科学网-陈勇：中国可再生能源技术进展与发展趋势

我的报告分四个方面，首先是有关发展战略问题。随着经济社会的发展，随着工业化的进程，能源与环境问题越来越凸现出来，因此发展可再生能源成为全球的共识。中国政府非常重视可再生能源的发展问题，从进入21世纪以来的一些重要的行动和举措可以看出我们在发展可再生能源方面下了很大力量，制定了有关发展可再生能源的指导方针和发展战略。

第二个问题，有关中国的可再生能源利用技术和发展的现状。这个图片是中国能源结构的特点，中国能源的消费量大致是世界能源消费量十分之一左右，这就意味者中国利用世界十分之一的能源满足了四分之一人口发展的需求。如果加上中国生产出口产品，应该说这个满足度更大一些。第二个特点是中国的能源经济以煤为主，60%多。这样一个能源结构必然给我们的能源利用效率和环境问题带来很多挑战。

再一个特点，就是在能源结构中可再生能源比例占得比较大。但是大家注意，这个可再生能源不是商品的或者流通的能源，是属于非商品，非流通能源。后面我会介绍，如果把这部分能源考虑进去，中国可再生能源利用率在世界可能是最多的，14.4%，现在可能会更多一点。从上世纪90年代开始，中国可再生能源利用率不断在翻番增加。下面从太阳能、风能、生物质能和海洋能分别介绍一下中国可再生能源发展的情况。

首先是生物质气化发电，我们经过20多年的努力，我们都处于比较先进的位置。生物制气化发电总装机容量也超过30兆瓦。也就是生物质沼气，全国发展户用沼气1000多万户，大中型沼气工程1000多处。再一个生物制液体燃料，到2005年国内生物质燃料已经102万吨。下面是风电技术，目前为止中国600千瓦和750千瓦的分别达到96%和64%。全国的风电厂目前有61个，总装机126.4万千瓦，在建的风厂有124个。

光伏发电，刚才格林教授就光伏发电已经把世界光伏发电的情况做了介绍，目前中国光伏电池的效率达到了21%，可商业化光伏组件效率14—15%，一般商业化电池效率10—13%。随着技术的进步，太阳能电池的成本也在不断下降。我国光伏产业迅速发展，2005年底国内光伏电池生产150兆瓦，生产能力200兆瓦。2006年生产光伏电池380兆瓦，生产能力1200兆瓦，在世界上大概排在第三位。按照现在这个发展趋势，我刚去青海和甘肃，预计不用几年到2016年我们就有可能成为世界第一大或者第二大生产光伏电池的国家。在太阳能热发电方面，在十五期间与以色列合作。

另外在节能建筑上的利用也取得很好的成效，使建筑的节能率达到80%。再就是海洋能，现在离应用还有一定的距离，但是我们在不懈地努力，与国际同步开展有关的研究，有些技术应该说在国际上取得领先地位。比如说波浪能发电技术，我们完成不稳定的波浪转变为稳定的电力输出，并且实现独立发电的技术。同时，飘浮式海流能都有突破。还有地缘热泵技术不断成熟，不断在建筑节能方面发挥很大的作用。

第三个方面就是中国可再生能源资源情况。左边是风能资源分布情况，右边是太阳能资源分布情况，红颜色表示资源比较丰富，粉红色次之。从这张图片可以看出，中国太阳能资源和风能资源都是比较丰富。下面是生物质能源资源分布，不同地区生物质能资源不一样，有的是玉米，有的可能是甘蔗。这是林业物质能资源分布情况。这张图是地热资源分布情况，大家知道中国地热资源相对比较丰富，而海洋资源主要是在沿海地区，主要是红颜色的部分。从量上来讲，从风能来说，十米高层的风能总储量32亿千瓦，供给可装机容量大约10亿千瓦。就太阳能来讲，中国有三分之二以上的地区太阳能覆盖量超过1400千瓦时。中国发展可再生能源有丰富的资源作为依托。

再从需求来看，中国强大的对可再生能源发展的重要需求是发展可再生能源的潜力。可以从六个方面看出问题。一是建设资源节约型社会的需要，大家知道我们每一年建筑增长量大概是在16亿—20亿平方米，而我们现在的节能建筑只有仅仅3%，另外我们主要的工业能耗比先进国家的水平要低40%。这虽然都是差距，但是差距就是潜力。二是调整能源结构和保障能源安全的需要。三是建设社会主义新农村的需要。

