论我国太阳能的开发与利用

                        (国电谏壁电厂，江苏 镇江 210006)
摘 要：本文从我国能源发展绿色走向的战略高度出发,分析了加快我国太阳能产业发展步伐的必要性和可行性,阐述了太阳能产业发展的广阔前景。
关键词：太阳能;能源结构;环境保护；生态环境
中图分类号：TK519  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2007)08—0055—02
      随着我国经济社会的快速发展,对能源的需求必将呈现出同步增长的势头。我国能源发展的进程表明,太阳能的开发利用对我国能源结构的优化和生态环境的建设有着至关重要的推动作用。
1 太阳能的开发利用是优化能源结构的必然要求
      聶能源的发展是一个国家经济社会发展的重要支撑，我国社会经济发展的实践已经充分表明，只有尽快加速我国能源结构优化的步伐，才能够把我国的经济建设和生态环境建设统一起来
。社会主义建设的本质就是通过发展社会生产力来满足人民日益增长的物质、文化生活的需要。可以肯定，随着社会经济发展水平的不断提高，人们对水源、空气和周边环境的质量必将有着越来越高的要求。笔者认为，科学、文明、美好的生态环境对人们体质、素质和情操的养成所起的作用是无可替代的。就我国当前的整体经济实力和科技手段而言，通过经济的、行政的、法律的途径以加速生态环境优化的条件是具备的。
      目前我国的能源生产总量居世界第三位，能源的消费总量已经上升到世界第二位。我国作为一个发展中的大国，经济的增长肯定会对能源的需求呈现强烈的依赖关系。我国的能源消费总量由2001年13.5亿t标准煤增加到2005年的22.2亿t标准煤,增长了64.4%。这种以煤为主的能源结构使得煤烟型污染成为中国大气污染的主要特征。统计数据显示，全国烟尘排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放的67%、二氧化碳排放量的70%都来自煤炭燃烧。煤电企业排放的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨增加的主要原因。目前我国的1/5城市污染严重，1/3的国土面积受到酸雨影响。世界银行1995年对中国大气和水污染的损失估算为540亿美元，占当年GDP的7.7%。国家首次发布的2004年绿色GDP表明，当年我国因环境污染所带来的损失高达5 118亿，相当于当年GDP的3.05%。
      目前我国的煤炭产量约占世界煤炭总产量的1/3，2004年我国消费的19.6亿t煤炭中的50%是用于燃煤发电，其发电量占当年发电总量的82.6%。在火力发电中用石油发电的污染要小得多，然而我国的石油探明储量仅为23亿t，储产比为13.4年。随着近些年来耗油量持续上升，2004年我国的耗油量已经占到全球耗油量的8.3%,特别是由于长期以来经济增长方式粗放型的影响,致使能源消耗的增速连续几年超过GDP的增长速度。一般而言，GDP增长8%，需要能耗增长5%，而我国2002年的能耗增长达14.5%,2003年的能耗增长为13.5%。高耗能使我国生态环境的治理形势更为严峻。再从我国的电源构成分析，2004年以煤电为主的火力发电占826%，水电占15%，核电占2.3%。正因为燃煤发电已经成为我国大气中二氧化硫、氮氧化物含量持续上升的主要因素，因而优化电源结构，大幅提升清洁能源的比重，已经成为我国当前建设资源节型、环境友好型社会的重要内容。
2 大力发展太阳能产业的可行性
