發(fā)揚(yáng)可再生能源和化石能源的優(yōu)勢互補(bǔ)大力推進(jìn)綠色能源

1、發(fā)揚(yáng)可再生能源和化石能源的“優(yōu)勢互補(bǔ)”，大力推進(jìn)綠色能源我非常贊成推進(jìn)綠色能源。最終解決人類能源問題，必定是用可持續(xù)發(fā)展的綠色能源來代替或取代化石能源。但是現(xiàn)有已知綠色能源，都有一些缺點(diǎn)：有些是總量不足，如生物質(zhì)能、水能；有些是技術(shù)開發(fā)困難，如地?zé)崮?、波浪能；有些是價(jià)格比較昂貴，如風(fēng)能、太陽能。在發(fā)達(dá)國家，風(fēng)能發(fā)電成本已比火力發(fā)電更為低廉，但重大缺點(diǎn)是“有風(fēng)有電，無風(fēng)無電”，年發(fā)電只能20003000小時(shí)。太陽能的發(fā)電成本，就更為昂貴，在中國約是火力發(fā)電的10倍。當(dāng)前在綠色能源的研究和發(fā)展方面，其主導(dǎo)思想是力求“改進(jìn)技術(shù)、降低成本”，謀求最終取代或替代化石能源。但我以為，更重要的是發(fā)揮各類能源

2、的質(zhì)量數(shù)量，實(shí)施優(yōu)勢互補(bǔ)，綜合發(fā)揮各不同性質(zhì)能源所應(yīng)起的作用。下面試舉一例：能源有高品位和低品位之分。凡較易轉(zhuǎn)化為電能的為高品位能源，較難轉(zhuǎn)化為電能的為低品位能源。我國是“以煤為主”的國家。在一次能源消耗中，煤約占70%，主要是用來供熱；在電力裝機(jī)中，煤電約占73%，煤的作用也是通過供熱產(chǎn)生高溫、高壓的水蒸汽，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電。然而，正如已故工程熱物理所所長吳仲華院士所指出：利用熱能的基本準(zhǔn)則， “溫度對口，梯級利用”。否則將出現(xiàn)“大浪費(fèi)”，高品位的煤，承擔(dān)著低品位的職能?？砂l(fā)電的“煤”，卻用作室溫為2327度的供暖。在當(dāng)前條件下，優(yōu)先要解決的是能源領(lǐng)域里的“大浪費(fèi)”。其實(shí)，不僅在室內(nèi)供暖，在各

3、種工業(yè)鍋爐供暖、供氣，甚而在高超臨界火力發(fā)電機(jī)組的高效率發(fā)電過程中，也存在著上述 “大浪費(fèi)”。因?yàn)?發(fā)電機(jī)組往往用“煤”從加熱冷水開始，逐步加溫產(chǎn)生高溫高壓水蒸汽。但“加熱冷水”完全可用各種低品位的熱能，尤其是廉價(jià)的太陽能供熱來取代！或者說，熱能利用問題上，要“溫度對口，優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，梯級加熱，梯級利用”。所以，在中高溫鍋爐的設(shè)計(jì)，在火力發(fā)電技術(shù)上，應(yīng)發(fā)展“兩步走”的升溫技術(shù)。第一步，用廢熱等廉價(jià)的低品位的熱源升溫，第二步利用高品位的煤，繼續(xù)升溫到所需溫度。當(dāng)前最值得注意發(fā)展的技術(shù)是，第一步利用廉價(jià)、豐富但品位較低的太陽能，將水加溫成為160200度的水蒸汽。第二步利用高品位的煤繼續(xù)將上述中低溫的

