新能源研究

主要研发内容

1. 云南省重点产业技术发展现状分析;

2.云南省重点产业技术需求调查;

3.云南省重点产业技术需求预测;

4.省外相关重点产业技术需求对比分析;

5.云南省重点产业技术需求评价;

6.云南省重点产业技术供给方式、途径调查、促进企业技术创新的供给方式分析;

7.需求方与供给方对接机制与转移机制的机制设计;

8.基于产学研相结合的主要供给路径分析与设计;

9.云南省重点产业技术需求与供给匹配机制分析;

10.云南省重点产业技术供给对策。

云南省新能源产业发展的技术需求分析及供给对策研究

一、新能源的概要简介

新能源,又称为可再生能源, 主要有 太阳能、风能、 地热能、水能、生物质能、核能等形式。随着传统能源的日益枯竭, 世界各国都十分重视新能源的研究与开发, 并取得长足发展。可是, 作为新能源, 其环境意义、 经济意义何在? 总体发展现状及趋势如何? 将面临哪些挑战? 每种新能源的工作原理及基本架构是什么? 等等。这些问题都要在今后很长时间内进行研究和探索。鉴于此, 我们主要针对云南省的技术需求状况对新能源技术进行了一系列的研究, 同时也期待能参与新能源技术的探讨和交流。

󰀀 低碳经济是当前世界经济发展的新趋势。随着人类对于可持续发展的关注逐渐加深“低碳 ”已成为一个越来越引人瞩目的话题胡锦涛主席也明确主张发展低碳经济以低排放、低能耗、低污染为特征的新经济发展模式。我国承诺到2020年碳强度减少40- 45%, 这个目标是非常值得赞赏的, 但同时也对我国工业化方式带来了严重挑战探索风能、太阳能、地热能、生物质等新能源技术以减少温室气体排放是我国在当前经济发展中必须面对的问题。 新能源能源也称清洁能源是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。大规模地开发利用可再生能源大力鼓励可再生能源进入能源市场已成为世界各国能源战略的重要组成部分。中国经济高速发展能源资源约束日益突出。这种情况下大力发展可再生能源是缓解能源瓶颈、促进中国经济发展的必然选择。

新能源不仅取之不尽而且间接价值也十分可观。据专家推算每利用相当于1吨标准煤的可再生资源可以节约原生资源120吨少产生垃圾废水10吨增加产值约3000元人民币产生利润500元。利用可再生资源进行生产不仅可以节约资源遏制废弃物泛滥而且比利用原生资源进行生产具有消耗低、污染物排放少的优点。专家指出开发可再生能源与提高能源使用效率相结合不仅对中国经济的可持续发展具有重大意义还可以降低对煤炭的过分依赖保障能源供应安全同时还能减少废气排放为改善环境质量作出贡献。 此外如果新能源产业能够得到健康快速发展可以带动大批相关产业的发展并为城市创造大量就业岗位。

二、云南省新能源储备储备情况

云南省位于中国的东南部处于与老挝、越南、缅甸接壤的重要地理位置处低纬度高原地理位置特殊地形地貌复杂所以气候也很复杂。主要受南孟加拉高压气流影响形成的高原季风气候全省大部分地区冬暖夏凉四季如春的气候特征。全省气候类型丰富多样有北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带和高原气候区共7个气候类型。 自然资源丰富具有“有色金属王国”之称风能、太阳能、地热能等新能源丰富为新能源产业的发展提供了有力的条件下面我们主要就下面几种新能源的技术需求供给进行分析并提出一定的对策和建议。

几种新能源的技术现状分析。

技术创新弥补可再生能源的不足。在分析我省能源方面时可以看到这些清洁能源有一些弱点克服这些弱点成为技术难题组织人力物力攻破清洁能源的弱点是实现能源结构转型的突破点。

美国学者莱斯特R布朗认为通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染 获得更多的经济产出是创造更高的生活标准和更好的生活质量的途径和机会也为发展应用和输出先进技术创造了机会,中国学者庄贵阳认为新能源产业实质是高能源效率和清洁能源结构问题核心是能源技术创新和制度创新。发展与气候和环境友善的新能源产业经济 有利于我省乃至全国转变经济增长方式和环境保护。 2.1 太阳能

太阳是一个巨大、久远、无尽的能源同时也是许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约3.75×1026W）的22亿分之一但已高达173,000TW也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。 太阳能既是一次能源又是可再生能源。它的资源丰富既可免费使用又无需运输对环境没有任何污染。太阳能的有效开发能解决化石能源短缺与环境污染问题实现低碳经济是理想的替代能源。太阳能具有广泛的应用性但目前的开发利用尚未成熟因为太阳能的一些弱点人们尚未克服 不能实现常年的不间断利用发展主要有两方面的缺点：一是能流密度低二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

云南地形极为复杂大体上西北部是高山深谷的横断山区东部和南部是云贵高原。 平均海拔2000米左右。主要是波状起伏的低山和浑圆丘陵发育着各种类型的岩溶地貌云南西部为横断山脉纵谷区高山与峡谷相间云南地势雄奇险峻。

目前云南太阳能热利用技术较为成熟 这一方面可以减少大量化石燃料或生物质燃料的使用如果大力推行太阳能热利用不但可以节约大量的资源同时对环境也大有好处这一点在太阳能资源丰富、又是冶金等重工业聚集的云南省更重要对减排目标的实现将起到巨大的推动作用。

在新能源中太阳能是最理想的可再生能源。目前国际上对太阳能的开发十分重视。到2003年底我国已安装光伏电池约5万千瓦太阳能热水器使用量和生产量均居世界前列2003年使用量为5200万平方米约占世界40%年产量达1200万平方米。据测算中国拥有可开发太阳能达1700亿吨标准煤。

