《新能源與發(fā)電技術(shù)》課件第1章

第1章新能源和可再生能源概述1.1能源的定義與分類1.2新能源和可再生能源的含義、特點與種類1.3新能源與可再生能源的發(fā)展概況1.4中國資源的消費量【內(nèi)容摘要】

本章分析了新能源和可再生能源的概念，明確了新能源和可再生能源的定義，并介紹了新能源與可再生能

【理論教學要求】

了解新能源及其發(fā)展。

【工程教學要求】

參觀小型新能源實驗室，制作一個微型風能或太陽能發(fā)電電源，激發(fā)學生的學習興趣。 1.1能源的定義與分類

什么是能源？能源就是向自然界提供能量的物質(zhì)，包括礦物質(zhì)能源、核物理能源、大氣環(huán)流能源、地理性能源等。能源是人類活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。從某種意義上講，人類社會的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進能源技術(shù)的使用。在當今世界，能源的發(fā)展，能源和環(huán)境，是全世界、全人類共同關(guān)心的問題，也是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要問題。

能源給人類帶來了光和熱。從廣義上講，地球上的所有能源都來源于太陽。太陽光照耀地球，地面上的水蒸發(fā)而上升到大氣中，然后變成雨，就形成了河流中的水能。太陽光照耀地球，地面上的空氣受熱不同，溫差形成氣流，就形成了風能?；茉?煤炭、石油、天然氣)是遠古時代的生物變成的，而沒有太陽，就沒有生物，因此，化石能源也來源于太陽。海洋能中,一方面是風能形成的波浪能，風能也來源于太陽，另一方面，潮汐能是太陽、地球、月亮共同作用的結(jié)果，也與太陽有關(guān)。在宇宙大爆炸時，太陽系形成過程中，地球同時形成，而地熱能、核能是在地球形成過程中形成的，因此地熱能、核能也與太陽有關(guān)。因此，不論地球上的哪種能源，都與太陽有關(guān)。

能源是整個人類世界發(fā)展和經(jīng)濟增長的最基本驅(qū)動力，是人類社會賴以生存的最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。

《能源百科全書》中能源的定義為：“能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光熱、動力等任意形式能量的載能體資源”?！赌茉丛~典(第二版)》對能源的解釋是：“能源是可以直接或通過轉(zhuǎn)換提供人類所需的有用能的資源”，世界上一切形式能源的初始來源是核聚變、核裂變、放射性源以及太陽系行星的運行。

上述各種能源的定義有一個共同點：能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換能量的源泉?！赌茉丛~典(第二版)》把世界上的能源分為11種不同類型:化石能源(煤炭、石油、天然氣)、水能、核能、電能、太陽能、生物質(zhì)能、風能、海洋能、地熱能、氫能、受控核聚變，這是能源的基本形式。此外，人們還可以根據(jù)不同的形式，從不同的角度，把能源劃分為各種不同的類型。

(1)從是否可再生角度可劃分為可再生能源和不可再生能源。前者是指在自然界中不斷再生并可以持續(xù)利用的資源，主要包括太陽能、風能、水能、地熱能、生物質(zhì)能等；后者是指經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法再生的能源，包括原煤、原油、天然氣、油頁巖、油砂礦、核能、煤層氣等。

(2)從其物理形態(tài)是否改變角度可以劃分為一次能源和二次能源。前者是指從自然界取得的未經(jīng)任何改變或轉(zhuǎn)換的自然能源，如原油、原煤、天然氣、生物質(zhì)能、水能、核燃料、太陽能、地熱能、潮汐能等；后者是指一次能源經(jīng)過加工或轉(zhuǎn)換得到的能源，如煤氣、焦炭、汽油、煤油、電力、熱水、氫能等不同形式的能源。

(3)從是否進入商品流通環(huán)節(jié)角度可以劃分為商品能源和非商品能源。前者是指作為商品流通環(huán)節(jié)并大量消耗的能源，目前主要指煤炭、石油、天然氣、電力等常規(guī)能源；后者指不經(jīng)過商品流通環(huán)節(jié)而自產(chǎn)自用的傳統(tǒng)常規(guī)能源，如農(nóng)村的薪柴、秸稈等。

