我國太陽能資源開發(fā)和利用現(xiàn)狀

當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急,能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時,越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源,尋求經(jīng)濟發(fā)展的"新動力"。我國受地理位置的影響，蘊藏著豐富的太陽能資源，然而頗受“陽光"厚愛的中國，太陽能資源開發(fā)尚且滯后,如何把陽光留住，催生”陽光經(jīng)濟"，是我國科學發(fā)展面臨的一個嚴峻課題。有著"世界屋脊"之稱的青藏高原，地廣人稀，在許多農牧區(qū),電網(wǎng)無法延伸、水利資源緊缺，過去牧民們大多靠"酥油燈”照明。近年來，青海省積極開發(fā)新能源，他們利用高原上日照時間長，輻射強度大，太陽能資源豐富的優(yōu)勢，開發(fā)太陽能資源,在偏遠地區(qū)建成多個太陽能光伏電站和風光互補電站，成為我國開發(fā)太陽能資源的排頭兵。目前,青海農牧區(qū)的112個無電鄉(xiāng)全部建成太陽能光伏電站，解決了908個無電村農牧民的生活用電,覆蓋農牧民人口50多萬。青海全省人口550萬,如今七分之一的人口靠太陽能告別無電時代。在推進太陽能光伏電站建設的同時,青海省政府制作太陽能灶66000臺,全部免費發(fā)放給干旱山區(qū)的農牧民，使30萬農牧民用上了太陽能灶。青海省農村牧區(qū)能源辦公室主任李世民介紹，太陽能灶操作簡易，使用方便，清潔衛(wèi)生,沒有污染，使用年限一般可達15年。推廣使用太陽能灶,大大減少了燃料短缺地區(qū)農牧民砍伐灌木林的數(shù)量,促進了環(huán)保工作。據(jù)測算,青海省利用太陽能發(fā)電所產生的電能相當于幾個中型水電站的產量。太陽能的使用，為解決電網(wǎng)不能覆蓋地區(qū)的農牧民用電問題開辟了新途徑。青海省新能源研究所所長、副研究員張治民說，太陽能產品最適合溝大山深的西部高原地區(qū)。青海一些地區(qū)從縣到鄉(xiāng)有50-200公里的遠距,用常規(guī)電網(wǎng)建設供電,造價成本極高，運距長,電損大，加之使用用戶少，很多高原地區(qū)多年來無法實現(xiàn)供電。海西州烏蘭縣賽什克鄉(xiāng)托海村的93戶農民,20多年嘗盡了無電的苦頭。2003年,這個村建起了一個太陽能光伏電站,解決了全村農民和村小學、衛(wèi)生院、黨員活動室、青年文化室的用電。村民張明成高興地說:“我們點了20多年的煤油燈,如今有了電，家家戶戶都能看上電視了！"當前，我國甘肅、新疆、青海、西藏、云南等省區(qū)，還有2萬多個村落的700多萬戶農牧民過著無電生活。而大力推廣實施的太陽能發(fā)電技術,則開始讓無電的群眾過上"光明”的日子。我國西部地區(qū)海拔高,光照豐富，有著利用太陽能進行光伏發(fā)電的優(yōu)越條件,近年來,我國相繼推行"光明工程"、"送電到鄉(xiāng)工程”，許多地方選擇光伏發(fā)電技術，解決用電難問題。一塊20瓦的太陽能電池板一天光照可供3個9瓦節(jié)能燈5個小時照明,采用太陽能發(fā)電是一種很有效的能源補充形式。用太陽能在邊遠地區(qū)分散供電,既環(huán)保又經(jīng)濟，比延伸電網(wǎng)或柴油發(fā)電有明顯的優(yōu)勢。中科院專家馬勝紅說,我國地處北半球，南北距離和東西距離都在5000公里以上。在我國廣闊的土地上,大多數(shù)地區(qū)年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上，西藏日輻射量最高達每平米7千瓦時。我國2/3以上地區(qū)的年日照大于2000小時,與同緯度的其他國家相比,與美國相近,比歐洲、日本優(yōu)越得多,我國太陽能資源的理論儲量達每年17000億噸標準煤。