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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇新能源技術范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
作者簡介:楊振凱(1968-),男,吉林蛟河人,吉林大學應用技術學院副教授,經濟學博士,研究方向:經濟理論、產業革命與區域經濟。
中圖分類號:F426.2 文獻標識碼:A doi:10.3969/j.issn.1672-3309(x).2012.04.49 文章編號:1672-3309(2012)04-111-03
目前,低碳經濟作為實現可持續發展的有效途徑,正被廣為提倡。低碳經濟,是指在可持續發展理念指導下,通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗,減少溫室氣體排放,達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。這實際上要求我們從技術到制度再到整個經濟系統發生一場變革,我們稱之為“技術經濟范式變革”。本文以技術經濟范式理論為基礎,探討技術經濟范式變革的規律,說明新能源技術在技術經濟范式變革中的關鍵作用,為我國實現低碳經濟社會探索可行路徑。
一、技術經濟范式理論
(一)技術經濟范式概念
“范式”概念最早是由美國哲學家、科學史家庫恩在其1962年所著的《科學革命的結構》一書中提出的,用來闡明關于科學理論發展中的內在規律性及其演進模式。庫恩對“范式”的解釋為:“范式”是一個公認的模型或模式,它主要包括共有的世界觀、基本理論、范例、方法、手段、標準、觀察、實驗等等與科學研究有關的所有東西。[1]
1982年技術創新經濟學家多西將庫恩的“范式”概念引入到技術創新領域,提出了“技術范式”概念。并將其定義為“解決所選擇的技術經濟問題的一種模式”,是“進一步創新的技術機會和如何利用這些機會的基本程序。”[2]
在此基礎上,佩雷茲和弗里曼又提出了“技術經濟范式”概念。弗里曼和佩雷茲將“技術經濟范式”定義為:它是“相互關聯的產品和工藝、技術創新、組織創新和管理創新的結合,包括全部或大部分經濟潛在生產率的數量躍進和創造非同尋常程度的投資和盈利機會?!盵3] 在他們看來,技術經濟范式是一種影響整個經濟、滲透到各個領域并占支配地位的 “常識”或經驗,這種“常識”或經驗是相互關聯的工藝、技術創新與組織創新、管理創新長期相互磨合所形成的,是使技術和經濟發揮最佳優勢的唯一組合,他們稱之為“亞模式”。
(二)技術經濟范式變革
技術經濟范式理論認為,不同范式是與不同技術體系相對應的,一旦兩者無法相互適應,則會導致技術經濟范式更迭,而更迭的直接源泉是技術創新。弗里曼和佩雷茲對創新進行了分類,并以此闡述了技術經濟范式變革的含義。他們將創新分為四類,即增量創新、基本創新、技術體系變革以及技術經濟范式變革。
1、增量創新。這類創新指的是在生產和服務過程中,為提高生產效率的非連續的小改進或小發明。
2、基本創新?;緞撔率遣贿B續事件,是企業和(或)大學以及政府實驗室中深思熟慮的研究與開發活動的結果,它們通常包括一種聯合的產品、工藝和組織創新。
3、技術體系變革。技術體系變革是對若干經濟領域產生影響,同時導致全新部門出現的影響深遠的技術進步。它們是根據增量創新和基本創新的一種結合,伴隨著對整個廠商產生影響的機構創新和管理創新。
4、技術經濟范式變革。技術經濟范式變革包含多組基本創新和增量創新,而且可能包含若干新技術體系。它一般具有在整個經濟中的滲透效應,即它不僅導致產品、服務、系統和產業依據自己的權利產生新的范圍;它也直接或間接地影響經濟的幾乎每個其他領域,即它是一個“亞模式”。[4]技術經濟范式意味著常規,而技術經濟范式變革的過程就是打破常規和建立新范式的過程。
(三)關鍵生產要素與技術經濟范式變革
技術經濟范式理論特別強調“關鍵生產要素”在技術范式變革中的作用。技術經濟范式的變革可以被看作是主要依賴一種或一組“關鍵生產要素”投入向主要依靠另一種或一組新的“關鍵生產要素”投入的轉換。
“關鍵生產要素”是一個或一組具有降低相對成本和普遍有效性特征的特別投入?!瓣P鍵生產要素”并不是孤立的,而是處于技術創新、社會創新和管理創新迅速增長體系的核心,起初這些創新也許表現為克服舊技術特定薄弱環節的一個手段,然而新“關鍵生產要素”馬上獲得自身的原動力,通過充分相互作用過程而連續出現創新,最終導致與之相聯系的一系列技術隨之變革,形成新的技術體系。新的成功的技術體系漸變為生產組織的一種新的“理想”類型,它結果成為體現新“經驗”和使投資決策者徘徊很長時期之后自信心得已恢復的管理和設計上的“常識”。至此,技術經濟范式也完成了由舊向新的變革。
“關鍵生產要素”需要滿足三個條件:一是降低成本,具有明顯的降低成本和相對成本的作用;二是供應迅速,具有很長時間的無限供應能力;三是廣泛應用,在遍及經濟系統的許多產品和工藝中使用。
(四)技術經濟范式變革規律
[關鍵詞]汽車 排放 新能源
中圖分類號:U469.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)09-0358-01
一、汽車排放污染物對人體的傷害
汽車排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、鋁、碳微粒和其他雜質粉塵等,這些物質對人類和整個生態環境危害極大。
一氧化碳(CO)與人體血液中的血紅素有很強的親和力,使血液喪失對氧的輸送能力而產生缺氧中毒。當環境中CO的濃度超過100?pm(100×10-6)時,人體就會產生頭暈、乏力等不適感;隨著CO濃度的增加,會進一步產生頭痛、嘔吐、昏迷等癥狀;當CO濃度超過600?pm
