擁有近15億人口這一現(xiàn)實(shí)來(lái)看，國(guó)家對(duì)新能源人才培養(yǎng)力度并不大，各地方政府和高等院校在新能源專業(yè)人才培養(yǎng)方面也未給予足夠重視。當(dāng)然，少數(shù)院校做得還是比較不錯(cuò)的，為國(guó)家培養(yǎng)的一批又一批新能源人才。但需要注意到，人才培養(yǎng)與應(yīng)用需要與環(huán)境相匹配，高素質(zhì)和高能力人才必須在適宜或適合環(huán)境下才能發(fā)揮才華，同時(shí)，獲得他們多希望的回報(bào)。否則，人才流失便不可避免?，F(xiàn)實(shí)情況是，我國(guó)很多新能源技術(shù)人才選擇出國(guó)謀發(fā)展，或者直接進(jìn)入外企工作，這對(duì)我國(guó)新能源人才培養(yǎng)體系建設(shè)來(lái)說(shuō)是極大威脅。

3 我國(guó)新能源技術(shù)發(fā)展建議

3.1 強(qiáng)化政府責(zé)任

強(qiáng)化政府的責(zé)任并不是指簡(jiǎn)單地加大力度。各級(jí)政府在建立健全與新能源相關(guān)的制度時(shí)重要的是要做到適度，既不能“缺位”也不能“越位”，不做守夜者更不做獨(dú)裁者。第一，加強(qiáng)社會(huì)主體對(duì)加快新能源技術(shù)創(chuàng)新的重要認(rèn)識(shí)，并利用各種方式提供資金支持。第二，完善對(duì)中國(guó)新能源技術(shù)創(chuàng)新的財(cái)政體制，積極推行有利于新能源技術(shù)創(chuàng)新稅收立法與政策。大國(guó)興衰的歷史告訴我們，新能源不僅僅是一種能源替代，實(shí)際上它會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)與政治都產(chǎn)生革命性的影響。既然要變革，就要堅(jiān)決地打破現(xiàn)存的不合理的利益結(jié)構(gòu)，讓新能源有序健康發(fā)展。

3.2 依托工程推動(dòng)企業(yè)發(fā)揮創(chuàng)新主體作用

企業(yè)通過(guò)工程發(fā)展自我，完善與技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)的建設(shè)。從促進(jìn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體地位的角度來(lái)說(shuō)，需要大力強(qiáng)化企業(yè)的技術(shù)開發(fā)工作，特別是在我國(guó)目前的科技管理體制和人才分布格局下，企業(yè)科技人才比例偏少，創(chuàng)新資源不夠，更需要鼓勵(lì)有條件的企業(yè)建立研發(fā)中心或技術(shù)中心等研發(fā)平臺(tái)。國(guó)家創(chuàng)新系統(tǒng)是龐大的系統(tǒng)，依靠產(chǎn)學(xué)研的模式固然有優(yōu)勢(shì)。然而，其整體創(chuàng)新系統(tǒng)體系的擴(kuò)大化勢(shì)必也造成整體效率的下降，相比而言，企業(yè)主體自有的技術(shù)研發(fā)平臺(tái)會(huì)是更加有效率的方式。

3.3 將稀土資源列為儲(chǔ)備物資

稀土資源作為提煉各種稀有元素的原料，對(duì)新能源的發(fā)展至關(guān)重要，在新能源電池、新材料、節(jié)能環(huán)保、新能源汽車、直驅(qū)風(fēng)機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。第一，要建立國(guó)家方面的稀土儲(chǔ)備機(jī)制，以政策形勢(shì)進(jìn)行規(guī)范，對(duì)稀土進(jìn)行一定的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。第二，加大稀土行業(yè)的整合力度，在國(guó)際上形成有很強(qiáng)價(jià)格談判能力的大型稀土企業(yè)。第三，加快稀土關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科技成果產(chǎn)業(yè)化，掌握稀土核心技術(shù)專利，為發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)提供配套支持。

3.4 規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化并進(jìn)

在新能源發(fā)展中，價(jià)格始終都是最大障礙，也是一個(gè)無(wú)法繞開的問(wèn)題。從現(xiàn)階段我國(guó)新能源和企業(yè)發(fā)展情況看，規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化是實(shí)現(xiàn)價(jià)格降低的有效途徑。理論上，新能源產(chǎn)業(yè)鏈的形成并不困難，目前我國(guó)已有不少產(chǎn)業(yè)形成了自己的產(chǎn)業(yè)鏈，如光伏產(chǎn)業(yè)，但這只是產(chǎn)業(yè)鏈形成的初級(jí)階段，要想做大做強(qiáng)則并不容易。微觀方面，企業(yè)是新能源技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新的主體，若要使這些主體的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新行為變得更加有效和具有現(xiàn)實(shí)意義，滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求，就必須實(shí)現(xiàn)規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化并進(jìn)。但同時(shí)我們也要認(rèn)識(shí)到，技術(shù)創(chuàng)新需遵循其自身發(fā)展規(guī)律，但也會(huì)受到其他各類因素交織作用。新能源技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新速度會(huì)受技術(shù)本身性質(zhì)和新能源產(chǎn)業(yè)屬性所影響。在一定條件下，技術(shù)創(chuàng)新可能呈現(xiàn)加速趨勢(shì)，以新能源技術(shù)創(chuàng)新為支撐的新能源產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)也會(huì)隨技術(shù)創(chuàng)新的速度快或慢。

3.5 實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)配套化

新能源技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新離不開新技術(shù)革命的刺激。趙宏圖在“國(guó)際能源轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀與前景”一文中指出：“新能源體系的形成不僅取決于具有潛力的新能源自身能否及何時(shí)出現(xiàn)革命性變革，形成較大的對(duì)現(xiàn)在主導(dǎo)能源的綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且還取決于需求端特別是能源利用設(shè)備方面的重大突破。”在供給方式上，新能源與傳統(tǒng)能源存在明顯不同，若要實(shí)現(xiàn)有意義和有價(jià)值的創(chuàng)新應(yīng)用，就必須針對(duì)原有能源配套設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新。比較典型的配套發(fā)展案例便是“電網(wǎng)”，但目前我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于新能源技術(shù)發(fā)展速度，這與初期建設(shè)缺乏宏觀認(rèn)識(shí)有直接關(guān)系。從未來(lái)發(fā)展角度看，相關(guān)技術(shù)的配套化必將擴(kuò)展新能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的外延，因此，各新能源技術(shù)創(chuàng)新主體必須站在更高的高度，用宏觀的眼光來(lái)對(duì)當(dāng)前發(fā)展進(jìn)行整體安排。

4 結(jié)語(yǔ)

新能源是國(guó)家工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)的重要組成部分，所以新能源的開發(fā)和利用是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平的實(shí)力。在未來(lái)能源更加緊缺的情況下，也必將成為影響國(guó)際政策的重要因素。擺在我們面前的挑戰(zhàn)很多也很復(fù)雜，但同樣伴隨著歷史的機(jī)遇。新能源技術(shù)創(chuàng)新不應(yīng)該簡(jiǎn)單地局限于某一單層次主體去研究。從多層次角度分析新能源技術(shù)創(chuàng)新有助于中國(guó)能源戰(zhàn)略的實(shí)施，繼而保證中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展。