(4)從對自然環(huán)境產(chǎn)生污染程度的角度可以劃分為清潔能源和非清潔能源。對自然環(huán)境污染大的能源稱為非清潔能源，包括煤炭、石油等；對自然環(huán)境無污染或污染小的能源稱為清潔能源，包括天然氣、水能、太陽能、風能和核能等。當然，這里提到的無污染以能源相對干凈使用為前提。

(5)從目前開發(fā)與利用狀況角度可劃分為常規(guī)能源和新能源兩類。到目前為止，已被人們廣泛應用，而且使用技術(shù)又比較成熟的能源，稱為常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、水能及傳統(tǒng)生物能等。太陽能、地熱能、風能等雖早已被利用，但大規(guī)模開發(fā)利用的技術(shù)還不成熟，廣泛應用還有一定的局限性，直到現(xiàn)在才進一步受到人們的普遍重視，其他還有核能、沼氣能、氫能、激光和海洋能等，也只是近些年來才被人們所認識和應用，而且在利用技術(shù)和方式上都有待改進和完善，這些都可以被稱為新能源。

1.2新能源和可再生能源的含義、特點與種類

1.2.1新能源和可再生能源的含義和特點

一直以來，新能源的概念都模糊不清，眾說紛紜，形成了“百家爭鳴”的局面。新能源既與可再生能源、清潔能源有共同的領(lǐng)域，也有互相區(qū)別的地方。新能源和可再生能源的基本內(nèi)涵是不同的，更不能相提并論，因為新能源主要指在新技術(shù)的基礎(chǔ)上加以開發(fā)利用的可再生能源，是未來世界持久能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)，如未來的核聚變；而可再生能源是指在一定時空背景下可連續(xù)再生、永續(xù)使用的一次性能源，特別強調(diào)能源的可再生性。新能源和可再生能源是1978年12月20日聯(lián)合國第33屆大會第148號決議使用的一個專業(yè)化名稱，即指常規(guī)能源以外的所有能源。1981年8月，聯(lián)合國于肯尼亞首都內(nèi)羅畢召開的新能源和可再生能源會議上正式界定了其基本含義，即以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)利用，用取之不盡、用之不竭的可再生能源來不斷取代資源有限、對環(huán)境有污染的化石能源。新能源和可再生能源不同于常規(guī)化石能源，特別強調(diào)可以持續(xù)發(fā)展，對環(huán)境無損害，有利于生態(tài)的良性循環(huán)。在后面論述中，本書也基本尊重上述聯(lián)合國會議的“權(quán)威”定義，不再深究這些基本概念的字面含義。內(nèi)羅畢會議界定的新能源和可再生能源的主要特點如下：

(1)能量密度較低，并且高度分散。

(2)資源豐富，可以再生。

(3)清潔干凈，使用中幾乎沒有損害生態(tài)環(huán)境的污染物排放。

(4)太陽能、風能、潮汐能等資源具有間歇性和隨機性。

(5)開發(fā)利用的技術(shù)難度大。

基于上述概念和特點，太陽能、風能應該屬于新能源和可再生能源的范圍。

1.2.2新能源和可再生能源的種類

聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)把新能源和可再生能源分為三大類：①大中型水電；②新可再生能源，包括小水電、太陽能、風能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地熱能和海洋能等；③傳統(tǒng)生物質(zhì)能。這里把水力發(fā)電、太陽能、風能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等都劃入新能源和可再生能源的范圍。也有一種說法，新能源和可再生能源的種類包括除了常規(guī)化石能源、大中型水力發(fā)電及核裂變發(fā)電之外的可再生能源。按目前國際慣例，新能源和可再生能源一般不包括大中型水電(已經(jīng)屬于常規(guī)能源)，只包括太陽能、風能、小型水電、地熱能、生物質(zhì)能和海洋能等一次能源以及氫能、燃料電池等二次能源。目前，各國新能源和可再生能源就遵照這種劃分方法，即指除常規(guī)化石能源、大中型水力發(fā)電及核裂變發(fā)電之外的太陽能、風能、小水電、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等一次能源以及氫能、燃料電池等二次能源。

