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中国新能源的发展现状与未来趋势胡庭栋(电力工程及其自动化，电力1106，201101320108)The Current Development Situation and the Future Trend of Chinese NewThe Current Development Situation and the Future Trend of Chinese NewEnergyEnergyHu Ting-dong摘要：我国对电力的需求也不断增大。所依靠的主要电力能源在短期内是不可再生的。同时，开发和利用这些能源环境问题，这也成为经济发展的重要限制因素。正是基于这个背景，我们展开了 中国新能源的发展现状与未来趋势 这个研究来探讨中国新能源的当下与未来。从我国能源形式，并网存在问题着手，研究分布式发电较集中式发电的优势以及新能源发电的未来趋势。新能源发展趋势、前景从新能源行业发展总体情况来看，大部分新能源利用方式始于 20 世纪 70 年底，并在 90 年代开始普及应用，虽然部分技术趋向成熟，但无论从市场扩张速度还是成长前景看，新能源行业仍然处于生命发展周期中的成长期，并将在3 年左右的时间内陆续进入成熟期。由于技术的限制，短期内电力行业没有替代品，电力行业生命周期的问题主要研究对象是各种具体的电源类型，比较的是这些电源类型之间的替代和生命周期。新能源由于具有清洁、可持续的特性，因此新能源行业的成熟期持续时间将较长，即使到了行业的饱和衰退期，其衰退速度也将很慢。具体来看，水电行业历史悠久，技术已经比较成熟，可以看作是步入成熟期的行业；风电产业在 20 世纪 70 年代末起始西欧国家，风电设备行业克服了“能量不稳定”、“转换效率低”等弱点，在丹麦、德国、西班牙、荷兰、美国、日本、印度等国家得到广泛应用，风电设备产业在部分国家开始饱和，逐步向外技术输出。从这些特征可以确定，风电设备产业在先发国家已经进入了成熟期，但在中国、印度等新兴国家，风电产业仍处于快速成长期；太阳能发电行业目前在技术研发、试点应用等方面取得了显著成效，已经脱离了幼稚期，但由于成本仍然过高，限制了技术的推广应用，可以看作刚刚进入成长期的朝阳产业。新能源行业目前投资成本仍然较高，尤其是大型风电基地、核电站的投资规模要求很高，行业存在一定风险，但短期来看，国家新能源发电优先上网的政策对新能源行业盈利水平提供了基本的保障。虽然风电设备、多晶硅等部分潜在产能过剩或存在低水平重复建设的行业竞争趋向激烈，部分企业发展面临困难。但在 2020 年前，在国家节能减排及能源结构调整的大背景下，新能源行业均将保持在景气区间，行业盈利水平有望持续提高。一、中国能源行业发展历史2003 年-2012 年，我国一次能源消费总量增长率9.5%，其中传统能源增长9.2%，新能源增长 14.5%；由此我们可以看到中国的一次能源消费结 构正在发生着改变。然而，其改变的进程相对缓慢，中国的能源危机还是愈发的走向了边缘。从下面这组数据中，我们可以看到传统能源占主导地位的一次能源消费模式已经走到了尽头，新能源的广泛利用才是解决能源危机的出口。众所周知，中国是富煤、缺油、少气的资源条件，然而从 2009 年起我国从煤炭出口大国变为 了净进口国，到 2012 年煤炭的对外依存度已经高达 14%。原油对外依存度更是节节攀升，从2003年的 36%到达 2012 年的 56.4%；从 2006 年 开始我国成为天然气净进口国，且净进口量持续增加，国内天然气供不应求，2008-2012 年净进口量年均复合增速为 129.28%，2012 年达到 378.6 亿立方米，对外依存度高达 28%。我国能源消费结构亟待优化，必须改变过于依赖石油和煤炭的现状，加大对天然气、核电和其他新能源的开发使用力 度，这不仅有利于节能减排，也是我国经济实现可持续发展的战略选择。二、中国新能源发展现状新能源在我国发展至今，主要有如下几种发展形势；1.洁净煤技术由于我国煤炭在能源中的重要地位，今后一段时期内，煤炭仍将是我国主要的一次能源，最直接也是最重要的就是煤炭的清洁燃烧。目前比较成熟的的洁净煤技术主要包括：型煤、洗选煤、动力配煤、水煤浆、煤炭气化、煤炭液化、洁净燃烧和发电技术等。2.核电核能是清洁的能源。