目前中国农村能源中传统的生物质能占了60%以上，这也就是说在我们的能源结构中，可再生能源占14.4%。四是保护生态环境和减少温室气体排放的需要。五是开拓新的经济增长领域的需要。大家知道2020年实现的目标包括可再生能源在总能中将达到15%。另外节内建筑到2020年要降低能耗65%，同时可再生能源可以拉动相当多的相关产业，初步估算就是这几项至少可以形成十万亿以上的产值。最后是建设小康社会的需要。大家知道到了2020年，我们的目标是经济翻两番，能源翻一番，否则我们将无法支撑。

但是实际情况是，经过这五年，没有把06、07年的数据放进来，初步的统计，每年能源的增长速度和使用增长速度在10%左右，我们的GDP也是10%左右。所以发展必须要消耗能源，但是我们的化石能源能够提供的量有限，只能通过节约能源和发展新能源和可再生能源。不管主观意志如何，发展可再生能源是客观的需求。

最后介绍一下在发展可再生能源方面可做的工作。与化石能源相比，我们的技术比较落后，成本比较高，还需要大力度的研究和开发。首先是可再生能源的开发需要学科的交叉和技术的集成。可再生能源包括太阳能、风能和海洋能等，是一个复杂的系统，受资源环境的影响非常大。发展可再生能源首先一定要进行战略研究，这里包括究竟你是先发展太阳能还是发展风能，是发展海洋能，首先进行方向的定位。第二，要进行目标定位，究竟发展到什么程度。第三，发展阶段，是处在示范工程阶段，还是研发阶段。第四进行时间定位，究竟在哪个节点完成什么样的工作，最后要完成空间定位。可再生能源在各个地区的分布是不一样，受自然条件的影响非常大，所以说并不是所有地区都可以发展能源，所有地区都可以发展太阳能，所以要做好空间定位。

第二方面要做好生态研究，可再生能源是自然资源，首先要了解自然资源的量，对自然资源进行评价。有了这么多量是不是能利用，所以要对自然条件的影响进行研究。研究可再生能源不仅是从事技术研究的工作，也是各方面工作者的任务。最后用了以后，对生态环境会不会产生新的影响，这些问题都必须展开研究。再一个进行技术研发，包括应用基础研究，关键技术开发，技术示范，二次开发等等。

再一个就是政策研究也非常重要，尤其是经济性的评价，因为现在大家对发展可再生能源有很多争议，我就听到太阳能光伏电池，生产光伏电池是耗能的，所以有人说生产电池消耗的能量比产出的能量要大，这个问题怎么看？如果我们按照全生命周期去理解，生产太阳能是合算的，从十年十五这个角度计算，经济效益就明显显现出来。再一个支持政策上的研究，你究竟以什么样的政策支持可再生能源的发展也是需要研究。再一个就是相关法律体系的研究。大家知道最近中国通过物权法，当时我们在全国人大讨论的时候也提出，空间问题在物权法里没有体现出来，我们希望加进去，最后也没有加进去。将来发展可再生能源的时候可能会出现一定的法律问题。所以说发展可再生能源是综合性，要全面开展研究。

可再生能源的发展具有强大的需求，在这种需求的推动下也将会拉动前沿科学技术的发展。比如在发展生物质能方面，我们要发展乙醇等化工原料，这都是很强的需求，为了满足这个需求，从事化工工作的人员很了解，这里的关键技术在哪里，就在于催化技术。催化过程引领出什么样的科学问题就是催化机理问题。

再一个就是太阳能光热问题，到2020年建筑总节能要降到65%，节能建筑是必须要满足这样的要求。在发展节能建筑其中关键就是智能调光材料，比如说光学原理、材料研究等。海洋能问题，人类逐步进入海洋，在不断勘探海洋资源，作为需求来讲，一个是海洋生存平台，一个是海洋的资源开发还有海水淡化，其中波浪能发电可以满足这个要求。但是刚才讲稳定的波浪转变这里有很多科学技术问题，同时要建一个数学模型，我们现在很多数学手段需要进一步提升，去研究。最后比如地热能问题，地热热发电关键技术主要是包括热输送工艺，科学问题包括地质学、材料学等。