目前“新能源”意義下的可再生能源包括小水電、現(xiàn)代生物質(zhì)能、風能、太陽能、地熱能和生物燃料等，這也是本書論述的核心內(nèi)容?！靶履茉础币饬x下的可再生能源目前在發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家中發(fā)展迅速，新能源在能源消費中所占比例越來越大。

1.太陽能

太陽能是指太陽所負載的能量，一般以陽光照射到地面的輻射總量來計量，包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和。太陽能的轉(zhuǎn)換和利用方式有光－熱轉(zhuǎn)換、光－電轉(zhuǎn)換和光－化學轉(zhuǎn)換。接收或聚集太陽能使之轉(zhuǎn)換為熱能，然后用于生產(chǎn)和生活，這是太陽能熱利用的最基本方式。

太陽能熱水系統(tǒng)是目前中國太陽能熱利用的主要形式，它是利用太陽能將水加熱并儲存于水箱中以便利用的裝置。太陽能產(chǎn)生的熱能可以廣泛地應用于采暖、制冷、干燥、蒸餾、溫室、烹飪以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，并可進行太陽能熱發(fā)電或作為熱動力。利用光生伏特效應的原理制成的太陽能電池，可將太陽的光能直接轉(zhuǎn)換成電能加以利用，稱為光－電轉(zhuǎn)換，即太陽能光電利用。光－化學轉(zhuǎn)換尚處于研究試驗階段。2.風能

風能是太陽能的一種新的轉(zhuǎn)化形式，是由于太陽輻射造成地球表面溫度不均勻，引起各地溫差和氣壓不同，導致空氣運動而產(chǎn)生的能量。風能屬于一種自然資源，具有總儲量大、可以再生、分布廣泛、不需運輸、對環(huán)境沒有污染、不破壞生態(tài)平衡等諸多特點，但在利用上也存在著能量密度低、隨機變化大、難以儲存等諸多問題。風能的大小取決于風速和空氣的密度。在中國西北地區(qū)和東南沿海地區(qū)的一些島嶼，風能資源非常豐富。利用風力機可將風能用于發(fā)電、制熱以及風帆助航等。

3.生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是新能源和可再生能源的重要組成部分，主要包括自然界可用作能源用途的各種植物、人畜排泄物以及城鄉(xiāng)有機廢物轉(zhuǎn)化成的能源，如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、林業(yè)加工廢棄物、農(nóng)作物秸稈、城市有機垃圾、工農(nóng)業(yè)有機廢水、其他野生植物和動物糞便等。從其來源分析，生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能的利用方式主要有直接燃燒、熱－化學轉(zhuǎn)換以及生物－化學轉(zhuǎn)換三種不同途徑。生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當長的時間內(nèi)仍將是中國農(nóng)村生物質(zhì)能利用的主要方式。生物質(zhì)的熱－化學轉(zhuǎn)換是指在一定溫度和條件下使生物質(zhì)氣化、碳化、熱解、催化、液化，以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學物質(zhì)的技術(shù)。生物質(zhì)的生物－化學轉(zhuǎn)換包括生物質(zhì)－沼氣轉(zhuǎn)換和生物質(zhì)－乙醇轉(zhuǎn)換等。沼氣轉(zhuǎn)換是指有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生一種以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體，即沼氣。乙醇轉(zhuǎn)換是指利用糖質(zhì)、淀粉和纖維素等不同原料經(jīng)發(fā)酵制成乙醇。

4．地熱能

地熱能是來自地球深處且可再生的熱能資源。它起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地熱能儲量可能比目前人們所利用的總量大很多倍，而且集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果地下熱量提取的速度不超過補充的速度，那么地熱能便是可再生的。目前，地熱能在世界很多地區(qū)開發(fā)和應用得相當廣泛。據(jù)估計，每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當于100PW·h。不過，地熱能的分布相對來說比較分散，開發(fā)難度較大。

