桑建人(宁夏气象防灾减灾重点实验室,宁夏银川750002)
摘要:本文通过对国内外、区内外太阳能资源开发利用现状研究,以统计事实分析宁夏的太阳能资源分布状况,表明宁夏是我国太阳辐射的高能区之一,太阳能资源丰富,全区平均5781MJ/m2.a,在全国31个省会城市太阳能可利用状况综合排序中,银川占第三位,仅次于拉萨和呼和浩特。本文在总结宁夏太阳能资源开发利用存在的主要问题基础上,面向我区全面建设小康社会的需求,结合我区实际提出了太阳能开发利用的若干适宜途径,并提出了符合区情的太阳能资源开发利用的对策及建议。为宁夏开发新能源和可再生能源,发展循环经济,建设节约型、环境友好型社会,提供科学决策依据。
关键词:太阳能资源;开发利用;途径对策中图分类号:文献标志码:
太阳能作为一种能源,与煤炭、石油等化石能源和核能等相比,有着普遍性、无害性、长久性、巨大性的独具特点[1]。根据目前世界上已探明的可采储量和能源的年消耗量来计算,占世界能源供应40%的石油资源再过40-50年左右就将耗尽,而化石能源在转换过程中造成的污染也带来越来越尖锐的生态危机。我国不仅是世界上少数几个能源以煤为主的国家之一,也是世界上最大的煤炭消费国。年排放so2近2000万t,酸雨面积已占国土面积的30%,空气质量达标城市仅占1/3,流经城市的河段70%受到不同程度污染,固体废弃物堆存量已达70多亿t[2]。尽快遏制生态环境恶化状况,改善环境质量已成为我国可持续发展亟待解决的问题。转变经济增长方式,发展循环经济,建设节约型、环境友好型的社会迫在眉睫。由鉴于此,作为地球上最重要的绿色可再生能源——太阳能,其开发利用潜力巨大。
1国内外太阳能资源开发利用现状1.1国外概况及趋势
太阳能热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。塞浦路斯和以色列人均使用太阳能热水器面积居世界首位,分别为1m2/人。日本和以色列太阳能热水器户用比例分别为20%和80%,但世界太阳能热水器的平均户用比例还非常低,约1%-2%。世界太阳能建筑发展迅速。据统计,建筑能耗占世界总能耗的1/3,其中空调和供热能耗占有相当大的比例。试验表明,太阳能建筑节能率大约75%左右,是太阳能热利用的重要市场,因此太阳能建筑已成为最具发展前景的领域之一。太阳能热发电技术同其它太阳能技术一样,在不断完善和发展,但其商业化程度还未达到热水器和光伏发电的水平。目前世界光伏发电主要集中在日本、德国和美国3个经济强国,约占世界光伏发电市场的80%。据专家估计,21世纪世界太阳能利用将具六大趋向:一是光伏发电产业将继续以高增长速率发展。预计到下世纪中叶,光伏发电将成为人类的基础能源之一;二是太阳能热发电将在2020年左右初步实现商业化;三是太阳电池组件成本将大幅度降低;四是光伏产业向百兆瓦级规模和更高技术水平发展;五是薄膜电池技术将获得突破;六是光伏系统和建筑结合将使太阳能光伏发电向替代能源过渡,成为世界能源结构组成的重要部分[4]。
1.2国内概况及趋势
我国的光伏发电研究始于上世纪50年代末,80年代中后期,通过引进国外太阳电池生产线和关键设备,初步形成4.5MW的生产能力。“九五”期间国产晶体硅电池效率达到了11-14%,比"八五"时期提高2%。经过20多年的发展,我国光伏组件生产成本不断降低、市场不断扩大、装机容量逐年增加,1999年底累计约15MW。应用领域包括农村电气化、交通、通信、石油、气象、国防等。特别是光伏电源系统解决了许多农村学校、医疗所、家庭照明、电视等用电,对发展边远贫困地区的社会经济和文化发挥了十分重要的作用。但在总体水平上同国外相比还有很大差距,尤其是在向生产力转化和应用领域方面差距很大。表现为:一是生产规模小;二是技术水平较低;三是专用原材料性能有待进一步改进;四是成本高;五是市场培育和发展迟缓。根据专家预测:21世纪我国光伏发电在采用2种发展模式的情况下,即年增长率约15%的常规模式或在政策法规驱动下年增长率约25%的快速模式,在2030年左右光伏技术的发电成本在几乎整个电力市场上都具有竞争力。
2宁夏太阳能资源开发利用现状2.1宁夏太阳能资源概况
宁夏太阳能资源丰富,是我国太阳辐射的高能区之一。据1961-2004年宁夏太阳辐射资料统计表明,全区平均5781MJ/m2.a(见图1),其空间分布特征是北部多于南部,南北相差约1000MJ/m2.a,灵武、同心最大,达6100MJ/m2.a以上。且太阳辐射能直接辐射多、散射辐射少,对于太阳能利用十分有利。全年平均总云量低于5成,晴天多,阴天少,日照时数多达2835h,年日照百分率达64%,北部石嘴山地区年日照时数高达3100h。据分析[5]:在全国31个省会城市太阳能可利用状况综合排序中,银川太阳能可利用状况在全国排序占第三位,仅次于拉萨和呼和浩特,固原排序占第十二位。表明宁夏太阳能资源丰富,有着得天独厚的优越条件,太阳能开发利用潜力巨大。
