可再生能源的特征范文
时间：2023-12-15 17:56:14
导语：如何才能写好一篇可再生能源的特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
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关键词：可再生能源产业；发展路径；法律制度设计
中图分类号：D922.67文献标识码：A文章编号：1003—0751(2012)05—0079—07
21世纪初作为清洁能源主角的可再生能源成为化石能源替代、气候变化应对、可持续能源供给与利用的希望。政府间气候变化委员会（IPCC）认为：“可再生能源为发展社会和经济、获取能源，保障能源供应、减缓气候变化，以及为减少对环境和健康的不利影响提供了机遇。提供获取现代能源服务的途径将支持千年发展目标的实现。”①联合国（UN）则直接将可再生能源定位在“全球努力实现范式转移以发展绿色经济、消除贫穷和最终实现可持续发展的核心”②。然而，可再生能源发展一直面临着成本制约、技术制约、环境污染等多重难题并承受着种种责难，以至于依赖政府及其财政襁褓竟然成为可再生能源发展的必由之路，各国可再生能源法律因此主要是围绕政府财政支持进行制度构建。从各国可再生能源发展的实践来看，政府其实难负独立支持可再生能源发展的盛名，可再生能源单靠政府也无法发展。笔者以为，可再生能源发展需要政府支持，更需要自我成长。产业化与市场化是可再生能源发展的必由之路，政府支持只是其发展的制度环境。现行可再生能源法的制度设计与安排只能满足可再生能源发展的初期要求，法律对可再生能源发展的未来必须作出新的制度设计。本文对可再生能源发展的法律路径进行讨论，以期为中国可再生能源法律制度重构提供一种思路。
一、从政府启动到市场驱动可再生能源如果是一种产业或事业就不应当由政府包办，而应当成为企业自觉自愿的牟利性活动，尽管可再生能源发展客观上带有明显的公益性而根本无法与传统化石能源竞争。在气候政治的压力下，可再生能源发展成为提升国家竞争力的基本选项。无论是实现气候政治，还是树立政府形象，政府都必须对可再生能源发展有所作为。这决定了可再生能源发展在各国一开始就是由政府启动的。然而，政府毕竟是外部力量，产业启动也只是创造市场条件而不是产业本身，产业组织的铸造与可再生能源市场的形成、特别是多元投资权利主体能力的培养才是可再生能源发展的动力。
（一）政府吹响发展的集结号
起始于应对能源危机、寻求石油替代政策的可再生能源发展，其前景并不被看好。无论是积淀较低的研发水平，还是较高的开发与运作成本，都使可再生能源无法与传统能源竞争——可再生能源发展无市场规模、无消费量、无政治基础，更毋庸说社会心理与文化支撑。然而40年过去了③，可再生能源已经从构想成为实体经济。可再生能源技术飞速发展、趋于成熟，并得到了相当规模的推广和利用。到2010年为止，世界各国可再生能源消费量达到168.6百万吨油当
收稿日期：2012—08—20
*基金项目：国家社会科学基金项目《中国能源法律制度研究》（06BFX038）、上海市第三期重点学科建设项目《经济法学》（S30902）、上海市“高水平特色法学学科建设与人才培养工程（085工程）”的阶段性成果。
作者简介：肖国兴，男，华东政法大学经济法学院教授，博士生导师，国家能源法专家，中国能源法研究会副会长（上海264005）。
量（Mtoe），水力发电达到775.6百万吨油当量。④中国可再生能源发展也成绩斐然：“十一五”规划末水电总装机达到2.1亿千瓦，居世界第一位；风电装机规模达4000万千瓦，跃居世界第二位；光伏发电装机规模达80万千瓦，光伏产能达800万千瓦，占全球光伏产能的50%以上。⑤可再生能源已经显示出巨大潜力，风能、太阳能和生物质能源在中国已经成为战略性新兴产业。⑥同时，政府支持成为可再生能源发展的决定性条件。经济理论表明，任何产业都有一个成长的过程，作为新兴产业的可再生能源发展更是如此。包括生物质、小水电、风能、太阳能、地热能、潮汐能等在内的可再生能源具有资源性、多元性、地域性、间歇性、能源密度低、转换环节多、不能规模储存与不确定性特征，这决定了可再生能源发展要受累于太多的沉淀成本。另外，高技术、高投入、高风险又使可再生能源不仅持续面临着研究开发及其创新性破坏（creative destruction）⑦发展，还面临着融资难、前景不确定等众多成长难题。这些成长难题使可再生能源不仅与已经形成规模经济的化石能源格格不入，其与一般持续性创新的成长经济型产业也格格不入。“成长经济是一种内部经济，如果一个企业向某些方向进行扩张有利可图，那么它就能获得成长经济。”⑧可再生能源从一开始就不是一项有利可图的事业，然而政府在推进可再生能源过程中必须让投资者有利可图，否则可再生能源根本无法发展。政府应通过财政支持理所当然地担纲起可再生能源成长经济的重任。无论是研发资金的筹集，还是竞争市场劣势的填平，政府财政都起决定性作用。必须承认的是，政府已在追逐能源安全中推进替代政策，在气候政治中推进二氧化碳减排政策，使可再生能源有了成长经济的机遇。
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2000年以来，德国可再生能源发展一直保持较快增长速度。2000-2015年间，德国一次能源中可再生能源份额从2.9%增加到12.5%，电力总消费中可再生能源份额从6.2%增加到32.6%，分别增加了3.3倍和4.3倍。德国也因此成为全球可再生能源发展的“模范生”。同时，德国能源转型的“经验与启示”成为国内学者关注的话题。
然而，当跟随者在积极“借鉴”和“推进”时，作为“先行者”的德国已开始面临可再生能源快速发展中暴露的种种问题。对跟随者来说，总结经验固然重要，但对可再生能源发展进程中存在的问题，以及未来将面临何种挑战研究更为重要。遗憾的是，混淆“问题”与“挑战”已经成为当前德国能源转型研究中的一个普遍现象。
德国能源转型的阶段：从1.0到4.0
德国可再生能源发展的最终目标是2050年实现总发电中可再生能源占80%以上。因此，目前德国可再生能源仍处于发展的初期阶段。发展初期阶段所暴露出来的问题，大多是发展中的阶段性问题，并不一定是影响可再生能源未来高比例发展目标的“挑战”。因此，研究能源转型“挑战”的第一个“挑战”就是如何区分“问题”与“挑战”。也就是说，按照什么样的逻辑来区分“问题”与“挑战”。
通常情况下，我们讨论某个研究主题时，不一定需要对“问题”和“挑战”作细致的区分：发展中遇到的种种“问题”，多数也是继续发展将面对的“挑战”。这里之所以需要对“问题”和“挑战”作细致分区，从中识别出德国未来可再生能源发展面对的真实挑战，是由于向可再生能源转型这一主题的特殊性使然。
可再生能源是与化石能源截然不同的能源品种，两者之间差异远远大于它们同作为能源的共性。这种差异性，绝不仅仅体现在一个“可再生”，一个“不可再生”这一方面，更重要的是源自特性差异所导致的开发、利用和服务模式的不同。从根本上说，是可再生能源作为“新”的能源与现有能源系统的差异，以及由此产生的冲突和问题。
根德国制定的可再生能源发展目标规划，全国总发电中可再生能源发电的比重2020年达到35%，2030年达到50%，2040年达到65%，2050年达到80%以上。根据这四个发展目标，笔者把德国能源转型分为1.0、2.0、3.0和4.0四个阶段（图1）。2015年，德国可再生能源电力在电力总消费比重为32.6%。因此，目前德国处于能源转型1.0阶段。
在能源转型的四个阶段，会出现不同的问题需要解决。这些问题，有的只存在于1.0或2.0阶段，并随着应对措施的出台而消失；有的则可能是随着可再生能源发展规模提升而新出现的。比如，风电和光伏发电成本高在能源转型1.0阶段可能是影响其发展的最大问题之一，但到了能源转型3.0阶段随着风电和光伏发电成本进一步下降可能就不成问题了。因此，识别德国能源转型的“真实挑战”，就是从能源转型1.0阶段出现的各种问题或者问题的背后，找出真正妨碍和影响未来转型推进的真实因素。
当前德国能源转型进程中的四大问题
在德国政府已经坚定继续走可再生能源转型之路的背景下，有些政府已经出台相关措施有望解决的问题，不应归为能源转型的“问题”。比如德国电网与可再生能源发展不相匹配的问题，政府不仅已经意识到，而且从2011年以来一直采取正确的方式解决。
从这个角度看，当前德国能源转型带来的问题主要有四个：转型成本高，煤电和碳排放量不降反增，可再生能源导致电力批发价格持续下降的负面影响，以及能源转型所导致的财富不公平转移和能源贫困问题。
1. 可再生能源转型成本高且不断增加
能源转型的成本高且不断增加可能是德国当前能源转型面临最主要的问题。能源转型的成本如何度量并无统一标准，但其最直接的成本首先是对可再生能源的补贴成本。德国零售电价包含批发价格、电网并网费、增值税、碳税、可再生能源附加费等要素。可再生能源附加费是用来补偿可再生能源电力的FIT超过市场批发电价的差额，这一差额主要由德国居民用户分摊。在2000年前后，德国开始征收附加费，由每千瓦时不足1欧分，到2015年增至6.3欧分/千瓦时。
随着风电、太阳能发电和生物质等可再生能源规模发电量的增加，以及可再生能源附加费的不断上涨，两个因素共同作用导致德国电价持续上涨。据德国联邦能源和水资源协会（BDEW）的统计数据，2000-2015年，德国平均居民电价从13.64欧分/千瓦时上升到29.46欧分/千瓦时，上涨幅度高达116%；同期企业用电价格从6.04 欧分/千瓦时上涨到13欧分/千瓦时，涨幅为194%。
随着各类可再生能源电力规模的继续扩张，未来向可再生能源转型所累积的这一笔成本相当惊人！德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）2015年的一项研究显示，为实现2050年德国相比1990年减碳80%的能源转型目标的累计总成本，在零碳价和化石燃料价格稳定的假定下为5.34万亿欧元，考虑到未来实际碳价不可能为零，则实际成本将更高。
2. 煤电和碳排放随着可再生能源转型的推进而增加
2014年，有关德国能源转型存在问题的焦点话题之一是，随着可再生能源电力发展壮大，煤炭发电和CO2排放本应减少，但德国近几年出现了褐煤发电和CO2排放不降反升的情况，只是到了2014年才又比前几年有所下降。对此，德国专家的解释是：一是因为2011年德国关闭17座核电站，导致煤电上升以填补核电关闭所缺失的电力供应；二是因为过去几年温室气体增长主要是由于天气特别冷，供暖需求增大，所以造成了温室气体排放的增加，但2014年是历史上最温暖的一年，所以排放有所下降。
上述解释有一定道理，但未必就是事实的全部。考察1990-2015年期间，可再生能源发电、褐煤发电、核能发电和CO2排放变化就可以发现，上述几个因素在阶段变化趋势上存在一定的相关性，但变化拐点出现的时间结点并不一致（见图2）。
首先，2011年关闭核电不是褐煤发电增加的重要原因。因为1990年以来，褐煤发电虽然总体呈现下降趋势（从1990年的171TW・h到2015年的155TW・h），但期间出现过两次反弹：第一次是1999～2007年，第二次是2009～2013年。而核电是2011年才开始大幅下降的。而且，伴随着2011年核电的关闭，可再生能源发电量也出现了加速增长，增速远远超过褐煤发电。
其次，褐煤发电量的增加，以及伴随而来的碳排放反弹是现阶段德国可再生能源加速发展的一个必然结果，其作用机制源于可再生能源发电，特别是光伏发电的波动性与当前全额上网制度相互作用。德国在夏季白天利用越多的太阳能，则在夜间和冬季需要越多的煤电。
最后，目前看，褐煤发电，从而碳排放不降反增的现象是德国能源转型的一个阶段性特征，还是可再生能源发展所导致的一个难以解决的问题，还需要进一步观察。
3. 可再生电力大幅降低电力批发价格对传统电力公司负面影响日益明显
大量边际成本为零的可再生能源电力参与德国电力市场竞价，使德国电力批发价格一再下降。根据欧洲能源交易所（EEX）的数据，自2008年以来，德国和其他欧洲国家的基荷电力批发价格进入下降通道，从90欧元/兆瓦时左右下降到2014年年中不到40欧元/兆瓦时。然而，可再生能源电力导致的批发价格大幅下降并没有传递到零售价格，因而不仅没给电力消费者带来好处，反而产生一些负面影。比如，批发价格下跌直接降低了电力公司的盈利，加大化石燃料电厂的经营压力；再比如，风电、光伏发电的大规模上网减少煤炭、天然气等发电厂的运行时间，直接减少其发电收入。
