中国和山西发展新能源的对策建议

太原科技２００９年第１期TAIYUAN S CI-TECH
中国和山西发展新能源的对策建议
中国科学院院士何祚庥
１金融海啸给我们的启示
正当全球努力应对气候变暖和环境危机之际，美国信贷危机引发的金融危机爆发。

为解决全球气候变暖，应对金融危机和能源安全的威胁，发达国家发出了完全一致的声音，正如2007年诺贝尔和平奖获得者、美国前副总统戈尔所言：在可再生能源和真正清洁的无碳能源上的革命性技术创新是解决当今世界主要难题的金钥匙。

为此，他建议美国要先行一步，还提出了一个五点方案：一是鼓励在西南沙漠地区建造大规模的太阳能热发电厂，在沿德州到达科达州的走廊地带建造风力发电厂，在有温泉和地热资源的地区建造先进的地热发电厂。

二是开始计划筹建全国统一的智能电网，将边远偏僻地区的可再生能源发出的电输送到中心城市。

三是救助汽车工业，使它们尽快转产插入式（即电油）混合动力车。

四是动员全国力量大规模改进建筑物的节能性能，包括窗户的密封性和室内照明等，以达到节能效果。

五是在国内实行碳排放收费制，继而进一步利用有效的国际条约或协议取代京都协议，制订出一个全球二氧化碳的排放上限，减少全球污染排放。

与此同时，欧洲各国也期望全世界共同应对“危险的2度”（一些欧洲的科学家认为，未来50年，在气候变化问题上，存在“危险的阈值”。

一旦平均气温上升2℃，将影响到人类社会的可持续发展，而且最先影响到大西洋的暖流，欧洲将出现不可逆转的灾难）。

欧盟希望能将环地中海各国每生产一度电所排放的CO2，由2000年的450g下降到90g，各类能源排放总量减少81%。

为此，欧洲提出了环地中海地区“洁净阳光能源（CSP）倡议”，期望能成为解决能源危机的方案。

该方案是为促进欧洲、中东、北非（EU-MENA）能源、淡水、气候安全，建立阳光能源合作伙伴关系，在沙漠上开发洁净能源的一个建议。

方案中规划，在10万m2（世界沙漠面积的0.3%）的沙漠上，安装100亿kW的太阳能电站，以发电2500h/a计，仅这一计划就能提供人类所需50万亿kW·h总量的50%。

如果这一计划能在2010年启动，到2050年功率容量可从2010年的2GW逐步上升到10000GW，预期年平均增长24%，每3年翻一番。

“洁净阳光能源”计划采用的太阳能热发电+余热淡化海水技术，还将解决环尼罗河流域各国严重缺水的难题。

未来欧洲和中东北非的电力构成中，可再生能源将占全部能源的64%，居主导地位；而在可再生能源构成中，洁净阳光能源将占主导地位，其次是风能，再次是水能发电和光伏发电。

由于这一设想在技术、经济，甚至政治上都有极大的可操作性和实现的可能性，估计将深刻影响欧洲、中东和非洲，当然也将影响到中国。

２中国将如何发展可再生能源
进入21世纪以来，中国经济增长再现高潮，与工业化先行国家所走过的历史轨迹一样，这次经济增长高潮带有明显的重工业领先增长特征，由于重工业主要以能源和矿产品为原料，使中国经济增长对能源的需求剧增。

在目前的环境下，经济发展需要以能源消费为基础，经济越是发展，能源消费就会越大。

中国是人口众多、资源相对缺乏的大国，发展可再生能源是中国能源发展的必由之路。

因为推进绿色能源是大势所趋，最终解决人类能源问题的办法，必定是用可持续发展的绿色能源来代替或取代化石能源。

可再生能源是可以永续利用的能源资源，如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。

中国的水能、太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源非常丰富。

据水利部统计，我国技术可开发水能资源共计5.4亿kW（相当于2005年我国全部电力装机容量），其中经济可开发水能资源4.3亿kW，现在已经开发1.1亿kW；据国家气象局统计，我国的风能资源在10m高空有10亿kW，是水能的两倍，如果在80m高空，从理论上估算大概有45亿kW，相当于水能资源的9倍；而太阳能的资源至少是中国风能资源的100倍。

因此说，加强可再生能源的开发和利用是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路。

文章编号：1006－4877（2009）01－0002－02重点关注
太原科技２００９年第１期TAIYUAN S CI-TECH
我国研究和发展绿色能源的主导思想是力求“改进技术、降低成本”，谋求最终取代或替代化石能源。