核电目前是我国主要的发电来源之一，地位仅次于煤炭和水电。目前中国核电在建规模居全球第一：在建核电机组 30 台，总装机容量 3281 万千瓦，占全球的 45.7；2020 年中国在运核电装机规模将居全球第三，达到 5800万千瓦，在建 3000 万千瓦，仅次于美国和法国。我国政府规划是到 2020 年，每年核发电能力，从目前的 8700 兆瓦，增加到 4 万兆瓦，意味着20062020 年的 14 年里，中国将增建 30 座核电厂。3.太阳能太阳能是清洁可再生的能源，目前已在我国得到较大范围的使用，主要体现为太阳能热水器的普及使用。在山东等地，太阳能产业正得到快速发展，许多技术如太阳能电池等也日臻成熟。4.生物质能是指由生命物质排泄和代谢出的有机物质所蕴含的能量，我国生物质能储量丰富，70 的储量在广大的农村，应用也是主要在农村地区。目前已经有相当多的地区正在推广和示范农村沼气技术，技术简单成熟，正在逐步得到推广。我国在生物柴油研究方面也得到快速发展，在福建、四川等地已经建有小规模的生物柴油生产基地，2009 年12 月和 2010 年 3 月，中海油先后建成年产6 万吨和 27 万吨的生物柴油装置，生产的生物柴油可以按照 5的比例勾兑进石油柴油中，这是我国首个加入到石油柴油中的生物柴油项目。5.水能水能在我国早已得到大规模的使用，主要用途是发电。较早期的有小浪底水电站，刘家峡水电站等；规模较大的如三峡水电站等。这些水电站为我国的经济建设提供能源保障作出了巨大贡献。6.风能我国风能资源较为丰富，风能在我国的利用也较为成熟。据中国风电发展报告指出，如果充分开发，中国有能力在 2020 年实现 4000 万千瓦的风电装机容量，风电将超过核电成为中国第三大主力发电电源。在我国甘肃等风能资源丰富的地区有较大规模的应用。7.地热能我国地热资源丰富，已发现温泉有3000 多处。地热应用前景广阔，主要指的是有效利用地下蒸汽和地热水，用途可以发电、供暖等。受资源所限，地热发电站主要集中在西藏地区。在其他地区，地热也正得到越来越广泛的应用。山东省商河县已经建成的温泉别墅就是利用地热供暖，效果良好。8.潮汐能潮汐能是一种海洋能，由于太阳、月球对地球的引力以及地球的自转导致海水潮涨和潮落形成的水的势能。我国海岸线绵长，潮汐能丰富，主要集中在浙江，福建，广东和辽宁等省。我国潮汐能发展已有40 多年的历史，建成并长期运行的潮汐电站八座，最大的是温岭市江厦潮汐试验电站。9.氢能氢能是一种新型的清洁能源，世界范围内正在掀起很热的研究高潮。我国十分重视氢能技术的开发和利用，国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020 年)提出要重点发展氢能的制造、运输、储存等技术。我国在氢能研究领域已经取得很多重要成果，燃料电池，燃料汽车技术都已成熟三、新能源并网发电中所遇到的问题1.由于受天气、环境温度、光伏板安装位置等因素影响，光伏电站的输出功率会有所变化，最大变化率甚至超过额定量的 10%，因此产生了发电量的不稳定问题，会对馈入电网的谐波产生影响。2.光伏电站的并网需要应用到逆变器，这一产品的控制技术与光伏发电馈入电网的品质也密切相关。目前，为最大利用逆变器容量和最大发电量，厂家会将并网逆变器的功率因数设定在0.99。但随着光伏电站装机容量的增加，由于光伏发电的功率波动性，逆变器的高功率因数运行对电网的稳定性造成威胁，有功不变时，无功几乎不能调节，需要额外的无功来维持电压。另外，逆变器输出轻载时，谐波会明显变大，在10%额定出力以下时，电流的总谐波畸变率甚至会达到 20%以上。3.光伏发电功率随日照强度变化对电网负荷特性产生影响，它的接入改变了电网潮流方向，将对现有电网的规划、调度运行方式产生影响。而且光伏发电单位不具有调度自动化功能，加大了电网控制与调度运行的难度。若大量光伏发电系统接入电网终端，将加剧电压波动，可能引起电压/无功调节装置的频繁动作；而若高比例光伏发电系统引入，将使得配电网从传统的单电源辐射状网络变成双端甚至多端网络，从而改变故障电流的大小、持续时间等，影响到系统的保护。四、大规模集中式和分布式两种形式的应用前景分析1.