十二五863計劃戰(zhàn)略研究－可再生能源專題研究報告

1、“十二五十二五”863 計計劃劃戰(zhàn)戰(zhàn)略研究略研究 可再生能源可再生能源專題專題研究研究報報告告 （討論稿）（討論稿） 2010 年年 1 月月 15 日日 目 錄 “十二五十二五”863 計劃戰(zhàn)計劃戰(zhàn)略略研究研究.1 可再生能源專題可再生能源專題.1 研究方向現(xiàn)狀及研究方向現(xiàn)狀及“十一五十一五”總結(jié)總結(jié).3 （由總體專家組負責(zé)）（由總體專家組負責(zé)）.3 2 戰(zhàn)略需求現(xiàn)狀及需求分析戰(zhàn)略需求現(xiàn)狀及需求分析.3 2.1 發(fā)展可再生能源的重大意義發(fā)展可再生能源的重大意義.3 2.1.1 發(fā)展可再生能源有利于解決我國能源的供需矛盾發(fā)展可再生能源有利于解決我國能源的供需矛盾.3 2.1.2 發(fā)展可再生能源

2、是保護環(huán)境和應(yīng)對氣候變化的重大需求發(fā)展可再生能源是保護環(huán)境和應(yīng)對氣候變化的重大需求.3 2.1.3 發(fā)展可再生能源是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的需要發(fā)展可再生能源是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的需要.4 2.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢.4 2.2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀.4 2.2.2 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀.10 2.2.3 存在的問題與差距存在的問題與差距.18 2.2.3 發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢.25 2.3 戰(zhàn)略需求戰(zhàn)略需求.32 3 發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標.37 3.1 發(fā)展思路發(fā)展思路.37 3.2 戰(zhàn)略目標戰(zhàn)略目標.40 4 發(fā)展重點發(fā)展重點.41 4.1 風(fēng)電風(fēng)

3、電.42 4.2 太陽能光伏太陽能光伏.45 4.3 太陽能熱利用太陽能熱利用.48 4.4 生物質(zhì)能生物質(zhì)能.49 4. 地?zé)岬責(zé)?52 4. 海洋能海洋能.54 5 保障措施保障措施.56 5.1 加大科技投入力度，建立多元科技投入渠道加大科技投入力度，建立多元科技投入渠道.56 5.2 加快人才隊伍建設(shè)加快人才隊伍建設(shè).56 5.3 注重基地建設(shè)注重基地建設(shè).57 5.3.1 創(chuàng)新研究基地建設(shè)創(chuàng)新研究基地建設(shè).57 5.3.2 國家級可再生能源技術(shù)示范基地建設(shè)國家級可再生能源技術(shù)示范基地建設(shè).57 5.4 加強國際交流，重視企業(yè)參與加強國際交流，重視企業(yè)參與.57 5.5 完善激勵政策，

4、健全法律法規(guī)完善激勵政策，健全法律法規(guī).57 5.6 加強技術(shù)標準、檢測和認證體系建設(shè)加強技術(shù)標準、檢測和認證體系建設(shè).58 研究方向現(xiàn)狀及研究方向現(xiàn)狀及“十一五十一五”總結(jié)總結(jié) （由總體專家組負責(zé)） 2 戰(zhàn)略需求現(xiàn)狀及需求分析戰(zhàn)略需求現(xiàn)狀及需求分析 進入二十一世紀以來，能源和環(huán)境問題日益突出，成為當(dāng)前國際政治經(jīng)濟 領(lǐng)域的熱點問題。為保障能源的可持續(xù)供給，減少污染物排放，發(fā)展可再生能 源得到了世界各國的高度重視。 2.1 發(fā)展可再生能源的重大意義發(fā)展可再生能源的重大意義 2.1.1 發(fā)展可再生能源有利于解決我國能源的供需矛盾發(fā)展可再生能源有利于解決我國能源的供需矛盾 我國化石能源儲量有限，人均

5、能耗低于全球平均水平的一半，隨著城市化 進程和人民生活水平的提高，人均能耗存在大幅增長趨勢，導(dǎo)致能源需求缺口 增大，能源供應(yīng)與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾突出。充足、安全、清潔的能源供應(yīng)是經(jīng)濟 發(fā)展和社會進步的基本保障。胡錦濤主席 2005 年在北京國際可再生能源大會上 指出：加強可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對日益嚴重的能源和環(huán)境問題的必由之加強可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對日益嚴重的能源和環(huán)境問題的必由之 路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。為從根本上解決我國的能源供 需矛盾，滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，除大力提 高能源效率外，加快開發(fā)和利用

6、可再生能源是重要的戰(zhàn)略選擇。 2.1.2 發(fā)展可再生能源是保護環(huán)境和應(yīng)對氣候變化的重大需求發(fā)展可再生能源是保護環(huán)境和應(yīng)對氣候變化的重大需求 過去一百年中，中國的氣候變化趨勢與全球趨勢基本一致，平均溫度升高 1.1，略高于全球平均升溫幅度。為保護環(huán)境，應(yīng)對氣候變化，2009 年 11 月 25 日，中國國務(wù)院常務(wù)會議決定，到 2020 年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化 碳排放比 2005 年下降 40%-45%。為實現(xiàn)減排目標，保證能源的清潔可持續(xù)供給， 必須大力發(fā)展可再生能源。根據(jù)我國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃 ，預(yù)計到 2020 年，可再生能源可節(jié)省標煤 6.399 億噸，減排 co2：16.7

7、65 億噸， so2：544 萬噸，nox：474 萬噸，大規(guī)模發(fā)展可再生能源對節(jié)能減排具有重要的 作用。 2.1.3 發(fā)展可再生能源是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的需要發(fā)展可再生能源是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的需要 由于金融危機的影響，世界各國均加大了對可再生能源技術(shù)開發(fā)的投入。 美國計劃未來 10 年投入 1500 億美元資助替代能源研究。歐洲計劃自 2010 開始 每年投入 80 億歐元，研發(fā)能效提高和可再生能源技術(shù)。從世界產(chǎn)業(yè)革命的歷史 看，第一次產(chǎn)業(yè)革命是蒸汽機，第二次是電力，第三次是電腦，第四次產(chǎn)業(yè)革 命將是包括可再生能源在內(nèi)的新興產(chǎn)業(yè)革命。我國錯過了前三次產(chǎn)業(yè)革命的先 機，導(dǎo)致科學(xué)經(jīng)濟落后于發(fā)達

8、國家。溫家寶總理 2009 年 11 月發(fā)表題為讓科 技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展的講話，將新能源作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首。面 對第四次產(chǎn)業(yè)革命，我國將通過加大對可再生能源的研究和投資力度等方式， 培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，通過自主創(chuàng)新，占領(lǐng)科技制高點。 2.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 近年來，許多國家制定了明確的可再生能源發(fā)展目標、法規(guī)和政策，支持 可再生能源的發(fā)展，促使可再生能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴大，技術(shù)水平不斷提高， 成為實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重要能源。 2.2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 （）風(fēng)電 全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。2008 年，全球風(fēng)電裝機容量新增 29%，北美 和亞

9、洲的風(fēng)電市場已超過歐洲，其中美 國的風(fēng)電裝機容量首度超過德國，居世 界第一位。 到 2008 年底，我國風(fēng)電裝機容量 已連續(xù)三年翻番，保持了全球最強勁的發(fā)展勢頭。到 2008 年底，陸上風(fēng)電場總 裝機容量超過 1200 萬千瓦，海上風(fēng)電場建設(shè)開始起步，在渤海灣進行了海上風(fēng) 電場試驗運行，東海海上風(fēng)電場計劃裝機 10 萬千瓦，已有 3.0mw 機組投入了試 驗運行。2008 年全年全國風(fēng)力發(fā)電達到 128 億度，相當(dāng)于節(jié)約 450 萬噸優(yōu)質(zhì)煤 炭，減排 1280 萬噸二氧化碳，表明風(fēng)電開發(fā)已從過去的補充能源地位向替代化 石能源轉(zhuǎn)變的巨大潛力，對節(jié)能減排、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的貢獻十分顯著。 截至

