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导语:在新能源电力技术的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词:电力电子技术;新能源领域;应用;研究
引言
随着社会经济的快速发展,各种能源消耗速度极大,能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来,新能源的开发和利用,为解决能源短缺问题提供了一条新的道路,而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍,让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。
1电力电子技术概述
电力电子技术,又称功率电子技术,学术上称电力电子学,是指应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面,涉及电力电子器件(上游)、电力电子设备和系统(中游)、电力电子技术在各个行业的应用(下游)三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能,是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点,对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。
2电力电子技术在新能源领域的应用研究
电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段,在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例,对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究。
2.1水力发电
没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性:水是生命的源泉,地球上没有水,也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件,再加上一些物理知识和电路原理,以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新,不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗,更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上,一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。
2.2风力发电
风是大自然产生的一种自然现象,具有清洁、可再生、储量大的特点,而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。L力发电技术的出现,可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖,为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能,而且有利于缓解能源危机和供电压力,随着风电技术的不断发展和完善,风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强,在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下,除水电技术外,风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小,因此还有改善生态环境的重要作用。
2.3太阳能发电
在大自然赐予地球的能源中,太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一,阳光是人类赖以生存的因素之一,世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计,我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上,年辐射总量在502万kJ/m2以上,为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中,主郭建要采用了三种技术:太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展,对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等,都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说,太阳能发电技术,在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。
2.4潮汐能发电
在波涛汹涌的大海上,潮汐狂妄的拍打着海面,巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机,通过电力电子变换装置,发电机将巨大的潮汐能转换成电能,也就是能使这些波动能(潮汐能)的电能以恒压恒频方式输出,再通过其他的电力装置,为电力系统提供电力,其提供的电能既能源源不断输出,又对克服能源危机(煤、石油、天然气等化石类能源匮乏)提供了重要的解决措施,可以说,自然界的可再生资源也是无穷无尽的,只要我们拥有一双善于发现的眼睛,并采用先进的各项技术加以不断创新和完善,就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。
2.5在其他系能源中的应用
上述新能源将会在未来的发展中占到能源结构的绝大部分。电力电子技术的应用不仅局限于以上所述的几种领域,还可以将其应用到新能源中的很多其他领域,这些领域包括抽水蓄能发电、超导储能、超级电容储能、低谷电储能。
结束语
由上述诸多例子中可以看出,新能源的开发和利用已成为一种优势更大的发展趋势,而电力电子技术在这项伟大的工程中发挥着难以想象的重要作用。目前,电力电子技术对我国来说,在大气污染治理、节能环保、电力系统及国民生活等等中的应用非常广泛,而从大方面来讲,电力电子技术在国民经济与人民日常生活中正发挥越来越重要的作用。由此我们可见,电力电子技术不仅是国民经济支柱产业的重要组成部分,也是未来技术的发展趋势之一。我国政府相关职能部门已经采取了一系列有力措施,将发展电力电子技术作为在相当长的一段时间里的重点发展的关键技术。新能源发电系统给电力电子技术提供了新的方向,也为从事可再生发电能源系统的研究提供了新的思路。在国家政策强有力的推动下,电力电子技术正迎来其发展的大好时机。
摘要:随着可持续发展理念的不断深入推进,电力企业的发展也有了明显的变化,绿色、生态理念已经成为了现阶段电力企业发展的重要依据。电气节能技术和电力新能源的发展运用作为主要的研究方向,也是目前企业的重点工作。为了保障企业的稳定发展,就需要在技术上进行改进和研究,以寻求更稳定的发展空间。
关键词:电气节能技术;电力新能源
0.引言
新能源电力是指依靠新能源如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等,进行发电的系统机制。而电气节能技术也是现阶段高新技术产业中的重要组成部分。笔者根据自身的工作经验,对当前如何在技术上进行创新提出了自己的一些看法,供相关研究进行参考。
1. 电气节能技术运用
1.1 减少电能消耗
电能损耗是当前企业发展中面临的最大问题之一。过度的电力消耗使得企业的运营成本增加,且电力浪费情况非常严重。因此,如何能对电网工作进行完善和优化,成为了现代电力企业的关键工作。以目前的形势来看,企业需要结合自身的成本与实际需求,考虑更换一些照明设备,转而使用一些低能耗产品,保障足够的照明需求即可[1]。另外针对于一些无故的电力消耗,也需要采取相应的管理手段进行控制。
1.2 电机使用模式的调整
电机是目前企业中使用最为频繁的设备之一,而电机的功率和能源的消耗之间也有着密切的联系。在我国现阶段的电力系统中,电机是不可或缺的设备之一。所以如果能对现阶段的电机模式使用进行优化,就可以进一步完善节能管理。但是存在的问题在于,电机在制造的过程中本身就需要耗费大量的能源和材料,这些包含磁性的材料需要在制造过程中被严格控制。对于一些新型材料,我国在现阶段的使用上还存在着一些缺陷,所以在目前的电力企业当中,合理使用电机并根据实际的生产需求进行调整是非常关键的[2]。需要格外注意的一点在于我国虽然有着丰富的能源储备,但是能源使用危机仍然存在,尤其是对于一些地区来说,很多新能源并没有得到良好开发。这也需要我国企业不断深入研究,在新能源上进行后续的利用,在保障基础设施的基础上进行开发。
1.3 变压器参数管理
变压器参数的调整有利于实现节能的目的。在电能运输的过程中,通过对负载的调整和运行方式的改变,有利于降低电能在输送过程中产生的损耗。整个电力系统中的变压器可能在容量、材质、电压等级等诸多方面存在差异,因此有功功率的空载损失和短路损失、无功功率的空载损失和定额负载消耗的参数都不尽相同,通过对变压器参数的调整,可以降低变压器的有功功率损失和损失率,提高电能的利用率,从而达到节能环保的目的。
2.新能源使用
2.1 太阳能
太阳能是一种清洁能源,最大的优势就是不会对环境造成严重的污染,促进能源的合理利用。另外,由于太阳能可以转变成其他形式的能源被储存和使用,因此可以给电力企业提供长期的能源支持[3]。太阳能技术的具体运用,可以利用电池板和蓄电池,并对现阶段的传输系统进行有效管理,让电气企业的动力系统能更加自由,实现对于电网的合理控制。光伏发电是本世纪最有市场潜力、最具发展前景的新能源.光伏产业以其技术先进性、资源无限性和绿色环保性,成为全球产业革命的核心、发展低碳经济的方向、对能源危机和实现可持续发展的重要途径。
2.2 地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,还有一小部分能量来自太阳。地热资源在我国主要分布于云贵、地区,具有天然的地理优势,也是地热能研究开展的重要地区。这些地热资源如果可以得到合理运用,那么不仅对于农业的发展有重要的便利,还能为电力企业的日常生产提供能源保障,是未来可持续发展理念下的重要技术手段[4]。
2.3 风能
风能是空气流动产生的能量,是一种可再生能源。在现代技术下,利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能。作为清洁和可再生能源,风能也应该收到高度重视和技术支持,并在未来不断进行性能和技术上的优化和完善。为了提高清洁能源的利用,清洁能源电源在建设备投资应该有所增长,这也给企业的发展提供了一项重要的支持。
2.4 核能
核能是一种清洁能源,战略意义出众。目前我国已经有核反应堆技术的出现,并被国家高度重视,在未来也将成为重要的发展方向。所以我国也应该加大研究力度,争取取得更大的技术突破。节能和可持续发展是各国都密切关注的问题,我国也是其中之一。以目前的情况来看,能源的使用大多依靠水力和火力发电,能源消耗巨大,且对于环境也存在着一定的破坏。作为电力企业,也需要不断进行技术优化,利用清洁能源来维持生产,建设生态型企业。
3. 结语
通过研究,不难看出随着未来经济的快速发展,电能消耗也必然不断提升。面对着日益增长的电力需求,作为电力企业也必须要进行改革和优化,在电气节能技术和电力新能源上进行深入研究和合理管控。但是追求减少电气能源输送能耗的前提是满足当前经济发展所需的能源,不能单纯的为了降低能耗而不为市场供应充足的资源,导致经济发展受损。这也需要企业在充分认知自身实际情况的基础上进行科学化管理,实现自身的可持续发展。
参考文献:
[1]王淳. 电气节能措施与电力新能源的开发问题探讨[J]. 电子制作, 2013,12(08):241-241.
[2]胡灿. 电气节能措施与电力新能源的开发问题探讨[J]. 科技与企业, 2014,01(08):132-132.
