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關(guān)鍵詞：沼氣池；多傳感器信息融合技術(shù)；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；云技術(shù)；智能監(jiān)控
中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）10-0234-03
Abstract： Our country has a large population which results in a relatively shortage of energy and huge consumption of resources. As a renewable energy， the development of biogas energy has a broad space on the economic and ecological front so that rational development and use of biogas energy has very important significance. However， at present the use of methane is still relatively small in China countryside. In turn， there are a lot of problems in biogas management system， such as improving the efficiency in fermentation process and ensuring the system security. The system designed is based on using STM32 as the main control chip，as well as the wireless remote monitoring system of methane tank can provide real-time， online services for multiple users. People can collect and monitor the information of temperature and humidity， Methane concentration and pH-value in the monitoring environment by wireless sensor network technology. Then through the 4G wireless communication network cloud technology， it can analysis method and online data， giving a synthetical and overall evaluation of each index. Allowing authorized users through a variety of mobile terminal （such as mobile phone， PC， etc.） to master the real-time data， achieving remote monitoring.
Key words： biogas tank； multi sensor information fusion technology； remote data transmission； cloud technology； intelligent monitoring
1 概述
當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)生活的不斷發(fā)展，對能源資源消耗巨大，傳統(tǒng)能源將越來越少。新能源沼氣技術(shù)不僅能解決群眾生活用能的問題，也可以降低對傳統(tǒng)能源的依賴，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有效改善人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，因而在全國范圍內(nèi)得到了大力推廣[1]。為了能順利地解決眾多能源問題、順利地使農(nóng)村地區(qū)走上可持續(xù)型發(fā)展道路，合理地開發(fā)和利用農(nóng)村能源將具有極其重要的意義[2]。但因沼氣使用的自動化程度和安全性不高，廣大農(nóng)戶的使用情況并不理想。比如：發(fā)酵池內(nèi)部甲烷濃度、二氧化碳濃度過高，均存在安全隱患；發(fā)酵效率易受溫度、氣體濃度和料液PH值影響，產(chǎn)氣率得不到穩(wěn)定保障；傳統(tǒng)沼氣發(fā)酵技術(shù)僅僅憑借經(jīng)驗(yàn)，沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化智能化控制，同時缺乏預(yù)警系統(tǒng)，不能將該技術(shù)的危險系數(shù)降到最低。如果能對多個沼氣池內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)采集實(shí)時數(shù)據(jù)，并及時做出決策，則可以顯著提升系統(tǒng)發(fā)酵效率、自動化程度和系統(tǒng)安全性。因此，本文提出了采用多傳感器信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對沼氣池的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控。
2 多傳感器信息融合技術(shù)基本原理
