專家預測,以目前的開采速度,世界慣用能源石油儲量將于2050年枯竭,煤炭儲量也僅夠開采150年。面對傳統石化能源的逐步耗竭,能源危機的步步逼近,人們期待新能源扛起新經濟發展的大旗。
早在1913年,英國海軍開始用石油取代煤炭作為動力時,時任海軍上將的邱吉爾就提出了“絕不能僅僅依賴一種石油、一種工藝、一個國家和一個油田”這一迄今仍未過時的能源多樣化原則。
中國節能減排目標則承諾:到2020年,中國非化石能源占一次能源比重將達到15%。
考慮到中國經濟發展速度對能源的迫切需求,從目前的非化石能源占一次能源比重的8.3%到承諾的15%有一定難度,水電、核電自然被擺在了主角位置。但這臺大戲光靠主角是唱不下來的,于是,太陽能、風能、潮汐能等紛紛登臺,各展風采。
水電弊端日漸顯露
1910年7月,由云南民間資本集資興建的中國第一座水電站石龍壩水電站,在昆明市郊滇池出口螳螂川上動工建設,中國人翻開了自己的水電篇章。
100年來,中國建設了4.5萬余座水電站,2010年總裝機容量達到2億千瓦,雄居世界第一。
100年來,我國水電累計發電量72990億千瓦時,相當于替代了27億噸標煤,減少二氧化碳排放約70億噸。
中國三峽新能源公司顧問李熒介紹說,“我國水電平均上網電價要比火電上網電價低0.1~0.2元/千瓦時,目前,水電投資成本約為每千瓦6000~8000元”。
但今年四五月份以來,本該是南方各地備戰防汛工作的緊要關頭,可湖北、江西、湖南等河流、湖泊眾多的省份卻出現嚴重旱情。
專家指出,是一些快速發展的地方小水電站,在干旱期間成為抗旱“攔路虎”。正當干旱季節中下游地區需要大量用水時,這些電站卻大量攔蓄水發電。南方各地的干旱,與水電站截水發電脫不了干系。
太陽能發電看上去很美
近年來,太陽能光伏電池的應用在我國西部地區逐漸擴大。國家電力公司在西藏無水利資源的地區先后建設了10座光伏電站,解決了7個無電縣的工業和生活用電,1.2萬余人從中受惠;青海及周邊地區的6萬余無電散居戶,利用便攜式小功率光伏系統解決了家庭生活用電問題;新疆則在亞歐光纜、南北疆光纜等工程必經之地的無電區,安裝了100多座無人值站的光伏電源。
太陽能光伏發電工程雖在我國許多地區投入運行,但也有其難以攻克的缺陷。比如,利用太陽能光伏發電,電池起著關鍵作用,而在太陽能電池中,硅系太陽能電池目前是發展最為成熟的,但由于硅技術被德、日、美等國家的幾個公司壟斷,太陽能電池用的硅靠進口且價格不菲,因而使其建設成本加大。
同時,太陽能光伏發電的轉換效率低,也是世界研究組一直以來沒有妥善解決好的問題。
風電勢頭迅猛有損生態
我國從20世紀80年代初就把小型風電作為實現農村電氣化的措施之一,主要研制、開發和示范應用小型充電用風力發電機,供農民一家一戶使用。
截至2010年底,中國全年風力發電新增裝機達1600萬千瓦,累計裝機容量達到4182.7萬千瓦,首次超過美國,躍居世界第一。據《中國風電發展報告2010》預測,2020年中國風電累計裝機容量可以達到2.3億千瓦,相當于13個三峽電站;總發電量可以達到4649億千瓦時,相當于取代200個火電廠。
我國風電的發展勢頭在國際上首屈一指,但風力發電對生態的損害卻不可忽視。風力發電機在運轉過程中會產生巨大噪音,干擾人類和鳥類的生活。目前的解決方案是離岸發電,但離岸發電價格相對較高;同時,風電機增速齒輪箱易損壞,維護難度大,維修成本高。
潮汐能潛力巨大氣候難成
我國大陸海岸線長達32000多公里,島嶼眾多,潮汐能資源極為豐富。據不完全統計,全國潮汐能蘊藏量為1.1億千瓦,年發電量可達2750億千瓦時,其中可供開發的約3850萬千瓦,年發電量870億千瓦時,大約相當于40多個新安江水電站。
我國雖是世界上建造潮汐電站最多的國家,先后建造了幾十座潮汐電站,但由于各種原因,目前只有8個電站在正常運行發電。
