新能源技術的發展及應用探討

王潤蘭

（中航國際成套設備有限公司，北京 100101）

能源是人類實現長期穩定發展的重要基礎，也是社會進步的重要保障，它與糧食具有同等重要的地位。石油危機爆發后，人類開始逐漸認識到由能源危機所引發的一系列問題，并對能源開發和利用，以及新能源技術研究給予了充分重視。研究數據顯示，截新千年第二個10年，地球尚未被開采的石油儲量已降低至兩萬億桶以內；預計2050年前后，世界經濟發展將主要依靠煤炭；并在之后150年內，煤炭也將消耗殆盡。與發達國家相比，我國可被有效利用能源量較低，僅相當于發達國家的1/4。按照目前能源使用與開采程度看，我國能源供需缺口將隨時間推移變得越來越大。新能源技術的發展在某種程度上可以緩解能源短缺問題，但以當前技術能力來看，還不足以徹底解決能源短缺問題，因此，新能源技術的發展及新能源的開發和利用便成為我國面臨的挑戰。

1 我國新能源技術發展現狀

1.1 生物質能

生物質能主要來自生物質內部，在葉綠素作用下，被吸收的太陽能會被轉化成化學能被儲存起來。它是一種清潔安全的綠色能源，可再生，潛能巨大，經濟效益好，目前已成為被廣泛利用的能源。我國正在發展的生物質能技術包括：

（1）熱化學轉化技術。該技術可將固體生物質轉換成人類必需的能源產品，包括焦油、木炭以及可燃性氣體等。

（2）生物化學轉化技術。該技術主要依靠微生物發酵來實現生物質向沼氣、酒精等能源產品的轉化。

（3）生物質壓塊細密成型技術。該技術在適合溫度與壓力作用下，可將被粉碎和烘干的生物質轉化為較高密度固體燃料。

1.2 受控制核聚變

目前，我國主要采用核裂變技術進行發電，但現用反應堆所采用的冷卻劑液卻有很強的腐蝕性，泄漏率極高。眾所周知，核聚變是兩個“輕”原子向一個“重”原子轉變，并釋放能量的過程，在“重”原子需求量足夠大的情況下，所釋放出的能量也是巨大的，為進一步增強核資源利用率，我國開始大力開發受控制核聚變反應堆。氘氚核聚變技術在很早之前便被研制出來，氫彈爆炸就是在該技術支持下實現的，但它不易被控制，被釋放出的能量會給人類帶來更多災難。人們之所以最先關注“氘氚核聚變”，是因為它是自然界中最容易實現的一種聚變反應，且氘在海洋中大量存在，理想狀態下，其經過核聚變后所釋放出的能量足夠人類使用幾百億年。當前研究重點是，如何在保證無污染前提下使核聚變受控，這對我國發展有著重要的戰略意義。

1.3 海洋能源開發

開發海洋能源也是新能源技術發展的一個重要方面，海洋能在月球引力與太陽能合力作用下形成。地球70%的面積是海洋，因此太陽輻射到地球表面的大部分能力均被海洋所吸收。隨著能量傳播距離變長（不同區域海洋深度不同），能量大小在整個傳播過程中也在發生變化，海洋深處的溫度明顯低于海洋表面的溫度，并且隨著所聚集的能量越來越多，溫差也會越來越大，從而形成溫差能。在太陽能不均勻分布作用下，空氣流動會發生變化，這種變化導致海洋波浪產生，從而形成波浪能。在月球引力作用下，海平面會逐漸升高，進而形成“位差能”，也就是我們通常所說的潮汐能。從當前研究進展看，波浪能和溫差能對地球環境影響極為有限，因此受關注度并不高，潮汐能則不同，它對地球環境影響較大，這也是為什么會有越來越多人關注“潮汐現象”的原因。

1.4 太陽能源開發

當前，人們對太陽能的開發和利用主要依賴太陽表面所不斷發生的核聚變反應，被輻射出的能量首先會被地球大氣層吸收，然后再作用到地球表面各個角落。當然，也有一部分能量會被大氣反射出去，最終作用到地表的能量僅有47%。太陽輻射分為直射和漫射，一般直射太陽能會被人們直接利用，在集熱器作用下，被聚光裝置所吸收的太陽能會被轉換成高溫熱能，然后再被轉換成機械能為人們所用。太陽能發電會涉及很多不同領域學科知識，比如，光學、材料科學、自動化等，由它們各自理論原理所支持的應用系統也在太陽能發電系統運行中發揮著重要作用。當前，太陽能開發難點在于，如何保證光輻射吸收率，以及實現高效熱能傳輸。除了太陽能發電外，太陽能電池也是一個比較重要的開發與應用方向，歐美發達國家及亞洲的日本目前在這方面處于領先地位，將光電技術視為新能源開發一項重要技術。

2 我國新能源技術發展存在的問題

通過分析知道，新能源與傳統能源相比，其最大的優勢就是無污染（或污染很少），因此在地球資源逐漸枯竭情況下，開發新能源被認為是能源補充最適宜的一種方式，并希望以此作為基礎來構建新的能源結構。我國擁有較豐富的新能源資源，并且近年來也在技術研究和應用，以及能源開發利用方面取得了比較不錯的進展，但依然存在著不足和問題。具體而言。

2.1 新能源技術研發未引起社會重視

新能源技術開發需要投入大量成本，開發過程漫長，且無法保證開發成果。換言之，如果公眾無法在他們有生之年享受到新能源技術應用所帶來的好處，他們便不會對新能源開發產生任何興趣，關注度自然就低。另一方面，新能源產業屬于資金密集型產業，在當前這一特殊歷史發展時期下，若政府無法牽頭，以及發揮好表率作用，公眾自然不會認識開發新能源的重要意義。無論是資金投入，還是方針落實，都需要政府首先做出表率。

