弄的老熟妇死去活来

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          關于"新能源"的定義
          2015-06-29 11:19:01|點擊次數:


           

          熱電聯產【摘要】長期以來,在中國乃至世界對于"新能源"的定義比較含混,范圍不夠清晰,人們對于"新能源"的認識存在著一些爭議,一些觀點趨向過于狹義化。所謂"新能源",確實包涵著狹義化和廣義化的兩個層面的定義,關鍵是"新"字的界定對象,這個"新"字是想區別于傳統的"舊"能源利用方式及能源系統,還是想表述這僅僅是一個新的能源技術?我們認為這個"新"不僅區別于工業化時代的以化石燃料為主的能源利用形態,而且區別于舊式的只強調轉換端效率,不注重能源需求側的綜合利用效率;只強調企業自身經濟效益,不注重資源、環境代價的舊的傳統能源利用思維模式。

          目前對于新能源的狹義化定義,主要是將新能源局限在可再生能源技術之中??陀^的說,僅僅談可再生能源,而不強調"新"與"舊"的本質區別,將會嚴重束縛我們的創造性和新能源自身的健康發展。嚴格地講,可再生能源不是新的能源利用形式,在人類進入工業革命以前是沒有大規模利用化石能源的。自我們的祖先開始利用火之后,數十萬年以來,可再生能源一直支撐著人類的文明進程。它是最古老的能源利用方式,只是今天當人類無法承受工業化大規模利用化石能源所帶來的環境和資源的巨額代價時,我們才重新賦予可再生能源以"新"的含義,它的新不在于它的形式,而在于它在今天對于環境和資源的新的意義。它是一系列新技術;也是一系列新思維、新觀念、新哲學;更是新市場、新機制和新交易。最近,中國企業投資協會、高盛高華公司董事長方風雷提出:"新能源,新文化",將開發、利用新能源與人類的文明進程相聯系,從文化層面重新審視新能源的涵義。然而,對于環境和資源具有新意義的能源利用方式不僅僅局限在可再生能源技術。

          要搞清什么是新能源,就需要搞清什么是傳統的能源利用形式,特別是工業化時代的能源利用特點。由于技術的發展,對能流密度和能量強度的需求日益提高,大規模的工業化生產、城市化建設都對能源系統規?;囊笕找鎻娀?。應對更強的能流密度需求,只得建造更大能流密度的能源供應系統來保障供需。

          為了不斷滿足日益增強的能源需求,工業時代的基本法則是"規模效益",生產形態同時強調社會分工的細化。在細化分工之后,要想提高能源的轉換效率,唯一的方法就是不斷擴大生產規模。因為所有的效率評價體系僅僅基于單一產品的轉換端,而不是從能源利用的終端進行綜合評價和系統綜合優化。這種傳統的能源生產利用形態,必然導致企業不斷擴大能源轉換裝置的規模,不斷加大能源輸送系統的規模,也不斷大量消耗和浪費能流密度高的資源,同時造成污染物的集中排放。在電力方面的主要表現是:"大電網、大電廠、特高壓";在熱力行業是追求:大型熱力廠、大型管網系統等等。

          傳統能源生產利用形態造成了一系列的問題,首先是終端能源利用效率無法提高,轉換系統加大,輸送能源的電網、熱網、鐵路、管網等都要加大,中間損失自然會增加;其次是必須大規模利用資源,一方面造成小規模的資源被忽略或浪費,另一方面被資源的規模所局限,造成可利用資源的供應出現瓶頸;其三是由于效率無法提高,導致環境污染加劇。特別是集中排放二氧化硫造成酸雨問題和大量排放溫室氣體導致全球變暖。全球溫度升高,海平面上升,造成極端氣候變化頻發,不是酷暑就是嚴寒,又進一步加大了能源的消耗,整個能源系統和生態系統同時陷入惡性循環;其四是安全問題,大電網和超高壓輸電為供電安全帶來了極大的隱患,造成大面積停電事故頻發等問題,脆弱的電網成為恐怖分子和敵對勢力要挾的把柄,成為懸在現代文明頭上的"達摩克利斯劍";再則,這種規?;哪茉创笊a格局,無法調動社會和民眾的積極性來參與節約和優化系統能源,使能源的經營者成為孤家寡人和眾矢之的。因此,人類需要在能源問題上尋找到一條新的出路,需要有多種新的能源轉換和利用形態,建立多源新的能源供應體系,創造多維的能源交易機制來解決人類文明的動力問題,減少污染排放,實現可持續的發展,這就是我們所說的"廣義新能源"。

