前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的可再生能源和新能源的區別主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:新能源資源潛力發展現狀對策建議
新能源的特征與分類
新能源是相對常規能源而言的,一般具有以下特征:尚未大規模作為能源開發利用,有的甚至還處于初期研發階段;資源賦存條件和物化特征與常規能源有明顯區別;開發利用技術復雜,成本較高;清潔環保,可實現二氧化碳等污染物零排放或低排放;資源量大、分布廣泛,但大多具有能量密度低的缺點。根據技術發展水平和開發利用程度,不同歷史時期以及不同國家和地區對新能源的界定也會有所區別。發達國家一般把煤、石油、天然氣、核能以及大中型水電都作為常規能源,而把小水電歸為新能源范圍。
我國是發展中國家,經濟、科技水平跟發達國家差距較大,能源開發利用水平和消費結構跟發達國家有著明顯不同,對新能源的界定跟發達國家也存在著較大差異。小水電在我國的開發利用歷史悠久,裝機容量占全球小水電裝機總容量的一半以上,歸為新能源顯然是不合適的。核能在我國的發展歷史不長,在能源消費結構中所占比重很低,僅相當于全球平均水平的八分之一,比發達國家的水平更是低得多,核能在我國應該屬于新能源的范圍。
根據以上分析,可以把新能源范圍確定為: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個品種。生物質能在廣義上分為傳統生物質能和現代生物質能,傳統生物質能屬于非商品能源,是經濟不發達國家尤其是非洲國家的主要能源,利用方式為柴草、秸稈等免費生物質的直接燃燒,用于烹飪和供熱;現代生物質能包括生物質發電、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代生物質能。傳統生物質能和大中小水電可稱之為傳統可再生能源,太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能則統稱為新型可再生能源,是新能源的主要組成部分。
資源評價
跟常規能源相比,新能源最顯著的優勢就是資源量巨大(見表1)。太陽能是資源量最大的可再生能源,即使按最保守的可開發資源量占理論資源量1%計算,每年可供人類開發的太陽能也有1.3萬億toe,約相當于目前全球能源年需求量的100倍。風能的可開發資源量較低,但開發技術難度和成本也較低,全球陸上風電年可發電量約53億kWh,相當于46億toe。生物質能可開發資源量為48~119億toe,不過由于存在糧食安全和環境問題,可開發資源量難以全部轉化為能源。地熱能的熱源主要來自于長壽命放射性同位素的衰變,每年的再生量可達200億toe以上。按照目前的技術進展情況,全球40~50a內可開發地熱資源為1200億toe,10~20a內可開發地熱資源為120億toe。海洋能資源量并不算豐富,按照全球技術可裝機容量64億kW、年利用2000小時計算,只有11億toe。天然氣水合物屬于新型的化石能源,資源量相當于傳統化石能源資源量的2倍,達20萬億toe。全球鈾礦資源量為992.7萬t,如果用于熱中子反應堆,所釋放的能量約相當于1400億toe,而如果用于快中子反應堆,所釋放的能量可提高60~70倍。核聚變所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40萬億t,理論上可釋放出的能量為3萬億億toe,按目前能源消費量計算,可供人類使用200億年以上。氫能的制備以水為原料,燃燒后又產生水,可無限循環利用,既是二次能源也可在廣義上稱之為可再生能源。
從以上數據可以看出,能源資源完全不存在短缺或枯竭問題,人類需要克服的最大障礙是開發利用的技術和成本問題。隨著技術的進步和能源價格的上漲,目前不可開發的新能源資源有可能變為可開發資源,因此,對新能源來說,理論資源量是相對不變的,而可開發資源量卻可能會大幅度增加。
開發利用現狀
不同種類的新能源在資源分布、技術難度、使用成本等多方面存在相當大的差異,因而新能源的開發利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太陽能、風能、生物質能和地熱能發展勢頭良好,已經進入或接近產業化階段,尤其是太陽能熱水器、風電以及生物燃料,已經形成較大的商業規模,成本也降至可接受水平。核能技術已經成熟,核電在國外已過發展高峰期,在我國則剛剛興起。核聚變、氫能、天然氣水合物、海洋能仍處于研究和發展之中,距離商業化還有較大距離。
截止到2009年2月,全球核電裝機已達3.72億kW,年發電量2.6萬億kWh,在全球一次能源結構中的比重約為6%左右。相比而言,新型可再生能源的開發利用程度還很低,以2006年為例,其在全球一次能源供應量中的比重僅為1%左右,占全部可再生能源的比例也僅為8%左右。2007年,全球新型可再生能源發電裝機量為1.65億kW,相當于全球電力裝機總容量的3.7%(見表2)。德國、美國、西班牙、日本等發達國家的可再生能源產業化水平已達到較高程度,其市場規模和裝備制造水平跟其他國家相比具有明顯優勢。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。不過,我國對新型可再生能源的開發多集中在技術含量較低的供暖和制熱領域,在可再生能源發電技術水平和利用規模方面跟國外相比還存在較大差距。我國新型可再生能源發電裝機容量僅為905萬kW,占全球5.5%,遠低于我國電力裝機總容量占全球16%的比重。
我國發展新能源的政策建議
我國是世界第一大碳排放國、第二大能源消費國、第三大石油進口國,發展新能源具有優化能源結構、保障能源安全、增加能源供應、減輕環境污染等多重意義,同時也是全面落實科學發展觀,促進資源節約型、環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可持續發展的重大戰略舉措。我國政府把發展新能源上升到國家戰略的高度而加以重視,陸續出臺了多部法律法規和配套措施。
從近幾年的總體發展情況來看,我國新能源發展勢頭良好,增速遠高于世界平均水平,不過由于種種原因,新能源發展過程中的許多障礙和瓶頸仍未消除,主要表現在:資源評價工作不充分,技術總體水平較低,成本跟常規能源相比不具備競爭力,產業投資不足,融資渠道不暢,市場規模偏小,公眾消費意愿不強,政策法規體系不夠完善。結合國內外新能源發展的歷史和現狀,借鑒全球各國新能源發展經驗,針對目前我國新能源發展過程中存在的問題,特提出如下對策建議。
(一)正確選擇新能源發展方向
根據資源狀況和技術發展水平,確立以太陽能為核心、核能和風能為重點的發展方向。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勢,同時把發展并網光伏和屋頂光伏作為長期發展重點。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發電的水平,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域為西部地區及東部沿海,屬于電網難以到達或電力供應緊張的地區,發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,最近國家發改委已經把核電規劃容量提高了一倍多。
(二)加大新能源技術研發力度
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,成立中央級新能源科學研究院。抓住當前因金融危機而引發全球裁員潮的有利時機,積極創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,注重先進技術的引進并進行消化吸收與再創新,努力實現技術水平的跨躍式發展。
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的首要問題。顯然,可再生能源開發技術的復雜程度要比常規能源高得多,涉及資源評價、材料和設備制造、工程設計、配發和管理等多個領域,必須進行跨學科聯合攻關,這對我國目前相對封閉的科研體制提出了挑戰。國家需要在搞活科研創新機制、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,營造良好的科研環境。
(三)有序推進新能源產業化和市場化進程
只有實現新能源的大規模產業化和市場化,才有可能使新能源的利用成本降至具有競爭力的水平,為新能源普及打下基礎。在新能源開發成本較高、使用不便的情況下,推進新能源產業化和市場化必須由政府作為推手。促進產業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的投資指導目錄,引導、鼓勵企業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范,避免一哄而上,造成局部重復投資或投資過熱。防止企業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的投資行為,尤其是多晶硅副產品四氯化硅所帶來的環境污染問題值得關注。
(四)及早實施“走出去”戰略
我國是鈾礦資源貧乏的國家,資源量遠不能滿足未來核電發展的需要,鈾礦供應必須依賴國際市場。有關資料統計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。我國與哈薩克斯坦等國家關系良好,可作為實施鈾礦“走出去”戰略的重要目的國。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、日本等發達國家已經把全球的優質資源瓜分完畢,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、陸隆區及陸地凍土帶的天然氣水合物資源豐富,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、研究程度低的現狀,加強與這些國家合作,以期能夠在未來取得這些國家的天然氣水合物份額。
東南亞處于熱帶地區,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,是發展生物柴油產業的理想區域。東南亞國家是我國的近鄰,可為我國的生物柴油產業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,在當地設立林油一體化生產基地,產品以供應我國國內為主。
(五)調整、完善新能源發展規劃和政策措施
我國已經出臺的新能源發展規劃有《可再生能源中長期發展規劃》、《可再生能源發展“十一五”規劃》、《核電中長期發展規劃(2005-2020年)》等,部分行業部門和地方地府也針對實際情況制定了各自的發展規劃。國家級的規劃存在兩個問題:一是發展目標定得偏低,如風能到2010年的發展目標為1000萬kW,到2020年的發展目標為3000萬kW,而事實上,1000萬kW的目標已經于2008年實現,3000萬kW的目標也可能提前于2012年左右實現;二是缺乏設備制造產業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狀,充分考慮新能源資源量、技術發展水平、環境減排目標、常規能源現狀等因素,對我國新能源發展規劃作出適當調整和完善,為新能源產業發展提供指導。我國有關新能源與可再生能源的規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和實施細則。
(六)建立符合國際標準的新能源統計體系
做好新能源的統計可為新能源科學研究、政府部門決策、企業發展目標的制定等提供重要依據和參考。我國在新能源統計方面與發達國家相比還有著相當大的差距,目前對新能源的統計主要依靠行業協會或學會,但這些機構所提供的統計數據在系統性、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展現狀進行系統、全面、及時地統計,許多涉及我國的新能源統計數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計機構,通過各種渠道收集國內外新能源統計數據,并把數據及時公布。
國際能源機構對一次能源進行統計時,將可再生能源的發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計時,往往是按火電容量因子(約為33%左右)把可再生能源發電量進行折算,這意味著有關部門的統計結果要比國際能源機構所提供的統計結果大2倍左右,這樣極易引起誤解和混亂。國際能源機構是全球最大、最權威的能源統計和研究部門,所采取的統計方法和公布的統計數據被世界各國廣泛認可。為了便于對國內外新能源發展狀況進行對比研究,建議國家有關部門在統計方法方面采用國際能源機構的標準。
參考文獻:
1.IEA.RenewablesInformation2008[R].Paris:InternationalEnergyAgency,2008
