铜：给力可再生能源的开发

□编译/苏鸿英

铜：给力可再生能源的开发

Copper Market Benefi t from the Renewable Energy Development

□编译/苏鸿英

近几年，可再生能源领域的开发已成为发达国家和新兴经济体国家的优先选择，许多国家逐渐认识到只有依靠低碳和具有成本竞争力的新能源、再生资源，才能应对诸如全球气候变暖问题、能源安全问题等一系列新的重大挑战。

目前，风力发电、光伏太阳能发电已成为能源供应领域的一个重要渠道。仅2011年上半年，全球风力发电产能就提高了9.3%，从2000年开始光伏太阳能发电能力每年增长40%。相关产业已经获得许多国家的政府补贴，成为提供电力能源可持续发展的重要手段，成本也逐渐得到了有效的控制。同时，风力发电和太阳能光伏产业的发展壮大，对于铜工业也是可喜的事情。它们都依赖于铜市场的发展来保障有效的工作。另外，铜的需求还见于复合动力汽车和电动汽车行业，铜已成为汽车车体电机和接线系统的重要部分。

铜市场是否受益于全球向可再生能源的推进？这是可以论证的，铜自身作为一种商品，可以“无限地被回收”。就其优点来讲，铜是最好的电导体，因此使铜成为发电和输变电应用的优先材料。在电机和部件的铜能很好的降低热损失和减少对部件的损害，可以改进效率。在复合动力汽车和电动汽车领域，接线采用铜，主要是因为铜是能源传输的最有效材料，这样特点对减少能源的消耗以及降低温室气体排放都很有效果。在欧盟，已经有相关法律出台，明文规定：到2020年至少有20%的电力必须来自可再生能源（见下面德国范例）。尽管美国没有一个联邦法律对此进行规定，但有29个州都有相关规定指标。中国也出台法规，到2015年要有9.5%的能源来自可再生能源。国际能源协会指出，如果每年避免全球温度上升2oC，到2035年全球电力供应的45%要来自于可再生能源。预计由于供应趋紧以及政策压力传统电力的获取方式将逐渐被替代。

本文将集中关注风能和光伏太阳能的可再生资源方面以及复合动力汽车产业，这是以铜为主要材料的一个“绿色”工业，除了风能和太阳能之外，其他可再生能源方面包括生物技术、水力发电、波浪能源、地热能源、集中太阳能。在风力涡轮机和太阳能所用光伏电池的建造和应用方面铜是主要的，一台风里涡轮机（3MW）使用约4.7吨铜。在PV太阳能电池方面，因为技术开发，铜的使用不断增加，比较传统采用的硅电池系统，铜成本更小，供应量更大。根据国际能源协会的数据，在风能和太阳能上，铜采用量在过去五年里呈二位数增长。因为传统资源的电力成本增加对绿色能源需求增加，因为铜具有无比的延展性和能源有效的质量作为许多可再生能源应用的整体的部件，所以对铜的需求不断增加。

风能

2010年全球风力发电能力下滑，2011年上半年全球风能市场复苏。2011年上半年来全球风力发电能力增长9.3%，来自全球风能协会的数据显示：到2011年6月底全球风力发电能力达到215 000MW，其中2011年上半年新增加18 405MW，按年增长15%。根据全球风能协会的数据，2011年下半年依然乐观。根据全球风能协会预计，全球新装备风力发电能力为25 500MW，2011年就全年而言因装风力发电能力总计为43 900MW，加上2010年增加的风力发电能力37 462MW，到2011年年底，预计风力发电能力总量达到240 500MW，占全球电力总需求的3%左右。

全球各地风力发电能力

中国、美国、德国、西班牙和印度仍然占到全球风力发电涡轮机发电能力的最大份额，几乎占到全球风力发电能力的四分之三，在这五个位居前沿的国家里，中国的贡献最大，2011年上半年中国占全球新风力发电涡轮机市场的43%，相比之下，2010年中国占到全球新风力涡轮机市场的50%，2011年中国新增风力发电能力8GW，至今为止是最高的增幅，到2011年6月底，中国风力发电总能力为52GW，然而最近中国政府同意终结给国内风力发电设备制造商的补贴，在未来几个月里，很有可能造成中国风力发电能力扩建速度变慢。

