周祖光

(海南省環(huán)境科學研究院，海南海口570116)

世界能源需求的不斷攀升和自然資源的日益枯竭，對能源供應及消費都提出了新的挑戰(zhàn)。這里所指的可再生能源主要包括太陽能、風能、水能、地熱能、海洋能等對環(huán)境不產生污染的可再生能源?？稍偕茉吹拈_發(fā)利用已成為當今世界能源生產中直驅猛進的一個戰(zhàn)略性變革，也將從根本上改變21世紀全球的能源構成。人類將從傳統(tǒng)的熱動力體系中解脫出來，勇敢而又明智地向自然界索取清潔、經濟的新能源，逐步建立一個具有多種能源構成的、集中與分散相結合的、人與自然和諧的熱動力綜合體系。調配經濟結構，轉變發(fā)展方式，大力發(fā)展可再生能源，既能優(yōu)化能源結構，促進能源資源節(jié)約，又能帶動產業(yè)結構優(yōu)化，提高經濟競爭力，有利于國民經濟可持續(xù)發(fā)展。2008年我國清潔可再生能源的開發(fā)利用總量為2.34億t標準煤，只占能源總消費量的

8.9%;目前我國水電、風電裝機分別占電力總裝機的

21.5%、1.5%，光伏發(fā)電裝機容量只有15萬kW，而歐盟僅風電裝機就占全部裝機比重的7%以上，相比之下我國還有較大差距［1］。近年來，海南省可再生能源的開發(fā)利用取得了較大的成績，水能、生物質能、太陽能、風能等的開發(fā)利用都得到了大力發(fā)展與推廣應用，具有廣闊的市場前景，這是海南清潔能源發(fā)展邁出的可喜步伐，是海南綠色崛起的重要舉措。

1 太陽能的開發(fā)利用

1.1 概述 太陽能產業(yè)是可再生能源產業(yè)中的一個激情產業(yè)。海南島地處熱帶，光溫資源豐富，年平均氣溫22～26℃，“夏”長達8～10個月，完全無“冬”，日照時數(shù)達1 750～2 750 h/年，可開發(fā)利用時數(shù)多，其中西部沿海地區(qū)最多，達2 650 h/年左右;年中日長變化也不大，夏至日(最長)與冬至日(最短)相差只有2.15 h左右，且各年變化都很穩(wěn)定;太陽總輻射量大，每年平均約4 600～5 800 MJ/m2，其中西部東方市一帶最大，達5 800 MJ/m2，日照時數(shù)2 750 h/年。如果將其換算成煤，按1 t煤當量相當于2.93×1010J換算［2］，那么海南島太陽總輻射量每年相當于0.16～0.20 t/m2的煤。2010年海南省有家庭戶數(shù)為253.55萬戶，如果平均每個家庭有1 m2利用太陽能的裝置，就等于節(jié)約40.6萬t/年以上的煤。

1.2 現(xiàn)狀 近年來，海南省太陽能開發(fā)利用發(fā)展迅速，太陽能光伏產業(yè)，全省首個太陽能熱發(fā)電示范項目——益科博1 MW“模塊定日陣”聚焦光熱發(fā)電系統(tǒng)示范項目，在三亞建成并發(fā)電成功;首個大型太陽能光伏并網發(fā)電項目——臨高20 MW光伏并網示范工程，已于2011年投產，這是目前國內已建成的最大光伏并網發(fā)電示范項目之一;華能南山電廠太陽能熱發(fā)電項目2012年底投產，替代部分天然氣發(fā)電，年發(fā)電量約100萬kW·h，年減排二氧化碳量約900 t;總投資約15億元的大廣壩二期灌渠太陽能光伏100 MW發(fā)電項目正在建設之中，該項目建成后，每年可為海南省提供約1.5億kW·h的清潔能源;2012年新增50 MW屋頂光伏電站，利用建筑閑置屋頂安裝容量為2 MW的光伏發(fā)電系統(tǒng)，使閑置的約為2萬m2的建筑屋頂?shù)玫接行Ю?英利集團在海南投資150億元建設光伏產業(yè)基地，拓展低碳可再生能源，為建造低碳、綠色、環(huán)保的國際旅游島做出了貢獻。此外，海南省太陽能熱水器、太陽能照明等的利用也都在不斷、廣泛推行普及。