2.2 新能源產業在產業環境中始終處于弱勢地位

現階段，我國很多沿海城市和經濟發達地區已經在努力發展新能源產業，但規模有限，發展力度不強，集約化程度偏低。這與產業認識程度低和產業環境差有直接關系。站在個體發展角度，每家企業都希望用最小的投入換來最大的回報，但站在國家和民族發展角度講，這樣的觀念和思想是有百害而無一利的。現實狀況是，絕大多數企業十分看重眼前利益，更傾向于引進外國成熟技術進行生產，沒有獨立的知識產權。顯然，這樣的經營策略和產業環境并不利于新能源技術研發，更加無法獲得好的發展結果。

2.3 新能源技術人才流失嚴重

結合我國擁有近15億人口這一現實來看，國家對新能源人才培養力度并不大，各地方政府和高等院校在新能源專業人才培養方面也未給予足夠重視。當然，少數院校做得還是比較不錯的，為國家培養的一批又一批新能源人才。但需要注意到，人才培養與應用需要與環境相匹配，高素質和高能力人才必須在適宜或適合環境下才能發揮才華，同時，獲得他們多希望的回報。否則，人才流失便不可避免。現實情況是，我國很多新能源技術人才選擇出國謀發展，或者直接進入外企工作，這對我國新能源人才培養體系建設來說是極大威脅。

3 我國新能源技術發展建議

3.1 強化政府責任

強化政府的責任并不是指簡單地加大力度。各級政府在建立健全與新能源相關的制度時重要的是要做到適度，既不能“缺位”也不能“越位”，不做守夜者更不做獨裁者。第一，加強社會主體對加快新能源技術創新的重要認識，并利用各種方式提供資金支持。第二，完善對中國新能源技術創新的財政體制，積極推行有利于新能源技術創新稅收立法與政策。大國興衰的歷史告訴我們，新能源不僅僅是一種能源替代，實際上它會對經濟與政治都產生革命性的影響。既然要變革，就要堅決地打破現存的不合理的利益結構，讓新能源有序健康發展。

3.2 依托工程推動企業發揮創新主體作用

企業通過工程發展自我，完善與技術創新相關的建設。從促進企業技術創新主體地位的角度來說，需要大力強化企業的技術開發工作，特別是在我國目前的科技管理體制和人才分布格局下，企業科技人才比例偏少，創新資源不夠，更需要鼓勵有條件的企業建立研發中心或技術中心等研發平臺。國家創新系統是龐大的系統，依靠產學研的模式固然有優勢。然而，其整體創新系統體系的擴大化勢必也造成整體效率的下降，相比而言，企業主體自有的技術研發平臺會是更加有效率的方式。

3.3 將稀土資源列為儲備物資

稀土資源作為提煉各種稀有元素的原料，對新能源的發展至關重要，在新能源電池、新材料、節能環保、新能源汽車、直驅風機等領域的應用日益廣泛。第一，要建立國家方面的稀土儲備機制，以政策形勢進行規范，對稀土進行一定的戰略儲備。第二，加大稀土行業的整合力度，在國際上形成有很強價格談判能力的大型稀土企業。第三，加快稀土關鍵應用技術研發和產業化，推動具有自主知識產權的科技成果產業化，掌握稀土核心技術專利，為發展新能源產業提供配套支持。

3.4 規模化與產業化并進

在新能源發展中，價格始終都是最大障礙，也是一個無法繞開的問題。從現階段我國新能源和企業發展情況看，規模化和產業化是實現價格降低的有效途徑。理論上，新能源產業鏈的形成并不困難，目前我國已有不少產業形成了自己的產業鏈，如光伏產業，但這只是產業鏈形成的初級階段，要想做大做強則并不容易。微觀方面，企業是新能源技術發展和創新的主體，若要使這些主體的技術發展和創新行為變得更加有效和具有現實意義，滿足國家戰略需求，就必須實現規模化與產業化并進。但同時我們也要認識到，技術創新需遵循其自身發展規律，但也會受到其他各類因素交織作用。新能源技術發展與創新速度會受技術本身性質和新能源產業屬性所影響。在一定條件下，技術創新可能呈現加速趨勢，以新能源技術創新為支撐的新能源產業成長也會隨技術創新的速度快或慢。

3.5 實現相關技術配套化

新能源技術的發展與創新離不開新技術革命的刺激。趙宏圖在“國際能源轉型現狀與前景”一文中指出：“新能源體系的形成不僅取決于具有潛力的新能源自身能否及何時出現革命性變革，形成較大的對現在主導能源的綜合競爭優勢，而且還取決于需求端特別是能源利用設備方面的重大突破。”在供給方式上，新能源與傳統能源存在明顯不同，若要實現有意義和有價值的創新應用，就必須針對原有能源配套設備進行創新。比較典型的配套發展案例便是“電網”，但目前我國智能電網技術遠遠落后于新能源技術發展速度，這與初期建設缺乏宏觀認識有直接關系。從未來發展角度看，相關技術的配套化必將擴展新能源技術創新發展的外延，因此，各新能源技術創新主體必須站在更高的高度，用宏觀的眼光來對當前發展進行整體安排。

4 結語

新能源是國家工業發展基礎的重要組成部分，所以新能源的開發和利用是一個國家綜合實力的體現，也標志著一個國家科學技術水平的實力。在未來能源更加緊缺的情況下，也必將成為影響國際政策的重要因素。擺在我們面前的挑戰很多也很復雜，但同樣伴隨著歷史的機遇。新能源技術創新不應該簡單地局限于某一單層次主體去研究。從多層次角度分析新能源技術創新有助于中國能源戰略的實施，繼而保證中國能源結構的調整和可持續發展。