分布式发电的简介分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组(一般低于 30MW),以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这 两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池，小型燃气轮机，或燃气轮机与 燃料电池的混合装置。由于靠近用户提高了服务的可靠性和电力质量。技术的 发展，公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为 新世纪重要的能源选择。通过分布式发电和集中供电系统的配合应用有以下优点：(1)分布式发电系统中各电站相互独立，用户由于可以自行控制，不会发生大规模停电事故，所以安全可靠性比较高；(2)分布式发电可以弥补大电网安全稳定性的不足，在意外灾害发生时继续供电，已成为集中供电方式不可缺少的重要补充；(3)可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的中、小城市或商业区的居民供电，可大大减小环保压力；(4)分布式发电的输配电损耗很低，甚至没有，无需建配电站，可降低或避免附加的输配电成本，同时土建和安装成本低；(5)可以满足特殊场合的需求，如用于重要集会或庆典的(处于热备用状态的)移动分散式发电车；(6)调峰性能好，操作简单，由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。2.分布式发电在国内外的发展状况与前景在我国，随着经济建设的飞速发展，我国集中式供电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题不容忽视。由于各地经济发展很不平衡，对于广大经济欠发达的农村地区来说，特别是农牧地区和偏远山区，要形成一定规模的、强大的集中式供配电网需要巨额的投资和很长的时间周期，能源供应严重制约 这些地区的经济发展。而分布式发电技术则刚好可以弥补集中式发电的这些局限性。在我国西北部广大农村地区风力资源十分丰富，像内蒙古已经形成了年发电量 1 亿 kW/h 的电量，除自用外，还可送往北京地区，这种无污染绿色能源可以减轻当地的环境污染。在可再生能源分布式发电系统中的除风力发电外，还有太阳能光伏电池、中小水电等都是解决我国偏远地区缺电的良好办法。因此，应引起足够的重视。在我国城镇，分布式发电技术作为集中供电方式技术不可缺少的重要补充，将成为未来能源领域的一个重要发展方向。而在分布式发电技术中应用最为广泛、前景最为明朗的，应该首推热电冷三联产技术，因为对于中国大部分地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂来说，都存在供电和供暖或制冷需求，很多都配有备用发电设备，这些都是热电冷三联产的多目标分布式供能系统的广阔市场。五、新能源发电的概念，及对中国未来的发展趋势的预计新能源是相对于常规能源而言。常规能源是目前各国电力工业广泛使用的矿物燃料发电、水力发电和核能发电。目前已经开始使用或正在开发使用的新能源有：海洋能发电、地热发电、太阳能发电、风能发电、生物质能发电和其他能源发电。其实，这一类所谓新能源在人类古老的时代早已被利用，现在只不过是在高新技术的基础上加以开发和利用。新能源是属于可再生能源，它们共同的特点是：能源密度低、蕴藏的分散性、间隙性、随机性。因此它们的开发和利用受到一定的限制，在技术上也有一定的难度。但新能源又是属于清洁能源，它们的开发利用不会污染环境。而化石能源的生产和消费正在改变着全球的气候，环境问题将对能源的供应产生重大的影响。因此，大力开发利用新能源和可再生能源将是各国未来能源政策的重大选择。我国新能源发电起步较晚，但发展势头迅猛，在国家政策大力扶持下已逐步接近国际水平。虽然近期我国还应坚持以火力发电为主、以新能源发电为辅的政策，但在不久的将来，新能源发电一定会在我国整个电力系统中占据一席之地。六、结束语在当今社会，没有哪一种科学技术或解决方案，能够独立的解决全球碳排放问题，而是必须与运输业、制造业、能源行业、农林业、房地产、金融业等相互结合技术，才能使之可行。能源消耗与经济增长相辅相成，因此积极开拓、发展并加速新能源技术应用成为必然选择。参考文献1韩芳 我国可再生能源发展现状和前景展望 J 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