中国可再生能源发展的隐忧
能源问题近些年已经成了中国百姓生活中的热点谈资。一度陶醉于世界煤炭第一出口大国称号中的国人发现,他们脚下的一座座“煤都”正逐渐被掏空,而石油的海量进口又不断招致大洋彼岸的腹诽,油价的飙升更是让国人怨声载遍天然气尽管成为新宠,但价格不菲——物以稀为贵,中国天然气储量不足,未来也不可避免要大量进口。
面对以上这些不可再生化石能源的紧张局面,人们不免将目光转移到时下各种可再生能源品种上。这其中,水能、核能已经形成产业规模,而风能、太阳能受限于特殊的地理条件,依然是作为补充的能源,至于地热、沼气、潮汐能和生物质能更是比较边缘的再生能源。
根据中国国家统计局的统计,2001年中国煤炭、石油和天然气所占能源消费比例为90%,可再生能源部分仅为10%.
目前的能源紧张局面的确为中国可再生能源的发展打开了一扇机遇的窗口,尤其是广泛唤醒了节约能源的意识。然而,以上这些可再生能源在中国的发展正面临着种种困难。
新能源在夹缝中生长
首先,国家政策的导向仍指向石油和天然气。尽管目前中国的石油缺口越来越大,但在各种现有能源形式中,出于发展经济的需要,政府还是要优先发展石油和天然气。在远景规划中,政府预计将石油消费的比例提高到40%,天然气提高到20%。而现在它们的比例各是23%和2.5%。由于政策的倾斜和与之相关投资上的倾斜,可再生能源发展的空间十分有限。如果翻阅一下政府制订的《外商投资指导目录》就会发现,涉及石油和天然气的很多领域是对外国投资者禁止或者限制的,而涉及开发可再生能源,特别是新能源技术的领域则是广泛对外资开放的。这从一个侧面也说明了发展替代能源政府投入不足。
再者,中国的能源消费现在处于一个“战国”时期,各种能源形式掺杂在一起,这一点与西方很多发达国家非常不同。拿美国来说,它的主力能源从最早的煤到石油和天然气过渡得很清晰,往往是一种能源体系很完善后逐渐引入新的能源。而中国现在是煤炭、石油、天然气、水电、核电等等新老并存,不可避免地存在激烈的竞争。拿发电来说,煤炭、石油、天然气、水、核能和风能等都可以用来发电,但成本相差很大。总的来说,化石能源成本最低,建造发电设备周期短,但对环境破坏很厉害。然而,现在的能源体系是把它们都简单地统一到价格上,所谓“竞价上网”,这就不可避免地压缩了可再生能源的生存空间。
另外,除政府之外的大公司力量也集中在了化石资源的开发上。中国能源方面的几家超大型公司都是靠石油天然气起家的,而且仍旧在这方面大力开疆拓域,对于发展可再生能源并没有商业动力。与它们相比,倒是国外的大石油公司在发展中国的替代能源上比较有远见。像壳牌公司一直将发展太阳能作为在中国的一项业务,已经在云南等偏远山区建立了发电设备。
可再生的隐忧
在中国各种产业化的可再生能源中,水力发电应当是主力军。现在政府也正在通过“西电东送”等工程将清洁的水电输往东部经济发达地区。
然而,水电的隐忧往往在电站建设的热潮中被忽视了。水力发电一定要建设大型水坝,而水坝对生态资源的破坏正变得越来越突出。联合国环境组织有一句著名的宣传口号水坝的真正成本并不反映在财务报表上。换言之,它对于原有生态系统的干扰和破坏是超出商业评估范围的。而且,水坝还会造成地质结构的变化,久而久之引发地质灾害,这些结果往往是十多年之后才能显现出来。上世纪60年代瑞士率先拆除水坝,之后“拆坝”运动渐成全球风潮,少建和不建水坝成为趋势。然而,对于中国这样经济发展迅猛的国家,解决能源瓶颈仿佛是当务之急,环保的考虑往往被放在一旁。但是,大力发展水电的后遗症迟早会显露出来。
核能更是一只“潘多拉”盒子,对于它的开发全世界都很谨慎,中国自然也是采取最稳妥的态度。至今也只建有浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾3座核电基地,未来准备建设浙江三门和广东阳江核电基地。安全问题一直是发展核电的首要考虑,处于人口密集区的核电站一旦发生核泄露,后果不堪设想。在当今世界恐怖主义威胁日盛之时,人们对于安全的担忧更加强烈。中国不像法国和日本那样,由于严重缺乏矿物资源而必须大力发展核能,中国在目前矿物资源仍旧可支撑的阶段将一直采取适度发展核电的方针。