在风能、太阳能发电条件好而用电需求不高的节假日和周末的白天，电力公司不得不根据法律全额收购可再生能源发电商发出的电，即使已经超出了市场需求；同时可再生能源发电商也愿意发电，因为可以获得更多的补贴。这种情况下，市场就会出现“负电价”――电力公司给用户消费电力提供补贴，因为它为避免电网崩溃做出了贡献。但这些增加的支出最终需要由全体消费者来承担。2014年，德国的万圣节当天的电力交易价格为“-20欧元/万千瓦”。
4. 能源转型所引发的财富转移和公平问题
因推动可再生能源发展的支持政策所引发的财富在不同主体或阶层之间转移，以及能源贫困也是当前德国能源转型的一个不可忽视的问题。德国可再生能源支持政策除了投资补贴外，主要采取以可再生能源附加费形式的电价补贴方式。这一机制安排来自德国《可再生能源法》。该法规定各类可再生能源上网的“固定价格”（FIT），并要求电网运营商必须优先收购全部可再生能源发电量。可再生能源发电商通过竞价方式产生的上网“市场价格”与“固定价格”之间的价差，由“可再生能源附加费”来弥补。
同时，为了确保德国工业竞争力，德国法律允许工业用户不承担分摊可再生能源附加费义务，高耗能大企业也获得减少缴纳可再生能源附加费的“豁免权”。此外，为加快光伏发电发展，自发自用的屋顶光伏也可以免交可再生能源附加费。因此，可再生能源附加费主要由居民用户来分摊。由于德国能源转型的大部分成本都是由居民用户承担，导致居民用电不断飙升，由此产生了政策所引发的能源贫困和收入再分配问题。
一方面，可再生能源附加费不断增加所导致的德国居民电价不断上涨，使数百万德国家庭面临电贫困的威胁；另一方面，政府的养老金和社会福利却没有相应调整，这使可再生能源附加费的每次上涨都成为低收入消费者的威胁。
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1 发展可再生能源的重要意义与国家目标
第一次石油危机之后，特别是上世纪90年代以来能源市场的供求结构和安全性发生了巨大变化。从需求角度来看，能源需求全球性增加，能源获得竞争激化，对化石燃料的依赖性上升。从供给角度来看，主要供给国不断强化投资限制和国家管理，探测等上游投资不足，精炼、管道等供给基础设施落后，海上石油运输安全问题频发。从环境角度来看，对应全球性气候变暖、核不扩散的压力越来越大。中东等主要石油供给区域的政治摩擦与冲突、局部战争等加大了石油市场的政治风险，而投机资本的大规模进入，不仅使石油价格不断攀升，又进一步加大了石油市场的经济风险。
在这种背景下，世界各国不断深化对发展可再生能源重要意义的认识，并4E(Energy Security,能源安全；Economic Growth，经济增长；Environmental Protection，环境保护；Employment,就业)角度上达成共识。具体而言：(1)替代化石燃料等“污染技术”的可再生能源，能够在应对全球性气候变动威胁、减轻大气污染和水质污染等方面发挥作用。从能源原单位来看，发展可再生能源，能够创造出更多的就业机会和新产业。(2)由于不受国际市场上化石燃料价格变动的影响，可再生能源能够从经济角度促进能源的安全供给，进而提高经济的安全性。可再生能源系统与化石燃料、核电等传统的能源系统相比，独立性高、不依赖于发电、输电的中央系统，既能够提高安全性、减少停电等事故，又能够防止原油泄漏、油轮爆炸、核电站事故等恶性环境事件，进而提高环境的安全性。(3)可再生能源在世界各地都具有很高的可获得性，能够避免资源战争，也能够减少为保护能源而发生的军队、安保机构等的开支。在上述这种背景与认识之下，世界各国均在大力、快速发展可再生能源。
截至2007年末，至少64个国家已经有了发展可再生能源的国家目标(Nation Target for Renewable Energy)，即规定在国家、地区能源组合中可再生能源所占比例，这也是各国发展可再生能源的纲领性、约束性目标。从可再生能源占电力供应的比例来看，大部分国家的目标集中于5～30％之间，最低的为2％，最高的为78％。目标时期大多集中于2010～2012年，有些国家更为长远，制定出了2020～2025年的目标。欧盟27个成员国，均已有了各自的可再生能源发展目标。2007年初，欧盟委员会确立了新的截至2020年的具有约束力的可再生能源发展目标，即最终能源的20％、运输燃料的10％。此前截至2010年的目标位电力供应的21％、初级能源的12％，新目标相当于电力供应的34％。高于此前的目标。美国、加拿大等发达国家没有再生能源发展的国家目标，但美国的29个州、加拿大的9个省已经制定了各自的目标。
64个国家中有22个发展中国，包括巴西、中国、印度、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、泰国、伊朗、南非等。在2007年8月公布的《可再生能源中长期发展规划》中，中国提出了到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10％，到2020年达到15％的发展目标，同时还明确了各种可再生能源的发展目标，如到2020年全国水电装总机容量达到3亿千瓦，生物质能发电总装机容量达到3000万千瓦，风电总装机容量达到3000万千瓦，太阳能发电总装机容量达到300万千瓦等。这些目标将使中国可再生能源总装机容量提高3倍，目标之高。引人注目。
2 发展可再生能源的单项政策
各国在发展可再生能源，实现可再生能源国家目标的过程中，已经遭遇、意识到许多障碍在笔者收集到的200余篇中外文文献中，普遍提及到的主要障碍就有10几种之多(表1)。这些障碍在很大程度上制约着可再生能源的发展，而且具有很高的国际普遍性。同时，特定障碍在不同的国家或地区的严重程度有所不同，如“自主研发能力弱，研发成本高，缺乏政策支持”、“缺乏自主技术，核心技术与装备对外依赖严重”两项，相对于发达国家而言，在发展中国家更为突出。
为清除这些障碍，促进可再生能源发展，实现可再生能源国家目标，世界各国开发出多种单项政策，仅使用频度高、普遍性高的就有20余种，主要可分为直接管制、经济激励和其他政策3大类型。表2简要概括了主要单项政策的内容概要、清除对象、所属类型等。
3 发展可再生能源的政策组合
3.1 各国发展可再生能源的政策组合
从表2中可以看出，单项政策均为针对一个或兼顾几个目标障碍而设计、采用。因此，每个单项政策能够清除的障碍有限，必须和其它政策配套使用才能获得更好的效果。在实践中，我们观察到的各国可再生能源发展政策或障碍清除政策普遍是几个或多个单项政策的组合，换言之各国可再生能源发展政策是一种政策组合或一揽子政策。
REN21在其最新报告“RenewabIes 2007，global Status Report”中介绍了全球60个国家实施中的可再生能源促进政策(Renewable Energy Promotion Policies)的情况，为我们分析、理解各国可再生能源发展政策组合提供了难得的参考。正在实施可再生能源发展政策组合的国家数。2005年为48个，两年间增加12个，增幅达到25％。REN21已经连续发表3个年度的关于可再生能源的全球报告，其信息全面、深入、及时，在国际上具有很高的权威性和参考价值。
从表3中，我们可以观察到各国发展可再生能源发展政策组合的几个重要特征。
(1)政策组合具有丰富的多样性。各个国家政策组合中包含的单项政策清单各有特色，没有完全相同的政策组合，动用的单项政策数量亦不尽相同。政策组合的这种多样性，可以理解为各个国家根据各自的可再生能源发展目标、实际情况、政策偏好等选择最适宜于本国的单项政策进行组合的结果。
(2)单项政策的采用情况存在差异。在60个国家中，按采用比例从高到低来看，依次为固定价格。资产补贴、奖励、返还，投资退税，公共投资、贷款，消费税、能源税、增值税的减税，可交易的再生能源证书，公开招标，再生能源份额制度，净计量，发电补贴、退税。固定价格，是采用比例最高的单项政策，有40个国家采用，采用比例最低的单项政策是发电补贴、退税，只有6个国家采用，二者之间存在巨大差异。采用比例的高低，很大程度上反映出单项政策的可操作性、适用性的高低、效果的大小等问题，是政策选择的重要参考。
(3)同一单项政策在发达国家与转型国家、发展中国家的采用比例存在差距。除投资退税、发电补贴和退税2个单项政策外，其余8个单项政策在发展中国家的采用比例明显低于发达国家与转型国家。这一差距可以用与发达国家与转型国家比较而言，发展中国家的可再生能源政策起步晚、政策开发与应用的成熟度低等来解释。值得注意的是，市场化程度高的可交易的再生能源证书和公开招标，强制性大、波及面广泛的再生能源份额制度，技术难度大的净计量4项单项政策，在发展中国家的采用案例很少，说明发展中国家的可再生能源政策更大程度上依赖于投资退税等比较传统的经济激励手段。
(4)中国等发展中国家的可再生能源发展政策组合已经达到或超过了发达国家水平。中国的政策组合中采用了7种单项政策，动用政策的数量比在国际上评价很高的德国、丹麦、瑞典、意大利、日本还多，与法国持平。远远高出转型国家俄罗斯等。印度政府采用了6项政策，其地方政府采用了2项，政策组合的丰富程度亦不逊色于发达国家。特别值得评价的是，中国的政策组合中包括了公开招标，再生能源份额制度两项应用难度大的单项政策，中国是23个发展中国家里唯一一个制定再生能源份额制度的国家，该项政策在发达国家与转型国家中的采用比例也仅为21.6％。
3.2 供给侧管理、需求侧管理的政策组合
在实践中能源发展政策、能源管理经常被分为供给侧与需求侧两大类型或方向。借鉴这种分类，并根据主要目标，笔者将表2所列单项政策分别组合为供给侧管理政策组合和需求侧管理政策组合(表4)。从表4中可以看出，供给侧管理政策组合远比需求侧管理政策组合丰富，前者最多可以动用14项单项政策，而后者只有7项。如果结合表3。我们不能发现，13个国家中除俄罗斯、泰国两国采取单一供给侧政策管理组合外，其余11个国家同时动用了供给侧管理政策组合与需求侧管理政策组合，而且从动用的单项政策数量上看，其供给侧政策管理组合大于需求侧管理政策组合。以丹麦为例来看，其可再生能源发展政策组合中包括固定价格、投资退税、公共投资与贷款、可交易的再生能源证书、公开招标等5项供给侧管理政策，而只有消费税减税、净计量2项需求侧管理政策。就中国来看，除国家投资建设的“乘风计划、光明工程、秸秆气化工程”，国家对农村、牧区的小型独立风力发电项目提供低息贷款外，其余政策均属于供给侧管理政策组合。也就是说，就大多数国家而言，供给侧管理政策是可再生能源发展政策组合的主体，需求侧管理政策是必要的配套或补充，其原因在于可再生能源供给、特别是和化石能源相比具有竞争力的供给不足。清除障碍、突破供给瓶颈是各国政策的首要目标和任务。
3.3 针对利益相关者的政策组合
可再生能源发展及其政策关系到众多的利益相关者。如可再生能源发电企业、电网企业、研发机构、调查勘探机构等可再生能源的供给者，企业、家庭、公共机构等需求者，政府、研究调查机构、NPO、NGO组织、发电企业、电网企业等政策制定者与参与者，公共基金、银行、政府等融资提供者或补贴提供者。各个利益相关者在可再生能源发展中起着不同的作用，有着不同的利益诉求，其面临的障碍也各有不同。以特定利益相关者为对象而形成的政策，大多数情况下，往往是把几种单项政策的相互配合作为政策组合来实施的。
我们可以以可再生能源发电企业为例来简要分析这种政策组合。从表1中，我们可以观察到作为供给者的发电企业面临着“初始投资巨大，融资渠道少、成本高”、“投资回收期不确定，风险高”、“缺乏支持输出网络、储备等基础设施”、 “成本高，缺乏市场竞争力”、“缺乏公共资金等支持”等多项障碍，这些障碍也是供给侧的主要障碍。由于单项政策主要为清除某一个目标障碍或配合其他政策而设计、采用，所以只有同时动用数项单项政策、形成政策组合才能有效地支持发电企业清除其障碍。结合表2、表4我们可以看到，针对发电企业的政策组合有着丰富的选择，再生能源份额制度、固定价格、规制缓和、生产者减税与退税、发电补贴与退税、可交易的再生能源证书、投资退税、公共投资与贷款等单项政策均可组合起来应对发电企业面临的障碍。事实上，各国正在实施的支持发电企业的政策多为政策组合，从表3中，我们能够确认这一点。如法国采用固定价格、资产补贴、投资退税、公共投资与贷款、消费税减税与退税、可交易的再生能源证书、公开招标等7项单项政策的组合，中国的政策组合比法国多了再生能源份额制度，少了可交易的再生能源证书。也是很丰富的组合。
