1世界可再生能源發展總體態勢 　　當前，世界可再生能源的發展呈現出如下特點： 　　1.1應用規模繼續擴大，成本不斷下降 　　可再生能源總體市場規模在擴大，尤其是光伏發電，繼續保持自2000年以來年增長率超過60%的勢頭，發電系統成本也有所下降。隨著風力發電技術的不斷進步，市場也在穩步增長，2005年新增裝機在800萬kW左右，基本繼續保持2004年新增裝機水平，風電成本也已經下降到5美分／kwh左右。太陽能和地熱能在建筑領域的應用，及生物質發電和液體燃料技術的應用等也在穩步上升。除了風能、光伏發電、生物質發電和生物液體燃料外，隨著國際發展可再生能源的環境氛圍越來越濃，一些自20世紀90年代以來發展緩慢甚至停滯的可再生能源技術，也在部分國家和地區開始重新得到重視和發展，如太陽能熱發電、地熱發電和海洋能發電技術等。作為新能源領域的前沿技術，氫能和燃料電池在最近幾年也是國際能源領域關注的熱點。 　　1.2可再生能源的發展得到各國政府和民眾的重視和支持，各國紛紛出臺或修訂政策和法規，鼓勵可再生能源發展 　　世界上許多國家都把發展可再生能源作為實現可持續發展的重要選擇加以重視。2005年2月，《京都議定書》正式生效，成為各國，　　尤其是歐洲發展可再生能源新的動力之一。歐洲一些國家，如西班牙、愛爾蘭等國家修訂了可再生能源政策法規。美國在2005年8月出臺的新的能源法案中也更新了支持可再生能源和氫能發展的內容。到2005年9月，全球有34個發達國家和14個發展中國家相繼出臺了不同形式的促進可再生能源發展的政策，其中有32個國家實施了可再生能源發電固定電價政策，即以高于常規化石能源發電的價格收購可再生能源電力。6個國家和26個聯邦省、州實施了可再生能源配額制度。綠電制度在歐洲一些國家以及美國、澳大利亞、加拿大和日本的部分省、州實施成功，到2005年已經有約500萬綠電用戶。同時，全球已有35個發達國家和100個發展中國家制定了全國性的可再生能源的發展目標。2005年，我國在可再生能源法規政策建設上也取得了重大進展，同年2月出臺了《可再生能源法》，2006年1月1日法律施行后，成為實施可再生能源發電固定電價政策的第6個發展中國家。在2005年11月又組織召開了有全球80多個國家參加的“2005國際可再生能源大會”，會上提出了促進全球可再生能源發展行動的《北京宣言》，我國在發展可再生能源方面的行動為世界矚目。 　　1.3可再生能源已經成為能源領域的投資熱點 　　在各國強有力的政策支持下，可再生能源在能源領域投資增長速度最快。初步統計，2005年全球在可再生能源發電領域的投資達到了300億美元以上，為常規能源電力投資的1／5。國際大的商業銀行也開始關注可再生能源，部分商業銀行已經將可再生能源作為新的主要能源投資方向。此外，國際大的傳統能源公司和機械制造公司，近幾年都有大手筆的投資和采購活動，快速介入到可再生能源領域，并進入行業的領先行列，如通用、西門子介入風電設備制造和風場開發，夏普、三洋、殼牌和英國石油介入光伏電池制造等。可再生能源已經成為能源領域的投資熱點。 　　2世界可再生能源技術研究新進展 　　2.1大型并網風電技術日新月異 　　大型并網風電技術是近幾年技術進步最快的可再生能源技術。風機的單機規模不斷增大，利用效率提高，世界上風機主流機型已經從2000年的500—1000kW增力口到2004年的2— 　　3MW，2004年直驅的4.5MW的風機進入試運行階段，2006年5MW機組已經在海上試運行，并開始10MW風機的設計。2005年底，全球并網風電裝機容量達到5900萬kW。 　　