10、2008 年底的風(fēng)電裝機容量 目前全球風(fēng)電機組整機制造實力較強的主要有十余家企業(yè)，市場占有率排 名前 12 的企業(yè)占有全球 95%的市場份額。由于風(fēng)電市場增長迅速，主要風(fēng)電機 組整機制造企業(yè)的產(chǎn)能擴張需要一定的時間，為中小企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。 世界上最大的風(fēng)電機組整機制造企業(yè)是丹麥的 vestas、美國的 ge energy 和西 班牙的 gamesa，2008 年分別占有 19%、18%和 11%的全球市場份額。 到 2008 年，我國的風(fēng)電機組整機制造企業(yè)超過 70 家，具備兆瓦級機組生 產(chǎn)能力的約 20 家，零部件生產(chǎn)企業(yè)幾百家，市場占有率最大的企業(yè)是華銳和東 汽，全球市場份額分別仍然

11、只有 5%和 4%的。整機制造企業(yè)的相對集中化仍是發(fā) 展趨勢。 （2）太陽能光伏 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)進入規(guī)模化應(yīng)用時代，并且?guī)恿耸澜绻夥a(chǎn)業(yè) 的飛速發(fā)展。2008 年世界光伏累計裝機容量達到 18.4gw，在 2007 年 12.65gw 的基礎(chǔ)上增長 45%。從太陽電池產(chǎn)業(yè)來看，2008 年世界太陽電池總產(chǎn)量達到 6.9gw，比 2007 年產(chǎn)量 4.3gw 增長 60%，太陽電池產(chǎn)量從 1999 年起已經(jīng)連續(xù) 9 年增長超過 30%。世界光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成規(guī)模，并且呈現(xiàn)逐年平穩(wěn)快速增長態(tài) 勢，世界光伏產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用呈現(xiàn)規(guī)?；⒍嘣l(fā)展趨勢。 1）在光伏產(chǎn)業(yè)方面，晶體硅電池、硅基薄膜電池、

12、碲化鎘薄膜電池以及銅 銦鎵硒薄膜電池均已進入規(guī)模化生產(chǎn)階段。2008 年底晶體硅太陽電池仍是民用 領(lǐng)域的主要太陽電池類型，占世界太陽電池產(chǎn)量的 90%以上；硅基薄膜太陽電 池單條生產(chǎn)線規(guī)模達到 40mw/年；碲化鎘薄膜電池單條生產(chǎn)線規(guī)模達到 50mw/年； 銅銦鎵硒薄膜電池單條生產(chǎn)線規(guī)模為 40mw/年。離網(wǎng)型光伏控制/逆變器和 1mw 以下光伏并網(wǎng)逆變器已形成系列產(chǎn)品，光伏并網(wǎng)逆變器單機容量達到 1.25mw； 水平單軸、傾斜軸、雙軸等平板式非聚光自動跟蹤系統(tǒng)已在大型光伏電站批量 使用，雙軸跟蹤系統(tǒng)單機最大承載面積 200m2，可安裝約 20kw 多晶硅太陽電池。 2）在光伏應(yīng)用方面，由離網(wǎng)

13、型為主轉(zhuǎn)向并網(wǎng)型為主，2008 年底并網(wǎng)光伏 發(fā)電容量占到世界光伏總裝機容量的 90%以上，200kw 以上的大型并網(wǎng)光伏電站 總計 3.6gw（1900 余座） ，單座光伏電站最大容量達到 60mw。公共電網(wǎng)側(cè)集中 并網(wǎng)大型光伏電站和用戶側(cè)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)成為并網(wǎng)光伏發(fā)電的兩大主要發(fā) 展方向。發(fā)達國家正在積極發(fā)展光伏微網(wǎng)技術(shù)，以解決光伏容量水平較高條件 下的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，日本、德國、希臘等國均已建成百千瓦級示范系統(tǒng)。 目前，世界光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的瓶頸問題仍然是光伏發(fā)電成本較高，降 低成本將是 2020 年以前的主要努力方向；隨著光伏發(fā)電應(yīng)用規(guī)模的擴大和在電 網(wǎng)中比例的增加， “不連續(xù)、不

14、穩(wěn)定和不可調(diào)度”特性將成為光伏發(fā)電進一步發(fā) 展的障礙，發(fā)達國家已經(jīng)圍繞光伏發(fā)電規(guī)模化應(yīng)用問題展開重點攻關(guān)。 受世界光伏市場需求驅(qū)動，我國太陽電池產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用近年來發(fā)展非常迅速。 1）在光伏產(chǎn)業(yè)方面，2008 年我國太陽電池產(chǎn)量 2.5gw，占世界太陽電池市 場份額 37%，在 2007 年 1.2gw 的基礎(chǔ)上增長 108%，我國連續(xù)兩年成為世界最大 的太陽電池生產(chǎn)國，其中晶體硅太陽電池產(chǎn)量約占總產(chǎn)量 98.5%，非晶硅薄膜 太陽電池也逐步形成一定規(guī)模，已建和在建的非晶硅薄膜電池生產(chǎn)線約有 20 余 家。光伏逆變器和光伏自動跟蹤裝置已有自主研制的系列產(chǎn)品，目前已形成小 批量生產(chǎn)規(guī)模。國內(nèi)基本形成

15、涵蓋多晶硅材料、鑄錠、拉單晶、電池片、組件 封裝、平衡部件、系統(tǒng)集成、光伏應(yīng)用產(chǎn)品和專用設(shè)備制造的較完整產(chǎn)業(yè)鏈。 2）在光伏應(yīng)用方面，我國太陽電池用量也出現(xiàn)逐年上升勢頭，2008 年新 增光伏裝機容量 40mw，光伏總裝機容量達到 140mw，比 2007 年 100mw 增長 40%。我國光伏應(yīng)用仍以離網(wǎng)為主，2008 年底并網(wǎng)光伏系統(tǒng)容量僅占 19.3%，其 余部分為農(nóng)村電氣化占 34.3%，通信和工業(yè)領(lǐng)域占 25%，各類光伏產(chǎn)品占 21.4%。我國光伏應(yīng)用規(guī)模仍然較低，90%以上太陽電池產(chǎn)品出口國外，中國光 伏企業(yè)受國際市場影響非常巨大。 我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展與世界光伏產(chǎn)業(yè)一樣面臨著光伏發(fā)電

16、成本較高、電網(wǎng)接 納能力和建筑接納程度的問題。此外，我國國產(chǎn)化裝備水平較低，對國外設(shè)備， 尤其是高端設(shè)備依存度高，整體技術(shù)水平與國外還有較大差距。由于我國太陽 能資源和負荷分布不對稱，光伏發(fā)電發(fā)展存在大規(guī)模遠距離電力輸送問題。國 內(nèi)光伏市場發(fā)展非常緩慢，連續(xù)多年我國光伏產(chǎn)業(yè)依賴國際市場， “市場在外” 的問題至今沒有得到解決。 （3）太陽能光熱 目前，國際上正在運行的太陽能熱發(fā)電裝機容量為 667.4mw。根據(jù)美國能 源咨詢機構(gòu) eer 的研究報告20092020 年全球聚光型太陽能熱發(fā)電市場和戰(zhàn) 略 ，2009 年 4 月全球正在建設(shè)的太陽能熱發(fā)電裝機已達 1200mw。而 2009 年 1