時,短期內會引起窒息死亡。汽車廢氣中排出多種氮氧化物(NOx),其中一氧化氮(NO)與人體血液中血紅素的親和力比CO還強,兩者結合后會產生與CO相似的癥狀,一般情況下對人體的眼睛、鼻子、咽喉、支氣管和肺部等會帶來更大的損害,嚴重時至人于死地。碳氫化合物(HC)為燃油未經完全燃燒后排出的氣體,具有一定的毒性和易燃易爆的特性,其中的苯類物質又具有致癌作用。HC與NOx在陽光下極易發生光化學反應,形成以臭氧(O3)和以醛類為主的光化學煙霧。當O3達到一定濃度時,會令生物在短期內發生高溫氧化而脫水死亡;醛類有機物帶有毒性,對眼睛和呼吸系統有強烈的刺激作用,嚴生的會導致中毒死亡。二氧化硫(SO2)為燃油中的硫燃燒后的生成物,人體吸入SO2后,即產生咳嗽、咽喉腫痛呼吸困難、胸悶、四肢乏力,進一步會引起支氣管炎、肺炎和心臟病等,嚴重的會導致人畜死亡。SO2還極易與大氣中的水蒸氣結合生成亞硫酸煙霧,達到一定積聚量后便形成酸雨,使水土酸化,破壞林木、植物的。故此,應盡量減少燃油中的含硫量。鉛(Pb)為一種有毒的金屬,它由燃油中的鉛化物添加劑(如四乙鉛)經高溫燃燒后還原而成的鉛微粒。鉛與血液中的血紅素結合后,使血紅素產生異變。當血液中的鉛含量達到一定的程度時,會積聚于肝、腎、大腦和脊髓中,嚴重地破壞人體的神經系統和造血功能。碳微粒和其他雜質粉塵是柴油機的主要排放物,由于其粒徑極小,約為0.01~0.2um,能長期懸浮于空氣中,易于通過呼吸系統而沉積于肺泡內,極具致癌作用。
二、新能源汽車對汽車排放的影響
新能源汽車是指采用非常規車用燃料作為動力來源(或使用常規車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車(BEV,包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發動機汽車、其他新能源(如高效儲能器)汽車等。在能源緊缺,環境污染越來越嚴重的今天,新能源汽車已成為汽車產業未來發展的趨勢。
1.混合動力汽車
混合動力是指那些采用傳統燃料的,同時配以電動機發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同,主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。國內市場上,混合動力車輛的主流都是汽油混合動力,而國際市場上柴油混合動力車型發展也很快。
優點:(1)采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時,由電池來補充;負荷少時,富余的功率可發電給電池充電,由于內燃機可持續工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車一樣。
(2)因為有了電池,可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。
(3)在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現“零”排放。
(4)有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。
(5)可以利用現有的加油站加油,不必再投資。
(6)可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本。
缺點:長距離高速行駛基本不能省油。
2.純電動汽車
電動汽車顧名思義就是主要采用電力驅動的汽車,大部分車輛直接采用電機驅動,有一部分車輛把電動機裝在發動機艙內,也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子,其難點在于電力儲存技術。由于電力可以從多種一次能源獲得,如煤、核能、水力、風力、光、熱等,解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電,使發電設備日夜都能充分利用,大大提高其經濟效益。有關研究表明,同樣的原油經過粗煉,送至電廠發電,經充入電池,再由電池驅動汽車,其能量利用效率比經過精煉變為汽油,再經汽油機驅動汽車高,因此有利于節約能源和減少二氧化碳的排量,正是這些優點,使電動汽車的研究和應用成為汽車工業的一個“熱點”。有專家認為,對于電動車而言,最大的障礙就是基礎設施建設以及價格影響了產業化的進程,與混合動力相比,電動車更需要基礎設施的配套,而這不是一家企業能解決的,需要各企業聯合起來與當地政府部門一起建設,才會有大規模推廣的機會。
優點:技術相對簡單成熟,只要有電力供應的地方都能夠充電。
缺點:蓄電池單位重量儲存的能量太少,還因電動車的電池較貴,又沒形成經濟規模,故購買價格較貴,至于使用成本,有些試用結果比汽車貴,有些結果僅為汽車的1/3,這主要取決于電池的壽命及當地的油、電價格。
結論
目前環境污染帶來的問題日漸嚴重,城市空氣質量的惡化,全球大氣變暖,這些與我們密切相關的環境狀況使我們憂慮,經濟發展與生活環境惡化之間的矛盾日漸突出。目前減少汽車排放污染的主要手段是提高燃油的質量和對尾氣排放進行控制,推行汽油無鉛化和使用代用燃料。但僅僅這些還是不夠的,還應制訂適合我國國情的汽車排放標準,建立完善的汽車排放控制管理系統,對汽車排氣污染進行深入全面的控制,同時廣泛地對汽車尾氣污染的危害進行宣傳,督促車主對車輛實行妥善的維修和保養,改善車輛的使用狀況,以達到減少尾氣排放的目的。擁有一個清潔舒適安全的自然環境,是全人類共同的心愿。采取有效的措施對汽車排放進行控制,減少汽車排放對大氣造成的污染,需要大家共同的努力。
參考文獻
[1]鮑衛寧等.汽車排放污染物控制技術的現狀及發展[J].自然科學報,2004,32(3).