最新的技術進展是： 　　混合驅動大容量風機的設計和制造混合驅動技術是融合了傳統的通過齒輪箱驅動和完全無齒輪箱直接驅動的一種折中方案，它采用一級齒輪箱來增加轉速，但并末達到六極發電機的轉速，發電機是多極的，和直驅設計本質是一樣的，由于它更緊湊，相對來說具有更高的速度和更小的轉矩。混合驅動避免使用多級齒輪箱，與傳統的齒輪箱驅動相比，增加了系統的可靠性，而與大直徑的直驅發電機相比，通過更高效和緊湊的機艙排列使系統的體積和重量減小。混合驅動自問世以來，市場份額在不斷增長。2005年，由芬蘭Winwind公司設計和制造的單機5MW的混合驅動風力發電機組，已經開始在德國成功并網試運行。 　　正在開發用于大容量風機的模塊式的發電機系統風機的發電機系統復雜，并且由于風機野外特定的運行環境，電機系統的故障是造成停機運行的原因之一。為了提高大容量風機的電機系統的可靠性，國外一些大的風機制造企業和研究機構開始開發模塊式發電機系統，即將原有的單一電機分解為若干個電機，當某一電機出現故障時可單獨退出，不影響其他電機的運行和風機的出力。2005年德國的REPower公司和芬蘭的Winwind公司都開始進行單機15MW風機的模塊電機的研究和設計，目標是在2010年面世。 　　并網風機系統繼續向大型化方向發展2004年9月，單機10MW風機開始概念設計，2005年概念設計完成，目前處于工藝設計和制造階段，單機15MW風機也已經完成概念設計，2005年年底開始進行系統設計。專家們預言，2020年將會有20MW、30MW乃至40MW的風力發電機面世，風力發電機的制造技術將由造機器向造電站方向轉化。這一設計和制造理念的變化，是對風力發電技術的革命性變化。 　　海上風電興起和海上風機技術海上風電場是國際風電發展的新領域，開發熱點在歐洲。因為海上風速更高且更易預測，另外，歐洲一些國家陸地風力資源好的地帶的風能已經基本得到開發。在歐洲北部海域，60m高度的平均風速超過8m／s，預計比沿海好的陸地場址的發電量高20%—40%。迄今為止，歐洲已經建成14個海上風電場，主要在丹麥、瑞典、英國和德國，　　并且這些國家都制定了不同階段的海上風電發展計劃，如丹麥計劃到2030年達到450萬kW的海上風電裝機能力，瑞典計劃到2008年在南部和中部海岸建設56萬kW風電場，德國計劃到2020年在北海和波羅的海實現2040萬kW風電裝機，英國也制定了開發720萬kW海上風電的計劃。考慮到未來強大的市場需求，一些風機制造公司還針對海上的特點，對海上風電機進行了特別的設計和制造。考慮到海上風機對美觀和噪音的要求低，目前提出的設計理念是采用瘦長形的二槳葉和單槳葉，以提高轉速，降低槳葉的總成本和總重量，并且更易于安裝和施工。2005年，一些風機制造公司和設計所已經開始數個兆瓦級的單槳葉海上風機的研制。 　　2.2光伏發電技術穩步發展 　　2005年，在德國和日本兩個國家對光伏發電強有力的優惠政策的推動下，世界光伏發電市場需求強勁，全球光伏電池的生產量達到200萬kW，是2004年產量的2倍，光伏系統的安裝總量也將達到2000萬kW。2000—2005年保持年均增長率在60%以上，是產業和市場發展速度最快的可再生能源技術。 　　同期，光伏技術處于穩步發展狀態，成本雖逐年下降，但降幅不大，2005年光伏發電的成本仍在40美分／kWh左右，德國光伏發電享受50歐分／kwh的優惠上網電價。成本之所以下降慢的原因之一是產業沒能滿足急速增長的市場需求，造成光伏系統的供不應求。但更主要的原因是光伏發電技術沒有大的突破性進展。2005年，晶體硅電池的技術進步主要體現在制造工藝上的改革和改進方面，目前批量生產的晶體硅電池的效率達到17%—18%，比2004年增加了一個百分點。