17、1 月，西班牙發(fā)布政府公告，宣布 2012 年西班牙太陽能熱發(fā)電的裝機目標為 1850 mw。此外，美國加州能源局處于審批公示階段中的太陽能熱發(fā)電裝機容量 則達 4802mw。2009 年 7 月 13 日德國數(shù)十家公司聯(lián)合在北非投 4 千億歐元的太 陽能熱發(fā)電“沙漠行動技術(shù)”項目備忘錄簽署，包括 abengoa，solar millennium, schott，abb，西門子，德意志銀行等。第一批項目已經(jīng)在 2009 年 11 月份啟動。 目前太陽能熱發(fā)電站分布在美國，西班牙，德國，法國，阿聯(lián)酋，印度， 埃及，中國，摩洛哥，阿爾及利亞，澳大利亞等地，全球太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)正 在經(jīng)歷快速發(fā)展的時

18、期。 在全球遭受金融危機的 2009 年，我國的太陽能熱發(fā)電逆市而上，躍上一個 臺階。我國目前已經(jīng)發(fā)布的太陽能熱發(fā)電項目已經(jīng)超過 4001mw，其中 1950mw 是 2009 年一年中提出，另外 2000mw 是 2010 年提出的。涉及從投資銀行，設(shè)備 制造商和大型電力公司等共 15 家企業(yè)。2010 年 1 月 9 日美國太陽能發(fā)電公司 esolar 與一家中國公司在北京簽訂協(xié)議，計劃在幾年內(nèi)投資超過 50 億美元， 在中國建立 2000mw 太陽能熱發(fā)電電力。 （4）生物質(zhì)能 到 2005 年底，全世界生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量約為 5000 萬千瓦，主要集中 在北歐和美國；生物燃料乙醇年產(chǎn)

19、量約 3000 萬噸，主要集中在巴西、美國；生 物柴油年產(chǎn)量約 200 萬噸，主要集中在德國。沼氣已是成熟的生物質(zhì)能利用技 術(shù)，在歐洲、中國和印度等地已建設(shè)了大量沼氣工程和分散的戶用沼氣池。 近年來，我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，國家電網(wǎng)公司、中國節(jié)能投資公 司等大型國有企業(yè)，民營以及外資企業(yè)紛紛投資參與建設(shè)運營。截至 2007 年底， 國家和各省發(fā)改委已核準項目 87 個，總裝機規(guī)模 220 萬千瓦。我國已建成投產(chǎn) 的生物質(zhì)直燃發(fā)電項目超過 15 個，在建項目 30 多個。到 2008 年底，我國生物 質(zhì)能發(fā)電總裝機為 315 萬千瓦。我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正在漸入佳境。我 國生物質(zhì)直燃發(fā)電

20、裝備制造主要依托原有燃煤發(fā)電制造業(yè)，生物質(zhì)直燃鍋爐已 成為鍋爐制造企業(yè)新的業(yè)務(wù)增長點。從總體上看，我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)化尚處 于起步階段，產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化程度較低，市場競爭力較弱，影響我國生物質(zhì)發(fā) 電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要阻礙因素有：建設(shè)和運營成本相對較高，上網(wǎng)電價難以支撐 生物質(zhì)能發(fā)電廠的正常運營；技術(shù)開發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)體系薄弱。 生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè)主要以生物燃料乙醇為主，國內(nèi)外正積極發(fā)展如生物 柴油、二甲醚等其他生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè)。目前發(fā)達國家已完成生物質(zhì)熱解制 油和生物質(zhì)氣化合成液體燃料工程示范并積極推廣，我國此方面還主要處于研 發(fā)階段。從生物柴油的產(chǎn)量來看，在國外生物柴油已在廣泛應(yīng)用，2008 年歐盟

21、 年總產(chǎn)量約 800 萬噸，美國年產(chǎn)量約 240 萬噸，巴西年產(chǎn)量約 100 萬噸。我國 生物柴油生產(chǎn)企業(yè)都是民營企業(yè)，規(guī)模較小，國有企業(yè)的介入是生物柴油發(fā)展 的新趨勢。2007 年國家發(fā)改委批準中石油,中石化,中海油實施國家生物柴油示 范工程項目。至 2008 年，國內(nèi)生物柴油實際生產(chǎn)不到 30 萬噸，由于其沒被允 許進入燃油流通系統(tǒng)，多作為有機溶劑或建筑機械用油出售。我國的生物柴油 生產(chǎn)能力和產(chǎn)量還遠遠落后于國外。 （5）地?zé)?淺層地?zé)崮苤苯永梅矫?。?jù) 2005 年世界地?zé)岽髸y(tǒng)計，2004 年全世界 直接利用地?zé)崮苓_到 72622gwh，比 2000 年增加了 40%。其中中國地?zé)嶂苯?/p>

22、利用 達到 12605gwh，居世界首位，其次是瑞典、美國、冰島、土耳其等國家。我國 是一個以中低溫地?zé)豳Y源為主的國家，華北、山東、東北、陜西及京津地區(qū)的 地?zé)崽锒鄬儆谥械蜏氐責(zé)崽?，總儲存能量?73.611020j。地?zé)豳Y源的直接利 用方式主要有供熱、溫室種植、醫(yī)療、洗浴等；其中供熱占 40%，主要集中在 我國的北方，如京、津、陜西、東北、河北、山東、內(nèi)蒙等地；生活熱水供應(yīng) 占 22%；工業(yè)利用占 7%，養(yǎng)殖占 17%；溫室種植和其他占 14%。 淺層地?zé)崮馨l(fā)電方面。據(jù) 2005 年世界地?zé)岽髸y(tǒng)計，已有 24 個國家建設(shè) 了地?zé)崮茈娬?，總裝機容量 8900mw，比 2000 年增加了 12

23、%。目前地?zé)崮馨l(fā)電只 占整個電力裝機容量的 0.5%，地?zé)崮馨l(fā)電的潛力非常大。其中美國地?zé)岚l(fā)電容 量達到 2800mw，居世界首位，菲律賓，墨西哥隨其后，其次是意達利、日本、 新西蘭。我國地?zé)崮馨l(fā)電總裝機容量約為 32mw，居世界第 15 位。我國高溫地 熱電站有西藏羊八井 25.18mw，朗久 2mw，那曲 1mw，其中羊八井地?zé)犭娬镜难b 機容量在全國最大，占全國地?zé)嵫b機容量的比例高達 75%；中低溫地?zé)岚l(fā)電站 有廣東豐順 0.3mw,湖南灰場 0.3mw，河北郝窯 0.2mw,遼寧熊岳 0.2mw,山東湯東 泉 0.3mw,廣西熱水村 0.2wm，江西溫湯 0.1mw。我國高溫可用于發(fā)電的

24、地?zé)豳Y 源相對貧乏，在西南地區(qū)，地?zé)崮茇S富，但其水資源也豐富，因此限制了地?zé)?能發(fā)電的發(fā)展。對于中低溫地?zé)犭娬?，由于?jīng)濟性較差，發(fā)電機組效率低，在 當(dāng)時的能源環(huán)境條件下，大部分中低溫地?zé)犭娬径枷群箨P(guān)停，設(shè)備變賣?？傮w 上來說，我國地?zé)崮馨l(fā)電在近二十年發(fā)展緩慢，維持在 32mw 左右的裝機容量。 七八十年代建成的地?zé)犭娬敬蠖嗍菙U容閃蒸工作原理，由于水的物性參數(shù)不合 適地?zé)崮芗捌渌推肺荒茉窗l(fā)電，使得地?zé)岚l(fā)電效率太低，至使許多地?zé)犭娬?相繼關(guān)閉。因此，發(fā)展低沸點新工質(zhì)循環(huán)的地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)是大勢所趨。 干熱巖深層地?zé)岚l(fā)電方面。美國、歐洲、日本、澳大利亞等國競相開展干 熱巖深層地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的研發(fā)工作，甚