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中图分类号: F 323． 2 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00
1、低碳经济及环保资源内涵
低碳经济是新时期为促进社会持续发展的新型经济发展模式，通过全球性合作可形成市场调节与政策引导双向机制，促进节能减排、环保技术的科学创新应用，提升传统资源应用效率，并推动各类风能、太阳能、氢能、生物质等环保能源的科学、广泛应用，逐步降低GDP单位碳排放量，创建低碳环保新型生活方式与环境。低碳经济发展包含显著优势特征，首先体现在全球性，其产生于全球气候变暖主体背景下，因此全球中任何国家均不能进行低碳经济的独立建设发展。同时低碳经济还具有主动性，其发展需要国家政府政策的科学引导，通过主动干预营造安全保障，而不能仅依靠市场调节发展手段。另外，低碳经济还呈现出了技术性特征，其实质通过各类减排节能高新环保技术的推广与应用实现了环境保护与经济发展的双重科学目标。环保资源主要以新材料、新技术为基础，令传统可再生能源实现现代化的利用开发，进而实现环保、节能、低碳与持续利用的优质效果。
2、低碳视角下利用环保资源必要性及发展现状
2、1环保资源利用必要性
低碳经济是环保资源利用发展的挑战与机遇，其低污染、低能耗、低排放的经济发展模式是人类社会的重大进步，由我国提出低碳经济发展目标到明确增长GDP碳排放指标，目前我们已逐步进入低碳经济时期，令能源结构实现了优化调整，环保资源的应用比例持续上升，并为再生能源经济产业的科学发展带来了广泛的发展机遇与前所未有的挑战。我国地大物博的基本国情决定，各类资源能源相对较为贫乏，需要依据外调手段补给，伴随市场经济的飞速发展，较多区域面临着巨大资源缺口，并受到环境因素等各方压力的影响，为给持续经济增长提供可靠、优质且大量的资源支柱，就必须继续寻找清洁、环保资源，方可实现可持续的全面发展。
2、2环保资源发展利用现状
新型环保资源与可再生能源具有广泛的应用范畴，并伴随各类能源的研究发现呈现继续扩大趋势。例如在利用生物质能源层面，最初只是利用直接燃烧薪材、秸秆等农作物进行直接燃烧进而获取煤炭传统能源，而当前随着各类新技术的发展，农作物的剩余燃烧能力持续提升，并可转化其为化工优质原料。环保、可再生资源、能源产业的最初起步相对较晚，但发展却较为迅猛，其核心主要通过制度、技术的创新及转变发展观，最大化降低温室气体的大范围排放，抑制全球温室效应，并促进社会经济的清洁与持续发展。另外在开发可再生、环保资源层面也体现了自主研究能力持续提升的发展趋势，在一些领域则体现了先进发展水平，例如地热能、风能、生物质能源在制造业、建筑业中实现了广泛应用，并涌现了大量节能产品，打造出一批规模化、高技术含量的高新技术企业。
3、低碳视角下资源利用环保策略
3、1 加块推进环保资源技术设备的商业化与本地化发展，完善构建环保政策体系
环保资源技术设备的本地化发展将成为全面推进地方经济建设的新生力量，同时可创造更多就业机会，并创设更多利润价值，地方生产的环保资源产品可推向海外市场，降低能源生产成本，并提升综合生产水平及效益，因此我们应大力推进环保资源设备技术的商业化、本地化发展。同时为促进低碳经济社会的持续发展，应完善构建环保资源、再生能源科学政策体系，发展初期由于各类新产品、新技术政府推广目标与价格承受力间包含较大差异，因而往往政府会借助政策建设推进环保产业发展。实践经验证明，政府的有效激励与全面支持是加快推进环保资源、可再生能源快速发展的核心关键，因此应围绕低碳经济目标构建完善配套机制与政策，例如创设定价机制、目标机制、补偿及选择机制，进而构建切实可行的环保资源、再生能源发展政策体系。
3、2专业化创建管理机构、强化宏观调控，明确管理职责
为提升环保资源利用效益，在低碳经济视域下应专业化创建管理机构，强化政府宏观调控职能，明确各机构管理职责。同时环保资源建设中应尽量简化实践方式，便于环保产业投资人与开发商顺利进入市场，开展投资建设并推进环保资源研发、推广、应用的快速、稳定与高效。另外我们可通过政府机构的积极干预创建以环保资源、可再生能源为导向的产业发展地位，对可再生低碳能源、新型环保资源产业发展出台一系列可吸引广泛投资、税收与产出补贴的科学政策，将民间闲置资本广泛引向环保再生能源建设发展产业中，进而有效解决建立主导产业需要的投资与积累资本问题。另外还应采取一系列补贴消费与宣传活动对消费者展开科学有效的观念引导，逐步培育良好的需求环保再生资源市场。宣传阶段中可借助广播、电视、报纸媒介，资源信息广泛的网络系统平台、各色宣传资料、深入社区、单位现场培训等多样化形式打造有效舆论引导，并结合补贴消费令消费者在选择环保再生资源时承受较传统高污染、不可再生化石能源低出许多的代价与成本，进而体现高能效、低能耗的应用优质效果。再者我们应立足地方区域发展特征、现实状况广泛积极的借鉴吸收国外先进产业发展建设经验，深化环保再生资源产业国际合作交流，以共赢互利为原则，积极调动全球环保资源，弥补我国在产业化建设与环保可再生资源层面存在的差距问题。
4、结语
总之，基于低碳视角，针对低碳经济发展与环保资源开发建设重要内涵，开发利用环保可再生资源的科学必要性，我们只有明晰我国发展利用环保资源现状制定切实可行的环保发展建设思路、策略，才能全面激发环保可再生资源的优势效能，令其实现大规模产业化发展，并创设显著的经济效益与社会效益。
[参考文献]
[1]牛丽贤，张寿庭．低碳经济背景下中国可再生能源发展对策研究[J].改革与战略，
2010(9)．
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用能调节与运行管理等，为我国建筑领域的可持续发展提供参考。
[关键词] 建筑节能；趋势分析；模式
1 引言
大量化石能源消耗带来的资源枯竭和环境问题已不断为人类所认识，其中大气中CO2浓度升高带来的全球气候变化已成为不争的事实。在资源条件有限、环境约束加强、减排压力增大的前提下，要实现建筑领域的可持续发展，必须突破传统发展模式，而建筑节能、提高能效是我国节能减排道路的最佳选择。
2 建筑节能发展趋势分析
历史上，为了满足人类的不同需要，建筑的发展和变革大致经历了四个阶段：掩蔽场所―――健康建筑―――节能建筑―――绿色建筑。第一阶段的建筑要求是掩蔽场所，建筑材料取自于自然，最后又回归于自然，完全与自然和谐共存。第二阶段是健康建筑。健康建筑要求室内通风，把一般的封闭建筑改造成更利于人类居住的健康建筑，但是付出了高能耗的代价。第三阶段是节能建筑。为了减少建筑物能源消耗，同时改善室内空气品质、创造健康舒适环境，许多国家提出了节能建筑的要求并衍生出多样化的节能技术。第四阶段是绿色建筑。绿色建筑的实质是为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，在建筑全寿命周期中实现高效率的利用资源、最低限度地影响环境，其主要特征是高能效的建筑能源系统、大量利用可再生能源技术、亲近自然和保护环境[2]。可以看出，随着人类建设活动进入理性阶段，建筑的发展不仅在建筑功能和美观上不断探索，环境保护与节能减排的意识也与日俱增，使之成为节能减排的重要载体，建筑节能受到高度重视。目前我国建筑节能的发展已经实现了从新建建筑节能向既有建筑节能的覆盖，从常规化石能源向可再生能源应用的拓展，从城市节能向农村节能的延伸，实现了节能目标和节能模式的双跨越。在这样的背景下，建筑节能逐渐呈现出一定的发展趋势。
2.1 从建筑单体节能向区域能源规划和城市节能减排横向发展的趋势建筑节能的发展，或者说对建筑能源系统的认识，遵循着由小到大、由点到面的过程。建筑节能起步阶段，注重单体建筑的节能技术应用，以及单独节能技术在建筑上的应用，通过技术弥补的方式抵消建筑所产生的能耗，从而达到节能减排的效果。随着理念的变化和技术的进步，建筑节能逐渐发展到区域内建筑能源系统的合理用能规划，乃至城市的能源资源优化配置和节能减排。
2.2 从重视建设使用节能向重视建筑节能规划设计和优化运行管理纵向发展的趋势成熟的建筑节能机制是在建筑的全生命周期内，将建筑节能的理念贯穿到规划、设计、施工、运行维护等各个环节并融合进来，包括从单种节能技术的应用逐步发展到多种节能技术的集成优化，高效的建筑能源运行系统和管理模式，节能的生活方式等。
2.3 从建筑节能定性化向建筑节能定量化发展的趋势建筑遵照标准体系进行设计和施工，形成了节能潜力。将节能潜力转化为节约能量，需要一定的制度和措施来支撑。随着建筑节能的不断发展和完善，逐步建立了建筑能耗信息统计、建筑能效测评标识、大型公共建筑和可再生能源建筑应用监测体系等制度，为建筑节能从定性化向定量化发展奠定了基础。
3 建筑领域节能发展模式探索就建筑能源系统而言，通过规划阶段对城市资源能
源进行合理的规划和配置，使用最少的能源消耗来满足城市能源系统的需求，可以在多个层面上应用节能技术，如城市尺度、区域尺度或是建筑尺度等。
3.1 城市层面
3.1.1 合理规划能源利用，提高建筑能源系统效率分布式能源将是未来城市能源系统的发展趋势，未来城市能源系统可能将会是一种城市尺度分散―――区域多源集中―― ―终端用能系统的模式。多种能源技术的应用促进了建筑能源供给来源的多样化，但是由于不同能源种类携带能量的形式各不相同，存在的方式和使用条件也各不相同，基于目前的建筑节能技术水平，需要合理规划能源利用模式，提高建筑能源系统效率。
3.1.2 调整能源结构，提高可再生能源应用比例我国的能源利用目前仍然建立在以煤炭、石油和天然气等化石能源为主导系统之上，其他形式的非化石能源如核能、风能、太阳能、水能、地热能等无碳能源，规模化应用较少。从保证能源安全和保护气候环境的角度来看，发展非化石能源，提高可再生能源的应用比例，是促进能源供应多样化，减少对煤炭消费、降低对石油依赖度的选择
之一。
3.2 建筑层面
3.2.1 改善围护结构性能，降低建筑能源需求通过建筑墙体保温技术（外墙保温技术、内墙保温技术和自保温墙体技术等）、屋顶保温隔热技术（正置式/倒置式保温屋面、通风屋面、绿化屋面、蓄水屋面、遮阳屋面等）、门窗保温技术（断热桥铝合金窗、Low-E 玻璃窗等）、自然通风和遮阳技术等，多方位降低建筑能源需求，减少建筑能源消耗水平。
3.2.2 加大可再生能源在建筑中的应用水平可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可持续利用率高，是有利于人与自然和谐发展的重要能源，也是非化石能源的重要来源。可再生能源的开发利用受到世界各国的高度重视，建筑是可再生能源应用的重要领域，我国的太阳能、浅层地热能等资源十分丰富，在建筑中应用的前景十分广阔。我国可再生能源在建筑中的应用形式主要包括两大类，一是太阳能在建筑中的应用，如太阳能热水系统、太阳能光伏建筑一体化（BIPV）、太阳能采暖系统等[8]，
二是以低品位能源为热源的热泵技术，如水源热泵技术、土壤源热泵技术等。通过提升可再生能源建筑应用技术水平，丰富可再生能源在建筑中的应用类型，加大可再生能源在建筑中的应用规模，对减少化石能源消耗和温室气体排放十分重要。
3.2.3 用能调节与运行管理节能技术的应用解决了建筑节能的技术集成与优化配置问题。在建筑节能领域，对于建筑能源系统的节能潜力，合理的用能调节与适宜的运行管理仍不可忽视。建筑能源系统的调试运行和数据挖掘分析，对于反馈指导建筑能源系统的设计和运行管理具有积极意义。
[参考文献]
[1]丁一汇，任国玉，石广玉，等.气候变化国家评估报告（I）：中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展，2006，2（1）：3-8.