多傳感器信息融合（MSIF）是目前我國信息領(lǐng)域一項(xiàng)頗有前景的研究方向，其主要過程就是將數(shù)據(jù)現(xiàn)場和多傳感器采集的信息數(shù)據(jù)結(jié)合，在一定的準(zhǔn)則下，通過計算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動分析綜合，達(dá)到所需要的決策和估計。它可以獲得比單個傳感器更可靠、更全面的綜合信息。避免了單個傳感器信息的不完整性，消除單個傳感器的信息盲區(qū)，有利于提高多傳感器信息處理結(jié)果的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)最終的決策[3]。多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)充分利用了多個信源，類似于大腦對信息處理的過程，對所采集信息綜合支配和使用，實(shí)現(xiàn)對被測對象的統(tǒng)一解釋[4]。該系統(tǒng)中信息之間都是相互聯(lián)系的，信息融合將多傳感器之間的冗余和互補(bǔ)信息按一定的規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化組合，合理地配置和運(yùn)用各個傳感器所采集的信息，來達(dá)到對監(jiān)測環(huán)境的一致描述[5]。
多傳感器的融合技術(shù)經(jīng)常采用的方法有加權(quán)平均法、統(tǒng)計決策理論法、貝葉斯估計、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、證據(jù)推理法等等 [6]。
3 智能沼氣池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
3.1 智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
基于多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程智能沼氣池監(jiān)控系統(tǒng)共分為三個層次。
第一層是分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。由分布在沼氣池內(nèi)的甲烷傳感器（MQ-2）、二氧化碳傳感器（MG-118）、溫度傳感器、PH值傳感器等構(gòu)成的多傳感器終端組成，用于池內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時監(jiān)測，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時采集。
第二層是云技術(shù)服務(wù)平臺。運(yùn)用多協(xié)議融合技術(shù)將數(shù)據(jù)匯聚到現(xiàn)場智能主機(jī)，并通過4G無線通信網(wǎng)絡(luò)傳入云服務(wù)器平臺，完成特征級數(shù)據(jù)融合，并將分析處理后的數(shù)據(jù)提供給移動終端的用戶或維修中心監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)云服務(wù)器與現(xiàn)場測控設(shè)備之間高速、平穩(wěn)的數(shù)據(jù)交換。
第三層是由移動終端設(shè)備組成。提供監(jiān)測服務(wù)時，允許授權(quán)用戶通過手機(jī)、PC機(jī)等移動終端訪問云服務(wù)器平臺，并能將用戶或維修監(jiān)控中心的控制信號傳輸給上位機(jī)，由上位機(jī)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。如圖1所示是智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計
系統(tǒng)設(shè)計中的普通傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由TI公司的CC2431芯片作為核心處理器，外加相應(yīng)的電路，包括數(shù)據(jù)采集傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電源管理模塊等組成，用于傳感器數(shù)據(jù)的采集和處理并構(gòu)成分布式無線多傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。多傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是整個信息數(shù)據(jù)融合的硬件基礎(chǔ)，多傳感器信息是它的操作對象，通過對信息進(jìn)行綜合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)融合的核心操作[7]。
而作為傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主控制器選擇了ATMEL公司基于ARM Cortex-M內(nèi)核的STM32系列嵌入式處理器STM32F103C8T6，其高性能、低成本、低功耗，是作為嵌入式芯片的一大優(yōu)勢，便于將實(shí)時數(shù)據(jù)匯聚到現(xiàn)場主機(jī)。如圖2，為無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
STM32F103C8T6作為現(xiàn)場主機(jī)內(nèi)部核心芯片，使用了兩個重要的串口，其中USRT接口與CC2431芯片相接，用于處理無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)匯聚到現(xiàn)場主機(jī)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)交互，而另一個串口與4G無線模塊相接，通過串口的AT指令使4G無線模塊與網(wǎng)絡(luò)相接，并將現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器，同時接受云服務(wù)器發(fā)來的測控指令。圖3即為現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)圖。