從全國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、內蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大，尤其是以青藏高原地區(qū)為最,那里平均海拔高度在4000米以上，大氣層薄而清潔,透明度好，緯度低,日照時間長。據(jù)介紹，我國太陽能光伏技術開始于20世紀70年代,開始時主要用于空間技術，而后逐漸擴大到地面并形成了中國的光伏產業(yè)。截至目前,累計總投資40多億元人民幣，中國可再生能源計劃和國家送電到鄉(xiāng)工程,已利用太陽能發(fā)電為我國內蒙古、甘肅、新疆、西藏、青海和四川等地共16萬無電戶解決了用電問題。目前,我國已安裝光伏電站約5萬千瓦,主要為邊遠地區(qū)居民供電。近年來，國際社會十分重視太陽能資源的開發(fā)和利用，并出臺一系列政策加以扶持。我國的太陽能資源開發(fā)要想邁上新的臺階,還面臨著諸多政策和技術問題需要解決?；仡?00年間能源工業(yè)的發(fā)展歷史,人類正在消耗地球50萬年歷史中積累的有限能源資源煤和石油,雖然極大地解放了生產力，但同時也向人類敲響了常規(guī)能源面臨枯竭的警鐘。根據(jù)有關材料顯示,人類己確知的石油儲備將用40多年,天然氣60余年,煤大約200年。另外，以化石能源為主體的能源結構,對人類環(huán)境的破壞顯而易見，每年排放的二氧化碳達210萬噸,并呈上升趨勢，從而造成冰雪消融，冰川退縮,全球氣候變暖。能源短缺和環(huán)境保護是21世紀經(jīng)濟發(fā)展和能源領域最重要的課題。目前國際上對太陽能資源已經(jīng)十分重視。據(jù)了解,20世紀70年代以來,世界上許多國家掀起了開發(fā)利用太陽能和可再生能源的熱潮。利用太陽能發(fā)電的光伏發(fā)電技術被用于許多需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級電站,小到玩具，光伏電源無處不在。20世紀80年代,美國建成拋物面槽太陽能發(fā)電站，俄羅斯、澳大利亞、瑞士也相繼建立了太陽能發(fā)電廠，1992年日本太陽能發(fā)電系統(tǒng)和電力公司電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),2000年有7萬家庭安裝了太陽能家庭發(fā)電設備,預計到2050年德國消耗的能量半數(shù)將來自太陽能。近年來，世界范圍內太陽能光伏技術和光伏產業(yè)發(fā)展很快,光伏發(fā)電已經(jīng)從解決邊遠地區(qū)的用電和特殊用電已經(jīng)逐步轉向并網(wǎng)發(fā)電和建筑結合供電的方向發(fā)展，并且發(fā)展十分迅速。美國、德國、日本、加拿大、荷蘭等國家紛紛制定了雄心勃勃的中長期發(fā)展規(guī)劃推動光伏技術和光伏產業(yè)的發(fā)展，世界光伏產業(yè)以31.2%的平均年增長率高速發(fā)展。90年代以來聯(lián)合國召開了一系列有各國領導人參加的高峰會議,討論和制定世界太陽能戰(zhàn)略規(guī)劃、國際太陽能公約,設立國際太陽能基金等,推動全球太陽能和可再生能源的開發(fā)利用。1997年美國總統(tǒng)克林頓宣布了太陽能百萬屋頂計劃,到2010年在美國國內建造100萬座太陽能屋頂，計劃完成后每年減少排二氧化碳相當于85萬輛汽車的排放量。其他一些國家也相繼宣布了各國太陽能屋頂?shù)挠媱?。?jù)資料預測顯示，到2010年,全世界光伏產業(yè)將累計達到14-15GW，這表明世界光伏產業(yè)發(fā)展有著遠大的發(fā)展空間。勿容置疑,開發(fā)太陽能資源,已經(jīng)成為全球解決能源緊張的戰(zhàn)略性計劃。我國在太陽能應用技術研究和產品開發(fā)方面已經(jīng)取得了一定成就，但目前太陽能產品并沒有走進千家萬戶，在常規(guī)能源短缺已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展瓶頸的今天,清潔、無窮的太陽能利用應有更大空間，太陽能產品也有更大的市場潛力可挖?？陀^上講,由于目前太陽能開發(fā)應用技術還不夠完善,客觀上對推廣使用有一定的阻礙。