綠色能源的合理利用與開發(fā)

邢利鈞

北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

1 前言

人類的生存和發(fā)展離不開能源。現(xiàn)如今，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn)，對能源的需求更是日益增強(qiáng)，能源已成為影響經(jīng)濟(jì)安全的重要因素。在能源的開發(fā)與利用過程中，不可避免會出現(xiàn)一些生態(tài)問題，這就要求我們樹立環(huán)保觀念，增強(qiáng)綠色消費(fèi)觀，使用無污染、清潔、可再生的能源，制定一條經(jīng)濟(jì)、能源與環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展的道路。

2 能源利用的總體形勢

全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對能源的需求也越來越大，常規(guī)能源已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，有的國家甚至以發(fā)動戰(zhàn)爭為手段來獲取石油等能源。西方一些發(fā)達(dá)國家開始研發(fā)新能源，以此填補(bǔ)常規(guī)能源的短缺。由此可見，全球性的能源危機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)，它不僅制約著各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且影響著國與國之間的政治關(guān)系。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源需求急速增長，同時，能源利用率低，導(dǎo)致能源消耗量大，能源供應(yīng)不足的矛盾日益嚴(yán)重。據(jù)資料顯示，從1993年起，我國從一個石油凈出口國變成了凈進(jìn)口國，石油的對外依賴程度不斷攀升。2018 年我國進(jìn)口石油總量為4.4 億噸，同比增長11%。能源對國外市場的過度依賴，會對國內(nèi)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定和國家安全造成一定隱患。由此可見，尋找可替代的新能源已經(jīng)成為我國發(fā)展的必由之路。煤炭、石油等傳統(tǒng)能源是不可再生資源，無法持續(xù)滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，而風(fēng)能、水能、電陽能、潮汐能等屬于綠色能源，不僅能量儲備豐富，而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。基于此，目前世界各國都在積極開發(fā)綠色能源，制定清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略。我國作為能源消耗大國，更是積極提出以綠色能源替代傳統(tǒng)能源的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)各地實(shí)際情況，開發(fā)適合當(dāng)?shù)氐木G色能源，同時注重環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，保證國民經(jīng)濟(jì)的健康與可持續(xù)發(fā)展。

3 能源的發(fā)展方向

能源發(fā)展必須與國情相適應(yīng)，制定能源發(fā)展戰(zhàn)略的同時，既要保證國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，也要兼顧對生態(tài)環(huán)境的影響。合理的能源發(fā)展方向，既能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，又不以犧牲環(huán)境為代價(jià)，同時也能保證人民生活水平不斷提高。

3.1 加快調(diào)整能源利用結(jié)構(gòu)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對能源的消耗也在不斷增長，一定程度上造成了能源的短缺。由于煤炭、石油等常規(guī)能源是不可再生資源，因此在全球范圍內(nèi)，傳統(tǒng)能源已經(jīng)出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)象，甚至引起了國際爭端。過去粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對能源消耗量大，已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。在這種情況下，改善能源的利用結(jié)構(gòu)就變得十分重要。

我國是能源消耗大國，對煤炭和石油消耗量大，而我國人均能源占有量明顯不足，導(dǎo)致對能源進(jìn)口過度依賴，嚴(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時，傳統(tǒng)能源的燃燒使用引起生態(tài)環(huán)境的污染，對我們的生存環(huán)境造成了威脅。為了解決能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境之間的矛盾，減少對國際能源市場的依賴，加快能源利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必由之路。

3.2 綠色能源成為發(fā)展趨勢

綠色能源也稱清潔能源，它有狹義和廣義之分。狹義的綠色能源是指可再生能源，如太陽能、風(fēng)能、水能、生物能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽堋＿@些能源不僅儲量大，而且消耗之后可以恢復(fù)，很少產(chǎn)生污染。廣義的綠色能源是指在能源的生產(chǎn)與消費(fèi)過程中，選用對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染的能源，如天然氣、清潔煤和核能等。

綠色能源作為一種新型能源，具有清潔、無污染、可再生的優(yōu)點(diǎn)，受到了世界各國的青睞。它不僅能夠保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而且能夠有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。目前，我國正在積極研發(fā)各種綠色能源，并且部分能源已經(jīng)運(yùn)用到了實(shí)際生活中，取得了很好的效果。

