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能源发展战略范文1
一、我国可再生能源产业发展已取得初步成效,政策体系已基本形成
“十一五”时期是我国可再生能源发展的重要时期。在《可再生能源法》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》等政策措施的推动下,我国可再生能源产业具备了一定的发展基础并表现出良好的发展态势。
一是有序开发利用水电。我国坚持把水电开发与生态环境保护有机结合,切实做好在建、已建项目的环保工作,加强水电环保技术的研发应用,制定绿色水电评价标准和评价体系。2010年,全国水电总装机容量达到21606万千瓦;发电量6867.36亿千瓦时,占全国发电量的16.2%。二是大力发展风电产业。我国采取了加强风电开发管理、改善风电与电网的协调性、支持优势风电设备企业发展等措施,为大规模开发利用风电创造了条件。2010年,全国风电总装机容量达到3107万千瓦;发电量494亿千瓦时,占全国发电量的1.2%。三是广泛应用太阳能。我国稳步推进太阳能应用产业发展,在内蒙古、甘肃、青海、新疆、等适宜地区,建设太阳能热发电示范工程试点。2010年,全国光伏发电装机规模达到80万千瓦,太阳能热水器安装使用量达到1.68亿平方米。四是因地制宜地开发利用生物质能源。农村沼气应用范围不断扩大,木薯、甜高粱等非粮生物质制取液体燃料技术取得突破,万吨级秸秆纤维素乙醇产业化示范工程进入试生产阶段。到2010年底,各类生物质发电装机容量总计约550万千瓦。五是地热能和海洋能利用技术不断发展。浅层地温能在建筑领域的开发利用快速发展,到2010年底,地源热泵供暖制冷建筑面积达到1.4亿平方米;潮汐能利用技术基本成熟,波浪能、潮流能等技术研发和小型示范应用取得进展,开发利用工作处于起步阶段,目前已有较好的技术储备,未来有较大的发展潜力。
同时,已基本形成了促进可再生能源发展的政策体系。在《可再生能源法》的推动下,我国已基本建立了促进可再生能源发展的政策体系,制定并实施了可再生能源的总量目标、发电强制上网、分类优惠上网电价、费用分摊、专项资金等制度以及信贷和税收优惠等政策措施,并通过开展资源评价、组织特许权招标、推进重大工程示范项目建设等方式,基本建立了促进可再生能源发展的政策体系。主要包括:一是制定并实施了《可再生能源发展中长期规划》以及《可再生能源发展“十二五”规划》,确定了国家可再生能源发展的近期和中远期总量目标。二是出台了《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等政策,建立了可再生能源发电成本的全社会费用分摊机制。三是通过开展多批特许权项目招标,促进风电、太阳能发电成本迅速下降,根据各类新能源发电项目的资源特点和建设条件,以特许权招标方式发现合理价格区间为基础,形成了四类风电区域标杆电价,有效促进了风电的规模化发展。四是建立了可再生能源发展专项资金,专项用于各类可再生能源发展,建立了支持可再生能源技术研发、产业发展、市场应用等各方面的财政投入政策框架。五是初步建立了促进可再生能源发展的税收体系,实施了风力发电增值税减半、沼气发电增值税即征即退等政策。
二、加快发展可再生能源是有效缓解资源和环境压力的重要途径
我国可再生能源资源丰富(技术可开发利用量达60亿千瓦,年产能量为40亿—46亿吨标准煤),具有大规模发展的潜力,具备发挥未来主流能源作用的资源基础。从水能来看,我国水能资源理论蕴藏量的年发电量达6万亿千瓦时,技术可开发水电站装机容量5.4亿千瓦,年发电量2.5万亿千瓦时(折合8.6亿吨标准煤);从风能来看,我国风能技术可开发量为7亿—12亿千瓦,年发电量可达1.4万亿—2.4万亿千瓦时;从太阳能来看,我国太阳能资源丰富地区的面积占国土面积96%以上,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤,每年太阳能热利用可相当于约3.2亿吨标准煤,年发电量可达2.9万亿千瓦时;从地热能来看,我国深度2000米以浅的地热资源所含的热能相当于2500亿吨标准煤,地热资源的经济可开采量相当于2000万千瓦的地热发电装机(年发电量约1300亿千瓦时);从生物质能来看,当前我国可利用生物质资源约2.9亿吨标准煤,主要是农业有机废弃物,适宜利用方式是发电燃料和民用沼气等,今后随着造林面积的扩大、经济社会和生物质技术的发展,生物质能源资源总潜力有望达到8.9亿吨标准煤;从海洋能来看,我国波浪能、潮汐能、潮流能和温差能等海洋能的理论资源量分别达数千万千瓦甚至数百亿千瓦,可开发利用量有望达到9.9亿千瓦。
研究结果表明,预计到2020年、2030年、2050年,我国含水电的可再生能源在新增一次能源供应中的比例可分别达到36%、45%和69%,减少温室气体排放分别达到12亿吨、20亿吨和40亿吨,减排CO2的贡献率到2020年、2050年可分别达到20%和50%左右。因此,加大力度发展可再生能源,可大大提高我国清洁能源的供给能力,优化一次能源消费结构,同时大幅度降低温室气体排放、保护生态环境,总之将成为有效缓解资源和环境压力的重要途径。
三、加快发展可再生能源已成为世界各主要经济体实现可持续发展战略的重要选择
当前全球仍处于国际金融危机后经济调整的关键时期。虽然在各国经济刺激计划下,有关国民经济各个行业的走势有很多结论,但各主要经济体对新能源行业发展的认识却日趋相同,即抓紧经济调整的关键时期大力发展可再生能源产业。原因在于:一是历史经验表明,经济周期调整的结束一般会以某些新兴行业的崛起为标志。在新能源领域,其市场和产业布局尚处于形成之中,具有很大的争取空间,未来各主要经济体能否在该领域取得发展优势取决于当今的努力。可再生能源的特点决定了其必将成为未来重要的新兴产业,因而在经济调整关键时期,各主要经济体都不约而同地将其提升到了前所未有的战略高度。二是可再生能源的本土性、清洁性以及技术可预见性,使之成为世界能源发展和可持续发展战略的重要选择。当前,许多国家的核心利益与全球化石能源的分配格局紧密联系,形成了错综复杂的国际地缘政治关系。为尽早摆脱束缚,各主要经济体都在寻求多样化的能源解决方案,尤其在应对全球气候变化压力下,各主要经济体对资源可获得性、技术可靠性、产业可能性以及经济性更加可控的可再生能源更加青睐,形成了全球对可再生能源高度关注的局面。三是对可再生能源的开发利用技术的争夺,必将引发国家核心竞争力的改变。可再生能源的特点决定了其开发必须通过现代装备制造技术,才能将地热、风力和太阳能等自然资源转化为可用及可控的能源。可以预计,对可再生能源技术的争夺,将是新一轮国家能源领域竞争的焦点。谁掌握了可再生能源的装备技术,谁就拥有未来开发利用自身可再生能源的主动权,也必将在“后石油”时代把握国家能源安全的主动权,这也促使各主要经济体将可再生能源作为未来技术竞争的重点新兴产业。
虽然当前世界各国可再生能源在能源中的贡献率还非常低,但是发达国家积极发展新能源,其目的既着眼于应对金融危机和经济困境,也致力于在能源和气候变化问题上把握主导权、加大国家间政治博弈中自身的砝码,更是在战略上抢占未来技术发展的制高点,从而为新一轮的经济增长积蓄力量,为掌握国家未来发展的主动权做好准备。