自從2008經濟危機以來,綠色經濟和可持續發展戰略得到了空前的關注。綠色經濟能夠保證自然環境和資源的可持續性,同時保證經濟增長和發展。當前流行的凱恩斯主義和相關刺激經濟的方案可以實現經濟的綠色增長,這些方案依賴于低碳科技的發展。很多國家以此為契機調整國家戰略及相關的政策,從而實現向低碳經濟的轉型,同時以綠色經濟為手段來解決環境、經濟、社會等各方面的挑戰。然而,在技術發展層面之外,政策上的努力和期望依然不清晰。協調綠色經濟、能源系統、社會制度依然是當前的主要挑戰。如何評價綠色經濟的政策效果依然存在爭議。
向綠色能源經濟的轉型需要更大的動力和對經濟結構的徹底轉變。盡管在一些領域有了進展,現有的政策和戰略仍然不足以解決綠色能源經濟面臨的世界性問題。這些問題說明人類社會產生了過多無用的綠色能源政策和低碳科技,但同時也加強了我們對綠色能源經濟轉變相關政策的效果、用途、復雜性的理解。
總的來說,我們需要更強的領導力、更積極的政治環境、縝密的評估、有效的多層管理、國內國外合作、經濟與能源系統整合等來應對向綠色能源經濟轉型遇到的眾多難題。本文研究的目的是總結綠色能源技術的最新進展,為國家綠色能源經濟和可持續發展轉型提供最新的技術支持。
2納米技術在能量儲存方面的應用
能量儲存無疑是21世紀最大的挑戰之一。為了應對現代社會的需要和日益突出的生態問題,對于新型的、低廉的、環保的能量轉換和儲存設備需求緊迫,促使了這個領域研究發展迅速。這些設備的性能與其本身使用材料的性質密切相關。而近幾年,納米結構的材料因其非同尋常的機械、電學、光學性質而備受矚目。認識到納米材料在能量轉換和儲存中的優缺點,以及如何控制它們的性質和合成同樣至關重要。鋰離子電池是當今材料電化學的一大成功。然而,依靠現有的電極和電解質材料,電池的性能已經達到極限。為了突破這個極限,其中一條可行的思路就是運用納米材料。
使用納米級的傳統陰極材料有很多缺點,但是陰極依然有進步的空間。一種有關硅納米柱的方法已經在陰極材料中運用;另一種由五氧化二釩或者LiMn2O4形成的微纖維納米結構也有上述硅材料的優點:兼顧體積改變并允許高的反應速度。再者,二級納米陽極材料與二級納米陰極材料的研究工作也在同時進行。傳統觀念認為,為了使可充電鋰離子電池中可以快速而可逆地充上電,必須在電極上使用嵌入化合物,并且嵌入過程必須是單相的。但是現在出現了很多反例:即使反應中有相轉變,鋰離子的嵌入反應仍然很快。除此之外,LiFePO4的例子也表明了納米電極材料的優勢。納米結構擴展了陰極材料的范圍。
鋰離子電池的進步也同樣依賴于電解質的發展。固體聚合物電解質是目前最有前景的材料,因為它們生產過程簡單、形狀和大小可控、能量密度高,并且可以實現電池全固態。然而其在室溫下很低的離子電導性依然是技術的瓶頸。晶化的聚合物電解質以前被認為是絕緣體,但是最近的研究表明有些復合物有顯著增加的導電性。現有材料的電導性還不足以達到實際應用的水平,但是這些材料為進一步的提高開拓了新思路。
總的來說,把材料從正常大小變為納米級會顯著改變它們的性質,自然也就會改變它們作為能量儲存和轉換設備材料的性能。有時唯一的影響就是簡單改變粒子大小而產生;而對于具有特殊結構的納米材料,情況可能更為復雜。由粒子更小引起的空間限制和表面積改變會影響材料的很多性質,這使我們更迫切地需要發展新的理論或者改進現有體相材料的理論。這是材料化學和表面科學的交叉學科,這兩個學科對于研究納米材料都很重要。
3高效太陽能電池的商業化前景
利用太陽能來生產電能是解決世界能源問題最好的辦法之一。然而,為了與傳統能源競爭,太陽能電池本身必須足夠可靠和價格相對低廉。有幾種類型的太陽能電池被廣泛研究,包括晶圓、薄膜、有機太陽能電池,并在太陽能電池的可靠性、成本效益方面取得了巨大成功。成本效益可以理解為更少的材料和更高的轉化效率。
圖12014年光伏產業各材料占比情況