如太陽能產品的使用受天氣因素的影響較大,在陰天下雨和晚上使用太陽能產品效果不理想;太陽能產品功率不夠，如夏季中午時分，一個2平方米的太陽灶功率約為1.5千瓦,可以燒水、蒸飯，但在需要旺火煮面和炒菜時就無能為力了；價格偏高,如太陽能發(fā)電裝置,每瓦的平均成本在70元以上，考慮到一戶普通家庭中電燈、冰箱、電視等電器的耗電量,最起碼需要5個千瓦,投資在35萬元左右,絕大部分家庭不能承受;太陽能熱水器由于價位較高，在農村地區(qū)難以被接受等。但同時不可否認的是，目前許多人對太陽能利用的好處認識不足,我國對太陽利用技術宣傳、推廣力度不夠。如我國目前建成和在建的許多高樓大廈在設計中就根本沒有考慮太陽能的使用，太陽能熱水器通水管道"無路可走”，安裝還要與鄰里溝通，十分麻煩;許多人對"太陽房"的理念幾乎一無所知，以后要改建就幾乎意味著重新建房;更多的人則單純認為使用太陽能不如燒煤燒氣方便劃算、太陽能產品是高科技產品,離我們的生活還很遙遠,而根本不從改變我國能源結構，緩解能源緊缺矛盾方面考慮問題。事實上推廣使用太陽能，于己于國都是大有好處。張治民所長說,他們通過試驗發(fā)現(xiàn),一個2平方米的太陽灶價格在150元左右,至少可以節(jié)約一半以上的秸桿和煤炭,半年就能收回成本;再如太陽房,太陽房建造成本雖然比普通房屋高20%,但對冬季取暖主要依靠煤炭的北方農村來說,卻能夠為一戶家庭節(jié)約70%以上的取暖用煤炭,從長遠看是非常劃算的。我國光伏產業(yè)與國際光伏發(fā)展仍有較大的距離,世界光伏產業(yè)每年以31%的速度發(fā)展,而我國的光伏產業(yè)每年增長率是15%,1999年世界光伏組件的產量是200MW,我國的光伏組件產量只有3MW，只占世界產量的1.5%。張治民分析認為:我國在太陽能資源開發(fā)的技術層面上還很落后。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是晶體硅,要從石英砂中提取99.99%純度的晶體硅才能做成優(yōu)質的光伏組件,而國內的工藝技術難以達到這樣的要求。在青海省新能源研究所的生產車間，記者看到，一塊成品的電池板，其硅片和玻璃膜都是來的德國和澳大利亞。由于目前國際上生產太陽能光伏電池的原材料吃緊，雖然新能源研究所有不少訂單,但是生產量無法跟上要求。張治民說,我國目前太陽電池和組件一年的生產水平僅僅相當于德國西門子公司一個月的產量。由于缺乏技術,我國的太陽能產品元件大多需要進口，生產成本很高。如一臺能滿足家庭日常電器需要的200W的光伏系統(tǒng),市場價為15000元。這樣的高價位使太陽能發(fā)電產品的推廣在我國具有很大的難度。張治民認為,我國光伏應用與發(fā)達國家比較差距很大另一個原因是缺少政府的鼓勵措施。他說，歐美發(fā)達國家大都制訂了“陽光計劃”，并采取措施鼓勵居民安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng),比如部分贈款、無息貸款等，并以高出普通電價幾倍的價格購買居民家中多余的太陽能電量。例如德國的居民家中并網(wǎng)發(fā)電,自用電是0.1歐元/度，而賣出的電價是0.5歐元/度。目前,德國和日本的許多居民將買太陽能發(fā)電系統(tǒng)作為一種經(jīng)濟投資。發(fā)達國家在還以法律的形式促進太陽能產業(yè)的發(fā)展,如美國早在1978年就頒布了有關可再生能源的法律,德國、日本等發(fā)達國家也制定了類似法律,這些國家在法律的弓［導、協(xié)調和保護之下,太陽能的開發(fā)和利用取得了飛速發(fā)展，在美國有100萬戶家庭用太陽能采暖,另外25萬個家庭用"被動太陽能采暖”，以色列在20世紀80年代為太陽能熱水器立法,規(guī)定凡新建住宅必須按技術規(guī)范安裝太陽能熱水器，從而使以色列的太陽能熱水器普及率迅速達到了85%。而我國在太陽能資源開發(fā)方面的立法幾乎為零。目前，我國的太陽能屋頂計劃和光伏并網(wǎng)發(fā)電在北京、深圳、西寧等小范圍地區(qū)進入了實驗階段。光伏