3.3 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)
服務(wù)器軟件的設(shè)計是本系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)最重要、最核心的部分?！霸品?wù)器平臺”的搭建離不開性能可靠的硬件設(shè)施（如數(shù)據(jù)采集終端、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等），也離不開相應(yīng)的服務(wù)器軟件。因此，云服務(wù)器軟件的設(shè)計需充分考慮到各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶可以隨時訪問云服務(wù)并進(jìn)行資源管理，而不再受地點(diǎn)或設(shè)備的限制，從而提供優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)。與此同時，通過實(shí)時接收云服務(wù)器監(jiān)控結(jié)果，用戶能夠全面地掌控當(dāng)前云服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)[8]。
針對大多數(shù)的Windows操作系統(tǒng)用戶，可采用B/S（Browser/Server，即瀏覽器/服務(wù)器）和C/S（Client/Server，即客戶端/服務(wù)器）兩種工作方式。基于Microsoft提供的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口函數(shù)（如MFC的CSocket類等），結(jié)合沼氣發(fā)酵池中各數(shù)據(jù)采集終端的分布特點(diǎn)、指令和數(shù)據(jù)的傳輸方式，采用先進(jìn)的多線程處理技術(shù)，設(shè)計出用于統(tǒng)一“監(jiān)控中心”的服務(wù)器軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。集控制和管理于一體的智能監(jiān)控軟件管理系統(tǒng)如圖4所示。
以基于B/S架構(gòu)的客戶端軟件為例，應(yīng)用軟件應(yīng)基于模塊化設(shè)計，可擴(kuò)展性好，適用于各種應(yīng)用現(xiàn)場，界面友好，操作簡單，易學(xué)易用，且具有“定時檢測”、“實(shí)時檢測”等多種用戶自定義功能，允許授權(quán)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)控，提供報表打印、數(shù)據(jù)分析等功能。對于C/S工作方式下的客戶端軟件，Android 智能手機(jī)操作系統(tǒng)具有開放性好、功能擴(kuò)展性強(qiáng)，便于支持應(yīng)用程序開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)[9]，則可基于安卓開發(fā)環(huán)境中使用Java的整合型可擴(kuò)平臺Eclipsc來實(shí)現(xiàn)移動終端軟件的設(shè)計，做出具有良好的人機(jī)交互性的移動終端軟件，便于用戶更加直觀清晰地了解沼氣池內(nèi)部數(shù)據(jù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能沼氣池監(jiān)控功能。
4 結(jié)論與展望
本論文設(shè)計的遠(yuǎn)程智能沼氣池監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用了最新最熱、使用前景廣闊的多傳感器信息融合技術(shù)。國際上已有許多公司不斷推出智能傳感器產(chǎn)品，如美國的Honeywell公司固態(tài)電子中心（SSEC）開發(fā)的PPT系列的精密智能壓力傳感器具有數(shù)字補(bǔ)償、組態(tài)、控制、通訊的功能，具有RS- 232C，RS485，USB串行接口或EPP并行接口，國內(nèi)也有研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)已經(jīng)開始開發(fā)智能化傳感器[10]。
該系統(tǒng)的設(shè)計以沼氣池內(nèi)環(huán)境信息采集處理為目標(biāo)，設(shè)計了三級處理系統(tǒng)。設(shè)計中采用了數(shù)據(jù)融合思想，對采集到的環(huán)境信息進(jìn)行同質(zhì)和異質(zhì)融合，去除冗余信息，減少數(shù)據(jù)通信量，避免傳感器采集沖突。采用了圖形化界面，并在本地計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器功能，通過手機(jī)端智能實(shí)時監(jiān)測沼氣池內(nèi)環(huán)境情況。通過整個系統(tǒng)的有機(jī)運(yùn)行，提高了發(fā)酵池內(nèi)外應(yīng)急聯(lián)動能力，提升了自動化水平和發(fā)酵池安全性，極大地節(jié)省了人力資源，降低了系統(tǒng)能耗。可以預(yù)見，在未來生活中的各個領(lǐng)域，環(huán)境信息的動態(tài)監(jiān)測與分析將會廣泛應(yīng)用，可依據(jù)本系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)功能的擴(kuò)充與修改，必然能夠得到十分有價值的應(yīng)用前景。
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關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；新能源技術(shù)；能源開發(fā)利用；風(fēng)力發(fā)電技術(shù)；水力發(fā)電技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
