按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
在的40亿吨，上升到100亿吨，亦即远大于当前世界第一的美国的60亿吨。其实，5亿水电、2亿核电、8亿风电都已经达到所能提供的资源的极限。所有的缺额，都只能由太阳能发电来补充。所以下面重点介绍一下太阳能发电的可行性研究。
当前太阳能发电成本约是火电的10倍（一说为11～18倍，可能这是与中国的火力发电成本相比较），然而在未来的发展中，太阳能发电是有可能下降到和火力发电相竞争的水平的。
先看太阳能光发电。太阳能光发电成本有可能大幅下降，甚至低于煤电成本。这些年来人们对太阳能光电池所做的努力，已经使多晶硅光电池转化率达到15％，单晶硅光电池转化率是20％，砷化镓光电池是25％，在实验室中特制的砷化镓光电池甚而已高达35％～36％。有许多人纷纷看好太阳能光伏电池的未来，认为到了2020年，光伏电池成本将由现在的25美分／千瓦时下降到10美分／千瓦时，也有人认为到2010年即能下降到10美分／千瓦时。因为首先，有可能设计专供太阳能光电池用的单晶硅或多晶硅的生产设备，亦即由半导体要求纯度的9个9，下降到太阳能光电池的6个9；其次，有可能将厚度为300微米的光电池下降到厚度为100～200微米的光电池。还有其他一些大幅度降低太阳能光电成本的办法。
假设采用价廉物美的定日镜＋高转化率的聚光光电池＋高效率的散热体系，能否大幅度降低太阳能光发电成本？如果能有高转化率的聚光光电池供应，亦即这一光电池不仅在通常太阳光的辐照下能维持25％～35％的光转化率，而且能在聚光条件下，将太阳光聚光300～700倍，仍能维持较高转化效率和较长工作寿命的话（当然，这一聚光光电池必须伴有一效率较高的散热系统，否则会被太阳烧蚀。），将能期望用较少量的聚光电池，获得较大的光伏电能。在国际市场上已出现有这种聚光电池，具价格约为普通光电池的150倍，具光电转化率却高达30％。中国科技大学的陈应天教授发明了一种新型的定日镜。这一定日镜能有效消除由镜面设计的缺陷而造成的像差，能有效跟踪太阳旋转，并且其控制体系将能由通常定日镜所需二维控制降为只需进行一维控制。这就使得人类对于太阳能的利用，出现新的可能，亦即由于太阳能聚光镜成本的大幅度降低，从而获得比煤电成本更为低廉的电力。现在，已在中国科技大学理学院构建了一个小装置，在假设这一装置的寿命为12年的条件下，可算出这一装置的发电成本是10美分＝元人民币1度电。不排除这一新型光发电模式，还有大幅度降价的空间。
再看太阳能热发电，太阳能热发电也有很大可行性。首先，太阳能热发电所用到的均是常规的机电技术，有可能比光发电提前实现产业化；其次，在不同地区，不同技术可能有不同的优势；再次，可以用储热罐来实现太阳能热发电，因而不会对电网造成负荷冲击；最后，即使太阳能热发电成本较高，但有望用作风电或光发电的调峰电站，所以仍是太阳能发电领域内的重要技术。
考虑到以上一些理由，我认为中国也应大力发展太阳能热发电技术，尤其是陈式太阳能热发电站。尽管太阳能热发电站的成本较贵，但它可以调峰。
当然，太阳能的利用并不限于光发电和热发电。太阳能还能广泛地用做日常生活的供暖和供冷，而太阳能定日镜的广泛利用，还能提供各类工业和家庭生活中所需要的处于高温状态下的热能。
配套技术和政策建议
第一，建议未来中国大力发展各种形式的调峰电站。因为风、太阳、水、生物都受季节的影响，因此可再生能源的大规模的利用，必须有较大规模的调节电力需求的调峰电站。包括抽水蓄能电站、核能调峰电站、天然气或其他燃气调峰电站和太阳能热发电的调峰电站。
第二，为解决一切远离电网地区的电力供应，还需要发展各种大型储能技术。当前最有希望的是锂离子蓄电池。尤其是磷酸铁锂为止极材料的锂离子蓄电池，是近期内即能成熟的技术。此外是含钒的液体锂离子蓄电池。含钒的废渣将对建造大型锂离子电池储能发挥重大作用，磷酸钒锂离子储能电池既能构建大型储能电站，也是有效利用我国大量钒废料的战略途径。
国内外的经验表明，没有政府的支持，可再生能源不可能迅速发展。可再生能源是新技术，仍在成长发展阶段，需要扶持。可再生能源的优点是有益于环境，但是市场的调节作用对环境是失灵的，因而只有政府的支持，才能加快可再生能源的发展。政府的支持包括实行促进可再生能源发展的强制政策和经济激励政策。迄今为止，我国可再生能源建设项目还没有规范地纳入各级政府的财政预算和计划。我国能源研究开发费用占GDP的比例只有日本的1/70、法国的1/30、美国的1/25。能源研究开发费用占全同研究开发费用比例也大大低于发达国家。由于投入太少，缺乏足够的资金进行开发和研究，不少关键设备依赖进口，导致产业化、商业化程度低，发展缓慢。建议将可再生能源的发展列入各级政府的产业发展和科研攻关计划，增加投入，并纳入财政预算。
在“政府支持”的各项措施中，我以为最为重要的一项措施，是党中央、国务院作出重大战略决策，成立可再生能源办公室，采取各种措施，真正推动中国逐步转向以可再生能源为主导的能源结构。建议党中央国务院：像50年前抓“两弹一星”一样，抓可再生能源的研究和开发，直至实现产业化。
