金融危機(jī)爆發(fā)以后，美、歐、日等經(jīng)濟(jì)體紛紛將新能源的發(fā)展放在重要的戰(zhàn)略地位，各國相繼出臺能源政策，欲搶占新能源發(fā)展和第三次工業(yè)革命的先機(jī)。新能源已不再僅僅是應(yīng)對人類能源匱乏和對低碳生活方式的追尋，而正在成為可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突破口。為此，我們編發(fā)本組稿件，以期幫助讀者從中管窺世界新能源發(fā)展大勢……
美歐日：下注新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)
記者
姜巖/布魯塞爾報道
面對日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)，美、日、歐等在注重提高傳統(tǒng)能源能效、發(fā)展可再生能源的同時，均把新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略突破口，希望盡快形成新增長點(diǎn)以應(yīng)對目前的經(jīng)濟(jì)危機(jī)。此外，以電動汽車為龍興的電動機(jī)械的研發(fā)，以節(jié)能減排為中心的先進(jìn)能源文化日益成為新能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
高安全性核能
由于石油、煤炭、天然氣等傳統(tǒng)能源在未來面臨枯竭，研發(fā)從根本上替代傳統(tǒng)能源的新能源是世界各國和國際社會的重大攻關(guān)項(xiàng)目，其中核能成為研發(fā)重點(diǎn)。
但由于現(xiàn)有的核電技術(shù)采用的是核裂變原理，其安全性存在較大隱患，自2011年3月日本福島核電站事故以來，全世界對核電安全給予高度重視，導(dǎo)致核電發(fā)展速度放緩。安全性較高的受控核聚變技術(shù)成為核能研發(fā)的重中之重。
目前受控核聚變領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)有二：一是利用氫同位素為原料，二是利用氦一3為原料。前者是主要方向，但實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度較大。2007年10月，中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國等合作的“人造太陽”項(xiàng)目(國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆)在法國啟動。如果這一項(xiàng)目獲得成功，受控核聚變得以實(shí)現(xiàn)，那么人類將獲得安全、清潔、低廉、取之不盡的能源，核電安全危機(jī)乃至能源危機(jī)將有可能成為歷史。
氦一3是一種被公認(rèn)的高效、清潔、安全的核聚變原料。據(jù)估計(jì)，100噸氦—3就可提供目前全世界一年的能源使用量。但氦一3在地球上的儲量極少，不具有開發(fā)價值，但在月球土壤中卻含有上百萬噸氦一3。因此，到月球開采氦一3成為世界航天大國的重要目標(biāo)。
可再生能源
目前來看，受控核聚變技術(shù)仍未取得實(shí)質(zhì)性突破，且很難預(yù)計(jì)何時取得重大突破。在這種情況下，世界各國積極采取措施提高能效、發(fā)展可再生能源，以延緩能源危機(jī)，減少環(huán)境污染。
一、提高傳統(tǒng)能源能效。據(jù)國際能源署提供的數(shù)據(jù)，目前全世界發(fā)電量中近69%來自煤炭、天然氣和石油等傳統(tǒng)能源，可再生能源發(fā)電占近18%，核電占14%。因可再生能源發(fā)電成本較高，技術(shù)較復(fù)雜，加上核電發(fā)展受阻，傳統(tǒng)能源發(fā)電仍是能源供應(yīng)主要途徑。在世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的呼聲下，提高傳統(tǒng)能源的發(fā)電效率是今后各國努力的方向。
二、發(fā)展可再生能源。這種能源的優(yōu)點(diǎn)是清潔、安全、儲量豐富，基本可以滿足需要，目前的不足是成本高昂。德國政府2011年5月30日宣布，將于2022年前關(guān)閉所有核電廠，這項(xiàng)決定使德國成為首個放棄核能的主要工業(yè)大國。德國之所以敢于放棄核能，很重要的原因是發(fā)展可再生能源基本可以滿足其需要。德國不僅能夠負(fù)擔(dān)發(fā)展可再生能源的高昂成本，而且通過產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)的發(fā)展可大大降低成本。據(jù)德國風(fēng)能協(xié)會發(fā)布的研究結(jié)果，在德國陸地上全力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電可以滿足德國電力需求的65%。
