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庞名立 的个人博客

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你真的以为自己明白什么是新能源吗

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注意!新能源是New Energy,不是Renewable Energy。当然,纠结概念并没有太多意义,但这却可以让我们从另一个角度,重新认识了那些隐藏在化石能源中的“新能源”。读完能源数据帝庞老师的这篇文章,你会对包括煤炭在内的化石能源都会有新的认识!

【无所不能 文|庞名立】新能源(New Energy)相对于常规能源而言。常规能源,又称“传统能源”,是指开发利用技术成熟,并已被广泛使用的、在经济上合理的能量资源,如原煤、原油、天然气、水力发电和核能发电等,目前可再生能源已经商业化,也把再生能源归于常规能源,也就是说是商品能源。

新能源是当前广泛追捧的新概念,沾上了就时髦了,但是对新能源的解释就麻烦了,至今没有一个公认的定义。常规能源与新能源之间没有明确的界限,随着技术经济的进展,新能源不断过渡走向常规能源,但是各国的情况有所不同,差别极大,如页岩气在美国属于常规能源,在中国则为新能源,如果中国得以大幅度开采,价格合理,产品能够市场销售,中国页岩气摇身一变为常规能源。以铀为核燃料的核裂变在世界上属于常规能源,可是在无核能发电的国家就成为新能源。因此,究竟谁是新能源?

先说说容易和新能源混淆的可再生能源

可再生能源是什么?很容易解释,但不能解释为非常规能源。可再生能源指能够重复产生的天然能源,即不会随它本身的转化或人类的利用而日益减少,如太阳能、风能、生物质能、水力发电(大水电和小水电)、地热能和海洋能。

从2010年起,《BP世界能源统计评论(BP Statistical Review of World Energy)》根据可再生能源商业化的进程,已经把商业化的可再生能源列入世界一次能源消费结构,也就是说,不能再把可再生能源视为新能源了,见表1。

由于大型水力发电在再生能源中占很大的比例,都是把大型水力发电从再生能源中分离出来讨论。因此,

·可再生能源 = 水力发电+其他再生能源

·非化石能源 = 水力发电+其他再生能源+核能

非化石能源,也称为绿色能源或清洁能源,它是能源发展的方向。这样,可以把表1计算得表2。可以看出再生能源或非化石能源在一次能源消费中进展比天然气和原煤快,当然比逐年降低的原油和核能更加快。

不能说可再生能源都是新能源

生物质能即可发电,也可生产生物燃料,但其他的可再生能源均以发电形式来表现。根据REN21(21世纪可再生能源政策网络)2015年的报告,2014年再生能源发电新增容量超过燃煤发电和燃气发电新增容量的总和。其中大型水力发电和陆地风电场的电力生产成本比传统的燃煤发电成本低;光伏发电的成本也在快速降低,再把风力发电和光伏发电列为“刚开发利用,但限于当前技术、经济水平尚未广泛推广的新能源”,有些不恰当了。

表3是根据2010年至2015年REN21的《可再生能源全球现状报告(Renewables Global Status Report)》汇集整理出来的表格。根据这张表可以看出,化石燃料发电在逐年降低,而再生能源发电却在逐年上升,其中水力发电(大水电和小水电)和风电场比例最高,其次为生物质发电。(单位换算:1 TWh=10亿度)

实际上,在可再生能源中,既有常规能源也有新能源。譬如太阳能(主要是光伏发电)和风能发电在许多国家占据明显地位(见表4),已经不能算新能源了,但是聚焦热发电(solar thermal power)由于发电成本太高,只能为新能源。风力发电在中国已经超过核能发电了,怎么也不能称为新能源,因此,如果单纯从能源品种来划分新能源很困难。

地热能在中国占国家电力生产的比例几乎忽略不计,可算新能源;可是在肯尼亚(51.0%)、冰岛(30.0%)、菲律宾(27.0%)、萨尔瓦多(25.0%)等的国家电力生产的比例中占很大的份额,只能算常规能源。