儲存在地下巖石和流體中的地熱能資源可以用來發(fā)電，也可以為建筑物供熱和制冷。地熱能資源按儲存形式可分為水熱型(又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和聚冰型)、地壓型、干熱巖型和巖漿型四大類。按溫度高低可分為高溫型(高于150℃)、中溫型(90℃～149℃)和低溫型(低于89℃)三大類。地熱能的利用方式主要有地熱能發(fā)電和地熱能直接利用兩大類。不同品質(zhì)的地熱能，其作用也是不同的。液體溫度為200℃～400℃的地熱能主要用于發(fā)電和綜合利用：150℃～200℃的地熱能主要用于發(fā)電、工業(yè)熱加工、工業(yè)干燥和制冷；100℃～150℃的地熱能主要用于采暖、工業(yè)干燥、脫水加工、回收鹽類和雙循環(huán)發(fā)電；50℃~100℃的地熱能主要用于溫室、采暖、家用熱水、工業(yè)干燥和制冷;20℃~50℃的地熱能主要用于洗浴、養(yǎng)殖、種植和醫(yī)療等。

5．海洋能

海洋能是指蘊藏在大海中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、海水溫度差能和海水鹽度差能等不同的能源形態(tài)。海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量以潮汐、波浪、溫度差、海流等多種形式存在于海洋之中。

海洋能按儲存能量的形式可分為機械能、熱能和化學能。潮汐能、波浪能、海流能、潮流能為機械能，海水溫差能為熱能，海水鹽度差能為化學能。所有這些形式的海洋能都可以用來發(fā)電。

6．氫能和燃料電池

氫能是世界新能源和可再生能源領(lǐng)域正在積極開發(fā)的一種二次能源。2個氫原子與1個氧原子相結(jié)合便構(gòu)成了一個水分子。氫氣在氧氣中易燃燒釋放熱量，然后氫分子便和氧分子起化學反應生成了水。由于氫分子和氧分子結(jié)合不會產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、煙塵等大氣污染物，所以氫能被看作未來最理想的清潔能源，有“未來石油”之稱。

國際上的氫能制備原料主要來源于礦物和化石燃料、生物質(zhì)、水，氫的制取工藝主要有電解制氫、熱解制氫、光化制氫、放射能水解制氫、等離子電化學方法制氫和生物方法制氫等。氫能不但清潔干凈，利用效率高，而且其轉(zhuǎn)換形式多樣，也可以制成以其為燃料的燃料電池。在21世紀，氫能將會成為一種重要的二次能源，燃料電池也必將成為一種最具產(chǎn)業(yè)競爭力的全新的發(fā)電方式。

7．小水電

水的流動可產(chǎn)生能量，通過捕獲水流動的能量來發(fā)電，稱為水電。所謂小水電，通常是容量在1.2萬kW以下的小水電站及與其相配套的電網(wǎng)的統(tǒng)稱。1980年，聯(lián)合國召開的第一次國際小水電會議確定了以下3種小水電容量的范圍：1001～1200kW為小型水電站,101~1000kW為小小型水電站,101kW以下為微型水電站。

中國國家發(fā)展和改革委員會現(xiàn)行規(guī)定，電站總?cè)萘吭?萬kW以下的為小型水電站；5~25萬kW的為中型水電站，25萬kW以上的為大型水電站。

從技術(shù)和經(jīng)營層面來看，小水電和大水電在技術(shù)上沒有太大的差異，而國內(nèi)外跨國公司，尤其傳統(tǒng)跨國能源企業(yè)涉足小水電的開發(fā)意愿并不強烈。1.3新能源與可再生能源的發(fā)展概況