          將新能源狹義化而桎梏在可再生能源的狹小區間,是對新能源的曲解,其中也反映了傳統能源經營者對于新興能源形態可能構成的挑戰的擔憂。將新能源狹義化可以使新能源無法達到整合目的,難以形成協同效應,永遠只能成為傳統能源形式的"補充",也就不可能對傳統能源經營者的利益格局構成真正意義上的威脅,能夠確保他們既得利益的長期穩定和不斷增值。

          然而,"長江后浪推前浪"是歷史的規律,新的技術必然要替代落后的生產方式,這是不以人們意志為轉移的。蒸氣機代替牛馬,內燃機代替蒸氣機,新的能源體系和由新技術支撐的能源利用方式、以及新的能源利用理念最終會替代傳統的能源利用機制。所以,新能源的關鍵是針對傳統能源利用方式的先進性和替代性。嚴格的說能夠實現溫室氣體減排的技術都可以列入新能源,但又不僅僅局限于此。由此分析,廣義新能源將主要包涵了以下幾個方面:1、高效利用能源;2、資源綜合利用;3、可再生能源;4、代替能源;5、核能;以及6、節能。

          1、高效利用能源

          目前中國的能源綜合利用效率為35%左右,丹麥的能源綜合利用效率超過60%,而且丹麥經過分析研究,認為該國的能源利用效率最少可以再提高20%。盡管這中間存在著統計口徑問題,但是丹麥是全世界公認的已經實現能源與環境可持續發展的國家,是全球的一個樣板。丹麥的第一個經驗就是改變傳統的能源生產利用形態,打破行業分工局限,對能源的利用已經實施了"溫度對口,梯級利用",加大了能源的整合優化利用空間,有效提高了資源的綜合利用效率。

          熱電聯產雖然是一種傳統的能源技術,但在丹麥得到了非常廣泛應用和高度的重視,并賦予它可持續發展的新含義。到目前為止,丹麥沒有一個火力發電項目不供熱,也沒有一個工業供熱鍋爐不發電。通過化石燃料轉換能源的綜合利用效率一般超過70%,是提高全社會能源利用效率的重要技術。丹麥的熱電聯產燃燒利用多種燃料,秸稈、樹枝、垃圾、天然氣和煤炭等資源,基本上是有什么燒什么,什么便宜燒什么,既通過能源梯級利用提高了能源的綜合利用效率,又利用可再生能源或廢棄資源增加能源供應,建設環境污染。在丹麥,能源綜合利用效率60%是依靠熱電聯產對能源實現梯級利用完成的,從60%再往上增加主要依靠可再生能源實現(利用不增加溫室氣體的燃料,不計算其消耗的能量)。

          工業化國家在發展熱電聯產的同時,由于燃料結構向氣體化和非化石礦物化轉化,熱電聯產的規模也越來越小型化,多功能化。這種小型、微型的熱電聯產被國際上稱之為--分布式能源。它的優點是靠近需求側,將輸送損耗降至最低,并充分利用了低品位的熱能,將燃料燃燒溫度的利用空間進一步擴大,有效實現了"分配得當,各得其所,溫度對口,梯級利用"。因此,分布式能源的能源綜合利用效率將提高到80%~90%,而下一步的發展趨勢是將分布式能源燃燒后的廢煙氣供應植物大棚,一方面進一步吸收利用能量,另一方面減少二氧化碳的排放,實現全能量的利用。國際分布式能源聯盟的主席在不久前訪問北京時,面對中國政府的一些官員大惑不解地表示:我不明白為什么在中國會認為燃煤熱電聯產不屬于分布式能源,在全世界凡事所生產的能源能夠被直接或間接就地利用的能源設施,其能源綜合利用效率高于傳統能源分產方式的系統,都應該被認為屬于分布式能源。如果按照這一判斷,中國的熱電聯產裝機容量超過5000萬千瓦,其中屬于就近綜合利用能源的項目不少于4000萬。