三、推廣智能能源。智能能源技術(shù)是近年來興起的利用傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)等合理安排能源生產(chǎn)、輸送和使用等環(huán)節(jié)的新技術(shù)，利用它可大大減少能源消耗，提高能源使用效率。在智能能源技術(shù)中，智能電網(wǎng)技術(shù)已獲初步進(jìn)展。據(jù)國際能源署預(yù)測，廣泛使用智能電網(wǎng)技術(shù)每年節(jié)約的能源相當(dāng)于全世界每年原油產(chǎn)量的約10%。
電動汽車研發(fā)
無論是核能，還是可再生能源，都要轉(zhuǎn)變成電能才能投入大規(guī)模應(yīng)用。可以預(yù)見，未來靠燃燒石油、煤炭、天然氣直接提供動力的機(jī)會越來越少，電能將成為最直接應(yīng)用的主要能源，因此，電動機(jī)取代內(nèi)燃機(jī)是大勢所趨，電動汽車成為新能源應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
電動汽車具有無污染、噪聲低、能效高、結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)。目前，制約電動汽車的瓶頸是儲電系統(tǒng)，即電池的儲存量小、成本高，使得電動汽車一次充電后行駛里程與內(nèi)燃機(jī)汽車相比還有較大差距，較高的成本也使電動汽車推廣困難。不過，隨著科技進(jìn)步，這些問題都會得到妥善解決。
此外，作為電動機(jī)械的代表，電動汽車對整個產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有較強(qiáng)的引領(lǐng)作用。要實(shí)現(xiàn)電動汽車的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，必須加強(qiáng)對高性能低成本的儲電系統(tǒng)研發(fā)，以及電動機(jī)、速度控制、傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等系統(tǒng)研發(fā)。對于工業(yè)用電動汽車，如電動叉車等，還要研發(fā)出為完成作業(yè)而專門設(shè)置的工作系統(tǒng)，比如電動叉車的起升裝置、門架和貨叉等。電動汽車的這些技術(shù)取得突破后，可以應(yīng)用到其他產(chǎn)業(yè)中。比如，歐盟把機(jī)器人作為未來重大技術(shù)及產(chǎn)業(yè)之一，研發(fā)機(jī)器人時就可以使用很多電動汽車的技術(shù)。
有鑒于此，世界各國加大了電動汽車的研發(fā)力度和國際合作，日本、德國、美國和我國等在這一領(lǐng)域都取得了較大進(jìn)展。2011年11月17日，歐盟、美國和日本一致同意加快推動電動汽車國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用，并在聯(lián)合國世界車輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇(UN/WP29)框架下密切合作，促進(jìn)全球電動汽車相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的協(xié)調(diào)一致。歐盟委員會指出，目前全球電動汽車產(chǎn)量較低，歐美日三方達(dá)成上述協(xié)議，有利于加快電動汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用，降低電動汽車制造成本。
先進(jìn)的能源文化
要從根本上解決能源危機(jī)，除了促進(jìn)能源技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化之外，還要構(gòu)建先進(jìn)的能源文化。記者從2011年歐洲可持續(xù)能源周上了解到，能源文化是指大到一個國家甚至國際社會，小到一個城市、一個企業(yè)、一個機(jī)構(gòu)、一個社區(qū)或一個家庭的所有成員與能源有關(guān)的所有觀念和行為方式的總和。先進(jìn)的能源文化對于應(yīng)對能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步至關(guān)重要。
從目前國際上應(yīng)對能源危機(jī)的舉措來看，先進(jìn)的能源文化應(yīng)包括能源為本、科技引領(lǐng)、人人共享、節(jié)能減排的基本理念。
能源為本，是指要認(rèn)識到能源對于經(jīng)濟(jì)增長、社會進(jìn)步、保護(hù)環(huán)境的根本意義。聯(lián)合國秘書長潘基文4月16日在歐盟“人人享有可持續(xù)能源峰會”主旨講話中對此進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。聯(lián)合國把2012年設(shè)立為“人人享有可持續(xù)能源國際年”，旨在提高對可持續(xù)能源、能源效率和可再生能源重要性的認(rèn)識。