潮汐發電,由于還受到潮差的影響潮差有時可達兩倍,存在間歇性和變化性因素,遂致使其利用率偏低。同時,潮汐電站多建在港灣??冢ǔK顗伍L,施工、地基處理及防淤等問題較困難,海水對潮汐發電的設施和設備的腐蝕性太大,故土建和機電投資大、造價高,不能被廣為運用。
核能發電可挑大梁
“水電發展已接近瓶頸,至于太陽能、潮汐能、風力及地熱發電,目前雖已開始應用,但大規模地應用于工業還受到很多條件的限制。而核能因其鮮明的優勢,完全擁有與其它能源進行公平競爭的機會。”海軍工程大學核科學與工程系主任于雷教授肯定了核能發電的重要性。
核電站只需消耗很少的核燃料,就可以產生大量的電能,每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運輸量。例如,一座100萬千瓦的火電站每年耗煤三四百萬噸,而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個優勢是無污染,幾乎是零排放,對于環境壓力較大的中國來說,符合能源產業的發展方向。
鑒于近幾年中國核電的超常規發展,政府相關部門在2010年已經著手對《國家核電中長期發展規劃》進行調整。未來5~10年,我國新建核電機組將以每年5~8臺的速度遞增,成為世界核電發展的火車頭。2015年,我國核電裝機容量將達3900萬千瓦,到2020年,則可能達到8000萬千瓦,占全國電力裝機容量的5%、發電量的8%。也就是說,到2020年中國將建成40座相當于大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站,核電將成為緩解我國能源壓力的主力軍。
核電安全必須正視
2011年4月26日,是切爾諾貝利事故25周年紀念日。切爾諾貝利核電站是蘇聯時期在烏克蘭境內修建的第一座核電站,曾被認為是世界上最安全、最可靠的核電站,但在1986年4月26日,第4號核反應堆在進行半烘烤實驗中突然發生失火,引起爆炸。據估算,切爾諾貝利核電站核泄漏事故后產生的放射污染,相當于日本廣島原子彈爆炸產生的放射污染的100倍,輻射危害嚴重,導致事故后前3個月內有31人死亡,之后15年內有6~8萬人死亡,13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨,方圓30公里地區的11.5萬多民眾被迫疏散。
自今年3月中旬日本福島核電站核泄漏事故發生后,核電安全更是成為人們普遍關心的話題。核電廠的反應堆內有大量放射性物質,如果發生事故,放射性物質釋放到外界環境,勢必對生態及民眾造成傷害。
2008年我國第一座內陸核電站在湖北咸寧動工起,當地民眾反對聲一片,他們擔心:“其他國家和地區都把核電項目規劃在沿海地區,基于運用海水對其進行冷卻和排污,提升核電站的安全性。現在國家卻把核電站安在了我的家門口,感覺將一個定時炸彈放在了身邊。”
針對此問題,于雷教授表示:從沿海到內陸是核電廠建設的一個常規過程,但目前內陸建設核電廠的條件還不是特別成熟。內陸核電廠要建在大型河流或湖泊沿岸,以滿足對冷卻水的需求,而放射性廢液也會排入水體中,危及水源安全。一旦發生核事故,內陸核電廠可能產生的更大危害在于,其放射性物質進入水體后,稀釋會更加困難,將對當地乃至下游部分地 區 的 水 體 質 量造成很大影響。內陸核電廠一旦發生事故,造成的影響會比濱海核電廠更嚴重。因為我國人口密度較大,人員疏散等應急處理的難度大,對土地、水體等周圍環境的影響也要明顯高于海邊。
但于教授認為,要解決礦物能源短缺的問題,核電項目是很好的解決方式。目前我國核電技術處于較高水平,管理制度比較先進,現有核電廠的安全水平對事故有很強的防御能力。
于教授表示,日本福島核電站核泄漏事故發生后,中國民眾的總體反應恰恰表明了我國核能科技知識普及工作的欠缺,遠達不到一個即將成為核能應用大國的基本要求。一個國家決定要大力推廣核電,最重要的工作之一就是向全民宣傳普及核能科技知識。如果得不到廣大人民的支持與認可,核能發電就不可能順利發展。
責任編輯: 江曉蓓