篇6
[关键词] 低碳经济 中国经济 可持续发展
中图分类号:F206 文献标识码:A 文章编号:1007-1369(2009)6-0112-05
低碳经济的概念及特征
为了应对气候变化给人类环境带来的巨大挑战,英国于2003年颁布了《能源白皮书(英国能 源的未来――创建低碳社会)》,率先提出了“低碳经济”。虽然该白皮书没有为“低碳经 济”提出明确的概念,但溪低碳发展模式制定了较为详细的长远目标和路线图,希望把英国 转变为一个低碳经济体,并积极推动“低碳经济”的全球发展。此后,其他欧洲国家及日本 也纷纷提出发展低碳经济和建设低碳社会的设想。
随着低碳经济实践的进展,低碳经济的内涵不断得到拓展。目前大多数学者认同的内涵主要 包括三方面:①发展低碳经济的关键在于降低单位能源消费量的碳排放量(即碳强度) ,通过碳捕捉、碳封存、碳蓄积降低能源消费的碳强度,控制CO2排放量的增长速度。② 发展低碳经济的关键在于促进经济增长与由能源消费引发的碳排放脱钩,实现经济与碳排放 错位增长,通过能源替代、发展低碳能源和无碳能源控制经济体的碳 排放弹性,并最 终实现经济增长的碳脱钩。③发展低碳经济的关键在于改变人们的高碳消费倾向和碳偏 好,减少化石能源的消费量,减缓碳足迹,实现低碳生存。
可以认为,低碳经济是一种由高碳能源向低碳能源过渡的经济发展模式,是一种旨在修复地 球生态圈碳失衡的人类自救行为。它的核心是在市场机制基础上,通过制度框架和政策措施 的制定及创新,形成明确、稳定和长期的引导和鼓励,推动提高能效技术、节约能源技术、 可再生能源技术和温室气体减排技术的开发及运用,并促进整个经济朝向高能效、低能耗和 低碳排放的模式转变。
低碳经济作为一种新的经济发展模式有以下特征:一是经济性,包括两层含义:①低碳 经济应按照市场经济的原则和机制来发展;②低碳经济的发展不应导致人们的生活条件 和福利水平下降。二是技术性:也就是通过技术进步,在提高能源效率的同时,降低CO2 等温室气体的排放强度。三是目标性:发展低碳经济的目标应该是,将大气中温室气体的 浓度保持在一个相对稳定的水平上,不至于带来全球气温上升影响人类的生存和发展,从而 实现人与自然的和谐发展。
发达国家发展低碳经济的做法
1.政策引导、法律规范低碳经济发展
英国是低碳经济的倡导者,也是最积极推动低碳经济发展的国家。2007年,英 国推出全球第一部《气候变化法案》,2008年开始实施,从而成为世界上第一个拥有气候变 化法的国家;2009年4月,英国又成为世界上第一个立法约束“碳预算”的国家。2009年7月 15日,英国政府又正式了《英国低碳 转换计划》,英国能源、商业和交通等部门还在当天分别公布了一系列配套方案,包括《英 国可再生能源战略》、《英国低碳工业战略》和《低碳交通战略》等。
日本近年来不断出台重大政策,将重点放在低碳经济上。2004年,日本发起的“面向2050年 的日本低碳社会情景”研究计划,其目标是为2050年实现低碳社会目标而提出的具体对策。 2008年5月,日本政府资助的研究小组了《面向低碳社会的十二大行动》。2009年4月, 日本又公布了名为《绿色经济与社会变革》的改革政策草案,目的是通过实行减少温室气体 等排放措施,强化日本的低碳经济。
美国虽然没有签署《京都议定书》,但近些年来,美国十分重视节能减碳,如2005年通过的 《能源政策法》,2007年7月美国参议院提出了《低碳经济法案》,2009年6月美国众议院通 过了《美国清洁能源安全法案》。美国国务卿表示,美国政府致力于支持清洁能源技术和低 碳经济发展,以应对全球气候变化。
2.重视低碳技术的研制开发
在低碳技术的研发中,欧盟的目标是追 求国际领先地位,开发出廉价、清洁、高效和低排放的能源技术。英、德两国将发展低碳发 电站技术作为减少CO2排放量的关键。他们认为,煤在中期和长期内仍将继续发挥作用 ,因此必须发展效率更高、能应用清洁煤技术的发电站。为此,英、德政府调整产业结构, 建设示范低碳发电站,加大资助发展清洁煤技术、收集并存储碳分子技术等研究项目,以找 到大幅度减少碳排放的有效方法。[1]
日本作为推动低碳经济的急先锋,每年投入巨资致力于发展低碳技术。根据日本内阁府2008 年9月的数字,在科学技术相关预算中,仅单独立项的环境能源技术的开发费用就达近1 00亿日元,其中创新型太阳能发电技术的预算为35亿日元。目前日本有许多能源和环境技术 走在世界前列,如综合利用太阳能和隔热材料、大大削减住宅耗能的环保住宅技术,利用发 电时产生的废热、为暖气和热水系统提供热能的热电联产系统技术,以及废水处理技术和塑 料循环利用技术等。这些都是日本发展低碳经济的重要优势。此外,日本还持续投资化石能 源的减排技术装备,如投资燃煤电厂烟气脱硫技术装备,形成了国际领先的烟气脱硫环保产 业。
美国高度关注市场机制下温室气体减排的能源有效利用的技术创新,政府制定了低碳技术开 发计划,成立了专门的国家级有关低碳经济研究机构,为从事低碳经济的相关机构和企业提 供技术指导、研发资金等方面的支持,从国家层面上统一组织协调低碳技术研发和产业化推 进工作。美国是世界上低碳经济研发投入最多的国家,2009年2月联邦政府向国会提交了它 的2010年(2009年10月1日实施)年度预算。根据该预算,仅对清洁燃煤技术的研究就提供 了150亿美元的拨款。[2]目前美国正在加速下一电技术的研究、开发及示范 ,计划在2012年建成世界上第一个零排放发电厂。
3.把发展可再生能源作为降碳的重要举措
英国是一个岛国,气候多变,能源不足,很重视可再生能源的发展。2009年英国公布的“碳 预算”中,提出到2020年可再生能源供应要占15%,其中30%电力来自可再生能源,相应的温 室气体排放要降低20%,石油需求降低7%。英国风力资源丰富,第一个海上风力发电站于200 0年12月开始建设,经过近10年的发展,英国已成为全球拥有海上风力发电站最多、总装机 容量最大的国家。目前英国陆、海风力发电站的电量足够供应150万家庭使用。按计划,200 9年到2012年间,英国将投资90亿英镑用于发展海上风力发电,向280万家庭供应电力。英国 政府从政策和资金方面向可再生能源倾斜,确保英国在可再生能源发展方面处于世界领先地 位。
德国2004年通过了可再生能源法,保证可再生能源的地位。确定了以下几个重点领域:① 大力发展风能,促进现有风力设备的更新换代。②将清洁电能的使用率由2004年的12% 提高到2020年的25%～30%,将热电年供的使用率提高25%。③至2020年,建筑取暖中使用 太阳能、生物燃气、地热等清洁能源比例由2004年的6%提高2020年的14%。目前,可再生能 源工业正在德国迅速发展,可再生能源占整个德国能源消费的比重在逐年提高,已由2003年 时的3.5%提高到2008年的8.7%。发电行业中使用可再生能源所占的比重在2008年时已达到17 %。
日本是世界上可再生能源发展最快的国家之一。2009年4月,日本政府推出“日本版绿色新 政”四大计划,其中对可再生能源的具体目标是:对可再生能源的利用规模要达到世界最高 水平,即从2005年的10.5%提高到2020年的20%。日本在可再生能源方面注重发展地热、风能、生物能、太阳能,尤其以太阳能开发利用为核心,提出要强化太阳能的研制、开发与利用,计划太阳能发电2020年比现在增 加20倍。为了实现这个目标,日本政府在积极推进技术开发降低太阳能发电系统成本的同时 ,进一步落实包括补助金在内的政府鼓励政策,强化太阳能利用世界前列的位置。
4.运用经济手段剌激低碳经济发展
(1)碳税。开征碳税被发达国家认为是富有成效的政策手段。碳税是一种混合型税种,它的税率 由该能源的含碳量和发热量决定,不同的能源由于含碳量和发热量不同,会有不同的税负, 低碳能源的税负要低于高碳能源的税负。近几年,英国,美国、日本、德国、丹麦、挪威、 瑞典等发达国家对燃烧产生的CO2的化石燃料开征国家碳税,如英国对与政府签署自愿 气候变化协议的企业,如果企业达到协议规定的能效或减排就可以减免80%的碳税。
(2)财政补贴。政府对有利于低碳经济发展的生产者或经济行为给予补贴,是促进低碳经济发展 的一项重要经济手段。英国对可再生能源的使用采取了一系列财政补贴措施。如英国的电力 供应者被强制要求提供一定比例的可再生能源(由2005―2006年的5.5%提高到2015―20 16年的15.4%)。与此相应,英国政府对电力供应者提供了一定补贴。丹麦在能源领域采取 了一系列措施推动可再生能源进入市场,包括对“绿色”用电和近海风电的定价优惠,对生 物质能发电采取财政补贴激励。加拿大自2007年起对环保汽车购买者提供1000～2000加元的 用户补贴,鼓励本国消费者购买节能型汽车,减少CO2排放。
(3)税收优惠。对低碳经济发展实施税收优惠政策是发达国家普遍采用的措施。美国政府规定可 再生能源相关设备费用的20%～30%可以用来抵税,可再生能源相关企业和个人还可享受10 %～40%额度不等的减税额度。欧盟及英国、丹麦等成员国规定对可再生能源不征收任何能 源税,对个人投资的风电项目则免征所得税等。[3]
总之,发达国家通过采取以上政策措施,在发展低碳经济方面的成效开始逐步体现。2006年 以来,几乎所有的斯堪的纳维亚国家(丹麦、挪威和瑞典)以及比利时、荷兰、瑞士和英国 的单位GDP碳排放增长趋于下降。瑞典和荷兰的碳排放已保持稳定,而在很难控制的运输行 业,瑞典和日本已经稳定住了碳排放。
中国发展低碳经济面临挑战
中国作为世界第二大能源生产国和消费国,第二大CO2排放国,高度重视全球气候变化问 题 。中国先后于1998年签署、2002年批准了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。 2007年6月中国实施《中国应对气候变化国家方案》,成立了由国务院总理担任组长的 国家应对气候变化领导小组,并提出在“十一五”规划(2006―2010年)期间单位GDP能耗 降低20%。在当前国际金融危机的形势下,中国也没有放松对气候变化的重视,在新增加的4 万亿刺激经济投资计划中,国家安排了5800亿元用于节能减排、生态工程等与应对 气候变化相关的项目。但是结合中国现阶段的实际情况,中国发展低碳经济还面临着严峻挑 战。[4]
第一,发展阶段的挑战。目前,中国正处在工业化发展的加速阶段,人口基数庞大,减少贫 困、发展经济、满足就业、提高全体人民的生活水平、实现国家的现代化仍然是中国面临的 最大任务。研究表明,即便实现“十一五”节能减排目标,中国也只能做到相对的低碳经济 发展。如果GDP的增长速度按9%来计算的话,即使我们每年能源强度下降4%以上,到2010年 ,总的CO2排放还会比2005年增加20%以上。这意味着中国温室气体排放总量将在一个比较 长的时期内保持持继增长的趋势。
第二,能源结构的挑战。煤炭是我国的最主要的能源,主要是我国是世界上产煤大国之一, 仅次于美国位居第二。在我国国内,长期以来形成了以煤炭为主的能源结构,到目前为止, 我国能源供应仅以煤为主,在我国能源消费中,煤炭占70%以上。以煤炭为主的能源消费结 构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。由于煤的碳密集程度比其他化石燃料要高 得多,单位能源燃煤释放的CO2是天然气的近两倍,以煤炭主为的能源结构必然会产生较 高的排放强度。
第三,技术水平的挑战。我国研发和创新能力有限,总体技术水平不高,这是我国由“高碳 经济”向“低碳经济”转型的最大挑战。尽管《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书 》要求发达国家向发展中国转让技术,但执行情况并不乐观。目前,我国与发达国家在低碳 技术方面还存在较大落差。比如,在电力行业中煤电的整体煤气化联合循环技术、高参数超 临界基组技术、热电多联产技术等,中国仍不太成熟;可再生能源和新能源技术方面,大型 风力发电设备、高性价比太阳能光伏电池技术、燃料电池技术、氢能技术等,与发达国家相 比有不小差距。[5]
