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节能、环保与新能源

中美碳捕集与封存国际研讨会召开

2009-11-19   关键字:   来源:中国石油石化工程信息网
果能够保持这种势头,它就能够与普通电力媲美了。在日本到处可以看到各式各样的太阳光能发电装置。
  3 以风力能源开发利用为重点
  在风能利用方面,日本也取得很大成功。目前日本风力发电能力列世界第9位。由于日本的地理地貌优势,风力资源极其丰富,早在20世纪80年代初,日本在风能开发和利用方面就进行了研究和规划,开发技术不断升级换代。近年来发展更快,1999年后的4年里发电量增加了8倍多。2003年日本共有576座风车,发电量为67.8万kW,2004年发电量接近100万kW。 2010年目标设定为3 000kW,2030年则要达6 020 kW。日本对风电设备给予补助,剩余风电可卖给电力公司,这是近年来日本风电急剧增加的原因。随着大型风场建设的增加。日本风电建设成本已下降至850美元,kw左右。但由于日本地理位置关系,风力气流紊乱,造成输出频率不稳,使得发电设备利用率低,仅为20%~30%左右,成本也很高,同时风力发电难于蓄存,这是当前风力发电面临的主要技术课题。为此,日本政府投入了大量资金用于技术研发。
  4 以生物能开发利用和以废弃物发电为亮点
  生物发电在日本是一种新生事物,正在受到越来越广泛的关注。由于是对自然界生物的循环利用,原材料丰富而廉价,开发成本低,而且利用潜力非常大。近几年日本在这方面进行潜心研究和规划,取得了很好的效果。生物能来源于动植物的有机体,它不会增加C02排放量,是可再生的环保能源。其原料是垃圾、污水和植物、动物等。日本目前主要采用直接焚烧废物、造纸业排放的黑色液体和农林畜产排放物及生活垃圾等获取电力和热能。2003年,日本政府在生物能技术的研究开发方面投入经费达28亿日元。生物能源虽然具有减少化石燃料使用量的效果,不过能否控制C02的排放还是个未知数。因为如果只是单纯通过燃烧废弃物来发电或用作热源的话,并不能减少C02的排放。因此,目前人们正在将植物培育和节能技术组合在一起,开发能够从整体上控制CO2排放的技术。
  废弃物发电方面,日本主要是以各个地方自治体为中心进行发展。废弃物发电所用的废弃物主要是城市垃圾等一般废弃物和民间产业排放出来的产业废弃物。一般废弃物的燃烧处理设施虽然在日本全国大约有近2 000处之多,但目前拥有发电设备的只有约12%,不过这12%的燃烧处理设备所发电的份额却占日本废弃物发电总量的大约80%。废弃物发电的原理主要是用废弃物焚烧时产生的高温蒸汽,带动涡轮旋转来产生电力。这种能源具有很大的优势:它不会增加CO2排放量;可获得连续稳定的电能;规模小,有利于发展分散性电源系统;发电后的余热还可用于取暖、供热水等等。2003年度末,日本废弃物发电的设备总容量大约为155.4万 kW,其中一般废弃物发电约为134.9万kW,产业废弃物发电容量约为20.5万kW,计划到2010年达到417万kW。政府还要求,具有300 t以上垃圾处理能力的工厂尽可能安装发电设备,而且要以大规模连续运转的发电设备为主。今后至少要有88%的垃圾处理厂能发电。与过去的成绩相比,应该说日本的废弃物发电有了一定的发展,但依然受到需要妥善解决地点和技术上的一些问题的制约。到目前为止,废弃物发电的效率只达到10%。与一般火力发电的40%相比,发电技术提高的任务还很艰巨。
  5 以氢能和燃料电池开发利用为尝试
