新能源的分类及其发展

　　作者：田立新 

　　坛主简介：田立新，博士，教授，博士生导师，南京师范大学副校长、党委常委，兼任国际能源经济学会中国委员会副理事长，中国能源学会能源系统工程专业委员会委员，Inter.J.Nonli.Sci.杂志常务副主编，从事能源经济系统工程、动态大系统建模及控制等领域研究。 

　　新能源是一个热门词汇，是指各类非常规形式的能源，其定义有很多不同形式，但是具体的内容主要包括：太阳能、风能、核能、水能、页岩气、地热能、潮汐能以及生物质能等具有低污染特性的能源。进入2010年以来，江苏省的大气污染程度再创新高，造成该现象的两大主因是：燃煤发电排放和传统能源汽车尾气，各占雾霾排放的25%左右。利用新能源能够有效缓解燃煤发电和传统能源汽车的排放，以当前江苏利用新能源为例，若在能源消费结构中将新能源占比每提升1%能够减少1%的雾霾排放量，为降低江苏雾霾天数做出贡献。 

　　一、新能源的分类 

　　太阳能。太阳能主要是指利用太阳光的辐射用以发电的电能或发热的热能。其实整个地球所拥有的能量绝大多数来自太阳光的辐射，比如风、潮汐（由太阳经月亮）、海流等均是因为太阳光的照射下空气或水的受热不同，而形成不同区域的密度不同，进而空气或水由密度高的地方扩散至密度低的地方从而产生动能。当前江苏很多家庭均采用了太阳能热水器，但这仅是太阳能运用的一种形式，此外还有光伏发电等。 

　　风能。风能是指因地球大气流动所形成的动能。地面受太阳光照射之后产生水蒸气漂浮空中，因不可能实现均匀照射而引发各个地区之间的气压差异，使得高压空气向低压的地区流动而形成风。风能资源取决于其密度以及能够利用的年累计小时，江苏沿海风能储量强大，素有“海上三峡”的美誉。 

　　核能。核能是由原子核将自身质量转变出来的能量，该转变模式是由爱因斯坦的质能方程首次理论和试验论证。核能释放有三种方式：核裂变，打开原子核的结合力；核聚变，将原子的粒子融合；核衰变，一种自然的释放能量的形式。江苏位于连云港的田湾核电站是可控核裂变发电的核电站，也是当前核电站的主流发电模式。 

　　水能。水能是人类利用最早的可再生能源之一，现代社会里水能主要用于水力发电。水力发电是运用河流的河床高低不同，将河水的势能差所形成的动能转变为电能。运用水力发电的工厂位于河流上方。江苏境内到现在为止仅有宜兴抽水储能水电站，而此水电站是一座调峰水电站，当风电过于充沛时，可以运用其电能将水抽到地势较高的地方以弥补当风电不足时的电能供应。 

　　页岩气。页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，是当前世界上新兴的非常规天然气资源。页岩气的形成和集聚有其自身独特之处，多集中分布在盆地内、厚度大分布广的页岩烃源岩的地层之中。与常规的天然气不同，页岩气具有开采周期更长和更稳定的特点。美国在经历近200年的发现、研究、勘探以及开发历史后，页岩气的开发进入井喷状态。当前美国天然气价格迅速下跌，其对包括江苏省在内的全国外贸具有重要影响，依靠传统的高能耗扩张式经济增长已经不可能与美国同样产业展开竞争，因为能源成本过高。 

　　地热能。地热能是由地壳抽出的一种天然热能，这种能量主要来自于处于地球内的熔岩，这种热能十分巨大，比如引发火山爆发或地震。地核层的温度能够超过8000摄氏度，但是在80至100公里的深处范围内，温度会降低至700至1100摄氏度左右，而地下水或岩浆的流动会将这种温度带至离地面仅1至5公里的地壳层，这样热能被直接传送至可以开发的地方，通过修建热电站能够直接抽取其热能用以发电。冰岛是世界运用地热能比率最高的国家，其首都雷克雅未克全市的热水、电以及干燥谷物和食物的能源全部来自于地热。我国京津地区运用也较多。 