          分布式能源技術對能源的利用方式與傳統的能源利用存在很大的區別,它不再追求規模效益,而是更加注重資源的合理配置,追求能源利用效率最大化和效能的最優化,充分利用各種資源,就近供電供熱,將中間輸送損耗降至最低。由于小型化和微型化,使能源需求者可以根據自己對于多種能源的不同需求,設置自己的能源系統,調動了終端能源用戶參與提高能源利用效率的努力。分布式能源可以和終端能源用戶的能源需求系統進行協同優化,通過信息技術將供需系統有效銜接,進行多元化的優化整合,在燃氣管網、低壓電網、熱力管網和冷源管網上,以及信息互聯網絡上實現聯機協作,互相支持、互相平衡,構成一個多元化的能源網絡,使能源供應與能源的實際需求更加匹配。所以也有國家認為分布式能源是信息能源系統的核心環節,并稱之為:第二代能源系統,或信息能源系統。對于傳統能源形式,分布式能源毫無疑問是一種新型的能源生產利用形式,是信息時代能源技術的核心。它不僅是一些傳統能源技術的集合,也是全新的能源綜合利用系統。

          目前,國際能源技術發展的一個重點,也是分布式能源未來最主要的技術方向之一,這就是"燃料電池"技術。燃料電池的能源利用效率更高,污染更?。梢栽谀茉崔D換現場實現零排放),理論上燃料電池使用的是氫能,屬于可再生能源。但自然界中可以直接利用的氫根本不存在,氫能屬于二次能源,制氫需要其他外部能量實現。利用太陽能和風能制氫,或者利用生物細菌制氫,還僅僅停留在設想或初級試驗階段,缺乏廣泛的經濟性和可操作性?,F實的技術方向還是如何利用天然氣、煤氣化、甲醇、乙醇等能源,特別有前途的是利用廢棄在地下煤炭資源進行地下可控氣化再制氫技術。這一技術是將采煤后殘留的煤炭資源或一些沒有開采價值的煤田在地下進行控制缺氧燃燒,將其轉換為煤氣,這種煤氣含氫高達60~70%,可能成為制氫原料。燃料電池不僅可以解決人類發展的電力難題,同時也可以解決對于石油的替代難題。雖然,就燃料電池技術本身應該屬于新能源,但是大多數燃料電池將不會依賴于可再生能源。

          此類例子非常之多,他們都是立足于新技術、新工藝,或者新理念構架的新型的能源利用技術,雖然不是可再生能源,但是針對傳統的大規模分離生產的能源系統而言,大大提高了能源的綜合利用效率,有效減少了污染的排放。


          2、資源綜合利用

          中國乃至世界,每天有著大量資源沒有能夠被綜合利用,不僅浪費資源,而且污染環境。城市污水處理廠和垃圾塡埋場的沼氣、礦井瓦斯、煉焦和煉鋼的可燃性廢氣、工業廢熱、余壓等資源都可以轉換成為能源,特別是電力。這些資源的特性是分散、資源量小,對于大規模商業化開發利用是沒有價值的,但是對于一些先進的小型模塊化能源轉換設備--分布式能源系統,卻大有用武之道。對于這些技術,我們不可能不將其歸入新能源技術,但是它所消耗的卻不是可再生能源。

          中國每年在礦井中因為各種事故而喪失數以千計礦工的生命,其中最大的殺手是瓦斯爆炸,瓦斯的主要成分是甲烷,與天然氣沒有什么差異,僅僅是濃度有所降低。瓦斯可以成為非常優質的能源,但是在煤礦開采中瓦斯的產量是有限的,不可能支持大規模的利用技術,只能采用分布式能源解決方案,就近利用瓦斯發電,就近并網銷售電量,就近利用其所發電能。我們可以給生物質發電每千瓦0.25元的補貼,為什么不能給予瓦斯發電同樣補貼呢?相比之下,生物質發電可能沒有二氧化碳排放問題,但是瓦斯發電可以將溫室效應更強的甲烷氣體進行資源化處理,比生物質發電貢獻更大,因為甲烷的溫室效應比二氧化碳高24倍。此外,瓦斯利用還可以挽救無數生命。對此,我們誰能否認利用礦井瓦斯不是一種新的能源?