2.趙玉文,王斯成,王文靜等.中國光伏產業發展研究報告(2006-2007)[R].中國可再生能源發展項目辦公室,2008
3.中國地質調查局.我國地熱資源及其開發利用現狀[EB/OL].[2008-04-02]
4.WWEA.Windturbinesgeneratemorethan1%oftheglobalelectricity[R].Bonn,Germany:WorldWindEnergyAssociation,2008
5.REN21.Renewables2007GlobalStatusReport[R].Paris:RenewableEnergyPolicyNetworkforthe21stCentury,2008
低碳發展對發達和不發達國家都是挑戰
聯合國氣候變化大會將于今年12月在巴黎召開。在巴黎氣候大會上,各方將致力于達成2020年后應對氣候變化具有法律約束力的新協議。
中國積極應對氣候變化。去年11月,中國率先與美國達成減排協議,中方承諾碳排量到2030年封頂。隨后,中國與印度、巴西先后簽署了氣候變化聯合聲明。
今年3月,奧巴馬政府正式向聯合國遞交了2025年溫室氣體減排計劃書,承諾在2005年的基礎上,到2025年將溫室氣體排放量減少26%至28%。今年5月,美國總統奧巴馬特別提及氣候變化影響國家安全。奧巴馬稱,氣候變化已經對全球安全構成嚴重威脅,對美國的國家安全構成“立即風險”,他呼吁“現在就行動”。
5月18日,德國與法國發表聯合聲明,將努力結束化石燃料污染,并實現全球經濟完全去碳化。
美國國家情報委員會原總監、全美亞洲研究局理事會理事丹尼斯?布萊爾稱,亞太地區是全球經濟最有活力的市場,以美國巖頁氣革命為代表,能源進入高速轉型階段。本次峰會將既專注又有活力的人士凝聚在一起,謀策可行的政策基礎、政治意愿和機構能力,來支持開放的、有競爭力的和靈活的能源市場,確保能源和環境的雙重安全。
“中國的能源發展面臨著許多艱巨任務,一方面需要保障國民經濟發展、人民生活水平提高對于能源的需求,另一方面還需要調整自身結構,推動綠色、低碳、節約化發展。這是一個需要發揮智慧去解決的問題。”國家能源局黨組成員、監管總監譚榮堯在峰會上做主旨演講,他表示,中國在能源領域不僅要努力解決好自己的問題,同時也要為世界能源發展、應對能源共同挑戰做出貢獻。
“中美要明白,低碳發展對發達和不發達國家都是新挑戰。”中國能源研究會常務副理事長周大地說,“美國到2025年實現26%~28%的減排,需要巨大努力;中國要2030年左右實現二氧化碳排放峰值目標,也需要巨大努力。中美在氣候變化問題上要合作,合作是尋找共同點,而不是區別,也不是批評、打斗。中美在氣候變化上要展開多層次對話,通過共同努力使巴黎氣候大會開得更成功。”
能源是中國經濟轉型中的最大挑戰
埃森哲全球能源戰略高級董事總經理亞瑟?漢納認為:“中國的發展在全球處在先鋒位置,過去35年解決了很多問題。中國經濟正經歷深刻的轉型,能源問題戰略及選擇是經濟轉型中最大的挑戰。”
“中國是全世界能源需求的中心點,未來也是如此,中國出現一點改變都會給全球帶來很大的輻射和影響。關注中國能源的多樣性發展,關注清潔能源推進的需求管理、定價機制、基礎設施建設、市場監管,接下來的10年尚需不斷強調機制問題,深入制定規則。”丹尼斯?布萊爾認為,全球能源相關利益者需要嚴肅思考。
作為中國氣候變化專家委員會成員,周大地表示,歡迎其他國家幫助中國改進,希望能源的改進建議最好具體化,幫助也要具體化。“在發展低碳能源方面,中國發展非化石能源的速度很快,在水電、特高壓電網等一些重要領域,中國已達到世界先進水平。在節能減排方面,盡管國內9萬多家小火電被關停,但煤仍然扮演著主導作用。我們致力于把發達國家的先進技術引進并充分實現。”他說。
在亞太地區,有美國、日本等發達國家,也有中國、印度等發展中國家,這個區域,經濟發展是主流,清潔能源發展是主線。“應對能源轉型,尋求能源行業革命與治理達到平衡,實現能源安全、高效、清潔發展,既是中國的需求又是全球的機遇。”中國能源研究會理事長柴松岳呼吁,國際社會要加強合作,探求新的合作機制。
“中國正大力推進能源生產革命、能源消費革命、能源技術革命和能源體制革命,全方位加強國際合作,啟動‘一帶一路’國家戰略,將給能源市場帶來重大機遇,能源合作領域將大有作為。”譚榮堯表示。
未來更多的創新來自可再生能源
巴黎氣候協議發出一個明確信號――去碳化的步伐和規模將擴大。本屆太平洋能源峰會特別設置了可再生能源專場。
“化石能源在未來二三十年仍然發揮重要作用,但面臨很多威脅。我們的確有了替代能源的可能性,能源供給和替代可以解決。”周大地為峰會送上了好消息。
中國可再生能源學會理事長石定寰表示:“在能源革命推動下,中國可再生能源快速發展。走創新驅動道路,通過科技、體制、政策、國際合作創新相結合,中國新能源產業鏈對未來發展起到引領作用,本世紀將走向可再生能源世紀。”
關鍵詞:低碳經濟;生態文明建設;可持續發展
中圖分類號:F206 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2012)07-0074-02
在全球氣候變化的大背景下,發展低碳經濟正在成為各級部門決策者的共識,低碳經濟成為繼工業革命、信息革命之后又一波對當今經濟社會發展產生重大影響的新趨勢。利用哈密區域內豐富的風能資源和太陽能資源,新疆生產建設兵團農十三師大力發展低碳經濟,在開發可再生清潔能源方面取得重大突破,已與國家電力發展股份有限公司、江蘇振發太陽能科技公司、江蘇九鼎集團公司簽訂了合作協議――上馬太陽能光伏電站和風力發電項目,同時,確立了“十二五”期間新的發展目標,即把農十三師建設成兵團新能源基地。發展低碳經濟是個新生事物,需要在理論和實踐兩個層面上探索。本文試圖通過理清關于低碳經濟發展的現有理論,探討農十三師如何積極發展低碳經濟,推動生態文明建設。
一、低碳經濟概述
所謂低碳經濟,是指在可持續發展理念指導下,通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗,減少溫室氣體排放,達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。
“低碳經濟”作為一種新型經濟模式,與以往的高消耗、低效率和高排放的傳統經濟有本質上的區別。主要體現在:工業方面,高效率的生產和能源利用;能源結構方面,可再生能源生產將占有相當高的比例;交通方面,使用高效燃料,低碳排放的交通工具、公共交通取代私人交通,并且更多地使用自行車和步行;建筑方面,辦公建筑與家庭住房都采用高效節能材料以及節能建造方式。
二、發展低碳經濟需要清楚的幾個理論問題
(一)低碳經濟與新能源開發
低碳經濟的核心是開發可再生清潔能源,其深入發展勢必出現這樣的結果:世界各國能源戰略的重心將由占有能源向清潔使用能源轉變。所以,低碳經濟的背后實際是能源使用技術、經濟發展的世界支配權爭奪。可再生清潔能源有太陽能、風能、生物能、核能、潮汐能、地熱能、氫能等。農十三師利用自身的太陽能風能資源優勢進行開發使用正是低碳經濟的核心所在。
(二)低碳經濟與循環經濟
在生產過程中通過對副產品和廢棄物的再利用減少廢物的排放;在產品經過消費完成它的使用價值變成廢棄物后,不是簡單拋棄,而是經過處理后變成再生資源回到生產的源頭上。有人把這種方式方法總結為減量化、再利用、資源化三項原則,并把這種方式下的資源利用模式概括為“資源―產品―廢棄物―再生資源”循環利用模式。1990年英國經濟學家珀斯和特納把這種經濟發展模式概括為“循環經濟”。
低碳經濟是循環經濟理念在能源領域的延伸。循環經濟是發展低碳經濟的基礎,循環經濟發展的結果必然走向低碳經濟。對于處于工業化、城市化過程中的發展中國家來說,循環經濟是不可逾越的經濟發展階段。農十三師在打造工業園區選擇招商項目中,高度重視循環經濟在工業發展中的作用。比如,煤業的原煤供應機焦項目、機焦項目產生的煤氣供應鎂合金項目。
(三)低碳經濟與節能減排
中國作為發展中的大國,多年經濟快速增長給資源環境帶來了沉重代價,也由此逼出了“十一五”GDP能耗降低20%左右、主要污染物排放總量減少10%這兩個節能減排“硬指標”。與節能減排概念有所不同,低碳概念包含節能減排以及可再生能源兩大部分。這意味著在繼續實施節能減排的同時,必須持續加大對新能源開發的力度。工業生產中的節能減排一直是農十三師發展工業關注的硬指標和任務。
(四)低碳生產與低碳消費
低碳經濟大致分為低碳消費與低碳生產。低碳消費主要涉及消費模式的選擇。例如,倡導居民選擇環保產品、購買低能耗的家電等。后者,低碳生產,即生產一件產品所產生的二氧化碳當量。因此,農十三師在發展低碳經濟時,必須重視把低碳生產和低碳消費結合起來。在廣大職工群眾中積極宣傳倡導低碳消費理念和文明生活方式。
(五)低碳經濟與新興產業
從目前人類所掌握的技術條件來看,最有可能成為低碳經濟發展模式下的新興產業可能是,生物產業,太陽能產業,核能產業,風能、潮汐能產業,海水氫能源產業等等。認識到低碳經濟發展模式下所醞釀的這種新興產業革命機遇,并在國家戰略、產業政策與技術創新規劃等領域內有所提前準備,待新興產業革命機遇來臨時能夠充分抓住這種機遇并以新興產業革命推動實現低碳經濟發展模式的推廣,這應該是更為重要和緊迫的。農十三師提出發展低碳經濟的目標正是從發展新興產業起步的。
三、農十三師的能源優勢和低碳之路
兵團農十三師位于新疆維吾爾自治區的東部哈密地區,哈密是新疆的東大門,是享譽世界的哈密瓜的故鄉。哈密礦產資源豐富,交通運輸便利,同時具有豐富的風能資源和太陽能資源。其中,風能資源:新疆九大風區,哈密占3個,具有建設大型風電場的優越條件。太陽能資源:哈密市區全年日照時間為3357.6小時,東部星星峽可達3677.1小時,是全國日照時間最多的地區之一。太陽輻射151.4KW/cm2?a,賜予青藏高原,是全國少數光熱資源優越地區之一。
農十三師大力發展低碳經濟,目前,該師與江蘇無錫振發公司、無錫尚德公司、中國節能投資公司合作開發的太陽能項目已落戶二道湖工業園區,計劃投資1個億,完成一期建設3兆瓦金太陽項目。
師國有資產公司、國家電力發展股份有限公司、江蘇九鼎集團三方將在哈密十三間房風區、哈密東南風區、三塘湖至淖毛湖風區投資建設風電項目,項目一期計劃投資1億元人民幣,在十三間房建設49.5兆瓦風力發電。
那么從農十三師實際出發,應該走出一條怎樣的低碳經濟發展之路?本文提出以下建議:
第一,培育低碳意識,倡導低碳消費文化。
從生產環節降低對碳資源的消耗、流通環節降低碳資源的污染、消費環節降低對碳資源的依賴,從科學發展觀的戰略高度,把低碳文化變廣大干部群眾的主流意識,把低碳消費作為社會生產和生活的頭等大事抓緊抓實。一是提高人們的認識,轉變觀念,從樹立科學發展觀的角度認識低碳經濟的重要性,讓大家看到溫室氣體效應對全球經濟、社會、生態環境、人們生存條件的嚴重威脅,也對我國社會、經濟、生態環境的嚴峻挑戰;二是各級學校、媒體、機關和其他組織在發展低碳經濟的教育培訓方面,要發揮作用,宣傳綠色消費理念,倡導低碳的生活方式;三是對于企業,要推行綠色經營的理念,建立清潔生產機制和精益生產方式;四是對于個人,要培養節約是美德的觀念,以節能減排為榮,改變浪費習慣,享受“簡約生活”。
第二,調整經濟結構,推進清潔生產。
經濟發展要保證質量必須注重經濟增長方式的轉變和經濟結構的調整,改變不合理的產業結構和區域合理布局,把降低資源和能源消耗、推進清潔生產、防治工業污染作為工作的重點。
首先,合理調整產業結構和工業行業內部結構,加快發展第三產業,在工業內部加快發展高附加值的高技術產業和低耗能產業,大幅度降低能源消耗強度和污染排放強度。在保持一、二、三產業協調發展的前提下,應該大力發展第三產業。其次,加強高耗能行業的結構調整,淘汰陳舊設備,削減小型、分散、工藝落后的污染源,推廣高新技術,大力提高能源利用效率和經濟效益,控制能源消費總量的增長。
第三,發展壯大循環經濟,重點抓好工業節能減排。
發展循環經濟,將減量化放在優先位置。減量化從減少生產環節入手,推進資源能源的循環利用和高效利用,變廢為寶,化害為利。持續推進節能減排,當前的重點應放在工業節能上,控制高耗能高排放行業過快增長,加快淘汰落后生產能力;加強制度建設,強化目標責任制的落實和評價考核,切實完成“十一五”規劃提出的約束性指標。
第四,加大新能源和可再生能源開發利用的扶持力度。
實施大企業大集團戰略,積極招商引資,開發利用哈密本地的太陽能、風能、生物質能等新能源和可再生能源;目前,太陽能、風能開發潛力巨大,而團場生物質能開發利用還不夠,存在技術上、資金上的問題。團場可以圍繞棉稈、秸稈等生物質能資源開發利用,大力推進沼氣資源開發建設。可再生能源產業屬于低碳經濟范疇也屬于新興產業,發展可再生能源有助于相關產業的升級轉型。
四、結論與展望
低碳經濟作為一種新型經濟發展模式,圍繞以節約能源、優化產業結構、加強生態保護和建設為重點,以科技進步為支撐,來努力控制和減緩溫室氣體排放,以不斷提高適應氣候變化能力,增強可持續發展能力,促進經濟與人口、資源、環境的協調發展。它完全符合科學發展觀提出的全面、協調、可持續的發展要求。因此要積極發展低碳經濟,進而加速推進生態文明建設,使農十三師實現經濟社會的可持續發展,進入綠色經濟、低碳經濟、循環經濟的發展軌道。
參考文獻:
[1]沈政信.低碳經濟發展模式下的新興產業革命[J].政策望,2010,(4).
