中国电力工业变革与发展的战略选择(4)

米，每年地表接收的太阳能相当于17000亿吨标准煤的能量，具有良好的太阳能利用条件。可以根据太阳能资源分布条件，采取 小规模分散式或大规模集中式 两种不同的利用方式。

太阳能分布式利用的前景广阔。目前我国大约有40亿平方米的建筑物屋顶面积，另有约10亿平方米的南立面可以利用，如果有20%安装太阳能电池，按每平方米太阳能电池发电能力100瓦计算，则可以安装1亿千瓦。按照中国城市化发展进程，2050年之前新建房屋面积预计不低于现有面积，如果50%的面积安装使用太阳能屋顶，则又可以安装2-3亿千瓦。目前，我国城镇居民对“太阳能屋顶”的认识程度不高，因此必须由政府加大政策力度大力推行，而且考虑到该方式直接向客户供电等因素，可以由电网企业实施。例如，笔者在荷兰考察过的 ENECO ENERGIE 能源公司1MW太阳能小区，其 屋顶太阳能一体化建筑构件全部由该能源公司投资并拥有产权，同时负责运行维护。 由于统一规划建设，最大限度保持了小区的美观，并有助于节约成本。最近，美国加利福尼亚州政府通过了一项大规模的太阳能开发项目，于未来５年内在加州150处商业大厦的屋顶上安装太阳能光伏电池，投资额将达8.75亿美元。该项目就是 由电网企业南加州爱迪生公司负责实施 的。此外，爱迪生公司还将在加州其它商业大厦的屋顶上安装太阳能设备。

太阳能发电的集中式利用，目前的应用主要是在沙漠、荒滩等地区建立大规模太阳能发电站。如1984年12月，美国在莫赫夫沙漠地区建成了第一个大型太阳能发电站，发电功率达1.38万千瓦，随

后又相继建成了７套太阳能发电系统，总发电功率达20万千瓦。据了解，我国已经筹划在甘肃敦煌、西藏拉萨(或阿里)、内蒙古、甘肃、新疆以及云南石林等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设大型太阳能电站示范项目。笔者作一大胆测算：如果每平方米太阳能电池组件发电能力为100瓦，太阳能电池面积按总占用土地面积的一半计算，则20平方公里土地面积内布置的太阳能电池阵列的发电能力可达100万千瓦。我国沙漠总面积约130万平方公里，按照上述标准，如果利用沙漠面积的5%即6.5万平方公里装设太阳能电池阵列，则发电装机容量可达32亿千瓦，按年满发时间1000小时计算，则年发电量可达32000亿千瓦时，接近2008年我国全年发电量（34334亿千瓦时）。 尽管理论测算并不等于实际应用，但由此可以理解太阳能利用对可持续发展的重大意义是毋庸置疑的。 为此，日本专家曾提出著名的“GENESIS工程”概念，即建立“装备太阳能电池和超导电缆的全球能源网络”的构想，并认为这是 目前作为工程师解决人类终极能源需求唯一能够建议的可行方案 。

当前，还应高度关注 太阳能薄膜发电技术 的推广应用。相比于晶体硅光伏电池，薄膜硅电池虽然光电转化效率较低，但其成本也低，而且在高温、弱光环境中的发电性能更优，尤其是透光性强，用于农业大棚不仅可以发电，而且能够有效改善动植物生长环境，对发展现代农业具有重要意义，在较发达地区的城郊和农村具有十分广阔的应用前景。如果建在城市郊区，可以直接接入城乡配电网，避免了长距离输电。按照现有技术水平，每亩地可以装设薄膜太阳能电池不低于

20千瓦，我国城市郊区耕地总面积约4.7亿亩，如果用1亿亩装设薄膜太阳能大棚，则总装机容量可达20亿千瓦。按照年等效发电时间1000小时计算，可以生产20000亿千瓦时电量，相当于2008年全国发电量的近六成。 （2）风能

我国的风能资源也非常丰富，潜力巨大。按照国家发改委《全国风能资源评价技术规定》估算，我国陆地上离地面10米高度处的风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3.8亿千瓦。中科院地理所估算我国近海10公里范围内10米高的风能资源超过19亿千瓦。所以，我国风电装机达到亿瓦级完全有资源保障。风能的集中利用是在风能富集地区建设具有一定规模的风电场，分布式利用则主要是用于为分散式建筑供电，尤其对解决老少边穷地区的无电户用电具有重要意义。