我国可再生能源资源丰富、应用前景广阔。虽然由于资源评价缺乏、技术滞后、产业支撑不足、政策体系不完善等原因,相对于发达国家的强劲发展势头,我国可再生能源的开发利用尚处于早期阶段,在国家能源安全保障中发挥关键作用还需要一段时期。但必须清醒地认识到:一个正在崛起的发展中大国,必须依靠先进的技术和强大的工业基础,才能实现国家核心能力的显著提升;在坚持走我国特色的强国道路过程中,发展可再生能源将是我国解决能源和环境问题、实现可持续发展的诸多途径中最具可行性的一个战略选择。因此,亟须加快发展可再生能源产业,以保证中国中长期发展战略的顺利实现。
四、推进可再生能源产业发展政策创新,建立健全长效机制
我国经济社会发展对能源的需求不断增长,2011年能源消费总量达到34.8亿吨标准煤(同比增长7.0%),能源结构以煤为主,能源利用与环境保护的矛盾日益突出。节约能源、调整能源结构、开发可再生能源是我国实现可持续发展的必然选择。因此,为确保实现2020年非化石能源提高到15%和可再生能源“十二五”规划的目标,促进可再生能源的快速、健康发展,必须尽快完善和健全一系列政策保障措施。主要包括:
一是提升可再生能源地位,加强产业战略部署。可再生能源是可持续、无污染、总量大的绿色新能源,应当充分认识到其战略价值和重要意义,切实在国家经济和社会可持续发展的总体部署中予以统筹考虑,提升其在国民经济发展中的战略地位。通过实施可再生能源“十二五”及长期发展规划,统筹制订产业、财税、金融、人才等扶持政策,积极促进我国可再生能源产业健康发展。
二是加强行业管理,规范可再生能源产业发展。根据产业政策要求和行业发展的实际需要,切实加强行业管理,推动行业节能减排;治理和规范市场秩序,避免劣质产品流入市场;推动相关职能部门联合加强产品检查,对于不达环保标准、出售劣质产品、扰乱正常市场竞争秩序的企业,依照相关规定给予处罚和整顿。
三是健全法律法规,完善制度性安排。建立健全可再生能源市场健康发展方面的相关法律法规;完善市场机制和制度性安排,特别是在认真总结试点经验的基础上,应尽早完善和健全符合我国国情、有利于鼓励可再生能源产业快速发展的财税制度;建立绿色电力证书交易系统,并与购电地区的碳强度减排指标完成情况挂钩,以促进跨省区的绿色电力交易;制定和实施可再生能源配额制,分配和落实可再生能源电量占总电量指标。
四是建立健全行业标准体系,推动检测认证和监测制度建设。重视可再生能源产品和系统标准体系建设,以我国自主知识产权为基础,结合国内产业技术实际水平,推动制定可再生能源产品的相关标准;制定建筑领域太阳能热利用的强制标准和考核办法;积极参与制订国际标准;建立健全产品检测认证、监测制度,促进行业的规范化、标准化发展。
能源发展战略范文2
关键词:能源安全;低碳经济;低碳能源金融;发展战略
中图分类号:F830 文献标识码:A 文章编号:1006-3544(2010)03-0036-04
我国经济在改革开放三十多年的进程中实现了年均增长率近10%的高速增长,即使在遭受本次世界金融危机严重冲击的情况下,2009年GDP仍保持了8.7%的增长。尽管我国经济建设成就斐然而得到举世公认,但我们也必须清醒地认识到,我国经济的这种高增长是以大量资源(能源)消耗和高污染(碳)排放为代价实现的。我国是一个人均主要自然资源和能源资源拥有量都大大低于世界平均水平的国家,若继续按传统经济增长模式,不仅资源与能源的供给难以为继,并且我国本来就十分脆弱的生态环境也无法承载。因此,大力发展低碳经济,是我国经济实现可持续发展的基本前提。本文将从能源供给安全和能源生产消费环境影响安全两个方面,来分析和研究能源安全约束对我国现有经济增长方式的制约影响和进行经济增长方式转变的必要性与必然性,并探讨金融部门如何把金融业务运作与促进低碳经济发展有机结合起来以加快经济增长方式转变的有效途径和基本思路。
一、我国能源安全约束与污染(碳)排放分析
我国能源安全存在两大根本性约束:一是资源条件约束;二是环境影响约束。
(一)资源条件约束
从资源条件约束来看,我国是一个能源资源相对贫乏的国家。虽然我国水能资源和煤炭资源较为丰富,在绝对量上居世界前例,但人均却不及世界平均水平的一半。
就水能资源来说,尽管我国水能资源总量世界排名第一,但由于水能资源开发建设周期长、投入大且又过分集中于西南部地区,开发难度大,整个西部地区水能资源目前的开发程度不到该地区水能资源总量的12%。
我国煤炭资源可采储量尽管仅次于俄罗斯和美国居世界第三位,但人均能源资源可采储量明显低于俄罗斯与美国,也大大低于世界平均水平。
在常规能源资源中,石油是我国需求增长最快、进口对外依赖度最高且国内资源稀缺程度最大的能源资源。《BP世界能源统计2009》显示,到2008年底我国石油探明储量为155亿桶,只占世界石油探明储量的1.2%,其储产比为11.1年,只及世界石油平均储产比(42年)的1/4多一点。然而,进入2000年以来,随着我国经济高速增长和居民收入的增加,汽车消费开始成为我国居民(尤其是城市居民)消费中仅次于住房消费的第二大消费品,我国由此已步入汽车消费时代。不可否认,我国汽车大众消费时代的开启,对于扩大内需拉动经济增长,加速我国汽车产业发展,以及提高人民大众生活品质均具有极其重要的作用。但同样不可否认的事实是,我国是一个贫油之国,石油资源严重不足。根据国际能源署(IEA,2007)预测:到2030年我国机动车数量将比2005年增加6倍,达到近2.7亿辆;到2015年前后,我国的新车销量将超过美国。在国内石油资源严重不足,产供能力极其有限的情况下,要满足包括家用汽车在内的机动车辆快速增长的需求,只能依赖不断扩大进口来满足。自2000年以来我国石油进口节节攀升,2000年为9748.5万吨,2007年达2l 139.4万吨,而2009年1-11月累计进口原油1.8252亿吨,成品油3366万吨,原油进口累计比2008年同期增加了10.9%。按世界能源署预测,到2030年我国进口石油依存度将从2005年的50%提高到80%。
可见能源资源条件对我国经济高速增长的刚性约束,在未来较长时期内将会进一步强化。
(二)环境影响约束
由于受能源资源条件约束,我国在能源结构上长期以来一直是以煤为主。虽然近年来煤炭能源的比重开始缓慢下降,但目前仍保持在70%的水平上。我国选择煤炭作为经济发展的主导能源,既由资源自然禀赋所决定,也是出于经济成本考虑。如果说这种选择在能源消费规模不是很大的情况下还是比较切合实际的,那么自1995年后随着我国工业化和城市化进程的加快推进,能源消费规模急速扩大,以煤为主的能源结构的致命性弱点就充分显露出来了,即:不断扩大能源生产供给所产生的污染(碳)排放随之急剧增加,对生态环境的破坏在迅速加重。
我国的能源消费主要集中在工业部门,进入21世纪以来随着我国工业化发展进程的明显提速,我国经济再次出现以高能耗的重化工业为主导格局的高增长,并由此拉动了能源需求的急剧上升。我国工业部门所消耗的电力能源主要是来自煤炭火力发电(我国电力能源生产供给80%是依赖煤炭发电),因而能源生产供给的不断扩大所产生的污染(碳)排放也就随之扩大。2000年我国因燃料燃烧所产生的以二氧化碳、一氧化碳及二氧化硫为主的废气排放量为81970亿标准立方米,到2007年已扩大到209 922亿标准立方米目。在2008年,即便是在遭受世界金融危机冲击导致工业经济增速有所放缓的情况下,我国工业二氧化硫排放量仍达1991.3万吨,占二氧化硫排放总量的85.8%;工业烟尘排放量670.7万吨,占烟尘排放总量的74.4%;工业粉尘排放量584.9万吨;工业固体废物产生量19.O亿吨,比2007年增加8.3%。
