新能源离我们还有多远

新能源离我们还有多远

杜祥琬

［编者按］能源保障是中国全面建设小康社会重要的战略问题。随首我国经济的不断发展，能源也越来越受到人们的重视。为了使广大读者能够系统地了解新能源方面的知识。我们约请中国工程院院士杜祥琬对几种主要的新能源在我国的发展前景进行分析。

新能源和可再生能源的概念和含义是1981年联

合国在肯尼亚首都内罗毕召开的新能源和可再生能源

会议上确定的。新能源是相对于常规能源来说的，一

般是指在新技术基础上加以开发利用的能源，它不同

于常规化石能源，可以持续发展，对环境无多大损害，

有利于生态良性循环。

新能源包括太阳能、风能、生物质能、地热、海

洋能等可再生能源，以及氢能、裂变核能和受控热核

聚变能等。

专家预测，19世纪是煤炭能源时代：20世纪是煤、

石油、天然气时代；进入21世纪将是煤炭、石油天然

气和新能源及再生能源三分天下的时代。

据记载，人类利用太阳能

已有3000多年的历史。将太阳

能作为一种能源和动力加以利

用，只有300多年的历史。真

正将太阳能作为“近期急需的

补充能源”，“未来能源结构

的基础”，则是近来的事。20

世纪70年代以来，太阳能科技

突飞猛进，太阳能利用日新月

异。

太阳能环保优势明显

(中国的太阳能利用还处于初级阶段)

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，

越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能

资源，寻求经济发展的“新动力”。我国受地理位置

的影响，蕴藏着丰富的太阳能资源，然而颇受“阳光”

厚爱的中国，太阳能资源开发尚且滞后，如何把阳光

留住，催生“阳光经济”，是我国科学发展面临的一

个严峻课题。

［杜祥琬］：太阳能在解决能源供应和环境保护上有明显优势。中国三分之二以上国土的年日照大于2200小时，年辐射总量平均大于5900MJ百万焦尔/千方米，资源非常丰富，有必要和可能大力发展。太阳能的利用有两大方面

——太阳能光热利用用太阳能热水器等装置把太阳能转化为热能。中国是世界上最大的太阳能光热利用国家，2003年太阳能热水器产量1200万平方米，使用量5200万平方米，占全世界的40%。北京2008年奥运村90%的洗浴热水将来自太刚能。

——太阳能光电转换基于半导体材料的光电效应，用太阳能光电器件把太阳能转化为电能。2003年底，全国已安装的光伏电池容量约50MW(百万瓦)。目前，我们光电池产业生产能力已超过100百万瓦。广东深圳最近建成亚洲最大的1MW太阳光电系统，年发电量100万度，2008年奥运村80%的路灯将采用太阳能供电。中国正在西部实施大规模的光电计划，为边远地区的居民提供电力，已建立7座光电站。

总体上中同的太阳能利用，特别是太阳能光电利用，还处于初级阶段，高成本是制约光伏发电大规模应用的主要因素(高纯度砖的制备)，上网电价约为常规发电的10倍，缺乏市场竞争力，需要政策支持和技术进步推动。预计到2010年有望下降至每度0.8元，接近常规发电的2倍，竞争力将显著提高。另外，太阳能的能量密度低，集能面积大，需要在科学技术上取得重大突破，大幅提高光电转换效率，降低成本。由于硅的光电转换效率不够高(目前达24%)，人们正在研究基于半导体材料、聚合物及有机燃料的太阳能电池和串列结构的太刚能电池等，这些领域有待突破。

◇ 知识链接

关于太阳能

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、大阳能、海洋能、水能等都来自太阳能、广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的大阳能。所以广义的太阳能所包括的范围非常大，人娄依赖太阳的能量维持生存。

狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。

◇新闻链接

青藏高原成为全国太阳能利用率最高地区

有着“世界屋脊”之称的青藏高原，地广人稀，在许多农牧区，电网无法延伸、水利资源紧缺，过去牧民们大多靠“酥油灯”照明。近年来，他们利用高原上日照时间长，辐射强度大，太阳能资源丰富的优势，开发太阳能资源，在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补电站，成为我国开发太阳能资源的排头兵。目前，青藏高原已成为全国太阳能利用率最高、利用面最大、用途最广的地区。

目前，西藏广大农牧区近50万人利用光伏发电圆了几代人梦寐以求的电灯梦、电视梦。青海农牧区的112个无电乡全部建成太阳能光伏电站，解决了908个无电村农牧民的生活用电，覆盖农牧民人口50多万。青海全省人口550万，如今七分之一的人口靠大阳能告另无电时代，30万农牧民用上了太阳能灶。

人类利用风能的历史可以追溯到公元前，但数千年来，

风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。但自1973年

世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的

双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发

展。

风能具备大规模产业化前景

推进大型风电设备的国产化是重点

风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。

［杜祥琬］：中国可开发利用的地表风电资源约为10亿千瓦，其中陆地2.5

亿千瓦，海上7.5亿千瓦，如果扩展到50～60米以上高空，风力资源将有望扩展到20～15亿千瓦。如果能开发出其中三分之二的份额，将能提供约15亿千瓦的电力，再加上约5亿千瓦的水电，将能大幅度补充2050年所需电力的缺额。

近20年来，世界上风能发电发展迅速，2002年全球风电装机容量达到3200万千瓦，平均年增长速度超过30%，近十年成本下降一倍。至2020年，风力发电可提供世界电力需求的12%，并减少一百多亿吨二氧化碳排放。中国风力发电十几年来迅速发展。建成了43座大型风电场，2004年并网风电装机容量达到57万千瓦，但总体规模仍不大，对国家能源供应的贡献很小。风力发电是目前中国最具有大规模产业化前景的可再生能源，2020年装机容量有望超过2000万千瓦。目前，国家正在推进大型风电设备的国产化，以大幅降低风电成本，提升产业竞争力。

生物质是世界第四大能源，作为能源，在人类历史上曾

起过巨大的作用。人类自从发现火开始，就以生物质的形势

利用太阳能来做饭和取暖。即使是今天，世界上薪柴的主要

用途依然是在发展中国家供农村地区的炊事和取暖。生物质

能(植物质)占世界能源消费量的15%和发展中国家能源消费

量的38%。

生物质能每年相当5亿吨标准煤

利用生物质能对中国农村更具特殊意义