25、至納入到國家開發(fā)研究計劃之中，這些 國家在干熱巖研究和開發(fā)方面已經(jīng)花費 5 億多美元，并且許多國家已經(jīng)探索并 建成干熱巖發(fā)電示范站。目前我國在干熱巖深層地?zé)岚l(fā)電研究和示范上仍屬空 白。 （6）海洋能 在海洋能利用技術(shù)中，潮汐能利用技術(shù)最為成熟，已走向商業(yè)化階段，形 成了產(chǎn)業(yè)，波浪能利用裝置除了小型 10w 航標燈用波浪能裝置有小批量生產(chǎn)外， 其它大型裝置都還處在示范階段，潮流能和溫差能利用裝置處在示范階段。 國外商業(yè)化運行的潮汐能電站如表 1 所示，我國商業(yè)化運行的潮汐能電站 如表 2 所示。 表 1 世界主要潮汐電站概況 國家站址 年平均 潮差(m) 裝機容量 (104kw) 年發(fā)電量 (1

26、08kwh) 建成時間開發(fā)方式 法國朗斯 8.51245.441966 單庫雙向 前蘇聯(lián)基斯洛 2.30.040.0231968 單庫雙向 加拿大安納波利斯 6.41.980.51984 單庫單向 韓國始娃湖 5.625.45.5272009 單庫單向 表 2 我國目前正在運行的潮汐電站 站名江廈海山白沙口 所在地浙江溫嶺浙江玉環(huán)山東乳山 裝機容量現(xiàn)有 3900250640 （kw）設(shè)計 3000150960 平均潮差（m） 5.084.912.36 水庫面積（畝） 20554800 投產(chǎn)年月 1980.51975.121978.8 由于一次性投資大和發(fā)電成本高、泥沙淤積問題以及對沿海各國魚類

27、和鳥 類棲息地等特殊生態(tài)環(huán)境的影響問題，20 世紀 80 年代以來國內(nèi)外潮汐電站發(fā) 展緩慢。 2.2.2 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 （1）風(fēng)電 目前歐洲仍處于風(fēng)電技術(shù)的領(lǐng)先地位。單機容量 5mw 陸上風(fēng)電機組開始使 用，直驅(qū)式風(fēng)電機組批量使用，半直驅(qū)式風(fēng)電機組也開始投放市場，海上風(fēng)電 從技術(shù)探索階段逐步轉(zhuǎn)入規(guī)?；l(fā)展階段。歐洲陸上風(fēng)電以分散布置為主，技 術(shù)已相對成熟，下一代更先進的風(fēng)電技術(shù)研發(fā)已經(jīng)開展，如高精度的風(fēng)資源分 析計算模型、多維風(fēng)況監(jiān)測系統(tǒng)、1020mw 風(fēng)電機組研制等，其中部分前期研 究項目如風(fēng)況分析和 12mw 風(fēng)電機組基礎(chǔ)設(shè)計工具開發(fā)已經(jīng)完成或接近完成。 歐洲在風(fēng)電技術(shù)的基礎(chǔ)研

28、究和工程實踐領(lǐng)域有長期積累和持續(xù)投入，知識 型產(chǎn)品如風(fēng)況分析工具、機組設(shè)計工具和工程咨詢服務(wù)具有明顯競爭優(yōu)勢。 我國風(fēng)電技術(shù)快速發(fā)展。在科技部“十一五”科技計劃的引領(lǐng)下，國內(nèi)企 業(yè)通過自主研發(fā)、技術(shù)引進消化吸收、與國外聯(lián)合設(shè)計、委托設(shè)計等方式，在 較短時間內(nèi)掌握了國際上主流風(fēng)電機組的制造技術(shù)和一定的自主知識產(chǎn)權(quán)。有 關(guān)科研單位和企業(yè)結(jié)合我國國情，初步開發(fā)了抗臺風(fēng)、耐低溫、抗風(fēng)沙、抗鹽 霧等技術(shù)，機組性能已達到和接近國際水平，風(fēng)電機組成本大大降低，具有一 定市場競爭優(yōu)勢。由于技術(shù)研發(fā)的推動，國內(nèi)科研條件和科研隊伍建設(shè)取得進 展，已經(jīng)能夠解決風(fēng)電技術(shù)中的一些關(guān)鍵問題，如風(fēng)電機組的重要部件生產(chǎn)、 整

29、機設(shè)計、氣動設(shè)計優(yōu)化、風(fēng)資源分析的 cfd 計算模型研究、風(fēng)電場出力的短 期預(yù)測等，成為技術(shù)進步和設(shè)備制造的堅強支撐。 風(fēng)電科技的進步促進了風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的快速發(fā)展，與進口品牌形成強有 力的競爭。國產(chǎn) 1.5mw 機組已逐步取代進口成為國內(nèi)主流機型，并開始有少量 出口；采用先進技術(shù)的直驅(qū)型永磁風(fēng)電機組已批量進入市場； 2.0mw、2.3mw、2.5mw、3.0mw 機組已有樣機，或小批量生產(chǎn)；3.6mw、5.0mw 等 更大容量機組的技術(shù)正在科技部的支持下進行研發(fā)；引人注目的半直驅(qū)永磁技 術(shù)、超集成化設(shè)計技術(shù)、液力變速技術(shù)也受到國內(nèi)企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)的密切關(guān)注， 有些已經(jīng)列入企業(yè)研發(fā)計劃。2006

30、 年我國大陸地區(qū)新增風(fēng)電裝機容量中，內(nèi)資 與合資企業(yè)產(chǎn)品占 44.9%，外資企業(yè)產(chǎn)品占 55.1%，2008 年我國大陸地區(qū)新增 風(fēng)電裝機容量中，內(nèi)資與合資企業(yè)產(chǎn)品占 75.6%，外資企業(yè)產(chǎn)品占 24.4%，國產(chǎn) 設(shè)備占壓倒優(yōu)勢，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)成為我國制造工業(yè)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。 （2）太陽能光伏 在太陽電池技術(shù)方向，現(xiàn)階段研發(fā)活動仍以晶硅太陽電池為主，薄膜太陽 電池研究逐漸成為一個重要發(fā)展方向。 1）晶體硅太陽電池。晶體硅電池研究方向為提高效率和降低成本，通過將 各種實驗室的高效電池技術(shù)移植到產(chǎn)業(yè)界，以提高產(chǎn)業(yè)化的晶體硅太陽電池效 率。國際工業(yè)界通過采用絲網(wǎng)印刷法制備選擇性發(fā)射電極技術(shù)，商業(yè)化單

31、晶硅 太陽電池平均轉(zhuǎn)化效率已達到 18%；目前正在發(fā)展激光制備選擇性發(fā)射電極技 術(shù)、全背結(jié)太陽電池、非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)（hit）太陽電池和金屬絕緣層半 導(dǎo)體（mis）電池，可將商業(yè)化晶體硅太陽電池平均轉(zhuǎn)化效率提高到 20%以上。 2）薄膜太陽電池。國際上，已達到或接近實用的薄膜太陽電池有硅基薄膜 太陽電池、碲化鎘（cdte）薄膜電池和銅銦鎵硒（cigs）薄膜電池。商業(yè)化非 晶硅薄膜電池穩(wěn)定效率，基本在 5-7%之間。非晶硅/微晶硅疊層太陽電池使硅 薄膜電池效率和穩(wěn)定性均得到較大改善，被國際上公認為硅基薄膜電池的下一 代技術(shù)。日本三菱和夏普公司實現(xiàn)了非晶硅/微晶硅疊層太陽電池 30 兆瓦以上

