環境污染和氣候變暖威脅到人類生存,使世界能源消費和發展方向由化石能源轉向清潔能源。許多國家都將可再生能源作為新一代能源技術的戰略制高點和經濟發展的重要新領域,投入大量資金支持可再生能源技術研發和產業發展,其中中國近年來在新能源領域的投入十分巨大。
一、我國新能源產業發展背景
中國是全球最大的發展中國家,也是全球人口最多的國家,但中國的能源供應卻相對緊缺,而且能源消費結構不合理。據BP發布的統計數據顯示,2015年中國共消費能源30.14億噸油當量,占比22.9%,為全球最大能源消費國。從目前全球能源消費結構來看,煤炭、石油和天然氣三足鼎立。而中國依舊高度依賴對煤炭的消耗,煤炭在我國能源消費中占比高達63.72%,遠高于全球29.21%的水平。因此,借助全球能源消費的轉型升級,中國持續發力新能源,有其必然性和緊迫性。
新能源又稱非常規能源,是指傳統能源之外的各種能源形式,包括太陽能、風能、生物質能、核能、地熱能、氫能、海洋能等。新能源一方面作為傳統能源的補充,另一方面可有效降低環境污染。
在我國《可再生能源發展“十三五”規劃》中,明確“十三五”期間在可再生能源領域的新增投資將達到2.5萬億元,比“十二五”增長近39%。在國際能源變革的大趨勢下,依靠可再生能源的大力投入,中國不但將持續提升自身的能源安全,緩解日益嚴峻的環境問題,還將在世界能源市場上扮演更加重要的角色??稍偕茉词侵袊腔茉吹闹髁?,也是中國未來能源轉型的重要依托。
二、我國新能源產業短板
近幾年,我國新能源產業發展迅速,10年時間內就完成了從起步到世界第一的過程。截至2017年底,我國風電裝機約180GW,光伏裝機約120GW,均居世界第一。
雖然我國在新能源領域快馬加鞭,部分產業也已經具備相當規模,但與發達國家相比仍然有不小差距。中國新能源產業存在多項短板,如果這些短板不除,中國新能源產業恐怕很難真正達到世界領先。
首先,高投入低產出問題嚴峻。新能源畢竟是能源領域的新事物,發展初期必然在技術、規模等方面存在劣勢。與傳統能源相比,新能源技術相對復雜,整體規模偏小,所以單位投資成本并不具備可比性。假設燃煤發電成本為1,核能發電成本略高于煤電,生物質發電成本則為1.5,風力發電成本為1.7,太陽能光伏發電成本甚至是燃煤發電成本的10倍以上。雖然我國風電、太陽能在建裝機量全球領先,但在風電領域,我國風電機組的平均利用率僅為20%,明顯低于25%~30%的國際平均水平。
其次,國內市場不成熟。雖然近年來政府出臺一系列扶持新能源發展的政策,但我國新能源市場依然集中在海外,國內市場成熟度較低,也就無法對拉動新能源發展形成反作用力。據報道,2012年中國光伏產能在全球中的占比高達80%,而國內光伏市場在全球的占比不足1%,供需失衡局面可見一斑。
再次,核心技術對外依賴嚴重。與發達國家相比,我國新能源產業起步相對較晚,基礎研究薄弱,創新能力相對偏低,產品質量不穩定,無法滿足高端需求。核心技術空心化問題,在我國新能源的快速發展過程中越發突出。不掌握核心技術,將受制于人,從而限制未來我國新能源產業層次的提升。
此外,我國新能源產業還面臨產業體系不健全,產能過剩與不足并存,配套設施不完善,政策法規不全面等問題。
三、我國新能源產業智能化案例
新能源產業要想實現更高質量發展,必須擁有更智慧的大腦。當前世界能源格局深刻調整,隨著物聯網、人工智能、大數據等信息技術與能源技術深度融合,智能、智慧、共建、共享的能源新模式新業態必將深刻改變傳統的能源生產與消費方式。風電、光伏、生物質能等新能源產業催生了一批優秀企業誕生,并成為國際知名新能源開發、裝備制造及智慧能源管理運營的領軍者。
1、風電行業
風電制造業,是一個綠色產業與傳統工業相結合的、年輕的新能源行業。目前,風電智能化也正被業內津津樂道,國內許多風電巨頭“聞風而動”。江蘇金風科技有限公司率先邁開了這一步,在江蘇實施了首個集風電、光伏、儲能、智慧能源管理等技術為一體的智能微電網示范項目。據了解,該項目總容量2.196兆瓦,包含一臺2.0兆瓦風機、一臺100千瓦風機和一臺96千瓦光伏發電機,配有鉛碳蓄電池以及金風科技自主研發的能效管理系統。
智能微電網是分布式能源最有效的技術集成方式,它可以將分布式電源、儲能系統、負荷特性有機結合起來,通過能量管理系統增強與電網的互動,也可對用戶的用電負荷實時監控,根據用戶實時用電負荷情況,通過能效管理系統,指導科學用電,智能自主調節發電設備和輸變電設備,從而提升用戶電能質量和用電效率。如今該項目年發電量為440萬千瓦時,所發電量供應園區企業使用,自用率達95%,為企業平均每年節約電費支出48.52萬元。
2、光伏行業
提倡光伏智能制造既能節省勞動力成本,保持我國逐漸失去人口紅利后在制造業方面的優勢,又能實現制造業產品品質的提升,實現制造業向智造業的轉變。
天合光能股份有限公司這幾年陸續對生產車間進行了自動化改造,互聯網、物聯網等信息技術融入到光伏組件生產制造過程中。從2016年開始,天合光能還設立了年度綜合能耗目標,并按月度進行考核和獎勵,從而推動行為節能,實現企業生產的“零”排放和綠色循環的“零”碳生產。此外,天合光能又成立了新能源物聯網產業創新中心,計劃在未來投入10億元,構建一個集發電儲能技術、智能終端、能源管理和能源云技術等于一體的新能源物聯網創新體系。
3、生物質能行業
目前,世界上技術較為成熟、實現規模化開發利用的生物質能利用方式主要包括生物質發電、生物液體燃料、沼氣和生物質成型燃料等。我國生物質能資源豐富,具有巨大的發展潛力,已呈現出規?;l展的良好勢頭。
江蘇貝斯爾精密機械(無錫)有限公司與科研院所合作,歷時5年,消化并吸收國內外多年的生物質顆粒固化成型技術,自主研發出新一代生物質顆粒固化成型高智能化成套設備———BSR系列高效制粒機。該設備在國內首創顆粒機的智能化和自動化,能夠保障設備出現極低的故障率;壓錕軸承外置獨立封閉潤滑和整機多項智能監測系統的獨特設計,可使機臺確保24小時免黃油連續不停機工作;生產成本低———在同等工況下,比傳統的顆粒機可以優惠50~60元/噸。不僅如此,公司還注重借助大數據等新興信息手段,不斷升級智能化系統,時刻監控運行狀況,做到自我診斷,預警故障,從而降低故障率等,也為生物質能產業提供了可借鑒的思路。