第四,强制性减排的挑战。虽然中国作为发展中国家在过去的10年中暂时没有强制性减排的 任务,但是这样的时间最多不会超过2020年。伴随着我国经济的快速发展和能源需求量的持 续增长,CO2的排放量也在不断增加。国际能源机构已经预测中国经济增长的能源消耗和 CO2 排放将在2010年左右超过美国。因此国际社会要求中国参与温室气体减排或限排承诺 的压力与日俱增。
中国发展低碳经济的对策
(1)确立率先发展低碳经济的战略。从中国实际情况看,面对日益严峻的能源和环境约束,必须高度重视向低碳经济转型。各级 政府都要把大力发展低碳经济作为建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力 的重要举措,把发展低碳经济战略纳入国民经济发展总体规划,部署低碳经济的发展思路, 为低碳经济的发展提供政策、制度、资金和组织保障。要大力开展低碳宣传,提高全社会的 环境意识和节能意识,引导低碳社会生活方式,倡导公众循环消费、低碳消费,例如,提倡 开环保车、家庭节能等,实现消费方式的转型与可持续发展。
(2)积极采取强有力的经济政策手段。目前,我国低碳经济的发展缺少强有力的经济政策手段,如我国至今还没有像一些发达国家 那样对能源企业制定强制性的绿色能源比例,也没有鼓励消费者使用低碳产品的补贴。因此 ,要借鉴发达国家的已有做法,加强政策扶持,提供有利于低碳经济发展的税收优惠、财政 补贴等措施。开征碳税和推行碳交易是富有成效的政策手段,我国应考虑开征碳税,开征碳 税的结果可以极大地降低CO2的排放,而且也增加了工业的能效以及竞争力。碳排放交 易机制有利于各地区、各单位之间实现利益均衡,提高减排效率。我国要建立碳交易市场, 加强对碳交易的管理。一方面,要规范交易规则,发展碳交易的中介机构,确保合理的交易 价格;另一方面,要建立绿色能源交易机制,把碳交易与激励发展清洁能源政策结合起来, 调动全社会发展和利用清洁能源的积极性。
(3)加大可再生能源和核能的开发利用。开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。中国可再生能源资源丰富,据 有关资料介绍,我国可开发的水电资源居世界首位,我国有丰富的风能、氢能、生物质能, 海洋能等资源也居世界领先地位。但目前除水电得到相对较好的开发利用外,由于技术开发 水平、使用成本等问题,可再生能源在我国能源消费构成中不到2%,远远低于8%的国际平均 水平。因此,要集中力量,大力发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。核电是一种不 排放任何温室气体的高效和耐久能源。目前,全球核电发电量占总发电量的17.1%,发达国 家比重更大,日本的核发电已占总发电量的36%,韩国占38%,美国占29%,英国占28%,法国 占77%。但中国还以火力发电为主,燃煤的火电占总发电量的83%,水利发电占16%,核能发 电只占1.8%,核电占总电量比重与发达国家相比落后20多年。[6]为此,我国必须 从发展火电 为主转变到以发展核电为主轨道上来,加快发展核能,大幅度提高核能消费比重,并加速形 成产业化规模。
(4)加强低碳技术研发与创新。低碳经济的发展需要有坚实的基础研究做支撑。目前,我国低碳技术的研发能力较弱,为此 政府要加强对国家级研究机构的长期投入,构建起国家级的低碳技术研究机构,整合国内现 有的技术资源,协调开展基础性和公共性技术研发,并加强与企业的交流与合作,发挥政府 和企业、基础研究与产业发展之间的纽带作用;要加大清洁煤技术的开发利用。我国能源探 明储量中,煤炭占90%以上,这种“富煤贫油少气”的能源资源特点决定我国能源生产以煤 为主的格局将长期存在。因此,中国要大力发展煤炭洗选、加工转化先进燃烧、烟气净化技 术,以此来大幅度减少CO2的排放;加强国际技术交流合作,英国、美国等发达国家, 具有成熟的低碳技术,中国要通过国际协商与合作机制,促进这些发达国家对中国的技术转 让,增强低碳技术的国际引进、消化与二次创新。
(5)制定和完善有利于低碳经济发展的法律法规。要尽快建立和完善低碳经济的法律体系。发达国家在发展低碳经济的同时,都将立法作为推 进低碳经济的重要手段。我国要加快低碳经济的立法工作,为发展低碳经济提供法律保证。 要抓紧制定《低碳经济法》、《循环经济法》,制定《可再生能源法》的配套办法和标准, 对于涉及能源、环保、资源等的法律需要做进一步修改,比如《环境保护法》、《环境影响 评价法》、《大气污染防治法》、《煤炭法》、《电力法》等。通过立法、通过修改法律, 通过采取行动落实这些法律,运用法律手段推进低碳经济的发展。
(6)大力植树造林,增加碳汇。碳汇是指由绿色植物通过光合作用吸收固定大气中的CO2,通过土地利用调整和林业措 施将大气中的温室气体储存于生物碳库。据科学测定,一亩茂密的森林,一般每天可吸收 CO267公斤,放出氧气49公斤,可供65人一天的需要。在《京都议定书》正式生效后的 一系列气候公约国际谈判中,国际社会对森林吸收CO2的汇聚作用越来越重视,逐步将造 林、再造林等林业活动纳入碳汇项目。因此,我国要大力植树造林,重视培育林地,特别是 营造生物质能源林,在吸碳排污,改善生态的同时,创造更多的社会效益。
注释:
[1]任力.国外发展低碳经济的政策及启示.发展研究,2009(2)
[2]杨明钦.美国经济危机的复兴与应用清洁能源、节能技术的关系.中国能源,2 009(4)
[3]熊良琼,吴刚.世界典型国家可再生能源政策比较分析及对我国启示.中国能源,2 009(6)
[4]马建英.中国“气候”.世界经济与政治论坛,2009(3)
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【关键词】低碳消费 国际经验 启示
一、低碳消费的概述
低碳消费是以“低能耗、低污染、低排放”为特征的消费方式，减少温室气体的排放量是低碳消费的最终目标。低碳消费是可持续发展在消费领域最本质的表现，它促进着人与人及人与自然之间的和谐发展，代表着人与自然、社会经济与生态环境的和谐共生式发展，实现了代内公平、代际公平以及人与自然的公平。在全球环境资源匮乏的大背景下，我们必须要提高资源的利用率，减少资源的浪费，并且更多地使用可再生能源，应该要把有限的资源用于满足人们的基本需求。因此，低碳消费是一种更好地提高生活质量的消费方式。
二、英国的经验
（一）政府引导。
进入新世纪以后，英国成为了第一个提出低碳经济的国家，提倡在全球发展低碳经济。早在2003年，英国的政府白皮书――《我们能源的未来：创建低碳经济》就提出了到2050年要从根本上把英国变成一个低碳经济经济国家的主张，并以实现低碳经济作为英国未来能源战略的首要目标。2009年7月，英国政府颁布了《英国低碳转型计划》。与该计划配套出台的还有《英国可再生能源战略》、《英国低碳工业战略》和《低碳交通战略》等文件。英国通过政府引导，鼓励企业节能减排，公民和社会组织实行低碳消费。
根据英国国家统计局的数据可以看出二氧化碳排放的主要来源有：发电站、其他能源行业、商业和公共服务、农业和林业燃料使用等等。从1990年到2007年这期间，英国的二氧化碳的排放量由原来的592.4百万吨下降到543.7百万吨，每年呈一个递减的趋势。发电站部门在降低二氧化碳排放方面完成了最实质性的任务，该部门二氧化碳排放量减少11？%。由于英国政府制定了一系列有效的政策，从整体来说，自1990年以来，英国的二氧化碳排放量是减少的。而在这段时间，英国的GDP是保持上升的趋势，而二氧化碳的净排放量和碳浓度时呈下降的趋势。总的来说，在二氧化碳排放量已经下降时，GDP上升了约52？%，碳浓度总体下降约40%。而GDP的上升没有导致二氧化碳排放量的上升，这就说明发展低碳经济不仅可以保持经济的发展，也可以减少温室气体的排放。因此，发展低碳经济、选择低碳消费，转变经济发展模式是当今时代的必然选择。
（二）可再生能源的使用。
英国受自然条件的限制，国土面积不大而且国家被海洋包围，所以资源相对缺乏。但英国发挥其海岛国家的自然优势，在研发低碳技术上注重运用海洋资源。因此，在发展海上风能、海藻能源等低碳能源方面居于全球领先水平。2008年英国政府确定在十年内建成33GW风力发电能力的目标。其他新能源也不断发展。比如政府制定了推广太阳能的计划，补贴屋顶安装太阳能电池板。
2009年-2013年，可再生能源义务和可再生能源指令目标的每年都在提高。2013年，英国9.4%的电量由可再生能源提供，比2012年上升了2.6个百分点。2009年，英国总体可再生能源的发电量占总发电量的5.0%。2013年，比例上升了4.4个百分点，达到了9.4%。而可再生能源义务的百分比从2009年的4.8%上升到了2014年的9.7%，一共上升了4.9个百分点。虽然在有些年份所有可再生能源发电量是有所下降或者是保持平稳。但总体来说，在这十几年中所有可再生能源的发电量是基本保持上升的趋势。也就是说在这段期间，可再生能源在英国得到了很好利用。
三、对我国的启示
（一）加强政府支持与引导。
低碳消费的观念是否能够被民众所接受，政府在这个引导过程中起着重要的作用。政府应明确发展规划、完善法律法规、积极推动低碳技术的研发。首先，政府应该要以身作则，起到带头作用。例如政府官员在日常生活中就要乘坐公共交通工具，降低政府自身的运营成本。其次，政府应该完善与低碳消费有关的各项政策和制度。政府应要综合运用征税、补贴、基金、低碳财政税收政策等手段推动整个社会低碳消费生活的形成。政府可以通过制定对低碳消费实施税费优惠政策的同时，对高碳消费征收较高的税费，以税收的手段来调控节能减排，促进低碳消费环境的形成。
（二）加强企业责任。
在低碳经济发展的过程中，企业作为能源消费者也承担着重要的社会责任。政府必须鼓励企业发展低碳行业，对使用清洁能源的企业给予优惠政策，引导企业开发新能源，提高能源的利用率。一方面，企业可以通过更新设备和引进先进的低碳技术来减少能源的消耗。另一方面，企业可以为社会生产低碳消费品，使民众在购买低碳节能的消费品时有更多的选择，这样可以更深入地推动低碳消费的发展。
（三）加深公众参与的程度。
低碳消费的主体是公民，公民的参与是低碳消费的社会基础。政府应该利用社会媒体加大低碳消费的宣传力度，以促进人民的消费方式逐渐向低碳模式转变。社会媒体应该要积极宣传低碳消费的观念，普及低碳消费的知识，使低碳消费的观念深入人心。让公众认识到在资源匮乏的今天，低碳消费是一种更好地生活方式。公众在消费过程中也要发扬节约的传统美德；出行要选择骑自行车或者乘坐公共交通工具为主要交通方式；随手关灯、材料循环使用、使用环保购物袋等等。公众应该在日常生活中逐渐养成低碳的消费方式，把低碳消费行为变成一种自觉的行动。
参考文献：
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能源是人类生存的基本条件和人类社会发展的原动力。随着人类文明的进步，能源问题成为人们日益关注的焦点问题。目前全世界都在推动第二代能源系统的建设，积极试点，认真进行立法准备，抓紧开发配套相关设备。第二代能源系统具有六个方面的主要特征，一是燃料的多元化；二是设备的小型、微型化；三是冷热电联产化；四是网络化：五是智能化控制和信息化管理；六是高标准的环保水平。而其中燃料的多元化，设备的小型、微型化，冷热电联产化和环保要求则代表着能源技术发展的几个重要方向：可再生能源的开发利用、分布式供电技术的兴起与冷热电三联产系统的发展。
本文通过对分布式供电特点及其发展趋势的阐述，强调分布式供电对电力工业的重要作用，指出可再生能源为分布式供电提供了更广阔的发展前景；分布式供电技术发展的主要方向之一为冷热电三联产技术。
2 分布式供电
2.1 分布式供电概述及其特点