1.3 建議 海南擁有得天獨厚的發(fā)展太陽能的最好條件和優(yōu)勢，大力開發(fā)利用太陽能不僅契合海南綠色崛起戰(zhàn)略，也符合低碳發(fā)展方向。在城市方面，應大力利用城市中高層建筑樓面多的優(yōu)勢，把太陽能利用與城市建設有機結合起來，預留太陽能管道、屋頂統(tǒng)一施工安裝太陽能裝置等，使公共照明等用能實現(xiàn)利用太陽能;在工業(yè)方面，如海南食品工業(yè)中的釀造業(yè)，可以把傳統(tǒng)的釀造工藝改造為利用太陽能加溫發(fā)酵新工藝，既節(jié)約了能源，降低了成本，又減少了環(huán)境污染;在農村方面，大力提倡采用太陽能熱水器，雖然太陽能產品一次投入成本高，但是使用成本很低，一次投入就可以換來多年的使用，且產熱效果好。另外，一些城市小區(qū)、農村農戶在利用太陽能時，對安裝太陽能裝置可給予適當補貼，以加快推進海南省太陽能的開發(fā)利用。

2 風能的開發(fā)利用

2.1 概述 風電的優(yōu)點是蘊藏量大、可再生、無污染、不淹地、占地少、建設周期短、投資靈活、自動控制水平高、運行管理人員少等，缺點在于它是密度小的隨機性能源。海南島在全國來說屬風能豐富區(qū)，屬大風和多風熱帶季風氣候，大部分地區(qū)年平均風速在2.5～3.5 m/s。根據(jù)《海南省風能資源評價報告》，海南島陸地風能資源總儲量為828.38萬kW，技術可開發(fā)量為128.4萬kW，從海南島西部沿海的東方感城鎮(zhèn)沿海岸線至昌江海尾鎮(zhèn)，為風能資源極其豐富區(qū)，年平均風功率密度超過200 W/m2;東北部風速要比西部沿海地區(qū)小些，為風能資源豐富區(qū)，年平均風功率密度超過150 W/m2;從昌江海尾鎮(zhèn)沿著海岸線至臨高馬裊，為風能資源較豐富區(qū)，平均風功率密度超過100 W/m2。此外，海南島近海風能資源儲備量也非常豐富。如何利用這些強大的風力造福于海南人民，為海南提供嶄新的用之不竭的新能源，很值得深入研究。

2.2 現(xiàn)狀 海南省自1997年東方風能發(fā)電廠建成并網發(fā)電后的10年時間里，風能的開發(fā)利用沒有較大的新進展，近幾年，海南省在積累了風能開發(fā)利用經驗的基礎上，正在迎頭趕上，開始大規(guī)模風能的開發(fā)利用。華能文昌風電廠一期工程首批22臺風力發(fā)電機組并網發(fā)電成功，成為2008年海南省第一個并網發(fā)電的風電項目;儋州峨蔓、東方高排、東方四更、東方感城風電場陸續(xù)開工建設，并陸續(xù)投入使用;臨高希望工程加氣加油站的照明和生產已啟用太陽能和風能風光互補合作發(fā)電，其優(yōu)勢為晴天可以太陽能蓄電，陰雨天可以風力蓄電，從而為照明提供足夠的能源保障。此外，在?？谑袇^(qū)的新大洲大道，海口美蘭機場，以及東西線高速路部分路段等，風光互補照明的路燈已經大有成效。據(jù)有關消息，2020年海南省進行大規(guī)模建設風電后，風能發(fā)電可相當于消耗1 715萬t煤。海南省進入了風能開發(fā)利用的新時代。

2.3 建議 海南省風能資源很豐富，目前風能的開發(fā)利用僅限于陸地上，而沿海風能資源還沒有進入開發(fā)利用。對于一些有人居住的小島嶼、偏僻地區(qū)和特殊設備供電(如燈塔、導航設備、氣象站等)，可以考慮引進小型風力發(fā)電裝置，或引進一些中型風力發(fā)電裝置;對于冬春季枯水期間，水電提供電力不足，而正是風力強勁的季節(jié)，此時采用風電和水電互補使用，尤為可取;應加快風能利用的科技攻關，大力解決風能開發(fā)利用和綜合利用技術中的難題，提高風能技術裝備的技術水平，推廣一批實用技術、設備。

3 水能的開發(fā)利用

3.1 概述 人類在所有可再生的綠色能源開發(fā)利用中，水能的開發(fā)利用是最充分的，一直都保持著主導地位。水力發(fā)電，把水能這種一次能源轉變?yōu)槎文茉础娏?，在應用技術上已經完全成熟，經濟性也比其他能源優(yōu)越，是一種廉價能源。海南水能資源豐富，河流眾多，又由于中高邊低的地理環(huán)境優(yōu)勢，形成了天然落差大且較集中的較好條件，可供開發(fā)利用的程度較高。全省水能資源的理論蘊藏量有99.5萬kW，可開發(fā)水電總裝機容量77.2萬kW，年發(fā)電量26.25億kW·h，相當于火電廠每年消耗96.7萬t標準煤，或69.1萬t原油。