[3]刘耀华. 电气节能技术与电力新能源的发展应用[J]. 低碳世界, 2016,19(07):38-39.
关键词: 职业技能 电工电子技术 实践教学
电工电子技术结合中职培养目标,按照培养高素质劳动者和技能型人才的内容,突出与职业岗位的联系,积极探索理论与实践相结合的教学模式,引导教与学向生产技术与生产岗位的实际需求方向靠拢,强化学生与职业岗位对接的能力。教师在教学过程中要注重培养学生创新能力和实践操作能力,减少验证性试验中的测量数据和指标为主,转向完成工作任务及解决实际问题为主的技能训练,即:使学生知道做什么、怎么做,对知识点各个击破,形成分析能力、认识能力,体现目标教学思路,培养学生的思维、动手操作等多种能力,最终提高中职学生的电工电子技术应用设计能力,加强创新型人才的培养。
一、目前中职院校电工电子技术教学存在的主要问题
(一)课程考核方式不科学。电工电子技术这门课分为理论学习与技能培养,长期以来,受传统教学模式重理论轻实践的影响,很多中职院校一直对理论进行闭卷考试,对技能操作课不考核,技能课老师根据学生平时的实践操作能力、技能操作过程中态度问题和完成技能实验报告的情况给一个技能课分数,很多院校的技能实验分数才占到总课时的15%~25%。技能课的评价体系也存在一定缺陷,很多教师在技能课上把考察重点放在学生课前是否预习,是否完成本次技能实践实验内容,记录的数据是否合理,等等。实际上,这种传统的评价方式并没有考查学生的实际操作情况和创新能力,同时对这门技能课的重视程度大大下降。
(二)电子电工技术技能实践课教学内容比较枯燥,教学方法守旧单一。从技能实践课教学内容看,一般的电工学实验题目大都属于基础验证性实验,设计技能性实验偏少。学生在做技能操作过程中基本上是按照规定的步骤操作,对学生独立思考问题能力培养不利。在实验教学方法上,大多采用老师板书,示范讲授为主,启发式教学较少,不利于学生在实践操作中自发地分析问题及解决问题能力的培养。同时实验内容缺少趣味性,教学方式过于单一使得学生学习兴趣低,严重影响其学习积极性。
二、电工电子技术课程教学改革策略
(一)教师合理设置课堂教学,培养学生创新思维能力。中职学生创新能力的培养应重点进行创新思维方法的训练,教师尽量做到每个学生的创新能力可以得到充分发挥。在课堂教学环节中,师生要共同营造和谐愉快的教学氛围,在“以生文本”的教育理念下,充分发挥教学过程中教师主导、学生主体作用,培养学生善于主动发现问题、自己动脑分析问题和自己动手解决问题的科学思维方式。在课堂教学过程中,教师应该有层次[1]有难度地提问,鼓励课堂中学生积极发言甚至做到畅所欲言,对于人数较多的班级鼓励分组讨论,引导学生敢于批判质疑,勇于立异创新。教师课堂教学环节设置合理而有创造性,便能促使学生积极主动地获取知识,培养学生创新思维能力。
(二)强化师资建设,扩大“双师型”教师队伍,技能实践教学过程中培养学生的创新能力[2]。目前中职院校教师自身素质有限,大部分电子电工技术专业的教师都是“从学校到学校”居多,自身就缺少熟练的技术也没有实践操作的经验,更无法教会学生熟练技能,导致学生学的电工电子理论知识和电工电子技能实训项目脱节。提升教师技能与理论结合教学的能力,学生在技能操作训练中创新思维能力的培养,中职院校需要强化师资建设,需要能同时胜任专业理论教学和技能实习指导的“双师型”教师,扩大“双师型”教师队伍。教师必须具备一定的实际操作技能水平,在实践中能熟练处理生产中出现的各种问题,理论上应具有高级技工以上的证书,他们在教学中能有效地将理论和生产技能操作结合,培养学生的创新操作技能。
(三)课程教学模式改变,理论与实践结合,是培养学生创新思维和创新能力的重要环节,课程教学模式的改变为理论性和实践性相结合[3]。中职电工电子技术与技能课程的实践性特点,决定了学生不应该只注重理论知识的学习,还应把理论应用到实践中。在近几年的教学实践中,笔者根据电工电子技术课程内容设计教学环节,最大限度地为中职学生提供广阔的技能操作平台,鼓励学生动手实践操作,把理论基础知识转化为实践技能操作,提高学生的创新能力和实践能力。很多中职院校通过校企合作教学、校外实践、实践实习基地等多种教学模式,增加学生真正到企业锻炼实习机会,同时开展中职生科技学术活动等,鼓励学生多参加省级国家级技能操作大赛等,最终成长为创新型人才。
参考文献:
[1]王紫婷.构建分层次创新活动平台,提高大学生的创新能力[J].实验室研究与探索,2008,27(7):11-13.
[关键词]大规模新能源 电力安全 高效利用 基础问题 思考
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)46-0288-01
21世纪,能源问题成为世界各国普遍关注的突出问题。近些年来,随着科学技术的不断发展,我国政府提出了建成能源节约型的社会主义国家的目标,在新能源的开发和利用领域有所突破。然而,面对当前我国经济不断增长、居民生活以及企业生产用电需求急剧攀升的形势,电力行业承受着巨大的压力,新能源的利用方面,仍然存在很大的缺陷,大规模新能源电力安全高效利用问题,已然成为我国智能电网建设过程中,亟待解决的重要课题。
一、大规模新能源电力系统的特点
电力系统是一种包含电力生产、传输与使用的消费系统,存在供求与需求平衡的特点。相对于传统能源电力系统来说,新能源电力系统则具备一些更为鲜明特征,包括不可约制性、不可存储性以及不稳定性等等,其中,能源储存问题最为突出。为了增强对电源侧控制的有效性,在具体展开新能源电力系统的构建过程,需要进行科学的中长期负荷预测,优化机组调度,加快发电控制自动化发展步伐,以保障电网稳定性。与过去传统的水能、核能发电大为不同,在风能、太阳能这种形式的新型能源电力生产过程中,不仅出现了存储困难现象,而且也无法有效控制电能的输出。一次能源的随机波动性特征,决定了电能也具有较强的随机波动性。新能源电力系统中的电源侧,既包含了传统电力系统中的电源,又增加了新的虚席部分电源,能够响应负荷侧,并影响电源侧功率的随机波动性,这是新兴能源电力系统的基本特点。
二、新能源电力系统建设中的基础问题及解决措施
(一)新能源电力系统构建的基本原理
以基础性电气动力学视角为基础的多时空尺度特性,在新能源电力系统的整个建设过程都存在,其是对新能源结构及其重要参数进行凭借的依据,更是推动新能源电力系统实践工作顺利展开的客观基础。新能源电源空间尺度所具备的各种特征(包括分散性、随机波动性等),导致其运行系统,也带有明显的随机性以及不稳定性等特征。电源、电网和负荷的响应,是建立新能源电力系统时空多尺度动力学特性的理论依据,在此原理下,要想实现新能源电力系统完美、高效输出,则必须平衡好电源和电网之间的关系,促使多个新能源电力系统之间,能够达到彼此平衡与彼此互补的状态。因此,新能源电力系统构建,需要把新能源电力系统的不确定性度量与建模理论建立放在首要位置,依据其动力学特性深入研究规模化新能源电源与电网之间的相互作用机制,从而为提高新能源电力系统的安全性和高效性奠定理论根基。
(二)多元化新能源电力系统间的互补与协同调控问题
虽然新能源电力系统具有电源多元化、负荷多类型等特征,但仍然没有摆脱传统电力系统中存在的电力输送延迟性问题。两者之间的运行机制虽有不同,但也存在一些相似之处。因此,在构建独立的新能源电力系统平衡互补机制的过程中,我们可以客观性借鉴传统能源电力系统的工作实践经验,即:依靠不同电力系统机制之间的相互作用以及客观性的合作制约结构,完成输电任务,从而为新能源电力系统调控目标的实现,提供有力的支持。而为了促进大规模新能源电力得到安全、高效的利用,我们需要采取措施,进一步对电网结构进行优化,使各局部电源与新能源电力系统的要求保持一致。制定多元互补方案,为实现对新能源的高效利用以及对新能源储存量的有效控制,奠定良好基础。此外,完善新能源电力系统所使用的输电方式,实现创新转变,通过增强电网的输电能力,促进资源得到优化配置。
(三)新能源电力系统的保障机制及防御策略
