20年来新能源与可再生能源的进展O上海市能源研究所俞善庆摘要:本文回顾了20多年来国内外新能源与可再生能源的发展概况其主要标志是;太阳能热利用已成为应用面最广的可再生能源技术光伏技术有了很大的发展太阳能与建筑结合是建筑节能的重要方向风力发电是发展最快最具工业开发价值的可再生能源技术生物质是唯一的一种既可再生又可储存与运输的能源关键词:新能源与可再生能源太阳能热水器太阳电池风力发电生物质能一JlR胃平方米在提供生活用热水和工业用低温热水方面在纪念《上海节能》杂志创刊2。周年之际编发挥着越来越大的作用目前日本有2。%的家庭使辑部组织能源界人士介绍2。年来能源各领域所取得用太阳能热水器以色列使用太阳能热水器的家庭的成就展望今后的发展前景是一项非常有意义超过了8。%欧美发达国家正在建设采光面积高达的活动本文拟就新能源与可再生能源2。多年来所数千平方米的太阳能热水系统以用作住宅群的地取得的成绩和今后的发展趋势提供了一些信息区供热随着可持续发展概念为广大人们所接受作为献给《上海节能》创刊2。周年的贺礼许多国家和地区纷纷在地广人稀生活条件富裕的地方发展生态能源二20年来国际上新能源与可再生能源(2)太阳能热转换材料所取得的进步自从5。年代提出光谱选择性利用原理以来太了丫尤脚蘑勿烈男口成为应屠面塌广必新淤原阳能热转换材料的研究与开发进入了一个新的阶段与可再l全蘑旗农式光谱选择性吸收涂层透明热反射薄膜透明绝热低温太阳能热水和热空气技术太阳能空调采材料和电致变色材料等新型太阳能功能材料有了很暖技术高温太阳能动力和太阳能热发电技术等都大的发展尤其是光谱选择性吸收涂层与太阳能热取得了很大的发展其中以太阳能热水器太阳能水器的结合已使热水器效率提高了10倍以上大热转换材料发展最为迅速初步实现产业化大促进了热水器产业的发展;透明热反射薄膜与建(l)太阳能热水器产业筑玻璃相结合已成为一种新型建筑材料产业发经过2。年的发展太阳能热水器已经发展成为展非常迅速仅低辐射玻璃幕墙(即Low一e玻璃幕复盖面最广的太阳能产业全球拥有量已超过1亿墙)一项近5年来每年的增长速度都超过3。%16今上海节能S卜ang匕。1EnergyConservotlon2002No51996年全球产量已达到1亿耐透明绝热材料和电右远离电网的居民供电系统占35%远离电网的工致变色材料具有非常好的绝热效果已开始进入市业供电系统占33%并网光伏供电系统占18%发电场是21世纪的新型太阳能材料和建筑节能材料站的规模已从数千瓦级的小型电站发展到数兆瓦级2尤胡腊…法汉友;式存了霭大必岁屠的中型电站SOMwp的光伏电站也正在建设之中自从1954年发明第一个太阳电池至今已经有半随着太阳电池技术的进步和电池成本的不断下个世纪了其发展过程可以分为两个阶段198。年降太阳电池的大规模应用事例相继问世据报道以前全球太阳电池的年产量不超过3MW这期间以美国的Enron公司和Amoc。公司拟在内华达州沙漠空间应用为主至今全世界发射的400。余颗人造卫中建设了一座looMw的太阳电池电站以满足一个星有90%以中上采用了太阳电池从上世纪8。年1。万人口的城市用电电价为55美分/kwh比燃代以来由于太阳电池效率的不断提高成本的不煤或天燃气发电的售价平均低3美分/kwh奥林匹断下降应用面也不断扩大2。年来国际光伏工业克运动会成为展示绿色能源的窗口从1996年的亚的平均年增长率超过2。%生产规模从过去的1-特兰大奥运会的34okw太阳电池游泳馆到2。。。年澳SMw/年发展到5一ZOMwp/年并向50Mw/年发展目大利亚奥运村650座永久性住宅和50。座活动房上前全世界累计光发电组件已接近200卿p太阳能热水器与太阳电池成为绿色奥运的标2002年电池年销售量已超过400Mwp比2000年增创匕已长近4。