[2]林鈴.加大節能減排力度 加快發展低碳經濟[J].上海節能,2009,(11).
在能源互聯網時代,儲能產業所扮演的“電力硬盤”的角色越來越受到關注,電力公司、高科技公司、政府和電力用戶都開始關注電力儲存技術的潛力。目前,儲能產業已經從概念發展成為智能電網規劃的重要組成部分,世界各國的電網都在積極參與推動這一領域的技術發展。隨著我國電力市場化程度的不斷提高,儲能產業在新電改的刺激下正在迎來重要發展機遇。特別是由于儲能產業的發掘將解決可再生能源和電動汽車發展難題,儲能產業已成為我國新一輪的投資熱點。與此同時,中國也加緊對儲能新技術的研發,力圖將各種儲能新技術加速應用到電力體系中,以此來促進中國能源體系的變革。
儲能產業受到全球關注
美國能源企業特斯拉在今年4月推出了Powerwall家用儲能電池,引起了各國的廣泛注意。據稱,Powerwall可以將電費低廉時儲存的電能在電費高昂時釋放,并與可再生能源(太陽能、風電)配套使用,所以其具備一定的經濟性,這也成為Powerwall儲能電池大規模推廣的最重要原因。實際上,由于儲能技術在發輸配用環節可以實現調峰、調頻、調壓、容量調節等價值,所以先進儲能產業正受到全球關注,很多先進儲能電池生產商都相繼在美國、亞洲和歐洲建立新工廠,歐盟、韓國、日本等國也都設立專項經費支持儲能技術的研究與開發。
比如美國政府已將大規模儲能技術定位為支撐新能源發展的戰略性技術,并在政策制訂、 資金扶持、補貼機制、投資稅收抵扣等方面提供強有力的支持。日本政府除直接支持前期研發外,還扶持了大量示范性項目,以鼓勵大容量儲能技術的推廣應用。
我國政府也十分了解儲能技術和儲能產業發展對中國能源體系的重要作用。并且早就在該方面展開了一系列的工作。據悉,目前中國的鉛酸電池技術和抽水蓄能技術已經較為成熟,并且已經開發使用超過10年;以鋰離子電池為代表性的第二代化學電池正在完成從實驗室研發到大規模商業化的過程,目前正積極致力于儲能及汽車用動力電池領域的應用;燃料電池、液流電池、金屬-空氣電池等技術正處于研發的過程中,但很多企業或研究單位的產品已經展示了進一步發展的潛力。
進入到2015年,國內儲能產業在新電改政策的刺激下,正在迎來重要的發展機遇。
其中一個重要的發展方向是智能電網的建設亟需儲能技術的支持。由于儲能技術可以為電力發、輸、配、用各環節提供了有效的能量緩沖和能量,并且在一定程度上對電力使用進行更合理的二次調配,所以可以大大改進電力使用的可靠性和經濟性。智能電網所強調的電網能量管理智能化的要求、對電力可靠性和經濟性的要求、對新能源接納的要求都為儲能產業的發展提供了前所未有的發展機遇。
與此同時,我們也看到中國的儲能應用示范項目正在呈現爆發發展的態勢。其中一個方向是分布式發電及微網的建設所帶動的儲能項目的建設,另外是再生能源并網也帶動了儲能項目的發展。隨著中國微電網電價及補貼方案進入征求意見稿討論階段,微網項目或有望獲得70%的系統補貼。若該政策得到落實,將會激活中國儲能產業蓬勃發展,甚至撬動全球儲能市場。
解決新能源和電動汽車發展難題
目前我國正在進入經濟發展的轉型期,我國經濟多年依靠的投資、出口、消費三駕馬車遇到了前所未有的問題,同時粗放式的發展模式已經讓我國的單位產品的資源消耗量、環境污染遠遠高于發達國家。中國經濟正在向資源消耗少、產出效益好、人民安居樂業的發展階段轉型。新能源發展在低碳轉型的過程中給人類提供了清潔可持續的能源來源,電動汽車的崛起則為石油大規模替代提供了可能。此外,新能源和電動汽車產業的發展因為涉及的產業鏈長,波及面廣,所以這兩個產業在我國產業轉型過程中受到了特別的重視。
不過,新能源具有間斷性的特點,電網無法大規模消納并網。新能源在運行過程中很多是“靠天吃飯”,無論是風能還是太陽能。在沒有風的陰天,如何保證居民的的正常生產生活用電?電網的運營需要穩定頻率,風能和太陽能每天大起大落,如何防止波動引發停電事故?
反復研討之后,世界各國都把“突圍”的重擔壓在了儲能產業的建設上。主要原因就是儲能既作為能量來源,也作為負載,特別是平抑大規模清潔能源發電接入電網帶來的波動性,提高電網運行的安全性、經濟性和靈活性。當然,儲能技術對電網的運行還有其他好處,比如幫助增加可再生能源的滲透率,促進分布式(微電網)發電的發展,通過電價設計,促進電力市場自由化(比如前述的Powerwall家用儲能電池)。
所以,當前我國十分重視儲能技術在新能源電網建設中的應用。其應用的中短期目標是讓電池儲電系統充當電網“穩壓器”,當可再生發電能力超過用電需求時,把多余的電力儲存起來,晚上風力不足或沒有太陽的時候,釋放儲存的電力。長期目標則是建設能源互聯網,儲能技術可以讓原來“剛性”的電力系統變得更加柔性,所以其在確保大電網安全性和可靠性、加強區域電網峰谷負荷調節能力、提高輸變電能力、改善電能質量等方面有著重要的作用。
儲能技術對電動汽車發展的重要性則比較直觀。
電動汽車以電力代替石油產品,沒有尾氣污染,是解決我國能源和環境問題的重要手段。目前世界上越來越多的國家、企業投入到電動汽車的發展行列中,新的電動汽車企業不斷涌現。而作為世界第一汽車產銷國,我國政府把電動汽車的發展作為汽車產業應對能源安全、氣候變化和結構升級問題的重要突破口,以及實現汽車產業跨越式發展的重要舉措。
然而,當前我國電動汽車產業發展仍受諸多技術因素影響,比如電池的電量、充換電技術、服務定價機制、商業推廣模式等。其中最為關鍵的環節仍然是電池能量。2000年以來,世界電動汽車發展的突破,也與電池能量,即儲能技術進步迅速密切相關。鉛酸蓄電池、鎳基電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池等讓電動汽車不斷獲得越來越高的動力支持。目前,全球汽車制造商使用的動力電池主要使用鋰電池,比如以特斯拉為代表的鎳鈷鋁酸鋰電池(鈷酸鋰電池)、以比亞迪為代表的磷酸鐵鋰電池和以日本汽車為代表的錳酸鋰電池。但是由于鋰電池的能量密度低,目前電動汽車的行駛里程一般只有150-300公里之間。
新的儲能技術似乎出現了曙光。據西方媒體2014年末報道,西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學合作研發的石墨烯電池,一次充電時間只需8分鐘,可行駛1000公里,被石墨烯研究者稱做“超級電池”。按照西班牙上述機構的數據,石墨烯也可能大幅度增加電池的容量。“超級電池”參數顯示,其能量密度超過600wh/kg,是目前動力鋰電池的5倍;使用壽命是目前鋰電池兩倍;其成本將比目前鋰電池降低77%。這有望解決新能源汽車長期面臨的充電速度和巡航里程問題。
電動汽車的充電、巡航里程和安全問題都涉及電池。儲能技術作為新能源發展和電動汽車發展的關鍵環節,其技術突破將改變整個世界的能源格局。儲能技術作為新能源時代的核心技術之一,必將為人類打開一扇通往新能源時代的門。對于中國而言,電動汽車、儲能技術和風電、太陽能的有效結合,除了清潔發展,還可以形成對石油的有效替代,保障能源安全,這正是政府重視儲能技術的發展的原因。
中國加緊研發儲能新技術
當今世界,儲能技術及產業的發展已經成為衡量一個國家綜合國力的主要標志,成為國際智力和經濟力競爭的新焦點和主要手段。目前世界儲能技術發展和研究水平較高的國家主要是日本、美國等國家,這些國家已經具備較為完備的儲能研發基礎,并得到政府的充分重視,因此在研究上也往往比較超前和完善。
比如目前世界上超級電容的市場份額基本被日本、美國、俄羅斯占據,其中日本超級電容的生產量占全球超級電容生產總量的50%以上。相比之下,我國國內從事小容量超級電容生產的廠家有20-30家,但能實現批量生產大容量超級電容器并達到實用化水平的廠家只有5、6家;壓縮空氣儲能、飛輪儲能處于研究階段,還沒有成熟裝Z和產品,以國外企業為主。即使是水電儲能領域,雖然我國水電設備企業有產業基礎,但技術和市場份額遠遠落后國外企業。
正因為如此,近幾年來,我國政府及相關研究機構針對我國在能源互聯網、規模化儲能、微電網儲能、分布式可再生能源儲能、通訊基站儲能、工業節能用儲能技術、家庭儲能、電動汽車風光儲充(換)電站等應用領域需求,積極組織實施儲能產業技術研究,推動前瞻性關鍵技術、產業標準的發展,也取得了一定的進展。
比如壓縮空氣儲能系統具有儲能容量大、電能轉換效率高、安全可靠、環境友好等特性,被視為繼抽水蓄能電站之后一種極具潛力的大規模儲能系統。由中國科學院理化技術研究所、清華大學及中國電力科學研究院共同研制的“500kW非補燃壓縮空氣儲能發電示范系統”在安徽蕪湖成功實現勵磁發電,完成100kW發電的階段目標。此次系統發電成功,標志著我國在大規模壓縮空氣儲能領域的一項重要突破,這對推進我國儲能產業的發展具有重要意義。
全釩液流電池是一種適用于風能、太陽能等可再生能源發電過程的大容量蓄電儲能裝備,能夠克服風能、太陽能發電的不穩定、不連續的缺陷。清華大學王保國教授課題組利用該研究成果已經開發成功5 kW、10 kW兩種規格的電堆,能量效率超過73%,進入批量試制階段。該電池具有容量大、壽命長、效率高、成本低、安全可靠的特點。據悉,該課題組的科研成果“大規模蓄電儲能的全釩液流電池技術與裝備”采用自主創新的質子傳導膜、電解液、電堆設計與制造技術,在電池性能與性價比方面十分具有競爭力。該項目還在去年獲得日內瓦國際發明展覽會獎,是我國全釩液流電池儲能裝備與技術在國際上首次獲得大型獎項,對我國儲能技術與產品在國際上得到認可具有里程碑意義。
電動汽車技術的發展,對動力鋰電池在大功率輸出和安全性能等方面提出了更高要求。由中科院青島生物能源與過程研究所建立的青島儲能產業技術研究院成功開發出新一代全固態聚合物鋰電池,已經與山東威能環保電源有限公司簽訂合作協議。據悉,青島儲能院利用具有完全自主知識產權的濕法抄造、界面耦合和功能化修飾等技術,成功研制出高安全性和耐高電壓的動力鋰電池隔膜。同時,研究人員以自主研發的阻燃纖維素為基材,通過功能化改性和耦合等相關工藝,研制出一款新的全固態聚合物電解質。其具有較高的機械強度、優異的倍率充放電性能以及較寬的溫度使用范圍,應用前景廣闊。