日本開發的等離子體化學氣相生成法的新型晶體硅電池，實驗室效率最高到26%，雖然與以前相比提高較大，但沒有形成產業化生產。在薄膜電池研發方面，新型的光化學電池(敏化電池)的研究有所進展。總體來看，2005年世界光伏發電技術進步的水平基本保持2000—2004年的速度，沒有革命性的技術突破。但在研發中的各類光伏電池的實驗室與商業化生產之間的轉換效率，都在以每年0.5%—1%的速度在增加。 　　2.3太陽能熱發電技術開始復興 　　太陽能聚焦式熱發電(CSP)是一種太陽能高溫熱利用技術，該項技術20個世紀80年代在美國發展很快，美國加州在稅收優惠政策的激勵下，建設了10座總裝機45萬kW的太陽能熱發電裝置，技術研發有一定的進展。進入90年代，隨著政策的取消，太陽能熱發電處于停滯階段。2005年，太陽能熱發電技術開始復興，國際研究和推廣活動頻繁。2005年太陽能熱發電仍然沿襲了塔式、槽式、碟式三條技術路線，原理上沒有大突破，更新和進步主要體現在具體的技術細節上。 　　目前美國、以色列、西班牙等國在該項技術方面仍處于領先地位。2004年美國亞利桑那州1MW太陽能熱發電站開始施工，是繼1990年之后首座太陽能熱發電站。西班牙在2004年把太陽能熱發電技術列入享受固定優惠電價的技術范圍，2005年已有投資者決定建設兩座50MW的太陽能熱發電站，并將于2006年建成歐洲首臺商業性塔式太陽能熱發電系統。美國、德國、意大利和澳大利亞等國也看好太陽能熱發電的發展前景，并大量投入資金和研究項目發展此項技術。 　　2.4生物質發電技術應用范圍擴大 　　生物質是目前世界上最廣泛、大量利用的可再生能源，據估計占世界一次能源供應量的 　　11%，但絕大部分都是在發展中國家通過傳統低效的火爐為農村家庭的炊事提供熱能，只有一小部分是在發達國家和部分發展中國家通過現代技術和設備進行集中或分散發電、供熱、供氣和制取液體燃料。后者代表了生物質能利用的發展方向并展現了巨大的發展潛力。 　　生物質直燃發電技術是利用在傳統的內燃機發電技術上進行設備改型而實現的技術，技術基本成熟并得到規模化商業應用。生物質直燃發電在歐洲應用普遍，2005年占非水電可再生能源發電量的70%。其技術路線為“鍋爐+汽輪機／斯特林發動機(通常為熱電聯產，即CHP)”，其中，汽輪機發電技術為常規技術，一般應用于中型以上發電系統，斯特林發動機發電技術處于技術開發和示范階段，是歐洲目前重點支持研發的生物質利用方面的主要技術。該項技術在德國、西班牙等國家的應用得到了許多優惠政策，適用單機裝機容量為20—100kW的裝置，在瑞典，利用斯特林發動機的熱電聯產技術已經滿足全國一半的熱力需求。近年來，生物質與礦物燃料(主要是煤)的混合燃燒發電得到許多研究和示范應用，研究結果指出，混燃可提高生物質發電的效率，且當生物質的比重不高于20%時一般不需對現有設備作改動，是生物質燃燒發電的發展方向。生物質氣化聯合循環發電有望提高總體能源效率，但技術仍有待于商業化。 　　厭氧發酵技術在發達和發展中國家均已得到較廣泛的應用，以處理畜禽養殖業廢棄物、工業有機廢水及城市固體垃圾中并生產富含甲烷的沼氣。生物質氣化技術常用于分散的小規模項目，把生物質(主要是農業廢棄物)高效轉化為清潔方便的合成氣。沼氣和合成氣通常用于向居民、工業、商業供應燃料或通過燃氣輪機進行發電，經凈化、重整還可用作精化工的原料和燃料電池的燃料。 　　2.5生物液體燃料技術繼續受到重視 　　生物液體燃料具有替代石油產品的巨大潛力，得到了各國的重視，主要包括燃料乙醇和生物柴油。國際油價的持續攀升，提高了生物液體燃料的經濟性，在一些國家和地區已經具有了商業競爭力。目前，巴西燃料乙醇折合成油價約25美元／桶，低于原油價格。