4 綠色能源開發(fā)利用中存在的主要問題

4.1 開發(fā)利用成本較高、區(qū)域分布不均衡

我國的綠色能源分布極為不均，加之能源豐富區(qū)域距離經(jīng)濟(jì)中心較遠(yuǎn)，使得在利用資源時存在一定的現(xiàn)實(shí)困難，需興建一系列能源輸送工程，但會造成開發(fā)成本較為高昂。我國西部的綠色資源儲量較多，如西南、西北地區(qū)的水電資源可占據(jù)全國的4/5，但經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海區(qū)域則資源較為緊缺，綠色能源總量不足全國的1/10。另外，我國的“三北”地區(qū)的風(fēng)電資源較為豐富，由于當(dāng)?shù)氐碾娏Τ尸F(xiàn)出供大于求的局面，應(yīng)將多余的電力資源輸送至其他區(qū)域。但由于我國電力消耗較大的華北、華南、華中地區(qū)距離“三北”地區(qū)較遠(yuǎn)，使得輸電成本較高。

4.2 開發(fā)利用中存在浪費(fèi)及忽視環(huán)保的情況

4.2.1 棄風(fēng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重

2019 年1-6 月，全國棄風(fēng)電量達(dá)105 億千瓦時，其中新疆地區(qū)的棄風(fēng)率為17.0%、棄風(fēng)電量42.4億千瓦時。造成棄風(fēng)限電現(xiàn)象的主要因素為，風(fēng)電場建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的時間出現(xiàn)錯位；風(fēng)電資源總體規(guī)劃不盡合理；風(fēng)電資源豐富區(qū)域的電力資源供應(yīng)充足。

4.2.2 綠色能源開發(fā)利用過程中忽視了環(huán)保

某些地區(qū)在大力興建水電設(shè)施時，一味追求工程建設(shè)進(jìn)度，并未能真正意識到工程建設(shè)對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。這種為開發(fā)綠色能源而損害生態(tài)環(huán)境的做法，忽視了開發(fā)綠色能源的真正目的。

4.2.3 綠色產(chǎn)品生產(chǎn)工藝不環(huán)保

由于生產(chǎn)技術(shù)有限，使得在生產(chǎn)綠色產(chǎn)品時往往伴隨著高污染。如太陽能電池板的主要原料是硅，此種原料需經(jīng)過多道工藝加工方可提煉而成。提煉1噸高純度硅需消耗消耗9000度電，而1度電需要消耗0.4千克煤，每消耗1噸煤就會產(chǎn)生2噸的二氧化碳排放。經(jīng)過上述數(shù)字對比可見，在生產(chǎn)制造綠色產(chǎn)品時，需格外注意高污染問題，積極改造高消耗、高污染的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從源頭保障綠色產(chǎn)品的使用效能。

4.3 綠色能源開發(fā)利用核心技術(shù)落后

在全球范圍內(nèi)，歐盟在生物質(zhì)能方面、美國在風(fēng)電及太陽能光伏方面、日本在太陽能熱利用方面均有著先進(jìn)的研發(fā)成果，我國則因自身核心技術(shù)較為落后，僅在綠色能源開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)鏈中扮演生產(chǎn)加工的角色。現(xiàn)如今我國的風(fēng)電技術(shù)落后國際先進(jìn)水平可達(dá)5年以上，這使得我國綠色能源開發(fā)企業(yè)為獲得核心行業(yè)技術(shù)，需向國外相關(guān)機(jī)構(gòu)支付不菲的技術(shù)使用費(fèi)。

4.4 過度依賴國外市場

我國的綠色能源開發(fā)還不成熟，造成成本居高不下、相應(yīng)配套不完整的狀況，這使得國內(nèi)市場對綠色能源開發(fā)的需求較低，主要依靠國外市場。隨著綠色能源開發(fā)利用熱潮高漲，現(xiàn)如今我國的光伏產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能過剩問題較為嚴(yán)峻。2019年我國太陽能電池產(chǎn)量為12862.1 萬千瓦，同比增長33.91%；2020 年1-8 月我國太陽能電池出口量同比增長12.43%。在世界貿(mào)易保護(hù)主義的影響下，使我國的綠色能源產(chǎn)能遭受到了較大損失。

5 綠色能源的合理利用與開發(fā)

5.1 水能的利用

我國的水能總儲量極為豐富，但同時存在水能分布嚴(yán)重不均衡的現(xiàn)象。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析可知，我國的水力資源總發(fā)電量可達(dá)6.19億千瓦，年均發(fā)電量為1.76億千瓦，總儲量占據(jù)了世界水能資源儲量的五分之一。我國基于豐富的水能資源優(yōu)勢，開發(fā)建設(shè)了一大批各具特色的水利設(shè)施，為當(dāng)?shù)氐碾娏?yīng)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。由于我國的水電技術(shù)應(yīng)用較早，技術(shù)相對較為成熟，使得水電開發(fā)造價(jià)能夠控制在較低水平之內(nèi)，現(xiàn)已在水力資源豐富的區(qū)域修建了大量的水電基礎(chǔ)設(shè)施。在取得巨大成績的同時，我們也應(yīng)清楚認(rèn)識到當(dāng)前仍然存在一定的不足之處，需繼續(xù)采取有效措施，加快水力資源的開發(fā)進(jìn)度。