高能鎳碳超級電容電池,既具有電容器可以快速充放電的特點,又具有電化學電池儲能高的特點,是近年來世界各國競相發展的核心動力儲能設備。由中國工程院周國泰院士領銜的科研團隊研發生產的高能鎳碳超級電容電池,在安全性、記憶性、充電時間方面取得了突破,在容量、壽命、充放電效率、安全性能等方面都有獨特的優勢。高能鎳碳超級電容電池的標準檢測壽命5萬次以上,實際使用充放電循環已達1.5萬次,是普通蓄電池的25~100倍。充放電效率方面,該電池充電10分鐘即可達到其額定容量的95%以上,大電流放電能力強,能量轉換效率高。而由于獨特的工藝,高能鎳碳超級電容電池在遇到過充或短路也不會導致危險,外部劇烈撞擊或燃燒也不會爆炸,而且具有良好的高低溫性能與環境適應性,可在零下40℃至零上70℃之間正常使用。
另外,中國科學院上海硅酸鹽研究所通過和上海市電力公司合作研發的大容量鈉硫儲能電池也獲得重要突破,他們成功研發的具有自主知識產權的容量為650Ah的鈉硫儲能單體電池,使我國成為繼日本之后世界上第二個掌握大容量鈉硫單體電池核心技術的國家。
總體來看,隨著技術上的突破和新材料的引入,儲能產品性能上的提升和成本的降低是整體的趨勢。我國當前已經在儲能技術研究不斷獲得突破,中國電力科學院、中科院工程熱物理研究所、中科院過程工程研究所、中國科學院大連化學物理研究所、清華大學、上海交通大學、華南理工大學、北京工業大學、香港理工大學等國內外知名高校、科研院所,以及寧波南車新能源科技有限公司、今日能源科技發展有限公司、北京英格海德分析技術有限公司等領軍企業也取得了很多突破。
應用示范項目引導儲能市場建設
儲能技術在電力領域的應用非常廣泛。但是由于成本因素的制約,當前戶用儲能系統的市場仍然沒有完全打開。為了打開市場,擴展應用范圍和工程規模,眾多應用示范項目正在引導著儲能市場的建設。
國家電網在發展可再生能源的過程中發揮著重要的“通路”作用。在很多微網的建設中,儲能項目是必須建設的項目之一。為了更好地評估我國儲能產品的性能和減少可再生能源對電網的沖擊,國家電網先后建設了多個儲能系統和解決方案,以求搶占戶用儲能市場的先機。這些項目不僅分布在華北、西北地區的風電儲能、分布式發電及微網儲能項目中,在華東和華南地區的海島分布式發電及微網儲能項目也有很多。這些示范項目可幫助分布式能源實現獨立微網運營,有效解決目前的新能源棄電問題。另外還可以有效解決風電、光伏等間歇性能源并網的問題,提升新能源發電的經濟性。在微網的應用端,儲能裝Z可以使分布式能源在不接入大電網的前提下獨立、全天候運營發電。
不少新能源企業為進入儲能市場,也紛紛建立了自己的示范項目。比如比亞迪已經在坪山新區比亞迪廠區建成了全球最大的用戶側鐵電池儲能電站,這也標志該電站全面進入商業化運營階段。據了解,新落成的儲能電站占地面積1500平方米,建設容量為20MW/40MVH,由比亞迪電力科學研究院自主承建,于2013年9月開始建設,2014年7月竣工。該儲能電站可實現工業園用電負荷自主調解,是目前全球最大的用戶側鐵電池儲能電站。據比亞迪公司副總裁、電力科學研究院院長羅紅斌介紹,根據公司規劃,比亞迪還將在深圳、長沙、西安等工業園區建設總規模為100MW/200MWH的儲能電站。
還有一部分示范項目來自于科研單位和企業的合作。比如上海硅酸鹽所等“鈉硫電池”開展電站應用工程示范項目。該項目是中國科學院上海硅酸鹽研究所與上海電氣(集團)總公司、國家電網上海市電力公司,面向新能源、智能電網的戰略需求,按照“產研用”模式推進的儲能技術產業化項目。該項目經過近三年的艱苦攻關才完成了電池性能提升與產品化研制、規模制備技術路線論證等主要工作,貫通生產線,形成定型產品并下線。目前該電站首組堆倉已經成功并網,進入現場試運行階段。國家科技部、國家電網公司等有關負責人、專家到崇明實地調研,對鈉硫電站工程化應用進展給予高度肯定。
這些示范項目正在為儲能市場尤其是儲能系統集成市場注入新的活力。隨著儲能成本不斷走低以及國家儲能補貼政策落實,毫無疑問,儲能大時代的序幕已經拉開。目前我國的儲能技術正在從實驗室試驗階段逐步向示范工程建設階段以及商業化運營快速發展。未來十年,我國儲能產業將達到萬億以上的投資規模,儲能技術誘人的應用前景正吸引著國內眾多科研人員以及投資人的注意。
能源儲能將開啟黃金十年
各類型儲能在技術特性和經濟性方面有著明顯區別,在電力系統中也有著不同的應用方向。隨著我國電網大區域互聯電網的形成,以及可再生能源發電比例的快速增長,大規模儲能系統對確保大電網安全性和可靠性、加強區域電網峰谷負荷調節能力、提高輸變電能力、改善電能質量等方面有著重要的作用。
我國新能源儲能技術的應用于 2011年開始起步,截至2014年末儲能技術累積裝機量約81MW。2014年末,國務院出臺《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》。其中明確為提高可再生能源利用水平,要“加強電源與電網統籌規劃,科學安排調峰、調頻、儲能配套能力。儲能作為新能源建設的配套設施有望迎來爆發式增長,開啟黃金十年。有關部門預計中國儲能市場(不包含抽蓄,壓縮空氣及儲熱)的容量有望于2020年超過1吉瓦,對應65%的復合增長率。
據了解,儲能作為“9個重點創新領域”和“20個重點創新方向”之一,目前已被寫入中國國家級能源規劃文件,有望形成“十三五儲能產業發展規劃”。從2015年投運、規劃和在建項目的統計情況來看,中國的儲能已經形成兩個應用熱點,其中一個是分布式發電及微網,另一個是可再生能源并網。此外,隨著中國微電網電價及補貼方案進入征求意見稿討論階段,微網項目或有望獲得70%的系統補貼。若該政策得到落實,將會激活中國儲能產業蓬勃發展,甚至撬動全球儲能市場。
目前國內已經形成系列能源材料及高能電池產品的產業集群,比如宜春、承德、長沙等產業基地建設已經頗具規模。其中宜春國家鋰電新能源高新技術產業化基地于2011年年初正式揭牌,該基地為提升鋰電產業的核心競爭力和集聚力,沿著鋰礦原料-碳酸鋰-鋰電池材料-鋰電池-鋰電汽車的產業鏈進行布局。承德則是以釩電池項目為核心,力爭建設“中國儲能技術研發基地”和“中國最大的儲能電池生產基地”,打造中國“釩谷”。長沙以儲能材料為節點,以“新動力”和“新儲能”為核心,正在打造成為中國的“儲能材料之都”。目前長沙已建成3個國家級重點實驗室,5個國家級工程技術中心,集聚10名院士,超過兩萬名專業技術人員,每年開發出100多項科技成果。
關鍵詞:能源互聯網;智能電網;功能結構
引言
隨著世界電網發展已經進入堅強智能電網發展階段,以特高壓電網為骨干的電力輸送通道使電壓等級得以大幅提升,電網自動化程度不斷增強,清潔能源的發展方向日趨明確。全球電網的聯網規模逐步擴大,使建立全球能源互聯網以統籌全球能源資源開發、配置和利用,保障世界能源安全、清潔、高效、可持續供應,凸顯出了非凡的重要意義。
1 構建能源互聯網的重要意義
隨著科學技術和生產實踐的不斷發展,現代能源體系規模龐大、結構復雜、目標多樣、因素眾繁,具有關聯性、冗余性、多重性、有序性、開放性、隨機性、博弈性、$動態性等諸多特點。由于全球各地的能源稟賦差異、可獲得性差異、需求強度差異、價值增值差異等,使能源的生產與利用在全球范圍內進行資源配置的合理優化變得極其必要,而全球能源互聯網的建立能夠使全球能源資源的配置優化成為可能。
1.1系統優化
現代能源系統,不僅其自身是一個龐大復雜的動態系統,而且與社會經濟系統和生態環境系統緊密相連,息息相關,是一個由相互作用、相互依賴、相互區別并具有特定功能和共同目的的無數子系統組合而成的有機集合體。所以,現代能源系統不僅僅是一個物理的或經濟的現實,而是一個特殊的領域。能源互聯網,可以把千百年來形成的傳統能源系統的商業邏輯,轉換成為整合需求以優化生產而達到資源優化配置的一個新的能量體系。通過全球能源互聯網,可以使全球能源系統的整體功能達到最大,使各子系統的功能之和達到最優。
1.2互補優化
由于各國的能源資源稟賦、能源生產條件、能源利用結構等具有差異性、多樣性、互補性,通過全球能源互聯網,可以使各國或各地能源資源各展其優、各揮所長、相互補充、揚長避短,可以通過能源資源的互補優化,充分發揮個體優勢,優化提升配置功能,進而形成全系統優化,實現互補增值。
1.3供需優化
全球能源資源的非均衡稟賦以及能源資源的富集地區與能源利用負荷中心區域不一致的普遍性,使得全球能源資源的供需矛盾非常突出。尤其在環境保護問題日益受到重視且必須受到重視的今天,清潔能源的需求與清潔能源的分布不均使之產生的緊缺性、非對稱性供需矛盾同樣突出。這些問題不有效解決,要想真正改變由能源生產、輸送、利用等領域產生的環境污染、氣候變化等問題,是難以做到的。只有建立了猶如全球能源互聯網這樣的能源資源互濟系統,才有可能使全球能源的供需配置得以優化,使能源供需矛盾以及由此引起的環境破壞等問題獲得緩解和解決。
2 能源互聯網的內涵
能源互聯網是一種在現有電網基礎上,通過先進的電力電子技術和信息技術,融合了大量分布式可再生能源發電裝置和分布式儲能裝置,能夠實現能量和信息雙向流動的電力對等互聯共享網絡。從政府管理者視角來看,能源互聯網是兼容傳統電網的,可以充分、廣泛和有效地利用分布式可再生能源的,滿足用戶多樣化電力需求的一種新型能源體系結構。從運營者視角來看,能源互聯網是能夠與消費者互動的,存在競爭的一個能源消費市場,只有提高能源服務質量,才能贏得市場競爭。從消費者視角來看,能源互聯網不僅具備傳統電網所具備的供電功能,還為各類消費者提供了一個公共的能源交換與共享平臺。能源互聯網與近些年建設的智能電網并不矛盾,可以這樣認為,能源互聯網是智能電網的一種實現形式,也可以稱為Internet式的智能電網。能源互聯網具備如下五大特征:可再生、分布式、聯起來、開放性、融進去。
