中国可再生能源技术概览和清洁发展机制(CDM)项目潜力
可再生能源的开发和利用在中国的能源供需平衡中占据十分重要的战略地位,中国政府一贯支持可再生能源的开发和利用。目前,传统可再生能源的利用总量超过了3亿吨标准煤,小水电发电量约1000亿千瓦时,约占全部发电量的5%。包括其他资源的开发和利用在内,可再生能源开发利用总量超过12000 PJ,在中国能源结构中约占15%。 $ j, E# x% ~2 k* E( C |
1 风力发电
1.1 发展现状 ' ?' [7 r( K- d+ E( H( M( o3 j) n2 Y0 j
中国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。据中国气象科学研究院估算,全国陆地上可开发利用的风能约2.53亿千瓦(依据地面以上10米高度风力资料计算),海上可开发利用的风能约7.5亿千瓦,共计约10亿千瓦。风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿,内蒙古、新疆和甘肃河西走廊,东北、西北、华北和青藏高原的部分地区。另外,内陆也有个别风能资源丰富的地区。中国海域面积广大,海上风能资源也非常丰富,目前技术条件下可在距离海岸10公里,深度不超过20米的海域安装风力发电机组。2003年,中国国家发展和改革委员会开始组织开展全国的风能资源调查,预计花三到五年的时间得到全国风能资源的更为科学准确的数据。
7 W8 w3 O; Q0 x$ v4 n
到2004年底,全国风电装机总容量为76.4万千瓦,其中2004年新投入运行的风机容量为19.7万千瓦,年增长率达到34%,主力机型为600千瓦到1.5兆瓦。目前,中国风电装机容量位居世界第10位,此外,还约有20万台小型风力发电机(总容量约2.5万千瓦)用于边远地区居民用电。
中国已经基本掌握单机容量750 千瓦以下大型风力发电设备的制造技术,正在开发兆瓦级的大型风电设备, 2005年已经开发出样机,正在准备试生产。中国已经建成了43个风电场,掌握了风电场运行管理的技术和经验,培养和锻炼了一批风电设计和施工的技术人才,为风电的大规模开发和利用奠定了良好的基础。 # v- O2 x2 p2 Z, d( B2 a
1.2 行业减排和CDM项目潜力 7 D C) C4 }0 c) h7 b- {
风力发电是接近商业化的可再生能源技术,近期内可以大规模地应用。风电项目投资高,发电成本高,非常适合于做为CDM项目。根据国家可再生能源发展规划,到2010年和2020年,风电装机将分别达到400万千瓦和2000万千瓦。之后,风电将进入完全商业化发展阶段,2030年,装机容量可望达到1.5-2亿千瓦,成为第三大主力电源。因此,到2020年,风电CDM项目的潜力预计为2000万千瓦,年发电量460亿千瓦时,减排潜力为1100万吨碳。
2 小水电
2.1发展现状
中国的小水电资源十分丰富,根据最新水能资源复查结果,全国小水电资源技术可开发量为1.25亿千瓦,而且分布广泛,遍及全国30个省(区、市)的1600多个县(市),其中65%集中西部地区。西南地区的小水电资源占全国的50%以上。
中国政府对小水电的开发实行了积极的扶持政策,将其纳入农村电气化发展和建设规划,小水电资源已经在中国的电气化,特别是农村电气化方面发挥了重要作用,全国约有1/3的县依靠小水电作为主要供电电源。国家还在西部退耕还林和西部能源开发中,把小水电的建设作为农村能源开发和利用的重要组成部分,设立了专门的国债资金用于小水电的开发和建设。目前小水电开发量已经达到28%,装机容量3500万千瓦。中国的小水电的设计、施工、管理及设备制造在国际上处于领先地位。
2.2 行业减排和CDM项目潜力 % l: p [: m5 @' y5 T& t7 U
估计到2020至2030年期间,中国小水电资源将基本开发完毕,届时可以形成1亿千瓦的发电能力,在当时的全国电力装机中占据10%左右的比例。根据国家可再生能源发展规划,2010年和2020年中国小水电装机将分别达到5000万千瓦和7500万千瓦,年发电量1650亿千瓦时和2500亿千瓦时,可以减少碳排放4000万吨和6000万吨。
