李 巖
國(guó)網(wǎng)河北省供電公司邢臺(tái)供電分公司 河北 邢臺(tái) 054001
能源是指含有能量的自然資源,如煤炭、石油、天然氣、太陽(yáng)能、水流、風(fēng)能等?!洞笥倏迫珪?shū)》對(duì)能源的解釋是“能源是一種包括所有燃料、流水、陽(yáng)光和風(fēng)的術(shù)語(yǔ),人類采用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段,給人類自己提供所需的能量?!鞭o海的解釋是“產(chǎn)生機(jī)械能、熱能、光能、電磁能、化學(xué)能等各種能量的自然資源。”凡是能直接或間接通過(guò)轉(zhuǎn)換而獲得某種能量的自然資源都可以統(tǒng)稱能源。
本文從我國(guó)能源現(xiàn)狀的實(shí)際出發(fā),明確了只有能源充足才能保證經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)周期繁榮,文章還重點(diǎn)從電力生產(chǎn)角度入手,深刻分析實(shí)現(xiàn)綠色清潔能源建設(shè)的必要性。
在全球各個(gè)國(guó)家加強(qiáng)對(duì)新能源開(kāi)發(fā)利用的同時(shí),我國(guó)對(duì)新能源和可再生能源探索的腳步從未放慢,在2008年北京舉行的中國(guó)能源狀況和國(guó)際合作新聞發(fā)布會(huì)上,我國(guó)發(fā)言人提到:今后一個(gè)時(shí)期,我國(guó)可再生能源發(fā)展的重點(diǎn)是水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽(yáng)能,到2020年建成水電3億千瓦,風(fēng)電3000萬(wàn)千瓦、生物質(zhì)發(fā)電3000萬(wàn)千瓦、太陽(yáng)能發(fā)電180萬(wàn)千瓦,到2020年建成太陽(yáng)能熱水器面積3億平方米。實(shí)現(xiàn)沼氣年利用440億立方米、生物質(zhì)成型燃料5000萬(wàn)噸。積極發(fā)展非糧生物液體燃料,到2020年形成年替代1000萬(wàn)噸石油的能力。
世界能源委員會(huì)(WEC)將“能源效率”定義為:減少提供同等能源服務(wù)的能源投入。一個(gè)國(guó)家的綜合能源效率指標(biāo)是增加單位GDP的能源需求,即單位產(chǎn)值能耗。通俗的理解能源效率是指用科學(xué)技術(shù)提高能源使用率,提高能源效率是指依靠技術(shù)手段來(lái)提高能源的利用效率。只有逐步提升能源的使用效率,使能源得到最大程度的利用率并避免浪費(fèi),才是對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期發(fā)展的保護(hù)。比如,我們可以通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段或各類方法實(shí)現(xiàn)能源效率的提升等。
近些年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn),人民各方面生活得到很大提高,隨之而來(lái)的各種能源與資源緊張的情況逐步顯現(xiàn),大到教育資源,醫(yī)療資源的緊張狀況,小到日常柴米油鹽的價(jià)格波動(dòng)。由圖1可知,從全球能源的消耗來(lái)看,人們對(duì)電力的消費(fèi)需求是逐年遞增。因此人人具有節(jié)能意識(shí)顯得尤為重要。就居民用電來(lái)講,小到平日隨手關(guān)閉電源,及時(shí)拔掉不用的電器插座;大到有意識(shí)地避開(kāi)用電高峰期,錯(cuò)峰用電,這些看似很小的節(jié)能行為,卻能緩解很大的用電負(fù)荷壓力。舉個(gè)例子在2003—2005年全國(guó)各地普遍出現(xiàn)了電力緊張的狀況,因?yàn)榭照{(diào)廣泛使用和電力危機(jī)。為倡導(dǎo)空調(diào)節(jié)能,由北京地球村、世界自然基金會(huì)、中國(guó)國(guó)際民間組織合作促進(jìn)會(huì)等六家環(huán)保NGO (non-government organization指在特定法律系統(tǒng)下,不被視為政府部門(mén)的協(xié)會(huì)、社團(tuán)、基金會(huì)、慈善信托、非盈利公司或其他法人,不以盈利為目的的非政府組織)發(fā)起,隨后全國(guó)50余家NGO響應(yīng),展開(kāi)了 “26攝氏度空調(diào)節(jié)能行動(dòng)”。空調(diào)耗電已在很多發(fā)達(dá)城市中占夏季電力高峰期負(fù)荷的49%左右,另外我國(guó)建筑保溫性能差,空調(diào)運(yùn)行效率低,許多人沒(méi)有形成良好的生活節(jié)能習(xí)慣,所以節(jié)能的潛力空間很大。國(guó)家發(fā)改委專家指出:以北京為例,如果將空調(diào)溫度從22攝氏度提高到26~28攝氏度,就能夠給北京節(jié)約4~6億千瓦時(shí)以上的空調(diào)耗電量,削減大約50~75萬(wàn)千瓦的電力高峰期容量需求,為用戶節(jié)約1.8~2.7億元的空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用,減排二氧化硫2400~3500噸,減排二氧化碳40~60萬(wàn)噸,并且降低缺電壓力,減緩全球氣候變暖。據(jù)分析,若開(kāi)展全國(guó)節(jié)能,到2020年,我國(guó)空調(diào)高峰負(fù)荷節(jié)電空間約9000萬(wàn)千瓦,相當(dāng)于5個(gè)三峽電站的滿負(fù)荷容量,是規(guī)劃中2020年全國(guó)核電總裝機(jī)容量的2~3倍,相應(yīng)的可減少電力建設(shè)投資4000億元以上。
圖1 2010-2040年全球主要能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)
近些年,隨著人們對(duì)能源危機(jī)認(rèn)識(shí)的逐步提高,在全球范圍內(nèi)可再生能源得到迅速的發(fā)展。一些可再生能源技術(shù)得以推廣應(yīng)用:如水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電等增長(zhǎng)速度在20%以上,近幾年隨著全球氣候逐步變暖,國(guó)際油價(jià)的大幅度波動(dòng)以及《京都議定書(shū)》的生效,可再生能源已成為全球能源領(lǐng)域的熱點(diǎn),各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都投入了大量資金致力于研究可再生能源的發(fā)展。當(dāng)然,我國(guó)在這方面也不落人后,從2006年1月1日我國(guó)正式頒布了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》之時(shí),我國(guó)就逐步加快了開(kāi)發(fā)利用可再生能源的步伐。