新能源电力系统在发电工作过程中,常常会涉及到风能、太阳能等新型能源的使用问题,这些形式的能源大多集中分布在人口稀疏的偏僻地方,其获取装置容易出现系统瘫痪或者其他故障。基于此,在新能源电力系统生产工作过程中,需要我们重视对其生产装置的和系统运行安全性的日常维护,定期组织对其关键组件和运行状态的检查活动,及时发现和排除其技术故障,完善设备保障环节。其次,要加快构建新能源电力系统特有的质量安全控制与保障机制,以科学、合理的保障机制,规范安全控制环节。此外,先进的能源发电技术,在提高新能源的利用效率、保障电网运行的安全性等方面,也发挥着重要作用,所以我们应注重对先进的新能源技术的开发和使用。最后,科学解决新能源电力系统运行过程中的能源消纳问题和存储问题,采用就地消纳的方式,提高电网的消纳能力,并强化对新能源电力系统稳定性的保障;促进能源储存技术的创新发展,以解决电力系统运行中存在的平抑问题,即:增强对电力系统安全的控制能力,防止电网干扰情况下发生故障。
结束语
大规模新能源电力系统的建立,使得我国的电力系统实现了创新发展。但新能源电力系统的稳定性及输出效率不足等问题,导致其难以发挥更大的实用价值,也难以彻底取代传统能源系统。因此,必须加快建设智能化电力系统,优化新能源电力生产、传输、安全控制以及系统设备的维护等环节,建立规范、科学的保障机制,提高多元化新能源电力系统间的互补与协同调控能力,从而有效促进大规模新能源电力系统得到安全、高效利用。
参考文献
[1] 杨财业.大规模新能源电力安全高效利用基础问题[J].能源与节能. 2014(11)
[2] 寿瑜江.探讨大规模新能源电力进行安全高效利用的问题[J].科技视界. 2014(15)
【关键词】新能源 发电 发展思路
一、新能源发电的概况
在可持续发展战略下的中国发展一定是一个对能源,尤其是新能源要求十分严格的。随着国际环境的变化在未来的经济发展中各大企业对能源的需求将会是巨大的,地球的可再生资源远远跟不上人类的巨大消耗,甚至是浪费,人们的生活水平提高了,对于能源高消耗的工具使用也越来越多,汽车飞机都在消耗着地球的资源;再就是天然气煤炭的资源也在日近枯竭,所以为了能够满足人类的发展需求,我们也正在努力积极的寻找可再生可循环利用的绿色的清洁能源。
二、新能源发电所面临的形势
(一)能源供给与能源需求矛盾突出
我国是一个人口大国,虽然我国的资源十分充足,但是人均占有量少,尤其是化石能源的资源拥有量较少,煤炭石油的价格就可体现出我国的能源的人均占有量,所以说对于能源的消耗量之大对于我国的整体经济的发展水平是一个严峻的挑战。作为一个面积较大的发展中国家而言,我们的发展水平远远低于发达国家,能源供给与能源需求自相矛盾,不能协调发展,伴随着我国可持续发展的战略实施,以及工业化程度的提高,我们在未来的发展中只会对能源的需求只增不减。
(二)生态环境保护压力日趋加大
随着工业时代的到来,经济的飞速发展也是得整个地球的环境日益恶化,面对我国对煤炭石油资源的高消耗,对整个能源结构都发生了很大的改变,生态环境的压力也越来越大,由于工业的发展对煤炭使用的情况不太看好,产生的二氧化硫是直接破坏自然环境的一大杀手。煤炭的排放量与日俱增使全球变暖,所以说在这样的生态环境压力下,人类要想可持续发展下去就必须努力去开发利用新能源,走绿色发展道路已经成为我国电力工业发展的必由之路。
三、新能源对电力系统发展的影响
(一)促进电网整体稳定运行
新能源的开发对电力系统的发展起到了推动的作用,一方面新能源的开发在一定程度上改变了原有的瞬时平衡的电力系统的供电模式,加快了电网的运行速度,满足了更多人的用电需求,另一方面,新能源发电的大规模并网,对电力系统发电调节的工作模式有了新的要求,对整个电力系统的生产运行提出了更高的要求,给我国的整个电力系统的安全稳定运行带来了积极的影响。
(二)对电力系统经济运行带来影响
新能源的开发在一定程度上促进了电力的整体运行和使用,但是新能源的开发过程在一定程度上也降低了电力设备的使用率,从而增加了电力系统的供电成本。新能源的开发是为了更有效的整合资源的利用率,为了确保供电的安全稳定运行,是需要投入很多设备进行深度调峰,影响了其单位能耗指标,进而影响了电力系统经济的整体发展。
四、我国新能源开发的原则与发展思路
(一)系能源开发的原则
在我国资源转化的过程中,新能源发电发展离不开科技的进步,新能源发电的新思路一定要保证电量的生产和使用的安全性,其次是其真正意义上的节能减排,绿色环保,经济实用。
(1)安全性原则。安全性是任何新能源_发使用研究的前提,其安全性主要体现在对于新能源发电的前期装机设备的安全上,对于新能源的开发和利用要有足够的调剂设备作为负荷支出的保证。新能源的开发是要体现其可再生,清洁,安全的优势的,所以一定要充分能保障其安全稳定的运行才是最重要的原则。
(2)环保性原则。新能源的开发一方是为了整体资源的整合,另一方面其实是为了改善我们所处的环境,所谓的新能源新就新在其环保性,新能源发电具有清洁、可再生等优势,在科技指导下电力系统的安全运行的同时要注重在新能源开发时对环境的影响,鼓励发展新能源发电,减少电力行业的化石能源消耗及二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等的排放,促进电力工业的绿色发展,为节能减排做出应有的贡献。
(3)经济性原则。在新能源发电的整体规划上来看,最不能忽视的是其经济性原则,由于新能源的电力发展不同于其他能源,在研究和开发方面是需要投入大量的科研成本和技术支持的,把握好新能源电力发展的经济性原则,对后期的新能源电力开发有一个资金上的保证。
(二)新能源发展思路
(1)积极有序发展风电。新能源的开发要有重点性,我们国家不同的资源分布在不同的地区,所以新能源发电要做要因地制宜,例如:内陆丘陵、河谷等风能资源相对丰富的地区,可以利用其风力或者势能发电,发挥距离电力负荷近、电网接入条件好的优势,因地制宜建设中小型风电项目。在偏远地区,因地制宜发展离网风电。靠近海岸的地区可以利用其水利或者风力发电等。我国的地热发电已经具有一定的技术基础和生产能力,但由于地热还有其他开发利用价值,只能因地制宜地发展。积极推进海洋能试点开发研究。
关键词 新能源;新能源产业;日本;中日比较
中图分类号C921.2 文献标识码A 文章编号1002-2104(2010)06-0103-08
近年来,随着全球能源格局的调整,新能源产业引起了各国的日益重视。各国均把发展新能源看作是一场长期革命,都希望在未来的经济发展中占领产业与科技制高点,以美国为代表的很多发达国家甚至将发展新能源产业作为摆脱金融危机的重要战略手段。2008年,世界风能装机总量达到1.21亿kW,是1998年的12.5倍;全球累计光伏装机达到1473万kW,为1998年的15.3倍。从长期看,随着新能源利用成本的降低,未来将会有很大的发展前景。中国已经成为世界第二大能源消费国,并且将在3~5年内超越美国成为世界最大能源消费国。而作为世界上最大的二氧化碳排放国,尽管中国的人均排放水平仍只有美国的1/4、日本的1/2,中国将面临越来越大的国际压力。大力发展新能源产业,将是中国解决能源环境问题、履行对国际社会承诺的重要突破口之一。在新能源产业发展方面,日本是世界上最早起步的国家之一。在这方面,既有成功的经验,也有诸多教训,值得中国借鉴和吸取。
1 新能源产业的发展历程
1.1 先行发展的日本新能源产业
由于自身的能源资源匮乏,日本是世界上最早重视发展新能源的国家之一。日本新能源发展具有“自上而下”特征,初期是通过政府政策启动的,石油危机与能源紧张是推动日本发展新能源的主要动力。1973年,第一次石油危机爆发。1974年,日本就实施“新能源技术开发计划”(也被称为“阳光计划”),其核心是大力推进太阳能的开发利用,此外还包括地热开发、煤炭液化和气化技术开发、风力发电和大型风电机研制、海洋能源开发和海外清洁能源输送技术等。
1979年,第二次石油危机爆发。1980年,日本推出了《替代石油能源法》,设立了“新能源综合开发机构”(NewEnergy Development Organization,简称NEDO),开始大规模推进石油替代能源的综合技术开发,主要包括核能、太阳能、水力、废弃物发电、海洋热能、生物发电、绿色能源汽车、燃料电池等。
1993年,日本政府将“新能源技术开发计划”(阳光计划)、“节能技术开发计划”(月光计划)和“环境保护技术开发计划”合并成规模庞大的“新阳光计划”。“新阳光计划”目标是实现经济增长、能源供应和环境保护之间的合理平衡。