太阳能产业是指围绕太阳能利用技术而发展起来的各个相关产业的总称。目前太阳能利用方式有：

(1) 光热转换。光热转换是太阳能利用的最基本形式. 它直接将太阳光转换成热能, 将水加热并向建筑输送. 这些热水可以用来取暖、 饮食和洗浴,它也可以直接收集太阳的辐射能并转换成热能。

（2）光电转换。光电转换是利用光生伏特效应来发电。所谓光生伏特效应是指光照使不均匀半导体或者半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。当太阳光照射到太阳能电池上时其中一部分被表面反射掉其余部分被吸收或透过。被吸收的光一部分光子变成热另一部分光子则同组成半导体的原子价电子碰撞产生电子。 这样光能就以产生电子形式转变为电能。

（3）光化学转换。光化学转换目前还处于实验室阶段。其中包括利用半导体电极催化分解水, 产生氢气这将是未来燃料电池发展的关键技术。主要集中在两个方面太阳能光伏发电产业和太阳能热利用产业。

表 1我国太阳能资源分布

2.2 我国太阳能产业技术发展现状

1954 年第一个具有实用价值的太阳能电池在Bell 实验室诞生 一个太阳光——电转换的新时代从此开始了。20世纪后半叶太阳能技术取得了巨大的进步从空间飞行器、发电站到电子手表、家电, 太阳能元器件在众多的领域得到广泛应用。 将太阳能技术应用于节能建筑的建设中是降低建筑能耗的重要途径,这是建筑技术和太阳能技术相结合的新领域。太阳能集热和光伏工程同时得到广泛关注, 在向建筑提供热的同时可持续地产生电能。

中国蕴藏着丰富的太阳能资源太阳能利用前景广阔。中国太阳能利用进入大规模实用阶段的条件已经成熟。中国已经成为世界上产量最大的太阳能消费品生产国, 形成了广阔的农村太阳能产品消费市场。2002－2008年间, 太阳能热产业迅猛发展已经成为世界太阳能产业和市场发展最快的国家之一。 2007年, 我国光伏电池产量首次超过德国和日本居世界第一位。在可再生能源产业中太阳能热水器已成为拥有自主知识产权、 生产规模全球最大、普地区分类 辐射年总量

(MJom - 2on-2 ) 日照百分

率r (%) 全年日照

时数(h) 代表地区

丰富区

6700--8370 r> 75 3200－3300

日照百分率 > 75% 宁夏北部、 甘肃北部、 新疆东南部、 青海西部和西藏等

较丰富区 5860--6700

70≤r≤75 3000－3200

河北北部、 山西北部、 内蒙和宁夏南部、 甘肃中部、 青海东部、 西藏东南部和新疆西部

良好区 5020---5860

65≤r＜70 2200－3000

北京、 山东、 河南、 河北东部、 山西南部、

新疆北部、云南、 陕西、 广东及福建南部

可用区 4190---5020

60≤r＜65 1400－2200

湖南、 湖北、 江西、 浙江、 广西、 广东北部、 江苏和安徽南部、 黑龙江等

贫乏区 3350--4190 r＜60 1000－ 1400 四川、 贵州、 江西及广西部分地区等 及面最广的绿色朝阳产业。太阳能热水器产业经过近三十年的发展, 基本形成较为完整的产业化体系、市场开发体系和服务体系。2008年太阳能热水器产量已经达到3100万平方米占世界总产量的76%总保有量12300万平方米占世界总保有量的56%；我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国也拥有最大的太阳能热水器消费市场。

我国已成为全球第三大光伏产品制造基地。在其关键环节——太阳能电池制造上我国已基本具备生产设备整线装备能力。在目前国产设备及进口设备的主流建设方案中, 国产设备在数量上已占多数。

总体来说我国太阳能资源总量丰富分布相对集中属于太阳能资源较丰富区。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上云南地区日辐射量最高达每平方米9千瓦时为云南省太阳能产业提供了充足的资源。

1、我国太阳能利用现状

( 1) 太阳能光伏发电产业

太阳能光伏发电产业在我国起步较晚技术落后但具有广阔的发展前景。据中国能源协会资料预计到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦年发电量可达1300亿千瓦时相当于少建30多个大型煤电厂。不过尽管我国太阳能光伏发电潜力巨大但真正并网型的太阳能光伏市场远未形成。直到2006年年底中国光伏发电的总装机量还不到100 兆瓦2006年一年增加的装机量是10

到15 兆瓦发展速度非常缓慢。同时我国太阳能光伏产业呈现典型的 “两头在外” 的窘境即光伏产业的主要销售市场以及核心技术和原材料都主要来自国际市场绝大多数中国生产的光伏产品都出口到国外市场如欧洲、美国、日本等。在整个光伏产业市场尚未快速发展的同时中国的太阳能电池产业的发展却相当快在太阳能光伏电池业内中国已诞生一大批著名企业但国内企业主要集中在电池片、电池组件和应用系统等产业链中下游环节由于光伏产业链上游产品利润率远高于中下游因此我国大部分光伏企业产品附加值低竞争力弱。

太阳能发电的分类

太阳能热发电的优势在于其优良的储能性。众所周知，太阳能光伏发电是将光能直接转化为电能而若想直接将发出的电能大量储存难度很大，成本也是相当惊人的，但太阳能热发电是先将光能转化为热能，再将热能转化为电能。热能的储存较电能来说是非常容易且廉价的，所以太阳能热发电优良的储能性将会有很大的发展空间和潜力。