科技引領(lǐng)，即依靠科技創(chuàng)新徹底解決能源危機(jī)。目前，世界各國和國際社會采取的應(yīng)對能源危機(jī)的根本措施都體現(xiàn)了科技創(chuàng)新的重大作用。
人人共享，指努力實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國“人人享有可持續(xù)能源”計(jì)劃的目標(biāo)：到2030年確保全球普及現(xiàn)代能源服務(wù)，將提高能效的速度加快一倍，將可再生能源在全球能源消耗中的比例提高一倍。
節(jié)能減排，需要每個人以實(shí)際行動落實(shí)。據(jù)2011年歐洲可持續(xù)能源周提供的資料，戒除所有的不良能源消費(fèi)習(xí)慣可以節(jié)能37.5%，僅僅讓家庭成員了解和掌握基本的節(jié)能知識，一個家庭就可以節(jié)能9%。
新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)對于應(yīng)對能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)，以及應(yīng)對目前的經(jīng)濟(jì)危機(jī)都具有重大意義，已經(jīng)成為國際競爭制高點(diǎn)之一，美、歐、日等均將其作為戰(zhàn)略技術(shù)與產(chǎn)業(yè)。可以預(yù)見，新能源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中，必然與信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)，甚至航天技術(shù)等結(jié)合，同時融入先進(jìn)的綠色文化，形成以新能源為核心的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和文化群，大力推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，改變?nèi)藗兊墓ぷ鳌⑸詈退季S方式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的一次新飛躍。
美國加緊研發(fā)太陽能核心技術(shù)
記者 郭爽/洛杉磯報道
近年，橫跨新能源和節(jié)能環(huán)保兩大領(lǐng)域的太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，為搶占全球市場主導(dǎo)地位，美國通過提供資金和政策扶持，推動太陽能產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)研發(fā)，太陽能技術(shù)位居世界前列。
當(dāng)今太陽能技術(shù)主要涉及太陽能光伏發(fā)電、太陽能采暖與冷卻、太陽能聚熱發(fā)電系統(tǒng)、被動太陽能、太陽灶以及其他新興技術(shù)。目前，美國太陽能科技研發(fā)的重點(diǎn)主要集中在提高生產(chǎn)效率和降低產(chǎn)品成本等方面，并力求盡快將技術(shù)成果投入商業(yè)化運(yùn)作。美國國家航空航天局正利用太空衛(wèi)星收集太陽能，然后將光束傳回地球接收站轉(zhuǎn)化成電能。
太陽能光伏產(chǎn)品最早在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生。目前，美國能源部的國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室、太陽能研發(fā)中心等是太陽能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)的重要機(jī)構(gòu)。此外，美國許多知名高校和研究機(jī)構(gòu)都投入到新能源技術(shù)的研發(fā)浪潮中。根據(jù)能源部的要求，美國加州理工學(xué)院日前舉辦全美高校新能源創(chuàng)業(yè)比賽，其中近1/3的設(shè)計(jì)項(xiàng)目涉及太陽能產(chǎn)業(yè)。對于勝出的項(xiàng)目，投資方迅速投入創(chuàng)業(yè)啟動資金。
美國對于光伏發(fā)電的激勵政策依各州情況不同，大多數(shù)采用可再生能源配額、稅收優(yōu)惠、現(xiàn)金補(bǔ)助計(jì)劃等，這些也是美國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力。對于太陽能產(chǎn)業(yè)的科技研發(fā)，政府從多方面給予資金扶持，如建立“清潔能源銀行”等。
美國已在42個州通過《凈電量計(jì)量法》(net metering rules)，即允許光伏發(fā)電系統(tǒng)上網(wǎng)和計(jì)量，電費(fèi)按電表凈讀數(shù)計(jì)量，允許電表倒轉(zhuǎn)，光伏上網(wǎng)電量超過用電量時，電力公司按照零售電價付費(fèi)。