32、的規(guī)?；a(chǎn)，穩(wěn)定效率 8-9%。cdte 電池組件國際領(lǐng)先水平為面積 120cm60cm，穩(wěn)定效率 10.9%，單條生產(chǎn)線規(guī)模達到 50mw/年。cigs 電池具有 高轉(zhuǎn)換效率、光譜響應(yīng)范圍寬等特點，目前德國 wuerth solar 等公司實現(xiàn)了 cigs 產(chǎn)業(yè)化，效率 11-13%。瑞士洛桑高等工業(yè)學(xué)院 grtzel 教授發(fā)明的染料 敏化太陽電池，2009 年實驗室光電轉(zhuǎn)換效率超過 12%。有機基太陽電池、第三 代太陽電池、多閾值器件、熱載流子電池等均處于基礎(chǔ)研發(fā)或理論研究階段。 在光伏應(yīng)用技術(shù)方向，現(xiàn)階段主要圍繞著光伏規(guī)模化應(yīng)用，重點展開系統(tǒng) 設(shè)計與運行研究及核心設(shè)備研制，同時對大規(guī)模

33、儲能技術(shù)、光伏發(fā)電規(guī)?；?接利用技術(shù)和光伏的環(huán)境影響等問題進行探索研究。 1）大型并網(wǎng)光伏電站。2008 年底 200kw 以上大型并網(wǎng)光伏電站已達到 1900 余座，其中 10mw 以上光伏電站有 44 座，容量最大的是西班牙 60mw 光伏 電站，絕大部分建成于 2007-2008 年，并且不久將建成百兆瓦級并網(wǎng)光伏電站。 大功率光伏并網(wǎng)逆變器容量最高達到 1.25mw，1mw 以下并網(wǎng)光伏逆變器已形成 系列化產(chǎn)品。平板式非聚光自動跟蹤系統(tǒng)已在大型光伏電站中大量使用，雙軸 跟蹤系統(tǒng)單機最大承載面積 200m2，可承載約 20kw 的多晶硅太陽電池組件。低 倍反射聚光系統(tǒng)、高倍反射聚光系統(tǒng)

34、和高倍透鏡聚光系統(tǒng)均已有樣機，高倍透 鏡聚光系統(tǒng)的聚光比最高達到 1200 倍，目前在美國、西班牙、澳大利亞等國家 已建成小規(guī)模示范電站。隨著光伏電站容量不斷增大，核心設(shè)備能級提升和新 型設(shè)備研發(fā)仍是該方向研究重點，大型及超大型光伏電站的優(yōu)化設(shè)計、功率預(yù) 測、數(shù)據(jù)采集與遠程監(jiān)控、輸變電技術(shù)、電網(wǎng)儲能和環(huán)境影響等研究也已經(jīng)逐 漸展開。 2）規(guī)?；ㄖ夥l(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電與建筑結(jié)合的研究主要是美國、 日本和歐洲發(fā)達國家。上世紀 90 年代末德國、日本和美國相繼推出光伏屋頂計 劃，推動了光伏與建筑結(jié)合的研究。1998 年德國政府提出 10 萬光伏屋頂計劃， 同時研究開發(fā)與建筑現(xiàn)結(jié)合的專用光伏組

35、件和控制逆變器。1997 年日本政府 出臺“七萬屋頂計劃” ，并研發(fā)了太陽電池組件制成的瓦和玻璃等建筑材料，使 得太陽電池很容易被安裝在建筑物上。1997 年美國實施“百萬太陽能屋頂計劃” ，推動了新型光伏玻璃和墻體等建筑材料、光伏屋頂模塊、以及光伏調(diào)峰電力 模塊等研究進展。與建筑結(jié)合的光伏系統(tǒng)直接安裝在負荷中心，發(fā)電高峰與用 電高峰的匹配特性好，電能利用效率高，而且不受電網(wǎng)送出能力的限制，是國 際上優(yōu)先發(fā)展的光伏應(yīng)用方向。 3）光伏微網(wǎng)系統(tǒng)。光伏規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵問題是光伏功率占電網(wǎng)總裝機容 量水平較高時的電網(wǎng)穩(wěn)定性，光伏微網(wǎng)系統(tǒng)中光伏容量可占到電網(wǎng)總裝機容量 30%以上，電網(wǎng)穩(wěn)定性問題非常突

36、出。上世紀90年代以來，美國、歐洲、日本等 發(fā)達國家開始光伏微網(wǎng)理論和技術(shù)研究，2006年iea部署了針對光伏微網(wǎng)的pvps task11研究任務(wù)，日本、意大利和希臘等國家已建成百千瓦級光伏微網(wǎng)實驗系 統(tǒng)。雙向變流器是實現(xiàn)儲能裝置能量雙向流動的關(guān)鍵設(shè)備，德國sma公司和加拿 大xantrex公司均已推出幾千瓦到幾十個千瓦的系列產(chǎn)品。sma與iset正在聯(lián)合 研究具有同步發(fā)電機輸出特性的新型光伏逆變設(shè)備，這將是下一代光伏微網(wǎng)關(guān) 鍵設(shè)備。光伏微網(wǎng)能量管理還處于研究階段，重點集中在微網(wǎng)組成結(jié)構(gòu)、電壓 和頻率控制及優(yōu)化管理、分布式電源效率優(yōu)化、能量管理軟件技術(shù)等。國際上 光伏微網(wǎng)技術(shù)尚處于起步階段，相

37、關(guān)研究不僅對光伏發(fā)電大規(guī)模接入電網(wǎng)運行 具有指導(dǎo)意義，并且為邊遠地區(qū)提供了一種利用太陽能發(fā)電解決可持續(xù)供電的 新模式。 太陽能光伏方面，世界光伏技術(shù)難點主要有晶體硅太陽電池薄片化及效率 的持續(xù)提高、薄膜太陽電池效率與穩(wěn)定性的提高、高效太陽電池規(guī)?；慨a(chǎn)、 高效低成本新型太陽電池的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)實現(xiàn)，光伏規(guī)模化應(yīng)用技術(shù)尚未掌握。 在太陽電池技術(shù)方向，晶體硅太陽電池和薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)化將是我國太 陽電池的研究重點。 1）晶體硅太陽電池。我國晶體硅太陽電池產(chǎn)業(yè)化研究近年來取得較大進展。 國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)將絲網(wǎng)印刷法制備選擇性發(fā)射電極技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模量產(chǎn)，單晶 硅電池平均轉(zhuǎn)化效率達到 18%。國內(nèi)自主研制了冥

38、王星技術(shù)，利用激光摻雜技 術(shù)制備選擇性摻雜電池，使單晶硅太陽電池的平均轉(zhuǎn)化效率達到 18.5%-19%， 多晶硅太陽電池的轉(zhuǎn)化效率超過 17.5%，大大降低了晶體硅太陽電池的成本。 但在背接觸電池、基于 n 型基底的 hit 電池等高效電池（商業(yè)化效率超過 20%）方面還屬于空白。 2）薄膜太陽電池。我國主要實現(xiàn)了非晶硅薄膜太陽電池的產(chǎn)業(yè)化，非晶硅 /微晶硅疊層電池、cdte、cigs 和染料敏化太陽電池的產(chǎn)業(yè)化研究取得一定進 展。國內(nèi)硅薄膜電池生產(chǎn)線總計 20 余家，國產(chǎn)化的非晶硅電池生產(chǎn)線均為單室 沉積技術(shù)，國外引進技術(shù)中除美國 epv 低檔生產(chǎn)非晶硅電池技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化外， 高檔的生產(chǎn)線及

39、其工藝技術(shù)全部依靠進口。我國新型非晶硅/微晶硅疊層電池效 率達到 11.8%，并研發(fā)成功非晶硅/微晶硅疊層電池中試生產(chǎn)設(shè)備，0.79m2 電池 組件初始效率 8.12%。我國 cdte 電池組件水平為面積 30cm40cm，效率 8.25%，單線生產(chǎn)規(guī)模 0.3mw/年，計劃三年內(nèi)建成 2-5mw cdte 電池生產(chǎn)線。我 國已研制出 2936cm2 面積的 cigs 電池組件，光電轉(zhuǎn)換效率達到 7.0%，與國 際同行研究水平相當(dāng)。我國染料敏化太陽電池研制取得一定進展，自主研發(fā)染 料 c101 的光電轉(zhuǎn)換效率達到 11%，離子液態(tài)電解質(zhì)電池效率達到 8.2%，并建成 500 瓦染料敏化太陽電池