3 能源互聯網的功能結構
能源互聯網是由多層次的微電網(能源互聯網子系統)互聯而成的實現能量和信息雙向流動的共享網絡。相對于大電網而言,微電網是一個完整的單元,從大電網的角度看,如同電網中的發電機或負荷,是一個模塊化的整體單元。另一方面,從用戶側看,能源互聯網是一個自治運行的電力系統,它可以滿足不同用戶對電能質量和可靠性的要求。一個家庭或用戶單元的能源互聯網系統組成部分主要包括智能能量管理設備(IEM)、分布式可再生能源、儲能裝置、變流裝置和負載等組成。智能能量管理設備(IEM)是能源互聯網系統中的核心設備,主要功能包括分布式能源控制、可控負荷管理、分布式儲能控制、繼電保護等。在運行控制過程中,智能能量管理設備可以基于本地信息對電網中的事件做出快速獨立的響應,當網內電壓跌落、故障、停電時,能源互聯網系統可以自動實現孤島運行與并網運行之間的平滑切換,當運行于孤島狀態時,不再接受傳統方式的統一調度。可以看出,能源互聯網不是簡單地在傳統電網的基礎上,通過信息通訊技術實現電網的智能化,而是真正意義上實現能量的雙向流動和共享,是一種電網結構變革。
4 構建全球能源互聯網重點工作
4.1開發“一極一道”等大型能源基地
北極地區風能資源豐富,平均風能密度超過400瓦/平方米,風電技術可開發量超過80萬億千瓦時/年。赤道帶是世界太陽能資源最富集的地區,綜合考慮太陽能輻射量及地形地貌等因素,估算北非、中東地區、澳大利亞、南美中北部地區的年技術可開發量分別達到27萬億、9萬億、15萬億和5萬億千瓦時、全球水能資源年技術可開發量為16萬億千瓦時、我國清潔能源資源豐富,水電可開發資源6億千瓦,風能、太陽能可開發資源分別為25億、27億千瓦、隨著可再生能源發電技術和儲能技術的突破,以“一極一道”大型能源基地為重點,優化開發各大洲風電、太陽能發電以及主要流域水電、近海地區海洋能和各地分布式電源,清潔能源完全能滿足未來全球能源需求。
4.2構建全球特高壓骨十網架
建設跨洲特高壓骨十通道:形成連接“一極一道”大型能源基地與亞洲、歐洲、非洲、北美、南美的全球能源系統,實施清潔能源跨洲配置;建設洲內跨國特高壓線路,適應洲內國家之間大容量、遠距離輸電或功率交換需求,提高洲內電網互濟能力;建設國家級特高壓電網,根據各國資源稟賦和需要,形成特高壓交流骨十網架和連接國內大型能源基地與主要負荷中心的特高壓直流輸電通道。
4.3推動智能電網廣泛應用
智能電網對風電、太陽能發電、海洋能發電等間歇式電源以及其它分布式電源具有很強的適應性,能夠保障各類能源的友好接入和各種用能設備即接即用;能夠與互聯網、物聯網、智能移動終端等相互融合,滿足用戶多樣化需求。將智能電網建設與可再生能源發展、戰略性新興產業發展、互聯網和物聯網建設結合起來,服務智能家居、智能社區、智能交通、智慧城市發展。
4.4強化能源與電力技術創新
重大技術突破將大幅提高能源供應的安全性、經濟性,破解能源發展瓶頸,帶來發展格局和發展道路的重大變化。全球能源互聯網發展進程很大程度上取決于重大技術突破。這主要包括清潔發電和用電技術:大容量和高參數風機、高效率光能轉換、大規模海洋能發電、可再生能源大規模開發及聯合調控、高效電能替代等;特高壓和智能電網技術:特高壓交直流及海底電纜、大容量柔直流輸電、高壓直流斷路器、氣體/固體絕緣昔道輸電、高溫超導輸電、新一代智能變電站等;先進儲能技術:大規模儲能電池制造和大容量成組、電化學儲能、飛輪儲能、超導儲能、超級電容器儲能等;電網控制技術:特大型交直流電網運行控制、大系統仿真計算、分布式發電協調控制、微電網集群控制、電力信息海量數據采集與處理等。
結語
綜上所述,構建全球能源互聯網,符合全人類的共同利益,也是電力行業的需要。目前,能源互聯網的發展尚處于起步階段,其發展方向和特點都有待于進一步研究,因此,構建能源互聯網需要全行業凝聚力量、形成合力、共同推進。
參考文獻
[1] 馬馳,高昌林,呂永波.能源研發政策研究[J].經濟研究參考,2004,84:40-43.
[2] 小聶.智能電力裝備引領全球能源互聯網新時代[J].中國設備工程,2015,02:22-25.
一、低碳經濟與“兩型”社會的范疇
低碳經濟是由英國率先提出的,旨在避免災害性的氣候變暖的問題,但是,英國并沒有對低碳經濟的概念進行明確的界定。目前,國內外學術界對低碳經濟的內涵尚無統一的認識。主流的看法認為,低碳經濟基本內涵和外延可以表述為:經濟發展的碳排放量、生態環境代價及社會經濟成本最低的經濟,是一種能夠改善地球生態系統自我調節能力的可持續性很強的經濟。可見,低碳經濟是以低能耗、低排放、低污染和高效能、高效率、高效益(三低三高)為基礎的經濟模式。其本質是提高能源效率和清潔能源結構問題,核心是能源技術創新和政策創新。它涉及到生產模式、生活方式、價值觀念和國家權益的一場深刻變革,是科學發展的必然選擇。這種經濟模式的表現形態大致可以分為三種:第一種形態是溫室氣體排放的增長速度小于國內生產總值(GDP)的增長速度;第二種形態是零排放;第三種形態是絕對排放量的減少。實現以上三種低碳形態的條件是經濟的正增長(GDP增長率大于零)。要實現低碳經濟,必須抓住兩個基本點:其一,要抓包括生產、交換、分配、消費在內的社會再生產全過程的經濟活動低碳化,把二氧化碳(CO2)排放量盡可能減少到最低限度乃至零排放,獲得最大的生態經濟效益;其二,要抓包括生產、交換、分配、消費在內的社會再生產全過程的能源消費生態化,形成低碳能源和無碳能源的國民經濟體系,保證生態經濟社會有機整體的清潔發展、綠色發展、可持續發展。由此可見,低碳經濟的重點在低碳,目的在發展,是要尋求全球水平、長時間尺度的可持續發展。當前,向低碳經濟轉型已成為世界經濟發展的大趨勢。
“兩型”社會指的是“資源節約型、環境友好型社會”。黨的十六屆五中全會明確提出“建設資源節約型、環境友好型社會”,并首次把建設資源節約型和環境友好型社會確定為國家經濟與社會發展中長期規劃的一項戰略任務。所謂資源節約型社會是整個社會經濟建立在節約資源基礎上的社會形態。它以提高資源利用效率、節約資源為核心,借助先進的科學技術和管理理念。采用法律、行政、經濟、工程和宣傳教育等綜合措施建立資源高效利用的社會系統。環境友好型社會是人與自然和諧發展的社會形態,其核心內涵是人類的生產和消費活動與自然生態系統協調可持續發展。通過人與自然的和諧來促進人與人、人與社會的和諧。它要求認識并尊重自然環境及其演變規律,保護生態環境,在全社會形成有利于環境的生產方式、生活方式和消費方式,努力降低自然資源消耗,建立人與自然的良性互動關系,構建經濟社會環境協調發展的社會體系。資源節約與環境友好既密切聯,又有所區別。節約資源是環境友好的基本前提,環境友好的行為又能促進和涵蓋資源節約。
二、低碳經濟與“兩型”社會的區別與聯系
低碳經濟與“兩型”社會是兩個不同的理論范疇,它們有區別,更有聯系。二者的區別和特殊性表現在內涵不同,著重點不同。“兩型”社會是從正確處理人與自然、人與人的關系出發,追求人與自然和諧,人類社會和諧,由此實現人類社會的可持續發展方面著眼的,這是一個內涵寬闊,富有人生觀、自然觀含義的關于社會形態的理論范疇,它側重解決資源節約和環境友好的問題,要求人類的社會活動要尊重自然規律,考慮環境的承受能力和可持續發展,注意資源節約,提倡資源的閉路循環使用,千方百計提高資源的使用效率,減少環境污染,保持生態環境的平衡。低碳經濟則是國際社會應對人類大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳引起全球氣候災害性變化而提出的一個關于經濟發展模式的新概念,它是一種經濟形態,保障能源安全和應對氣候變化是它要實現的最重要的兩個目標。具體而言,它著眼于解決全球氣候問題,強調人們的經濟和社會活動節能減排,尤其是制造業要加快淘汰高能耗、高污染的落后生產能力,盡量減少CO2的排放,減輕溫室效應,抑制全球氣候變暖的狀況。
雖然如此,低碳經濟和“兩型”社會這兩個范疇又有著共性和內在聯系。這主要表現在:第一,兩者都要求節約資源和能源,提高資源和能源的利用效率;第二,兩者都要求人類活動減少cOz的排放,減輕對環境的污染和溫室效應,保護生態,實現環境友好;第三,兩者都具有社會性。低碳經濟不是一個簡單的技術和經濟問題,而是一個涉及到經濟、社會、環境系統的綜合性問題,強調要引導公眾反思那些浪費能源、增排污染的生產方式和生活消費方式,從而充分發掘生產領域和生活消費領域節能減排的巨大潛力,需要全社會方方面面共同努力才能奏效。而“兩型”社會指的是一種社會形態,其社會性不言而喻。因此,在社會性方面二者又具有共同性。第四,兩者殊途同歸,最終都是為了建設生態文明,提高人類生活質量,實現經濟、生態和社會的可持續發展。
綜上所述,低碳經濟與“兩型”社會的內在聯系主要體現在可持續發展上,
“兩型”社會是對可持續發展社會形態的描述,而低碳經濟則是實現可持續發展本質的經濟模式,要建設“兩型”社會必須抓住可持續發展的本質,而低碳經濟就是體現可持續發展本質的經濟模式,因此,它必然成為“兩型”社會建設的抓手和突破口。
三、低碳經濟成為“兩型”社會建設突破口的機理
(1)低碳經濟有利于形成“兩型”的生產模式
當前世界由于過度消耗化石能源,導致全球能源枯竭、氣候變暖、自然災害頻繁等生態惡化的嚴重問題,已危及到人類的生存和安全,引起了世界各國的廣泛關注。