美國有37個州對于光伏發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行初始投資補(bǔ)貼或電價補(bǔ)貼，26個州有稅收優(yōu)惠政策，對于居民屋頂?shù)墓夥?xiàng)目，最高減免額度達(dá)兩萬美元。對于非居民建筑，最高減免額度可達(dá)50萬美元。美國還有21個州對于光伏發(fā)電項(xiàng)目給予優(yōu)惠貸款，貸款利率最高為7.5%，貸款期限最高20年。
其中，最為成功的是2009年美國國稅局的“現(xiàn)金返還法案”。該條款規(guī)定，可再生能源項(xiàng)目完成后，美國財政部必須在60天內(nèi)以現(xiàn)金形式返還項(xiàng)目成本。
美國太陽能發(fā)電市場需求近年來一直保持強(qiáng)勁增長，目前已成為全球增長最快的太陽能光伏市場之一。有報道稱，如果有計(jì)劃地發(fā)展太陽能，美國到2050年將不再依賴進(jìn)口石油。專家預(yù)測，2050年全球的電力需求將是現(xiàn)在的三倍。屆時，太陽能光伏發(fā)電將占到總發(fā)電量的1/3。
美國太陽能產(chǎn)業(yè)研究公司Solarbuzz近期公布的報告顯示，2014年，美國太陽能市場將呈現(xiàn)10倍增長幅度。未來五年，美國光伏市場預(yù)計(jì)比2009年市場規(guī)模增長10倍，即年均增長30%以上。從全球太陽能光伏市場規(guī)模來看，美國已成為全球增長速度最快的太陽能光伏市場之一。
美國太陽能工業(yè)協(xié)會最新公布的《激勵政策與太陽能產(chǎn)業(yè)部署就業(yè)影響評估》的研究報告顯示，目前在美國，約有超過10萬人就職于5600家太陽能企業(yè)。2011年，美國新增光伏裝機(jī)容量比前一年增長超過一倍，預(yù)計(jì)今年美國光伏市場還將繼續(xù)增長。
歐盟：出臺“能源路線圖”
記者 孫聞/布魯塞爾報道
去年底，歐盟委員會公布了“歐盟2050能源路線圖”，提出了發(fā)展可再生能源和減少碳排放的具體路徑。為此，歐盟將率先部署智能電網(wǎng)技術(shù)以充分利用風(fēng)能和太陽能。但在歐盟新能源產(chǎn)業(yè)布局中，生物燃料發(fā)展前景不容樂觀。
減少碳排放是核心
“歐盟2050能源路線圖”(以下簡稱“路線圖”)的核心是減少碳排放，目標(biāo)是到2050年使歐盟域內(nèi)碳排放量比1990年的水平下降80%至95%。為此，“路線圖”對歐盟能源行業(yè)制定了三大目標(biāo)：能源供應(yīng)的可靠性、技術(shù)競爭力的優(yōu)越性和行業(yè)去碳化。其中行業(yè)去碳化首次被確立為前置的剛性目標(biāo)。
歐盟委員會負(fù)責(zé)氣候變化事務(wù)的委員康妮？赫澤高日前表示.按照“路線圈”確立的目標(biāo)，歐盟將在可再生能源、被動房屋、電動汽車等重點(diǎn)領(lǐng)域開展大規(guī)模投資，“上述投入將帶來巨大收益，歐盟整體產(chǎn)業(yè)競爭力將得到大幅提升”。
據(jù)歐盟觀察網(wǎng)站透露，為確保能源行業(yè)實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，歐盟委員會正在制定四方面的行動計(jì)劃。
一是制定政策措施。完善能源行業(yè)的公平競爭環(huán)境，建立新能源投資的合理回報機(jī)制，支持新能源創(chuàng)新型中小企業(yè)的加速發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長和擴(kuò)大就業(yè)等。
二是發(fā)展新能源。將提高能效和發(fā)展可再生能源確立為能源行業(yè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的兩大基礎(chǔ)，研究分析各種能源供應(yīng)方式的最優(yōu)組合，逐步減少不符合減排目標(biāo)的新能源供給方式。
三是加強(qiáng)研發(fā)創(chuàng)新。增加低碳技術(shù)的公共研發(fā)資金投入，完善研發(fā)創(chuàng)新風(fēng)險分擔(dān)投融資機(jī)制，引導(dǎo)和擴(kuò)大企業(yè)及全社會增加研發(fā)投資。加強(qiáng)對可再生能源、智能電網(wǎng)、能源儲存、碳捕獲及封存、核能安全、第四代核電、熱核聚變等技術(shù)的研發(fā)，強(qiáng)化能源國際科技合作等。
四是投資基礎(chǔ)設(shè)施。鼓勵公共私人資金投資能源基礎(chǔ)設(shè)施，加速更新改造陳舊能源基礎(chǔ)設(shè)施的步伐，支持能源行業(yè)的規(guī)模化經(jīng)營，促進(jìn)跨成員國之間的能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，加速歐盟能源單一市場建設(shè)。
率先部署智能電網(wǎng)
為實(shí)現(xiàn)“路線圖”規(guī)劃的發(fā)展可再生能源和節(jié)能增效目標(biāo)，特別是適應(yīng)歐洲風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，歐盟委員會近期向歐洲議會和歐洲理事會遞交了《歐盟2020智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用報告》，以加速推動智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。