在光伏產業中,薄膜電池公司發展迅速;2001~2009年,100家公司進入了此領域,能量產值從14MW上升到2141MW。在長期發展中,如果薄膜光伏技術的效率和可靠性夠高,它被預測會超過晶體硅技術。然而與之相對的情況是,投資者擔心晶體硅的發展會壓制薄膜技術(如圖1所示)。薄膜技術在2009年開始衰落,因為它比晶體硅更貴,效率和可靠性更低。在其市場占額減小的情況下,一個不爭的事實是:目前薄膜技術沒有成功替代晶體硅,但是它在炎熱的陽光地帶仍然有很大的優勢。具有更好溫度系數和合適轉化效率的薄膜電池在一些極端環境下確實好于晶體硅電池。
4生物能和廢物處理系統
由于全球性的污染和人為活動,水在某些地區非常稀缺。對清潔水源的需求和人們對環境的重視導致了循環水的使用量增加。因此,混合廢水處理系統等先進有效的處理技術在近些年得到了廣泛關注。由于對全球的環境和能源問題的持續關注,可持續和環保的新型廢水處理技術都得到了發展。因此,很多機構的工作重心都放在了研究高效節能的混合處理系統上。某些先進的混合技術,例如微生物燃料電池,甚至可以從廢水中生產能量。
一個混合能源系統通常有兩個或兩個以上的能量源一起使用來節省燃料和提高系統效率。而在混合廢水處理系統中,大多數可以被概括為兩種或兩種以上單元的組合:生物處理單元、化學處理單元、物理處理單元。選擇何種混合系統取決于廢水中的成分。生物處理經常用于清除有機物、氮化物和磷化物;物理處理通常用于除去懸浮物一類的物質;化學處理一般處理金屬離子。大多數廢水含有多種物質,因此需要用混合系統來徹底的凈化。
(1)物理-生物混合系統可以在含有懸浮物、油污、有機和無機雜質的廢水中運用。最常見的例子包括膜生物反應器(MBR):一種結合生物降解法和膜過濾法的反應器。這種反應器可以降低化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮含量(NH3-N)。MBR的優勢有:可以處理有機物含量大的廢水,提高凈水效率,延長固體停留時間使硝化反應更完全。
(2)物理-化學混合系統用于富含懸浮物、油污、渾濁、有害離子的污水中。常見的物理-化學混合系統包括:
1)化學凝聚和沉降——用藥品來使廢水中的微小顆粒凝聚為大顆粒,然后用物理方法除去。
2)吸附——大比表面積的活性炭可以吸附很多物質。例如,吸附-絮凝-溶氣氣浮混合法可以除去水中大部分的油污。
3)臭氧化——種常見的用臭氧來殺菌和氧化有機物的方法。例如,將臭氧化-吸附混合系統加入自養除氮步驟中可以顯著提高除氮效率。
4)混合除鹽法——它將可逆電滲析(RED)和可逆滲透法(RO)結合在一起。在除鹽過程中,RED利用鹽濃度梯度發電,兩者的結合可以大大減少能量消耗。
(3)化學-生物系統通常用于除去氮、磷、難處理的毒性有機物等。帶有氧化功能的混合系統可以在短時間內降低廢水毒性,并且增加其生物可降解性。而微生物燃料電池可以把有機廢物轉化為電能,在處理系統中使用它可以增加凈水效率并降低處理成本。
(4)當廢水中的污染物種類很多時,就要用到物理-化學-生物混合系統。例如,薄膜-絮凝-吸附-生物反應器(MCABR)可以有效除去有機物。其中有四種機理:膜過濾、微生物降解、聚氯化鋁沉降、活性炭吸附。
5結語
總的來說,綠色能源技術已經得到長足發展,但仍有很大提高空間。固氧燃料電池是一種較成熟的能源轉換技術,其轉換效率比熱機高并且污染小。出于對成本和運行環境的考慮,某些情況下的固氧燃料電池需要相對低的運行溫度。在不懈的研究工作下,某些電池的運行溫度已經可以達到600℃以下,而且通過改進加工工藝和研究新的電解質材料可以進一步降低運行溫度,從而達到400℃~500℃的更低溫。未來幾年內,低溫固氧燃料電池及其材料仍會備受矚目,并且其商業化的趨勢會更顯著。
除了能量轉換,研究低廉環保的能量儲存裝置也是綠色能源的一大重點。鋰離子電池是一大成功,然而為了突破現有性能的瓶頸,人們開始關注納米材料。納米材料具有非同尋常的性質,它在某些情況下被證明可以提高電池性能,而且擴展了可用材料的范圍。然而人們對納米反應動力學機理的了解還是很少,這個領域仍然有很多工作要做。為了實現更大的發展,我們需要發展新的材料和反應理論。