3.2 現(xiàn)狀 目前，海南省已開發(fā)利用的水能資源約為54萬kW，約占全省可開發(fā)量的70%，處于全國較高的水平［3］。截止2009年底，全省農村小水電站共有314處，裝機容量29.70萬kW，年發(fā)電量10.76億kW·h，可少燒48.2萬t標準煤，減少116萬t二氧化碳和其他大量有害氣體與污水的排放。這些小水電的運營成本低，一般占到投資額的10%左右，投資的回收快速、穩(wěn)定。小水電既有投資少、見效快、符合海南河流短小而眾多、自然落差大等特定環(huán)境和適應局部缺電、少電等現(xiàn)象，又不會像大中型水利電力工程那樣易引起河岸和河床侵蝕、庫內泥沙淤積、生態(tài)環(huán)境變化等問題。

3.3 建議 海南省水能開發(fā)利用依然有潛力，應繼續(xù)鼓勵水能的開發(fā)利用，尤其是小水電，適當上調小水電的入網電價，適當減免小水電的稅收或給予一定的稅收優(yōu)惠政策，以扶持小水電的發(fā)展，給小水電行業(yè)正常的生存和發(fā)展空間。

4 地熱能的開發(fā)利用

4.1 概述 地熱資源是指在當前技術經濟和地質環(huán)境條件下，地殼內能夠科學、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。地熱資源按其在地下的賦存狀態(tài)，可以分為水熱型、干熱巖型和地壓型地熱資源;其中水熱型地熱資源又可進一步劃分為蒸汽型和熱水型地熱資源。地熱資源按溫度分為高溫(≥150℃，可用于發(fā)電、烘干)、中溫(90～150℃，可用于工業(yè)、發(fā)電、制冷)、低溫(40～90℃，可用于采暖、工藝流程和醫(yī)療、洗浴、溫室)三級。根據(jù)相關報告，海南島具有豐富的熱干巖地熱資源，開發(fā)利用這些深層地熱資源，對于調整能源結構，實現(xiàn)海南省能源的可持續(xù)發(fā)展，建設低碳經濟試驗示范區(qū)有重大戰(zhàn)略意義;海南地殼薄，比全國很多地方的地殼要薄20多km，鉆井不必打得很深，開發(fā)深層地熱用于發(fā)電具有很好優(yōu)勢。根據(jù)《海南省地熱資源勘查開發(fā)利用規(guī)劃》，海南省目前已發(fā)現(xiàn)31處裂隙型帶狀地熱田，已初具開發(fā)規(guī)模的有9處，開采量為5 700 m3/d，約占資源總量的12%。根據(jù)《2010年度海南省地質環(huán)境公報》，截至2010年底，海南省已探明儲量的地熱資源水源地有19處，允許開采量達51 000 m3/d。瓊海市于2005年被中礦聯(lián)命名為“中國溫泉之鄉(xiāng)”。

4.2 現(xiàn)狀 《海南省地熱資源勘查開發(fā)利用規(guī)劃》根據(jù)全省地熱資源的分布特點，劃分了5個各具特色的地熱資源開發(fā)利用區(qū)，20個地熱資源規(guī)劃分區(qū)，允許地熱資源開采規(guī)劃區(qū)8個，10個鼓勵地熱資源開采規(guī)劃區(qū)(包括文昌官新熱礦水、儋州蘭洋熱礦水、瓊海官塘熱礦水開采規(guī)劃區(qū)等)。目前已開發(fā)利用的溫泉有:儋州市藍洋溫泉、瓊海市官塘和九曲江溫泉、萬寧市興隆溫泉、保亭縣七仙嶺溫泉、三亞市南田溫泉、三亞市鳳凰山莊溫泉及?？谑卸嗉屹e館和酒店等。