      太阳能就是太阳内部连续不断的核聚变反应过程中产生的能量。据测算，太阳每秒照于地球上的能量相当于500万t煤。可以说，太阳能就是人类“用之不竭”的可再生能源。我国有着丰富的太阳能资源，年日照时数时在2 200小时以上的地区占国土面积2/3以上。遍布全国的700多个气象台站长期观察积累的数据显示，我国各地的太阳辐射年平均总量约为5.86×10³MJ/m²。我国光照资源丰富的荒漠面积约108万km2，按1km²可安装100MW光伏列阵计算，每年就可发1.5亿度电。如果能够将1%的荒漠面积进行开发，就可以发出相当于2003年的全国用电量。很显然，如果能够持续加大对已见成效的太阳能开发利用的投入，对于我国乃至国际上普遍关注的能源问题和生态环境，必将有着至关重大的现实意义。
      经过半个世纪以来的不断探索，当今的太阳能技术已经取得令人瞩目的进展：光伏材料转换效率的提高相当明显；太阳能电池的制造成本呈大幅下降的趋势，从而为商业化规模生产打开了广阔的发展空间。据报道，近几年美、日、德的光伏发电年均增长速度都达到了40%。预计未来20年，世界光伏产业有可能以年均30%以上的速度增长。近些年来，随着我国电力产业科技水平的快速提高，我国光伏工业一直是以较快的势头发展，从而为我国太阳能产业的发展提供了带有关键性的物质技术基础。尽管我国目前在利用太阳能发电等项目方面依然是处于起步前的物质技术准备阶段，然而我国目前在太阳能的利用总量方面却是处于国际上的领先位置。据国家太阳能热利用专业委员会的统计数据，截至2005年底，我国太阳能热水器总保有量达7 500万m²，相当于电力装机3 000万kW，累计节约1.75亿t标准煤。仅在2005年，我国的太阳能热水器销售量就达1 500万m²，比欧美等国太阳能热水器十年销售量的总和还要多。目前我国太阳能集热器保有量已经占到全世界的太阳能集热器总量76%，成为当今世界上太阳能集热器最大的生产国和使用国。
      就我国当前的特定国情和城乡居民的居住状况而言，对太阳能热水器的社会需求量是很大的。根据国家发改委初步完成的《可再生能源中长期发展规划》，到2020年太阳能热水器总集热面积将达到3亿m²，年替代化石能源约4 000万t标准煤。随着我国太阳能产业的科技水平越来越高，太阳能的广泛使用所带来的经济效益、社会效益和生态效益必将越来越明显地表现出来。
3 强化宏观调控，加大太阳能的开发力度
      电力产业的本身就是一个科技装备水平较高的产业，太阳能产业的发展更是要以相当的科技投入为支撑的。我国作一个发展中的大国，就应当从战略的高度来处理好能源结构的优化问题，要通过积极引进当今的先进科技成果，努力把我国太阳能产业的开发利用不断推向更高的水平。
3.1 发挥政策导向的作用，大力支持太阳能的开发利用
      近些年来，我国太阳能热水器之所以能够受到城乡居民的欢迎，就是由于以太阳能为主辅之以电能补充的太阳能热水器已经具有节能、环保、方便的明显优势，在科技含量上处于国际先进水平，诸如在高效集热、防冻防漏、全天候供热、人性化电脑模块自动控制功能等重要项目方面，都相继取得了举世瞩目的科技成果。经过近些年来的快速发展，我国太阳能的应用领域又得到了新的拓展。随着用于空调领域的空气源热泵被广泛用于热水器领域，它从环境中吸收较低品位的热量，通过热泵循环提升水温，再将热水输入管道来提高室温，从而实现生态环境的保护和室温调节的有机统一。青岛建筑工程学院对太阳能热泵系统进行了实际测试，春、夏、秋季由太阳能直接供暖，冬季热泵供暖时热泵机组工作稳定，供暖系数平均值达到2.71。
      尽管我国已经成为当今世界上太阳能集热器最大的生产国和使用国，然而从总体上看，我国的太阳能企业比较分散，除了皇明、力诺瑞特、亿家等品牌企业外，绝大部分是属于技术力量薄弱、装备设施不足、缺乏研发能力的中小型企业，以致产品的质量难以得到保证。因而就有必要通过企业的整合来加快规模化生产的步伐，同时还应根据产品销售的覆盖面尽量完善售后服务网络，只有通过产品的质量和方便、快捷高效的售后服务体系的完善，才能够不断提高具有极大市场潜力的太阳能热水器市场容量。