以煤为主的能源结构不仅使得我国在扩大能源生产供给以保障经济社会发展进程中要承受巨大的环境压力,还要承担其产生的大量污染排放而增加的经济和社会成本。根据经济合作与发展组织预测(OECD,2007),空气污染的健康危害成本到2020年将会上升到相当于我国GDP的13%。
长期以来我国在加快能源生产供给时很少考虑能源生产消费所带来的环境与社会成本,因而对能源结构调整问题表现得并不那么急切,调整步伐极其缓慢。究其根本原因就在于能源结构调整与经济增长之间取舍上往往是经济增长优先。如果通过加快能源结构调整来降低和减少污染(碳)排放,势必就得减少能源生产供给,就会放慢经济增长。然而,在一个一切以追求经济利益最大化为目标的时代,经济增长的放慢是人们无法容忍的。因此,我们可以预计:在洁净煤技术没有重大突破的情况下,未来较长一段时期内我国能源生产与消费的环境影响约束会因能源生产供给的扩大而加大。要想从根本上缓解能源生产与消费的环境影响约束压力,唯有转变经济增长方式和加快能源结构调整才能实现。即将以往主要依赖大量能源消耗和产生大量污染(碳)排放的传统经济增长方式向能源消耗少和污染(碳)排放低的低碳经济增长方式转变。
二、实施低碳能源金融发展战略的必要性与客观必然性
所谓低碳能源金融发展战略,是指金融部门把促进低碳经济发展作为自己的一项基本政策,将金
融业务运作同加快产业结构调整、促进经济增长方式转变、支持新能源发展、优化能源结构、强化节能减排有机结合起来,以确保我国现代化建设与和平崛起进程中能源安全和实现经济社会可持续发展的一种金融营运战略。从上文对我国能源安全约束与碳排放现状所作的分析中我们不难发现:加快经济增长方式向低碳经济增长方式转变,加大能源结构调整力度,大力发展新能源,是解除我国能源安全两大约束的根本性途径。而金融业作为现代经济的核心,是现代经济和社会发展的“引擎”。因此,金融部门实施低碳能源金融发展战略具有极其重要的战略意义,其必要性与客观必然性主要体现在以下几个方面:
1.是充分发挥金融部门产业导向作用的客观要求。在我国,企业的资金需求主要依赖于金融部门,金融部门有条件通过控制融资这一关口把国家产业政策导向贯彻到具体的融资业务中去,引导企业投资朝低能耗、低排放的低碳经济产业方向发展,加快我国产业结构的调整与转型。改革开放三十多年来,我国产业结构虽经多次调整但始终没有跳出以高能耗的重化工业为主导的窠臼,究其根本原因就在于:无论是企业还是金融部门都追求自身经济利益最大化,并没有认真考虑能源消耗和环境污染问题。金融部门在以往的金融业务中,只要企业的投资经济效益好就会尽量满足其资金需求,没有发挥好引导产业结构优化发展的作用。自2008年下半年以来,由于受世界金融危机的冲击,我国经济又开始进入新一轮产业结构调整阶段。在当前这一轮产业结构调整过程中,金融部门应承担起自己的社会责任,把单位产值能耗与污染(碳)排放作为对企业融资的一个硬约束条件,以促进产业结构向低碳经济方向转化。
2.是加快新能源发展,优化我国能源结构的客观要求。要想从根本上解决我国能源生产消费所产生的环境污染问题,唯有加快以核能和可再生能源为主体的新能源发展,降低对煤炭能源的过分依赖。要实现这一目标,没有金融部门对新能源开发和新能源产业发展的大力支持是不可能的。
3.是金融部门实现自身可持续发展的客观要求。金融是经济的神经中枢,而经济是金融的基础,金融是为经济服务的,没有经济的可持续发展,金融发展的可持续性就无从谈起。鉴于我国的能源资源条件和生态环境承载能力,发展低碳经济是保持经济可持续发展的必然选择。因此,金融部门必须积极实施低碳能源金融发展战略,把促进低碳经济发展作为自己的一项基本政策。
三、实施低碳能源金融发展战略的基本思路与措施
1.加快制定和实施低碳产业发展金融支持计划。当前我国正处于工业化加速发展阶段,节能、降耗、减排的重点是调整工业部门的产业结构。国家在产业政策导向上应把能耗指标和污染(碳)排放指标作为产业结构调整的核心目标。而金融部门应根据国家产业政策的要求,制定和实施低碳产业发展金融支持计划。金融部门在制定和实施这一支持计划时,首先,应选择和重点扶持一批低能耗、低污染的低碳产业项目,并通过示范效应来带动整个产业结构的转型。其次,坚持节能、降耗、减排优先原则,积极支持低碳产业和节能、降耗、减排的技术改造项目,严格限制对那些不符合国家产业政策和相关政策要求而新上的高能耗、高污染项目的金融支持。
能源发展战略范文3
关键词:新能源汽车;可持续发展战略;产业发展现状;结构生态化
进入21世纪以后,国家汽车产业发展迅猛,过去16年汽车产量年均增长33.8%,增长率位居世界第一位,远超美国日本等发达国家,已经成为全球第一大汽车生产国与消费国。预计到2020年,我国民用汽车保有量将达到两亿辆,平均每1000人拥有汽车将超过100辆,宣告我国正式步入汽车社会。当然,汽车工业的快速发展与汽车保有量的直线上升也将为能源与环境带来种种问题。首先我国由于油耗量不断增加,石油依存度在2020年将达到55%以上,这就意味着我国在能源安全方面将受到全面威胁。而汽车尾气增加所带来的碳排放量不断升高也将加剧全球大气污染等气候危机,严重破坏人类生存空间。所以在面临多重问题,国家必须考虑编制汽车产业发展战略性新规划,走以电代油的新能源汽车产业发展路线,全面深度探求新能源汽车产业在我国的可持续发展有效战略。
一、中国新能源汽车产业发展现状分析
新能源汽车是21世纪全世界汽车产业的主流发展方向,它深刻诠释了新能源的的使用技术与它对人类社会发展的重要性,因为它迎合了全球当前节能减排与科技进步的两大人类社会发展诉求,也见证了人类社会正式全面进入汽车时代。当然,它也与当前人类所面临的能源危C不无关系,正是非可再生能源的日益贫瘠才让人们强调对新能源的挖掘与使用,带动了新能源汽车生产企业的多元化技术自主研发过程,希望在未来全面批量生产新能源型汽车,以达到成功的市场推广目的,让新能源汽车成为市场主流。就现有政府面向新能源汽车发展的相关政策与企业技术发展方向来看,以下就从政府与企业这两点来阐述新能源汽车在国内的综合发展现状。
1.政府政策指导新能源汽车示范工程
当前政府指导政策下的国内新能源汽车示范工程已经相当多,这表明政府正在利用各种时机来寻求对新能源汽车的推广契机。以2008年北京奥运会为例,它也是我国第一次面向全世界大力推广新能源汽车。当时在北京奥运会期间面向全市投放了自主研发的新能源汽车600余辆,这其中就包括60辆锂离子电池纯电动客车,它负责在奥运村环线的3条主要公交线路上运行,另外还有30辆混合动力客车负责奥运专线运营,81辆混合动力轿车负责出租车队运营,20辆燃料电池轿车专门作为比赛公务用车。整个奥运场馆内也配备了491辆纯电动场地车为馆内人员服务。这是当时我国面向全世界所提供的、最大规模的、技术最先进的、车辆类型最多的一次全程新能源汽车运输服务项目,它也在奥运会后成为我国新能源汽车发展与推广的重要转折点。
而随后的上海世博会期间,我国也再次展示了新能源汽车的“零排放”、“低排放”优势,令上海市成为当时全国最重要的新能源汽车推广示范试点。从那以后,我国新能源汽车示范试点城市规模开始扩大,像纯电动、燃料电池与混合动力等新能源车辆示范运行工程纷纷被提上日程,基本实现了全国新能源汽车的长期持续展示过程,面向汽车产业优化的示范运营系统工程也在国内全面铺开。
2.企业主导产业研发与产业化发展