小水电是CDM项目的优先领域之一,尤其是在西南地区小水电资源丰富,国家正在实施以退耕还林和天然林保护为目的的“小水电代柴”计划,具有很大的发展潜力。现在正在云南和甘肃做两个小水电CDM项目。从2005年到2010年,预计新增小水电装机1500万千瓦,碳减排潜力1200万吨,从2010年到2020年,预计新增小水电装机2500万千瓦,碳减排潜力2000万吨。
3 太阳能
中国有着十分丰富的太阳能资源。据估算,陆地表面每年接收的太阳辐射能约为5×1022焦耳,约相当于17000亿吨标准煤。从全国年太阳辐射能总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西和陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射能量很大,尤其以青藏高原地区为最大。 ^+ O* i( |# R! J
3.1 光伏发电发展现状
中国的太阳能发电技术的开发和利用主要是光伏发电,其用户分布在工业和商业利用、边远地区供电和城市照明电源等。到2004年底,全国已经安装太阳光伏发电系统6万千瓦,其中边远地区居民供电站50%以上,每年的增长速度在20%以上。2002年到2004年,中国政府实施了“送电到乡”工程,仅通过此工程,光伏系统安装量就增加了1.7万千瓦。除了在边远无电地区得到应用外,近几年也开展了并网屋顶光伏发电的示范,取得了一定的技术和工程经验。光伏发电在工业和商业利用领域也有稳定的市场,城市照明灯具的年生产量超过了10兆瓦,占世界市场的70%。
自2000年起,光伏产业进入发展的快车道,光伏组件的生产能力从每年2万千瓦增加到10.4万千瓦,目前还有几条万千瓦级的组件生产线正在建设中。
3.2 光伏发电行业减排和CDM项目潜力 ) j- ~" n* f( b$ E7 T/ J' @
太阳能作为能源的清洁、安全和可靠的特性已为世界所公认,2030年之后可以在世界的能源结构中占据重要地位。根据中国的太阳能资源分布情况,除了四川盆地和周边地区外,大部分地区利用潜力巨大。一旦光伏发电成本具有竞争力,其在中国具有上亿千瓦装机的发展潜力。在近期内,光伏发电的应用领域仍将以为边远无电地区供电和应用为主,并开展光伏并网系统示范,2010年装机容量将达到45万千瓦。中期,沙漠和屋顶并网光伏电站将逐渐成为主角,2020年光伏装机容量将达到100万千瓦。远期,即2040年之后,光伏发电可以形成上亿千瓦装机,在发电结构中占有相当的比例。
光伏技术满足成为CDM项目的要求,到2010年和2020年,光伏发电装机将分别达到45万千瓦和100万千瓦,发电量4.5亿千瓦时和10亿千瓦时,减少碳排放11万吨和24万吨。 1 k6 k" i: A/ C! ^
3.3 太阳能热利用发展现状
中国太阳能资源的利用目前主要集中于城乡居民的热水供应,太阳能热水器技术在中国已经完全商业化,生产能力和保有量均居世界第一。2004年,太阳能热水器已经有7000万平方米的保有量,在近十年中增长率达到27%。8%的家庭用户拥有太阳能热水器。目前太阳能热水器的年生产能力为1200万平方米,企业有上千家,从业人员在15万以上。太阳能热水器和建筑结合的问题得到社会各界的广泛关注,太阳能热水器建筑一体化是今后的技术发展和应用方向。
3.4 太阳能热利用行业减排和CDM项目潜力 7 b! W$ e( z3 u, I* |
预计2010年,太阳能热水器的保有量将达到1.4亿平方米,2020年和2050年分别可以达到2.7亿和5亿平方米的保有量,分别可以替代1200亿和3000亿千瓦时的电量,替代高峰电力8000万千瓦和2亿千瓦,减少碳排放2900万吨和7200万吨。
太阳能热水器已经实现了商业化发展,因此确定CDM项目的基准线有很大难度,造成太阳能热水器项目难以满足CDM项目的要求。但是,从能源替代和温室气体减排的角度,太阳能热水器是贡献巨大的可再生能源技术,所以,应该确定新的CDM项目方法学,使合适的太阳能热水器和其他太阳能利用成为潜在的CDM项目。 : T, d* b0 ~! ~0 v& W% Q
4 生物质能 ! r! ?' w3 X$ [, P# @( \
4.1 发展现状 ! k& Y: W/ ~& S& O7 ^5 U9 [