4、水蒸汽，加溫到高超臨界機(jī)組所需高溫高壓的水蒸汽，推動渦輪機(jī)組發(fā)電。這一“兩步走”的戰(zhàn)略，將能做到煤和太陽能的“雙贏”。首先可大量節(jié)煤，可大幅度減少溫室氣體排放，但又“高效率”地發(fā)揮了煤的優(yōu)良性能；其次是大幅度彌補(bǔ)了太陽能的嚴(yán)重缺失，時(shí)間上的間隙性和低光電轉(zhuǎn)化率。太陽能熱水器是解決上述“浪費(fèi)”的重要途徑。我國發(fā)展的直插緊湊式真空管太陽能熱水器，每度熱供熱成本是0.25元，其技術(shù)水準(zhǔn)居世界前列；而國際上流行的承壓式平板熱水器，每度熱供熱成本是0.95元。2006年底全球太陽能熱水器約安裝1.68億m2，我國是9000萬m2，占世界產(chǎn)量的53.6%，也居世界第一。我國有已建屋頂面積100億m2。如果

5、實(shí)現(xiàn)人均1 m2的熱水器，僅占屋頂面積的13%，可完全解決生活熱水的要求，可取代2.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤！不幸，現(xiàn)有熱水器僅能提供70-90度熱水，未能提供供熱和供冷的“空調(diào)”（注：這是夏季嚴(yán)重缺電主因）所需150度水蒸汽。更大量需要的是工業(yè)鍋爐提供的120-200度的蒸汽?！皟刹阶摺钡纳郎丶夹g(shù)，也需要有價(jià)廉而潔凈的120-200度的蒸汽。為什么現(xiàn)有熱水器僅能提供70-90度的熱水？原因在于現(xiàn)在有真空管式太陽能熱水器，所采用的是1倍太陽加熱的技術(shù)，真空管能大量減少傳導(dǎo)和對流的熱損失，但卻不能減少輻射熱損失，也不能減少管道輸熱損失！但如果采取低倍聚光加熱技術(shù)，將能廉價(jià)地產(chǎn)生壓力為3-5大氣壓，溫度為15

6、0-180的水蒸汽。原因是：1）低倍聚光加熱將有效地縮短了加熱時(shí)間，同時(shí)也就減少了包括輻射在內(nèi)各種熱損失；2）同樣的管道，將能比1倍太陽能加熱的熱水，輸運(yùn)好幾倍的熱量；3）但是，低倍聚光加熱技術(shù)，遠(yuǎn)沒有高倍聚光（如100-300倍）所必然伴隨的高溫、高壓所帶來的材料、結(jié)構(gòu)、長期持續(xù)穩(wěn)定工作的種種困難。已有初步產(chǎn)品生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)證明，這類中低溫蒸汽發(fā)生器的供熱成本可下降到0.1元/度熱，僅為真空管太陽能熱水器供熱成本的1/2.5?，F(xiàn)在我國正在示范推廣的超超臨界發(fā)電機(jī)組的熱電轉(zhuǎn)化率約為45%，每度電耗煤300克標(biāo)準(zhǔn)煤/度電。當(dāng)前我國動力電煤煤價(jià)約是500-1000元/噸煤，黑市已飆升到1500-200

7、0元/噸煤。（注：最近由于金融危機(jī)，價(jià)格有大幅度回落，但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，化石能源價(jià)格的持續(xù)上漲將不可避免?。┯捎趧恿﹄娒簝H含70%的標(biāo)準(zhǔn)煤；所以，當(dāng)前高超臨界機(jī)組發(fā)電，如按調(diào)撥價(jià)5001000元/噸煤計(jì)算，僅動力煤所占成本就高達(dá)0.21-0.42元/度電。由手冊可知，從冷水加溫到160度，約需650卡/克，進(jìn)一步加熱到560度，約是200卡/克。但是，由低中溫太陽能供熱所輸入熱能，其熱電轉(zhuǎn)化效率同樣高達(dá)45%；“兩步走”加熱的節(jié)煤率，可高達(dá)650/850=76%！如果令太陽能供熱取代75%的煤，假設(shè)熱電轉(zhuǎn)化率是45%，蒸汽發(fā)生器壽命是15年計(jì)，易算出其混合燃料成本是0.26-0.31元/度電；如果使用壽命是20年，其混合燃料成本將是0.210.26元/度電。當(dāng)前國內(nèi)外煤價(jià)均有