1997年,日本又出台了《促进新能源利用特别措施法》(Law on PromotingUse of NewEnergy),它也被称作《新能源法》。该法的目的是为确保安定稳妥地供给适应内外社会环境的能源,在促进公民努力利用新能源的同时,采取必要措施以顺利推进新能源的利用。该法于1999、2001、2002年进行了三次修订。
为解决新能源发电上网问题,2002年5月,出台《电力设施利用新能源的特别措施法》(Special Measures Law on theUse of New Energy bv Electric Utilities),即强制上网配额法(Renewables Portfolio StandardsLaw,RPS Law),规定电力企业必须购买的新能源发电配额。
但进入本世纪以来,随着国际能源价格不断上涨和全球气候变暖形势日益严峻,其他国家(尤其是欧洲国家)对新能源的支持力度不断加大,日本逐步丧失了新能源产业发展领军者的地位。
为提振本国新能源产业(尤其是光伏太阳能产业),2008年11月,日本经济产业省联合其他三省《推广太阳能发电行动方案》,提出了多项促进太阳能利用的优惠政策,将太阳能发电作为了日本新能源产业发展的重点。新上任的鸠山内阁也将发展新能源作为一个重要的经济纲领,提出了更远大的新能源发展目标。但是,由于形势变化及自身问题,日本已经不可能再成为世界新能源产业领跑者了。
1.2 后发优势的中国新能源产业
与日本的情况不同,在中国,新能源产业发展起步相对较晚,初期发展具有“自下而上”的特征。中国开始利用新能源主要是从农村开始的,特点是农民分散、自发地进行,而不是通过产业化、规模化、市场化的方式进行的。最早开始利用的可再生能源主要是沼气、太阳灶等,20世纪80年代户用太阳能热水器开始普及。上个世纪90年代后半期,中国开始注意从政策上引导新能源开发。
2000年以来,中国政府对大了可再生能源开发的支持力度。2003年,国家发展和改革委员会专门成立了能源局,其下设立可再生能源管理处。能源局成立后,将发展风电作为大规模开发可再生能源的切入点,从2003年开始,能源局组织了一批风电特许权招标项目,取得了很好的效果。2005年《可再生能源法》的颁布,标志着中国可再生能源发展进入了一个新的历史阶段。此后,国家发改委和其他相关部委出台了一系列配套法规和政策,如《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》,逐步构建起了促进可再生能源发展的政策架构。
随着能源供求格局的变化和政府支持力度的加大,中国的新能源产业出现了超预期增长。中国在光伏设备制造市场份额、太阳能热水器普及、风能设备制造与风能利用等方面很快赶超了日本,展示了明显的后发优势。但是,非理性投资所导致上游产能过剩、下游制度瓶颈等问题,正阻碍着新能源产业的健康有序发展,中国新能源产业发展正处于“蜕变期”。
2 新能源产业的发展现状
2.1 日本新能源发展难以实现预期目标
根据2008年3月修订的《京都目标实现计划》(KyotoTarget Achievement Plan),日本新能源发展的近期目标是2010年新能源占一次能源总量的大约3%。从现有情况看,距离理想目标还有相当大的差距。根据日能能源经济
研究所(IEKI)的预测,到2010年,日本的新能源占比大约只能到1.9%。以光伏为例,2008年,日本的光伏装机仅为210万kW,而2010年的预想目标是482万kW,为达到这个目标,日本必须保持年均50%的增速。在风能方面,日本目前的装机为188万kW,而2010年的预期目标是300万kW,为达到目标,日本必须在今后两年保持26%的增速。
在中长期目标方面,到2020年,可再生能源占比为7%,水电之外的新能源占比为4,3%;到2030年,日本的可再生能源占比大约为11%,其中,新能源为7%,大约为3200万千升原油当量。这一比例大大低于欧洲2020年可再生能源占20%的发展目标。当然,不同地区差异,东京提出到2020年可再生能源占比达到20%的发展目标。能否实现这些中长期目标,主要取决于两个因素:从外部因素看,是国际能源供求格局和减排压力;从内部因素看,长期制约新能源产业发展的制度障碍能否得到消除。
2.2 中国新能源产业的超预期发展
中国是个新能源资源丰富的国家,近年来新能源产业发展迅速,某些领域的发展速度甚至超出预期。例如,风能装机2006~2008年连续实现翻倍增长,2008年已经超过1200万kW。2009年,中国风电新增装机容量还会翻番,中国风电新增装机占全球总量中的比重,将由2008年的23%增至33%以上。按照目前的发展速度,中国将一路赶超西班牙和德国,至2010年风电总装机容量有望跃居世界第二位,并提前10年实现2020年风电装机容量3000万kW的目标。某些机构乐观地预期2050年中国将有30%以上的能源需求依靠新能源来满足,届时风电装机甚至可能达到2.5亿kW以上。
2.3 中日发展现状对比
中国是世界可再生能源利用规模最大的国家,全部可再生能源折合1.72亿t标油,在占一次能源的比例方面,中国的可再生能源占比是8.6%,日本为4.2%;其中,水电之外的新能源占比,中日两国分别为1.5%和1.3%。从规划看,2020年,中国可再生能源占比为15%,其中新能源为6%以上;日本则为8%,其中新能源为4.3%。日本提出了更远大的目标(2020年,可再生能源占比为10%,光伏装机提高到原来的2.5倍)。
在新能源产业发展方面,中国发展较快的是风电、沼气和太阳能热水器,日本则是光伏发电、垃圾和生物质发电、新能源汽车等。
2.4 新能源产业发展面临的共同问题
由于国情不同,中日在新能源产业发展方面面临的问题有所差异。但两国都面临着两大根本问题:一是高成本问题;二是入网难问题。
2.4.1 高成本问题
新能源的高成本问题是包括中国和日本在内的世界各国普遍面临的难题,但中日两国的成本结构存在一定差异。日本是最早研发新能源技术的国家之一,在生物发电、太阳能、风能等领域拥有大量自主创新专利。日本新能源设备生产企业不需要像中国企业一样,向国外同行支付高昂的技术专利费用。但日本是个高成本(高收入)的国家,人工成本远远高于中国,这是导致近些年日本新能源设备的性价比优势逐渐消失、市场份额逐步降低的重要因素。与此同时,这也导致日本国内的新能源利用成本远远高于中国。但是,考虑到日本的高能源价格,新能源的高成本问题可能在中国更为突出。
以光伏太阳能发电为例,日本的每千瓦综合安装成本平均比中国高出40%以上,屋顶太阳能的安装成本在每千瓦70万日元(5万元人民币以上)。但是,从相对成本的角度看,目前日本的零售电价大约是每度电25日元(约1.9元人民币),是中国的近4倍。因此,相对于传统发电,日本太阳能发电的相对成本甚至低于中国。据笔者测算,在日本,按照现行政策与电价,居民投资屋顶太阳能发电系统的回收期大约为25年。作为一种政府补贴(占投资总额的10%)下的自愿行动,这项投资已经得到了大范围推广,2009年以来又重新呈现了快速上升趋势。2008年11月,在新的太阳能行动计划中,政府提出通过支持产业发展和太阳能推广使用,要在3~5年内使得太阳能发电系统成本降低50%。相比较而言,中国距离这一阶段还有很长一段路要走。
2.4.2 入网难问题
从技术的角度讲,风能、太阳能等新能源虽然属于绿色能源,但由于其发电的不稳定性,对于电力企业而言,它们并不是一种可靠的优质电力供应源。传统电网必须经过更新改造后才能具有更强的新能源接纳能力。但更关键的还在于利益因素,即与新能源发电上网相关的成本如何分担,收益如何分享。在这方面,中日两国都面临着类似的难题。