          隨著城市化的進程,集中居住的城市居民制造和排放了大量的垃圾和污水,這些垃圾和污水中豐富的有機質可以制造大量的沼氣,或者轉換成有機可燃物質通過焚燒增加能源供應,同時實現垃圾的減量化目標,節約更多的土地,減少環境和水污染。對于這些不可再生資源的利用的工程,當然是增加了新的能源供應,它所供應能源的形式難道不是"新能源"嗎?所以,對于各種廢棄資源的再利用,以達到增加能源供應的形式都應該屬于新能源的范疇。

          3、可再生能源

          可再生能源當然是沒有爭議的新能源,它所涵蓋的范圍也是非常廣泛。實際上,國際間對于可再生能源的利用形式已經進行了全新的分類。今年春天,國際分布式能源聯盟在中國召開了一次年會,從世界各地與會的專家不僅包括熱電冷三聯供的企業和專家,更多的是可再生能源方面的企業和專家。對于那些集中大規模生產的可再生能源,例如:大型風力發電場、規?;乃芾?、以及一些國家準備進行規?;奶柲芾靡栽黾蝇F有大型電力系統的能量供應的模式,均列入中央供能系統,或者稱之為集中能源系統。

          與之相對應的另外一種模式也被稱之為:分布式能源。例如:樓宇式的光電、光熱和直接光能,以及儲光等能源利用系統,以減少對外部能源的消耗;水源、地源、空氣源、污水源和排氣源熱泵能量回收技術對于樓宇建筑空調的能源供應系統;小型風力發電或光電系統對于獨立能源用戶的電力供應等。就近獲取能源,就近供應能源,因地制宜地利用可再生能源增加需求側能源供應的系統,都屬于分布式能源系統的范疇,其涵蓋范圍和內容極為廣泛。

          水利部認為小型水電站被認為是典型的分布式能源系統,它在中國有4000萬千瓦的裝機容量,主要指10萬千瓦級裝機容量以下的水電站。這樣的小型水電設施主要通過較低壓力輸電系統對周邊地區進行電力供應,他們對于生態環境影響比較小,沒有溫室氣體排放,盡管是非常傳統的發電形式,但是屬于可再生能源,所以在新能源范疇中是應該涵蓋其中的。

          4、替代能源

          對于替代能源是否屬于新能源的問題,也是一個有意思的命題。從利用可再生能源替代化石能源的層面討論,替代能源當然是新能源。例如:利用秸稈替代煤炭;利用生物柴油或乙醇替代石油;利用太陽能熱水器替代電力或燃氣熱水器等。但是,在替代能源戰略中,往往存在利用一些較為豐富的資源,替代更為希缺的資源,例如:利用煤炭制造甲醇、二甲醚,或者直接煤制油來替代對于石油資源的過度依賴。

          在替代燃料中,一些新型的煤制燃料也被專家們普遍稱之為新能源,二甲醚就是其中的一種。目前,一些專家積極發展綜合性煤化工技術,而且建議建造一些規模并非很大的煤炭資源綜合利用和梯級利用的"化工-煤氣-電力-熱能"多聯產系統,同時利用煤炭向城市供應各種煤化工產品,向城市電網供電,向城市工業區和采暖系統供應熱能,同時向城市燃氣管網供應煤氣或二甲醚燃氣,并將多余的二甲醚轉換成為液體燃料供應城市交通系統,最后將灰渣制造各種建筑材料。這種多聯產工藝,以及所制造的二甲醚均應該成為新能源所接受的范疇。

          垃圾和廢舊塑料都不是可再生能源,但是利用他們制造石油的技術正在蓬勃發展之中,利用廢棄資源制造石油這樣具有一定希缺性的能源的技術無疑也是新能源技術。所以,替代性能源也應該納入廣義新能源的總體范疇。

          5、核能

          在許多國家將核能列入新能源的范疇,這是有一定道理的。因為在西方社會對于能源分類中的一個最重要的標準就是溫濕氣體減排問題,他們用二氧化碳當量來評價各種能源的綜合全壽命周期的能源環境代價。核能在建造之初雖然比其他能源轉換裝置更消耗能源,但是一旦運行就沒有二氧化碳的排放問題,如果不出事故,將會是非常清潔的能源。

          核能技術在切爾諾貝利核電站事故之后曾經一度受到全世界的質疑,因為事故的代價太過慘重。但是,隨著全球變暖,資源與環境的矛盾日益突出,而且核電站的安全運行問題正在不斷得到改善,所以各國又重新開始關注核能的利用問題。