40、示范系統(tǒng)。 在光伏應(yīng)用技術(shù)方向，結(jié)合我國大型光伏發(fā)電工程需求，未來 3-5 年內(nèi)將 重點展開百兆瓦大型并網(wǎng)光伏電站、十兆瓦級光伏微網(wǎng)系統(tǒng)和建筑景觀結(jié)合光 伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計、運行、安全及其它相關(guān)問題研究。 1）大型并網(wǎng)光伏電站。2008 年底，國內(nèi)建成的高壓電網(wǎng)集中并網(wǎng)電站總 容量僅 0.6mw，但 2009 年開建的 10mw 大型光伏電站就有數(shù)座，我國大型并網(wǎng) 光伏電站設(shè)計與運行技術(shù)亟待研究。我國已研制出 500-1000kw 光伏并網(wǎng)逆變器， 150kw 以下光伏并網(wǎng)逆變器已有系列化產(chǎn)品。我國已研制出平板式非聚光自動 跟蹤系統(tǒng)，雙軸跟蹤系統(tǒng)單機容量達到 10kw，水平單軸跟蹤系統(tǒng)單機容量達

41、到 50kw，接近國際同類設(shè)備先進水平。國內(nèi)聚光式光伏系統(tǒng)研究才剛剛開始，國 產(chǎn)化高倍透鏡聚光系統(tǒng)的聚光比達到 400 倍。為滿足我國大型光伏電站工程需 求，當(dāng)前迫切需要研制大功率光伏發(fā)電與并網(wǎng)設(shè)備，繼續(xù)提升能級和改進質(zhì)量， 并開展大型及超大型并網(wǎng)光伏電站優(yōu)化設(shè)計、光伏電站綜合自動化、與電網(wǎng)的 聯(lián)合調(diào)度及保護技術(shù)等研究。 2）規(guī)?；ㄖ夥l(fā)電系統(tǒng)。2008 年底，我國已建成浙江義烏商貿(mào)城 1.3mw 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、深圳園博園 1mw 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、上海崇明島 1mw 并網(wǎng)光 伏系統(tǒng)等數(shù)座 mw 級與建筑景觀結(jié)合的光伏系統(tǒng)，2009 年“光電建筑”和“金 太陽示范工程”相繼啟動，又有多座光伏建

42、筑系統(tǒng)建成，江蘇鹽城 3mw 電站是 目前國內(nèi)最大的光伏建筑系統(tǒng)。適用于建筑結(jié)合光伏系統(tǒng)的光伏并網(wǎng)逆變器已 經(jīng)比較成熟，部分產(chǎn)品出口國外。根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的可再生能源中長期 發(fā)展規(guī)劃 ，2020 年與建筑結(jié)合的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)將達到 1000mw。為滿足光伏發(fā) 電及建筑特性要求，當(dāng)前迫切需要研究光伏建筑一體化技術(shù)、多套光伏系統(tǒng)集 中并入同一配電網(wǎng)時的電能質(zhì)量、安全性和控制方式，光伏建材與建筑構(gòu)件、 建筑光伏發(fā)電方式、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)管理模式、建筑光伏電性能和安全性 及其它相關(guān)技術(shù)。 3）光伏微網(wǎng)系統(tǒng)。我國光伏微網(wǎng)技術(shù)研究尚處于起步階段，2008 年日本 nedo 在杭州電子科技大學(xué)建成國內(nèi)第一

43、個光伏微網(wǎng)實驗研究系統(tǒng)，光伏容量占 電網(wǎng)總裝機容量比例達 50%，但我國并不掌握其核心技術(shù)。我國青海玉樹、西 藏阿里將在 2-3 年內(nèi)分別建設(shè) 2mw 光伏微網(wǎng)系統(tǒng)和 10mw 光伏微網(wǎng)系統(tǒng)，目前已 經(jīng)完成光伏與水電互補的微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)穩(wěn)定控制、自同步發(fā)電機特性的 光伏逆變技術(shù)、儲能系統(tǒng)控制、以及能量管理與運行模式等基礎(chǔ)理論研究，并 研制出 10kva 自同步電壓源光伏逆變器樣機和 5kw 蓄電池充電控制器樣機，與 國際先進技術(shù)水平差距較小。當(dāng)前迫切需要研制百千瓦級以上的自同步電壓源 光伏逆變器和蓄電池充電控制器，研究光伏微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、穩(wěn)定機理與 穩(wěn)控策略、能量管理系統(tǒng)及其它相關(guān)技術(shù)

44、，自主建設(shè)光伏微網(wǎng)實驗研究系統(tǒng)。 （3）太陽能光熱 國外目前在塔式技術(shù)發(fā)展高溫集熱方向發(fā)展。如法國國家電力公司和法蘭 西科學(xué)院 cnrs 的空氣電站，德國宇航 dlr 的 jlich 的空氣電站，美國的 solar reserve 公司的熔融鹽電站，西班牙 solar tres 電站等。國外目前集成 的電站中美國 esolar 和 bright source 達到塔式電站容量 400-1000mw，蒸汽 參數(shù)已經(jīng)達到超高壓。這些大型電站均采用多塔模塊式聚光和吸熱技術(shù)。在槽 式方面仍基本維持目前的 350-400c 的參數(shù)和效率，一些新的高溫技術(shù)如直接 產(chǎn)生蒸汽技術(shù)（dsg） ，熔融鹽管內(nèi)換熱等

45、仍處于試驗階段。 在儲熱方面向長時間，24 小時不間斷發(fā)電方向發(fā)展。比較有代表性的西班 牙 2009 年建成的 100mw 的 andasol-1 和 andasol-2 電站儲熱已達到 7.5 小時。 美國 solar reserve 和西班牙 sener 電站設(shè)計的儲熱時間為 16 小時，日發(fā)電時 數(shù)可達 24 小時。 在我國，通過“十五”和“十一五” ，我國科研工作者和企業(yè)對高風(fēng)載高精 度定日鏡、高溫塔式吸熱器技術(shù)、高溫儲熱技術(shù)、電站控制技術(shù)、塔式發(fā)電系 統(tǒng)設(shè)計和集成，槽式真空管制造工藝，槽式聚光器集成技術(shù)等一批太陽能熱發(fā) 電的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。并形成了從基本材料、主機設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計集

46、成的 產(chǎn)業(yè)鏈。目前“十一五”863 支持的 1mw 電站正在施工階段。 槽式的核心技術(shù)方面，清華大學(xué)利用不匹配封接技術(shù)試制了 2m 長耐 450c 高溫的直通式真空管。中國科學(xué)院電工研究所及皇明太陽能集團聯(lián)合完成了 4m 長，耐 450c 高溫的直通式真空管，并建立了生產(chǎn)線。 系統(tǒng)及其它相關(guān)技術(shù)，自主建設(shè)光伏微網(wǎng)實驗研究系統(tǒng)。 （4）生物質(zhì)能 目前生物質(zhì)直燃技術(shù)從技術(shù)層面上可以分成兩個層面：針對低堿的生物質(zhì) 燃料的直燃技術(shù)和對于高堿生物質(zhì)燃料的直燃技術(shù)。針對低堿的生物質(zhì)燃料的 直燃技術(shù)只需要考慮生物質(zhì)特殊的物理和燃燒特性，但不需考慮燃料中無機雜 質(zhì)引發(fā)的燃燒側(cè)問題，技術(shù)難度相對較低。我國生物質(zhì)