在日本,电力市场仍是一种“诸侯割据”的区域垄断格局,“厂网一体”的七大电力企业分割了全国的市场。它们拥有自己的热电厂与核电厂,在电力市场饱和的情况下,利用新能源发电就意味着已有投资的收益受到很大损失,因此,它们没有动力发展新能源。日本虽然实行了强制发电配额制度,但“电力供应安全”和电网改造成本分担又成为了它们推拖新能源发电上网的主要说辞。日本电气事业联合会(Federation ofElectric Power Companies,简称FEPC)主席在2008年3月曾提出,日本现有电网可接受的风能接入规模只有500万kW,大约是现有装机的3倍;而太阳能发电装机上限为1000万kW,大约是现有水平的7倍。若想更多地利用可再生能源,电网系统设施要进行重大创新,谁将为此付费是个重要问题。从政治的角度考虑,这些历史悠久、拥有丰厚资本的电力企业往往与政治家和官僚保持着密切联系,有着十分强大的政治影响力。因此,自民党政府若想实现其发展低碳经济的远大目标,必须在电力产业制度上真正取得突破。
在中国,虽然实现了厂网分开改革,但新能源发电上网难问题同样存在。以风电为例,2008年底我国有超过1200万kW的风电机组完成吊装,其中1000万kW风电机组已通过调试可以发电,但由于电网建设滞后以及风电并网中的一些技术、体制和管理上的障碍,2008年底实际并入电网的风电装机容量仅为800万kW,由电网因素导致的装机容量浪费约200万kW。
现行《可再生能源法》虽然规定了全额收购制度,但主要是通过电网覆盖范围内发电企业与电网企业履行并网协议来解决,实施中由于双方企业利益关系和责任关系不明确,缺乏对电网企业有效行政调控手段和对电网企业的保障性收购指标要求,难以落实全额收购的规定。此外,现行可再生能源法对电网企业规划和建设配套电网设施没有做出规范,电网规划和建设滞后于可再生能源发电的情况突出,造成一些地区可再生能源发电项目难以及时并网发电。
3 新能源产业发展政策
为了解决新能源的高成本和市场推广问题,促进本国的新能源产业发展,日本采取了一系列财税政策和监管政策。在这方面,中国也采取了类似措施,如政府补贴、税收
优惠、RPS、上网电价、净电表制度等。两国都采取了但也有不同之处,例如,日本没有采取竞标制度和明确的上网电价制度,这是由两国的电力体制差异造成的。总体而言,中国的政策体系更为完善,支持力度更大,但在配套政策和贯彻执行方面与日本有一定差距(见表4)。
3.1 政府补贴
日本对新能源产业的补贴有多种形式,包括对研发的补贴、对家庭购置新能源设备的补贴、对新能源投资项目的补贴等。
1980年代,日本开始对小规模的风电进行补贴。从1994开始,为保证新阳光计划的顺利实施,日本政府提出每年为此拨款570多亿日元,其中约362亿日元用于新能源技术的开发,预计该计划将会延续到2020年。1998年,日本启动了“促进地方使用新能源方案”(Promotion for theLocal Introduction of New Energy)。该方案提出,通过新能源综合开发机构补贴可再生能源项目,公共机构和非政府组织也可以因推广各类新能源而获得补贴,补贴额上限是开发、推广等活动支出的50%。表5说明了经产省2008财年与新能源相关的预算分配情况,计划资金总额达到1113亿日元(经产省补贴,不含环境省预算部分),是10年前的2倍。
补贴措施在推广新能源方面发挥了重要作用,太阳能产业案例就从正反两方面说明了这点。从1994年到2005年,日本政府对住宅用的光伏发电实施了补贴,累计补贴总额达到了1322亿日元。这项措施有效地刺激了光伏发电的市场需求,与补贴前相比光伏发电的利用量增长了6倍,而光伏发电系统的安装成本由1992年的每瓦370万日元降到了2007年的每瓦70万日元。在2007、2008年暂停了家庭太阳能光伏发电补贴后,日本光伏发电装机增速明显放缓。日本在2009年1月又推出了新的补贴措施,即使在金融危机的背景下,光伏装机出现了显著增长。
在中国,政府也通过多种形式向新能源产业提供补贴。根据《可再生能源法》,国家设立可再生能源发展专项资金。2006年5月30日,财政部了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》,可再生能源发展专项资金通过中央财政预算安排,通过无偿资助和贷款贴息对重点领域的可再生能源的开发利用项目进行扶持。2007年1月,国家发改委了《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》,建立了可再生能源电价附加资金制度,征收标准为每千瓦时2厘钱,2009年全年预计征收45亿元左右。根据2009年8月31日的《可再生能源法修正案(草案)》(征求意见稿),国家准备将可再生能源发展财政专项资金和可再生能源电价附加合并在一起。
从补贴形式上看,中国的补贴形式更为多样:①价格补贴,如生物质发电补贴电价标准为每千瓦时0.25元,对两个光伏示范项目(崇明与鄂尔多斯项目)的补贴标准为每千瓦时4元;②研发补助:“十一五”期间,超过10亿的预算将通过国家科技攻关计划、“863”计划、“973”计划等投入到各类新能源研发项目中;③投资补贴:如“太阳能屋顶计划”(补贴20 000元/kW)和“金太阳示范工程”(补贴系统投资的50%~70%)。
总体上看,中国的政府补贴度明显高于日本。例如,在中国,光伏发电补贴占投资的比例是50%~70%,甚至更高,而日本是10%~50%。
3.2 税收优惠
日本对于开发新能源的行业企业都实行一定程度的税收优惠。为了鼓励对尚未发展起来的新能源进行开发,在1998年的税制改革中,日本将开发新能源写入1998年的“能源供需结构改革投资促进税制”(Tax Incentives toPromote Investment in the Energy Supply and Demand StructureRefoml)之中。2008年的《推广太阳能发电行动方案》(Action Plan for Promoting the Introduction of Solar PowerGeneration)提出了针对家庭部门和产业部门利用太阳能的税收优惠:①家庭贷款税(Home Loan Taxation):贷款余额的1%可以从收入税中扣减(持续10年);②改革促进税(Reform PromotionTaxation),如果采取了节能方面的改革,大约10%的改革成本(上限为500万日元)从所得税中扣减。
在中国,政府也广泛运用税收政策对水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等可再生能源的开发利用予以支持,对可再生能源技术研发、设备制造等给予适当的企业所得税优惠。具体而言,中国对可再生能源给予了以下税收优惠:①增值税优惠,包括垃圾发电增值税即征即退政策(2001)、风力发电增值税减半征收政策(2001);变性燃料乙醇增值税先征后退(2005);②消费税优惠,如变性燃料乙醇免征消费税政策;③进口环节税收优惠政策,如原来实行的进口风力发电机与光伏电池免征进口关税和进口环节增值税政策(刚刚取消);④企业所得税优惠政策,如5年内减征或免征所得税、加速折旧、投资抵免等方式的税收优惠等。另外,我国大部分地区对风电机占地采取了减免土地税和土地划拨政策,实际上风机征地是零费用。由此可见,我国针对可再生能源产业的税收激励政策已有多项出台,相比日本,中国的税收优惠政策种类繁多、灵活多样,但这种支持并未形成十分完善的制度体系。
3.3 强制上网配额(RPs)监管
在日本,RPS法律在新能源推广应用方面发挥着核心作用。为解决新能源发电上网问题,2002年5月,出台《电力设施利用新能源的特别措施法》(Special Measures Law 0ntheUse 0fNew Energy bv Electric Utilities),也被称作强制上网配额法(Renewables Portfolio Standards Law,RPS Law)。该法规定,从2003年4月开始,强制电力企业提高新能源发电(光伏发电、风能发电和生物质发电)使用比率。该法适用的新能源类型:风能、光伏、地热能、小水电(1000kW或以下)、生物质能。
到2014财年,要有160亿度新能源发电供应给所有电力设施。2006财年的新能源发电量约为65亿度。电力设施企业可从以下方式中选择对自己最有利的方法:独立进行新能源发电;从别的发电企业购买新能源电力;从别的发电企业那里购买新能源电力的当量额。