根據(jù)該報告規(guī)劃，到2020年，歐盟智能電網(wǎng)技術(shù)將可實(shí)現(xiàn)北海和波羅的海的集中式風(fēng)力發(fā)電場、歐盟西南歐成員國及北非國家的規(guī)模化太陽能光伏發(fā)電場與域內(nèi)高壓輸電網(wǎng)的有效連接以及電網(wǎng)穩(wěn)定和電能儲存等，實(shí)現(xiàn)城市及建筑物節(jié)能增效，滿足電動汽車燃料電池充電等新需求。
報告預(yù)測，到2020年，歐盟新增發(fā)電裝機(jī)容量中可再生能源將占64%。到2030年，可再生能源在歐盟總發(fā)電裝機(jī)容量中將占到36.1%，其中風(fēng)電所占份額最大，其次是水電和生物質(zhì)能。相應(yīng)的，化石能源市場份額將大幅下降。
根據(jù)未來歐盟電力供給多元化布局，這份報告提出了智能電網(wǎng)發(fā)展的優(yōu)先目標(biāo)和政策措施：一是創(chuàng)造和制定擴(kuò)大智能電網(wǎng)資金投入的相關(guān)法規(guī)環(huán)境，以確保市場競爭活力，有利于可再生能源的優(yōu)先入網(wǎng)和銷售，充分滿足電動汽車、節(jié)能增效等新型需求。二是重新評估和完善促進(jìn)智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的政策措施，確保智能電網(wǎng)技術(shù)推廣中消費(fèi)者、生產(chǎn)商、運(yùn)營商和投資者的利益平衡。三是建立歐盟統(tǒng)一的集法律法規(guī)、政策措施、咨詢和經(jīng)驗(yàn)交流等于一身的智能電網(wǎng)技術(shù)服務(wù)平臺。
生物燃料受質(zhì)疑
目前，在歐盟新能源產(chǎn)業(yè)布局中，生物燃料的發(fā)展前景仍令人質(zhì)疑。歐盟農(nóng)業(yè)和環(huán)保部門認(rèn)為，發(fā)展生物燃料會增加農(nóng)業(yè)負(fù)擔(dān)和溫室氣體排放。
在歐盟域內(nèi)對生物能源的應(yīng)用目前有三種主要方式：乙醇、生物柴油和甲烷(沼氣)。其中乙醇來自糧食，生物柴油來自芥菜籽和油菜籽等油料作物，其生產(chǎn)端會對傳統(tǒng)種植業(yè)帶來額外負(fù)擔(dān)，其消費(fèi)端面臨“與民爭糧”的詬病。
今年2月，國際知名環(huán)保組織地球之友發(fā)布研究報告稱，目前生物燃料加工成本比化石能源高，生物燃料發(fā)展還會帶動谷物、油菜籽價格分別上升6%和10%。因此，在歐盟通過使用生物燃料實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的過程中，歐盟的消費(fèi)者會多支出940億至1260億歐元。
歐盟負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展問題的委員迭奇安·喬洛什曾多次表示，“歐洲農(nóng)業(yè)的首要任務(wù)是生產(chǎn)食品，滿足日益增長的人口的需要。日益增長的生物能源需求，決不能以損傷農(nóng)業(yè)這一基本功能為代價”。
歐盟成員國一些農(nóng)業(yè)部門對當(dāng)前依賴種植業(yè)的生物能源模式持批評態(tài)度。法國、比利時、捷克、奧地利、英國、西班牙等國認(rèn)為，農(nóng)業(yè)的主要功能是為歐洲公民提供食品，任何一項(xiàng)生物能源政策都不能傷害保障食品供給安全這一目標(biāo)。荷蘭、保加利亞、愛沙尼亞和斯洛伐克則認(rèn)為，生物能源政策必須強(qiáng)調(diào)如何更好地利用農(nóng)業(yè)及食品工業(yè)的副產(chǎn)品和農(nóng)作物秸稈等廢棄物。而歐盟環(huán)境部門則認(rèn)為，當(dāng)前生物能源從生產(chǎn)到消費(fèi)，非但沒有減少反而有增加溫室氣體排放之嫌。
4月中旬，歐盟委員會氣候行動總司資助的一份研究報告指出，生物柴油等傳統(tǒng)生物燃料會增加溫室氣體排放，且造價昂貴，不適合作為替代燃料。按當(dāng)前二氧化碳6.14歐元/噸的市場價格計(jì)算，消費(fèi)一噸生物燃料的減排成本將達(dá)100歐元至300歐元。不僅如此，生物燃料還會帶來毀滅森林、草地等間接影響，實(shí)際上是一種增加碳排放的技術(shù)。
歐盟環(huán)境主管部門對發(fā)展生物能源態(tài)度頗為謹(jǐn)慎，赫澤高表示，應(yīng)該對生物能源的實(shí)際減排效果進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，決策必須有堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。根據(jù)不同情況進(jìn)行分析，得出可靠的參照數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)生物能源的健康發(fā)展。