中圖分類號：X22 文章編號：1009-2374（2016）34-0106-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.052
工業(yè)革命的出現(xiàn)推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，對人類社會經(jīng)濟(jì)、政治、文化、軍事、科技等方面產(chǎn)生了巨大的影響，提高了人們的生活水平。但是在工業(yè)化發(fā)展的過程中，人們過度開發(fā)利用煤、石油等化石能源，導(dǎo)致能源需求量不斷增大，環(huán)境污染問題加劇，使人類的生存環(huán)境受到了巨大的影響。氣候作為人類賴以生存的自然環(huán)境的一個重要組成部分，它的任何變化都會對自然生態(tài)系統(tǒng)以及社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口數(shù)量不斷的增長，政府開始重視能源問題對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，開始探索新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，主動調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略，倡導(dǎo)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)，大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，加大新能源技術(shù)應(yīng)用研究，從而降低能源消耗、減少溫室氣體的排放量、減輕工業(yè)化發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響。新能源技術(shù)作為低碳經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵支點(diǎn)，對于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有著十分重要的作用。在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下要不斷發(fā)展新能源技術(shù)，不斷提高新能源技術(shù)水平，才能更好地為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)服務(wù)。
1 低碳經(jīng)濟(jì)概念
“低碳經(jīng)濟(jì)”是在全球氣候變暖和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的背景下提出來的。“低碳經(jīng)濟(jì)”最早見諸于政府文件是在2003的英國能源白皮書《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開發(fā)、追求綠色GDP的問題，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。
低碳經(jīng)濟(jì)由低碳技術(shù)、低碳能源、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳城市和低碳管理5個要素構(gòu)成。其中低碳能源是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。低碳能源是指高能效、低能耗、低污染、低碳排放的能源，包括可再生能源、核能和清潔煤，其中可再生能源包括太陽能、風(fēng)力能、水力能、海洋能、地?zé)崮芗吧镔|(zhì)能等。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)就要求我們改變現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)，減少化石燃料的使用，而開發(fā)和使用新能源是目前發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)最重要的一項(xiàng)內(nèi)容。
2 發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的意義
在能源日益短缺和環(huán)境污染問題逐漸加重的當(dāng)下，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有助于解決能源短缺問題，減少化石燃料的使用，降低二氧化碳排放量，緩解溫室效應(yīng)的惡化。我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是貫徹科學(xué)發(fā)展觀、走可持續(xù)道路的本質(zhì)要求，有助于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，改變以往低技術(shù)、高耗能、低附加值的產(chǎn)業(yè)，使其逐步成為高科技、低耗能、高附加值的產(chǎn)業(yè)。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)也有助于促進(jìn)我國區(qū)域結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變對中西部地區(qū)的煤炭、礦藏等不可再生資源掠奪式的開采現(xiàn)狀。同時發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有助于我國融入世界最新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)革新的浪潮中，提高對于全球性經(jīng)濟(jì)風(fēng)險的抵御能力，也是我國建設(shè)節(jié)約型社會、環(huán)境友好型社會和建設(shè)創(chuàng)新型國家的必然選擇。
3 新能源技術(shù)的概念