世界科學家們經認真研究認為,要改變這種狀況實現經濟社會的可持續發展,主要辦法是減少能源消耗和增加可再生能源及清潔能源使用。前者要求我們節約能源,而后者要求我們減少溫室氣體排放。綜合起來,即節能減排是可持續發展的重要途徑。而低碳經濟能在生產領域形成節能減排的有效生產模式。第一,低碳經濟可以通過改善能源結構,調整產業結構,實現能源節約和環境友好。它不僅要求降低煤炭、石油、天然氣等不可再生能源在能源結構中的比重,而且要求大大提高風能、太陽能、水能、生物質能等可再生能源在能源結構中的比重,改變過去單一的碳基能源結構,形成多元化的能源結構,由此,減少CO2的排放和溫室效應。第二,低碳經濟要求在經濟過程中的轉換
環節,發展并推廣高效清潔煤炭發電技術、天然氣燃氣蒸汽聯合循環技術等先進的節能技術和能源利用技術,提高傳統能源使用效率,節省能源。包括提高工業能效,建筑能效、交通能效等。第三,低碳經濟要求大力開發低碳和無碳技術,積極開發可再生能源。利用光能、氫能、燃料電池等替代能源和可再生能源,減少甚至實現無CO2的排放,極大的減少溫室效應。第四、低碳經濟要求在經濟過程的出口增加碳匯,即通過植樹造林、保護濕地等增加地球的綠色面積,吸收經濟活動所排放的CO2,減輕溫室效應對生態環境和人類社會的影響。可見,發展低碳經濟,可以在生產領域有效地減少能源的消耗,節省資源,大大地減少溫室氣體的排放。因此,它可以形成符合“兩型”社會要求的生產方式。
(2)低碳經濟有利于形成“兩型”的生活方式
低碳經濟不僅重視生產領域的節能減排,而且還重視生活消費領域的節能減排,要求建設低碳社會。在當代由于人口劇增,生活消費方面節能減排關系重大。尤其是當前社會上盛行著的奢侈消費、“便利”消費、“面子”消費等高碳消費現象,既浪費了資源,又破壞了生態環境,與“兩型”社會建設格格不入。
發展低碳經濟客觀上要求人們切實轉變生活消費價值觀,站在人類社會可持續發展的高度,摒棄浪費型的高能耗的消費觀念和生活方式,克服奢侈消費、“面子”消費、“便利”消費等陋習,樹立節約能源、減少排放的可持續消費觀,使低能耗、與環境友好的生活消費方式逐漸蔚為社會風氣。在耗能巨大的人們行的方面,鼓勵人們選擇高效利用能源、少排放污物、有益健康的出行方式。例如,大力推廣使用自行車、地鐵、輕軌、公共汽車、鐵路、水運等交通工具;發揮信息化優勢,盡量在線處理人們交往的各種事務,減少不必要的出行。在住的方面,提倡住宅采用低碳建筑材料和裝飾材料,家庭推廣使用節能燈具和節能家用電器,鼓勵使用高效節能的廚房系統,使人們居住實現生態化,既舒適實用,又節約能源。在衣著方面,限制高能耗的纖維產品,提倡可再生植物纖維做原料的衣物,使人們衣著既時尚美觀、有利于人體健康,又減少能源的消費。在食的方面,提倡節能烹調方式和烹調工藝,限制高能耗的食品,禁止豪華筵席、浪費性消費,提倡低能耗的營養豐富的消費產品和消費結構。在商務和公共服務方面,賓館、商場、超市等公共場所要厲行節水節電,合理控制空調的制冷、制熱溫度,避免不必要的能源浪費。在娛樂健身方面,歌舞廳燈光照明、音響、空調等要適度,提倡回歸大自然的室外娛樂健身運動,盡量減少耗能高的室內娛樂健身器材。
總之,低碳經濟能促使全民轉變生活消費觀念,反對浪費型、高耗能、高排放的生活消費方式,提倡節約能源和資源,實行低排放的環境友好的低碳生活消費方式,這完全符合要求資源節約、環境友好的“兩型”社會建設在生活消費方面的客觀要求,有利于形成“兩型”的生活消費方式。
(3)低碳經濟有利于實現環境保護和生態文明
傳統工業化對自然資源高強度、掠奪性的開發使用,已造成資源枯竭、環境污染,生態破壞的嚴重后果。據有關文獻,全球已探明的石油、天然氣和煤炭的儲量將分別在今后40、60和150年左右耗盡。斯特恩的研究以及IPCC的評估報告警示人類放任的行為已經極大的改變了自然環境,并且在可預見的未來對社會經濟造成的損失將高達GDP的5%~20%;諾貝爾獎獲得者化學家斯凡特?阿累利烏斯也預計,到2050年,溫室氣體(CO2)濃度將達到550PPM,它將擾亂自然生態系統的各種因素(如海水溫度、洋流以及太陽輻射)間的微妙平衡。由此可見,建立在資源、能源大規模消耗基礎上的工業文明傳統發展模式,給世界帶來了嚴重的環境污染和生態破壞。這種發展模式是不可持續的,必須尋求新的文明形態,向生態文明過渡。
生態文明是指人們在改造客觀物質世界的同時,不斷克服改造過程中的負面效應,積極改善和優化人與自然、人與人的關系,建設有序的生態運行機制和良好的生態環境所取得的物質、精神、制度方面成果的總和。它反映的是人類處理自身活動與自然界關系的進步程度,是人與社會進步的重要標志。
生態文明同以往的農業文明、工業文明具有相同點,那就是它們都主張在改造自然的過程中發展物質生產力,不斷提高人的物質生活水平。但它們之間也有著明顯的不同點,即生態文明遵循的是可持續發展原則,它要求人們樹立經濟、社會與生態環境協調發展的新的發展觀。它以尊重和維護生態環境價值和秩序為主旨、以可持續發展為依據、以人類的可持續發展為著眼點。強調在開放利用自然的過程中,人類必須樹立人和自然的平等觀,從維護社會、經濟、自然系統的整體利益出發,在發展經濟的同時,重視資源和生態環境支撐能力的有限性,實現人類與自然的協調發展。而“低碳經濟”能成為實現環境保護和建設“生態文明”的最有效的途徑。
第一,發展低碳經濟能推進能源經濟革命改變能源結構,推動工業文明向生態文明的轉型。工業文明時代的經濟是以化石燃料為核心的不可再生能源為基礎的碳基能源經濟,由于不可再生能源是有限的,因此,是不可持續發展的經濟;低碳經濟不僅著力推進化石能源的排放低碳化,而且,可通過大力發展低碳與無碳新能源,構建以非化石燃料為核心的可再生能源為基礎的能源結構,使整個社會生產與再生產活動低碳與無碳化,形成可持續發展的符合生態文明的經濟模式。
第二,發展低碳經濟要求樹立生態文明的技術創新價值觀,提高能源使用效率保護生態環境。為了節約能源資源,建設生態文明,必須改變工業文明的技術創新價值觀,發展低碳能源技術,大規模開發和使用清潔的可再生能源,通過生產技術創新、產品創新、生產工藝和生產組織與結構創新,實現對能源的高效、循環利用,有效地降低能源強度,減輕環境污染。
第三,發展低碳經濟可改變社會消費模式,實現人類生活消費方式向生態文明變革。一個社會要推動一項經濟模式的發展,必須以大眾的生活消費模式為根基。低碳經濟的發展不僅需要生產方式向低碳轉型,更需要引導大眾的生活消費理念和方式向低碳轉變,使低碳社會消費模式成為協調經濟發展和保護氣候的一個基本途徑。這就要求社會樹立生態文明的消費觀念,使社會消費實現低碳、低排放,不僅有益于人們的身心健康和生活質量的提高,而且有利于生態環境的保護。
由上述可見,發展低碳經濟,可促使人類擺正與自然的關系,自覺尊重和維護自然,保持人類自身賴以生存發展的生態平衡,推動人類的文明進程從工業文明發展為生態文明,由此實現人與自然的和諧共生,這是完全符合“兩
型”社會與環境友好的要求,低碳經濟在這個方面又成為“兩型”社會建設的主要途徑和重大舉措。
(4)低碳經濟有利于提高綜合效益,促進社會和諧
“兩型”社會是人類社會文明發展的進步,是當代社會生產力科學發展的標志。它不僅要求發展物質文明、生態文明,而且要求發展社會文明,并注重三者的協調發展。為此,其社會經濟活動必須實現經濟效益的增長與生態效益和社會效益的協調,即注重綜合效益,使經濟發展與生態環境、社會環境和諧。
要實現“兩型”社會發展的上述客觀要求,在當展低碳經濟是重要切入點。低碳經濟具有經濟增長、節能減排、擴大就業三重效益,能有效的獲得“兩型”社會要求的綜合效益。低碳經濟能節能減排降低溫室效應,其保護生態的功能是顯而易見的。例如,從全球范圍看,目前建筑領域能耗及其溫室氣體排放和廢物產生量占總能耗及相應排放量的30%~40%,如果用好現有的建筑節能技術,就可以使建筑能耗降低80%,大大減少溫室氣體排放,獲得巨大的生態效益。
發展低碳經濟能夠形成許多新興行業和新的增長點,僅從發展低碳經濟要求開發太陽能、光能、風能、潮汐能、水能、沼氣等二次能源方面來看,由此就可以形成許多新興產業,并可帶動相關產業鏈的發展,從而擴大就業面,提高就業率。例如,聯合國新聞稱,2005年中國僅太陽能產業雇員就已超過15萬人。可見,在當前國際金融危機下,發展低碳經濟對克服經濟下滑,保增長、保民生、保穩定,促進社會和諧意義重大。從長遠來看,發展低碳經濟,節篚減排能降低企業的生產成本,提高產品的環保性能和市場競爭力,促進經濟的穩定持續增長。事實勝于雄辯,在世界上,英國是最早推廣低碳經濟的國家,他們制定了相關的政策和措施,促進社會各界進一步提高能源效率,使英國朝著低碳經濟乃至低碳社會型國家的道路前進,經濟方面也獲得了良性有序的發展。在國內,河北的保定是我國推行低碳經濟的試點城市,該市采取了節約能源、新能源推廣應用和碳排放降低為主要標志的低碳發展模式,加速了經濟發展。據河北省2008年年初公布的經濟發展報告,該市的工業增加值增速和地方一般財政增速,雙雙第一次沖上河北省第一的位置,其中以新能源為代表的低碳產業增速更是高達40%。在國際金融危機不利的情況下仍實現出口創匯9.77億美元,同比增長82.7%。由上述國內外推行低碳經濟的案例來看。低碳有利于經濟的可持續增長。可見,低碳發展能帶來綜合的經濟效益,既能促進經濟又好又快地發展,又有利于實現環境友好與社會和諧,這又完全符合“兩型”社會的客觀要求。
例1在學習勢能知識時,小明同學猜想物體的重力勢能的大小可能與①物體高度,②物體質量大小,③物體所處地理位置有關。為了驗證猜想①,他把橡皮泥平鋪在水平面上,讓一個小球從不同高度自由下落,記錄結果如下表所示。請回答:
(1)該同學依據________判斷重力勢能的大小;
(2)本實驗的結論是________;
(3)若想對因素②進行驗證,你認為實驗中應控制相等的變量是________。
考點:影響重力勢能大小的因素,控制變量法。
答案:橡皮泥的凹痕深淺程度 ; 高度越高,重力勢能越大;物體的高度和所處地理位置。
例2很多人小時候都玩過彈弓,用橡皮筋能把“子彈”彈射出去。彈弓彈射“子彈”的距離究竟與哪些因素有關呢?