政府政策与示范工程支持是一方面,其关键主角还在于企业,企业在主导新能源汽车产业研发与产业化发展方面必须做好先驱作用。就近十年来看,国内许多汽车企业纷纷寻求与海外企业合资联合研发或尝试自主研发生产新能源汽车,基于企业的新能源汽车示范运行工程也越来越多,这些都极大程度推动了国内新能源汽车领域的产业化进程,像国内知名的长安、东风、一汽集团、比亚迪等等都是新能源汽车研发生产的主力参与者。以当前国内最具代表性的比亚迪公司为例,他们在充电电池生产上颇有心得,例如他们以磷酸铁锂电池为主的新能源汽车核心动力电池技术主要具有高容量、高安全性与低成本的多项技术优势,目前该技术也已经申请了国家多项汽车领域技术专利(22个项目)。特别是2008年末,比亚迪F3DM双模电动车正式上市,它也是全球首款不依赖专业充电站的新能源汽车。从技术角度看,该汽车搭载了先进的DM双模系统,能够确保车辆在纯电动与混合动力两种模式下自由切换。该车也是目前世界上续航时间最长的新能源汽车(150km),且它的最高时速能够达到160km/h。另外,比亚迪还与欧洲的戴姆勒-奔驰签署了合作合同,共同推出了新型能源电动车,这也为日后我国新能源电动车在汽车产业领域的发展奠定了扎实的技术基础,让中国也有了与发达国家汽车产业技术相互抗衡的实力。
二、中国新能源汽车产业的未来可持续发展战略
1.充分开放,抓住战略契机
我国新能源汽车产业首先要懂得走无序转化有序路线,再从低级有序转为高级有序,充分开放产业系统,这也是新能源汽车产业可持续发展的必然条件。从本质上看,新能源汽车并非是技术与固定模式发展的简单叠加,它还要充分考量二者相互之间的交换性、流动性与可替代性,强调开放自由化对产业成长的促进作用。因为新能源汽车的发展不代表国家要放弃对传统汽车的研发生产,而是应该追求从传统汽车到新能源汽车的产业技术过渡,强调对传统汽车的节能优化与效率提升,这一点对国家汽车产业发展相当重要。
就目前来看,我国有99%以上的乘用车为汽油燃油车型,如果推广新能源多气门技术就能全面提高燃油效率最高达到5%左右,而像VVT可变气门正时技术则能够提高汽车燃油效率达到4%~6%。整体而言,新能源技术对像轿车、轻型货车这样的小型民用车来说能够节油19%左右,而对柴油发动机汽车、载货车这样的大型企业车辆则能够节油30%左右,所以说对传统汽车的升级改造才是当前新能源汽车发展的重要起点。换言之,要重视对传统汽车产业的有机开放,抓住战略契机,走汽车产业转型路线。具体来讲,我国汽车产业首先应该解放思想,树立科学正确的技术发展观,同时要破除传统旧平衡状态,积极创新非平衡新环境,并为企业发展打造制度框架;其次,在寻求产业推进开放化的同时也要强调经济自由化,打破传统地方汽车行业内部所存在的地区保护主义,全面建设高效统一的大市场环境体系。一言以蔽之,就是要打破我国对汽车产业的发展的自我封闭桎梏,增强市场经济意识,这样有助于我国引入海外新能源汽车技术与更多竞争机制,这对国家新能源汽车产业系统的非平衡演化推进具有极大促进作用。当然,新能源汽车产业系统也要及时与外界进行物质与能量的无限输出与交换,强调分叉演化与发生分支,基于此来形成全新的动态稳定结构,将临界效应与新能源汽车产业发展联系起来,形成新能源汽车产业可持续发展战略的重要内在机制。
另外一方面就是对关键战略契机的有效把握,特别是新能源汽车产业在完全具备了有序结构客观条件以后,应该确保产业发展系统中某些变量或某种行为能偏离平衡值。企业应该通过融资新手段来合理享受政府所给予的新能源汽车优惠政策,严格按照企业所给出的油耗、排放双标准来规定企业阶段发展指标。为此,企业应该应该积极钻研科研技术,配合政府政策,以达到某种技术研发目标。例如近年来德国政府就提出了国内新能源汽车要保证百公里油耗降低到3L以内,只要达到标准就给予汽车研发生产企业以一定物质奖励,这一做法同样也值得我国拿来参考借鉴。
2.强调产业结构的生态化绿色导向科技能力发展
汽车企业在研发生产新能源汽车过程中应该强调建设“资源-产品-再生资源”的系列可持续性物质循环流动新体系,强调生产体系各个环节之间的有机耦合与物质能量多级利用转换过程。特别是要强调对自然资源的低消耗、低排放与高利用进程,强调产业结构生态化实践在汽车行业中的客观表现能力。最主要的还是要强调以绿色导向为主的科学技术体系构建与发展,突出信息技术、能源技术与材料技术等等现代化工业技术,它也能够推进新能源技术的产业化发展进程,确保产业序列演进的正常化过程。总而言之,一定要适合我国国情来提出新能源汽车的适用技术,客观讲某些发达国家的新能源汽车研发生产技术可能并不适合于我国国情及技术体系,所以针对我国的生态化绿色导向科技能力体系还要强调与国内汽车产业之间的内在联系,走正确的新能源技术导向路线。
3.企业要走经营可持续发展战略路线
新能源汽产业中企业必须走可持续发展协同路线,强调经营思想的重要转变,同时强调自身经营观念要不断面向新型产业经济与环境双赢经营观念方向转变。再一方面,也要强调对资源消耗与污染控制模式的有机转变,大力推广以清洁环保生产工艺为主的环保技术,包括生命周期管理体系。强调在技术创新的同时也实现管理创新,改变汽车企业传统的资源密集型生产发展路线,从传统末端污染治理与浓度控制逐渐向以预防为主的全过程生产控制、总量控制与浓度控制三位一体结合方面迅速转变。具体来讲还要做到以下4点可持续发展战略:
第一,要强调新能源汽车产业科研技术的广泛研发,明确研发方向指导思想与技能拓展手段,这也是企业实施新能源汽车产业发展的重要先决条件。
第二,要将产业发展战略与企业发展目标及规划融为一体,特别是在企业成本效益核算中考虑新能源技术研发价值、
第三,要全面强化产业发展技术创新,充分利用并发挥科学技术在产业发展能力建设体系中不可替代的关键作用。
第四,要强调新能源新型汽车与环境管理的相互匹配结合,特别重视以绿色市场为重要社会发展需求导向,走汽车产业支持社会各方面可持续发展的健康路线,进而提高汽车行业的社会形象与综合效益。
4.完善减资源型产业体系构建
要完善减资源型产业体系构建过程,这也是新能源汽车产业发展的最重要内在要求,它主要强调新能源汽车发展在行为准则与物质消耗两方面的减量化进程,强调经济机制配合高效资源利用原则,希望为企业形成与传统汽车生产不同的资源投入方式。例如产品设置逐渐趋向于体积轻量化,确保物质资源消耗大幅度节约,减少汽车生产中废弃物的产生,并通过高科技生产技术来实现不可恢复垃圾的清除工作,确保可利用生产性资源能够成为未来国家新能源汽车产业走可持续发展战略路径的重要基础辅助。
总结:综上所述,新能源汽车产业在融入可持续发展战略后才能在我国继续前行,并寻求优质的研发与经营成果。所以企业必须认清当前全球新能源汽车产业发展方向与形势,抓住一切有利契机,突破自我局限走可持续发展战略路线,实现对传统汽车技术及类型的有效升级转型。
参考文献:
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能源发展战略范文4
[关键词] 汽车新能源产业技术体系变革发展战略电动汽车
一、引言
汽车作为现代重化工业技术体系的代表产品,不仅是不可再生石油资源的主要消耗者,而且也是造成城市空气污染的主要祸首。汽车所排放的尾气中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(颗粒物)和HC(碳氢化合物)等有害物质,对城市大气环境造成了严重的污染和破坏。解决汽车的环境污染和石油的短缺问题需要寻找可替代石油燃料的洁净能源或改变传统的内燃机技术。然而,由于方法众多,每一种方法都存在各自的优缺点,众说纷纭,争执不下。究竟哪一种新能源适合我国汽车未来能源的发展方向呢?