從長遠來看,解決能源危機的最好方案之一是使用太陽能。對于薄膜太陽能電池,其中的CIGS和碲化鎘電池都已經達到了很好的轉化效率,然而相關元素低產量仍然限制了大規模商業化。有關新型薄膜光伏電池的研究也在進行中。盡管薄膜太陽能電池可能在市場配額上可能無法超過晶體硅電池,但是在特殊環境下薄膜太陽能電池有著無與倫比的優勢。
出于對水資源稀缺的考慮,節能高效的混合污水處理技術近年來得到了廣泛關注。由于成本和能源問題,未來的混合系統趨勢將是從廢水中提取生物能或者通過鹽梯發電,因此我們需要在微生物燃料電池與RED研究方面付出更大努力。
中國產品適合東盟國家
在越南與中國接壤的芒街、涼山和平順等地,一條條輸電線路將中國的電力源源不斷地輸送到越南。“這不僅解決了居民用電問題,同時也為企業生產提供了充足電力。”越南平順省官員說。
其實,不僅是電力和電網技術,東盟國家需要的電力設備及新能源技術等都可以在東博會上找到。中國優質的電力、新能源技術企業每年匯聚東博會,已經成為一種時尚。
針對東盟國家的采購需求,第13屆東博會將繼續展示中國的發電設備、輸配變電設備、成套設備及電工附件等電力設備。同時,為滿足東盟商家對新能源技術不斷上升的需求,本屆展會還將繼續展示中國在電力新能源技術方面的最新研究成果,包括太陽能、風能和生物制能技術項目展示及應用等新能源技術及應用。
據了解,報名參加第13屆東博會電力設備與新能源展的中國企業十分踴躍,知名的企業包括中國大唐集團、中國核工業集團、中國南方電網、中國國家電投、中國廣核集團和魯能集團等。
集思廣益共推電力合作
第13屆東博會會期將舉辦“2016年中國一東盟電力合作與發展論壇”。作為本屆東博會35個重要論壇活動之一,該論壇將以“共建能源絲路”為主題,就中國與東盟國家電力行業合作發展以及電力行業領域的配套服務等方面進行廣泛深入的交流探討。
為東盟商家量身定制
電力設備與新能源展區為東盟各國商家量身定制,符合東盟電力企業采購中國電力設備、引進中國先進電力技術和新能源技術的需求。
該展區展示內容豐富,主要有發電設備、輸/配/變電設備、電線電纜、儀器儀表及電氣自動化設備等電力設備。同時,為滿足東盟商家對新能源技術的需求,本屆展會還將繼續展示中國在新能源技術方面的最新研究成果,包括太陽能、風能、生物制能、節能減排技術項目展示及應用和LED節能燈具等新能源技術及應用。
傳遞行業發展合作新資訊
第12屆東博會將舉辦2015年中國―東盟電力合作與發展論壇,就中國與東盟國家電力行業合作、各方在推進工作過程中遇到的問題以及電力行業領域的配套服務等方面進行交流探討,傳遞行業合作發展新資訊。
2015年中國―東盟電力合作與發展論壇以“共建能源絲路,譜寫鉆石10年新華章”為主題。在這個主題的指引下,將邀請各國政府能源部門、電力工業有關商協會、相關專家學者,針對智能用電、可再生能源發電及核能發電等領域的技術發展趨勢、東盟各國規劃前景、投資需求、產業政策和項目對接等方面開展對話交流。可以預見,各路行業精英匯聚,將為中國與東盟電力領域的合作發展吹來縷縷清風。
電力合作前景美好
東盟國家和中國在電力行業互補性強,發展潛力巨大。一方面,近年來東盟國家經濟快速發展,電力需求增長迅速;另一方面,中國電力技術和設備的優勢,為東盟國家提供了強有力的支撐。
發展新能源是當下許多國家大力倡導的,但是在實際應用中大規模采用新能源技術成果的尚不多見。上海世博會組織者表示,世博會將成為新能源利用的“先頭兵”。
世博園區充分引入了太陽能的概念。世博會主題館屋面大面積鋪設太陽能板,采用并網發電運行方式,將太陽能發電傳回城市電網中。該太陽能板面積達3萬平方米,年發電量可達250萬千瓦時,發電功率2.57兆瓦。這將是歷屆世博會之最。
在世博園區,參觀者還可看到各式太陽能景觀燈、太陽能雕塑,還包括既能避雨又能發電的黃浦江兩岸太陽能長廊等。
世博會還大量采用其他形式的清潔能源。據介紹,世博園區內客運交通工具的二氧化碳排放將為零。世博園區內公共交通將考慮使用多種清潔能源汽車,實現“零排放”。在清潔能源交通工具中,氫能燃料電池汽車將大顯身手。它“喝”的是氫氣、排放的是水、水又是制氫的原料,整個過程是可循環和清潔的。