我國(guó)擁有豐富的可再生能源資源,據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在2004年,我國(guó)的可再生能源資源的利用總量達(dá)到4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中占20%,其中傳統(tǒng)方式的生物質(zhì)能利用提供了2.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,水電裝機(jī)容量達(dá)到1億kW,提供1.25億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,太陽(yáng)能、風(fēng)電、海洋能、現(xiàn)代技術(shù)生物質(zhì)能(指主要是農(nóng)業(yè)廢棄物、森林和林產(chǎn)品剩余物及城市生活垃圾等)提供2500萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能源,由此可見(jiàn),我國(guó)的可再生能源在能源供應(yīng)的體系中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
從電力的能源建設(shè)角度講,電能便于集中、分散、傳輸控制和轉(zhuǎn)換成各種形式的能源,它使用方便并且不可或缺,因此電力工業(yè)的發(fā)展也成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。由于我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富,煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)性能源,傳統(tǒng)的火力發(fā)電 (指主要以煤炭或石油與天然氣等燃料來(lái)發(fā)電,通過(guò)燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為水蒸氣的熱能,推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),再將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能)還占據(jù)著發(fā)電產(chǎn)業(yè)的主力位置,火力發(fā)電廠在全世界發(fā)電總裝機(jī)容量中占70%以上。近些年隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升,我國(guó)各地區(qū)霧霾情況的加重,使用更清潔的能源來(lái)發(fā)電應(yīng)成為電力建設(shè)的主要發(fā)展方向。
據(jù)最新水能資源復(fù)查結(jié)果顯示,全國(guó)水電資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量為4億kW,分布廣泛,覆蓋全國(guó)30個(gè)省市的1600多個(gè)縣(市),依據(jù)我國(guó)地域特征,科學(xué)規(guī)劃水電資源開(kāi)發(fā),要在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下,積極建設(shè)大型水電站,有序開(kāi)發(fā)利用好小型水電站,加強(qiáng)抽水蓄能電站的建設(shè);2009—2013年,我國(guó)實(shí)施了“金太陽(yáng)工程”為屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目提供補(bǔ)貼,啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電市場(chǎng),隨著國(guó)內(nèi)大型企業(yè)對(duì)萬(wàn)噸級(jí)多晶硅及晶硅電池全套工藝的掌握,光伏設(shè)備成本將不斷降低,光伏發(fā)電將越來(lái)越多的活躍于電力市場(chǎng),此外,我國(guó)邊疆地區(qū)一些大型風(fēng)電發(fā)電廠也已投入運(yùn)行。
我國(guó)的生物質(zhì)能源資源主要依靠農(nóng)業(yè)廢棄物,森林和林產(chǎn)品剩余物及城市生活垃圾,其中農(nóng)業(yè)秸稈產(chǎn)量過(guò)6億噸,生物質(zhì)發(fā)電利用的重點(diǎn)就是依靠垃圾發(fā)電、沼氣發(fā)電和農(nóng)林廢棄物發(fā)電。全國(guó)現(xiàn)已建成兩大南北乙醇燃料生產(chǎn)基地形成了100多萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。今后還要加強(qiáng)海洋能、核聚變能、氫能等可利用的新能源的深入研究與開(kāi)發(fā),并要結(jié)合實(shí)際逐步解決如何將這些新能源并網(wǎng)傳輸?shù)染唧w問(wèn)題,就目前而言,我國(guó)正在逐步推行特高壓電網(wǎng)建設(shè),也就是以特高壓電網(wǎng)為主力網(wǎng)架,以輸送清潔能源為主導(dǎo),連接大型清潔能源基地和各種分布式電源,來(lái)將電力能源送入用戶。
我國(guó)是煤炭產(chǎn)出大國(guó),煤炭資源在全國(guó)能源消耗中占主導(dǎo)地位。大力開(kāi)發(fā)并鼓勵(lì)坑口電廠建設(shè),減輕煤炭運(yùn)輸負(fù)擔(dān),積極推進(jìn)煤炭清潔技術(shù)和綠色開(kāi)發(fā)利用,加強(qiáng)以排矸降灰和脫硫?yàn)槟康牡拿禾肯催x加工技術(shù),從源頭控制煤炭的發(fā)電質(zhì)量,提高煤炭的利用率。
隨著人類社會(huì)文明的不斷進(jìn)步,物質(zhì)生活水平的不斷提高,必須將新能源與可再生能源的發(fā)展作為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的前提,尤其在電力系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)始終把奉獻(xiàn)綠色清潔能源做為生產(chǎn)目標(biāo),逐步淘汰污染環(huán)境的落后產(chǎn)能項(xiàng)目,通過(guò)對(duì)新能源與再生能源的高效利用,最終實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的可持續(xù)性發(fā)展。
[1] 劉振亞,著.全球能源互聯(lián)網(wǎng)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2015.
[2]劉振亞,著.中國(guó)電力與能源[M].北京:中國(guó)電力出版社,2012.
[3]王麟生,戴立益,著.可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2010.
山東電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)2015年4期