我们认为,内燃机技术以及汽车产业在产业技术体系中占有核心地位,从整个产业技术体系的发展战略角度出发,分析现有的汽车各种替代能源的优缺点,分阶段实施汽车新能源的发展战略,对于我国实现产业技术的跨越发展具有十分重要的现实意义。
二、汽车代用能源的分类及特点
目前,可代替传统汽油和柴油的汽车代用能源有许多种,可将其归纳为三类:第一类是不可再生能源,包括液化石油气、天然气、煤基液体燃料、甲醇;第二类是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太阳能;第三类是性质不确定能源,其性质的归属取决于生产该能源的原料,包括燃料电池、电能和氢能。
1.不可再生能源
(1)液化石油气(LPG)。LPG分为石油炼制过程中的副产品和油田伴生气两种。
LPG的优点:①能效高。与汽油相比,LPG辛烷值较高;②减少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、颗粒物41.67%、噪音40%;不需改变内燃机;石油废弃物利用,有一定的经济价值。
LPG的缺点:能量密度低;车用LPG的质量要求较高,需要提纯处理;存在一定的爆燃危险性,安全性较差;仍然以石油资源为依托,属于不可再生资源。
(2)天然气(NG)。汽车使用的天然气按储存方式主要分:压缩天然气(CNG )、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种。
①压缩天然气(CNG)。CNG是将常态下的天然气以20MPa以上压力压缩在高压罐内供汽车使用。
CNG的优点:污染排放低。天然气汽车尾气中NOX及CO2排放量很低,且无PM固体微粒排放;工艺简单。供汽车使用的CNG是用压缩机将天然气压缩储存,燃烧时通过减压装置减压释放,工艺比较简单;天然气储量相对丰富。我国目前天然气资源量约为54万亿立方米,探明的天然气地质储量为3.9万亿立方米,资源探明率为7.2%。并且,天然气的勘探潜力很大,储量较石油丰富。
CNG的缺点:存储体积较大,能量密度低;汽车充气时间较长,一次行驶里程短;储气钢瓶因压力大,有一定的危险性;车用充气源受天然气管网限制;属不可再生资源。
②液化天然气(LNG)。LNG是将天然气在-161℃的低温下液化,并进行净化处理而成。
LNG的优点:更洁净环保。LNG燃尽后无灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸气,NO2、CO2等有害物质的含量极少;能量密度大。LNG液化后的体积仅是原气态体积的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG无需高压,不易自燃自爆,安全性能好;车用充气源不受天然气管网限制;具有循环利用能源效应。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能,可回收用于汽车空调或汽车冷藏。
LNG的缺点:生产与运输成本较高。LNG是在低温下液化、缩小体后装入特殊运输设备运送到目的地,并再次气化后方可使用。因此,LNG在中短途运输方面成本过高。属不可再生资源。
③吸附天然气(ANG)。吸附储气的原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂。利用吸附剂表面分子与气体之间的作用力吸附气体分子。
ANG的优点:储存压力低。ANG的压力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的钢瓶,减少储气设备重量。
ANG缺点:能量密度低;ANG技术难度较大,目前还处于研究阶段。
(3)煤基液体燃料。煤基液体燃料是将煤炭通过直接或间接方法液化成液体燃料油,俗称“煤变油”。
煤基液体燃料的优点:我国富煤少油,利用煤变油技术可缓解石油紧张。
煤基液体燃料的缺点:煤变成液态燃料单位成本高;煤转化成液态燃料的生产过程中要消耗大量的能源;煤变油技术仅是将一种不可再生能源转化为另一种形式,不符合能源发展方向;煤变成液体燃料只是将煤炭转变为汽油、柴油,依然不能降低环境污染。
(4)甲醇。甲醇是一种含氧化合物,溶解性强,可与汽油、柴油溶解混合为新型燃料。甲醇可从煤、天然气和油页岩中制取。
甲醇的优点:甲醇作为燃料具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点;作为车用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放较汽油和柴油低,几乎无碳烟排放;溶解性好,可与汽油、柴油混合使用。
甲醇的缺点:对环境即有正面影响也有负面影响。甲醇汽油可以减少尾气中CO、CH、NOx排放,但尾气中总醛排放增加;甲醇具有毒性。人摄入5~10毫升就会发生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶皮革有溶胀作用;制取甲醇要消耗不可再生资源。
2.可再生能源
(1)乙醇。乙醇是玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等经发酵、蒸馏、脱水后再在其中加入变性剂而成。车用乙醇汽油是将燃料乙醇和组分汽油按一定比例混配而成。
乙醇的优点:减少污染。使用乙醇汽油的汽车尾气中CO降低30%,NOX减少10%,苯系物质、氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低;属可再生能源。
乙醇的缺点:乙醇需要与汽油混合使用,不能成为汽油的完全替代品;燃烧乙醇会产生悬浮颗粒,不是完全的绿色燃料;消耗大量土地资源。
(2)生物柴油。生物柴油是采用动物或植物油脂与甲醇(或乙醇)经酯交换反应而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一种可以替代石油柴油的可再生清洁燃料。
生物柴油的优点:环保特性优良。根据美国科学家的研究结果,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,二氧化碳排放要比柴油减少60%;车辆成本低。使用生物柴油的汽车与普通柴油车相同,车辆无须任何修改;安全性好。生物柴油的闪火点较高,毒性较低;是一种环境友好的可再生燃料。
生物柴油的缺点:燃烧效果差。生物柴油的粘度约为#2石化柴油的12倍,影响喷射时程,导致喷射效果不佳。由于生物柴油的低挥发性,造成燃烧不完全,影响汽车燃烧效率;制取生物柴油的成本较高;消耗大量耕地资源。
(3)太阳能。太阳能资源丰富,随处可得,无需运输,对环境无任何污染,是未来汽车能源的发展方向。
目前,制约太阳能汽车发展的主要障碍:一是汽车的动力常受时间、地点、季节、气候影响;二是太阳能的采集与转换效率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力;三是太阳能电池板造价昂贵。
3.性质不确定能源
(1)燃料电池。燃料电池是直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的一种装置。燃料电池常用的燃料有氢、天然气、甲醇等,常用的氧化剂有氧气、空气。
燃料电池的优点:洁净、污染低。纯氢和氧结合的燃料电池,可实现零放排。以甲醇、天然气为燃料的燃料电池汽车造成的大气污染仅为内燃机汽车的5%;燃料电池能量转换效率较高;噪音低。燃料电池属于静态能量转换装置,除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件,噪音小;燃料多样化。燃料电池所使用的燃料可以是氢、甲醇、天然气,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氢、水制氢的燃料电池可实现能源再生化。
燃料电池的缺点:成本高。质子交换膜电池中的膜材料和催化剂均十分昂贵;燃料的质量不过关。质子交换膜燃料电池必须使用没污染的氢燃料,而目前纯净氢的制取技术还存在困难。
(2)电能。以电能为动力的汽车分为三种:纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCV)和混合动力电动汽车(HEV)。纯电动汽车是指以车载蓄电池为电源,用电动机驱动的车(本文中的电动汽车指的是纯电动汽车)。