47、的主體是農(nóng)作物秸稈， 屬于高堿生物質(zhì)燃料，從國情出發(fā)，我國更為關(guān)注針對高堿生物質(zhì)燃燒利用的 秸稈直燃技術(shù)。但是秸稈燃燒技術(shù)具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，從全球范圍看，目前 的技術(shù)代表僅有丹麥的秸稈水冷振動爐排爐直接燃燒技術(shù)。我國現(xiàn)有生物質(zhì)直 燃技術(shù)主要有引進技術(shù)、引進技術(shù)消化改進技術(shù)和國內(nèi)自主開發(fā)技術(shù)三類。在 引進技術(shù)方面，引進的主要是丹麥 bwe 的水冷振動爐排秸稈直燃技術(shù)，以國能 生物為代表的國內(nèi)企業(yè)在其下屬的數(shù)十座生物質(zhì)電廠引進了該技術(shù)。在秸稈直 燃技術(shù)的引進改進方面，主要指以丹麥技術(shù)為基礎(chǔ)結(jié)合各鍋爐生產(chǎn)廠家對秸稈 燃燒過程的理解開發(fā)的國產(chǎn)爐排秸稈鍋爐技術(shù)，由于價格低廉目前在國內(nèi)市場 也有一定的占

48、有率。但是在性能和給料、爐排結(jié)構(gòu)和排渣等方面不如國外的機 組穩(wěn)定，在一定程度上影響機組的正常運行。除了上述基于爐排爐模式的生物 質(zhì)燃燒技術(shù)，國內(nèi)還有一類全新開發(fā)的秸稈燃燒技術(shù)，其主要的代表是基于循 環(huán)流化床的秸稈燃燒技術(shù)，國內(nèi)浙江大學(xué)等相關(guān)研發(fā)單位在對秸稈燃燒特性和 堿金屬問題進行了較深入研究的基礎(chǔ)上，提出了創(chuàng)新的燃燒組織思路和特殊設(shè) 計的秸稈流化床直燃技術(shù)路線，有望在各方面趕超國外同類進口技術(shù)。 生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為液體燃料技術(shù)與生物技術(shù)比較，它有高效率、低成本 和易于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點，但還未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，快速熱解液化和生物質(zhì)氣化合 成液體燃料已達到工業(yè)示范階段。 生物柴油技術(shù)從原料供應(yīng)來看，國

49、外都是利用各國的特殊油脂資源如大豆、 菜籽、棕櫚油脂等，并形成規(guī)?；瘶藴驶椭N植和加工企業(yè)。目前，我國生 物柴油生產(chǎn)原料主要為餐飲廢油或榨油腳，原料的品質(zhì)和穩(wěn)定供應(yīng)存在不足。 從生物柴油生產(chǎn)技術(shù)來看，國內(nèi)外基本上采用傳統(tǒng)的化學(xué)液體酸/堿法，存在原 料的損失、轉(zhuǎn)化率較低、能耗和成本高、環(huán)境污染等問題。原料問題和清潔技 術(shù)生產(chǎn)問題都制約著生物柴油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。無論從技術(shù)層面還是從資源、 環(huán)境層面，生物柴油的成本和清潔化生產(chǎn)是需要解決和突破的關(guān)鍵問題，突破 原料瓶頸，實現(xiàn)生物柴油產(chǎn)品的經(jīng)濟、高效、高值、清潔生產(chǎn)。 （5）地?zé)崮?地?zé)崮芗夹g(shù)是發(fā)展地?zé)崮艿年P(guān)鍵，從國內(nèi)外的技術(shù)現(xiàn)狀來看，美國、日本、

50、歐盟等國家處于地?zé)崮芗夹g(shù)的領(lǐng)先地位，這些國家已掌握了一些地?zé)崮芾玫?關(guān)鍵技術(shù)。我國從 70 年代起，技術(shù)也有了很大的發(fā)展。 淺層地?zé)崮苤苯永梅矫?。地源熱泵技術(shù)最早始于英、美兩個國家。目前 歐洲、美國、丹麥、瑞典、瑞士等國已把地源熱泵技術(shù)推廣到了大量的實際工 程項目中，例如在瑞士新建住房中，每 4 幢就有 12 幢裝有地源熱泵系統(tǒng)。目 前國內(nèi)對地源熱泵技術(shù)進行了大量的研究并進行了實際工程推廣，哈爾濱工業(yè) 大學(xué)、天津大學(xué)、華北電力大學(xué)、華中理工大學(xué)等高校和中國建筑科學(xué)研究院 等科研機構(gòu)均對地?zé)釤岜孟到y(tǒng)進行了研究，近 10 年來我國已建成了兩千多項地 源熱泵系統(tǒng)工程，就北京市來說，利用地源熱泵系

51、統(tǒng)作為冷、熱源的集中采暖、 制冷系統(tǒng)，每年以 15%20%的速度增長，目前采暖、制冷的建筑面積已超過 500 萬 m2。太陽能-地源熱泵組合系統(tǒng)最早由 penrod 于 1956 年提出，并設(shè)計了太 陽能-土壤復(fù)合式地源熱泵系統(tǒng)，提出了用于計算熱泵組合系統(tǒng)各參數(shù)的復(fù)雜理 論。近年來在歐美等國家和地區(qū)，科研工作者已經(jīng)開展了大量的實驗研究和理 論研究，并得到了大量有價值的結(jié)論，使太陽能-地源熱泵組合系統(tǒng)的研究不斷 深入。目前國內(nèi)對太陽能-地源熱泵組合系統(tǒng)也進行了大量的研究并建成了多個 示范系統(tǒng)?？缂拘顭嵯到y(tǒng)在歐洲、美國等國尚處科學(xué)研究和工程示范階段，這 一技術(shù)發(fā)展的瓶頸在于初投資較大，現(xiàn)已建成的示

52、范工程主要由政府投資建設(shè)， 從技術(shù)角度來講，需要改進并提出新的跨季節(jié)蓄熱裝置以提高蓄熱效率、降低 建造成成本。目前國內(nèi)在太陽能跨季蓄熱系統(tǒng)的研究仍處于初步階段，許多相 關(guān)還處于實驗室研究階段。 淺層地?zé)崮馨l(fā)電方面。在地?zé)崮馨l(fā)電方面，美國、日本、歐盟等國家處于 領(lǐng)先地位。美國的 utc（號稱發(fā)電效率已達到 12%） ，匈牙利的 omit 等公司的產(chǎn) 品，最小機組的裝機容量達 280kw，并已占領(lǐng)國際市場。由于制約中低溫地?zé)?發(fā)電技術(shù)的因素較多，如：發(fā)電效率低、并網(wǎng)問題、經(jīng)濟效益等，造成了我國 在該項技術(shù)上發(fā)展速度較慢，已經(jīng)開展了相關(guān)技術(shù)的研究，多數(shù)只限于試驗階 段，距離工程應(yīng)用還有很大的差距。雖

53、然我國早在上個世紀 70 年代就已經(jīng)開始 研究中低溫發(fā)電技術(shù)，如雙循環(huán)發(fā)電技術(shù)，閃蒸法等，到“十一五”階段，科 技部大力支持開發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的地?zé)岚l(fā)電的創(chuàng)新技術(shù)。但據(jù)了解， 不同課題的研究階段基本上處于試驗階段，樣機規(guī)模不超過 10kw。開發(fā)技術(shù)基 本上有機 rankine 循環(huán)、螺桿機和卡林那循環(huán)模式?？上驳氖俏覈?2008 年 9 月在羊八井地?zé)犭姀S利用發(fā)電排放的 80廢熱水，新安裝了 1mw 螺桿膨脹動力 機組的發(fā)電，并進行了動態(tài)調(diào)試，開始向中低溫發(fā)電沖擊。 干熱巖深層地?zé)岚l(fā)電方面。1972 年，美國在新墨西哥州北部打了兩眼約 4000 米的深斜井，從一眼井中將冷水注入到干熱巖

