太陽(yáng)無私地把能源奉獻(xiàn)給人類,盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一,地球所截獲的太陽(yáng)總能流也達(dá)到5400000EJ/a(艾焦/年),即太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。植物的光合作用僅占1260EJ/a,僅為地球所截獲的太陽(yáng)總能流的0.023%。就這么一點(diǎn)點(diǎn)為人類提供了化石燃料和生存的資源。
在人類誕生之前,由太陽(yáng)能促進(jìn)生物質(zhì)生長(zhǎng),再將殘?bào)w經(jīng)過數(shù)億萬(wàn)年地下埋藏而生成原煤、原油和天然氣等化石燃料。在人類出現(xiàn)之后,從傳說中的燧人氏鉆木取火起,人類開始使用能源,直到瓦特改良蒸汽機(jī)為止,這是一段講不清有多少年代的時(shí)期,人類使用的清潔能源是取之不盡的柴薪,但人類利用太陽(yáng)奉獻(xiàn)的能源——化石燃料和再生能源都要付出代價(jià)的。所謂再生能源+互聯(lián)網(wǎng)=零成本是不成立的。
人類利用能源總是從容易獲得的柴薪開始,然后依次是能量密度大的煤、原油和天然氣。似乎再生能源最容易獲得,實(shí)際上商品價(jià)格最高。也就是說,能源從柴薪時(shí)代開始,經(jīng)由煤炭時(shí)代和石油時(shí)代。盡管石油在能源市場(chǎng)上仍然起著重要作用,但由于全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,能源需求量暴增,原油在一次能源消費(fèi)中的地位逐年降低,此時(shí)原煤和再生能源趁勢(shì)增長(zhǎng),這個(gè)時(shí)代稱為后石油時(shí)代。
后石油時(shí)代是新能源快速成長(zhǎng)和發(fā)展時(shí)期,也是石油替代產(chǎn)品的培育、成長(zhǎng)和發(fā)展時(shí)期。后石油時(shí)代的特征表現(xiàn)為:
⑴更加激烈地爭(zhēng)奪常規(guī)油氣資源;
⑵加快非常規(guī)油氣資源的開發(fā)利用;
⑶加緊搶占清潔能源技術(shù)制高點(diǎn)。
為了解決能源供應(yīng)不足和霧霾問題,再生能源發(fā)展很快,特別是再生能源發(fā)電。在我寫的“千萬(wàn)不要被“第三次工業(yè)革命”忽悠了!”文章中,披露了2010年英國(guó)電力生產(chǎn)成本、2011年法國(guó)電力生產(chǎn)成本、2012年臺(tái)灣電力公司電源成本和2013年德國(guó)電力生產(chǎn)成本,因?yàn)檫@類數(shù)據(jù)發(fā)表時(shí)間都滯后,也算得上新鮮的。
雖然各國(guó)情況不同,其再生能源的商品價(jià)格也各不相同,但從這些表中可以看出,發(fā)電成本最低仍然是火力發(fā)電,特別是燃煤發(fā)電;在清潔能源中,水力發(fā)電是最低的,其次為核能發(fā)電?;鹆Πl(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電的商品價(jià)格都容易被市場(chǎng)接受,而再生能源發(fā)電從表1可以看出,2013年水力發(fā)電和風(fēng)電場(chǎng)所占份額最高,兩者占再生能源發(fā)電的87.3%,其電力價(jià)格均可被市場(chǎng)接受。
那么,生物質(zhì)發(fā)電、太陽(yáng)能光伏、地?zé)?、聚熱發(fā)電和海洋能發(fā)電等生產(chǎn)成本如何呢?
REN21(Renewable Energy Policy Network for the 21st Century)發(fā)布的《Renewables 2014 Global Status Report》報(bào)告,這是能源研究者必看的再生能源發(fā)展的年度報(bào)告。再生能源價(jià)格是重要的內(nèi)容之一,現(xiàn)把它列于表2。表中常見有兩個(gè)術(shù)語(yǔ):
⑴容量因數(shù)(Capacityfactor):容量因數(shù)=特定機(jī)組全年實(shí)際發(fā)電量/特定機(jī)組理論上全年最大發(fā)電量
例:600KW機(jī)組全年實(shí)際發(fā)電量為1500000kWh
容量因數(shù)=1500000/(600×24×365.25)=0.285=28.5%
⑵共燒(Co-fire):兩種不同的燃料在同一時(shí)間燃燒,其優(yōu)點(diǎn)是可伴隨另一種燃料燃燒時(shí),可更價(jià)廉或更環(huán)保。
為了跟燃煤發(fā)電的價(jià)格比較,就常拿來說事的德國(guó)燃煤發(fā)電價(jià)格作參比。
?。汉置喊l(fā)電45EUR/MWh≈5美分/kWh;硬煤發(fā)電70EUR/MWh≈8美分/kWh。
從表2可以看出,水力發(fā)電、風(fēng)電場(chǎng)和生物質(zhì)發(fā)電都被能源市場(chǎng)接受,但光伏發(fā)電,特別是屋頂光伏,其價(jià)格最高;另外,小型風(fēng)力機(jī)的發(fā)電價(jià)格依舊高。
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