比水电、核电更环保放心的太阳能和风能在中国的发展才刚刚起步。国务院发展研究中心的专家表示,现在全国的风力发电只有50多万千瓦,相当于半个大的常规电厂。而中国在上世纪80年代就开始从国外先后引进7条太阳能电池生产线,但目前产业规模仍然很小。这两种能源目前仍然受困于较高的成本,实际使用中必然要求政府的财政支持,国内国外皆是如此。例如中国政府在2002年利用国债启动的旨在解决边区8000万人缺电的“光明工程”,就包含了为西藏地区建立太阳能发电设备的项目。但政府在推动这些“幼小”能源的过程中对于国外技术的依赖过于严重,而且没有培养出良好的产业环境,致使很多诸如此类的项目纷纷被外国公司承包。如果本国不能培养出相当数量的企业,那么,这个产业的发展就必然是缓慢的。
在目前常规化石能源供应吃紧的局面下,国内对于可再生能源的呼声此起彼伏。但是,等到能源市场价格哪天又回落下来,人们是否还有兴致谈论可再生能源呢?笔者认为,当前更重要的反而是多多自省,中国不能再重复这种“跟风”心态,本国一定要有切实可行的发展新能源的举措。人们必须明白,中国能源结构的升级调整是迟早的事,现在就要做好准备。
日本能源政策大转向
当前,日本的能源政策已经发生了重大的变化,预计到2030年,对石油的依赖程度将大大降低,由现在的50%降到40%,而新能源将上升到20%。为了推动新能源计划,日本政府每年都要制定新能源利用目标,即根据前一年的新能源供电量向电力公司分配新的任务,电力公司有义务向经济产业省报告新能源发展情况,完不成任务者责令整改和罚款。
从去年4月1日实施的《新能源措施法》来看,新能源主要包括太阳能、风力、生物发电、不使用大坝的中小规模的水电和地热发电等。
太阳能——乘坐新干线从东京出发,到名古屋之前,人们经常会看三洋公司位于铁路沿线的一座太阳能发电设施,太阳能电池板有几十米长、数米高,用一个巨臂举在空中,比周围任何一座建筑都显得气势磅礴;如果再仔细看两边的民居,也会有新的发现,原来,看上去一片蔚蓝的屋顶铺得并不是普通的瓦,而是太阳能电池板。太阳能发电在日本已经进入了寻常百姓家。
东武伊势崎线太田车站西北5公里,有一座小小的卫星城,这是日本经济产业省的太阳能发电试点。城内所有的房子都装有太阳能电池板,各家除了太阳能发电设施外,都有一般的电线。在夜里或阴天,太阳能发的电不够用的时候,电力公司可以供电,反之,当阳光强烈,利用太阳能发的电用不完时,又可通过电线把剩余的电输送给电力公司。
位于筑波市的日本产业技术综合研究所最近建成日本最大的太阳能发电系统。它的5600块太阳能电池板面积合起来像足球场一样大,共6500平方米,采用了单晶硅等4种材料,分别镶在研究所内建筑物、停车场棚顶和空地的斜坡上。发电功率最高可达869千瓦,和原有设备合在一起,功率超过1000千瓦,发电量可供300户家庭使用,是日本最新技术的结晶。由于太阳能发电可避免排出能产生温室效应的二氧化碳气体,筑波市因此每年可减少排放约300吨二氧化碳气体。
日本普及太阳能发电的决心很大,对住宅太阳能电池板采取了补助制度,因而太阳能发电在日本发展很快,从2000年起,日本的太阳能发电量一直位居世界首位,国内设施容量约达64万千瓦,约占世界的一半。政府计划到2010年增加7倍,约为482万千瓦。
不过,太阳能发电要在日本普及起来还有一定难度,这主要是因为成本偏高。功率1000瓦的住宅用太阳能电池板和安装费合计达60万—70万日元,功率为3000—4000瓦的设备要250万日元左右,寿命一般为20年。如果成本下降一半,市场肯定会急剧扩大。