我国风能资源丰富但季节分布不均匀,一般春、秋和冬季丰富，夏季贫乏，而我国水能资源夏季为丰水季节，冬季、春季是枯水季节，风能与水能的季节分布高度互补。所以，大规模发展风电可以在一定程度上弥补我国水电冬春两季枯水期电力电量之不足。

我国风能资源丰富的地区主要是东南沿海及附近岛屿以及“三北”（东北、华北、西北）地区。另外，内陆也有个别风能资源丰富点，近海风能资源也非常丰富，这些地区距离负荷中心并不遥远。分省来看，风能分布比较丰富的主要有内蒙古、新疆、河北、吉林、辽宁、黑龙江、山东、江苏、福建和广东等。笔者认为，当前应优先考

虑开发距离电力负荷中心较近的沿海及其岛屿地区以及近海的风能资源，即年风功率密度在200瓦/平方米以上的山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省（市）沿海近10公里宽的地带，以及东部沿海水深5-20米的海域。

我国风能、太阳能资源分布与用电负荷分布存在着地域不对称的特点。东部地区用电负荷密集，珠三角、长三角以及环渤海地区集中了全国70%左右的用电负荷，而中西部地区太阳能、风能资源丰富。由于这些地区的电网结构普遍薄弱，大规模开发太阳能、风能，会受到电网送出能力不足的制约，这一方面可以通过在当地发展高耗能产业等措施，就地消纳部分电量；另一方面还需加强电网建设予以支持，这与后文将要提到的高温超导技术密切相关。 （3）关于新能源发电的成本。

成本偏高是制约新能源发展最主要的因素。实践证明，只有市场规模的扩大，成本才能进一步降低。近年太阳能、风能发电成本大幅度下降，就主要是技术进步与市场规模扩大共同作用的结果。有关研究表明，太阳能光伏组件累计产量每翻一番，价格降低约20%。美国2006年预测光伏发电成本与常规发电成本将于2015年趋于一致，德国2007年预测二者到2017年趋同。目前我国集中利用的太阳能光伏发电最低成本已经降到0.73元/千瓦时，考虑产业链合理利润后上网电价为1.34元/千瓦时。不久前，我国主要光伏电池生产厂商联合宣布， 到2012年实现光伏发电上网电价1元/千瓦时的目标。 近年来风力发电成本也经历了迅速下降的过程。目前我国国产陆

上风电机组成本已下降到6000元/千瓦，发电成本可降至0.375元/千瓦时。世界风能理事会的有关研究认为，风电成本的进一步下降，将60%依赖规模化发展，40%依赖技术进步。过去的风电成本下降更多的是依靠技术进步，以后的进一步下降则更多依赖于规模化、系列化和标准化。该理事会估计到2020年，陆上风机的总体造价还可以在2006年基础上再下降20%-25%，海上风机的造价可以降低40%以上，发电成本可以同幅下降。

在全球气候变暖的严峻形势下，征收碳税将势在必行，同时化石燃料的价格将会随着储量的减少而逐渐提高，这也会导致传统发电成本与新能源发电成本差距的缩小（麦肯锡公司估计，2007年我国煤炭开采和消费造成的外部成本可达现有煤炭成本的150%。因此，如果加上外部成本，煤电的上网电价将大幅度提高）。 （4）关于新能源发电的并网问题。

无论风能还是太阳能发电都必须妥善解决好接入电网系统问题，特别是远距离、大规模光伏电站、风电场的电力传输，必须与超导电缆技术的实际应用相结合。

风电场的出力随着风速的变化呈不稳定性特点，太阳能发电功率随不同季节、每天的时间段以及不同的天气状况会发生很大的变化，从而给电网平衡调度、安全稳定以及电能质量带来影响，而且随着并网规模的逐渐增加，影响会越来越大，这是必须面对并认真加以解决的问题，也是智能电网建设需要着力研究解决的问题。

风能、太阳能发电与储能装置相结合，是解决并网问题的重要途

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