1.3.1世界能源結(jié)構(gòu)變遷

在過去的一個多世紀里，人類的能源開發(fā)利用方式經(jīng)歷了兩次比較大的變遷，即從燒薪柴時代到使用煤炭的時代與從使用煤炭到目前大范圍地使用石油和天然氣的時代。在兩次能源消費利用變遷的發(fā)展過程中，能源消費結(jié)構(gòu)在不斷發(fā)生變化，能源消費總量也呈現(xiàn)大幅度跨越式的增長態(tài)勢(見圖l－1)。圖1－1過去100多年世界能源結(jié)構(gòu)變化在兩次能源消費時代的變遷過程中，都伴隨著社會生產(chǎn)力的巨大飛躍，極大地推動了人類經(jīng)濟社會的發(fā)展和進步。同時，隨著人類使用能源，特別是化石能源的數(shù)量越來越多，能源對人類經(jīng)濟社會發(fā)展的制約和對自然環(huán)境的影響也越來越明顯。

在過去的一個世紀里，人類經(jīng)濟、科技和生活水平也發(fā)生了翻天覆地的變化，這種社會變化伴隨著能源消費規(guī)模的猛增，與此同時產(chǎn)生了自然資源和能源的短缺、環(huán)境和氣候的嚴重惡化。目前，能源短缺、環(huán)境惡化已成為人類社會發(fā)展需要面臨的共同挑戰(zhàn)，世界各國都在努力尋求解決這一問題的辦法和途徑。然而究其根源，解決能源短缺、環(huán)境惡化的根本途徑還是在于轉(zhuǎn)變能源消費方式，實現(xiàn)能源消費利用方式的第三次大變遷，即從目前大規(guī)模使用煤炭、石油、天然氣等礦產(chǎn)能源變遷到開發(fā)利用清潔、環(huán)保而且可循環(huán)持續(xù)使用的新能源和可再生能源生產(chǎn)消費模式。這也許是人類發(fā)展歷史上最艱難的一次能源消費方式大轉(zhuǎn)換，因為第三次能源大轉(zhuǎn)換與前兩次能源大轉(zhuǎn)換有許多不同之處，主要是替代能源的技術(shù)還不成熟，同時用什么能源替代常規(guī)化石能源還不是特別明確，目前的替代能源除了水力發(fā)電外其他基本都還不具備價格優(yōu)勢。自從20世紀70年代以來，新能源和可再生能源的開發(fā)利用受到了高度重視，人們對新能源和可再生能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也有了深刻而廣泛的認識，看到了新能源和可再生能源資源潛力巨大，且清潔環(huán)保，可持續(xù)利用，代表著能源未來發(fā)展的方向，是解決自然資源和能源短缺、進行環(huán)境保護、應對全球氣候變化問題的最根本途徑。1.3.2世界新能源和可再生能源時代

能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)資源，全球人口增長和經(jīng)濟增長對能源的需求日益加大。而長期過量開采煤炭、石油、天然氣這些常規(guī)礦產(chǎn)能源，致使其儲量快速減少。世界大部分國家能源供應不足，不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。煤炭、石油等化石能源的利用會產(chǎn)生大量的溫室氣體，污染環(huán)境。這些問題使得新能源和可再生能源的開發(fā)利用在全球范圍內(nèi)升溫。

在國際上，目前新能源和可再生能源已被看作一種替代能源，可以替代用化石燃料資源生產(chǎn)的常規(guī)能源。從目前世界各國既定的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃目標來看，大規(guī)模開發(fā)利用新能源和可再生能源已經(jīng)成為未來世界各國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。世界新能源和可再生能源消費利用總量將會顯著增加，新能源和可再生能源在世界能源供應中也將占有越來越重要的地位。據(jù)預測，到2070年，世界上80％的能源要依靠新能源和可再生能源，新能源和可再生能源的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景將是非常廣闊的，世界各國政府也相應制定了未來新能源和可再生能源的長遠發(fā)展計劃(見表l－1)。

20世紀90年代以來,新能源和可再生能源發(fā)展很快，世界上許多國家都把新能源和可再生能源作為能源政策的基礎(chǔ)。從世界各國新能源和可再生能源的利用與發(fā)展趨勢來看，風能、太陽能和生物質(zhì)能發(fā)展速度最快，產(chǎn)業(yè)前景也最好。風力發(fā)電在可再生能源發(fā)電技術(shù)中成本最接近于常規(guī)能源，因此也成為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快的清潔能源技術(shù)，年增長率達到27％。表1－1部分國家制定的未來可再生能源開發(fā)目標國家2010年2020年2050年美國可再生能源利用率為7.5％風電5％；可再生能源發(fā)電20％