图1宁夏太阳辐射年总量分布图
2.2宁夏太阳能利用概况
多年来,自治区政府把开发利用太阳能作为经济社会发展的重要内容,先后出台了一系列特殊优惠政策。1999年,启动了与太阳能热利用有关的“阳光工程”,开展了“千户太阳能热水器示范项目”,已连续三年在农村示范推广太阳能热水器,目前已累计推广安装7.1万m2,有6万农户受益,每年可节煤约1.3万tce。银川市则把太阳能的开发利用列入清洁能源行动计划之中,成为国家首批18个清洁能源试点城市之一。据银川市环保局统计,截止2004年,银川市已累计安装太阳能热水器27000台,据保守估算户用比例达10%,高于全国平均水平3倍之多。仅此一项,每年采暖期内就可节煤1687t,减少SO2排放27t,减少烟尘排放38.81t。
另外自治区人民政府还每年安排数十万元科研经费,专项用于太阳能技术开发和产品研制工作,宁夏佳美迪新能源科技有限责任公司是宁夏太阳能研究行业中的佼佼者,显现出宁夏在太阳能研究技术方面具有一定的科研能力和水平。
3宁夏太阳能资源开发利用存在的主要问题
(1)缺乏统一、可持续的战略支持政策
主要表现在三个方面:一是政府决策尚停留在宏观层面上,缺乏统一、具体的战略目标和指导方针;二是缺乏宁夏太阳能开发利用总体战略布局及短、中、长期发展规划;三是缺乏制定强制性的适用本地区太阳能开发利用的政策和规定。
(2)缺乏系统、完善的经济激励政策
(3)缺乏新能源应具有的战略位置
图2宁夏与全国一次能源生产和消费总量构成比较图
(4)资源优势转化为经济优势的差距较大
虽然宁夏的太阳能资源丰富,具有得天独厚的优越条件,但太阳能资源开发利用状况与国内有关省区相比差距悬殊。不仅与云南、广西[7-8]等太阳能资源相对较弱的省区相比差距悬殊,就是同资源环境和我区相差不大的周边省区青海和甘肃[9-13]相比都有很大差距,与太阳能资源最丰富的西藏[14]相比,差距更大。
(5)缺乏保障机制
一是无统一的组织管理机构。多年来,我区的太阳能等新能源与可再生能源的管理工作分散在多个部门,如发改委(原计委)、经委(原经贸委)、农业厅等都设有专门的处室负责其中的一部分工作,形成职能交叉、资金分散、重复建设、政出多门;二是对太阳能等新能源与可再生能源资金投入太少。我区太阳能等新能源与可再生能源建设项目目前还没有规范地纳入各级政府财政预算和计划;三是缺乏项目支持。国家与地方应积极组织倡导太阳能开发利用项目,以使之持续、稳定发展。
(6)认识不到位、信息不畅通
一是对开发太阳能等新能源与可再生能源战略意义认识不足,宁夏太阳能的开发利用行动大多体现在政府的文件和应对国家需求上;二是在太阳能等新能源研究开发方向上,仅仅表现出国家的积极性,我区地方或企业界基本没有介入或介入甚少;三是太阳能等新能源与可再生能源信息不畅,导致此方面的信息难以掌握。
4符合区情的太阳能资源开发利用对策及建议
(2)制订发展规划:邀请国内外知名专家,汇集区内精英,共商宁夏太阳能发展大计,谋划符合区情的太阳能开发利用战略目标和指导方针,研讨制订宁夏太阳能开发利用总体战略布局及短、中、长期发展规划,提出战略措施,部署战略任务。
(3)规划经济激励政策:各级政府要从补贴、税收、价格、低息(贴息〕贷款政策等方面,建立系统的、完善的、可操作性强的经济激励政策,一定要明确享受国家优惠政策的对象应具备的条件以及享受优惠条件后应达到的经济目标和技术目标等。
(4)创建研发基地:切实加强应用基础研究,高度重视实用技术的研发和创新,提高太阳能等新能源与可再生能源的应用基础理论研究水平。建议选择区内具备一定研发能力和经济实力的企业,邀请国内有关知名专家或企业参与,并以此为基础,组织建立竞争、流动、开放的宁夏太阳能等新能源研究所,政府在资金、项目、经济政策方面给予一定的倾斜,为提高我区太阳能开发利用综合实力提供有力技术支撑。
(5)建立保障机制:首先应理顺关系,建立统一的组织管理机构。将我区的太阳能等新能源与可再生能源的管理工作统一规划在一个管理部门,强化各级政府的宏观调控力度;其次应加大太阳能等新能源与可再生能源资金投入。将我区太阳能等新能源与可再生能源建设项目纳入各级政府财政预算和计划,将有限资金集中使用,引导促进其向产业化、市场化方向发展;第三是建立落实配套项目支持机制。对各级政府开展的太阳能开发利用项目,均应落实配套项目资金及人力、物力的支持,以保障其可持续发展。
(6)适宜途径及技术:结合我区实际建议短期内从日光温室、太阳能热水器、太阳能碱水淡化、太阳能枸杞干燥室、太阳能养鱼、育苗等技术项目入手,在农村能源建设、太阳能与建筑结合、示范推广太阳能专项计划、建立多能互补、相互协调的供能和用能体系等方面重点开展技术开发和利用工作。
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