(1)你的猜想是________________。
(2)小宇同學猜想“子彈”彈射的距離與“子彈”質量的大小有關,并進行了如下實驗:
①用彈弓斜向上彈出質量較小的“子彈”,測出彈射距離S1;
②用彈弓斜向上彈出質量較大的“子彈”,測出彈射距離S2;
③用彈弓斜向上彈出質量最大的“子彈”,測出彈射距離S3;
④比較S1、S2、S3的大小就能得出彈弓彈射“子彈”的距離是否與“子彈”質量大小有關。
請你對該同學實驗方案進行評估。
考點:彈性勢能的影響因素,控制變量法。
答案:與橡皮筋彈性形變量的大小有關;該同學的方案未控制變量,結果不準確。
說明:機械能主要體現為3種形式,即動能、重力勢能和彈性勢能。它們各自的影響因素通常可以用控制變量法來探究。
考點2機械能的轉化和守恒(多以選擇、填空等形式出現,分值約為3分)
例3在如圖1所示的滾擺實驗中,發現滾擺每次上升的高度逐漸減小,此過程中能量的變化情況為()。
A.機械能增加,內能減小
B.機械能減小,內能增加
C.機械能減小,內能不變
D.機械能不變,內能增加
考點:機械能的轉化。
答案:B。
例4圖2是跳水運動員郭晶晶跳板跳水時的情景,郭晶晶騰空跳起向上運動后再向下落入水中,若不計空氣阻力,則在整個過程中 ,她的( )。
A.動能一直增大,機械能不變
B.重力勢能一直減小,機械能減小
C.動能先減小后增大,機械能不變
D.重力勢能先減小后增大,機械能增大
考點:動能、勢能的影響因素及相互轉化。
答案:C。
說明:動能取決于物體的質量和速度,重力勢能取決于物體的質量和被舉的高度,在不計摩擦的情況下,若只存在動能和勢能之間的轉化,則機械能守恒。
考點3機械能和內能的區別與聯系(多以選擇形式出現,分值約為2分)
例5下列說法正確的是()。
A.物體速度越快,內能越大
B.物體速度越快,機械能越大
C.物體的機械能可能為零
D.物體的內能可能為零
考點:機械能和內能的區別。
答案:C。
說明:物體的機械能和內能可以互相轉化,機械能是物體運動的動能和勢能的總和,它與物體的質量、速度、高度等因素有關;內能是物體內部分子運動所具有的能,因而一切物體在任何情況下都具有內能,內能與溫度有關,同一物體溫度越高,內能就越大。
考點4新能源的開發利用(多以填空形式出現,分值約為2分)
例6 今天,全世界已經建成了幾百座核電站,核電發電量接近全球發電量的五分之一,核電站能給那些水力資源、化石能源缺乏的地區提供電能,也能給人類解決能源危機帶來希望。核電站利用________能發電,它的核心設備是核反應堆,核反應堆是通過可控________反應釋放能量的。
考點:核能的開發和利用。
答案:核,重核裂變。
說明:核能是新能源的一種,利用核能發的電叫做核電,目前已建成運轉的核電站都是利用原子核裂變的鏈式反應產生的能量來發電的。
例7 太陽能是________ (選填“可再生”或“不可再生”)能源。綿陽市為建設“太陽能之城”,在全市推廣利用太陽能,目前城市交通指示燈及路燈照明系統已大量使用太陽能。白天,太陽能轉化為電能,除供正常使用外,將多余的能量儲存在蓄電池內,夜晚供交通指示燈及照明燈發光。請完成下面的流程圖,使其正確反映這個過程中的能量轉化情況。
考點:太陽能的特點和利用。
答案 :可再生,化學能,電能。
說明:太陽能也是新能源的一種,屬于可再生能源,在生活中應用比較廣泛,特別是近年來,隨著國家提倡建設環保型、節約型社會,太陽能被廣泛應用。
考點5能量守恒、能源與可持續發展(多以填空、選擇形式出現,分值約為2分)
例8 100攝氏度的水能自動地把內能轉移給周圍低溫的空氣,這個過程________(填“能”或“不能”)相反;汽車制動時,由于摩擦,汽車的________轉化為地面、空氣的內能,在此過程中,能的總量________(填“增加”、“減少”或“不變”),而這些散失到地面和空氣中的內能不能自動地用來再次驅動汽車,這表明能量的轉化和轉移具有________。
考點:能量守恒定律。
【關鍵詞】 低碳經濟;低碳會計;事項法
目前,低碳經濟正逐漸成為世界經濟發展的新常態。大力發展低碳經濟,完善低碳經濟政策,引導企業從事低碳經濟活動,逐漸成為各國的共識。為促進低碳經濟的發展,有必要把低碳經濟活動納入會計核算的范疇,構建低碳會計體系。
一、低碳經濟對企業會計的影響
(一)發展低碳經濟的原因
1.氣候威脅說。溫室氣體效應引起了地球氣候條件變化,引起人們對碳素文明的反思。諸如煤炭、石油、天然氣等碳素能源,促進了人類的工業化進程,也造成了二氧化碳氣體的積聚排放。科學研究表明,溫室氣體是加劇全球氣候變暖的原因。為避免地球災難的出現,世界各國需要承擔“共同但有區別”的減排責任,中國也將逐漸從承擔相對減排義務轉向承擔絕對減排義務。
2.資源枯竭說。傳統工業發展模式中所依賴的高碳能源(如煤炭、石油、天然氣等)往往是不可再生的,總有枯竭的一天。為了人類的可持續發展,必須盡早進行經濟發展模式的轉型,減少對不可再生能源的依賴,大力發展對可再生能源(如風能、核能等)的開發與利用。
3.技術革新說。對化石能源系統高度依賴的技術,自工業革命以來成為主導技術盛行于世,政治、經濟、社會與其結成一個“技術―制度綜合體”,并不斷為這種技術尋找正當性,并為其廣泛商業化應用鋪設道路,其結果形成了一種共生的系統,導致技術鎖定和路徑依賴,阻礙了替代技術(零碳或低碳技術)的發展。發展低碳經濟,最終依賴于低碳技術的選擇和擴散并在縫隙市場中逐漸成長為社會的主導技術。在新技術革命過程中,“越早采取行動成本越低”。如果中國低碳技術大大落后于世界其他國家,在將來的出口貿易中,中國企業的出口產品可能會遭遇低碳貿易壁壘。
(二)企業會計受到的影響
低碳經濟對企業的經濟內容、經濟活動產生影響,從而對會計核算內容、核算方式產生影響。低碳經濟背景下,企業需要選擇低碳生產方式,改進企業的生產工藝過程,減少產成品中碳的成分,降低碳排放量。企業的管理內容、管理方式將發生變化。會計作為管理手段、信息處理手段,應該被用來對涉及到的低碳經濟活動加以反映,設置單位利潤碳排放、單位產品碳含量等財務指標控制低碳經濟行為。
企業未來的生存與發展,需要低碳會計的單獨反映和監督。考察國內外研究文獻,低碳會計研究沿著三條路徑在發展:從物質流碳計量(以噸為單位)到價值流碳核算(以貨幣為單位)的發展;從綠色視角下的排污權會計到低碳經濟新常態視角下的碳權會計的發展;從宏觀的森林及植被碳源匯核算到微觀的企業低碳經濟活動碳會計的發展。而最早提出碳會計概念的是Stewart Jones教授。2008年,Stewart Jones教授等將與碳排放、交易及鑒證等的會計問題稱之為碳排放與碳固會計, 即低碳會計,并提出了構建碳會計規范的兩種主要思路:其一是在京都協定框架下,所有機構或組織對產生于碳匯的碳信用的會計規范與IPCC的原則相協調;其二是在溫室氣體協定書內分別計量和報告碳排放的相關會計問題。
我國也需要構建低碳會計規范,盡快制定低碳會計準則。準則制定將是各利益集團博弈的過程,未來中國將是低碳新技術制度不斷擴展而傳統的高碳技術制度漸續縮減的過程。但高碳技術制度目前是廣泛的,是與廣大利益集團相關聯的。低碳會計準則制定應排除即得利益集團的干擾,在政府的強力主導下,制定具有前瞻性的,有利于低碳技術和低碳經濟發展的準則。借助于低碳準則,完善的低碳會計體系將會逐漸建立起來。
二、低碳會計核算內容
低碳會計是在傳統會計邊際上的拓新。低碳會計將企業的低碳經濟活動使用資產、負債、所有者權益、收入、費用和利潤六大要素的增減變化加以描述,并進行確認、計量和報告,提供決策相關的會計信息,并在低碳會計信息的生成過程中加強對低碳經濟活動的管理。會計核算也稱會計反映,以貨幣為主要計量尺度,是對會計主體的資金運動進行的反映。企業的低碳資金運動一般包括低碳投資活動、低碳經營活動及低碳融資活動等。
(一)低碳投資核算
企業的碳足跡主要與生產過程中的碳素燃料燃燒有關。減碳途徑有兩個:引進或研發低碳技術,高效利用煤炭、石油等高碳燃料;改用新能源(如水電、風電、光伏電等),實現零碳理想。中國可以借鑒意大利的綠色證書、白色證書制度來引導企業沿著上述兩個途徑減碳,并從中獲益。與不可再生能源的高效利用相關的低碳技術、設備的超額投資及與可再生能源相關的低碳技術、設備的投資,企業低碳會計上作為無形資產、固定資產來核算。
我國企業需要加倍開展低碳技術創新活動,形成具有自主知識產權的專利技術。長期以來,我們以無形資產收益的不確定性將自創無形資產幾乎排除在核算的范圍內,筆者認為低碳準則應突破以往準則的限制,可以規定自創無形資產新的核算方法,以鼓勵低碳技術的自主研發。
根據國際協議的規定,發達國家有責任向發展中國家提供資金與技術以支持其發展低碳經濟。企業可以充分利用上述條件來引進技術、購置相關設備。在市場經濟中,不同企業的低碳經濟水平可能相差較大。國內企業可以以未來的低碳現金流量為擔保向發展快的國外企業引進技術和設備,即:先引進技術與設備,以后分期償還相關款項,這種業務可以按照類似于融資租賃的方式進行賬務處理或進行相關的會計處理。
(二)低碳經營核算
企業的經營活動主要包括:采購、生產、銷售、儲存與運輸等環節。企業在采購環節購買原材料、燃料、動力等,為生產做好準備;企業應盡量購買低碳材料和低碳能源。為此,低碳會計在使用貨幣計量方法記錄所購買材料及能源的價值的同時,使用非貨幣的方法如含碳比等非財務指標記錄材料、能源的含碳量。在生產過程中,應加強對碳素燃料消耗量、碳排放量的反應,可以設置“碳消耗―燃料、動力”、“碳排放”等賬戶來加以核算。對于半成品、產成品,在進行價值量反映的同時,做好碳含量的反映。在庫存、包裝及運輸等環節,企業要努力減少碳消耗量與排放量,在庫存節能、包裝物利用回收和低碳運輸等方面采取切實可行的措施。我國可以建立碳稅制度,企業繳納的碳稅可以借記低碳營業稅金及附加,貸記應交稅金―應交碳稅。國外研究表明,碳稅的征收會造成企業產品售價上升,比如電能單價會上升49.4%。當然,我國也可以建立溫室氣體稅制度,征收溫室氣體稅而不是碳稅。京都議定書提到的溫室氣體包括:CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs 和SF6 六種氣體,其中僅CO2的相對貢獻度就高達61%,CH4和CFCs分別為15% 、11%,可以說,全球氣候變暖的根本原因在于碳化氣體的排放。由于溫室氣體稅包含了對非碳氣體征稅,所以溫室氣體稅比碳稅有更好的調節與控制作用。在會計核算上,企業對溫室氣體稅的核算與對碳稅的核算一致。