5.2 海洋能的利用

海洋能是指利用海洋資源開發(fā)綠色能源的一種方式，如潮汐、波浪、溫度差等。我國擁有極為漫長的海岸線，領(lǐng)海面積廣闊，使得我國的可利用的海洋能儲量極為豐富，可對其進(jìn)行適當(dāng)開發(fā)利用。我國應(yīng)用海洋能的歷史較長，在不斷探索中建立起了一整套行之有效地利用方法，如現(xiàn)今使用較為廣泛的小型潮汐發(fā)電技術(shù)，通過興建一批潮汐發(fā)電站，使潮汐能得到了有效利用。雖然海洋能開發(fā)具有較為顯著的優(yōu)勢，但由于海洋能仍未能得到完全開發(fā)，使得海洋能利用形式還稍顯單一，還沒有形成完善的體系，應(yīng)在今后重點(diǎn)加強(qiáng)海洋能的實(shí)用性研究。

5.3 太陽能的利用

太陽能是一種使用方便、安全環(huán)保的綠色能源，在我國有著深厚的群眾基礎(chǔ)，如太陽能發(fā)電、太陽能熱水器等，早已在生活中得到推廣普及。從全球范圍來看，我國常年穩(wěn)居太陽能熱水器生產(chǎn)及銷售的首位。另外隨著綠色節(jié)能建筑的興起，采用太陽能作為采暖能源的建筑物逐漸增多，各類新能源居住小區(qū)紛紛出現(xiàn)。應(yīng)用太陽能作為住宅能源供應(yīng)來源，可實(shí)現(xiàn)每平方米建筑面積每年節(jié)省30kg左右標(biāo)準(zhǔn)煤，發(fā)揮出了綠色能源經(jīng)濟(jì)環(huán)保的巨大優(yōu)勢。

5.4 風(fēng)能的利用

我國擁有較多的風(fēng)能資源，建設(shè)了一大批利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的設(shè)備。由于應(yīng)用前景良好，當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已在各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。僅在2020 年1 月至8 月，我國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量已超過1000 萬千瓦，總裝機(jī)超過2.2 億千瓦，穩(wěn)居全球第一。為進(jìn)一步促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國出臺了一系列措施，規(guī)范了風(fēng)電設(shè)備的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)扶持風(fēng)能資源豐富的地區(qū)加快風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局，現(xiàn)已取得了較為理想的成績。現(xiàn)如今，風(fēng)能已成為我國綠色能源利用中的關(guān)鍵部分，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電、水力發(fā)電并稱為三大發(fā)電能源。

5.5 生物質(zhì)能源的利用

我國擁有豐富的生物質(zhì)能源儲量，可在一定程度上取代化石燃料，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，處理能源與環(huán)境之間的矛盾。生物質(zhì)能源主要來源于植物枯枝、農(nóng)作物秸稈等，我國可供開發(fā)的生物質(zhì)能源總量達(dá)8.37億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中，農(nóng)作物秸稈除一少部分作為造紙?jiān)牧霞拔桂B(yǎng)家禽外，大部分作為了能源供應(yīng)的一種方式進(jìn)行使用。在傳統(tǒng)的生物質(zhì)能源利用方面，主要將其作為了一種燃料，但由于燃燒時會產(chǎn)生大量的濃煙，使得區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量下降明顯，加之能源利用率不足，因此應(yīng)轉(zhuǎn)變生物質(zhì)能源的利用方式。當(dāng)前的熱解氣化技術(shù)則可以較好地完成這一任務(wù)，通過將秸稈類原材料轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w燃料，使其清潔率及利用效率均得到了大幅度提升。此方式屬于一種極具潛力的綠色能源開發(fā)利用途徑，當(dāng)前已得到了全面推廣及應(yīng)用，如對各類植物進(jìn)行氣化利用，興建氣化風(fēng)電機(jī)組等。在農(nóng)村地區(qū)還可以加大沼氣技術(shù)的應(yīng)用力度。隨著國家對沼氣利用程度的重視，未來必將形成一整套完善的沼氣資源利用與開發(fā)體系。

6 結(jié)語

在礦物資源日益衰竭及環(huán)保形勢不斷嚴(yán)峻的新形勢下，綠色能源作為一種良好的替代品，現(xiàn)已得到了人們的普遍關(guān)注。在未來的資源消耗中，綠色能源的開發(fā)途徑會進(jìn)一步得到拓寬，應(yīng)用程度必將得到全方位提升。綠色能源的利用及開發(fā)已成為今后的發(fā)展趨勢，只有合理利用綠色資源，才能切實(shí)解決能源不足及環(huán)境保護(hù)問題，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定下良好的基礎(chǔ)。