“目前新能源發展的最大問題之一是成本太高。發展新能源要從政治、經濟和技術三個層次上努力,其中最關鍵的還是要在技術層面上取得更多的突破。只有技術取得突破,才能談到經濟性。”原全國人大常委會副委員長、過程系統工程專業委員會名譽主任成思危在上周召開的2010年中國過程系統工程年會上,提出了當前新能源發展的癥結所在。他指出,我國正在大力發展低碳經濟、循環經濟和生態經濟,其交集就是能源,特別是新能源。
國際能源署預計,石油、天然氣、煤炭將分別于30年、60年和120年后達到峰值,之后產量將逐漸減少。雖然不排除隨著技術的進步,發現新油田、氣田、煤田會使達到峰值的時間推后,但以化石能源為主的局面,從人類長遠發展來看,是不可持續的,最終解決能源問題還是要依靠新能源。
水能核能是主力軍
成思危稱,我國在新能源領域下了很大的力氣。今年3月在倫敦舉行的新能源金融峰會上發布的數據顯示,過去3年,中國在新能源領域的投資年均增長40%以上。2009年中國在新能源領域的投資位列全球第一。
我國已經提出了新能源發展計劃,到2020年非化石能源占一次能源消費的比重要提高到15%。其中,水能要從現在的1.9億千瓦提高至3億千瓦,核能從1000萬千瓦提升至7000萬千瓦,風能裝機容量從2000萬千瓦擴大到1億~1.2億千瓦,太陽能從300萬千瓦增至2000萬千瓦以上。
成思危認為,在新能源技術中水能和核能技術成熟,將非化石能源比重提高到15%主要依靠水能和核能。而其他新能源的一些關鍵技術我國還沒有掌握,技術上受制于人已經影響了我國新能源的發展。今后我國化工行業在太陽能薄膜技術、生物燃料技術等方面有很多工作要做。
風能須翻“三座山”
成思危認為,我國風能發展主要存在三個問題,即發電能力受風速限制較大、設備大型化程度不足和風電入網難。
成思危說,受材料限制,我國多數裝置在風速3米/秒以下不能發電;風電葉片的基材多為玻纖增強環氧樹脂,臺風來襲時若不拆下葉片就會損壞。國內風電的裝機容量很大,但折算發電能力滿負荷才2300小時,利用率不足1/3。
風電分海上風電和陸上風電。近海風電建設成本很高,要求至少是5兆瓦的設備,最好是10兆瓦。而我國制造的風力發電機組大多數在1.5兆瓦,3兆瓦和3.5兆瓦的設備剛剛下線。自控技術、軸和葉片技術等大型化設備的技術差距制約了風電,特別是海上風電的發展。
再有就是入網難。我國現在規定風能入網比例不能超過10%,其中一個重要因素就是受電網技術制約。我國正在發展智能電網技術,隨著該技術的不斷成熟,風電上網的比例可能會得到提高。
據成思危介紹,我國正在研究更多的發電技術,比如磁懸浮風力發電。采用該技術,風速在1~1.5米/秒就可以發電。因為不采用葉片結構,臺風來襲時照樣可發電。不過目前磁懸浮風力發電還處在研發初期,發電能力只有1千瓦,與太陽能發電聲光互補,為城市路燈供電。
太陽能受制成本與轉換率
成思危說,第一代太陽能技術是太陽能電池,提煉和轉換過程中消耗大量能源,存在污染;光電轉換效率理論極限值約23%,但通常只有12%~15%。保定英利公司在采用硅烷法改進硅生產技術后,將光電轉換效率提高到了18.5%。
第二代是硅薄膜技術,現已開發出等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)和物理氣相沉積(PVD)兩種技術路線。該技術的優點是可以節約原料,但光電轉換效率只有8%~10%,低于第一代技術。杜邦公司等在該領域下了很大功夫。
第三代是以砷化鎵為代表的多結三五族化合物薄膜技術。據報道,該技術理論光電轉換效率高達50%,實際在25%左右,明顯高于前兩代技術。目前國內還沒有開展這方面的研究,是今后可以考慮的一個方向。
成思危表示,這三種技術各有優缺點,將長期并存,最終的競爭力將取決于硅的成本和光電轉換效率的高低。