54、體，從另一眼井取出自巖體 加熱產(chǎn)生的蒸汽，功率達 2300 kw，標志著干熱巖的開發(fā)利用進入試驗階段。 此后，這種技術(shù)引起了世界各國的關(guān)注，一些經(jīng)濟發(fā)達、能源消耗量大的國家， 例如美國、歐洲、日本、澳大利亞等國競相開展干熱巖發(fā)電技術(shù)的研發(fā)工作。 自從 1970 年以來，日本也一直有計劃、系統(tǒng)地研發(fā)干熱巖發(fā)電技術(shù)，大大地推 動了國際干熱巖發(fā)電技術(shù)的進程。目前，日本主要有四個項目，其中三個項目 試驗正在進行之中，其他國家，特別是歐共體成員國，在干熱巖地?zé)崮馨l(fā)電方 面都有積極的行動。日本、德國、法國、意大利、瑞士、瑞典等國已基本掌握 增強型地?zé)嵯到y(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)。但我國目前還沒有干熱巖發(fā)電技術(shù)。 （6

55、）海洋能 海洋能利用的主要障礙在于發(fā)電成本偏高和某些未能解決的環(huán)境問題。發(fā) 電成本偏高主要是由于造價高、運行成本高、發(fā)電量少造成，而進一步的分析 表明，造價高的主要原因是下列問題之一或全部，即： 未形成批量生產(chǎn) 存在著特殊的海洋工程問題：如特殊的、小范圍施工；某些難以實施的投 放、安裝、維護；未能解決的銹蝕、海生物附著等 性價比未達到最優(yōu) 運行成本高的主要原因是可靠性差，導(dǎo)致故障頻繁，而在海洋環(huán)境維修成 本巨大，導(dǎo)致運行成本高。目前在海洋能中，潮汐能技術(shù)成熟，具有較好的可 靠性，且位于岸邊，維護相對容易，運行成本較低，而波浪能和海流能技術(shù)尚 未成熟，又位于海中，維護時需要動用工程船拖拽回維修廠

56、，維修成本十分巨 大。 發(fā)電量少的原因是可靠性差和效率低。由于故障頻繁，導(dǎo)致運行時間減少； 又因為故障常常發(fā)生于能流較大的時刻，故可靠性差嚴重減少發(fā)電量。不言而 喻，效率低也會降低發(fā)電量。 而造成造價高的原因之一的未形成批量生產(chǎn)，除了存在著特殊海洋工程問 題外，在很大程度上還是因為技術(shù)還未成熟，存在著效率低和可靠性差等問題 所致。 2.2.3 存在的問題與差距存在的問題與差距 （1）風(fēng)電 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展的同時，也面臨一系列亟待解決的技術(shù)問題。和國際 先進技術(shù)相比，國內(nèi)的差距主要體現(xiàn)在： 風(fēng)資源分析方面，風(fēng)資源分析是全部風(fēng)電技術(shù)的基礎(chǔ)與核心，國內(nèi)在某些 基礎(chǔ)技術(shù)關(guān)鍵點上達到了國際先進水平，但

57、在針對我國氣候和地理特點的風(fēng)況 研究、風(fēng)資源數(shù)據(jù)庫與全局性風(fēng)況圖譜建設(shè)、自主的風(fēng)資源分析及風(fēng)電場設(shè)計 軟件系統(tǒng)開發(fā)方面差距明顯，風(fēng)電場設(shè)計技術(shù)嚴重依賴國外軟件產(chǎn)品。 風(fēng)電場電能質(zhì)量管理、出力預(yù)測與并網(wǎng)方面，國內(nèi)的研發(fā)正在開展，但尚 未形成先進的風(fēng)電場測控系統(tǒng)和中短期出力預(yù)測系統(tǒng)，電網(wǎng)吸納風(fēng)電的技術(shù)水 平落后于國外。 風(fēng)電機組整機制造方面，國內(nèi)主流機型以引進國外技術(shù)為主，和國外技術(shù) 水平接近但仍有一定差距。根本的問題在于我國還沒有開發(fā)風(fēng)電機組設(shè)計工具 軟件系統(tǒng)，特別是依據(jù)我國風(fēng)況條件進行自主設(shè)計、研發(fā)新型風(fēng)電機組的能力 嚴重不足。同時，從國外的經(jīng)驗來看，風(fēng)電機組自主研發(fā)能力的形成，必須依 靠國家

58、的先期科技投入。 風(fēng)電機組關(guān)鍵部件方面，兆瓦級以上風(fēng)電機組配套的軸承、變流器、變槳 器、控制器國內(nèi)處于試制階段，仍主要依賴進口國外產(chǎn)品。重要部件如齒輪箱、 發(fā)電機的可靠性指標落后，葉片設(shè)計依賴國外 。 海上風(fēng)電方面，國內(nèi)剛剛起步，國外處于初始經(jīng)驗積累階段，國內(nèi)外開發(fā) 環(huán)境差異較大。特別是在海上風(fēng)資源以及水文、地質(zhì)資源研究，海上風(fēng)電機組 技術(shù)開發(fā)，潮間帶（近海）風(fēng)電場施工、運行維護技術(shù)，海上風(fēng)電送出技術(shù)等 方面，迫切需要研發(fā)支持。 可見，我國的風(fēng)電產(chǎn)品在技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量方面尚未形成良好的國際競 爭力。依靠低勞動力成本形成的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢無法持續(xù)支撐產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，風(fēng) 電技術(shù)創(chuàng)新能力的形成已成為產(chǎn)業(yè)

59、發(fā)展的核心需求。 （2）太陽能光伏 太陽能光伏方面，我國各技術(shù)領(lǐng)域與國際先進水平的差距及問題主要有： 1）晶體硅太陽電池方面，國內(nèi)商業(yè)化晶體硅太陽電池產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率仍有較 大提升空間，仍需發(fā)展薄片化、絲網(wǎng)印刷等新技術(shù)來降低產(chǎn)品制備能耗和成本， 在多晶硅錠/硅棒、直拉單晶硅、硅片、太陽電池及光伏組件整個產(chǎn)業(yè)鏈條的高 端生產(chǎn)設(shè)備主要依賴進口，生產(chǎn)過程需要注重副產(chǎn)品回收利用技術(shù)研究。國內(nèi) 外晶體硅太陽電池仍是太陽電池的主流類型，該方面研究將提高我國晶體硅太 陽電池產(chǎn)業(yè)核心競爭力，并且直接緩解或解決晶體硅太陽電池生產(chǎn)過程的節(jié)能 降耗、污染物排放問題。 2）薄膜太陽電池方面，國內(nèi)薄膜太陽電池尚處于產(chǎn)業(yè)化初

60、期，硅薄膜電池 生產(chǎn)線僅有 20 余家，cdte 電池、cigs 電池和染料敏化太陽電池尚未建立大型 生產(chǎn)線，產(chǎn)業(yè)化程度與技術(shù)水平落后于國際先進水平。將實驗室先進技術(shù)轉(zhuǎn)為 規(guī)?；a(chǎn)力是我國發(fā)展薄膜太陽電池的首要任務(wù)，一方面尚需研究商業(yè)化薄 膜太陽電池核心技術(shù)，不斷提高轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，另一方面需要消化吸收國 外引進技術(shù)，實現(xiàn)高檔生產(chǎn)線及工藝技術(shù)的國產(chǎn)化。國內(nèi)薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè)化 技術(shù)與國際先進水平尚有一定差距，該方面研究對推動我國薄膜太陽電池產(chǎn)業(yè) 規(guī)?；l(fā)展至關(guān)重要。 3）大型并網(wǎng)光伏電站方面，國際上單座光伏電站已達到 60mw，大型光伏 電站已經(jīng)非常普遍，并且發(fā)達國家均制定了大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)