就在几年前,人们还没有意识到,必须掩鼻以对的垃圾会成为人类使用的能源。但在今天,它们已是新能源的一分子。
5月20日,北京市透露,未来5年将建150万千瓦的垃圾焚烧发电站。另据报道,远在大洋彼岸的通用汽车公司目前已是美国最大的直接利用垃圾产生的可燃气体为企业供能的公司。掩埋垃圾产生的废气不加利用而散发到大气中,将会加剧温室气体的排放,而通用汽车公司让废气通过管道输进燃烧炉,产生可燃气体,在减少温室气体排放的同时,提供了一种廉价新能源。
热力学第一定律告诉我们,能量是守恒且可以相互转换的,其深层涵义是在说,各种能源是相互关联、互相转化和互相作用的。从这个意义讲,看似非能源的资源综合利用是又一种新能源。
资源综合利用:变废为宝的魔术
说起瓦斯,人们总要与接二连三的瓦斯爆炸联系起来。最近的一起是四川达县一座煤矿5月20日发生瓦斯爆炸事故,十几人死伤。在我国每年发生的多起矿难中,最大的杀手就是瓦斯爆炸。瓦斯又称煤层气,主要成分是甲烷。
中国能源网执行副总裁韩晓平介绍,瓦斯可以成为非常优质的能源,但由于在煤矿开采中其产量有限,不可能支持大规模的利用技术,只能参与分布式解决方案,就近利用瓦斯发电,就近并网销售电量,就近利用所发电能。同时,瓦斯发电可以将温室效应更强的甲烷气体进行资源化处理,比生物质发电贡献更大,因为甲烷的温室效应比二氧化碳高24倍。此外,瓦斯利用还可以挽救无数生命。瓦斯的综合利用是一种的的确确的新能源利用形式。我国近年愈来愈热的煤层气开发利用,与此密切相关。
资料显示,我国矿山资源综合利用率仅为20%,浪费严重。而环视全球,除瓦斯外每天有着大量资源没被综合利用,不仅浪费资源,而且污染环境。城市污水处理厂和垃圾填埋场的沼气、炼焦和炼钢的可燃性废气、工业废热、余压等资源都可以转换成为能源,特别是电力。这些资源的特性是分散、资源量小,对于大规模商业化开发利用谈不上价值,但是对于一些先进的小型模块化能源转换设备,却大有用武之地。
国家发改委能源研究所能源经济与发展战略研究中心主任高世宪认为,这些对于各种废弃资源的再利用,以增加能源供应的形式都应该属于新能源的范畴。
可再生能源:清洁、永续的资源
在各种新的能源利用形式中,可再生能源被认为是理所当然的新能源,它所涵盖的范围也非常广泛。它是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。
高世宪的观点是,将可再生能源界定为新能源形式,主要是由于其清洁性和资源的永续性。
近年来,可再生能源发展快速。水能、风能、生物质能和太阳能已经成为发展重点。其中,风电技术已基本成熟,开发成本接近常规能源,未来将会继续保持较快的发展速度。到2006年底,世界风电装机总容量达到了7500万千瓦,过去10年中年均增长28%,已成为继火电、水电和核电之后的第四大主要发电电源。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,2006年,全球太阳能产业的生产能力约200万千瓦,总使用量接近700万千瓦,平均增长速度超过了60%。生物质能的主要利用方式是发电、供热和生产液体燃料,其中全球范围内利用生物质制取燃料乙醇的年生产量已经超过3000万吨。
韩晓平则认为,值得重视的是与可再生能源相关的分布式能源。例如楼宇式的光电、光热和直接光能,以及储光等能源利用系统,它可以减少对外部能源的消耗;水源、地源、空气源、污水源和排气源热泵能量回收技术对于楼宇建筑空调的能源供应系统;小型风力发电或光电系统对于独立能源用户的电力供应等。这些就近获取能源、就近供应能源、因地制宜地利用可再生能源增加需求侧能源供应的系统,都属于分布式能源系统的范畴,其涵盖范围和内容极为广泛。再如小水电对于生态环境影响比较小,没有温室气体排放,尽管是非常传统的发电形式,但是属于可再生能源,所以在新能源范畴中应该有其一席之地。
替代能源:以接力者的名义出现
如果说在定义可再生能源是否是新能源时,存在着为古老能源赋予新内涵的命题,那么替代能源也存在着类似的问题。从利用可再生能源替代化石能源的层面讨论,替代能源是新能源,例如利用秸秆替代煤炭,利用生物柴油或乙醇替代石油,利用太阳能热水器替代电力或燃气热水器等。但是,在替代能源战略中,也存在利用一些较为丰富的资源替代更为稀缺资源的情况,例如利用煤炭制造甲醇、二甲醚,或者直接煤制油来替代对于石油资源的过度依赖。
韩晓平介绍,在替代燃料中,一些新型的煤制燃料也被专家们普遍称之为新能源,二甲醚就是其中的一种。
目前,一些专家积极发展综合性煤化工技术,而且建议建造一些规模并非很大的煤炭资源综合利用和梯级利用的“化工—煤气—电力—热能”多联产系统,同时利用煤炭向城市供应各种煤化工产品,向城市电网供电,向城市工业区和采暖系统供应热能,同时向城市燃气管网供应煤气或二甲醚燃气,并将多余的二甲醚转换成为液体燃料供应城市交通系统,最后将灰渣制造各种建筑材料。这种多联产工艺,以及所制造的二甲醚均应该成为新能源所接受的范畴。
同时,垃圾和废旧塑料都不是可再生能源,但是利用它们制造石油的技术正在发展之中,因此利用废弃资源制造石油这样具有一定稀缺性的能源的技术无疑也是新能源技术。所以,替代性能源也应该纳入广义新能源的总体范畴。
在以上各种新的能源利用形式中,无论哪一种,都只是在最近几年才成为人们聚焦的目标。因此有人会说,是石油紧缺带来了油价高涨,才使过去在能源体系中被长期边缘化的能源形式以潜力股的身份逐步走向舞台中央。但从化石能源的资源有限性看,新能源主导社会发展只是迟早的事,或许石油紧缺加速了它的步伐,但决不是主要原因,因为新能源幻化成真是能源发展的大势。