新能源技術(shù)是高技術(shù)的支柱，包括核能技術(shù)，太陽能技術(shù)，燃煤、磁流體發(fā)電技術(shù)，地?zé)崮芗夹g(shù)，海洋能技術(shù)等。其中核能技術(shù)與太陽能技術(shù)是新能源技術(shù)的主要標(biāo)志，通過對核能、太陽能的開發(fā)利用，打破了以石油、煤炭為主體的傳統(tǒng)能源觀念，開創(chuàng)了能源的新
時代。
4 新能源技術(shù)的特征
4.1 新能源技術(shù)具有低碳的特征
由于現(xiàn)階段使用的煤炭、石油等化石能源產(chǎn)生的二氧化碳等其他排放物較高，所以稱之為高碳技術(shù)。新能源低碳技術(shù)主要是指利用一些低碳或者無碳的自然能源進(jìn)行生產(chǎn)生活，例如太陽能、水能、風(fēng)能、生物能等。新能源低碳技術(shù)與高碳技術(shù)相比較所產(chǎn)生的二氧化碳和其他排放物較低甚至沒有。新能源低碳技術(shù)的應(yīng)用有助于減輕溫室氣體的排放，改變現(xiàn)有的生存環(huán)境。
4.2 新能源技術(shù)具有戰(zhàn)略性
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，特別是工業(yè)化的發(fā)展，人們對于煤炭、石油等化石能源的依賴越來越強(qiáng)，但是這些能源都屬于不可再生能源，終有一天會枯竭。與傳統(tǒng)化石能源不同的是，太陽能、水能、風(fēng)能和生物能這些都屬于是可再生的能源，而且儲量是非常多的，不會出現(xiàn)枯竭，可以保證能源使用的安全。隨著國家大力倡導(dǎo)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)，新能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)將會成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，對于國家社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重大的影響作用，是國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中一項(xiàng)主要的措施。同時，新能源技術(shù)具有綠色環(huán)保無污染的特點(diǎn)，符合國家建設(shè)節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會的要求，有助于促進(jìn)社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。
4.3 新能源技術(shù)具有不確定性
目前我國對于新能源技術(shù)的應(yīng)用還處于初級階段，在發(fā)展和應(yīng)用過程中有著諸多的不確定性因素。由于新能源技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)，人們對于新能源技術(shù)市場又不夠了解，因此新能源技術(shù)的投資具有高風(fēng)險。但是正是因?yàn)樾履茉词袌鲋杏兄T多的不確定性因素，所以新能源技術(shù)又具有高回報的特征。
5 新能源技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
5.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)
風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是運(yùn)用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的一種新能源技術(shù)。風(fēng)能是由地球表面大量空氣流動而產(chǎn)生的一種動能。全世界的風(fēng)能儲量非常巨大，我國的風(fēng)能儲量也非常豐富。風(fēng)能資源一般主要分布在沿海地區(qū)和開闊大陸的收縮地帶，我國的風(fēng)能主要分布在東南沿海地區(qū)和西北地區(qū)一帶。風(fēng)能資源的利用主要是以發(fā)電為主，這種形式也是比較普遍的。在我國一些沿海島嶼、交通不便的山區(qū)，北方的草原牧區(qū)和邊疆以及風(fēng)能儲備豐富的地區(qū)，有的家庭安裝微型風(fēng)能發(fā)電設(shè)備，為生產(chǎn)生活提供電力，不僅能夠節(jié)約家庭開支，還可以起到保護(hù)環(huán)境的作用。但是，在風(fēng)能的實(shí)際應(yīng)用過程中依然有一些技術(shù)上的問題，由于風(fēng)速、風(fēng)向不夠穩(wěn)定，變化比較頻繁，容易產(chǎn)生電能幅值和相位不穩(wěn)定的現(xiàn)象，如果接入到電網(wǎng)中會對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成威脅，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電的新能源技術(shù)在我國發(fā)展時間不長，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備研發(fā)上還缺少一些技術(shù)支持，現(xiàn)有的一些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率過低，容易造成風(fēng)能資源的浪費(fèi)。因此要想使風(fēng)能發(fā)電發(fā)展更加的穩(wěn)定，就需要通過對新能源技術(shù)的研究，將不穩(wěn)定的風(fēng)能高效率地轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)中所需要的電能，加快對風(fēng)能新能源發(fā)電技術(shù)設(shè)備的研發(fā)，以便更好地提高風(fēng)能的使用效率。
5.2 水力發(fā)電技術(shù)