顾名思义，分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。这个概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布后正式先在美国推广，然后被其它先进国家接受的。当今的分布式供电方式主要是指用液体或气体燃料的内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。因其具有良好的环保性能，分布式供电电源与“小机组”己不是同一概念。
与常规的集中供电电站相比，分布式供电具有以下优势：没有或很低输配电损耗；无需建设配电站，可避免或延缓增加的输配电成本；适合多种热电比的变化，系统可根据热或电的需求进行调节从而增加年设备利用小时；土建和安装成本低；各电站相互独立，用户可自行控制，不会发生大规模供电事故，供电的可靠性高；可进行遥控和监测区域电力质量和性能：非常适合对乡村、牧区、山区、发展中区域及商业区和居民区提供电力；大量减少了环保压力。
二十世纪初以来电力行业流行的观点是，发电机组容量越大，则效率越高，单位kw投资越低，发明成本也越低，因而随着能源产业的发展，电力工业发展方向是“大机组、大电厂和大电网”。但是，在许多特殊情况下，分布式供电是集中供电不可缺少的重要补充：
分布式供电可以满足特殊场合的需求 例如，而印瞒设电网的西部熟顷地区或散布的用户：对供电安全稳定性要求较高瞅糊昭户，如医院、银行等；能源需求较为多样化的用户，需要电力的同时还需要热或冷能的供应。这种供电方式最大的优点是不需远距离输配电设备，输电损失显著减少，运行安全可靠，并可按需要方便、灵活地利用排气热量实现热电联产或热电冷三联产，提高能源利用率。
分布式供电方式可以弥补大电网在安全稳定性方面的不足 在世界上大型火电厂建设的趋势有增无减之时，电网的急速膨胀对供电安全与稳定性带来很大威胁，而各种形式的小型分布式供电系统，使国民经济、国家安全至关重要而又极为脆弱的纽带--大电网不再孤立和笨拙。直接安置在用户近旁的分布式发电装置与大电网配合，可大大地提高供电可靠性，在电网崩溃和意外灾害(例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下，可维持重要用户的供电。
分布式供电方式为能源的综合梯级利用提供了可能 在常规的集中供电方式中，能量形式相对单-。当用户不仅仅需要电力，而且需要其它能量形式如冷能和热能的供应时，仅通过电力来满足上述需要时难以实现能量的综合梯级利用：而分布式供电方式以其规模小、灵活性强等特点，通过不同循环的有机整合可以在满足用户需求的同时实现能量的综合梯级利用，并且克服了冷能和热能无法远距离传输的困难。
分布式供电方式为可再生能源的利用开辟了新的方向 相对于化石能源而言，可再生能源能流密度较低、分散性强，而且目前的可再生能源利用系统规模小、能源利用率较低，作为集中供电手段是不现实的。分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力。我国的可再生能源资源丰富，发展可再生能源是二十一世纪减少环境污染和温室气体排放以及替代化石能源的必然要求，因此为充分利用量多面广的可再生能源发电，方便安全地向偏僻、少能源地区供电，建设可再生能源分布式供电应受到高度重视。
还应指出，对目前世界能源产业面临亟待解决的四大问题：合理调整能源结构、进一步提高能源利用效率、改善能源产业的安全性、解决环境污染，单-的大电网集中供电解决上述问题存在困难，而分布式供电系统恰好可以在提高能源利用率、改善安全性与解决环境污染方面做出突出的贡献。因此，大电网与分散的小型分布式供电方式的合理结合，被全球能源、电力专家认为是投资省、能耗低、可靠性高的灵活能源系统，成为二十-世纪电力工业的发展方向。这就是说，世界电力工业已经开始向传统电力工业的模式告别，走向依靠大型发电站和小型分布式供电广泛结合的过渡的“分散式”电力系统，从而大大改善供电效率、供电品质和减轻当今电力行业对环境影响形成的负担、减少兴建和改善输配电线路。而且，由于近来美国加州供电危机的影响，国外有的观点甚至认为今后在大力发展分布式供电的情况下，大型中心电站将走向衰落。
2.2 分布式供电发展趋势
2.2.1分布式供电的主要方式
分布式发电方式多种多样，根据燃料不同，可分为化石能源与可再生能源；根据用户需求不同，有电力单供方式与热电联产方式(CHP)，或冷热电三联产方式(CCHP)；根据循环方式不同，可分为燃气轮机发电方式，蒸汽轮机发电方式或柴油机发电方式等。表1列出了主要的分布式供电方式。
在产业革命后的200年中，煤炭一直是世界范围内的主要能源，而随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例不断增加，于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升；同时，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。然而，虽然可再生能源是取之无尽的洁净能源，但其能源密度低，稳定性较差，需要蓄能调节，长期稳定运行困难，且由于技术不够成熟，可再生能源一次投资较大，经济性差；而化石能源的发电技术不仅更加成熟，而且效率更高。因此，作为分布式供电的发电技术，化石能源目前仍是国际上的主要方向。
表1 主要的分布式供电方式
发电技术
能源种类
内燃机发电技术
燃气轮机发电技术
微型燃气轮机发电技术
常规的燃油发电机发电技术
燃料电池发电技术
化石能源
太阳能发电技术
风力发电技术
小水利发电技术
生物质发电技术
可再生能源
氢能发电技术
二次能源
垃圾发电技术
一般废弃物
2.2.2 分布式供电的主要动力-微型燃气轮机
以化石能源为能源动力的分布式供电方式多种多样(见表1)。随着微型燃机技术的不断完善，微型燃机发电机组已成为分布式供电的主力。
微型燃气轮机是功率为数百KW以下的、以天然气、甲烷、汽油、柴油等为燃料的超小型燃气轮机。它的雏形可追溯到60年代，但作为-种新型的小型分布式供电系统和电源装置的发展历史则较短。
微型燃气轮机大都采用回热循环。通常它由透平、压气机、燃烧室、回热器、发电机及电子控制部分组成，从压气机出来的高压空气先在回热器内接受透平排气的预热，然后进入燃烧室与燃料混合、燃烧。大多数微型气轮机由燃气轮机直接驱动内置式高速发电机，发电机与压气机、透平同轴，转速在50000-120000rpm之间。一些单轴微型燃气轮机设计，发电机发出高频交流电，转换成高压直流电后，再转换为60Hz480v的交流电。
目前，开发微型透平的厂商主要集中在北美，欧洲有瑞典和英国。表2为部分新一代微型燃气轮机的主要技术参数。
与柴油机发电机组相比，微型燃机具有以下一系列先进技术特征：
(1)运动部件少，结构简单紧凑。重量轻，是传统燃机的1/4；
(2)可用多种燃料，燃料消耗率低，排放低，尤其是使用天然气；
(3)低振动，低噪音，寿命长，运行成本低；
(4)设计简单，备用件少，生产成本低；
(5)通过调节转速，即使不是满负荷运转，效率也非常高；
(6)可遥控和诊断：
(7)可多台集成扩容。
因此，先进的微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式供电的最佳方式，使电站更靠近用户，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。有理由相信，一旦达到适当的批量，微型燃机轮机有能力与中心发电厂相匹敌。对终端用户来说，与其它小型发电装置相比，微型燃气轮机是一种更好的环保型发电装置。
表2 新一代微型燃气轮机的主要技术参数 供应商 燃料 转速 电功率（KW） 效率（%） 压比 进口温度（ºC） 出口温度（ºC） 排气温度（ºC） 排放（NOx） 功率范围（KW） Allied
Signal 天然气 65000 75 28.5 3.7 930 650 240
柴油
丙烷 50000 70 33 3.3 870 - 200 - 30-200
2.2.3 分布式供电发展方向-冷热电三联产系统
虽然回热等有效提高微型燃气轮机系统热转功效率的手段得到应用，微型燃机发电效率己从17%-20%上升到当前的26%-30%，但以微型燃气轮机作为动力的简单的分布式供电系统的热转功效率依然远小于大型集中供电电站。如何有效提高分布式供电系统的能量利用效率是当前分布式供电技术发展所面临的主要障碍之一。
正如常规的集中供电电站可以通过功热并供提高能源利用率一样，分布式供电系统在用户需要的情况下，同样可以在生产电力的同时，提供热能或同时满足供热、制冷两方面的需求。而后者则成为一种先进的能源利用系统-冷热电三联产系统。
与简单的供电系统相比，冷热电三联产系统可以在大幅度提高系统能源利用率的同时，降低环境污染，明显改善系统的热经济性。因此，三联产技术是目前分布式供电发展的主要方向之一。
2.2.4 以可再生能源为基础的分布式供电方式的发展前景
由于矿物能源的有限性和污染性，可再生能源的利用与研究已引起广泛的重视。20世纪70年代以来，可再生能源已经引起了科学家的关注，研究和开发工作取得了重大进展和成就。进入21世界，可再生能源问题明确地摆到了政府决策者、科学家和社会各界面前，成为重点发展的热门研究课题。根据国家“863”专家委员会提供的文件，在全球资源与环境问题的强大驱动下，预计在未来10年左右的时间内，可再生能源研究将取得突破性进展。据国际能源机构预测，到2060年全球可再生能源的比例将发展到世界能源构成的50％以上。
我国可再生能源资源丰富、量多面广。例如，太阳能在我国2/3国土上的年辐射量超过600MJ/cm2，每年地表吸收的太阳能大约相当于17万亿吨标准煤的能量；而地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准媒，探明储量为31.6亿吨标准煤。效率差、密度低、不稳定等缺陷成为以往可再生能源利用的主要障碍，很难将其与集中供电相结合。通过与分布式供电方式相结合，新型可再生能源分布式发电系统可以在能的梯级利用的基础上实现效率的大幅度提高；同时，分布式发电系统对能源密度的要求也远低子集中供电方式；而且，通过与现代蓄能技术相结合，可以在很大程度上克服可再生能源不稳定的缺陷。如今，分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的动力，在供能效率和经济性的提高以及能源供给安全性方面具有不可替代的作用；而可再生能源也为分布式供电提供了更加广阔的发展前景。
可再生能源系统具有运行费用低、环保性能好等突出优势。比如，为适应北京2008年举办奥运会的要求，以及北京日趋严格的环境排放标准，我们建议在奥运村建设示范项目“太阳能与热泵高效复合能源系统”：将性能好、技术含量高的热泵技术和太阳能利用技术相结合。此项目利用太阳能等环境能源作为辅助能源，可确保奥运村对电、冷和热的供应万无一失。它充分体现了“绿色奥运”、“科技奥运”的宗旨，将有力推进北京和全国清洁能源利用的发展。该项目由于采用太阳能热水器，系统省去热水器装机负荷以及运行负荷；由于采用太阳能热水器作为冬季热泵供热的热源，实现了寒冷地区的热泵冬夏两季运行，省去了系统供热空调装机负荷。另外，该系统通过将太阳能和天然气或电能适当结合，克服了传统太阳能利用的不连续、不稳定的缺陷--夏季系统可以输出空调用冷和生活热水，冬季系统可以输出空调用热，仅太阳能环境能源的利用就使系统节电能20%-30%；年总能耗比传统技术方案降低了60%左右，节能效果非常明显。该项目设备总投资费用虽然比传统技术高20%多(其中太阳能热水器设备费约占总投资的60%)，但运行费用降低50％左右，所追加投资仅需2年左右就可全部回收。