欧洲风力发电能力最高端市场是德国、西班牙、意大利、法国、英国和葡萄牙，2011年欧洲年增长率较高的大多来自上述六国，然而新增风力发电能力的减少在丹麦，丹麦从欧洲十大最高风力发电市场国家退出，而被葡萄牙所取代。

在美国，2011年1月到6月之间新增风力发电能力2 252MW，相当于年增长率90%。而相比之下，2010年风电市场却从2009年的强势走向疲软，2011年新增总发电能力约10GW。奥巴马政府希望可再生能源起到对整体经济和鼓励就业增长的支持作用。加拿大2011年上半年新增风力发电能力603MW，相对来讲是强势增长，风力发电最发达的是安大略省，其受益于2009年绿色能源和绿色经济法（GEGEA），该法案已经生效并采取两个突出观点来创建一个可再生能源经济。第一个观点是向安大略省引入更多可再生能源资源，第二个观点是创造更大的能源效率措施来帮正储备能源。

可再生能源还在进入拉丁美洲能源政策，拉丁美洲风力发电电网已经开始在墨西哥、巴西和智利展示正面讯号，可在这一地区没有足够的现成电力资源，造成的电力资源短缺问题和国内输电基础设施短缺正在阻碍可再生能源的更快速发展。

新的发展

全球对风力发电的利用兴趣正在增加，在2011年初，全球有83个国家正在使用风能，后来又增加了三个国家，即委内瑞拉、洪都拉斯和埃塞俄比亚，在欧洲最强势的增长来自东欧国家，2011年上半年罗马尼亚风力发电能力增长10%，波兰增长22%，克罗地亚增长28%，爱沙尼亚增长32%，2011年下半年全球对风力发电需求增长为3%，预计不久的将来，日本将加入全球风力发电市场前沿发展的国家行列。

全球风力发电协会秘书长斯泰芳·格萨格尔表示“尽管全球推广应用风力发电的力度再次加速，我们仍然认为这是相对中速增长……另一方面令人赞许的是，新加入的国家也在增加。我们希望在南非德班召开的联合国气候变化大会，能搭建发展中国家更好利用风能的框架。”

反对风力发电的范例

当然采用风力发电也有缺点，在审美基础上存在着反对风力发电的意见，不是每个人都希望在他所居住的地方有一个风力发电厂。风力发电也会造成对当地环境的损害，风力发电（目前不能和传统发电厂的发电量相比）当然取决于一恒定的风源，这是不能准确预测的。应当指出，一个单独的风力发电场不可能再一小时之内从闲置到发电量最大，它只能是，在暴风雨来临之时，抓住最好的时机发电。

风力发电场的安装建设成本也相当高，例如英国坎布里安海岸安装建设的新风力发电场耗资5亿英镑，对于目前近海风力发电投资成本是个问题，因为成本是目前发电上最昂贵的，作为一种鼓励向建设风力发电场的电力公司提供补贴，但是剩下的成本似乎会转嫁给用户，这方面的支持力度很小。在英国最近还有人担忧“绿色能源政策”在一年里会给每户家庭的能源支出增加30%。在英国政府随后给电力公司一个激励，采用可再生能源发电给予奖金，给予所发电力的电力公司一个固定价格的补贴。

人们还注意到在一些地区有许多风力发电场，例如在北欧和美国西德克萨斯市场，人们注意到电力税费非常频繁和极端波动，例如当风力发电量盈余之时发生负面定价。

太阳能

人们知道太阳能系统具有无污染的优势，具有无噪音和水消耗量最少的优势，全球光伏太阳能增长强势，从2000年以来每年平均增长40%，如此迅猛的增长来自于美国和中国这样的国家积极鼓励开发光伏太阳能产业。