%组件成本低于5美元/wp发电成本约为鉴于太阳电池的火爆增长趋势一个新型的太02美元/kwh(图l)阳电池产业正在形成为了迎接太阳电池新产业的到来许多国家都给予了很大的关注以美国为例由9。多个电力联网部门组成了电联光伏集团希望在几年内购买35亿美元的光电产品他们认为当太阳电池价格降至3美元/wp时美国联网电力对太阳电池的需求量将达到90。。Mwp这意味着有27。亿美元的广阔市场图1世界太阳电池产量年增长情况从目前的发展趋势分析太阳光发电的远景目标比较乐观一般认为2030年光伏发电可望达到目前各国报导的太阳电池效率有些出入以世界总发电量的15一2。%太阳电池将成为本个世纪具备产业化规模的硅太阳电池为例其一般指标如的新兴产业下:单晶硅电池的实验室效率为25一3。%产品效率3卜尤脚蘑与窟翁结诊是窟翁节蘑必勇萝方琦为17%;多晶硅电池的实验室效率为20一25%产品太阳能建筑是指以太阳为能量资源通过采用效率为14%;非晶硅电池的实验室效率为15一2。%产新材料新技术和新设计方法达到降低常规能源品效率为8%等消耗改善居住环境和提高生活质量的新型建筑太阳电池从空间转至地面应用是一个转折点太阳能建筑所包括的内容大致如下:前10年由于与常规能源相比价格仍然很贵因此.通过先进的设计尽量采用自然光改善室只能在一些特殊的领域应用如海上航标牧区电内的光照质量减少照明电耗用自然光代替电力围栏微波通信以及管道阴极保护等但随着价照明可望节约人工照明电耗的3。一7。%据报导欧格的不断降低太阳电池的应用领域已逐渐扩大洲共同体近10年来已将85%的太阳能采暖经费转向据报道日用微型电器占世界光伏产品的14%左了日光照明技术开发美国过去4年间也在15。。。幢ShongholEnergyConservotion2002No5上海节能今17建筑上采用了日光管技术说明日光照明越来越受建筑群的太阳电池计划美国五角大楼建设的太阳到重视光电系统和西班牙巴赛罗拉图书馆工程等.采用先进材料提高建筑的采暖能力增加4风力岁右是给属窟赞塌宾工业开岁毋道必可太益率;加强墙壁的绝热能力阳能量的收降低室再…全蘑旗捞才内的能量损失太阳能材料主要包括:吸热材料透风能是目前开发前景最好的可再生能源风能明热反射材料绝热材料和储能材料等由于这些利用的主要方式首先是风力发电其次是风力提水材料在建筑中的应用或者大大提高了建筑物的太阳还有风帆助航等国际风力发电的发展态势是:装增益或者大大降低了建筑物的热损失机容量迅速增加风机技术不断改进发电成本不.通过先进的建筑合理设计提高太阳能量的断下降上世纪8。年代以来发展迅速(图2)尤其增益运用太阳能热水器系统为建筑提供热水通是过去6年中风力发电机的销售额平均年增长率过以太阳为热源的空调装置为建筑提出空调制冷高达睡O%2010年全球新增风力发电能力5。。。Mw.采用光电转换器件将太阳能转换成电能总发电容量超过2万Mw其中德国美国丹麦和供建筑内部的电器使用减少建筑物对于常规电力西班牙的发展居世界前列预计有些国家和地区将的依赖会有更大的增长如欧洲共同体预计至2010年的风随着可持续发展概念日益被人们所接受太阳力发电装机容量可望达到4万Mw占其总发电量的建筑已得到建筑界太阳能界和环境保护界人士的1。%左右展现出前所未有的发展前景普遍关注世界上许多国家相继推出了太阳能建筑国外有人乐观估计到2020年全球风力发电的发展规划1997年美国宣布了百万太阳屋顶计可望占总发电量的10%为达到此目标每年风力发划准备201。年以前在100万座建筑物上安装电机的制造能力将达到15万Mw相当于1998年生太阳能系统主要是太阳能光伏发电系统和太阳能产能力的6。