新能源技术的发展及应用探讨

王润兰

（中航国际成套设备有限公司，北京 100101）

能源是人类实现长期稳定发展的重要基础，也是社会进步的重要保障，它与粮食具有同等重要的地位。石油危机爆发后，人类开始逐渐认识到由能源危机所引发的一系列问题，并对能源开发和利用，以及新能源技术研究给予了充分重视。研究数据显示，截新千年第二个10年，地球尚未被开采的石油储量已降低至两万亿桶以内；预计2050年前后，世界经济发展将主要依靠煤炭；并在之后150年内，煤炭也将消耗殆尽。与发达国家相比，我国可被有效利用能源量较低，仅相当于发达国家的1/4。按照目前能源使用与开采程度看，我国能源供需缺口将随时间推移变得越来越大。新能源技术的发展在某种程度上可以缓解能源短缺问题，但以当前技术能力来看，还不足以彻底解决能源短缺问题，因此，新能源技术的发展及新能源的开发和利用便成为我国面临的挑战。

1 我国新能源技术发展现状

1.1 生物质能

生物质能主要来自生物质内部，在叶绿素作用下，被吸收的太阳能会被转化成化学能被储存起来。它是一种清洁安全的绿色能源，可再生，潜能巨大，经济效益好，目前已成为被广泛利用的能源。我国正在发展的生物质能技术包括：

（1）热化学转化技术。该技术可将固体生物质转换成人类必需的能源产品，包括焦油、木炭以及可燃性气体等。

（2）生物化学转化技术。该技术主要依靠微生物发酵来实现生物质向沼气、酒精等能源产品的转化。

（3）生物质压块细密成型技术。该技术在适合温度与压力作用下，可将被粉碎和烘干的生物质转化为较高密度固体燃料。

1.2 受控制核聚变

目前，我国主要采用核裂变技术进行发电，但现用反应堆所采用的冷却剂液却有很强的腐蚀性，泄漏率极高。众所周知，核聚变是两个“轻”原子向一个“重”原子转变，并释放能量的过程，在“重”原子需求量足够大的情况下，所释放出的能量也是巨大的，为进一步增强核资源利用率，我国开始大力开发受控制核聚变反应堆。氘氚核聚变技术在很早之前便被研制出来，氢弹爆炸就是在该技术支持下实现的，但它不易被控制，被释放出的能量会给人类带来更多灾难。人们之所以最先关注“氘氚核聚变”，是因为它是自然界中最容易实现的一种聚变反应，且氘在海洋中大量存在，理想状态下，其经过核聚变后所释放出的能量足够人类使用几百亿年。当前研究重点是，如何在保证无污染前提下使核聚变受控，这对我国发展有着重要的战略意义。

1.3 海洋能源开发

开发海洋能源也是新能源技术发展的一个重要方面，海洋能在月球引力与太阳能合力作用下形成。地球70%的面积是海洋，因此太阳辐射到地球表面的大部分能力均被海洋所吸收。随着能量传播距离变长（不同区域海洋深度不同），能量大小在整个传播过程中也在发生变化，海洋深处的温度明显低于海洋表面的温度，并且随着所聚集的能量越来越多，温差也会越来越大，从而形成温差能。在太阳能不均匀分布作用下，空气流动会发生变化，这种变化导致海洋波浪产生，从而形成波浪能。在月球引力作用下，海平面会逐渐升高，进而形成“位差能”，也就是我们通常所说的潮汐能。从当前研究进展看，波浪能和温差能对地球环境影响极为有限，因此受关注度并不高，潮汐能则不同，它对地球环境影响较大，这也是为什么会有越来越多人关注“潮汐现象”的原因。

1.4 太阳能源开发

当前，人们对太阳能的开发和利用主要依赖太阳表面所不断发生的核聚变反应，被辐射出的能量首先会被地球大气层吸收，然后再作用到地球表面各个角落。当然，也有一部分能量会被大气反射出去，最终作用到地表的能量仅有47%。太阳辐射分为直射和漫射，一般直射太阳能会被人们直接利用，在集热器作用下，被聚光装置所吸收的太阳能会被转换成高温热能，然后再被转换成机械能为人们所用。太阳能发电会涉及很多不同领域学科知识，比如，光学、材料科学、自动化等，由它们各自理论原理所支持的应用系统也在太阳能发电系统运行中发挥着重要作用。当前，太阳能开发难点在于，如何保证光辐射吸收率，以及实现高效热能传输。除了太阳能发电外，太阳能电池也是一个比较重要的开发与应用方向，欧美发达国家及亚洲的日本目前在这方面处于领先地位，将光电技术视为新能源开发一项重要技术。

2 我国新能源技术发展存在的问题

通过分析知道，新能源与传统能源相比，其最大的优势就是无污染（或污染很少），因此在地球资源逐渐枯竭情况下，开发新能源被认为是能源补充最适宜的一种方式，并希望以此作为基础来构建新的能源结构。我国拥有较丰富的新能源资源，并且近年来也在技术研究和应用，以及能源开发利用方面取得了比较不错的进展，但依然存在着不足和问题。具体而言。

2.1 新能源技术研发未引起社会重视

新能源技术开发需要投入大量成本，开发过程漫长，且无法保证开发成果。换言之，如果公众无法在他们有生之年享受到新能源技术应用所带来的好处，他们便不会对新能源开发产生任何兴趣，关注度自然就低。另一方面，新能源产业属于资金密集型产业，在当前这一特殊历史发展时期下，若政府无法牵头，以及发挥好表率作用，公众自然不会认识开发新能源的重要意义。无论是资金投入，还是方针落实，都需要政府首先做出表率。