　　潮汐能。潮汐能由于月球对地球的引力发生变化，使得海平面呈现周期性的上升或下降，形成流动而产生的。潮汐能所形成的能量与潮量以及潮差成正相关。与水力发电不同，潮汐能的能量可利用率很低，生产成本相对较高，因此在世界范围内运用并不十分广泛。 

　　生物质能。生物质能是将太阳能以化学能的形式储藏在生物质中的一种能量形式，也就是以生物质为载体的能量。其直接或者间接来源于植物的光合作用，可被转化为常规形式的固态、液态以及气态燃料，是目前为止唯一的一种可再生的碳源。依据来源的不同，可以将其具体分为林业源、农业源、污水源、固废源、粪便源等五类生物质能源。由于认识不足、重视程度不够，当前我国的生物质能产业发展是新能源产业中最为落后的。 

　　二、江苏新能源利用的选择与困境 

　　新能源的种类繁多并且各有优劣，从利用的实际情况来看，江苏新能源占一次能源消费比例尚未达到5%。这之中既有江苏资源禀赋原因，也有技术落后和认识不足的原因。从资源禀赋来看，水能、页岩气、地热、潮汐等新能源由于江苏自身禀赋不足，发展此类新能源不符合江苏实际情况。因此江苏能发展的新能源包括太阳能、风能、核能以及生物质能，显然这些能源在当前一次能源消费中并未成为主流。 

　　光伏发电不会破坏环境，属于清洁能源之一。但是其也有缺点：太阳能比较分散，能源密度较低，如果要得到一定的转换功率，则需要足够大的面积从而提升了设备成本；太阳能还受到昼夜交替、季节变换、地理和海拔等相关因素的影响，晴阴云雨都会使得光照时间发生变化。我国尚未有企业真正掌握光伏发电的核心技术，江苏省自行生产的光伏电池的转换效率比德国要低10%左右，并且使用寿命短，维修频率较高，这使得许多光伏生产型企业直接从国外进口组件组装。光伏电池优势在于劳动力和土地等非技术性生产要素的低廉，处于产业链利润率微笑曲线的底端，利润率极低。在江苏境内，因成本高过煤电并且不稳定而难以被电网纳入，行业发展出现国际国内两难的境地。尽管如此，江苏省依然在2012年出台了《关于继续扶持光伏发电的政策意见》，并对2015年之前的光伏发电发展进行了预测和监管，这份规划强调了技术创新和规模约束，实际上是促进光伏产业转型的一份意见。 

　　风能发电也是清洁能源之一。其缺点与光伏发电类似：风速不是十分稳定，受地理位置的限制十分严重，风能的转换效率比太阳能高一些，但比传统能源仍低不少；我国尚未掌握发电风机的核心技术，核心技术被德国和美国等发达国家垄断。江苏的风电发展也受到电网限制而陷入国际和国内两难的境地；除此以外，风电还具有噪音，形成破坏生态环境的噪音污染，比如江苏东部有些风电站建好后，附近的鸟种和数量出现明显降低等。江苏的风电主要集中在海上，由于该区域多与渔业养殖、军事管辖以及生态保护等区域重叠，使得开发缓慢。 

　　核能发电比太阳能和风能稳定得多，但是缺点也不少：核电厂会产生放射性废料，虽然体积不大，但因其放射性使得处理此类废料会形成政治压力；核电厂投资巨大，相同发电规模要比光伏发电或风电等高出2-3倍，财务风险较高；一旦出现运转不利甚至爆炸，会对周围生态环境和人民生命安全造成极大伤害，后果十分严重。当前江苏仅有一座核电站，建在连云港的连云区田湾地区，其核心技术为俄方掌控。因核电多受政治影响，因此尚无具体中长期规划。 

