雖然能源問題很容易被理解為產業政策問題,但從根本上看,關鍵還是在于技術路線。

對能源產業等事關國民經濟命脈的基礎產業,最重要的戰略就是確定正確的技術路線。雖然能源問題很容易被理解為產業政策問題,但從根本上看,關鍵還是在于技術路線。只有堅持正確的技術方向,再通過實施國家戰略層面的創新工程促進科研,才能逐漸過渡到市場應用,推動經濟社會持續健康發展。

能源界呼喚創新精神

當前能源行業最大的問題就是習慣抄襲模仿,不肯突破,不敢創新。完成國家能源戰略的重大突破,必須要勇于創新,簡單的照抄沒有希望。對于國外已經解決的問題,我們抄一下還可以,但對很多全世界都沒有解決的問題,比如節能減排、應對氣候變化等,就沒有了抄襲和模仿的可能,必須要立足國內實際情況進行科技創新。

面對國際能源領域的創新,我國科技界的教訓很深刻。美國人依靠頁巖氣走出了一條“能源獨立”的道路,但是這幾年我參加了無數次能源問題的討論,我們的科學家就沒有誰講過頁巖氣重要,更不要說敢去攻關了。

中國工程院院士顧國彪曾著文指出,科技界最不愿意創新,原因就在于創新要負責任,創新很累,創新很難,而且失敗了以后還有人說三道四,甚至會說是浪費國家資產要追究責任等等,因此沒人愿意干。當務之急是盡快形成鼓勵創新、支持創新的良好環境。

能源創新是國家工程

大的戰略性問題,沒有頂層設計根本不行。要占領新能源等戰略性新興產業的制高點,僅靠企業和科學家不行,必須依靠國家來推動。因為其影響的是全局性問題,所以需要從國家層面很好地規劃設計。

十八屆三中全會公布的決議明確規定,國家要投入到重大的、前瞻性的戰略性新興產業,能源產業如果不動員國家力量,僅僅靠私人力量很容易出現少慢差費的問題。當年抓原子彈和氫彈,是毛主席、周總理親自抓,當今要解決能源戰略這類大問題,同樣需要一把手親自過問。

因此,在能源發展的模式、重大技術問題上,應該成立真正權威的國家級太陽能研究院、風能研究院,由國家組織全國的科技力量進行攻關,把最優秀的人才集中起來研發可再生能源。沒有國家規模的研發,無法想象我國能在世界新能源技術的創新大戰中取得勝利。

在這方面完全可以借鑒美國的經驗,從克林頓時期的信息高速公路計劃,到小布什的氫經濟戰略,再到現在奧巴馬的綠色新政,都極大推動了美國經濟的發展。這都表明,涉及國家未來的戰略性新興產業發展,必須領導人親自過問并應制定系統方案,集國家力量推動。

發展新能源需與抽蓄聯動

中國嚴重短缺的是化石能源,但可再生能源世界一流。中國水能資源有7億千瓦,遠遠超過美國,占世界首位;中國的風能資源是全世界最豐富的,初步統計全國離地面50米高的三級以上的風能資源可開發量達到26億千瓦。中國落地的太陽能每年達到1.7億萬噸標準煤,但利用還不到總量的十萬分之一。

從現實考慮,面對最為迫切的石油安全問題,需要拓寬思路、努力創新、開源節流,通過優化能源結構,大力發展包括頁巖氣在內的天然氣來替代煤炭和石油。因此,從產業鏈角度考慮,能源科技界當下應盡早開展創新性的“天然氣加煤”的化工的技術研發。

長期來看,因為傳統化石能源總有枯竭的時候,所以中國解決能源問題的唯一辦法,就是大力發展可再生能源,需要解決的問題就是風能太陽能等新能源存在的間歇性波動。這同樣需要系統創新來解決,不僅要看到電能,還要看到熱能。現在電網面臨的突出難題,是夏季空調用電。解決這一題難的最佳方案,是迅速建立一個以太陽能為中心,以其他可再生能源為補充的專門調控高峰用電的網絡,大幅度減少火力發電機組的投資,做到可再生能源和傳統發電模式的雙贏。