2.2 新能源产业在产业环境中始终处于弱势地位

现阶段，我国很多沿海城市和经济发达地区已经在努力发展新能源产业，但规模有限，发展力度不强，集约化程度偏低。这与产业认识程度低和产业环境差有直接关系。站在个体发展角度，每家企业都希望用最小的投入换来最大的回报，但站在国家和民族发展角度讲，这样的观念和思想是有百害而无一利的。现实状况是，绝大多数企业十分看重眼前利益，更倾向于引进外国成熟技术进行生产，没有独立的知识产权。显然，这样的经营策略和产业环境并不利于新能源技术研发，更加无法获得好的发展结果。

2.3 新能源技术人才流失严重

结合我国拥有近15亿人口这一现实来看，国家对新能源人才培养力度并不大，各地方政府和高等院校在新能源专业人才培养方面也未给予足够重视。当然，少数院校做得还是比较不错的，为国家培养的一批又一批新能源人才。但需要注意到，人才培养与应用需要与环境相匹配，高素质和高能力人才必须在适宜或适合环境下才能发挥才华，同时，获得他们多希望的回报。否则，人才流失便不可避免。现实情况是，我国很多新能源技术人才选择出国谋发展，或者直接进入外企工作，这对我国新能源人才培养体系建设来说是极大威胁。

3 我国新能源技术发展建议

3.1 强化政府责任

强化政府的责任并不是指简单地加大力度。各级政府在建立健全与新能源相关的制度时重要的是要做到适度，既不能“缺位”也不能“越位”，不做守夜者更不做独裁者。第一，加强社会主体对加快新能源技术创新的重要认识，并利用各种方式提供资金支持。第二，完善对中国新能源技术创新的财政体制，积极推行有利于新能源技术创新税收立法与政策。大国兴衰的历史告诉我们，新能源不仅仅是一种能源替代，实际上它会对经济与政治都产生革命性的影响。既然要变革，就要坚决地打破现存的不合理的利益结构，让新能源有序健康发展。

3.2 依托工程推动企业发挥创新主体作用

企业通过工程发展自我，完善与技术创新相关的建设。从促进企业技术创新主体地位的角度来说，需要大力强化企业的技术开发工作，特别是在我国目前的科技管理体制和人才分布格局下，企业科技人才比例偏少，创新资源不够，更需要鼓励有条件的企业建立研发中心或技术中心等研发平台。国家创新系统是庞大的系统，依靠产学研的模式固然有优势。然而，其整体创新系统体系的扩大化势必也造成整体效率的下降，相比而言，企业主体自有的技术研发平台会是更加有效率的方式。

3.3 将稀土资源列为储备物资

稀土资源作为提炼各种稀有元素的原料，对新能源的发展至关重要，在新能源电池、新材料、节能环保、新能源汽车、直驱风机等领域的应用日益广泛。第一，要建立国家方面的稀土储备机制，以政策形势进行规范，对稀土进行一定的战略储备。第二，加大稀土行业的整合力度，在国际上形成有很强价格谈判能力的大型稀土企业。第三，加快稀土关键应用技术研发和产业化，推动具有自主知识产权的科技成果产业化，掌握稀土核心技术专利，为发展新能源产业提供配套支持。

3.4 规模化与产业化并进

在新能源发展中，价格始终都是最大障碍，也是一个无法绕开的问题。从现阶段我国新能源和企业发展情况看，规模化和产业化是实现价格降低的有效途径。理论上，新能源产业链的形成并不困难，目前我国已有不少产业形成了自己的产业链，如光伏产业，但这只是产业链形成的初级阶段，要想做大做强则并不容易。微观方面，企业是新能源技术发展和创新的主体，若要使这些主体的技术发展和创新行为变得更加有效和具有现实意义，满足国家战略需求，就必须实现规模化与产业化并进。但同时我们也要认识到，技术创新需遵循其自身发展规律，但也会受到其他各类因素交织作用。新能源技术发展与创新速度会受技术本身性质和新能源产业属性所影响。在一定条件下，技术创新可能呈现加速趋势，以新能源技术创新为支撑的新能源产业成长也会随技术创新的速度快或慢。

3.5 实现相关技术配套化

新能源技术的发展与创新离不开新技术革命的刺激。赵宏图在“国际能源转型现状与前景”一文中指出：“新能源体系的形成不仅取决于具有潜力的新能源自身能否及何时出现革命性变革，形成较大的对现在主导能源的综合竞争优势，而且还取决于需求端特别是能源利用设备方面的重大突破。”在供给方式上，新能源与传统能源存在明显不同，若要实现有意义和有价值的创新应用，就必须针对原有能源配套设备进行创新。比较典型的配套发展案例便是“电网”，但目前我国智能电网技术远远落后于新能源技术发展速度，这与初期建设缺乏宏观认识有直接关系。从未来发展角度看，相关技术的配套化必将扩展新能源技术创新发展的外延，因此，各新能源技术创新主体必须站在更高的高度，用宏观的眼光来对当前发展进行整体安排。

4 结语

新能源是国家工业发展基础的重要组成部分，所以新能源的开发和利用是一个国家综合实力的体现，也标志着一个国家科学技术水平的实力。在未来能源更加紧缺的情况下，也必将成为影响国际政策的重要因素。摆在我们面前的挑战很多也很复杂，但同样伴随着历史的机遇。新能源技术创新不应该简单地局限于某一单层次主体去研究。从多层次角度分析新能源技术创新有助于中国能源战略的实施，继而保证中国能源结构的调整和可持续发展。