在美國和歐洲，因采用的農作物品種和巴西不同以及人工成本高等原因，乙醇和生物柴油的生產成本在50—60美元／桶。2005年，巴西和美國仍然是燃料乙醇的生產大國，分別以甘蔗和玉米為原料，摻混汽油，占其國內車用交通燃料的50%和3%，比2004年分別提高6%和1%。美國在2001—2005年，燃料乙醇產量已經翻了一番，2005年最新的能源法案中又提出，到2010年燃料乙醇產量再增加一倍的目標。歐盟確定了到2010年生物液體燃料在總燃料消耗的比例達到6%的目標。泰國、印度、澳大利亞等30多個國家為生物燃料場提供原料，擴大了油棕櫚、大豆等的種植面積。 　　生物液體燃料方面新技術的研發，在很大程度上取決于解決生物燃料生產的原料供應問題。目前生產液體燃料大多使用的是糧食類作物，如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等，但，從能源的投入、產出分析，利用糧食類作物生產液體燃料是不經濟的。因此，利用木質纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來源和降低成本的主要途徑之一。目前已有國家在研發試驗以糖類和纖維素為原料的燃料乙醇生產技術，加拿大已經建成首家用麥稈生產燃料乙醇的工廠；殼牌投資4600萬美元，建設年產20萬t燃料乙醇的商業化生產線，德國正在開發使用木材和麥稈等生產高級柴油的技術，預計2007年實現生產。美國能源部也支持了一個投資巨大的纖維素乙醇中試及產業化攻關項目，旨在利用木材、稻草、玉米秸等纖維素廢料生產燃料乙醇，其中僅發展高效纖維素水解酶技術的公司就獲得能源部的3200萬美元的政府撥款資助。 　　3可再生能源發展前景展望 　　可再生能源因其可持續性、清潔、環保，是未來能源的發展方向。世界許多國家制定了可再生能源發展規劃和戰略目標。歐盟是世界可再生能源發展最快的地區，也是受益最多的地區。1997年，歐盟頒布了可再生能源發展白皮書，制定了2010年可再生能源要占歐盟總能源消耗的12%、2050年可再生能源在整個歐盟國家的能源構成中要達到50%的雄偉目標。2004年，主要的歐盟國家達成共識，分別制定了2010年和2020年可再生能源的發展目標，英國和德國都承諾，2010年和2020年可再生能源的比例將分別達到10%和20%。西班牙表示，2010年，其可再生能源發電的比例就可以達到29%以上。北歐部分國家提出了利用風力發電和生物質發電逐步替代核電的戰略目標，并均已付諸行動。和可再生能源巨大的資源潛力和全球的能源需求相比，目前的可再生能源開發利用量還是冰山一角，而大部分可再生能源技術已經處于準商業化的階段，今后，隨著技術的進步，成本將進一步降低。預計2020年風電和生物質能發電以及2030—2040年太陽能發電成本將降低到可以與常規化石能源電力相競爭的水平。使得可再生能源實現快速發展，從補充能源上升為世界的主導能源之一。 　　我國有豐富的可再生能源資源。2005年我國出臺《可再生能源法》以及國家制定《可再生能源中長期發展規劃》，都表明了我國政府支持推動可再生能源發展的決心和行動。2005年，我國可再生能源開發利用總量約1.5億tce，為當年全國一次能源消費總量的7%(其中非水電可再生能源利用占1%)，根據政府的規劃目標，到2010—2020年可再生能源利用總量將達到2.7億和5億tce，分別占屆時能源消費總量的11%和16%(其中非水電可再生能源利用占2%和5%)。今后我國將重點支持并網風電、光伏發電、太陽能熱利用、生物質發電和制氣、生物液體燃料等技術的研發，并促進這些技術和水電的產業化和市場發展。