电能是一种洁净能源,电动汽车完全可以实现零排放、无污染,但是,目前的电能还不属于可再生能源,主要是因为电能还有相当一部分是通过煤炭、石油等化石类能源转换而来。
电动汽车的优点:洁净无污染。目前,只有电动汽车完全符合零排放,而且电动汽车噪音很低;电能是取之不尽、用之不竭的能源。如果用再生能源(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐)发电,电能可永续使用;电能的利用技术成熟。人类利用电能已有很长一段历史,遍布全国的电网可为电动汽车的充电带来极大的方便;电动汽车结构简单,维修方便。
电动汽车的不足:电池性能还无法满足电动汽车产业化的要求。目前,电动汽车的蓄电池主要有:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池比能量低,质量和体积太大,一次充电行驶里程较短,且寿命短,污染严重;镍镉蓄电池中的重金属镉对环境有污染;镍氢蓄电池有高温使用电荷量急剧下降的缺点;锂离子的问题是安全性和稳定性,此外,大功率锂电池存在技术难度;价格昂贵。蓄电池的价格是目前制约电动汽车产业化的障碍;电池充电时间长,蓄电能力有限;动力性差;电能还没有解决完全可再生和无污染问题。电能的生产还大量依赖煤炭、石油等不可再生资源,此外,汽车废弃蓄电池还有污染问题。
(3)氢能。氢是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形态出现,主要贮存于水,特别是海水中富含大量的氢,石油、天然气、煤炭、动植物体也含氢。氢的发热值是所有燃料中最高的,而且燃点高,燃烧速度快,是十分优质的二次能源。以氢气为能源驱动汽车,主要有三种方法:汽车携带贮氢罐,以氢气在发动机中直接燃烧产生动力;汽车电池放电电解出氢作燃料;以氢作燃料电池的燃料,用电力驱动汽车。
氢能的优点:氢是洁净能源。氢燃烧非常清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生其他对环境有害的污染物质;氢是高效燃料。每公斤氢燃烧产生的能量为33.6kW・h,是汽油的2.8倍;不需要对现有的技术装备作重大的改造。现在的内燃机稍加改装即可使用氢。
氢能的缺点:廉价的制氢方法是氢能利用的一大障碍。目前,氢的制取需要大量能量,而且制氢效率很低;氢的安全性能差。氢气是一种无色无臭的气体,而且着火界限宽、着火能低、燃烧速度快,容易引发火灾及爆炸。此外,氢特别容易泄漏,加油站、管道和纯化工厂很难完全消除泄漏隐患。
三、发展我国汽车新能源的思路
汽车产业在整个工业体系中占有核心地位,汽车新能源的发展战略不仅关系到汽车产业的可持续发展,而且对于整个工业的发展方向具有举足轻重的作用,因此,我们还需要从产业技术体系角度考虑汽车新能源的发展战略。
产业技术体系是指在工业生产部门各个产业领域所使用的各种产业技术,因其生产过程中的必然联系而构成的统一的有机整体。产业技术体系中的产业技术因其在生产部门生产过程中的影响范围和程度不同而分为源技术、主干技术、旁支技术三个层次。其中,源技术是最核心的、最具影响力的技术,它决定整个工业部门产业技术体系的性质和本质特征,决定了工业部门内部其他产业部门核心技术的产生、变革和地位。而主干技术是在源技术之下,直接与源技术配套的工业部门内部各产业技术,它们只是对一个或几个工业部门有重大作用。而旁支技术则是为主干技术服务的、处于次要地位的各产业技术。
人类历史上的历次产业技术革命都因产业技术体系中的源技术发生重大变革,推动产业技术体系中各层次的产业技术逐步改变,最终导致整个产业技术体系发生变革。第一次工业技术革命正是因蒸汽机的出现,导致人类生产的重心从农业转向工业;第二次工业技术革命由于内燃机和电力技术的发明,使人类生产走上了重化工业道路,也导致今天的资源危机和环境恶化;以微电子、新材料、新能源、生物工程、航天技术、海洋技术等为代表的第三次工业技术革命,并没有改变第二次工业技术革命所奠定的重化工业技术体系性质,却使消耗不可再生资源、污染环境的重化工业技术体系加速发展。今天,人类经济社会面临的生存危机,在本质上是产业技术体系性质造成的,是迄今为止历次产业技术革命都在产业技术开发与应用上忽视了人与自然的关系,从而导致产业技术体系各层次的产业技术都消耗不可再生资源、排放污染环境的废弃物造成的。
当前的产业技术体系还属于重化工业技术体系。重化工业技术体系中的源技术――电力技术和内燃机具有消耗不可再生资源、破坏环境的性质,带动了汽车、钢铁、能源、化工、机械加工等主干技术以及旁支技术也具有同样的性质。因此,要实现人与自然和谐相处,必须从根本上针对重化工业技术体系的源技术――电力技术和内燃机进行革命。
传统的内燃机是直接建立在石油、天然气等不可再生能源结构上的工业动力,是现代大工业各种产品生产的母机。汽车发动机是内燃机最突出的代表。汽车不仅是不可再生资源主要消耗者,也是城市环境恶化的主要元凶,此外,汽车产业更是在整个产业技术体系中关联最多的产业。因此,汽车洁净能源的开发应朝着改变传统的内燃机技术,使其由消耗不可再生资源、污染环境向使用可再生资源、对环境无害的方向发展,以推动整个产业技术体系向生态化变革,从而实现可持续发展的目标。因此,未来汽车的新能源应具备如下条件:
第一,新能源必须是可再生资源。不可再生资源终究会枯竭,用较丰富资源替代紧张资源只能作为短期权宜之计。
第二,新能源必须是洁净的。新能源不应对环境产生任何污染,应完全实现零排放。
第三,新能源有利于变革传统的内燃机技术。变革传统的消耗不可再生资源的内燃机技术不仅对于汽车产业发展有利,也会推动整个产业技术体系向可持续发展的方向努力。
四、我国汽车新能源的发展战略
综上所述,我们认为电能是汽车未来最佳的能源。但是,用电动机取代目前广为使用的传统内燃机不是一蹴而就的事情,因此,汽车新能源的发展战略还需要分阶段实施。
1.用电动机取代使用化石类能源的传统内燃机可作为远期终极目标
选择电能作为汽车未来能源的理由是:第一,电能是完全洁净的能源,电动汽车完全可以实现零排放;第二,电能完全有可能转变为可再生能源。尽管目前电能还不是可再生能源,但是随着太阳能发电、风能发电、生物质能发电、潮汐发电等的普及,电能会迅速转变成可再生能源;第三,有利于产业技术体系变革。传统内燃机被电动机取代,将导致化工、石油、煤炭等行业逐步萎缩,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电以及潮汐发电等产业将得到大力发展。层层推进,可推动整体产业技术体系发生变革,有望改变重化工业技术体系消耗不可再生资源、污染环境的本质。
2.发展燃料电池汽车是中期目标
将燃料电池汽车作为中期发展目标的理由是:第一,燃料电池汽车技术已相当成熟,极有可能先于电动汽车进入市场。近几年,世界各大汽车公司都纷纷推出以氢或甲醇为燃料的燃料电池汽车;第二,燃料电池汽车有利于环境保护和节省能源。氢燃料电池可实现零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料电池汽车也是常规汽车排放的30%。另外,燃料电池能效高有利于节省能源;第三,燃料电池完全可能实现由不可再生能源向可再生能源的转化。水解氢燃料电池可以实现资源的循环使用,因为氢与氧的燃烧产物就是水,水可以循环使用,取之不尽,用之不竭。另外,可利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源制氢,实现能源可再生化。目前,制约燃料电池成为可再生能源的是水解氢的制取技术,但是,甲醇等燃料电池技术的使用与推广,可为氢燃料电池的发展奠定良好的基础。第四,燃料电池汽车发动机是传统内燃机的变革,可为电动机最终取代传统内燃机提供经验。
尽管,目前的甲醇燃料电池、通过煤或天然气制取氢的燃料电池与我们所倡导的能源的可再生化发展方向违背。但是,只要太阳能、风能、潮汐能发电技术、水解氢技术一旦成熟,燃料电池实现可再生能源的目标就十分容易。因此,我们将燃料电池作为中期发展目标。
3.液化天然气汽车可作为短期发展目标