目前，对以太阳能、地热能等为主的可再生能源的研究和利用受到世界范围的重视。随着对可再生能源的能量聚集、转化、储存和利用等方面研究的深入，无论是从环境保护的角度，还是从技术经济、社会发展的角度来看，以可再生能源为基础的分布式供电方式具有不可替代性，必将成为未来很有发展前景的供能手段之一。
2.3 我国需要分布式供电
目前我国正处在经济高速发展时期，提高资源综合利用效率，是我国能源工业能否持续支撑国家现代化建设的关键所在。我国能源利用水平距世界发达国家还有很大的差距，日益增长的电力需求远未得到满足，“大机组、大电厂、大电网”的大规模、集中式的电网供电依然是我国目前能源工业的主要发展方向。
但是，我国需要分布式供电。这是因为：
(1)我国幅员辽阔，但物产资源相对贫乏，而且经济发展不平衡。对于西部等边远、落后地区而言，由于其远离经济发达地区，形成一定规模的、强大的集中式西北电网系统需要很长时间和巨额的投资，这无法满足目前西部经济快速发展的需要。而分布式供电系统可以借助西部天然气资源丰富、可再生能源多种多样的优势，在不长的时间内，以较小的投资为代价，为西部经济发展提供有力的支撑；对于东南沿海经济发达地区，由于生活水平的日益增加，已经出现了类似于西方发达国家的对于能源产品需求多样化的趋势。与集中式供电相比，分布式供电显现了突出的优点，为解决上述问题提供-个更加圆满的方案。
(2)随着经济建设的飞速发展，我国集中式供电电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题是不容忽视的，如纽约市、台湾岛二次大停电己为我们敲响了警钟。为了及时抑制这种趋势的蔓延，只有合理地调整供电结构、有效地将分布式供电和集中式供电结合在一起，构架更加安全稳定的电力系统。
(3)纵观西方发达国家的能源产业的发展过程，可以发现：它经历了从分布式供电到集中式供电，又到分布式供电方式的演变。造成这种现象不仅仅是由于生活水平提高的需求，而且也是集中式供电方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑，随着社会的发展，我国能源产业也将面临类似的问题。因此，虽然从目前能源产业的发展情况来看，集中式供电是我国能源系统发展的主要方向，但从长远看，构造一个集中式供电与分布式供电相结合的合理能源系统，增加电网的质量和可靠性，将为我国能源产业的发展打下坚实的基础。
所以，我国近期在发展大机组、大电厂的同时，应不失时机、因地制宜地兴建分布式供电设施。可以预见，随着西部大开发的深入进行，特别是“西气东输”工程的开展，我国沿线区域和边远地区的分布式供电将得到极大的发展。
还应指出，对北京而言，这种分布式能源系统，不仅是保证2008年奥运会顺利进行所必须的，而且它将为首都经济提供一个有广阔前景的技术产业，为北京的发展做出贡献。
3 冷热电联产
3.1冷热电联产系统概述及其特点
传统动力系统的技术开发以及商业化的努力主要着眼于单独的设备，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备。这些设备的共同问题在于单一目标下的能耗高，在忽视环境影响和不合理的能源价格情况下，具有-定的经济效益。但是，从科技技术角度出发，这些设备都尚未达到有限能源资源的高效和综合利用。
冷热电联产(CCHP)是-种建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程-体化的多联产总能系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。与集中式发电-远程送电比较，CCHP可以大大提高能源利用效率：大型发电厂的发电效率-般为35%-55％，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30-47%。而CCHP的能源利用率可达到90%，没有输电损耗；另外，CCHP在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力：据有关专家估算，如果从2000年起每年有4%的现有建筑的供电、供暖和供冷采用CCHP，从2005年起25％的新建建筑及从2010年起50％的新建建筑均采用CCHP的话，到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。
3.2冷热电联产系统方案选择
典型冷热电三联产系统一般包括：动力系统和发电机(供电)、余热回收装置(供热)、制冷系统(供冷)等。针对不同的用户需求，冷热电联产系统方案的可选择范围很大：与热、电联产技术有关的选择有蒸汽轮机驱动的外燃烧式和燃气轮机驱动的内燃烧式方案；与制冷方式有关的选择有压缩式、吸收式或其它热驱动的制冷方式。另外，供热、供冷热源还有直接和间接方式之分。
在外燃烧式的热电联产应用中，由于背压汽轮机常常受到区域供热负荷的限制不能按经济规模设置，多数是相当小的和低效率的；而对于内燃烧式方案，由于技术的不断进步，已经生产出了尺寸小、重量轻、污染排放低、燃料适应性广、具有机械效率和高排气温度的燃气轮机，同时燃气轮机的容量范围很宽：从几十到数百KW的微型燃气轮机到300MW以上的大型燃气轮机，它们用于热电联产时既发电又产汽，兼有高发电效率（30%-40%）和高的热效率（70%-80%）。现在，在有燃汽和燃油的地方，燃气轮机正日益取代汽轮机在热电联产中的地位。
压缩式制冷是消耗外功并通过旋转轴传递给压缩机进行制冷的，通过机械能的分配，可以调节电量和冷量的比例；而吸收式制冷是耗费低温位热能来制冷(根据对热量和冷量的需求进行调节和优化)，把来自热电联产的一部分或全部热能用于驱动吸收式制冷系统。
目前最为常见的吸收式制冷系统为溴化锂吸收式制冷系统和氨吸收式制冷系统。前者制冷温度由于受制冷剂的限制，不能低于5℃，-殷仅用于家用空调；后者的制冷温度范围非常大(+10℃--50℃)，不仅可用于空调，而且可用于0℃以下的制冷场所。同时，氨吸收式制冷系统可以利用低品位的余热，所需热源的温度只要达到80℃以上就能利用，从而使能源得到充分合理的利用；而月氨吸收式制冷系统还具有节电、设备易于制造和维修、对安装场所要求不高、系统运行平稳可靠、噪声小、便于调节、可以在同一系统内提供给用户不同温度的冷量、单个系统的制冷量很大等优点。
4 结论
随着人民生活水平的提高，能源消费日益增长，能源动力系统愈来愈向大容量、高度集中的模式发展。然而，分布式供电是集中供电不可缺少的重要补充。它因灵活的变负荷性、低的初投资、很高的供电可靠性、很小的输电损失和适合可再生能源等特点在世界范围内越来越受到重视。
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1.1DER-CAMDER-CAM
能够以微电网年供能成本(购电成本、燃料成本、分布式能源等年值成本及运行维护成本)最低和/或CO2排放量最低为优化目标进行单一或多重目标的优化规划，可确定微电网内部分布式能源最优的容量组合以及相应的运行计划。目前该模型能够考虑光热、光伏、传统/新型发电机、CHP、热/电储能、热泵、吸收式制冷机、电动汽车等多种分布式能源和储能设施。DER-CAM中负荷模型包括纯电负荷、冷负荷、冷冻负荷、供暖负荷、热水负荷、纯天然气负荷共6类。
1.2HOMER
可再生能源互补发电优化建模(HybridOptimizationModelforElectricRenewable，HOMER)是由NREL资助开发的可再生能源混合发电经济-技术-环境优化分析计算模型，主要针对小功率可再生能源发电系统结合常规能源发电系统形成的混合发电系统进行优化。HOMER以净现值成本(可再生能源混合发电系统在其生命周期内的安装和运行总成本)为基础，模拟不同可再生能源系统的规模、配置，在一次计算中能同时实现仿真、优化和灵敏度分析3种功能。其优化和灵敏度分析算法，可以用来评估系统的经济性和技术选择的可行性，可以考虑技术成本的变化和能源资源的可用性。其能够模拟系统的运行过程，提供全年每小时各种可再生能源的发电量及系统电力平衡情况;能够详细计算系统全年燃料、环境、可靠性、电源、电网等各项成本;能给出不同限制条件下的最优化可再生能源发电规划方案。HOMER的优点在于其灵活的系统建模能力，能够对多种可再生能源、发电技术进行建模仿真，储能模型考虑了飞轮、蓄电池、液流电池以及氢储能。HOMER能够对并网型和独立型微电网系统进行建模仿真，支持基于全年8760h能量平衡仿真的系统容量优化以及参数灵敏度分析。其应用范围广泛，适用于不同规模的系统，目前已在城市、海岛、村庄、社区、住宅等规模下的可再生能源规划及电网优化设计中得到应用。此外，HOMER还能提供不同系统配置下详细的经济分析结果，但不足是作为能源规划分析软件，没有对网络进行建模。
1.3H2RES
H2RES是由克罗地亚萨格勒布大学于2000年开发的能源规划程序。该程序能够模拟不同研究场景(不同可再生能源、间歇式能源渗透率、不同发电技术)下能源需求(水、电、热、氢)、储能(氢储能、抽水蓄能、蓄电池)与供给(风、光、水力、地热、生物质、化石燃料或电网)之间的平衡。H2RES模型包括除核电外的各种热发电技术以及除潮汐能外的各种可再生能源技术，也包括不同的储能与转换技术。在进行风电、光伏和水电模拟时，需输入从邻近的气象站获得的风速、太阳能辐射和降水等气象数据，H2RES可由此输出合适的可再生能源技术参数。H2RES模型尤其适合提高海岛、偏远山区等独立型系统或与电网连接比较脆弱的并网型系统的可再生能源渗透率及利用率分析。此外，H2RES也可以作为单个风能、水力、光伏发电并网的辅助规划工具。
1.4HOGA
基于遗传算法的混合优化设计软件(HybridOptimizationbyGeneticAlgorithms，HOGA)由西班牙Zaragoza大学电气工程系开发。HOGA采用遗传算法对混合系统进行优化设计，其仿真时间为1h，在此期间所有参数都假定为常数。应用HOGA可以进行单目标或多目标优化。该软件可对组成混合发电系统的光伏发电机、风力发电机、蓄电池、水轮机、柴油或其他燃料发电机、燃料电池、电解槽、氢储罐、整流器和逆变器等组件的数量及种类进行优化，同时混合系统的控制策略和蓄电池的荷电状态设置点也可通过该软件进行优化。
1.5DCOT
联产设计工具包(Designer’sCogenerationOptimizationToolkit，DCOT)是中国科学院广州能源研究所在十余年的科研成果的基础上，研发的面向节能设计者的集成GAMS和Dest的辅助设计计算软件。软件基于数据库进行编程，具有完备的设备库和模型库，不同地区能源价格数据库，空调负荷数据库，另外还有算法库，包括线性规划、非线性规划、混合整数线性规划和混合整数非线性规划等算法。DCOT主要应用于需要进行能源优化设计(包括供电、供热和供冷)的场合。不仅可以应用于普通建筑，还可以应用于区域能源规划。在使用DCOT进行能源规划前，可以使用DEST和DOE-II的建筑热环境设计模拟软件来进行建筑模拟，得出全年、每天、每小时的冷热电负荷;并根据以上数据将全年分为几个工况，而后将各数据作为DCOT的优化设计的依据。
1.6PDMG
微电网规划设计软件(PlanningandDesigningofMicro-grid，PDMG)为天津大学在其配电网规划软件平台基础上研制的一套实用软件。该软件具备间歇性数据分析、分布式电源及储能容量优化、储能系统实现设计以及结合专家干预的技术经济比较等较为完整的微电网规划设计功能。PDMG采取流程化的微电网规划设计方法。主要包括原始数据获取与分析、分布式电源规划设计、储能系统规划设计和微电网方案评估。
2系统仿真分析软件
2.1HYBRID2