為配套世博新能源汽車的示范運行,世博園區內新建了1座充電站,為采用快速更換電池方式的純電動公交客車供能;在世博大道建設了1條充電線路,在每個站點為超級電容公交客車提供快速充電;在靠近世博園區的濟陽路附近新建了1座世博加氫站并配置2輛移動加氫車,為燃料電池轎車、燃料電池公交客車和燃料電池觀光車提供燃料補給服務。
據測算,新能源汽車在世博會期間的示范運行,將節約傳統燃油約1萬噸,減少有害物質(碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化物、顆粒)排放約118噸,減少二氧化碳排放約2.8萬噸。
新能源技術不僅運用于交通,還被用到了世博園區的建筑上。比如光伏建筑一體化技術,將太陽能光伏電板做成建筑材料,讓建筑物的外墻、屋頂成為“發電機”,并將產生的電能并網輸入城市電網,讓“綠電”進入千家萬戶。這一技術在世博園區內實現了大規模應用――世博會光伏建筑項目的總裝機容量為4.5兆瓦,是目前我國乃至亞洲單個園區最大規模的光伏建筑一體化并網發電系統。
內容摘要:在我國經濟社會發展和生態環保的雙重要求下,低碳經濟視角下能源結構優化舉措的現實意義顯得尤為重要。文章認為,優化能源結構需從能源結構戰略、能源消費結構、能源技術創新、能源產業結構、能源管理方式、能源體制結構等多方面采取措施。
關鍵詞:低碳經濟 能源結構優化 優化方法
低碳經濟概述
(一) 低碳經濟的內涵
英國2003年在該國能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》中最早提出了“低碳經濟”的概念。該書中提出的低碳經濟內涵為:以較少的能源消耗和較低的環境代價,轉化為較多的經濟產出,也為創新先進技術創造了機會。低碳經濟提出后,世界各國的政府和研究學者對該經濟發展模式進行了大量的研究。經過近十年的研究,目前大多數學者認為低碳經濟的概念是:在可持續發展理念的指導下,運用技術創新、制度創新、可再生能源和新能源開發、優化能源利用結構等多種手段,最大限度減少高碳化石能源消耗,減少溫室氣體排放,達成一種經濟社會發展與生態環保雙贏的新型經濟發展形態。
(二) 低碳經濟的特點
低碳經濟兼顧了“低碳”和“經濟”,低碳經濟是人類社會應對全球氣溫升高和適應經濟社會可持續發展的一種良性經濟發展形態。低碳,是對目前全球高碳經濟發展下對氣候嚴重破壞的情形下提出的一種發展模式;它要求經濟發展盡可能減少石化燃料的使用,改變傳統能源結構,完成產業轉型和經濟發展轉型。經濟,是指在優化能源結構的基礎上,實現產出最大化,保持穩定的和持續的經濟增長。低碳經濟是未來經濟發展的形態。它在技術創新和制度創新的基礎上,調整能源結構,提高能源使用效率,開發潔凈的可再生能源和新能源,減低能耗和減少污染物排放,減緩氣候變化,實現社會經濟發展和生態環保的雙贏。
(三) 低碳經濟的實質
低碳經濟要求優化能源結構,低碳經濟的實質就是促進能源結構優化,提高能源的開發利用效率,加大新能源的研發,增強潔凈能源的消耗比率,從而降低能源消耗強度。發展低碳經濟要求我們盡可能限制高碳能源消耗經濟,發展“新能源體”,建立低投入、低能耗、低污染為基礎的“低碳經濟產業”。具體的實質內涵包括:
優化能源結構。能源結構直接決定了二氧化碳的排放量,但能源結構又受到資源稟賦和技術的限制,不可能在短時間內調整。所以必須處理好常規能源和新能源、潔凈能源在能源結構中所占的比率。在保證主體消耗能源的基礎上,加大對主體能源的技術含量,降低主體能源對環境的破壞,最大限度的實現節能減排。作為一個煤炭儲存豐富且經濟高速發展的國家,發展低碳經濟對我國來說就是優化能源結構,提高能源利用效率。
加強技術創新。低碳技術和碳減排項目機制是發展低碳經濟的重要方式。要實現低碳經濟,提高能源效率,開發低碳新能源,降低化石能源的高碳量,技術創新已經成為關鍵因素。只有通過技術創新,才能解決能源可持續發展問題。能源可持續已經成為我國經濟發展的一個基本方針,為了發展低碳經濟,我國將會大力進行技術創新,發展新能源、潔凈能源。