加拿大將風能利用提高5倍水電比例達到20％

德國風電比例達到12.5％可再生能源發(fā)電比例20%可再生能源發(fā)電比例50%英國可再生能源發(fā)電比例10%可再生能源發(fā)電比例10%

法國可再生能源發(fā)電比例22%

可再生能源發(fā)電比例50%日本可再生能源發(fā)電比例1.35%2030年可再生能源發(fā)電比例10%

韓國可再生能源利用率5％

中國可再生能源發(fā)電比例5.3%風電達到2％可再生能源發(fā)電12%可再生能源發(fā)電30%世界上越來越多的國家認識到：一個能夠持續(xù)發(fā)展的社會應該是一個既能滿足社會的需要，而又不危及后代人前途的社會。因此，應節(jié)約能源、提高能源利用效率、盡可能多地用潔凈能源替代高含碳量的礦物燃料，這也是中國能源建設(shè)必須遵循的最基本原則。

在可預見的未來，新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域及市場投資額將逐年大幅度增加，隨之也將創(chuàng)造非常可觀的社會價值、經(jīng)濟價值和工作就業(yè)機會。過去一說到發(fā)展新能源和可再生能源，人們首先就會聯(lián)想到環(huán)境惡化、氣候變化和自然資源匱乏?，F(xiàn)在世界各國考慮更多的是能源安全、就業(yè)機會、新的經(jīng)濟增長點、先進的技術(shù)開發(fā)和裝備制造、消費者的擁護以及能源供應選擇。

1.3.3中國新能源和可再生能源的發(fā)展歷程

1．第一階段(1949—1992年)，發(fā)展起步階段

1949年新中國剛剛成立時，全國一次能源的生產(chǎn)總量只有24萬噸標準煤。20世紀50年代以后，中國能源工業(yè)從小到大，不斷發(fā)展壯大。到1953年，經(jīng)過建國初的經(jīng)濟恢復，一次能源總產(chǎn)量已經(jīng)達到了5200萬噸標準煤，一次能源消費也達到了5400萬噸標準煤。隨著中國社會主義經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，中國的能源工業(yè)得到了迅速發(fā)展，到1980年一次能源生產(chǎn)和消費分別達到了6.37億噸和6.34億噸標準煤，同1953年相比,平均年增長9.7％和9.3％。中國具有豐富的新能源和可再生能源資源，在其開發(fā)利用方面也取得了很大的進展，為進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。中國大規(guī)模開發(fā)利用新能源和可再生能源始于20世紀70年代，經(jīng)過兩次世界能源危機的警示，針對當時中國經(jīng)濟發(fā)展出現(xiàn)的局部能源供應緊張、特別是農(nóng)村能源短缺(半數(shù)農(nóng)民每年缺柴3～6個月)、熱效率低下(只有9％)和大氣污染、生態(tài)惡化等問題，國務(wù)院提出了“因地制宜，多能互補，綜合利用，講求效益”的十六字方針，從而有力地推動了新能源和可再生能源的開發(fā)利用工作，但其開發(fā)方式相對也是比較粗放的，利用效率相對也是比較低下的。

2．第二階段(1992—2004年)，法律政策導向和科技產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段

1992年在巴西里約熱內(nèi)盧召開聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會后，中國政府率先制定了《中國2l世紀議程》，提出了積極開發(fā)利用太陽能、風能、生物質(zhì)能和地熱能等新興可再生能源，保護環(huán)境，堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路，這標志著新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)化建設(shè)正式進入了中國政府工作議事日程當中。“八五”計劃末，為支持新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的科學研究、新技術(shù)攻關(guān)、新裝備開發(fā)研制、示范工程建設(shè)尤其是產(chǎn)業(yè)規(guī)劃建設(shè)，原國家計劃委員會、經(jīng)濟貿(mào)易委員會、科學技術(shù)委員會于1995年聯(lián)合制定了《1996—2010年新能源和可再生能源發(fā)展綱要》，再次強調(diào)了發(fā)展新能源和可再生能源對中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的重要作用，提出了一系列優(yōu)先發(fā)展的新興能源項目，并撥付專項資金進行支持。這對提高中國新能源和可再生能源的技術(shù)裝備水平、開發(fā)利用技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量以及建立服務(wù)體系都起到了重要的促進作用。