太阳能电池板之所以昂贵,主要因为它是由硅制成。而降低成本的最佳途径就是减少太阳能电池板的面积,或使太阳能电池变得更薄,这样便可以节约原材料。日本科学家还着力开发太阳能发电的新材料,最近一种名为“色素增感型太阳能电池”的新产品在日本问世,原料是氧化钛,价格是硅太阳能电池板的1/2—1/5。然而,这种电池在技术上还存在问题,它的发电效率比硅太阳能电池板降低了12%,寿命也短得多。
现在,日本的太阳能电池也开始向手机等移动装置进军。最近,日本夏普公司开发出像纸一样薄,可弯曲成筒状的太阳能电池。它的厚度只有1至3微米,像两张名片一样大的太阳能电池重量约1克,发电量为2.6瓦。纸型太阳能电池把太阳光转化为电的变换效率很高,为28.5%,而目前安装在住宅屋顶上的多结晶硅太阳能电池的变换效率仅为14%。如果将纸型太阳能电池用于手机、汽车等产品,便可实现在移动中供电。
风能——日本是一个岛国,来自太平洋的海风使日本经常狂风大作,即使相对风平浪静的时候,日本也会有徐徐微风,因此风力发电在日本成为又一重要能源。在日本海滨公园里,经常可以看到发电的风车在转动,它们在给公园增添了美丽同时,又给公园带来了光明。
最近日本关西电力公司计划在岛根县建设大规模的风力发电基地,预定安装40台风车,如果实现计划的话,发电规模将居国内第一。现在的风车一般每台发电量为1000至15000千瓦,40台风车大约可达4万-6万千瓦。
日本的风力发电发展迅速,2002年度为46万千瓦,2003年度达73万千瓦,2004年度将达到100万千瓦,计划到2010年将达到200万千瓦。
生物能——生物发电在日本是一种新生事物,日本每年家畜排泄物为910075吨,食品废弃物为2000万吨,给环境带来沉重的负担。根据日本有关法律,到2004年月11月,家畜排泄物禁止露天堆放,根据《食品循环法》,到2006年排出生鲜垃圾的单位要减排20%,同时对排出的垃圾有义务进行循环利用,于是生物发电在日本悄然兴起。
2003年4月,日本岩手县葛卷町第一座牛粪便发电厂开始运转。该町有300家奶牛专业户,饲养奶牛1万头,散居在435平方公里内。第一座发电厂利用200头牛的粪便发电,建在畜产墓地内,建设费用约为2.2亿日元。
葛卷町还计划利用牛粪便制造燃料电池,燃料电池的原理是让氢与水发生化学反应释放电能,牛粪便发酵后可产生沼气,从沼气中可提取氢气。牛粪便处理是日本牧场的大问题,不仅污染空气,而且要占据大片土地,用牛粪便发电既提供了新的能源,又保护了环境,可谓一举两得。
日本首都东京日前开始动工兴建国内最大的生鲜垃圾发电厂,利用饮食店的残羹剩饭发电,预计2005年秋天完工。
从事垃圾处理的大型企业市川环境工程等3家公司,也出资在东京大田区城南岛兴建大型生鲜垃圾发电厂。该发电厂从4月开始动工,建成以后,回收残羹剩饭和卖不出去的盒饭,发酵之后变为沼气,制成燃料电池。设计垃圾处理能力每天为110吨,相当于73万人产生的生鲜垃圾量,可供2420户用电,2/3供东京电力公司出售,1/3供3家出资公司的工厂使用。
目前,对生鲜垃圾的再利用多是将其制成食饵和肥料,但如果混入筷子等异物超过2%,就很难再利用。而用生鲜垃圾发电即使混入10%的异物也没有问题,因此,能够充分利用饮食業的生鲜垃圾。
日本发展新能源有三大优点,一是日本资源匮乏,发展新能源可以减少对进口资源的依赖;二是日本发展新能源走的是一条可持续发展道路,从长远来看,地球的资源总是有限的,如果无限制地利用,早晚有一天地球资源会枯竭,而新能源在节省能源的同时还可减排使地球变暖的温室气体,有利于环保,三是新能源技术可增加日本的国际竞争力。当前,世界各国都在探索可持续发展的道路,日本通过开发新能源而形成的尖端环保技术可以满足世界环保市场的需要,为日本带来不可估量的经济效益。正因为如此,在日本经济产业省前不久正式出台的新产业创造战略中,除信息家电、机器人、动画、健康福利、商务支援之外,燃料电池、环境能源也是新产业战略的重点,日本对新能源的重视由此可见一斑。