倍如果以这样的生产规模保持到202。热利用系统该计划的实现可望每年减少c。的年年以后则到204。年其发电量所占的比例还将要排放量30。多万吨促进美国光伏发电热利用技高将有30。。Gw的风力发电机在工作和太术阳能材料产业的发展并将给美国社会带来J全匆质是世一必一形姗可厦全叉可借序软运01万个就业机会等欧共体1998年初公布将在201。输的腊湃年建成5。万套太阳能房屋希腊在1998年夏天宣全球每年由于光合作用生成的生物质约有120。布将把克里特岛变成全部由太阳能供电的社区最亿吨虽然其中仅1%用作能源但却已为世界提供近英国也推出百万幢绿色能源建筑计划日了14%的能源并成为世界上15亿人口赖以生存的本政府于1997年提出7万套太阳能屋计划德主要能源许多国家都制订了相应的开发生物质研国也于199。年和1998年先后推出千套太阳能屋和01万套太阳能屋计划当前除了在住宅建筑中推广太阳电池屋顶计划外许多国家还开展了以太阳能与建筑相结合的标志性示范工程计划目的是要给世人造成一种新的感觉:太阳能时代离我们不远了其中比较著名的有德国首都政府18令上海节能S卜angholEnergyConservatlon2002No5究计划(如日本的工程阳光计划印度的绿色能源能热水器产业2。年来我国太阳能热水器产业有美国的能源农场计划和巴西的酒精能了非常迅速的发展据不完全统计截止至2001万mZ年源计划等)在沼气技术生物质热裂解气化技术底全国太阳能热水器保有量接近mZ4000年产5。。万和生物质液体燃料技术等均取得较大的发展瑞典量708万tce年产值近10。亿元形成年节能建成6OMw的废木材气化发电厂5。%巴西的乙醇燃料已的能力居世界第一位处于世界领先水平占其汽车燃料总消费量的处理25001200。吨稻壳以上美国已建成年应该指出随着我国经济的发展人民生活水年发电量80万kwh年产酒精平和生活质量的不断提高越来越迫切家庭对于热水的需求将4吨的IMw稻壳发电示范工程等按我国13亿人口和Zkw亿户家庭测算如果用电加热水每户以装机容量计全国就三20年来我国新能源与可再生能源发需要28亿kw的设备容量是目前发电装机容量的展同样成绩显著我国新能源与可再生能源的开发工作始于上世纪7。5倍显然国家近期很难满足要求从2。年来的发展经验证明的有效途径发展太阳能热水器是普及家庭热水年代大致可分为三个阶段即:左世绍70年厂仁夏80卒对热娜其特第铆留乙:.我国太阳电池的点是由群众性的太阳能科学试验向专业化太阳能开发研究过渡发展趋势与国际相仿也是从空间转向地面成立了一批从事新能源与可再生能源开发研究的科研机构许多高等院校和科研院所也但无论产量和技术都与国外有相当大的差距至1998参与了新能源与可再生能源科研攻关从1980年起国家科委将开发新能源与可再生能源工作列入年底为止6我国国家科技发展计划五即第九五;6个五年计划以后在七已建成条初具规模的八五和等计划中都有发展新能源太阳电池专业生产线与可再生能源的内容国家其他部委与地方各级政光伏电池组件的年生产府也都重视新能源与可再生能源研究开发工作成能力达到4SMw其中单立了全国性新能源与可再生能源的学术团体一一中晶硅电池生产线2SMw国太阳能学会国同时被国际太阳能学会接受为成员非晶硅电池生产线19ZMw各省市也纷纷成立了地方学会使从事新能源8年组件生产量为29(其中非晶硅电池13与可再生能源的科技工作者有了自己的学术交流场3MW。SMw)全国累计光电组件拥所有量为ZMw应用面已遍及通信交通石油士世纽80卒厂七那9口卒厂亡衷夕自上第二淤屏‘:气象国防农村电气化等领域展现出广阔的应6Mw世纪8。