          目前,核能利用技術不斷發展,各種新技術都在快速進步之中,利用效率更高、更安全可靠的新型核反應堆正在得到應用,例如最近進入中國市場的美國西屋公司AP1000壓水堆。能夠實現核能增值的先進堆型技術也在快速進步,快堆是當前唯一能實現核燃料增值的先進堆型,可將天然鈾資源的利用率從壓水型反應堆的約1%提高到60%-70%。我國已經正式加入國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,可控核聚變技術也在緊鑼密鼓地研究發展,被稱之為:"人造小太陽"的核聚變反應堆可以利用從海水中提煉的氫的同位素氘和氚,可說是取之不盡、用之不竭,而且反應之前之后沒有輻射性污染問題,代表著人類文明的未來。

          6、節能

          國際上稱節能為煤炭、石油、可再生能源、核能之后的第五能源。各國利用市場化機制,將節能作為增加能源供應的新的手段,將節約的能源變為"商品",進行交易,并為節約者贏利。也有人將節能稱謂:"負瓦特"革命,即減少瓦特的革命。

          目前,在發達國家能源服務公司(ESCo)極為活躍,他們通過能源合同管理機制幫助能源用戶改造、管理、運營能源系統,將節約的能源費用與用戶分享,從中贏取商業利潤,將節省下來的電力負荷出售給新的需求者,甚至還將減排的溫室氣體拿到市場上銷售。這些企業在金融市場上被非??春?,股票市值一路飆生,成為繼IT產業之后,全球金融市場的有一個閃光點。

          在美國、歐洲和日本,能源服務公司大量投資經營分布式能源系統,將生產的電力、熱力、冷能和衛生熱水銷售給周邊能源用戶。將一個能源用戶的廢棄能源回收后,銷售給另一個能源需求者,將節能構成一個巨大的產業進行經營。他們通過這種有效的經營,為社會節約了大量的能源和資源,也增加了整個社會的能源有效供應總量。

          目前國內電力體系積極宣揚推廣的"電力需求側管理"(DSM),其實更加正確的說法應該是"能源需求側管理",對用戶的能源系統進行綜合管理,實現綜合優化,使各種能源需求進行互補,使各個能源供應系統實現協同優化。在國外能源需求側管理實際上主要通過能源服務公司實現,而由于中國的電力系統實行行業壁壘的壟斷經營,所以自成體系,主要以鼓勵低谷用電和平衡負荷為目標。

          鼓勵消耗低谷電力并不符合節約型社會要求的,也與國際發展趨勢不同步。但是,平衡電力負荷對于提高電力以及相關能源系統的效率,減少能源和資源浪費都是非常有效的方法。而這一努力的結果將會大量增加電力系統的供電能力,實現發電、輸電、配電、供電資源效益最佳化。因此,這是一種利用知識、管理和技術來增加電力保障的新方式,也是一種新的能源供應方式。

          最近,歐洲中國商會能源委員會主席、BP中國公司副總裁陳新華博士對于中國節能問題發表了一篇影響重大的文章--《節能工作需要明確理論基礎避免戰略誤區》,他深入解讀了著名熱物理學家馬克斯韋對于"信息不遵守熱力學第二定律"的立論,進一步解釋了"信息就是能源"的學說。陳新華博士認為,信息技術的發展最終將逐步轉變人類對于能源密度和強度的日趨增強的方向,有效的信息互動可以減緩"熵增"的趨勢。信息將成為能源的一個組成部分,也就是我們正在追求的信息能源合二而一時代,通過不斷精確有效的能源供應,以及信息對能源的替代,實現能源的可持續發展,而"信息能源"必將成為未來新能源的靈魂所在。

          最近,全國工商聯成立的新能源商會是中國首次將"新能源"作為一個正式名稱授予一個行業組織。新能源商會應該如何定位新能源的概念,不僅對這一組織自身的健康發展意義重大,對于中國新能源事業,以及中國的可持續發展將具有更深遠的戰略意義。

          熱力學第一定律告訴我們能量是守恒的,而且是可以相互轉換的,這一定律深層的涵義是告訴我們各種能源是相互關聯、互相轉化和互相作用的。對于新能源而言,無論采用狹義化的范圍,還是廣義化的范圍,與提高能源綜合利用效率,加強資源綜合利用效能,減少污染物排放,強化對于稀缺資源的替代和努力節約能源資源,以及依靠信息化最終實現能源的可持續發展,將只能是我們齊頭并進的共同選擇。

          文章來自:http://www.ytebara.com.cn/index.php?catid=854/



                        
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