在中国,政府也实行了RPS做法。《可再生能源中长期发展规划》提出,对非水电可再生能源发电规定了强制性市场份额目标:到2010年和2020年,大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例分别达到1%和3%以上;权益发电装机总容量超过500万kW的投资者,所拥有的非水电可再生能源发电权益装机总容量应分别达到其权益发电装机总容量的3%和8%以上。中国
还要求国家电网企业和石油销售企业要按照《可再生能源法》的要求,在国家指定的生物液体燃料销售区域内,所有经营交通燃料的石油销售企业均应销售掺人规定比例生物液体燃料的汽油或柴油产品,并尽快在全国推行乙醇汽油和生物柴油。此外,中国特别重视太阳能热水器的推广,提出在太阳能资源丰富、经济条件好的城镇,要在必要的政策条件下,强制扩大太阳能热利用技术的市场份额。
3.4 净电表制度
从1994年开始,日本就在家庭光伏太阳能领域实施了净电表制度(Net Metering),当时是要求电力公司按照成本回收剩余发电。从2009年2月份起,日本政府出台新的买电制度,要求电力公司按照成本2倍的价格进行回收。由此造成的额外成本将会被分摊到全部用电中,由所有国民负担,以此建立一个全民参与的能源使用推广体系,该措施将在10年内有效。
在中国,2009年7月财政部、科技部、国家能源局联合印发的《关于实施金太阳示范工程的通知》提出,用户侧并网的光伏发电项目所发电量原则上自发自用,富余电量及并人公共电网的大型光伏发电项目所发电量,均按国家核定当地脱硫燃煤机组标杆上网电价全额收购。
3.5 绿色电力认证
2001年以来,日本开始实施“绿色电力证书”(GreenElectricity Certificate)制度,申请数量逐年增加。在该制度下,电力用户要根据所需要的电力向认证机构购买绿色电力证书,由此获得的收入将会提供给发电单位,以用于可再生能源的普及推广。购买绿色电力证书的企业可以在其产品上使用绿色环保标示,从而借此提升企业形象,而购买绿色电力证书的成本可以计入损失项。此外,即使是自用的再生能源发电,也可以进行估值,从而转换成绿色电力证书。2008年9月,日本开始向引进太阳能发电系统的家庭颁发绿色电力证书,以推动普通家庭采用太阳能发电。
在中国,上海是最早试行绿色电力的地区。2005年6月14日,《上海市绿色电力认购营销试行办法》获得通过。2006年6月,上海宝钢等15家中外企业与上海市电力公司签订了“绿色电力”购买协议,这些企业可以在产品上使用绿色电力的标志。这标志着上海绿色电力机制正式启动,上海成为中国(乃至发展中国家)第一个启动绿色电力机制的城市。2007年3月7日,上海市电力公司员工开始带头认购绿色电力,绿色电力开始向家庭推广。但总体而言,中国的绿色电力机制尚不完善,尚未建立绿色电力凭证的交易制度。
4 总结与建议
对比中日的新能源产业,我们可以发现:日本的新能源产业技术领先、起步较早,但制度落后正制约着产业发展,逐步丧失了领导者角色;中国的技术总体落后、起步较晚,但制度正在优化,技术水平正在快速提高,新能源产业处于快速扩张期;为支持新能源产业发展,中日两国都采取了很多类似的政策,比较而言,中国的新能源产业政策支持力度大于日本,但日本在政策执行机制方面具有一定优势。
通过对日本新能源产业的剖析及中日对比,可以得出以下启示与建议:
(1)保持新能源产业政策一致性,给予新能源产业发展以持续支持,以不断提升该产业的竞争力。在这方面,日本提供了正反两方面经验。日本是最早对新能源产业发展进行支持的国家,并因此成为世界新能源的领跑者。但是,就在国际油价高企、全球新能源发展方兴未艾的2006年,日本却停止了对最为重要的光伏发电应用领域的补贴(背后原因包括严重的财政紧张、垄断势力的阻挠和新能源入网的技术困境等),导致日本在生产和应用两端很快被其他国家超越,失去了新能源产业发展的制高点。对于中国而言,目前政府出台了多项支持新能源产业发展的政策,在风电应用、太阳能热水器普及、光伏发电设备制造及生物质能等领域,这些政策取得显著的成绩。借鉴日本的经验教训,中国应保持这些政策的连续性。
(2)推进整个能源行业的市场化改革,特别是能源价格形成机制改革,为新能源产业发展营造良好的经济基础。在日本,新能源产业之所以能较早取得快速发展的成绩,与这个国家20世纪80年代启动的能源市场化改革有着紧密关系。虽然现在日本在电力等领域还存在着一定的区域垄断,但日本的能源产业基本实现了自由化。并且,在那些垄断领域,不同能源品种(如电力和燃气)之间较强的替代关系、日本市民社会的氛围等也在一定程度上限制了垄断力量。市场化的价格(日本的家庭生活用电价格是中国的3倍以上)使得新能源产业有可能在政府支持下获得快速发展。在我国,由于地区之间、城乡之间、城市不同群体之间存在显著差异,由于既得利益制造的重重阻力,目前的市场化改革仍处于初期阶段,只有加快这一改革,新能源产业发展才能获得持久的制度支撑和生命力。
关键词:新能源产业主要障碍应对策略
一、引言
随着全球气候变化的加剧,一些国家开始加速能源转型,我国也掀起了一场能源生产和消费的革命浪潮。2012年,国务院的新兴产业发展规划明确了 “十二五”时期新能源利用发展路线图。在扶持政策不断出台的同时,新能源产业作为战略性新兴产业和能源结构变革的主攻方向,其发展却不是一帆风顺的。在我国经济发展进入新常态后,用电量增速逐步放缓,但传统能源项目依然高歌猛进,而以风电、光伏为主的新能源却出现了大量弃风弃光的现象,出现了经营惨淡的局面。
二、制约新能源产业发展的主要因素
(一)生产端缺乏技术支撑
1自主核心技术缺乏。在能源领域的变革中,新能源开发利用的核心技术发挥着关键作用,而我国企业新能源的关键技术大部分掌握在外企手中。例如,目前我国光伏发电企业仍处在“来料加工”的组装阶段,承担产业链中高污染、高能耗的生产环节;风电虽已具备兆瓦风机的自主研发能力,但与世界先进水平相比差距明显;核电发展规模不大,自主化程度低,尚未形成完整的核电标准体系;除沼气技术运用成熟外,我国生物燃料产业的其他技术还在发展探索的早期,核心技术仍需从国外引进。另外,地热能、海洋能等也都处于探索阶段,关键技术尚未掌握,没有形成真正意义上的产业。
2预测技术有待提高。风能、太阳能、海洋能等不是时时刻刻都有,存在稳定性差的缺陷,国家电网对新能源电力的入网数量有严格控制,要保证需求和供应每时每刻的平衡,而利用电网的控制手段来调节关键在于对新能源准确的预测技术。近年来,我国风电场对风电的预测准确度已由50%提高到80%,但仍需进一步提高。根据电网机制要求,预测准确性低,就会减少入网电量,从当前我国技术发展情况来看,除风能、光伏产业的预测技术较为成熟,其他新能源预测技术仍处在起步阶段。
(二)消费端存在购买偏见
1认为新能源成本过高。对新能源使用成本的认识,公众普遍缺乏合理的价值评估。消费者普遍认为新能源价格高,但实际上新能源的成本表现出快速下降的趋势。如30年前风电单位千瓦的造价在1万多元,10年前风电装备价格下降到了6000元左右,目前的风电设备价格大概是4000元,发电的生产和运营全部过程成本约为1毛钱。随着技术进步和产业升级,风电和太阳能的上网电价逐年下降且速度较快,截至2014年,上网电价风电是0.37元到045元,太阳能是068元到08元。同时新能源的使用还能够减少二氧化碳的排放量,最终造福后代。
2民众参与的积极性不高。随着我国人民生活水平的不断提高,人们的节能减排意识不断增强,对新能源的发展也持肯定和支持的态度,但在消费新能源时仍有顾虑。以北京市为例,每个家庭年用电量大概是3000度,如果新能源装机发电量从现在的10%左右提升到2030年的20%左右,大概需要的补贴是每度电2到3分钱,每个家庭一年会多支出100―120元。如果我国14亿人中的20%积极购买新能源电力,心甘情愿多花200元,一年就会多出500多亿元用来支持新能源产业的发展。因此,对新能源使用价值的认识还需进一步加深,同时也更需要得到全民的大力支持。
(三)产业政策不合理