年代以来国家先后颁布了《中国21世纪用前景目前全国年生产能力超过近年来由于议程》《中国环境与发展对策》《中国新能源与可再生能源发展纲要(1西部开发的推动据报道标规模太阳电池产业有了很大的发展996一201。)》以及《乘风计上海河北江苏与广东等已着手建设目划》《光明工程》《无电县供电计划》《农村能源百强县》等SMw/年的生产企业我国太阳电池屋项尚处首先在北京大大促进了我国新能源与可再生能源于试验阶段九五期间广东和广的发展其中有些科研成果在向产业化过渡方面西等地的科研单位建成了光伏屋顶发电试验系统全国共建成光伏屋顶发电系统4。迈出了重要一步.取得了明显成效套安装太阳电池涌现出一批太阳能热水器企业形成了太阳80一12OkWShanghoiEnergyConservotjon2002No5上海节能今19.我国风力资源比较丰富全国风能储量为2005年的太阳电池容量为66Mwp2020年将达到25亿kw以上我国风力发电起步较晚进入了科3OOMWP研开发与实用试点阶段一方面组织国内科研单位.太阳能热水产业仍是我国今后新型可再生能对大型风力发电机组进行攻关另一方面引进国外源的发展重点之一按照国家经贸委制订的产业发大型风力发电机组进行消化吸收近年来发展迅速展十五规划到2105年全国家庭住宅太阳能热2。。o计年累装机容量达到345Mw在世界发展居前水器普及率达到2于30%需求量约232亿mZ平均十位的国家中我国排行第九年产量15。。万m“市场前景非常广阔今后的发展.我国在生物质开发方面目标是发展全天候热水系统健取得了许多实用性成效至全系统的设计安装和质量承诺1999年底全国农村户用沼气服务体系将太阳能热水器的应池发展到763万户利用率达到用范围扩大到工农业生产领域8%大中型沼气工程959处年集太阳能热水太阳能空调先废弃物处理量3281万吨桔秆进太阳能材料和太阳电池于一体气化集中供热站254处年产气的“太阳能建筑将大量涌现成量8000万m3继深封J!2995年建为一种完全崭新的可持续发展的成垃圾焚烧发电厂以后上海居住模式出现在世人面前北京天津重庆也先后建成了.随着可持续发展战略的不垃圾焚烧发电厂断深入将会有一系列适应时代发展需要的新法律法规和体制第三淤溜f录北必10至15产生大大促进新型可再生能源年为夕将是我国新能源与可再产业的发展壮大生能源大发展时期预计在此期间:上海作为一个国际大都市.风力发电将成为继火力虽然新能源与可再生能源的研究发电水力发电和核动力发电工作起步较早也取得过一些成之后的第四种可大规模发电技绩但是从总体上很难与国际先术为了加速我国的风能开发进水平相比有许多方面与国内国家出台了《乘风计划》等新能源发展规划预计先进水平的差距也不小不过近几年来上海市领在十五期末可望达到2。。。Mw201。年时估计导对于发展新能源与可再生能源给予了较大的重视为3。。oMw至本世纪中叶风力发电装机容量可望达2001年制订了全市的《新能源与可再生能源十五到10万一30万Mw年发电量2800一5400亿kwh在发展计划与2015年规划》提出了十五末期达改善我国电力结构中占一定份量到总产值2。亿元开发利用新能源与可再生能源3。.光电技术将有巨大的发展通过效率的不断万tCe占全市用能总量的。5%具体目标是十提高成本的不断下降可望在西部边远地区孤五期末形成风力发电能力1。。MW太阳电池SMWp立岛屿建筑节能和空间电站等领域发挥重大作用沼气84。万m“太阳能热水器3。万m“以及日处理太阳能电池将成为新一代的高新技术产业据我国垃圾发电25。。吨相信通过努力上海一定会在新能电力部制订的《1996一202。年光电发展规划》预测源与可再生能源的各个领域作出自己应有的贡献20令上海节能ShonghojEnergyConservotion2002No5