從能源資源稟賦出發,因為中國有大量的山地丘陵地形和豐富的水能資源,適宜修建抽水蓄能電站。從最大限度地利用“有效”電能的角度來看,抽水蓄能電站應該與可再生能源配套,與風能、太陽能配套。因為可再生能源發電是直流不是交流,直流變交流后上網,要解決的技術問題比較多,而且如果從直流電變交流電,包括逆變系統、上網加上線路損失,損失能量可達10%~15%。與抽水蓄能電站結合,可以避免損失,省去上網的成本。這樣的優勢有兩個:一是高峰用電的電價比較高。太陽能、風能的成本往往比較高,但是如果太陽能、風能能夠跟抽水蓄能電站相結合,專門保證高峰用電的供應,從電力的調配上最為合理。二是可以充分發揮水能發電的最大優勢——啟動和關閉都比較容易,而火力發電、包括核發電,由于有“熱慣性”,不容易做到。所以應強烈呼吁太陽能、風能和水能部門,特別是修建抽水蓄能電站部門實行戰略合作。因為“太陽能+風能+抽水蓄能電站”一組合,“垃圾電”就變成了“優質電”。

第三代光伏技術:中國占領制高點

發展戰略性新興產業,有一個占領技術制高點的問題,如果你占領的是低點,就肯定發展不起來。在太陽能領域,第三代光伏發電技術就是制高點,所以一定要高度重視,抓緊發展。

過去在有關太陽能光伏電池的思維模式中,人們眼睛只看到半導體技術的演進。但原有技術已經發展到了極限,要進一步提高光伏電池的單位面積發電量,于是人們從半導體技術轉向了現代光學,希望通過跟蹤、聚光的技術,用成本較低廉的光學聚光元件,取代和減少使用成本更為昂貴的半導體材料。

第三代光伏發電技術就是在這一新思維模式下的創新發展。這一技術因為成本更低、轉化率更高,可以比較容易地解決平價上網問題。聚光的意思就是不用單晶硅、多晶硅直接受光,而是用鏡子、反射鏡或者透射鏡把光聚攏起來,聚到新一代光伏電池上面,使發電量增加。從原理上講,聚光技術比半導體技術可以做到便宜得多。

國際上有幾家大的機構在研究第三代光伏發電技術,走的是“跟蹤+高倍聚光+高效砷化鎵聚光電池”的技術路線。雖然砷化鎵的轉化率非常高,能到40%多,但是砷化鎵必須用高倍聚光才有經濟效益,帶來的散熱和抗風難題很多。另外砷化鎵的市場價格是多晶硅的兩三百倍,而且原料比較少,如果規模生產的話,會面臨原料供應的大問題。

中國科學院科學家開發、研究的第三代光伏發電技術,可以描述為“跟蹤+低倍聚光+高效硅基聚光電池”。采用的硅基光電池技術,實驗用的N型晶體硅電池轉化效率是22.5%,通過8倍聚光以后,光電轉化率增加到24.5%~25.5%,實際產出的電量遠遠超過采用現有技術路線的電池。低倍聚光的技術線路符合中國實際,是很好的突破口,有著光明的前景。這項優勢就在于,其不會完全破壞國內的單晶硅、多晶硅的生產體系,同時因為單位面積的發電量高,還可以節約大量的土地。

這一技術在我國已開始應用,在甘肅省武威地區建成的“4倍聚光+轉盤式跟蹤”的1兆瓦光伏電站,已經運行了幾年。2011年9月,在內蒙古多倫地區建設示范電站,該電站的光伏系統每瓦峰值功率售價下降到了1.6萬元/千瓦,已經接近《“十二五”太陽能光伏產業發展規劃》中提出的2015年光伏系統成本下降到1.5萬元/千瓦的目標,按10年回收期計算的發電成本,可以下降到0.7元/千瓦時。

[責任編輯:趙卓然]

免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與電池網無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性,本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。涉及資本市場或上市公司內容也不構成任何投資建議,投資者據此操作,風險自擔!

凡本網注明?“來源:XXX(非電池網)”的作品,凡屬媒體采訪本網或本網協調的專家、企業家等資源的稿件,轉載目的在于傳遞行業更多的信息或觀點,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。

如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理、刪除。電話:400-6197-660-2?郵箱:[email protected]

電池網微信
新能源
何祚庥