4.3 建議 海南地熱資源豐富，溫泉分布廣泛，多數(shù)溫泉礦化度低、溫度高、水量大、水質佳，很多都屬于治療性溫泉;海南地熱資源的開發(fā)利用目前較局限于旅游和療養(yǎng)，工業(yè)開發(fā)利用還沒有形成氣候，而海南的溫泉資源屬中溫、熱水這兩個級別的為數(shù)不少，應用于工業(yè)上是可行的;開發(fā)利用地熱礦泉水資源要做到規(guī)范化、標準化和科學化，采用先進技術，提高資源利用率，使資源得到可持續(xù)利用、循環(huán)利用和科學利用，充分發(fā)揮其資源效益和社會效益;開發(fā)利用溫礦泉水，要創(chuàng)新溫礦泉開發(fā)理念和利用價值，提高項目的社會效益與經濟效益。

5 海洋能的開發(fā)利用

5.1 概述 海洋能源主要為潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水溫差能和海水鹽差能。從理論上講，海洋波浪能是巨大的，但它卻是一種低品位能源，在自然狀態(tài)下難以經濟地開發(fā);海洋水溫差能主要集中于南緯30°至北緯30°之間海域內，因為那里的海水溫度比海面水溫低15至20℃;海洋的潮汐能是巨大的，近30年多來，人類在開發(fā)潮汐能方面取得了明顯的進展，世界上的沿海國家?guī)缀醵荚谥盅芯亢烷_發(fā)利用海洋的潮汐能量，我國從20世紀70年代起也已建成了一批潮汐發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)相關資料，世界潮汐能理論蘊藏量27億kW，可供開發(fā)量2億kW;中國理論蘊藏量1.1億kW，可供開發(fā)量0.21億kW。海南島沿海有港灣60多個，1.5萬hm2，潮差一般為1.7 m，有些地帶潮差可達2.73～3.91 m，港灣潮汐能資源共有37.7萬kW，按可利用率30%計算，可發(fā)電量11.1萬kW。

5.2 現(xiàn)狀 國外最早利用潮汐發(fā)電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站，其次是1967年法國建成的朗斯潮汐電站，之后美國、英國、加拿大、前蘇聯(lián)、瑞典、丹麥等國家相繼興建了潮汐電站，并取得巨大成功。我國也發(fā)展了一些潮汐電站，但技術等多方面有待突破。海南省潮汐能的開發(fā)利用基本上仍然是一個空白。

5.3 建議 潮汐能是一種非常特殊的能源，其利用難度相比傳統(tǒng)能源更高，所產生的經濟成本也相對較高，但卻是沒有污染的可再生能源，因此可以從長期的戰(zhàn)略出發(fā)，作為地區(qū)的未來清潔能源利用模式。開展低成本潮汐電站建設研究，可以考慮堆砌防波堤形成蓄水庫，漲潮蓄水發(fā)電，落潮發(fā)電泄水;可以考慮和岸線治理、海島綜合開發(fā)等相結合，使得綜合性價比最優(yōu)，降低發(fā)電成本;引進國內外潮汐發(fā)電的先進技術，在一些潮差較大的海岸帶和在南海諸島建造一些利用漲潮和落潮差發(fā)電的小型潮汐電站，提供局部用電;進行長遠規(guī)劃，在一些潮差較大的沿海岸帶建造較大型的串式潮汐電站，由多臺機組組合，這樣可以給海南省提供更多的可再生電力。

6 小結

在可再生能源的開發(fā)利用中，還可考慮潮汐能和海洋風能等的綜合利用，其成本會無形中大大降低。如建造一些較大型的潮汐電站，其投資成本是很高的，從經濟上看似乎很不合算，但只要綜合考慮，加強多學科之間的協(xié)調(如電力、建筑、經濟、旅游、環(huán)境和社會等學科之間的協(xié)調)，這樣的電站本身的建筑體由于矗立在沿海，將與秀麗的海灘、海洋和沿海風光等構成了絢麗多彩的迷人景觀，對該區(qū)的旅游事業(yè)更添風姿，這樣綜合其各方面的收益很快就會使其投資全部回籠。在可再生能源的開發(fā)利用中，要綜合考慮風能、太陽能、地熱能、小水電等的互補作用，完善海南省生活和生產所需可再生能源，從根本上改變海南省的能源結構，使可再生能源所占的份額越來越大，使海南省生態(tài)環(huán)境與海南國際旅游島建設得更加優(yōu)美醉人。

［1］朱永芃.新能源:中國能源產業(yè)的發(fā)展方向［J］.求是，2009(24):45-47.

［2］煤炭研究網.什么是煤當量［EB/OL］.http://www.coalstudy.com/cn/study/zspd/mt/201305/23583.html.

［3］周祖光.小水電工程施工期環(huán)境監(jiān)理研究——以樂東縣富光水電站為例［J］.中國農村水利水電，2012(3):128-130.