HYBRID2是由NREL与科罗拉多州大学于1996年合作开发的混合发电系统仿真软件。HYBRID2采用概率时序仿真模型，能够对风/光/柴/蓄混合发电系统进行技术、经济分析，可用于并网、孤岛混合发电系统的工程级仿真。HYBRID2仿真软件中，针对风/光/柴储独立微电网系统提出了多种控制策略，可以归纳为两大类:①柴油发电机主要扮演净负荷跟随的角色(负荷跟随)，蓄电池基本处于浮充状态，作为系统备用;②柴油发电机与蓄电池可轮流做主电源满足净负荷需求(循环充放)。净负荷是指由实际负荷减去可再生能源发电系统功率输出后的负荷值。HYBRID2是一款精确的混合系统模拟软件，模拟时间间隔可固定在10～60min之间。HYBRID2能对一个风光混合发电系统进行精确的模拟运行，根据输入的混合发电系统结构、负载特性、安装地点的风速及太阳辐射数据获得一年8760h的模拟运行结果。但其只是一个功能强大的仿真软件，自身不具备优化设计的功能，且模拟所使用的风力发电机、光伏发电机和蓄电池特征的数学模型尚未公开。与HOMER相比，HYBRID2的优点在于其更为详细、准确的系统建模能力，其元件模型、控制策略比HOMER都要详细，其概率时序仿真模型弥补了准稳态仿真模型不能考虑参数波动(如风速、负荷波动)的不足。详细的元件模型、控制策略及仿真模型，使得HYBRID2的仿真结果更加准确。但HYBRID2的系统建模灵活度不如HOMER，且不具备系统容量优化及参数灵敏度分析功能，同样没有对微电网内部的实际网络进行建模，故不适宜单独用于微电网系统的规划设计。NREL建议使用HOMER软件对混合系统进行优化设计，将优化后的结果输入HYBRID2中，使用HYBRID2对其进行进一步的性能分析。
2.2μGrid
μGrid是由佐治亚理工学院正在开发的微电网仿真工具。针对微电网设备类型繁多、结构灵活而导致微电网仿真建模工作的挑战，μGrid具备较强的建模仿真分析功能。μGrid微电网分析软件抓住了三相或单相三线制、四线制及五线制电路最关键的物理现象，同时可基于物理模型模拟负荷。该建模方法使得一系列微电网相关问题的分析成为可能，如不平衡、不对称预测和评估、不平衡不对称损失评估、杂散电压及地电位升高评估等;系统中不同元件的相互动态影响以及对系统稳定性、发电机负荷控制(频率控制)、动态电压控制的影响等。电力电子接口的设计和控制算法是动态分析的关键问题，μGrid不仅包括一些典型的控制方案，而且还可以对分布式电源制造商的控制方案建模;同时还包括分布式电源的用户安装模型(DER-CAM)，能对DG的安装位置进行优化。μGrid具有较强的微电网建模、仿真、分析能力，但不具备微电网规划优化功能。但可与DER-CAM等软件结合使用，完成对微电网的规划与仿真。
3综合对比
目前分布式能源系统方面的规划设计软件总体并不完善，不同软件的功能也有所不同。针对上文所述的规划设计软件，对其功能进行综合对比，结果如表2所示。
4发展趋势
分布式能源系统内部设备类型繁多、结构复杂、运行方式灵活，涉及风/光/气、冷/热/电等不同形式能源的合理配置与科学调度，具有极大的不确定性和复杂度。由于分布式能源的优势体现在技术、经济、环保、社会等多个方面，需从可靠性、全生命周期成本、污染物及温室气体排放水平、能源利用效率、化石燃料消耗等多个方面对系统规划设计进行综合评价。分布式能源系统规划设计需要解决的问题包括容量优化配置、网络结构优化、运行控制优化、经济性优化等。因此，系统规划设计本质上是多场景、多目标、不确定性的综合规划问题。基于目前分布式能源系统规划设计软件的发展现状，可知软件的发展存在着以下几点趋势:
(1)多目标。由于分布式能源系统自身的复杂性，导致单目标优化无法全面、有效地进行规划设计，因此单目标优化会向多目标优化发展。
(2)并/离网模式。分布式能源系统的优势之一是既可以并网运行，也可以离网独立运行，因此分布式能源规划设计软件需要考虑并网与离网两种模式。
(3)负荷多元化。分布式能源系统除包括传统的电能外，还需综合考虑冷/热/氢等不同的负荷需求，因此软件应当对负荷需求进行全面的考虑。
(4)仿真与规划结合。仿真与优化两者各有优势且互为补充，因此在开发分布式能源系统规划设计软件时，应当考虑兼顾仿真与优化的功能。
5结语
篇10
对于传统的电力系统，主要是以天然气、煤炭、石油等一系列的一次性能源作为电力系统的重要能源。随着科学技术的日益更新，可再生能源的出现逐渐大规模开始替代传统的能源系统。二者之间最为重要的差别就是前者能够进行存储，有着较为稳定的发电空间模式，电力系统的双侧供应可调可控；然而后者主要是以再生能源为主要发电能源，其有着不可存储的特性，因此不确定性就更为明显，电力系统的双侧供应可调可控性较差。新能源的出现，就是为了能够弥补可再生能源的可调可控性不足，通过新能源电力系统的独特方式和创新技术，使电力系统能够在保证可调可控更稳定的状态下，保证可再生能源得到更加安全、高效的应用。
1.1高渗透率的可再生能源
新能源电力系统中的一项重要特征就是高渗透，也是结合我国的基本国情所决定，因为我国在新能源应用方面主要集中在新疆、甘肃等地，这种格局的界定根据地理位置确定。在未来的我国新能源电力系统的主要发展形势仍然会以普遍的集中形式，包含各地分布形式为主要策略，逐渐地远离大电网输送，消除中途输送的能源浪费，从而有效地保证新能源电力系统充分地利用可再生能源。
1.2侧向供应的多能源互补
新能源电力系统的着重发展方向是能够有效利用的可再生资源，运用电源、电网、负荷等方面的技术手段实现统一的协调互动，从而保证新能源电力系统的高效运作。对于侧向供应的多能源互补，主要体现在以下两个方面：一个方面是供应，利用风能、太阳能、水能、海洋能、地热能、生物质能等，这些永不枯竭的绿色能源，配备精确的预测技术，在最大限度上使新能源电力系统得到充分地发挥，将一系列能源之间的运作形成互补，从而减少因为自身稳定性差而出现波动的问题；另一个方面是需求，利用当前电力系统中的先进技术，使所有的用电用户准确地知道自己的用电情况，根据电力系统所提供的运行状态来实时掌握价格的变化，并及时地对自身电力使用情况进行用电调节。
2新能源电力系统优化控制方法
从当前我国电力系统发展的整体状态上来看，控制方法还需要不断改善和优化，在此过程中还要遵循协调与分解的基本原则。一方面要从新能源电力系统的整体方面考虑，另一方面也要从新能源电力系统的局部自主优化考虑。在新能源电力系统的优化控制过程中，多个方面的不稳定性都将随之产生，在难度上呈现递增趋势，局部与全局的协同性问题也在增加。因此，需要在以下几个方面对新能源电力系统优化控制的方法进行分析与探讨。
2.1新能源电力系统友好型控制方法
新能源电力系统友好型控制方法相对于传统的能源形势来讲，能够提供更高的电力输出，有效地提升新能源电力系统的稳定性。新能源通过各项科学分析，依据历史数据以及天文气象等信息，利用数据分析解读可控手段和方法，因此，新能源的分析预测已经成为了调控的重要手段。对于新能源电力系统的分析预测主要是针对其功率进行控制。当前功率预测可以分为3个等级：日、小时、分钟。就当前新能源电力发展的状态看，优化控制方法的功率预测分级已经成为不可缺少的一项方式方法。在未来新能源的道路上，需要更加精细、更加优化、更加稳定的友好控制。同时，沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等一系列能源之间的互通互补也将成为重要的发展方向。
2.2新能源电力系统多源互补控制方法
所谓的新能源电力系统多源互补控制方法，主要就是利用水利能源、煤炭能源等一系列传统的发电形式中的稳定性，来协调太阳能源、风力能源等可再生能源较为不稳定的电力输出，从而在多个能源相互之间补充的情况下，使电力系统达到相对平衡的状态。但是，也基于我国的实际国情，当前较为缺乏的就是能够储能灵活的能源，因此，在我国煤炭储量位居世界第三的前提下，就需要努力提升燃煤能源，以此来对当前较为薄弱的多个可再生能源进行互补，从而提升电力系统的利用率。
2.3新能源电力系统双侧资源控制方法
相对于传统意义上的电力系统，其发电的控制方法随着新能源电力的增加，以往的单纯依靠单侧资源控制已经不能够满足当前发展的需要。随着各行各业的发展，电能负荷的需求量成倍增长，单一的供给与需求平衡逐渐被打破。因此，在当前阶段新能源电力系统双侧资源控制方法所具有的独特双随机波动性，能够有效地解决资源合理分配的问题，从而减少误差提高稳定性，整体提升新能源电力系统的利用率。
3新能源电力系统关键技术创新
新能源电力系统的技术主要是通过其结构和运行，使得电力系统能够在稳定性较低的情况下保证新能源电力系统的安全运行，因此，不断的创新和发展是新能源电力所面临的重要问题。想要实现新能源电力系统优化控制，就要实现一系列的技术创新和配套机制，以促进系统的可调控性、安全性、稳定性、信息化、自动化、智能化水平的大幅度提升。
3.1电源响应技术
应用电源响应技术，主要是在技术能力上有所突破，适时引进国外先进的新能源发电、输送以及平抑电力波动等一些新技术，以提高新能源的电力发电与应用效率，重要的是需要通过开放电网，以此来实现所有电力系统的公平接入，利用新型的电网友好型发电技术与其他多种可再生能源互补，实现与源网的协同机制，并且不断地加强和完善清理能源的补偿机制，保障清洁能源电力系统的长效发展，同时开放电网的公平接入，建立新能源电力系统发展的新机制，促进新能源电力系统在“十三五”之后全面发展。
3.2电网响应技术
应用电网响应技术，主要是由于新能源电力存在电网振动的缺陷，使新能源电力无法在电网内大力输送，这是受其系统相关特征影响而产生的电压耐受力与通电能力低的现象。可通过采用合理的低电压、高电压、不对称穿越的方式，改变系统的奔向你通过，使电力系统电网存在一定的惯性。我国的新能源建设与实际地理位置相结合，构建了全新模式的电网机构，运用国外先进的电力输送方式，从而实现各地区之间的电力系统能够进行互通，使太阳能、水能、风能、生物能等一系列的相关可再生能源实现跨区域电力交易机制，并进行系统建设，充分发展新型电网结构与先进的输电方式，进一步实现电网的先进控制与安全防御功能。
3.3负荷响应技术
应用负荷响应技术，是因为新能源电力系统对外界环境的抗干扰能力不足，在外界产生比较严重的干扰时，电力系统的安全性受到严重影响，甚至导致系统功能瘫痪，这就需要提高系统承受高峰能力。同时还应利用发电设备的集中布局优势，充分在距离使用上有所发挥。通俗来讲就是将各种动力设备以及生理组织等在单位时间内承担协同电力额定。在此方面需要建立各项能源的供需协同响应机制，重点是在科学技术与智能调控管理，各种数据分析和大数据处理技术的研发，从而能够在今后一段时期内逐渐地适应全新的新能源电力系统的双侧供应互补。
3.4云端智能综合控制技术
由于大型系统的数据来源复杂多样，控制关系又错综复杂，对系统进行既有控制效率又有实施效果的改进，成为目前主要研究的课题。通过云技术的不断发展应用，云端智能综合控制技术被应用到新能源的电力系统中，一方面数据通过云存储技术实现了自由下载与使用，这使信息互通性大大加强；另一方面，系统规划与协调运行均可通过云计算、云处理技术得以实现，有效提高了系统的协调性；还有云端综合控制技术还完成了系统的智能化管理与控制，这也大大节省了系统资源。
3.5大数据系统技术
大数据技术应用近年来很受青睐，尤其像新能源电力这样的大系统结构，可通过对能量流、物质流、信息流的控制、分配与完成进行一系列的可协调性、稳定性以及能通性的分析，使信息传递更完整，更灵活。除此之外，大数据技术还具备清理、解读、存储等多项功能，尤其是新兴的大数据融合技术与可视化技术等应用，更为新能源电力大系统提供了广阔的发展空间。
4结束语
综上所述，在今后一段时期内，新能源电力系统优化控制方法及关键技术创新发展是我国需要不断深入研讨的一项重要内容，只有真正实现电力系统多项能源互补，能源之间协调存储，才能够最大程度充分利用可再生能源，最终使得可再生能源成为我国电力系统之中的首选。
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