      尽管太阳能热水器是具有节能、环保、安全的巨大优势，但在太阳能热水的安装、使用等到方面又有其特定的要求，致使一些住宅小区对居民安装太阳能热水器进行限制，很显然，这对培育、拓展太阳能的开发利用是不利的。最近南京市7个部门通过发文对居民住宅区安装太阳能集热器的每一环节都作详细而严格的规定，把太阳能集热器的使用同整体屋面的保护、市容的要求结合起来；把居民的太阳能集热器安装纳入有章可循的轨道，这对拓展太阳能热水器的销售市场，满足广大居民的消费需求和环保需求都将形成巨大的推动作用。
3.2 努力加快太阳能发电的步伐
      太阳能发电就是应用半导体器件将太阳能转换为电能。目前，许多发达国家都已经积极发展以太阳能为能源的发电方式。从能源发展的长期战略出发，努力加快我国太阳能发电的步伐是完全必要的。
      目前国际上太阳能发电的成本约在25美分/kW•h左右，要比煤电和水电的成本高一些，然而其所具有的安全可靠，无噪音，无污染，无需燃料，不受地域限制，规模大小灵活，故障率低，建站周期短等方面的优势都是用其他能源发电所无法比拟的。我国资源的相对紧缺，特别是随着社会发展程度，文明程度的不断提高，对生态环境必定会提出更严格的要求，势必要求我国能够以更快的步伐加速太阳能发电的进程。
      改革开放以来，我国门类众多的高新技术产业的快速发展，有力地带动着基础产业的发展，从而为我国太阳能发电项目提供了相应的物质技术基础。南京作为一个工业基础雄厚、科技门类齐全的特大型城市，在我国的太阳能发电领域已经取得了突破性进展。近些年来，中材科技南京玻璃纤维研究院春辉公司、河海大学新材料新源开发研究院与以色列魏兹曼研究院和EDIG公司开展国际合作，以张耀明院士为核心，中国首座70kW塔式太阳能热发电示范(试验)系统在南京郊区建成，并于2005年10月底正式发电。该项目在太阳能热发电聚光集热技术、系统集成技术等方面取得了突破性进展，走出了我国太阳能热发电技术研究方面的徘徊，引起了国内各方面的高度重视。近期张耀明院士将正式启动槽式太阳能热发电项目，为早日建商业化的兆瓦级太阳能电站做准备。在太阳能电池的研究和开发方面，我国的G航天600151)30MWP太阳能电池生产线已于2006年4月完全进入正常化生产，200MWP电池组件生产线也将于2006年9月底完工。很显然，我国社会主义制度所固有的强大优势，必将能够有力地推动我国的太阳能开发利用进入到更高的层次。
4 结语
      据测算，我国煤炭剩余可开采量约为900亿t，可供开采的期限只有80年。所以，我们就很有必要从“功在当代，利在千秋”的战略高度来加速太阳能的开发利用。据报道，德国12MW瓦的太阳能发电已经正式投产营运，日本、荷兰、挪威、瑞士、西班牙等国也都采取措施来加速太阳能发电的进程。我国的经济发展势头强劲，科技实力雄厚，全国各地发展太阳能产业的积极性空前高涨。我们深信，在党中央国务院的正确领导下，经过国家相关部门的指导、协调和组织，我国的太阳能产业必将以前所未有的步伐快速前进。
［参考文献］
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［2］ 徐国英.可再生能源在建筑节能中的应用［J］.能源研究与利用，2006，(3)：5～9.
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［4］ 杨保俊.我国绿色电源结构建设对策［J］.电力环境保护，2004，(1)：42～45.
［5］聶春雷.“十一五”能源发展的绿色走向［J］.环境保护，2006(2)：39～43.

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