1规划布局不合理。目前,新能源产业在规划布局时没有很好地与市场结合,而是坚持把区位资源禀赋放在第一位,导致了大量投资涌入三北地区建设风电、光电等。但是这些地方却缺乏足够的市场需求来消纳新能源产出的电量,并且由于地处偏远,电力输送、储存等基础设施落后,新能源产业的大量投资并没有得到回报,只能依靠国家的补贴艰难度日。以风电为例,分布在新疆、甘肃、内蒙古等风能资源较丰富地区的风电场,由于地区经济发展速度慢、电网结构薄弱、配套建设投资巨大、电力消纳市场难以落实等现实因素,以致迟迟未能并网或因未能全部消纳而开工不足,很多开发商赚不到钱,从而影响了进一步开发的积极性。
2补贴拖欠现象严重。关于新能源享受国家高电价补贴的争议由来已久,以光伏产业为例,经过估算,未来10年的光伏补贴额度不变,我国将面临15万亿元的资金压力。然而,补贴资金缺口问题还没有解决,新能源电价补贴的拖欠问题也愈发明显,全国新能源补贴欠发大约700多亿元,而光伏的补贴拖欠大概是200亿元。目前我国新能源的补贴流程很复杂,企业要经历上报、审核、申请、再核准的全部过程,结果出来大概需要一年多的时间。就目前来看,风电企业的补贴普遍要拖欠两年左右,光伏企业大部分要拖欠2―3年以上。当一个新能源企业60%的收入在两年以后才能拿到,这是对企业经营发展的残酷考验。
三、促进新能源产业持续发展建议
(一)鼓励技术和机制创新
技术的进步来自于机制的创新,特别是对新能源的激励机制。电网要利用自身优势制定规划和统一协调的机制,在规划布局时统筹资源和市场,加强配套输电储能等基础设施建设。风电和太阳能电的间断性、波动性需要大网来调节,火电厂参与深度调风,压力也非常大,要建立一种调节的补偿机制,鼓励传统能源产业参与其中,以减少传统能源对新能源的阻碍。电网可以要求新能源发电厂加强对风能、太阳能等的预测,建立预测奖惩机制,如果预测不准,可以减少吸纳电量,这样不仅可以促使新能源技术的提升,更能够保障电网的稳定性与可靠性[1]。2006年,《可再生能源法》实施,可再生能源发电全额保障性收购制度意味着新能源发电都应被电网收购,但实际上却没有真正实行,导致了风电出钱让火电减少上网电量的局面。可见,在电力管理体制中,上网配额存在分配不均的问题。因此,在全国范围内应该实行优先消纳新能源电量的机制。
(二)加大新能源宣传力度
要大力宣传新能源在环境保护上的作用,特别要让社会了解雾霾天气频发背后的原因。从目前的研究结果来看,雾霾天气的主要形成原因是大规模使用化石能源。尽管目前的化石能源利用技术已经非常精细成熟,但排放量相比新能源依然很大。当前光伏的度电碳排放是二十几克,而且技术上还有很大的提升空间可以将其降得更低。因此,要实现2030年碳排放达到峰值,减少雾霾发生的频率,仅使用煤炭和清洁煤炭是不可能达到目标的,需要大力培育消费者对新能源产品的需求,如购买新能源汽车、新能源家居等,并加大补贴力度。
(三)简化补贴发放流程
目前各省是补贴发放主体,但由于区域间新能源发展差距较大,于是网将资金统一放到财政,财政再根据每个省的量分发,看似清楚合理,却使新能源补贴流程更加繁琐,而且也增加了财政的管理成本。国家电网作为一个独立的央企,不需要按省来结算,所有的补贴款项应该由电网收取,然后交给财政,再通过电网去结算,政府再按照电网结算单发放补贴。因为发电量只有电网清楚,让电网一次结算完成,再向中央财政报账,只需要设置监督机制加强对电网的监管,就可以大大简化补贴发放流程。或者按照火电脱硫、脱硝的电价,统一定价,一次性直接支付,而不是把新能源的补贴分开进行二次支付,从而增加社会和政府的管理成本。
(四)做好规划设计工作
1总体战略规划布局。转变能源发展方式和调整能源结构的首要任务是做好新能源产业发展的规划。为了实现2020年非化石能源消费占比15%和2030年非化石能源消费占比20%的战略目标,对新能源产业要提出科学的发展目标,不能盲目扩张,政府相关部门要明确重大项目、重点任务和机制创新方案,为新能源的合理发展提供更为全面的政策支持。要围绕战略目标以及2020年各省市区需完成的可再生能源电力配额指标要求,充分考虑能源、电力增长需求和环境约束条件,继续完善和加强落实新能源的法律法规,大力推动新能源产业优化升级。顶层设计是推动能源革命、促进经济和社会健康发展的重要保障。
2地区规划布局。各地区要明确本地区新能源消费在一次能源消费中所占比重、新能源装机占全部装机比重和发电量所占比重的具体要求。严格落实新能源的相关政策规定,对煤炭消费比重和火电装机提出控制性的指标,避免出现弃光限电、以风补火的现象出现。引导省级政府的规划布局,明确新能源所占的消费比例,规定每个行政区域电力消费总量中新能源消纳比例,加快电力体制改革,建立电力市场交易,施行新能源配额制。通过规划政策设计,促进各地区建立科学的能源体系。
参考文献:
[1]张海龙中国新能源发展研究[D].长春:吉林大学,2014
[2]张庆麟 新能源产业[M]. 上海:上海科学技术文献出版社,2014
1.1面对当今国际社会严峻的能源形势,中国政府高度重视新能源的开发利用,把加快发展可再生能源作为“十一五”时期能源发展的一项重要任务。
我国新能源产业目前呈现良好的发展前景,预计到2015年所规划的新能源提供的电力、热水和燃气终端能源产品的总量将达到4300万吨标准煤,并将直接拉动相关行业的发展,带来明显的环境效益。
国家电网公司党组成员、副总经理舒印彪指出:“从世界各国应对气候变化的行动中,我们不难发现,这一轮以发展新能源为主题的能源革命,是以电力为中心的,电网是推进新能源发展的关键环节。”并认为,发展新能源,对于优化能源结构、增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进我国经济社会可持续发展等,具有十分重要的意义。
1.2新能源的发展现状有机遇更有挑战,技术与经济问题并存。
1.2.1就风电而言,我国规划的风电基地所在地区电网规模偏小,需要依托更高电压等级、大规模远距离输送因而由此带来了复杂的电网技术和经济问题。
1.2.2大规模发展风力发电,使我们不得不面对系统调峰调频问题。目前,我国平均峰谷差约为30%,部分地区达40%,未来还有可能进一步加大;而系统调峰主要依靠煤电。新能源的大规模开发,将使得系统调峰面临更加严峻的考验。
1.2.3太阳能发电技术的发展也亟待社会的支持。以天和家园太阳能试点工程为例,若要收回投资成本,则每千瓦时上网电价应高于3元,远远高于煤电的上网电价;如按现行居民用电价计算,收回投资成本需100年以上。
1.2.4虽然我国光伏产业产品组装能力跻身世界前三,但晶体硅提纯、铸锭切片、逆变控制等核心技术却被国外垄断。中国的光伏产业“两头在外”知识产权掌握度不高,实质上是受制于国外研发企业为其“代工”。
2新能源发展的技术与经济问题产生根源
虽然我国新能源的发展形势总体上良好,但其事业起步晚、发展快,相关政策法规不够完善,标准体系不够健全,与电网及其他电源的发展不够协调。
2.1我国新能源开发缺乏统一规划,无序开发甚至开发过度。国务院2007年6月审议通过的《可再生能源中长期发展规划》中提出到2020年建成风电3000万千瓦的发展目标,而目前规划的风电装机容量却已达12000万千瓦,过于迅猛的势头不利于其发展的可持续性。2.2行业标准不完善问题日渐凸显,并严重制约新能源发展。我国现行的《风电场接入电力系统技术规定》为指导性要求,不作强制执行要求,且对电网的调峰调频能力、低电压穿越能力等标准不严明,不能满足新能源大规模开发的要求。
2.3政府相关政策不够完善,社会支持力度不够或无力支持。例如,我国一些地区电网电源结构单一、调峰手段有限,要保证新能源电量全额收购,需要付出很大代价,既不经济,也不安全。此外,金融危机对以外向型为主的阳光能源影响很大,政府在此方面却没有予以大力扶持,光伏产业近几月出现开工不足。
2.4对新能源送出及辅助服务的激励政策、电价审批和项目管理、新能源电厂的新型管理机制等,均亟待加强,这在一定程度上造成新能源为电网接纳的困难。
3社会各界支持将给新能源插上腾飞的翅膀
我国2006年1月1日开始实施的《可再生能源法》及其实施细则都给新能源产业发展提供了强大的政策支持。
在当前形势下,我国社会各界给予了新能源发展很大的帮助支持,2009年上半年的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》及相关补贴政策是政府开始关注该产业的积极信号;降低太阳能电池的成本和出台相应的激励政策,则是我国发展太阳能发电产业的两大推手。