现在推动再制造光伏电池方面采用铜和扩大使用铜的能力，许多公司对于采用这一技术十分重视，这些电池是众所周知的薄膜太阳能电池，由铜、铟、镓和硒化物构成（简称CIGS）,这些电池可非常有效地吸收太阳光，所以就需要一个薄很多的膜，CIGS电池吸收率在太阳能应用方面高于任何其他半导体。一些数据表明，CIGS吸收率高出20%。在2002年~2009年之间，薄膜光伏电池的市场的年增长率为60%，而现在这一增长速度仍然很高。与传统发电厂相比，通过光伏太阳能发电系统生产的发电量目前相对较少，哪怕和其他再生能源如风力发电相比也是比较少。对于一个光伏太阳能发电厂，生产大量的电力就需要大面积土地，这样就限制了光伏太阳能发电厂的竞争能力。

光伏太阳能发电厂的地点

目前全球最大的光伏太阳能发电厂是加拿大的萨尼亚光伏太阳能发电厂，发电最高峰时可以达到97MW，从下表中可以看出，当20 09年和2010年全球最大的光伏太阳能发电厂建成时，对光伏太阳能发电有着极大的兴趣，与此同时新的光伏太阳能发电厂也在正常试车，例如过去几个月里有着中国的光伏太阳能发电厂试车的新闻，一个在山东省菏泽市，另一个在江西的共青城。

表 全球最大的光伏太阳能发电厂

主要市场

预计到2013年，美国的光伏太阳能市场将成为按年度计算安装光伏太阳能发电设备的最大市场，超过德国、意大利和日本。2010年美国光伏太阳能发电能力为900MW，2011年这一装机发电能力将翻一倍，公用事业、工商业光伏太阳能发电设备推动了光伏太阳能市场的增长。美国联邦政府对于可再生能源系统非常关注，并且已经把投资税费收贷延长到2016年，联邦政府和每个州都还颁布了明显的可再生能源标准。

在欧洲，围绕着这一可靠和理想的可再生能源，即光伏太阳能的情感不一样，德国能源和水产业报告显示：2011年上半年可再生能源供应电能占德国电力需求的21%，其中光伏太阳能发电能力占到德国发电能力3.5%，第一次超过了传统水利发电能力3.3%。欧洲南部国家（较暖和国家）如希腊也呼吁投资建设光伏太阳能发电厂，一旦基础设施建成就准备输送电力，所发电能力可以输送给其他欧洲国家（比较冷和北边的国家），但是最近欧盟在太阳能发电补贴上有变化，所以欧洲企业界对太阳能发电投资减少。

太阳能发电最明显的缺点之一是初始安装建设的成本较高，这表明目前许多发展中国家不能对光伏太阳能发电厂的建设提供资金，只是建设了一些小型应用项目，替代传统的发电资源，例如2011年阿尔及利亚为2011年~2013年实施新的能源和可再生能源确定了国家发展计划，这一计划准备采用太阳能和风能发电22 000MW。

复合动力汽车和电动汽车

经过疲软的一年，2011年全球复合动力汽车（以丰田PRIUS车型为首）销售量再次上升，从2008年以来复合动力汽车销量一直呈强势，在过去三年里销量翻一倍。

铜发展协会表示复合动力汽车和电动汽车将是汽车的未来，铜在它们的发展中起到重要作用。根据铜发展协会的数据北美洲每辆汽车平均含铜量为23~25KG，在电动汽车里铜用量增加到（68~82KG），主要汽车制造上对于使用铜持正面态度。通用汽车公司工程技术人员表示在电动汽车和复合动力汽车上采用铜在电气部件上的效率并能在低温下运行。通用汽车公司还表示铜技术使复合动力汽车在商业上变得重要。福特汽车公司表示公司在所有复合动力汽车，蓄电池动力汽车上，在电机接线和高压、低压接线上采用铜。

铜发展协会表示铜在汽车所有接线系统、电机和蓄电池储电装置上起到非常重要的作用。预计在未来还会继续保持铜用量增加趋势。除了复合动力汽车和电动汽车之外，其他技术例如“洁净柴油”和氢动力燃料电池也依靠铜部件，可能铜将仍然是“绿色”汽车工业整体的一个部分。