水力發(fā)電技術(shù)是運(yùn)用水的勢能和動能轉(zhuǎn)化成電能來發(fā)電的一種新能源技術(shù)。常說的水能資源主要包括河流水能、潮汐水能、海流能等能源，現(xiàn)階段利用最多的就是河流水能發(fā)電技術(shù)。由于水能資源屬于可再生資源，更重要的是開發(fā)水能資源對于河流的治理和開發(fā)利用有著十分重要的作用，可以改變現(xiàn)有的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，而且水能資源開發(fā)和利用對環(huán)境不會產(chǎn)生污染，有助于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
5.3 地?zé)岚l(fā)電技術(shù)
地?zé)岚l(fā)電技術(shù)是從地殼中抽取天然的熱能，主要用來進(jìn)行地?zé)岚l(fā)電和直接利用。由于我國的地形地貌豐富，地?zé)崮艿膬淞恳彩重S富且分布廣泛。地?zé)岚l(fā)電不需要消耗任何的燃料，主要是利用地?zé)崮苓M(jìn)行發(fā)電。根據(jù)不同溫度的地?zé)崃黧w可以分為直接發(fā)電、綜合利用、制冷、工業(yè)干燥和供暖等多種用途。
6 新能源技術(shù)發(fā)展的建議
目前，我國新能源技術(shù)應(yīng)用整體還處于起步發(fā)展階段，新能源的開發(fā)和利用減少了對傳統(tǒng)能源的依賴，緩解了能源使用壓力，降低了環(huán)境污染。但是在新能源應(yīng)用過程中，由于新能源技術(shù)的不成熟，導(dǎo)致新能源利用率較低。因此，在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下國家要給新能源技術(shù)發(fā)展提供政策，鼓勵新能源企業(yè)和科研人員，加強(qiáng)對新能源技術(shù)的創(chuàng)新力度，提升新能源設(shè)備的研發(fā)技術(shù)，提高新能源利用效率，建立有效的新能源市場競爭機(jī)制，完善我國的能源安全體系，為實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)提供有力保障。同時積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)理念，加強(qiáng)與國外在新能源技術(shù)領(lǐng)域的合作，提高新能源技術(shù)的自出創(chuàng)新能力，促進(jìn)我國的新能源技術(shù)發(fā)展。
總之，隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，新能源的開發(fā)和應(yīng)用將會成為社會發(fā)展過程中最主要的清潔能源。在可持續(xù)發(fā)展的理念下，節(jié)能減排勢在必行，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)逐漸成為社會發(fā)展的必然趨勢。新能源技術(shù)未來將會成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新支點(diǎn)和新產(chǎn)業(yè)，在低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下不能只單單停留在某個產(chǎn)品開發(fā)和環(huán)節(jié)應(yīng)用中，要把新能源技術(shù)發(fā)展成為一個有效的產(chǎn)業(yè)鏈，使其成為一個有競爭力的產(chǎn)業(yè)。在新能源技術(shù)發(fā)展的過程中，要不斷強(qiáng)化新能源技術(shù)的創(chuàng)新意識和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識，加大新能源技術(shù)專業(yè)人員的培養(yǎng)力度，加強(qiáng)地區(qū)和機(jī)構(gòu)間的合作只有通過不斷的提升新能源技術(shù)，減少對傳統(tǒng)化石能源的利用率，降低二氧化碳及相關(guān)排放物的排放量，才能真正實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；電力新能源；可持續(xù)發(fā)展
一、引言
在全面構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式下，中國政府高度重視能源的可持續(xù)發(fā)展?！笆濉币?guī)劃中明確提出在2020年，我國每單位GDP的CO2排放量與2015年相比要求降低18%，并著重將電力行業(yè)作為重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行管控。英國、美國等國家的電力行業(yè)紛紛致力于能源效率提升和清潔能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)了低碳發(fā)展的目標(biāo)。從歐美先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)來看，電力能源的可持續(xù)發(fā)展是低碳經(jīng)濟(jì)的主要實(shí)現(xiàn)路徑。而我國處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，立足于可持續(xù)低碳經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)電力能源可持續(xù)發(fā)展是我國當(dāng)前急需關(guān)注的重點(diǎn)問題。
二、中國電力能源發(fā)展現(xiàn)狀