在可再生能源中,海洋能真算得上新能源,开发利用得很少。海洋能有五种形式:潮汐能、波浪能、洋流能、海洋温差能和海水盐差能。根据国际能源署海洋能系统(IEA-OES)资讯,海洋能年总发电量理论值最高可达93 100TWh/年。

核能发电是指利用铀为核燃料进行链式核裂变(Fission)反应来发电,属于常规能源;但核聚变(Fusion)尚未工业化,属于新能源。

氢能如果从化石燃料制取,不但浪费能量,而且增加碳排放;氢能应该从再生能源产生电力再由电解水制取,整个过程碳排放趋于零。

液化天然气只是天然气的一种运输形式,不属于新能源。

化石燃料中也有新能源 !

人们把新能源的眼光聚焦在可再生能源,甚至把可再生能源就称为新能源,实际上化石燃料中也有至今还没有敢碰的新能源,如天然气水合物(可燃冰)、地压气(geopressured gas,指深层超压含水带中的天然气)、地压油(geopressured oil)。这种新能源在地下蕴藏极为丰富。

尽管媒体经常报导化石燃料的资源量,那不是可以采出的数量,采收率很低的,一次采油只约有30%,三次采油最高不过60%;天然气好一些,采收率最高也不过60%;页岩气就更加低了,一般在10%以下。

当其技术进步能够进一步开采出来,就是新能源;如果价格合理能够市场销售,又变成常规能源了。

还有这些新型运作方式中暗藏的新能源!

尽管再生能源利用大幅度提高,但在一段相当长的时期仍然以化石燃料为主,特别是燃煤发电。根据国际能源署(IEA)2012~2015年报导的《Key World Energy Statistics(关键能源数据统计)》明显看出,燃煤发电一直保持在40%左右,其发电量不是降低,而是增加。

燃煤发电是火力发电主要的一种,如果按照常规的发电方式,其发电效率只有30%,这是常规能源;如果技术改进,采用联合循环发电其发电效率可提高到50~60%,进一步采用热电联产又可提高到60~85%。这部分从旧有技术挖掘出来的能源,称为新能源。当其常态化,又反被叫常规能源。

又如能源互联网。能源互联网的实质是将小规模生产的再生能源连接起来,合理分配,共享共用,这就是开发了新能源。

因此,如果能使目前主力化石燃料的效率有大幅度提高,能大幅度减少二氧化碳排放的能源,即实现传统能源的更新换代和高效利用,都可以算作新能源。

新能源以温室气体减排为标准,注重资源开发和节约、环境保护、能源综合利用效率,出现的新技术、新市场、新机制和新交易。如:

(1) 提高发电效率 指对集中式传统发电方式的改进,以提供发电效率,减少温室气体排放,包括热电联产、清洁煤技术;

(2) 灵活的供电网 由于可再生能源区域性供电,使得供电网络费用降低,线路改变,降低了输电损耗;

(3)电力储存;

(4)提高能源效率和能源节约。

结 语

新能源至今为止没有一个明确的概念,但不能把新能源局限在可再生能源。可再生能源中的风力发电、光伏发电等已经常态化了,还有一些新技术在开发,如海洋能开发、人工光合作用开发(模仿自然界植物进行光合作用原理,仅用阳光、水和二氧化碳,即可将太阳能转换为氢气、甲醇或乙醇等化学燃料)。传统的化石燃料利用还有一段相当长的时期,不可避免地要求减少碳排放并提高热效率的运作方式,如联合循环发电、热电联产、能源互联网等,因此,新能源应该定义为:新能源是指在新技术基础上和新的运作方式下开发利用的能源,这种能源当其常规化即转化为常规能源。

巴黎气候变化大会指出,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。无论您同意不同意这种提法都无关紧要,但是都必须采取减少碳排放并提高热效率的方式进行。


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