1995年頒布實施的《中華人民共和國電力法》和1998年1月1日起開始實施的《中華人民共和國節(jié)約能源法》都明確提出“國家鼓勵開發(fā)利用新能源和可再生能源”，使這項有助于實現(xiàn)中國可持續(xù)發(fā)展的新興能源產(chǎn)業(yè)正式納入了法制化的建設(shè)軌道。

2001年為了進一步貫徹落實《中華人民共和國節(jié)約能源法》，國家經(jīng)貿(mào)委制定了《2000—2015年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，進一步提出了我國新能源和可再生能源中長期發(fā)展目標，即“到2005年，新能源和可再生能源利用能力達到4300萬噸標準煤，占全國當時能源消費總量的2％(不含傳統(tǒng)生物質(zhì)能利用和小水電)，包括小水電8000萬噸標準煤，占當時能源消費總量的3.6％”。

2004年,中國傳統(tǒng)的可再生能源的利用總量超過了3億噸標準煤，水電發(fā)電量約3280億千瓦時，約占中國全部發(fā)電量的17％。包括其他資源的開發(fā)利用在內(nèi)，可再生能源開發(fā)利用超過了1.3億噸標準煤，2004年在全國能源消費結(jié)構(gòu)中約占7％。無論是開發(fā)總量還是結(jié)構(gòu)比例均排在世界上發(fā)展中國家的前列。

3．第三階段(2005—2007年)，法律制度健全和產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段

2005年到2007年中國新能源和可再生能源開發(fā)技術(shù)逐步趨于成熟，產(chǎn)業(yè)化進程不斷取得新進展。2005午2月26日全國人民代表大會正式通過了《中華人民共和國可再生能源法》，并于2006年1月1日開始施行，而與《中華人民共和國可再生能源法》配套的一系列法規(guī)和政策支撐體系也不斷出臺，包括支持新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的電價、稅收、投資等政策，并建立了專項財政資金和全網(wǎng)分攤的可再生能源電價補貼制度。這標志著中國新能源和可再生能源發(fā)展進入了一個新的里程碑階段——法律制度健全階段。

2007年6月，中國政府發(fā)行了《中國應對氣候變化國家方案》，將發(fā)展風能、生物質(zhì)能等新能源和可再生能源作為應對中國氣候變化和減排溫室氣體的重要措施。2007年12月，中國政府發(fā)布了《中國的能源狀況與政策》白皮書，明確提出實現(xiàn)能源多元化的發(fā)展戰(zhàn)略，將大力發(fā)展新能源和可再生能源作為國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

4.第四階段(2008年開始),產(chǎn)業(yè)規(guī)?；陌l(fā)展階段

從新能源和可再生能源的資源狀況和當今技術(shù)發(fā)展水平來看，中國今后真正可以規(guī)?；l(fā)展的新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域除了水能以外，應該還有現(xiàn)代生物質(zhì)能、風能和太陽能。從目前來看，現(xiàn)代生物質(zhì)能未來很有可能成為應用最廣泛的新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，主要利用方式包括發(fā)電、制取沼氣、供熱和生物液體燃料等，其中生物液體燃料(主要包括燃料乙醇和生物柴油)是重要的石油替代產(chǎn)品。風力發(fā)電技術(shù)已基本成熟，經(jīng)濟性已接近常規(guī)化能源，在今后相當長的時間內(nèi)將會保持較快發(fā)展。太陽能熱利用的主要發(fā)展方向是太陽能一體化建筑，并以常規(guī)能源為補充手段，實現(xiàn)全天候供熱，在此基礎(chǔ)上進一步向太陽能供暖和制冷的方向發(fā)展。當然,太陽能光伏發(fā)電也很有發(fā)展前景，但根本問題還是發(fā)電成本太高，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展受到較大的制約。2007年，中國對再生能源消費量占能源消費總量的比重為8.5％?！犊稍偕茉粗虚L期發(fā)展規(guī)劃》明確：到2020年，中國可再生能源的比重將達到15％。中國新能源和可再生資源年可開發(fā)潛力到2050年將超過20億噸標準煤。屆時中國新能源和可再生能源將真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；⒊蔀橹袊茉垂Y(jié)構(gòu)中的一個重要的支柱能源產(chǎn)業(yè)。