　　生物质能充分发展，则能够将农村剩余物和城市垃圾处理好，并且为风电和光伏发电等不稳定性电站提供调峰。然而我国当前对生物质能认识不够，因为农林剩余物比如秸秆，可能直接被农民焚毁，而城市垃圾更多用填埋方式处理。另外生物质能投资比较分散，一般一个地方上的投资不超过2个亿，这种规模在某些领导看来类似“鸡肋”，难以在短期内形成规模效应；国家补贴政策“门坎”过高，要求企业注册资本达到1000万元以上，年消耗秸秆重量达到1万吨以上，这种要求作为中小企业来讲很难做到；最后，与其他新能源技术类似，核心技术均掌握在外国企业手中。 

　　综上所述，适合江苏发展的新能源主要包括光伏发电、风电、核电以及生物电这四大类。由于技术落后、体制约束以及认识问题使得当前新能源在能源消费结构中占比并不高，但随着碳排放压力逐步增大以及民众环保意识逐步增强，大力发展新能源已经成为江苏下一个五年计划的必然选择。 

　　三、发展新能源的注意事项 

　　创新管理制度，增强宣传力度。新能源发展需多个部门的协调，因此在制定相关政策时应确权与协调，明确光伏发电、风电、核电以及生物电的行政管理部门，而不是由多个部门共同管理，比如当前新能源主要由能源局、发改委、物价局、财政厅等多头治理，结果十分不利于新能源的发展；按年出版《新能源发展现状与技术路径》报告，并将该报告及时传递给相关新能源企业，报告内容主要包含当年新能源的供给与需求、产业的总体竞争力，当下的热点技术与未来技术路径预测，以及下一年的市场需求预测；运用宣传手段呼吁政府和民众重视保护环境和新能源发展，尤其是生物质能的发展，并设立激励机制促使民众和企业为新能源的发展提供政策建议。 

　　增加研发投入，整合科研资源。研发投入主要分两个方面，一个是新能源相关设备的研发投入，尤其是核心技术；另一个是运用新能源运转的工业园规划设计投入。在技术标准、技术信息、技术数据、仪器设备、计算软件、技术咨询、产品认证、技术培训等方面借助国家、省、市等三级政府的科技计划，设立与新能源核心技术相关的创新中心及其他研究机构，整合相关科研资源，实现科研成果的共享、完善和提高。以较大规模的新能源企业为主体，以市场为主导，由政府结合发达国家的经验确立新能源核心技术的研发方向、目标以及相应的保障措施。 

　　转变政策导向，激励自主创新。虽然当前新能源政策都明确创新的重要性并给予激励，但是在执行过程中有一定效果偏差。比如在风电特许项目的招标中，明确规定国产化率不能低于75%，本意是激励自主创新，但执行的结果是国内风机企业优先选择技术含量低的零部件实现国产化，而延误核心技术创新的时机，需要在时机成熟时对国产化率提出更为具体的要求，明确相关设备的核心技术必须为国产。实行“研发退税”政策，对于将核心及其周边技术成功实现产业化的企业对其研发投入实行投入多少研发、退出多少税收的激励政策。 

　　规避金融风险，抑制盲目扩张。光伏发电和风机制造产能过剩的主要幕后推手是极度膨胀的私募基金，总结2009年以来这些产业发展的经验和教训，从两个方面保障新能源发展所需资金的同时，又不会导致过度扩张：一方面，建立新能源投资竞争机制，让全社会甚至个体企业都能成为新能源企业投资的主体，以解决其融资问题；另一方面，进行周期性风险评估，发布新能源发展的实时风险数据，结合政府的产业规划，严格约束新能源的发展速度，提升新能源产业的技术水平，保障其又好又快发展。 

　　转战发展中国家，加速其工业化。发达国家对新能源设备的“双反”和技术限制使江苏新能源产业遭受极大打击。可以通过向发展中国家输出相关技术带动这些国家的新能源产业发展，弥补其供电不足同时建立友好关系，为我国与这些国家顺利展开经贸合作做出贡献。由于核技术的敏感性和生物质能的技术落后等原因，可先以光伏和风电作为出口产品。□ 

　　责任编辑：丁和平