液化天然气(LNG)属不可再生资源,不符合能源的发展方向,也与我们的倡导的终极目标相悖。我们将其作为短期发展目标的理由是:第一,液化天然气有助于解决汽车尾气的严重污染问题。液化天然气与汽油、柴油相比,更洁净环保;第二,液化天然气有助于解决目前的石油紧张问题。我国的天然气储量较石油丰富,而且天然气的探明储量在不断增加。此外,使用液化天然气不受天然气管网限制,可充分利用世界天然气资源,这对于我国的能源安全有利;第三,液化天然气使用技术与现存的内燃机技术衔接较好。
但是,天然气资源是不可再生资源,长期过量开发与使用将会导致与石油资源一样的命运。因此,发展液化天然气汽车只可作为短期发展战略。
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能源发展战略范文5
自从2008经济危机以来,绿色经济和可持续发展战略得到了空前的关注。绿色经济能够保证自然环境和资源的可持续性,同时保证经济增长和发展。当前流行的凯恩斯主义和相关刺激经济的方案可以实现经济的绿色增长,这些方案依赖于低碳科技的发展。很多国家以此为契机调整国家战略及相关的政策,从而实现向低碳经济的转型,同时以绿色经济为手段来解决环境、经济、社会等各方面的挑战。然而,在技术发展层面之外,政策上的努力和期望依然不清晰。协调绿色经济、能源系统、社会制度依然是当前的主要挑战。如何评价绿色经济的政策效果依然存在争议。
向绿色能源经济的转型需要更大的动力和对经济结构的彻底转变。尽管在一些领域有了进展,现有的政策和战略仍然不足以解决绿色能源经济面临的世界性问题。这些问题说明人类社会产生了过多无用的绿色能源政策和低碳科技,但同时也加强了我们对绿色能源经济转变相关政策的效果、用途、复杂性的理解。
总的来说,我们需要更强的领导力、更积极的政治环境、缜密的评估、有效的多层管理、国内国外合作、经济与能源系统整合等来应对向绿色能源经济转型遇到的众多难题。本文研究的目的是总结绿色能源技术的最新进展,为国家绿色能源经济和可持续发展转型提供最新的技术支持。
2纳米技术在能量储存方面的应用
能量储存无疑是21世纪最大的挑战之一。为了应对现代社会的需要和日益突出的生态问题,对于新型的、低廉的、环保的能量转换和储存设备需求紧迫,促使了这个领域研究发展迅速。这些设备的性能与其本身使用材料的性质密切相关。而近几年,纳米结构的材料因其非同寻常的机械、电学、光学性质而备受瞩目。认识到纳米材料在能量转换和储存中的优缺点,以及如何控制它们的性质和合成同样至关重要。锂离子电池是当今材料电化学的一大成功。然而,依靠现有的电极和电解质材料,电池的性能已经达到极限。为了突破这个极限,其中一条可行的思路就是运用纳米材料。
使用纳米级的传统阴极材料有很多缺点,但是阴极依然有进步的空间。一种有关硅纳米柱的方法已经在阴极材料中运用;另一种由五氧化二钒或者LiMn2O4形成的微纤维纳米结构也有上述硅材料的优点:兼顾体积改变并允许高的反应速度。再者,二级纳米阳极材料与二级纳米阴极材料的研究工作也在同时进行。传统观念认为,为了使可充电锂离子电池中可以快速而可逆地充上电,必须在电极上使用嵌入化合物,并且嵌入过程必须是单相的。但是现在出现了很多反例:即使反应中有相转变,锂离子的嵌入反应仍然很快。除此之外,LiFePO4的例子也表明了纳米电极材料的优势。纳米结构扩展了阴极材料的范围。
锂离子电池的进步也同样依赖于电解质的发展。固体聚合物电解质是目前最有前景的材料,因为它们生产过程简单、形状和大小可控、能量密度高,并且可以实现电池全固态。然而其在室温下很低的离子电导性依然是技术的瓶颈。晶化的聚合物电解质以前被认为是绝缘体,但是最近的研究表明有些复合物有显著增加的导电性。现有材料的电导性还不足以达到实际应用的水平,但是这些材料为进一步的提高开拓了新思路。
总的来说,把材料从正常大小变为纳米级会显著改变它们的性质,自然也就会改变它们作为能量储存和转换设备材料的性能。有时唯一的影响就是简单改变粒子大小而产生;而对于具有特殊结构的纳米材料,情况可能更为复杂。由粒子更小引起的空间限制和表面积改变会影响材料的很多性质,这使我们更迫切地需要发展新的理论或者改进现有体相材料的理论。这是材料化学和表面科学的交叉学科,这两个学科对于研究纳米材料都很重要。
3高效太阳能电池的商业化前景
利用太阳能来生产电能是解决世界能源问题最好的办法之一。然而,为了与传统能源竞争,太阳能电池本身必须足够可靠和价格相对低廉。有几种类型的太阳能电池被广泛研究,包括晶圆、薄膜、有机太阳能电池,并在太阳能电池的可靠性、成本效益方面取得了巨大成功。成本效益可以理解为更少的材料和更高的转化效率。
图12014年光伏产业各材料占比情况
在光伏产业中,薄膜电池公司发展迅速;2001~2009年,100家公司进入了此领域,能量产值从14MW上升到2141MW。在长期发展中,如果薄膜光伏技术的效率和可靠性够高,它被预测会超过晶体硅技术。然而与之相对的情况是,投资者担心晶体硅的发展会压制薄膜技术(如图1所示)。薄膜技术在2009年开始衰落,因为它比晶体硅更贵,效率和可靠性更低。在其市场占额减小的情况下,一个不争的事实是:目前薄膜技术没有成功替代晶体硅,但是它在炎热的阳光地带仍然有很大的优势。具有更好温度系数和合适转化效率的薄膜电池在一些极端环境下确实好于晶体硅电池。
4生物能和废物处理系统
由于全球性的污染和人为活动,水在某些地区非常稀缺。对清洁水源的需求和人们对环境的重视导致了循环水的使用量增加。因此,混合废水处理系统等先进有效的处理技术在近些年得到了广泛关注。由于对全球的环境和能源问题的持续关注,可持续和环保的新型废水处理技术都得到了发展。因此,很多机构的工作重心都放在了研究高效节能的混合处理系统上。某些先进的混合技术,例如微生物燃料电池,甚至可以从废水中生产能量。
一个混合能源系统通常有两个或两个以上的能量源一起使用来节省燃料和提高系统效率。而在混合废水处理系统中,大多数可以被概括为两种或两种以上单元的组合:生物处理单元、化学处理单元、物理处理单元。选择何种混合系统取决于废水中的成分。生物处理经常用于清除有机物、氮化物和磷化物;物理处理通常用于除去悬浮物一类的物质;化学处理一般处理金属离子。大多数废水含有多种物质,因此需要用混合系统来彻底的净化。
(1)物理-生物混合系统可以在含有悬浮物、油污、有机和无机杂质的废水中运用。最常见的例子包括膜生物反应器(MBR):一种结合生物降解法和膜过滤法的反应器。这种反应器可以降低化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮含量(NH3-N)。MBR的優势有:可以处理有机物含量大的废水,提高净水效率,延长固体停留时间使硝化反应更完全。
(2)物理-化学混合系统用于富含悬浮物、油污、浑浊、有害离子的污水中。常见的物理-化学混合系统包括:
1)化学凝聚和沉降——用药品来使废水中的微小颗粒凝聚为大颗粒,然后用物理方法除去。
2)吸附——大比表面积的活性炭可以吸附很多物质。例如,吸附-絮凝-溶气气浮混合法可以除去水中大部分的油污。
3)臭氧化——种常见的用臭氧来杀菌和氧化有机物的方法。例如,将臭氧化-吸附混合系统加入自养除氮步骤中可以显著提高除氮效率。
4)混合除盐法——它将可逆电渗析(RED)和可逆渗透法(RO)结合在一起。在除盐过程中,RED利用盐浓度梯度发电,两者的结合可以大大减少能量消耗。
(3)化学-生物系统通常用于除去氮、磷、难处理的毒性有机物等。带有氧化功能的混合系统可以在短时间内降低废水毒性,并且增加其生物可降解性。而微生物燃料电池可以把有机废物转化为电能,在处理系统中使用它可以增加净水效率并降低处理成本。
(4)当废水中的污染物种类很多时,就要用到物理-化学-生物混合系统。例如,薄膜-絮凝-吸附-生物反应器(MCABR)可以有效除去有机物。其中有四种机理:膜过滤、微生物降解、聚氯化铝沉降、活性炭吸附。
5结语
总的来说,绿色能源技术已经得到长足发展,但仍有很大提高空间。固氧燃料电池是一种较成熟的能源轉换技术,其转换效率比热机高并且污染小。出于对成本和运行环境的考虑,某些情况下的固氧燃料电池需要相对低的运行温度。在不懈的研究工作下,某些电池的运行温度已经可以达到600℃以下,而且通过改进加工工艺和研究新的电解质材料可以进一步降低运行温度,从而达到400℃~500℃的更低温。未来几年内,低温固氧燃料电池及其材料仍会备受瞩目,并且其商业化的趋势会更显著。
除了能量转换,研究低廉环保的能量储存装置也是绿色能源的一大重点。锂离子电池是一大成功,然而为了突破现有性能的瓶颈,人们开始关注纳米材料。纳米材料具有非同寻常的性质,它在某些情况下被证明可以提高电池性能,而且扩展了可用材料的范围。然而人们对纳米反应动力学机理的了解还是很少,这个领域仍然有很多工作要做。为了实现更大的发展,我们需要发展新的材料和反应理论。
