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探讨“替代性能源”与”传统能源”

日期:2006-11-09    来源:硅业在线  作者:硅业在线

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2006
11/09
12:23
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关键词: 探讨 替代性 能源 传统 能源

全球油源诚属有限,具有稀少性,此点应无庸致疑,也非争论重点。但全球因过于依赖原油,产生两个问题: 一、使用能源风险过于集中,各国因经济发展及消费需要,不断使用原油,在油源日益枯竭的今日,运用单项能源的风险(包括经济、军事及国家安全等风险)过于集中。二、原油价格居高不下: 由于油源有限,且属于化石能源(石油、天然气及煤),无法如同太阳能、风力及地热等其它天然资源一般再生使用,除了对生态环境形成杀伤力外,节节高升的油价形成全球用油国日益沉重的负担,也成为通货膨胀的潜在因素之一。

全球过于依赖原油是事实,不过原油并不像水一般无法取代,地球有很多再生能源都是很好且很有潜力的替代能源,更重要的是,自从京都协议书(全称为《联合国气候变化框架公约的京都议定书》)订定,先进工业国家应于公元2008年至2012年间,应比1990年平均削减百分之六的二氧化碳及甲烷等温室气体排放量后,有关低碳及使替代能源占发电比率达一定目标值以上,即成为相关主要国家的努力目标及主流思维,即使如未签京都协议书的美澳两国也致力于太阳能及替代能源的发展。前者于今年刚通过SB1法案(加州百万太阳屋顶计划)及CSI(启动加州太阳能计划) ,刻正启动全球最大的太阳能电池装置建构案,由政府介入政策补贴发电,而后者则计划耗资近4亿美元打造全球最大的太阳能电厂,预计从2008年开始运转,并于2013年达满载发电,时间上刚好与京都议定书吻合。美澳尚且如此,遑论已签协议书的近五十个国家呢?

有关近期针对替代性能源的一些评议及实况

评议一、替代性能源成本昂贵?

替代性能源的发展,一直以来被挑战的一项主要因素,便是成本昂贵的问题。但事实上替代性能源的经济可行性正不断改善中,虽然仅就其能源经济效益而论,目前大多数可再生能源技术还不是廉价的技术,在经济上尚缺乏竞争能力。以台湾为例,目前不含大型水力发电的再生能源占能源总供给的比率仅0.76%,成本偏高是原因之一,其中成本最低的风力发电每度在2元左右,高于台电平均发电成本(1.33元/度);太阳光电的成本则高达每度17元到23元,其推广需仰赖台电提供电价补贴保证收购,政府且须编列预算提供设备补助。

但替代性能源在全球某些特定的地区和应用领域已出现不同情况,并表现出一定程度的市场竞争能力,以美国为例,一种叫做E85的混合油(以85%的乙醇加入15%的石油)已推出市面,改装引擎只要花二百美元,美国能源部保守估计,至2030年,美国有30%燃油将改用乙醇。其它如小型水力发电、地热发电、太阳能热水器、地热采暖技术和微型光伏系统等领域也有类似的情形,成本上的竞争力日益在提升中。

评议二、替代性能源其能源转换效率低于石油?

替代性能源另一项被提出来检讨的,是能源转换效率的问题。以太阳能而言,用CaAs晶体做成的太阳能电池,光电转换效率高达25%以上,而目前单晶硅电池的效率已达15-17%,多晶硅电池的效率则为14-15%; 在生质能部分,有关气化炉气化,即使固体生物质在高温下与气化剂作用而得到气体燃料,其转换率可达75%,至于热解气化,即使生物质在缺乏空气条件下,加热到高温产生热分解而释放出可燃气体,其转换效率约于60%左右。至于乙醇的能源转换效率也是相当高,仅比原油逊色30%左右。总之再生能源技术正逐步趋于成熟,作用日益突出,具备了以下数项特性:

能量转换效率不断提高;

技术可靠性进一步改善;

系统日益完善,稳定性和连续性不断提高;

产业化不断发展,已涌现一批商业化技术。

评议三、替代性能源的大规模商业化进度缓慢?

以太阳能而言,专家们估计,到2010年晶体硅太阳电池的价格将下降到2美元/Wp,系统价格为3.12美元/Wp,电价达到11美分/kWh;2020年晶体硅太阳电池的价格将下降到1.0美元/Wp,系统价格为1.52美元/Wp,电价5.3美分/kWh,达到与其它发电方式相当的水平。如果薄膜电池技术能够有所突破,太阳电池成本还有可能更大幅度下降,从而进一步改善太阳光伏发电系统的经济性。

风力发电部分,近10多年的开发,风力发电已完成样机研制、试点示范和批量试产,目前技术日趋成熟,开始了商业化应用。到2002年底,全球风力发电装机已由1990年的200万KW增长到3200万KW[i],平均每年以15%的速率增长,发电成本下降到每千瓦时(kwh)5美分。90年代,欧盟各国即把发展风电作为CO2减排的重要手段;京都会议后欧盟又提出新的发展目标,到2010年风力发电要达到6000万KW,2020年达到1.5亿KW。据丹麦BTM公司统计,2002年全球风力发电量已达650亿KWh,约相当于同年全世界发电总量(16.2万亿KWh)0.4%。

生质能部分,生质能发电这是国外开发应用最多的一种技术。既可利用生物质直接燃烧发电,也可通过生物质的气化(包括生物转化和物化转化)产生燃气而驱动燃气轮机发电。从技术上来说,这都是一些比较成熟的技术,尤其是前者已广泛应用于实际工程之中,基本上已达商业化的水平。至于生物质制造取用液体燃料----乙醇的应用则由来已久,巴西是世界上最早实施乙醇燃料计划的国家,目前巴西年产乙醇燃料近800万吨,约占汽油总耗量的1/3,使用乙醇燃料的车辆达370多万辆,成为世界上最大的乙醇燃料消费国。同时巴西也是世界唯一不供应纯汽油的国家。美国则是世界上另一个大量生产使用乙醇燃料的国家。与巴西不同的是,美国主要用玉米为原料生产乙醇,所耗玉米占全国玉米总产量的7-8%。

◆替代性能源具备长期投资价值

目前世界各国都已经注意到发展再生能源有巨大的效益,其中重要一点就是再生能源(Renewable

Energy)的开发利用很少或几乎不会产生对大气环境有危害的气体,这对减少二氧化碳等温室气体的排放十分有利。以风力发电和水力发电为例,它们的碳排放强度远远低于燃煤发电的强度。在“京都议定书”对发达国家作出减排的严格要求下,欧盟国家已经将可再生能源的开发利用作为温室气体减排的重要措施,未来努力降低化石能源在能源消费结构中的比重,多运用这些可再生且清洁的替代性能源尽量减少温室气体的排放是全球的大趋势。

在高价能源的时代,投入具备高度成长的如太阳能、风力及生质能源等替代性能源产业,是除了原油黑金以外的另一项选择,我们也可以成为不需透过石油即获利的绿色赢家!

 

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