  日本氢能的主要研究方向是燃料电池。日本于1981年对磷酸燃料电池进行基础研究,先发展成大型电池堆,继而发展成电站,并实现商业化。至2000年,日本磷酸型燃料电池电站69座,发电装机为11.6MW。其中连续运转超过5 000 h以上的有27座。燃料电池在技术上和可靠性上已达到或接近实用的水平,但相对成本过高。为发展燃料电池,2001年日本经济产业省提出了指导氢能和燃料电池技术发展的国家行动纲领,并明确了燃料电池实用化的目标。日本计划投资110亿美元组织研发,计划到2010年使燃料电池总装机容量达到220万kW,到2030年建成8 500个加氢站,燃料电池汽车达到1 500万辆,占汽车拥有量的20%。
  6 以地热发电为特色
  日本是由火山构成的国家之一,地热资源丰富。在日本,地热资源的调查始于1950年,第一座地热站于1966年开始运转。到2000年,共有16个地热发电厂,总装机容量为500万kW,占日本总发电装机容量的0.2%,年发电量约34亿kW/h,占日本总发电量的0.3%。日本的地热发电容量占全世界的比例为6%。
  7 其他新能源的开发利用
  日本在上述各种新能源开发方面取得成就同时,想方设法地开发多种其他新型能源,以更新传统能源结构。比如二甲醚的开发和利用、利用浪力及潮流发电、冰雪能源的开发和利用、利用海洋温差进行发电等等,日本在利用自然资源开发能源方面,取得了许多创造性技术成果。
  三、日本新能源开发举措对中国的启示
  中国是世界能源消耗大国之一,2003年中国的能源消耗总量已经超过日本跃居世界第二位。面对常规能源供给日趋紧张的形势,适时调整中国的能源战略,努力开发新型能源,已经迫在眉睫。日本在新能源开发利用方面取得的成就,给中国的新能源开发利用以颇多启示。
  第一,实施新能源开发利用的后发优势策略。
  中国新能源开发利用起步较晚,但可以发挥其后发优势。所谓后发优势,是指发展中国家在实施现代化发展战略时,具有选择使用国外在付出巨大代价才获得的支撑经济增长的一系列科技成果,这样它就可以跳过某些技术发展阶段,直接采用新技术,实现生产力跨越式的发展。因此,中国应从战略高度看待新能源发展的历史性机遇,要勇于和发达国家站在同一起跑线上,主动参与竞争,而不是被动等待技术转让。应该迅速制定应对新形势下新能源开发利用的战略,充分利用后发优势,吸取日本等发达国家在发展新能源中的经验教训,从各个角度跟踪世界新能源方面的最新技术成果,加大自主研发能力,实现高起点跨越式赶超。
  实际上,围绕新能源的竞争早已开始。仅仅把眼光盯在油气资源及其运输通道上的做法无疑是短视的,走科技创新之路、积极开发新能源才是明智的选择。在保障自身能源安全方面,西方国家普遍采取了“两手策略”:除谋求油气的稳定供应外,还加紧开发核能、太阳能、风能、生物能、氢能等新能源。与发达国家相比,中国科研实力还相对薄弱,唯有加大科技投入,加强科技交流,发挥联合攻关优势,才有望从容而自信地步入“后油气时代”。
  第二,加强新能源开发利用的政策扶持。
  新能源技术将成为改变世界政治经济格局的重要因素。如果说,在20世纪谁控制了足够的油气资源,谁就能在地缘政治中占据主动并保证本国经济的独立发展,那么,在不久的将来,谁占领了新能源技术的制高点,谁就能在21世纪的国际经济竞争中赢得先机。
  因此,中国必须把新能源的研发摆在基础产业优先发展的战略地位。要以政府名义制定相应的能源研发远景规划,加大政府的财政投入,制定强有力的扶助政策,采取切实可行的各种措施,积极鼓励官产学投入研发行列。对新能源的生产者和消费者可以采取适当的补贴鼓励政策,增强人们的环保和择优用能意识,最终实现人与自然、社会和谐发展的目标。
  第三,优先开发利用具有资源优势的新能源。
  中国新能源资源品种齐全、数量多,资源基础雄厚。中国陆地每年接受的太阳辐射能相当于24000亿TCE(热胀系数),如果按陆地面积的1%、转换效率平均按20%计,一年可提供的能量达48亿TEE,比2000年全国商品能源消费量(13亿吨还多35亿吨;中国10M高度层的风能总储量
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