發展潔凈能源集約型經濟。建設“低碳經濟產業”,即是發展潔凈能源型集約型經濟。發展潔凈能源型經濟是建設“低碳經濟產業”的充分必要條件。發展潔凈能源型經濟就是發展以潔凈能源和可再生能源為核心消耗能源,在零污染或較低污染物排放情況綠色健康發展的一種可持續經濟。能源發展的總體趨勢是“去碳化”,它也是我國經濟循環發展的戰略要求。但能源“去碳化”的過程卻是需要較長的時間去實踐和驗證,它必將經過高碳、低碳、零碳化的過程,由于經濟全球化的發展和國家利益沖突,在高碳的低碳化過程中已經困難重重,那么達到零碳化更是難上加難,但該趨勢不會變,因為它符合社會發展的基本規律和要求。
我國能源結構現狀
(一) 煤炭為主的能源結構
中國的煤炭儲量大,占世界探明的13%。國內能源結構中,煤炭占總體消耗能源的70%,原油占21%,天然氣占3%,上述數據表明,“富煤、貧油、少氣”的能源結構嚴重失衡。雖然近十余年來煤炭在我國總體能源消耗中所占比例在逐漸下降,但煤炭作為我國最安全、最可靠的能源,隨著潔凈煤技術取得重大突破和煤炭相關消耗器具的推廣使用,煤炭的潔凈化和低碳化在逐漸增長,至少在未來50年內煤炭占消耗能源的主體地位不會改變。
(二) 技術總體水平落后
近年來,我國政府加大技術研發投資解決能源成本高、轉化率低的難題,卻導致能源設備的附屬成本越來越大,反而降低了效益。我國科技工作者一直致力于發展高效、低污染燃燒技術,期望充分利用劣質煤,提高能源利用度,減少資源運用中的浪費;雖然工業生產技術等研究成果有一定的價值,但以可再生能源和新能源開發、能源轉化等為核心的技術總體水平還比較落后。
(三) 潔凈能源開發利用率低下
我國對潔凈能源的開發起步較晚,雖然近年來國家加大對以太陽能、水能、風能、生物能等為主的潔凈能源開發力度,政府加強對潔凈能源理念的推廣和引導,但潔凈能源開發技術導致潔凈能源開發率較低。另外,由于潔凈能源開發技術本身的不成熟,導致潔凈能源轉化技術水平不高,實際轉化產品和產品種類少,顧客關注度高卻實際購買少,市場占有率低,造成潔凈能源實際利用率低下。
(四) 能源基礎設施建設體系不健全
能源產業的投資乘數效應很明顯,對帶動對口產業和相關產業發展,推進國民經濟發展有著至關重要的作用。從保障我國能源中長期供應出發,現階段通過優化能源結構、加強能源基礎設施建設成為我國下一輪經濟快速增長的重要砝碼。由此,實施積極的能源基礎設施建設投資政策刻不容緩。但三十年改革開放的高速經濟增長的短期利益致使我國能源基礎設施建設投資缺乏長期性,具有帶動效應的可再生能源項目發展緩慢,區域輸送通道建設缺少戰略性,戰略儲備設施建設缺乏規劃性。
低碳經濟視角下我國能源結構優化建議
(一) 優化能源結構戰略
我國以煤炭等化石能源為主體的能源結構戰略已經不能適合當前低碳經濟和國際環境公約對我國應盡義務的要求了,推動能源多元化發展、減低化石能源在能源結構中的比重、加快可再生能源和新能源的替代率已經成為我國能源機構戰略的主導戰略。但在目前和今后幾十年中,以煤炭等化石能源為主體的能源結構格局不會變,而煤炭等化石能源在能源結構中的比例將逐漸降低,據專家預測,到本世紀下半葉,隨著風能、太陽能、新型核能、氫能和水能等可再生能源和新能源的開發利用和消費比例的提高,促進能源供應體系的升級和轉型,實現資源高效利用,達到經濟社會和生態環保雙贏。
(二) 加大能源技術創新力度
發展低碳經濟,優化能源結構,歸根結底要靠能源技術創新。我國政府通過增加財政支持和建立能源技術創新長效機制加大能源技術創新力度。目前,突破煤炭高效潔凈利用技術是我國能源技術公關的第一課題,這一課題的解決直接減輕我國可再生能源和新能源技術創新的壓力??稍偕茉春托履茉吹募夹g創新開發是一個長期的過程,需要在政府的主導下企業、高校和科研單位充分發揮產學研集聚效應。在以自主創新技術為支撐的基礎上,基本形成化石能源、可再生能源和新能源等并重的適合中國國情的低碳型多元化能源工業體系。由于我國能源技術開發起點低,我國可以通過和某些技術研發和實踐運用良好的國家或企業聯合開發,采用能源技術“走出去,引進來”的思路,提高我國能源技術水平。