从长远来看,解决能源危机的最好方案之一是使用太阳能。对于薄膜太阳能电池,其中的CIGS和碲化镉电池都已经达到了很好的转化效率,然而相关元素低产量仍然限制了大规模商业化。有关新型薄膜光伏电池的研究也在进行中。尽管薄膜太阳能电池可能在市场配额上可能无法超过晶体硅电池,但是在特殊环境下薄膜太阳能电池有着无与伦比的优势。
出于对水资源稀缺的考虑,节能高效的混合污水处理技术近年来得到了广泛关注。由于成本和能源问题,未来的混合系统趋势将是从废水中提取生物能或者通过盐梯发电,因此我们需要在微生物燃料电池与RED研究方面付出更大努力。
能源发展战略范文6
【关键词】能源安全;能源结构;发展;战略
随着国际政治形势的变化以及经济社会的不断发展,当前能源供求关系更加复杂化,能源发展总出现了更多的新挑战、新问题。面对国内外能源发展环境的变化,我国当前的能源发展战略与经济社会发展要求之间差距越来越大,并因此带来了一系列的问题。这客观上要求我国要对于现有的能源发展战略进行调整,面对能与发展中存在的各种挑战不回避、不夸大,通过发展战略的调整来有效化解这些挑战,从而实现能源供求平衡、能源架构优化以及能源安全,为现代化建设提供坚实的能源保障。
一、我国能源发展面临的挑战
我国能源发展目前面临着诸多的挑战,这些挑战对于我国的长远发展发展来说负面影响极大,因此未来能源发展战略设计需要重点围绕能源挑战来开展,总结分析我国能源发展方面面临的挑战,可以总结概括如下。
1.能源消耗污染加剧
我国能源消耗所带来污染在不断加剧,当前我国已经成为世界能源第二大消费国,碳排放量已经跃居世界第一,长期以来能源消耗速度的快速增加已经给我国环境污染带来了巨大的压力,我国各个地区长期存在的各种雾霾就是明证,能源消耗污染加剧给居民生命健康带来了巨大的威胁,经济发展效益因此大打折扣,保守估计,我国每年因为环境污染所带来的各种损失都在万亿以上,而这其中能源污染占到了很大的比重。随着我国能源消耗数量的不断增加,能源消耗污染加剧所带来的各种危害越来越大,我国能源消耗结构中,煤炭一支独大,而煤炭清洁消费技术的落后导致了能源消耗污染所带来的危害持续加剧。
2.能源利用效率较低
我国能源利用效率比较低,油气、煤炭等能源资源非常宝贵,属于不可再生资源,我国这些资源利用效率比较低,这一点可以从单位能耗所创造的产值较低就可窥一斑,与日、美等发达国家相比我国能源利用效率仅仅是这些国家的八分之一甚至是十几分之一,能源利用效率低对于宝贵的能源资源来说是一个巨大的浪费,对于我国本来就不富裕的能源资源来说可以说是雪上加霜,同时能源利用效率低也导致了我国产品生产成本的居高不下。我国能源利用效率平均在36%左右这样一个水平,这意味着大量的能源资源被浪费掉,如何进一步提升能源利用效率这成为了未来我国能源战略设计需要重点考虑的问题。
3.能源安全形势严峻
我国能源安全形势比较严峻,我国能源结构的一个典型特点就是煤炭资源多,但是油气资源少,这些年我国能源对外依赖程度不断提升,统计数据显示,我国这些年进口油气数量不断攀升,石油对外依存度不断提升,2015年估计我国石油对外依存度将会超过60%,全年进口石油估计在3亿吨以上,这充分说明了我国能源安全的严峻性,而能源安全本身是国家安全的重要组成部分。我国能源安全形势因为石油对外依存度过高,且石油资源来源非常单一而不断凸显,在当今国际政治、军事形势异常严峻的情况下,我国在能源发展战略设计方面必须要充分考虑到能源安全这一问题。
4.能源价格体制不顺
能源价格体制不顺也是当前我国能源发展中存在的巨大挑战,长期以来,我国能源价格扭曲,为了实现经济更加平稳发展,保障国家能源供应,国家在价格层面对于能源价格管制过度,能源价格管理带有浓厚的计划经济色彩,能源价格长期以来低位运行,无法充分体现出来能源的价值以及珍惜性,市场机制在能源资源配置方面不能够充分发挥主导作用,结果就带来很多的负面问题,举例而言,能源利用效率比较低,能源价格偏低导致很多能源消耗单位不注重能源利用效率的提升,结果带来了能源资源的巨大浪费。未来我国能源发展战略必须要尽快理顺能源价格体系,充分发挥的市场机制、供求机制在能源生产、消费中的主导作用,从而提升能源利用效率。
5.能源占有水平偏低
我国能源占有水平比较低,无论是油气资源也好,还是煤炭资源、水电、核电等资源也好,虽然总量层面位居世界前列,但是被巨大的人口基数一平均,人均资源占有量就非常可怜,举例而言,我国这些年油气资源方面,资源储量非常有限,虽然国内油气资源产量年年增加,但是增幅有限,开采成本也是越来越高。能源占有水平低对长期以来粗放经济发展模式来说是一个利空,毕竟能源是经济发展的基础,没有充足的能源储备,则必然会一定程度上损害到地区经济发展潜力。
二、我国能源发展战略
针对当前我国能源发展中存在的各种挑战,未来我国必须要进尽快进行能源战略的调整,通过构建更加科学完善的发展战略,并全面落实相关战略,从而为经济社会的健康发展提供坚实能源支撑。
1.能源来源多元化
从能源来源方面来看,我国目前能源来源比较单一,突出表现就是石油资源来源区域比较集中,我国石油资源的进口区域就是中东。中东局势本身有着特殊性,这些年中东乱局比较突出,这一定程度上影响到了我国能源安全。未来从油气资源进口方面,需要做到来源多元化,过你的相关企业要到拉美、非洲等有着丰富油气资源的地区去购买资源,这样就能够有效的分散石油资源来源地比较集中的风险,实现能源来源的平衡,避免局部地区动乱所带来能源安全问题。
2.能源构成多元化
从我国能源构成来看,煤炭资源占比过大的问题比较突出以及明显,作为世界上煤炭资源最大生产国以及消费国,我国煤炭消耗所带来诸如雾霾、温室效应等问题比较突出,化石能源占比过高,而核电、水电、太阳能等新能源的构建比例偏低。针对这种问题,我国未来的能源发展战略就是要逐步减少化石能源所占比例,尤其是要逐步减少煤炭资源消耗,降低煤炭资源在国家能源结构中的比例,大力发展新能源,逐步提升新能源占比,尤其是要注意太阳能、风能等资源的开发力度,对于这些新能源,国家要给与相关政策鼓励,给予发展规划引导,从而激发相关主体开发新能源的积极性,实现能源构成更加多元化,保证能源构成的更加合理,进而减少能源构成单一以及比例不合适所带来的各种问题。
3.能源价格市场化
未来我国能源发展战略重点要理顺能源价格体系,构建起来基于市场、供求的能源定价体系,让市场价格能够充分的反映出来能源的真实价值以及稀缺性,从而实现能源利用效率提升。尽管我国能源价格体系改革已经提了很多年,也取得了一些成就,但是目前能源价格改革也已经步入到了深水区,未来能源价格体系改革依然是任重而道远,彻底的市场化是我国能源价格体系构建最终目标,因此国家需要逐步放松对于能源价格的管制,尽管实现能源价格从计划向市场的转变,实现价格体系有效性。
4.能源供求的平衡
我国客观存在资源总量不足的限制以及约束,未来要实现能源的供求平衡,需要从供给以及需求两个方面来进行调整,确保能源供求的基本平衡。从供给方面,关键就是从世界范围内进行相关能源获取、开发,加大能源开发力度,加大能源供应。从需求方面来看,我国要减量建好资源的消耗速度,这意味着我国能源发展必须要走资源节约型道路,将那种简单依靠高投入实现经济增长的模式进行抛弃,大力发展低耗能产业,有效的应对资源瓶颈的约束。同时,国家要进行能源供求平规划,处理好能源供求之间关系,避免供求失衡问题,举例而言,在煤炭行业,针对当前煤炭产能过剩这一问题,国家需要加强煤炭行业的调控,减少煤炭产能,淘汰落后产能,抑制新增产能你,从而实现煤炭资源供求平衡。
总之,能源战略是一个国家战略的重要组成部分,在国与国之间竞争不断加剧,能源对于一国经济发展重要性不断凸显的时代背景之下,国家需要在能源发展战略方面需要根据经济社会发展的需要来进行不断调整。国家需要加强能源发展战略的设计,从未来发展以及全局发展的角度出发,立足于当前能源发展面临的各种挑战,分析把握好能源发展所面临的各种挑战,从能源构成、能源来源、能源价格以及能源供求等多个方面系统着手来进行能源发展战略的设计与思考,从而保证能源发展战略的正确性,给国家能源供应以及安全提供良好的战略保障。
参考文献:
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