但笔者以为，更重要的是发挥各类能源的质量、数量优势，实施优势互补，扬长避短，综合各种不同性质能源的特质，以达到最优效率。

可再生能源具有先天的优势，但是也有一些缺点，有的是总量不足，如生物质能、水能；有的开发困难，如地热能、波浪能；有的价格比较昂贵，如风能、太阳能。

且各种能源都有品位高低之分，凡较易转化为电能的为高品位能源，较难转化为电能的为低品位能源。

目前，发展可再生能源最重要的一个问题是生产成本较高。

据统计，按照我国现有的技术水平，把风能转换为电能，成本是煤电的1.7倍，而且成本需要10年才能收回；太阳能发电更高，成本可达煤电的6~10倍；小水电发电成本约为煤电的1.2倍，大型水能的电价要低于核能的电价，有些甚至还低于火力发电；生物质发电(沼气发电)为煤电的1.5倍；光伏发电为煤电的11至18倍。

按照我们国家目前的国力，在再生能源领域中，首先应大力发展水能。

我国的水能资源量大，而且技术十分成熟，完全具备大规模发展的条件。

其次是资源存量大于水能的风力能。

虽然目前我国的风力发电成本较高，但是国际上5MW的大风机发电的价格已经低于火力发电，预期五年以后，我国的风力发电成本会同火力发电相当。

第三就是太阳能。

太阳能的资源存量最大，但是发电成本最高，许多国家都在研究降低太阳能发电成本的技术途径，预计到2020年，我国的太阳能发电成本会同火力发电相当。

３山西发展可再生能源的建议
山西是中国重要的煤炭产地，在为全国和地方经济发展做出显著贡献的同时，也付出了环境与能源的巨大代价。

在环境与化石能源危机的双重压力下，《2008年山西省政府工作报告》提出：用循环经济模式改造、重塑传统产业。

在推进工业领域节能工程的同时，启动实施第一产业、第三产业以及社会领域重点节能工程。

积极推进新能源、可再生能源发展，在生物质能、太阳能、风能、地热能利用上取得新突破。

因此，山西省除了要大力发展煤基醇醚液体燃料、煤制合成油和煤层气利用、生物乙醇汽油等替代能源外，更要着眼于可再生能源的利用。

山西省拥有丰富的太阳能、水能、风能、地热能、生物能等可再生能源。

山西地处华北西部的黄土高原东翼，全年日照约3000h、太阳能辐射总量为59万至67万J/m2，仅次于青藏高原和西北地区，是我国光能资源高值区；山西山多沟深，地面气流受地形影响较大，风能总储量为5300万kW，风能资源技术可开发量460万kW，风能资源较为丰富；山西水电资源蕴藏量丰富，技术可开发量非常可观。

山西省发展可再生能源，必须要结合自身条件，发挥本地能源的质量、数量优势，实施优势互补，以达到最优效率。

在我国，一次能源消耗中，煤约占70%，主要用途是供热；在电力装机中，煤电约占73%，煤的作用也是通过供热产生高温、高压的水蒸气，进而转化为电能。

然而，正如已故中国工程热物理学家、中国科学院院士吴仲华指出的：“温度对口，梯级利用”是利用热能的基本准则，否则将出现“大浪费”，即高品位的煤，承担着低品位的职能，可发电的煤，却用作室温供暖。

这种“大浪费”不仅在室内供暖中存在，在各种工业锅炉供暖、供气，甚至在高超临界火力发电机组的高效率发电过程中也存在。

因为发电机组往往也是用煤加热冷水，然后逐步加温产生高温高压水蒸气。

但加热冷水完全可用各种低品位的热能，尤其是廉价的太阳能来取代。

因此说，在热能利用问题上，要“温度对口，优质优用，梯级加热，梯级利用”。

所以，笔者建议山西省要大力推行煤+可再生能源强混合发电的“两步走”升温技术。

所谓“两步走”升温技术是指：第一步，用廉价的、低品位的热源（比如太阳能）加热冷水；第二步，利用高品位的煤，继续加热升温到所需温度。

采用“两步走”的战略，将实现煤和其他能源（比如太阳能）的“双赢”。

首先，充分利用山西省的煤炭资源优势，高效率地发挥煤炭性能；其次，利用现有的可再生能源供热技术实现第一步的冷水加热，减少煤炭用量，降低燃煤污染；第三，降低每度电的生产成本，有良好的社会效益和经济效益。

根据不同的地域条件，也能用风能、生物质能、水能等可再生能源与化石能源、核能实现优势互补。

山西省要实现经济的持续快速增长，需要有能源的持续、快速发展做保障，因此，对不同品质的能源合理分配，对口供应，做到各得其所，以取得更有利的总效果就显得尤为重要。

（责任编辑尚炜）
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