(三) 引導合理的能源消費結構
在我國經濟高速發展的國情下,能源消費呈現出能源消耗總量持續增長、煤炭等化石能源為消耗主體等特點。在這種情形下,首先要有步驟地降低能源消耗總量,減少以煤炭等高碳化石能源的消費比例,加速新能源和潔凈能源的技術研發和技術轉化,逐漸增加潔凈能源的消耗比例;其次,通過價格、公益宣傳等手段,引導社會合理的能源消費需求和意識,促進能源結構消費結構向合理化方向發展,從而推動節能減排、提高能源的利用率。再次,政府在制定節能減排政策時,以能源消耗效果為導向,適當運用行政手段限制能源消費單位或個人的能源結構和比例。政府要加快調整產業結構,實現經濟增長方式有粗放型向集約型的轉變,降低能源消費的不合理性,優化能源消費結構。
(四) 優化能源產業結構
2008年的經濟危機重創了全球經濟,能源產業也受到了明顯的影響。同時,經濟危機造成的能源供需緊張狀況的緩解為我國能源產業結構優化提供了難得的機遇。首先,根據我國能源產業結構實際,要逐漸降低以煤炭、石油為主的常規化石能源在能源消耗中所占的比例;其次,依靠科技進步,大力開發以風能、水能、太陽能、生物能、地熱、新型核能為代表的替代能源,研發礦物能源潔凈化技術,積極開發可再生能源和新能源,建立穩定、潔凈、經濟、安全的能源產業結構體系。第三,在開源同時要加強節流。我國是能源消耗大國,基于普通消費者和工廠生產員工能源節約意識薄弱的狀況,在社會生活中,加大節能減排和低碳生活的宣導,提升社會成員的能源節約意識;在企業生產中,要開展資源綜合利用鼓勵創新工作,提高能源運行效率,推廣應用能源產品。
(五) 轉變能源管理方式
隨著社會經濟發展對能源消耗的高要求,從能源管理方式的角度出發,可以有效提高能源的利用率,優化我國能源結構,減緩能源高消耗的壓力。首先,目前應該堅持以化石能源為主,積極開發新能源、可再生能源。我國的能源國情決定了我國必須依靠以煤炭、石油、天然氣為主的化石能源,但基于傳統化石能源的污染控制成本高和不可再生性等缺點,我國必須大力開發新能源,發展并擴大天然氣、核能、風能、太陽能、氫能等的規模效應。其次,加強向需求管理優化和能源供應過程轉變。傳統觀點一直把能源供給作為能源管理過程的重點,從供應鏈管理的角度出發,能源需求管理和供應過程也是提高能源效率不可忽視的方面。需求管理是能源管理的第一環節,需求管理的質量直接決定了整個能源管理利用效率和成本;而供應過程中供應渠道、供應管理方式、供應商的選取等都影響著能源的利用效益。因此,我國要加強能源需求管理,優化能源供應過程。最后,加強能源開發的多元化,要依靠科學技術進步。眾所周知,人類對地球非可再生能源的存儲量探明度越來越高,人類不可能依靠非可再生能源可持續生存下去,加強能源開發的多元化勢在必行,而科學技術是解決這一問題的最好工具,我國要加大人財物的投入,提高我國能源產品的科技含量,開發多元化的新能源。
(六)創新能源體制激活機制
在目前政府體制中,各部門或政府單位單純地從自身利益出發,分割政府權力,增加了能源結構優化的難度。解決這一難題,首先,要建立健全能源市場體制,充分發揮能源市場的作用。能源的戰略地位關系到國家的興衰成敗,放棄對能源的控制權是不可能的,但我們在保證能源在國民經濟中質和量的優勢下,要在我國深化改革開放過程中逐漸放寬市場運作環境,建立和完善多元投資體制,充分發揮能源市場的作用。其次,要構筑能源開發和能源器具制造業的聯營體制。一直以來,我國能源開發和能源器具制造業分屬兩個不同行業,能源器具制造業的研發嚴重滯后,推遲了新能源的投入市場時間。上述二者的聯營可以盡快新能源進入市場時間,同時可以提高通過市場檢驗后的新能源的附加值,兩者相互促進,形成了良性的正相關關系。再次,規范行政管理體制。雖然國家已經組建能源局,但各省市縣的能源行政體制需要加快組建,整合現有行政部門的職責,及時解決能源產業發展中的問題。
參考文獻:
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