有關(guān)專家預測，到2020年,中國新能源和可再生能源將成為中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中的一個新興朝陽產(chǎn)業(yè)。據(jù)初步估計，2020年中國新興能源產(chǎn)業(yè)能形成年產(chǎn)值4500億元，同時帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)6000億元的產(chǎn)值，增加就業(yè)機會500萬個。特別需要指出的是，與生物液體燃料相關(guān)的原料種植及其加工產(chǎn)業(yè)鏈的形成將會極大地促進中國廣大農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展，并能進一步增加農(nóng)村勞動力就業(yè)機會和改善自然生態(tài)環(huán)境。據(jù)美國能源信息署(EIA)預測，到21世紀下半葉，在全球范圍內(nèi)新能源和可再生能源將逐漸取代傳統(tǒng)常規(guī)化石能源而占據(jù)主導地位。中國新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力將成為國家綜合競爭能力的重要內(nèi)容，也將是國家經(jīng)濟、社會發(fā)展和國家安全的重要保障。隨著新興能源開發(fā)利用的技術(shù)成熟和產(chǎn)業(yè)化程度逐步提高，新能源和可再生能源在中國未來經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中將發(fā)揮越來越顯著的作用。 1.4中國資源的消費量

中國的資源消費量到底有多大？大到一個看似小小的變動都會強烈影響全球市場。以天然氣為例，根據(jù)估算，如果天然氣占中國能源消費的比例提升1%，就相當于每年要增加250億立方米的采氣量，這大約是卡塔爾每年投放市場的液化天然氣量的一半，而卡塔爾是世界上最大的液化天然氣出口國。

煤炭方面，中國的煤炭生產(chǎn)和消費都居世界第一，年產(chǎn)30多億噸煤，是排在第二位的美國的3倍。中國在石油消費上落后于美國的趨勢似乎也在漸漸逆轉(zhuǎn)，據(jù)美國能源信息署（EIA）的初步數(shù)據(jù)顯示，2012年12月，美國石油凈進口量為每天598萬桶，而根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)，中國同期凈進口量達到每天612萬桶，這意味著中國超越美國成為了全球最大的石油凈進口國。金屬方面，中國各種金屬的消費量基本上都占到全球消費量的30%～50%，銅占全球的40%，鋼鐵占50%左右，鋁占40%左右。

包括大豆和棉花在內(nèi)的大宗農(nóng)產(chǎn)品也是同樣，近幾年中國的消費量一直穩(wěn)居世界第一。

能源和礦產(chǎn)多依賴進口，中國挖動大半個地球名副其實。來自《2012年中國礦產(chǎn)資源報告》（簡稱《報告》）的數(shù)據(jù)就很清晰地展現(xiàn)了中國是如何吸納來自國際市場的資源的。《報告》顯示，在2011年中國石油、鐵、銅等大宗礦產(chǎn)進口量持續(xù)增長，對外依存度居高不下，其中，石油的對外依存度為56.7%，鐵礦石為56.4%，鉀肥為51.5%，鋁為61.5%，銅甚至達到了71.4%。即使坐擁世界最大的儲量和生產(chǎn)量，中國的煤炭需求仍顯不夠。在2011年時，中國就取代了日本，成為了世界上最大的煤炭進口國。中國強大的資源需求甚至還體現(xiàn)在進口非法資源方面。美國能源信息署（EIA）就稱，中國每年都會進口價值約40億美元的非法木材，占全球熱帶木材的一半。其原因是在飛速發(fā)展的中國，建筑和家居業(yè)都