国家电网公司采取积极有效措施,创造网络条件,保障风电接入。截至2009年6月底,公司经营区域内923万千瓦风电装机全部顺利接入电网;国家电网公司还做到了全额收购,按时付费。2007年,国家电网收购风电上网电量50亿千瓦时,2008年达到101.3亿千瓦时,同比增长103%。2009年上半年,在金融危机严重影响用电量的情况下,仍然收购新能源上网电量128亿千瓦时,同比增长105%。
在国家政策激励下,我国太阳能光伏企业在以长三角地区为代表的全国各地崛起,并于2006年发起成立了“中华全国工商业联合会新能源商会”,并建立了自有网站中华新能源网。
上海市计划2006年到2015年安装10万套太阳能屋顶发电系统,使其太阳能年发电能力达到3.3亿千瓦时。浙江省慈溪市农业科技园区太阳能道路照明系统也已建。昆明等市也已经加入“十城千辆”节能与新能源汽车示范工程。
2008年9月,国家电网公司召开了风电发展与并网会议,对支持风电发展的工作进行了安排和部署。科技部、国家发展改革委等部门也积极主办“2009中国国际节能减排和新能源科技高层论坛”,并邀请了包括诺贝尔奖得主的千余人参与。
新能源发电的前景犹然光明,但是对于共建和谐社会,民众和相关企业的新能源意识、参与行动更加重要。2005年,上海市就推出了“绿色电力机制”,由个人和单位自愿认购绿色电能,定价比常规电价高0.53元/千瓦时。
4大力发展新能源有助于共建和谐社会
大力发展新能源如太阳能、风能、核能、生物质能可以解决许多社会问题,有助于共建和谐社会。
4.1大力发展新能源可以解决能源危机、缓解运输紧张局面。即使新能源短期内难以占据能源市场的主要份额,但却可以很大程度减轻用电压力,也可以很大程度上减轻电煤紧张的局面,不会出现为了抢运电煤中断其他货物的运输造成的运输紧张。4.2大力发展新能源有利于节能减排,保护环境。新能源的迅速崛起将使人们对化石能源需求一定程度上减少,小煤窑的开采就会减少,对周边环境的影响也会降低。火力发电对大气的污染也会减轻。
4.3大力发展新能源可以减低通货膨胀。新能源作为能源的重要提供者后,对传统能源如煤、石油的需求就会大幅降低,煤和石油的紧缺情况会得到改善;一旦煤的价格下降,电力的价格就会下降,工业产品价格就会下降,随之许多生产资料和生活资料价格也可能下降。
4.4就目前来讲,大力发展新能源可以拉动内需,刺激经济增长。
5结语
新能源的世纪已经拉开帷幕,新能源的未来发展无可限量。让我们快马加鞭,全力推动新能源产业又好又快发展。
参考文献:
[1]赵争鸣《太阳能光伏发电及其应用》[M].科学出版社.2005.
[2]赵争鸣,周德佳《太阳能光伏发电技术现状及其发展》[J].电气应用,2007.10.
[3]魏伟,许胜辉《风力发电及相关技术综述》[J].微电机.2009.4.
[4]杨宽宽《专家讨论2020年中国的科学和技术发展研究》[J].科技和产业.2003,9.
【关键词】电力电子技术 技术应用 技术系统 发展研究
1 引言
随着我国社会主义现代化的飞速发展,国内各行各业均得到了极大的进步。政治、经济、文化、社会、法律等诸多环境的完善,给当代国内新技术的研发与使用提供了良好的氛围与平台。电力电子技术作为当代众多新型技术之一,其已然对当代我国国民经济建设与发展产生了重要的影响,并成为了支撑众多领域及其技术发展的核心基础之一。在十上提出了经济新常态的概念,指出了国内粗放经济发展模式产生的诟病与弊端。诚然,随着国内经济发展速度与水平的不断提升,逐渐开始以经济为中心开展国内建设,严重忽略了对能源与资源的保护,从而使国内的生活居住环境不断变差。这些问题也同样存在于世界上的各个发展中国家。新能源的生产、新技术的发现作为保护生态资源、提升劳动力水平的重要途径,其已经成为了解决世界各国难题的关键所在。电力电子技术作为新技术之一,其能够应用于电力科技领域的重要影响力,逐渐使对电力电子技术的应用研究成为了时下热门的课题。在本文中作者将从三个角度(热电电气节能、新能源的发电、智能电网技术)来对国内电力电子应用系统的发展现状给予研究,以此提升对新技术的推广与应用。
2 国内电力电子技术应用系统发展现状研究
2.1 热电电气节能领域的发展
电力电子技术在热电电气节能领域已经产生了深入的影响,其中以变频调速系统的发明与使用最具有代表性。该设备通过采用由电力电子技术支撑研发的变频器,并将其作为众多机械设备中电机装置的驱动电源,从而实现了对现有供给机械设备运作电力动力的节能。搭载电力电子技术的变频器已经被广为使用在空调、洗衣机等家用领域中,并且由于该项技术较为成熟,使设备整机更新换代的频率与时间通常为十年。这些优质的特性与特点,使国内电力电子变频器拥有了十分广阔的市场与用户人群。根据不完全统计,当前在使用低压电机系统的机械设备中,其中采用了电力电子变频技术的设备占比为百分之三十左右,高压电机系统的机械设备中,其中采用了电力电子变频技术的设备占比为百分之二十左右。尽管电力电子变频装置在各领域中的使用已经较为成熟,但是其整体运作的稳定性、新机使用的成本、现场安装操作的复杂程度等依旧需要不断的进行深入研究。根据对该领域的研究,作者认为未来国际电子电力变频器的发展将更加集中于专用型。通过更多专用化的设计将可不断优化变频器的功能与特点,从而使变频器与设备之间更加匹配,从而达到增强稳定性、复杂性的目的,并间接降低设备的整体成本。
2.2 新能源发电领域的发展
国内经济的粗放快速发展,使中国又一次进入了经济新常态时期。面对人与自然、人与社会的关系,众多又经济发展过速带来的问题成为了时下热门的研究课题。新能源作为替代传统能源、实现绿色经济的重要支撑,其在当前国内自然环境逐渐遭到破坏、石油天然气等传统能源逐渐枯竭的今天,成为了亟待解决的重中之重,并成为了世界各国的日常关注焦c。在新能源发电领域,电力电子技术得到了广泛的应用。对于一个较为典型的太阳能光伏发电系统,其内部通常会包含多个电力与电子变化的环境,例如:DC至AC的逆变;DC至DC的直流交换;AC至DC的整流交换等。可以发现,该太阳能光伏发电系统除了与光伏阵列之间不存在较为密切的联系,其他部分的组成与使用均和电力电子技术之间有着密切的联系。对于一套较为典型的采用双馈式的风力发电系统而言,其内部通常包括有发电机侧变换器装置、网侧变换器装置以及变桨控制器装置等,这些装置与组件均涵盖有电力与电子之间的变换过程。通过这些举例可以发现,新能源发电与电力电子技术间具有着深入的联系。
2.3 智能电网技术领域的发展
智能电网中的电力电子应用系统包括以SVC为代表的柔流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以智能开关为代表的同步开断技术,以静止无功发生器、动态电压恢复器为代表的用户电力技术等。这些技术的开发与使用均是以电力电子技术为依托。智能电网技术是近年来电力领域较为热门的概念之一。根据行业当中对该概念的理解,可以将其总结为一种兼具电力电子技术、新能源发电技术、传感传导技术、通信链接技术等的组合型技术。其中对于电力电子技术而言,其是智能电网技术的核心组成,其为保障新型能源的储备、电力输送的灵活、信息的传导与控制等功能性特点提供了巨大支撑,并且还给利用再生能源进行电力的生产、保障整个电力系统的供需调配及安全运行带来巨大帮助。我国自二零零八年保持与世界同步,提出了国家智能电网发展计划,并扩展了智能电网电力生产的领域,积极推动热电、太阳能发电、风能发电、地热能发电等电力的共同使用,将统一现有各电能的入网、调配、供给等能源管理模式作为重要发展目的,为提升国家电网的运作效率、能源利用率带来巨大帮助。
3 结论
通过上文的研究,可以发现,电力电子技术作为当代新技术之一,其已然开始对国内众多行业及领域产生深入的影响。特别是对于新能源的研制与开发、能源的节能与保护领域具有着巨大的影响力。在本文中作者首先对我国能源使用及发展状况开展了宏观环境分析与研究,在此基础上从三个角度对电力电子技术应用系统在国内的发展进行了研究。利用本文的研究,作者谨此希望能够不断推动国内电力电子技术的发展与应用,以此来实现对国内资源与环境的保护,并逐步促进国内各行各业发展模式的改进,为国内社会主义和谐社会的建设做出自身贡献。
参考文献