何祚庥，中国科学院理论物理研究所，本文选自人民日报出版社出版的《大国策》丛书。
世界能源格局与中国的能源安全（1）
世界能源格局与中国的能源安全
张宇燕 管清友
问题的提出和文献评述
当今世界，能源已经成为政治和经济力量的通货，是国家之间力量等级体系的决定因素，甚至是成功和物质进步的一个新的筹码。获得能源成为21世纪压倒一切的首要任务。20世纪90年代以来，中国的能源需求急剧增长。根据国际能源机构（IEA）统计，90年代，世界石油消费需求增加的25％来自中国，2003年这一比重上升到33％。由于对未来中国经济的增长持乐观态度，有关机构认为中国对能源的需求还将进一步增加。如果按照2020年中国经济翻两番计算，届时中国能源需求将达到亿吨，即使中国能源利用效率能够提高1倍，仍然需要亿吨，而中国的石油产量估计最多能够达到亿～2亿吨，缺口在亿～3亿吨。
中国能源需求的对外依存度在未来二三十年呈扩大状态。中国自从1993年成为石油净进口国以来，对外依存度逐年上升，目前已达近40％。中国目前还不是天然气的净进口国，即使到2010年天然气进口在总消费量中也仅占9％。但是，2030年这一比例将上升至27％。
2006年中国的一次能源消费增长率大大高于世界一次能源消费增长率（见表1，略）。根据英国石油公司（2007）的统计，2006年世界一次能源的消费增长了，低于2005年的增长率，略高于过去10年的平均水平。除了核电，各种燃料的消费增长都有所下降。但是，中国的一次能源消费增长了，继续占据全球能源消费增长的一半以上。在全球新增能源消费当中，中国的石油和煤炭消费分别占世界消费增量的和。
世界能源价格的高涨导致中国大量国民财富溢出。根据国家信息中心测算，单纯由于涨价因素，2005年一年中国就有相当于1 200亿元人民币的国民财富转移到产油国和国外石油巨头手中。我们估计，近年来的能源价格暴涨使得中国国民财富净溢出达到数千亿元人民币。
在如此严峻的形势下，能源安全已然成为“国之大事”，甚至可谓“死生之地，存亡之道”。李侃如和戴维森（2006）指出，能源安全不再是低政治性的国内经济政策问题，已经成为关系中国国家安全的高政治性问题。
石油是能源的核心。罗伯茨将石油描述为：“能源太空中最耀眼的一颗明星，是20世纪政治和经济学的辉煌、杰出的塑造者，并占有世界能源市场约40％的份额。”奈则将石油称之为“权力的源泉”。因此，石油市场的价格波动牵动着世界经济乃至国际关系的神经，也直接关系到中国的能源安全。
经济学家对油价波动原因及预测的研究最早可追溯到霍特林提出的可耗竭资源模型，即霍特林法则。这一法则说明在完全竞争和垄断两种条件下可耗竭资源的价格与产量的关系，其理论要点为：当不考虑不可再生资源的生产（开采）成本时，资源价格将以相等于市场利率的增长率连续上升。霍特林模型后来在解释国际石油市场的现实时遇到了困难，因为在实际经济运行中对资源的需求总是不断增加，需求曲线也就发生相应的移动。即便西方主要国家的真实利率基本为正增长，石油价格也没有出现按照当期利率的速度上升的情况。
Arrow和Chang从资源存量的不确定性方面入手，通过运用不确定性最优控制数学工具，对上述现象做出了解释。他们认为，霍特林法则成立的先决条件之一是资源初始存量是已知的，但实际上，石油储量总是随着世界范围内的勘探活动而不断变动，对于特定时期的定价者来说，未来储量的变动是不确定的。克莱默和伊斯法哈里也指出，由于石油储量具有不确定性，已探明石油储量依赖于石油市场的价格来衡量，即便对已探明石油储备的真实测定，其价值也有限，并不能说明石油的自然稀缺性。Danielsen提出了更为全面的评估量，包括可能石油储备、最终可获得石油储备和石油量等。这表明，地球上石油储量比已探明的储备多。 。。
世界能源格局与中国的能源安全（2）
石油工业中众多不确定性的存在，如新的石油资源不断被发现，技术的变化使开采成本不断下降，现实中政治和经济因素的扰动使价格曲线一次次移动，使油价波动的不可预测性大大增加。通过引入储量不确定假设，Arrow和 Chang导出了价格变动违反霍特林法则的结果。但他们仍然无法解释价格下降与产量上升会同时发生的现象。考虑到储采比（即年初探明储量除以当年产量）的变化，梅孝峰证明，当储采比每增加一年，真实油价每桶将降低77美分（1996年美元币值），储采比的变化对于油价的滞后影响同样显著。
Houthakker认为石油在被发现时已经是产成品，石油储备不过是在产的存货。Danieslsen和Selby等则反对石油短缺的定义。石油短缺通常被认为是因为石油的可耗竭性引起了石油的长期不足，但是他们认为是价格控制产生了石油短缺。Adelman则反对可耗竭性，认为油价不是依据霍特林模型来决定的。不过多数经济学家还是同意把霍特林模型作为一种分析标准。
沿着霍特林的研究思路，后来的许多文献通过设定石油市场不同结构和参与石油市场的行为主体的不同行为，建立各类理论模型，引进各类相关参数来分析油价波动的原因和未来趋势，如Cremer和Weitzman、Hnyilicza和Pindyck