中国的生物质能源资源主要是农业废弃物、森林和林产品剩余物及城市生活垃圾等。农业废弃物资源分布广泛,其中农业秸杆年产量超过6亿吨,可作为能源用途的秸秆折合约12000 PJ,农产品加工和畜牧业废弃物理论上可以生产沼气近800亿立方米。森林和林业剩余物的资源量相当于8000 PJ,同时随着中国退耕还林和天然林保护政策的实施,森林和林业剩余物的能源利用量还将大幅度增加,估计到2020年可达12000 PJ。能源作物是具有商业开发前途的生物能源资源,适合中国种植的能源作物品种很多,主要有油菜籽等油料作物和一些野生植物,如漆树、黄连木和甜高粱等。2020年,这几种主要资源有年产液体燃料5000多万吨的潜力,其中乙醇燃料2800多万吨,生物柴油2400多万吨。
目前,中国生物质能源的开发和利用仍然以传统的燃烧技术为主,现在,逐步发展了生物质气化、液化和发电等技术。气化以厌氧发酵技术的推广和应用为主,同时发展生物质能源的直接气化技术,目前,全国已经建成小型户用沼气池1200多万口,大中型沼气工程1500多座,年产沼气50多亿立方米。在生物质能源液化技术方面中国尚处于探索和试验的阶段,目前主要开发和利用的技术是乙醇燃料技术和生物油技术,全国已经建成南北两大乙醇燃料生产基地,形成了100多万吨的生产能力,生物油产量已经达到5万吨左右。生物质能源发电技术主要集中在糖厂的热电联产和稻壳发电,7 B: D! a7 z; [2 F b6 G6 G
其装机约200万千瓦,其他形式的生物质能源发电,例如气化发电、混合燃料发电技术的应用还不具备规模。
4.2 行业减排和CDM项目潜力
无论是兆瓦级的并网发电项目,还是几十千瓦到上百千瓦的离网发电项目,利用秸秆、稻壳等农林废弃物、蔗渣和城市生活垃圾等生物质能发电是CDM潜在项目。2004年全国装机200万千瓦,年发电量50亿千瓦时。预计2010年和2020年生物质发电装机分别达到550万千瓦和2000万千瓦,年发电量200亿千瓦时和800亿千瓦时,减少碳排放500万吨和2000万吨。此外沼气回收年利用量可以达到50亿立方米和200亿立方米,折合甲烷25亿立方米和100亿立方米,相当于减少碳排放1500万吨和6000万吨。因此生物质能源的开发利用2010年和2020年可以分别形成1700和8000万吨的碳减排潜力。
5 垃圾填埋气
5.1 行业现状
目前中国城市生活垃圾的产生量超过1亿吨,其中80%以上采取填埋方式处理。预计2010年和2020年,中国的城市垃圾产生量将分别达到1.5亿吨和2.1亿吨。2010年,约70%的垃圾采取卫生填埋方式处理,按每吨垃圾年产生80立方米填埋气计算,年填埋气产生量将达到84亿立方米。2020年,预计60%的垃圾采用卫生填埋方式处置,可收集约100亿立方米沼气作为能源使用。
到2004年底,中国有三个垃圾填埋气回收利用工程在运行,每天填埋气利用量约7万立方米,另外还有十几个项目在建设当中或进入可行性研究阶段。垃圾填埋气回收利用也开始成为CDM热点领域之一。
5.2 行业减排和CDM项目潜力
垃圾填埋气回收利用项目具有很大的减排效益,是非常好的CDM潜在项目。2010年,如果10%的填埋气可以被回收利用,则年利用总量将达到8.4亿立方米,减排甲烷4.2亿立方米。到2020年,预计50%的填埋气被回收利用,年利用总量达到50亿立方米,减排甲烷25亿立方米。因此,2010年和2020年,垃圾填埋气利用可以分别形成250万吨和1500万吨的碳减排潜力。
6 其他可再生能源
除了大规模开发的生物质能源、风力发电、小水电和太阳能资源之外,中国政府对地热资源、海洋能资源和氢能技术等可再生能源的开发和利用也给予了积极的关注,在地热发电、潮汐发电、地热采暖和制冷等方面进行了试点和示范,特别是在地源热泵技术的开发和利用,已经在中国建筑节能方面开始发挥积极作用。
总结
中国可再生能源处于快速发展阶段,一些技术已经达到或接近商业化发展的水平,无论从资源、技术和产业的角度,在近期都有大规模发展的潜力。可再生能源已经开始在中国的能源供应中发挥作用,在未来能源供应构成中可以具有举足轻重的地位。根据中国政府制定的国家发展目标,2020年可再生能源的发电比例可以达到12%,2040年之后可以达到30%或更高的水平,成为重要的替代能源。
从现在到2020年,可再生能源CDM项目将主要在风力发电、小水电、生物质能发电、垃圾填埋气利用等领域。2005年到2010年,这几类技术的新增装机将达到2500万千瓦,新增碳减排能力3700万吨;2010年到2020年,新增装机将达到5500万千瓦,新增碳减排能力10100万吨,累计形成年碳减排能力13800万吨。按项目寿命期15年计算,可以累计碳减排量20亿吨,折合75亿吨CERs。