在崇明,一座可再生能源示范岛正在如火如荼地建设中。“十一五”期间,风能、太阳能、生物质能等各种清洁能源将与当地循环型生态农业相对接,逐步实现全岛能源的“自主循环”。
在张江,一个综合节能示范工程正在园区内紧锣密鼓地实施中。据负责该工程的交通大学余岳峰博士介绍,项目将针对集聚在张江园区中的生物制药和信息技术两大行业,运用合同能源管理等方法,使整个园区的能源利用实现最优化。
随着上海一个个示范项目的启动,清洁能源已成为大家关注的焦点。近日,记者走访了市清洁能源研究与产业促进中心,了解清洁能源在上海的发展概况。
太阳能:将实现产业化
上海发展太阳能的势头称得上迅猛,近几年先后启动了“太阳能利用器件与材料”、“太阳能利用产业链关键技术与新技术研究”等重大攻关项目。同时,众多示范项目也应运而生,包括上海生态建筑示范工程、太阳能综合利用示范工程和崇明前卫村太阳能综合利用等重大工程。去年9月上海又出台了《2005年-2007年上海市开发利用太阳能行动计划》。
据悉,除了普通的硅晶板太阳能电池(包括单晶硅和多晶硅)、薄膜太阳能电池以外,市清洁能源研究与产业促进中心已经把聚光太阳能发电系统定为主要研究方向之一。这种新的太阳能发电系统是通过聚光装置,将太阳光聚集到一块面积很小的硅晶电池板上,一方面可以节约大量的硅,降低成本;另一方面,聚焦的阳光能量密度高,光伏转换效率就比传统的硅晶板高数倍,最高可达到30%。
中心的专家表示,只有拥有了自主研发的大规模提纯多晶硅技术,降低太阳能发电成本,再通过市场化运作,整合现有的上下游资源,进而在国内市场上推广光伏产品,太阳能的产业化才会真正实现。
生物质能:加强技术攻关
“能够达到温室气体零排放”、“可以变废为宝”等优点使生物质能被视为未来的重点能源之一,而发展生物质能的首要一步就是提高能效。
在燃料乙醇方面,国家鼓励使用的原材料是甘蔗、木薯和甜高粱这三种非粮作物。而能够转化为生物柴油的则主要包括小油桐、废油脂等。现在实验室里甚至可以通过延迟焦化技术将木屑、塑料等城市垃圾转化为柴油、焦炭。
那么,缺少农作物原料的上海该如何发展生物质能呢?“关键技术研发和产业资本运作是上海的两大优势,”市清洁能源研究与产业促进中心的专家给出了答案。
上海在生物质能领域的技术基础非常强大,目前已建成以纤维素废弃物为原料的年产乙醇600吨的示范工程。而上海理工大学袁益超教授主持的启明星计划项目“生物质工业废弃物燃烧机理研究及其燃烧设备研制”也已取得不俗成绩。项目针对酒糟的燃烧特性,成功研制出燃酒糟锅炉。这种锅炉已有32台在四川五粮液集团投入运行,不仅实现了酒糟及其灰渣的资源化利用,而且创造了显著的经济效益。另外,上海也拥有一批生物柴油项目和企业。
据中心负责人介绍,未来采用基因工程发展能源植物会成为一个重要的手段。“上海正结合市发改委有关生物质能产业调研工作以及国家相关示范项目,进一步加强技术攻关的投入,生物质能在上海将大有潜力。”
风能:开发渐入佳境
上海风力发电项目的发展可谓渐入佳境。2003年底,奉贤滨海地区建成了本市首个3400千瓦容量的风力发电场;去年先后迎来了南汇风力发电场11台风电机组并网发电和崇明风电场第一期三台风电机组并网发电;今年7月又传来好消息,崇明拟扩建达4万千瓦的风力发电机组,年发电量可达8千万度。
上海是风能资源比较丰富的地区,沿海区域50米高处的平均风速可达每秒6.7米,年有效风力累计时间7300小时以上。预计到2015年,“风电”在上海电力总量中的比例将达到3%左右,而目前仅占0.5%左右。
根据临海的地理位置特点,海上风力发电将成为上海利用风能的主要形式。目前,国内正在研制兆瓦级的风电机组,而上海也会进一步加快技术进步的步伐。专家透露,上海电气将引入德国1.5兆瓦的机组进行技术消化吸收,明年4月就会推出自主研发的2兆瓦风电机组,并逐步开发更大容量的海上风机。
氢能:普及尚需时日
在氢能领域,无论是技术研究、产品研发,还是政府的政策扶植等方面,上海可谓领先一步。
氢能的主要产业链包括以下几个环节:氢能研发、制氢、氢燃料电池、氢燃料电池驱动系统、加氢等。在上海,同济大学设有汽车学院氢能技术研究所,神力公司是全国数一数二的氢燃料电池企业,而目前巨资参与氢能项目研发的国内汽车企业只有上海汽车集团一家。同时在政策上,市政府不但提供了共计1亿元支持开发氢燃料电池车,还拿出了切实可行的发展规划。市经委联合发布的《上海市新能源汽车推进项目指南(2006-2008年度)》中明确指出,上海在新能源汽车方面将选择燃料电池汽车作为主攻方向。
以氢为燃料的燃料电池汽车与传统汽车相比,无污染,可实现零排放,比传统汽车能效更高。4年来,同济大学与上汽股份、上海神力公司等合作,已研制出3代氢燃料电池车——超越1号、2号和3号。神力公司还与清华大学联合研制了“清能一号”和“清能三号”两辆大巴,代表着中国燃料电池大巴的最高水准。
在加氢环节上,今年3月上海推出了首批5-10千瓦的小型氢能发电站,受到市场的欢迎,订购总量近1000千瓦,价值超过1000万元。但专家表示,由于制氢成本较高、技术尚不成熟,氢电站的单机发电能力还太小,氢电要走入寻常百姓家依然需要很长时间。
洁净煤:应用前景广阔
煤炭在我国的能源消费中占65%左右,在短期内以煤炭为主的能源结构不会有大的变化。据专家介绍,石油在本世纪中叶就可能趋于枯竭,但煤至少还能供人类使用150年至200年。而且洁净煤技术对能源损耗的降低和生态环境的改善都将起到立竿见影的效果。
减少氮氧化物的排放。中心的洁净煤研究室是由上海交通大学、上海锅炉厂公司和上海工业锅炉研究所等单位共同组建的。据研究室负责人介绍,这里的“空气分段燃烧法”已经在苏州望亭电厂和安徽洛河电厂30万千瓦的燃煤锅炉上成功应用,降低了40%的氮氧化物排放。目前,上海外高桥电厂一台30万千瓦燃煤发电机组将在空气分段的基础上实现智能化控制,氮氧化物的排放有望再降几个百分点。
专家表示,从长远来看,洁净煤技术在国内的应用前景广阔,而二氧化碳减排会成为中心洁净煤前沿技术的主要研究方向之一。