在總量控制原則和科斯的交易費用理論的引導下,國內國外都會建立起碳排放權交易市場。企業可能會購買或出售碳排放權,所支付或獲得的資金在低碳會計中可作為碳排放權損失或利得來加以核算。
低碳經營活動會產生收益,包括直接收益、間接收益。直接收益如新能源下的低碳產品銷售收入減去銷售成本后的差額,間接收益如高效使用碳素燃料帶來的能源節約減去低碳技術和設備超額投資的攤銷后的差額。
(三)低碳融資核算
低碳融資活動中會產生相關的負債或所有者權益。企業可以獲取發達國家的無償資金支持,向國內外低碳基金組織申請貸款。在會計核算中,負債或所有者權益的相關賬戶下設置“低碳資金”二級賬戶來核算低碳融資活動中產生的負債或所有者權益。企業應拓寬籌資渠道,采取多樣籌資方式來發展低碳投資項目。
總之,低碳會計作為管理手段,應促進國家減碳目標在企業的落實,反映企業減碳目標的實現。低碳會計核算的交易或事項的確認條件可由準則來規定,計入相關的會計賬戶。而低碳會計計量方法有多種,如替代品評價法、歷史成本法、調查分析法等。不能計量就不能管理,會計學家應攻克計量上的難題,促進低碳會計的發展。例如:某可再生能源企業利用水能發電,該企業的水能資源如何計價并作為企業資產入賬值得研究和探討。
三、低碳會計的信息披露
低碳會計報告可以分為兩種形式:一是在傳統會計報表中增列低碳會計項目和附注中增加低碳會計信息,如:在資產負債表中單獨列示存貨―碳含量,在損益表中單獨列示碳消耗費用,在附注中列報減碳項目、產品含碳比等信息;二是單獨報告,即提供單獨的低碳資產負債表、損益表、現金流量表等信息。不論采用何種形式,企業都需要提供諸如能源消耗強度等非財務信息,以便更好的反映企業的碳足跡。
在附注中,低碳會計報告披露兩類低碳財務評價指標信息,第一類指標:靜態指標,以企業低碳投入占企業經濟規模的比例反映,主要有低碳資金投入率(年度企業低碳資金投入/ 企業資產總額)、低碳資金銷售比(年度企業低碳資金投入/企業銷售額)。第二類指標:動態指標,直接采用現有的財務評價動態指標NPV(凈現值)、IRR(內部收益率)等對低碳資金投入進行績效的分析比較,主要有低碳投資項目的NPV、IRR;再生能源投資產出率(計算期內利用再生資源形成的各年現金凈流量的現值/ 項目投資總額)等。
企業充分的低碳會計信息披露,可以起到信號傳遞的作用,有利于潛在的投資者和客戶對企業作出公正的評價和甄別,從而有力于他們更好地作出貨幣選票決策。企業在貨幣選票的引導下,優勝劣汰,防止逆向選擇、劣幣驅逐良幣現象的發生,從而促進低碳經濟的發展。
四、事項法的借鑒
20世紀60年代,美國許多學者從動態的經濟環境與反映真實情況的需要出發,要求改變原有價值法會計中歷史成本計量屬性。一些學者提出引入公允價值計量屬性,而美國的喬治?索特(H.Sorter )教授則否定了價值法,提出了事項法會計。索特教授認為,所謂事項(Events )是指“對某一行為多種特征可實現的觀察”。事項法會計主張采用多重計量屬性,提供以事項為主的信息,將信息的具體加工留給信息的使用者,使信息使用者可以在任何時間、任何地點按自己的需要,自主選擇會計計量屬性,從自己的視角閱讀企業經濟事項報告,獲取動態信息,自行加工處理以滿足決策需要。
與傳統的價值法會計信息系統相比,低碳會計可以構建成為事項法下的會計信息系統,充分利用互聯網的優勢,讓使用者獲得原汁原味的低碳會計信息,從而更有利于使用者作出決策,促進低碳經濟的發展。
【參考文獻】
[1] 謝來輝.碳鎖定、“解鎖”與低碳經濟之路[J].開放導報,2009(10).
[2] 周志方,肖序.論國際碳會計的最新發展及啟示[J].中國能源,2009(9).
[3] 尹桂鳳,宋佳璐.完善會計核算方法 加速推進節能減排[J].經濟視角,2007(10).
[4] 文桂江.以管理為導向創新無形資產核算方式[J].工業審計與會計,2008(3).
[5]張志敏.信息資源會計:企業信息化效益計量和評價的新思路[J].四川大學學報,2003(1).
[6] 章泓.企業節能減排財務評價指標初探[J].浙江經濟,2008(18).
[7] 紀珊,王建明.從信息經濟學角度看綠色會計信息披露[J].商業時代,2005(26).
[關鍵詞]微電網 經濟運行 優化研究
中圖分類號:td823.87 文獻標識碼:a 文章編號:1009-914x(2014)25-0054-01
工業的發展促進了經濟的繁榮,但是同時,也給我們帶來了環境污染和能源短缺等問題。隨著現在發展要求的嚴格化,電力系統也面臨著極大的壓力。環境保護、能源安全和市場競爭等因素也迫切要求電網系統進行適當轉變,以適應發展要求。在這種嚴峻的形式下,微電網擔負著世人的厚望,開始試運行。很快,它就以容量大、電力穩定等優點超越了風能、太陽能等分布式發電而得到迅速推廣,在能源領域發揮著巨大作用。
一、微電網概述
微電網,也稱微網,是一種新型的網絡結構,是由微電源、儲能系統、負荷和控制裝置等共同構成的系統單元。微電網能夠實現自我保護、自我控制、自我管理,它既能與外部電網并網共同運行,也可以自己獨立運行。相對于傳統的大電網來說,微電網利用的是多個分布式電源,并通過靜態開關關聯到常規電網,因而具有極大的優勢。
開發和延伸微電網可以有效促進分布式電源和可再生能源的大規模接入,實現對負荷多種能源形式的可靠供給,有利于實現主動式配電網,推動傳統電網向智能電網過渡。
二、微電網的特點
微電網作為一個完整的電力系統,能依靠自身的控制和管理實現功率平衡控制、故障檢測與保護、電能質量治理等多方面的功能。微電網組成部分中的電源多為容量較小的分布式電源,這種電源含有電子電力接口的小型機組,其中有微型燃氣輪機、光伏電池、超級電容等小型裝置,它們多是接在用戶側,因其成本較低、污染小等特點備受用戶喜愛。
微電網因是在靠近負荷中心設立相應電源,所以能有效保證供電的可靠性和供電的質量。并且,微電網通過特有的控制器就可以實現對整個電網的集中控制,操作及其簡單便捷,并能促進微電網系統運行的優化。
三、微電網與傳統電網經濟運行的不同之處
微電網與傳統電網的經濟運行雖有區別,但在本質上是一致的,它們都能保證供電的可靠性、能滿足負荷需求的情況下合理地安排各機組出力,能實現綜合成本的最小化 ,取得最大的經濟效益。所以傳統電網應用中的經濟調度規則和資源配置原則等都能應用到微電網系統中。
但是微電網也有其自身獨特的優勢。微電網不同于傳統電網的是-微電網從系統的觀點出發看待問題,將發電機、負荷、儲能裝置與控制系統相結合,形成一個完整單一、便于控制的系統單元,能同時實現向用戶供給電能和熱能的強大功能。
四、微電網經濟運行優化研究
微電網系統的經濟運行是微電網的集成控制以及能量管理與研究的重要內容之一。它的研究目的是希望能在滿足負荷需求的同時實現綜合成本的最優化,使微電網的經濟效益可以得到充分體現。因此,微電網系統經濟運行優化研究具有極大的現實意義。微電網不僅能實現較高的可靠性收益和環保收益,還能有效提高能源的利用率,有利于實現節能減排、緩解電網壓力。
五、微電網系統經濟運行優化研究現狀
從本質上來看,微電網的經濟運行優化是一個復雜的系統優化問題,它包括了機組組合、經濟負荷等諸多的經濟調度問題,具有較高的復雜性。對微電網系統中調度問題的研究主要分為兩方面,一是靜態調度,一是動態調度。靜態調度主要集中研究系統運行的每個時段的最有運行方案;而動態調度則側重于各時間段的聯系與影響,如機組爬坡約束等。兩種研究方面齊頭并進、雙管齊下,對微電網經濟運行優化的研究取得了較大成果。
但是由于我國對微電網經濟運行優化的研究起步較晚,并且缺少龐大的研究團隊和資金力量的支
撐,研究工作雖然有歐美等的經驗可供借鑒,但研究成果仍與國外一些國家存在著較大的差距。總結來說,我國對微電網系統經濟運行優化的研究還存在以下問題:
1、投資成本和運行維護成本較高;
2、缺乏統一、規范的微電網體系技術標準和相關規范;
3、微電網的保護、控制技術發展不成熟,仍待改善;
4、電子電力技術在微電網中的應用技術尚不成熟;
這些問題都制約著研究的進展,如何解決這些問題,尋找一個平衡點,推動微電網系統經濟運行的優化研究工作的取得較大進展。
六、微電網系統經濟運行優化研究的積極意義
1.有利于降低發電成本,提高經濟效益
微電網利用光伏電池、風力發電機等可再生能源作為微電源,不需要燃燒燃料,不僅能保護環境,而且大大降低了生產成本。微電網與傳統電網相比,雖然運行與維護成本較高,但是,微電網能帶來較大的可靠性收益和環保收益,綜合起來來看,微電機帶來的經濟效益還是優于傳統的電網機組。
2.能有效提高能源利用效率
據長期實踐得知,傳統的火力發電效率為30%左右,而微電網只利用其中的微型燃燒汽輪發電,效率就可達30%左右,基本可以與大型火電廠的效率相媲美;若實行冷熱電聯產,效率可達到80%左右,不僅能實現能源的梯級利用,同時,還帶來了節能環保、緩解電網壓力等極大的作用。大電網與微電網的區別也就在是否能實現熱電聯供或冷熱電聯供。實現冷熱電聯供,充分開發微電網的效率,提高能源利用率,有效緩解我國能源短缺的問題,為國家的工業化建設提供充足的動力。
七、結束語
微電網靈活地將分布式電源與本地負荷組成一個嚴密的整體,可以有效整合新能源以及可再生能源發電的優勢,提高能源的梯級綜合利用效率,并保證供電的可靠性。鑒于微電網的種種優勢、為了能充分發揮其發電的安全、高效,必須對微電網系統經濟運行進行更為深入的優化研究,旨在解決我國能源短缺問題,推動我國工業化進一步發展。
參考文獻
[1]董軍,徐曉琳,董萌萌.基于多智能體的微電網系統優化經濟運行研究[j].華東電力,2012,06:1002-1006