我國(guó)是太陽(yáng)能熱利用大國(guó),幅員遼闊的土地上蘊(yùn)藏著豐富的太陽(yáng)能資源。目前,我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一,是全球太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國(guó)家和重要的太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)比較成熟太陽(yáng)能產(chǎn)品有兩項(xiàng):太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。
“十一五”期間,我國(guó)太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)快速、健康、持續(xù)發(fā)展,“十二五”期間,我國(guó)繼續(xù)保持太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用大國(guó)地位,向科技強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。
未來(lái)10年,我國(guó)太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)總的任務(wù)和總目標(biāo)概括為“科技進(jìn)步、擴(kuò)大應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、拓展市場(chǎng)”,至2020年,我國(guó)將進(jìn)一步提高太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)的能源結(jié)構(gòu)占有率和在國(guó)家減排40%至45%總目標(biāo)中的貢獻(xiàn)率。
《可再生能源法》的頒布和實(shí)施,為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了政策保障;京都議定書(shū)的簽定,環(huán)保政策的出臺(tái)和對(duì)國(guó)際的承諾,給太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇;西部大開(kāi)發(fā),為太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)提供巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng);原油價(jià)格的上漲,中國(guó)能源戰(zhàn)略的調(diào)整,使得政府加大對(duì)可再生能源發(fā)展的支持力度,所有這些都為中國(guó)太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)極大的機(jī)會(huì)。
2007年8月,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《可再生資源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,規(guī)劃提出,到2010年我國(guó)可再生能源年利用量將達(dá)到2.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中,水電達(dá)到1.8億千瓦,風(fēng)電超過(guò)500萬(wàn)千瓦,生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到550萬(wàn)千瓦,太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到30萬(wàn)千瓦;燃料乙醇和生物柴油年利用量分別達(dá)到200萬(wàn)噸和20萬(wàn)噸;沼氣年利用量達(dá)到190億立方米,太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)到1.5億平方米。從2010年~2020年,我國(guó)可再生能源將有更大地發(fā)展。其中,水電將達(dá)到3億千瓦,風(fēng)電裝機(jī)和生物質(zhì)發(fā)電目標(biāo)都是3000萬(wàn)千瓦,太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到180萬(wàn)千瓦;燃料乙醇和生物柴油年生產(chǎn)能力分別達(dá)到1000萬(wàn)噸和200萬(wàn)噸;沼氣年利用量達(dá)到443億立方米,太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到180萬(wàn)千瓦;太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)到3億平方米。根據(jù)規(guī)劃提出的目標(biāo),到2020年,我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)可再生能源比例將由目前的7%提升到16%。
長(zhǎng)期以來(lái),人們就一直在努力研究利用太陽(yáng)能。我們地球所接受到的太陽(yáng)能,只占太陽(yáng)表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右,這些能量相當(dāng)于全球所需總能量的3-4萬(wàn)倍,可謂取之不盡,用之不竭。其次,宇宙空間沒(méi)有晝夜和四季之分,也沒(méi)有烏云和陰影,輻射能量十分穩(wěn)定。因而發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)說(shuō)來(lái)比地面簡(jiǎn)單,而且在無(wú)重量、高真空的宇宙環(huán)境中,對(duì)設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度要求也不太高。再者,太陽(yáng)能和石油、煤炭等礦物燃料不同,不會(huì)導(dǎo)致"溫室效應(yīng)"和全球性氣候變化,也不會(huì)造成環(huán)境污染。正因?yàn)槿绱耍?yáng)能的利用受到許多國(guó)家的重視,大家正在競(jìng)相開(kāi)發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料,以擴(kuò)大太陽(yáng)能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是在近10多年來(lái),在石油可開(kāi)采量日漸見(jiàn)底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下,我們?cè)絹?lái)越企盼著“太陽(yáng)能時(shí)代”的到來(lái)。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽(yáng)能動(dòng)力裝置,其應(yīng)用十分廣泛,在某些領(lǐng)域,太陽(yáng)能的利用已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。
1974年至1997年,美日等發(fā)達(dá)國(guó)家硅半導(dǎo)體光電池發(fā)電成本降低了一個(gè)數(shù)量級(jí):從每瓦50美元降到了5美元。此后世界各國(guó)專(zhuān)家大都認(rèn)為,要使太陽(yáng)能電站與傳統(tǒng)電站(主要是火電站)相比具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力,還有一段同樣長(zhǎng)的路要走——其成本再降低一個(gè)數(shù)量級(jí)才行。
目前美國(guó)等國(guó)家建的利用太陽(yáng)池發(fā)電的項(xiàng)目很多。在死海之畔有一個(gè)1979年建的7000平方米的實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)池,為一臺(tái)150千瓦發(fā)電機(jī)供熱。美國(guó)計(jì)劃將其鹽湖的8.3%面積(約8000平方千米)建成太陽(yáng)池,為600兆瓦的發(fā)電機(jī)組供熱。今年6月,亞美尼亞無(wú)線(xiàn)電物理所的專(zhuān)家宣布,已在該國(guó)山地開(kāi)始建造其“第一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)樣板”型工業(yè)太陽(yáng)能電站。該電站使用的渦輪機(jī)不是新的,而是使用壽命已屆滿(mǎn)而從直升機(jī)上拆下來(lái)的渦輪機(jī),裝機(jī)容量?jī)H100千瓦,但發(fā)電成本僅0.5美分/千瓦小時(shí),效率高達(dá)40%—50%。
俄羅斯學(xué)者在太陽(yáng)池研究方面也取得了令人矚目的進(jìn)展。一家公司將其研制的太陽(yáng)能?chē)娝酵七M(jìn)器和噴冷式推進(jìn)器與太陽(yáng)池工程相結(jié)合,給太陽(yáng)池附設(shè)冰槽等設(shè)施,設(shè)計(jì)出了適用于農(nóng)家的新式太陽(yáng)池。按這種設(shè)計(jì),一個(gè)6到8口人的農(nóng)戶(hù)建一個(gè)70平方米的太陽(yáng)池,便可滿(mǎn)足其100平方米住房全年的用電需要。另一家研究機(jī)構(gòu)提出了組合式太陽(yáng)池電站的設(shè)計(jì)思想,即利用熱泵、熱管等技術(shù)將太陽(yáng)能和地?zé)帷⒕邮覐U熱等綜合利用起來(lái),使太陽(yáng)池發(fā)電的成本大大下降,在北高加索地區(qū)能與火電站競(jìng)爭(zhēng),并且一年四季都可用,夏天可用于空調(diào),冬天可用于采暖。
由此看來(lái),全人類(lèi)夢(mèng)寐以求的太陽(yáng)能時(shí)代實(shí)際上已近在眼前,包括到太空去收集太陽(yáng)能,把它傳輸?shù)降厍?,使之變?yōu)殡娏?,以解決人類(lèi)面臨的能源危機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,這已不是一個(gè)夢(mèng)想。由美國(guó)國(guó)家航空和航天局與國(guó)家能源部建造的世界上第一座太陽(yáng)能發(fā)電站,最近將在太空組裝,不久將開(kāi)始向地面供電。
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