我國正處于高度工業(yè)化的發(fā)展時期，依靠煤炭的火力發(fā)電仍是主要的發(fā)電方式。2016年我國總發(fā)電量59897億千瓦時，其中依靠煤炭燃燒的火力發(fā)電占比高達(dá)71.60%，雖然相比于2015年火力發(fā)電同比略有下降，但與發(fā)達(dá)國家的發(fā)電結(jié)構(gòu)相比，仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他清潔能源的占比（見表1）。中國電力行業(yè)作為煤炭消費(fèi)大戶，如果按照現(xiàn)在電力能源的消耗速度來算，煤炭的可開采期限將不足60年。同時，在產(chǎn)電過程中產(chǎn)生大量的CO2、NO2等溫室氣體，將不利于我國低碳可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前，我國正逐步實(shí)施以下措施促進(jìn)電力能源的可持續(xù)發(fā)展。第一，煤炭總量控制?？刂泼禾肯M(fèi)總量將是國家“十三五”規(guī)劃中的重要任務(wù)，國家力爭到2020年，將煤炭消費(fèi)總量控制在42億噸左右，煤炭消費(fèi)比重控制在62%②。第二，改革煤炭清潔發(fā)電技術(shù)。考慮到當(dāng)前我國的特殊國情，燃煤發(fā)電的大形勢在一定時期內(nèi)并不會改變，因此清潔煤炭技術(shù)的研發(fā)成為了我國電力行業(yè)進(jìn)行溫室氣體減排的必要路徑。我國早在2004年就提出了“綠色煤電”計劃，并設(shè)立了示范電站及示范項(xiàng)目，意圖提高燃煤發(fā)電能源轉(zhuǎn)換效率，降低燃煤溫室氣體排放量。第三，清潔能源的研發(fā)與利用。中國具備較為充足的風(fēng)能、水能、核能基礎(chǔ)，政府鼓勵電力企業(yè)致力于風(fēng)能、水能、核能等新能源的開發(fā)與運(yùn)用，并為行業(yè)提供必要的資金和政策支持，以此來加快電力行業(yè)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級，為今后的可持續(xù)發(fā)展提供根本保證。第四，建立碳排放交易市場。我國政府借鑒國際先進(jìn)的碳減排經(jīng)驗(yàn)，分別成立了北京、上海、天津等碳排放交易試點(diǎn)，并明確提出要在2017年建立全國范圍的碳排放交易市場。我國電力、紡織、石油等重點(diǎn)行業(yè)作為溫室氣體高排放行業(yè)被強(qiáng)制納入其中，碳減排不再局限于紙上談兵，而是與企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)利益掛鉤，這一舉措將倒逼電力企業(yè)內(nèi)部對于能源利用開發(fā)的技術(shù)革新，從根本上促進(jìn)電力能源的可持續(xù)發(fā)展。
三、中國電力能源存在的問題
目前，我國電力能源正實(shí)施包括煤炭總量控制、改革煤炭清潔發(fā)電技術(shù)、研發(fā)利用清潔新能源、建立碳排放交易市場等措施促進(jìn)電力能源的可持續(xù)發(fā)展。但筆者對上述電力能源措施實(shí)施現(xiàn)狀進(jìn)行分析，總結(jié)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段可能存在以下幾點(diǎn)需要關(guān)注的問題：
（一）電力能源發(fā)展規(guī)劃不明確
如上文所述，我國當(dāng)前的電力能源結(jié)構(gòu)相對單一，主要以燃煤發(fā)電為主，其他清潔新能源的比重相對較低，且燃煤發(fā)電技術(shù)還不能滿足高效低碳、清潔環(huán)保的要求，缺少國家戰(zhàn)略層面的發(fā)展規(guī)劃。此外，我國煤炭資源大多數(shù)分布在西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，發(fā)電機(jī)組大多設(shè)置在中東部發(fā)達(dá)地區(qū)，“西煤東運(yùn)”成為了當(dāng)前采用的主要方式。但是這項(xiàng)舉措加大了發(fā)電過程的運(yùn)輸成本，只能解決燃煤之急，并不能從根本上解決這一矛盾。目前，我國缺少與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展相匹配的電力能源發(fā)展規(guī)劃，對于燃煤發(fā)電減排技術(shù)的研發(fā)政策還不夠明確，不能從根本上轉(zhuǎn)變電力能源結(jié)構(gòu)，滿足不了全國范圍的電力需求。
（二）新能源技術(shù)支持不夠
雖然國家鼓勵電力行業(yè)研發(fā)和使用新能源，但是由于技術(shù)壁壘、開發(fā)成本等原因，各種新能源開發(fā)技術(shù)的水平都不夠高。比如說風(fēng)能發(fā)電中最重要的是風(fēng)電場所的選址，如何測量一定時期內(nèi)的有效風(fēng)速，如何保證風(fēng)速的穩(wěn)定性是目前急需解決的問題。此外，太陽能發(fā)電設(shè)備如何降低成本、水能發(fā)電設(shè)備如何避免季節(jié)性影響、其他生物質(zhì)等新能源設(shè)備如何完善收購處理過程等，均很大程度地制約了我國新能源發(fā)電的進(jìn)程。
（三）新能源電價難以確定
隨著電力新能源的不斷發(fā)展，我國的核能、風(fēng)能、太陽能等能源的發(fā)電初始建設(shè)成本較高，相應(yīng)的新能源電價在一定時期內(nèi)比燃煤發(fā)電的價格高，將影響電力行業(yè)對于發(fā)電方式的選擇。較低的銷售電價與新能源開發(fā)成本等因素成為了短期難以避免的矛盾，在緩解這一矛盾的基礎(chǔ)上，如何確定合適的新能源電價將成為我國新能源發(fā)電順利轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)。
（四）新能源制度體系不夠完善
目前，雖然我國政府陸續(xù)出臺了相關(guān)的政策方針促進(jìn)電力能源的發(fā)展轉(zhuǎn)型，但是仍缺少系統(tǒng)完善的制度體系支持。以核能發(fā)電為例，我國欠缺關(guān)于核安全管理的法律法規(guī)體系，核電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，具有專業(yè)資格高核燃料處理能力的核電企業(yè)、核電人才更是少之又少。制度體系的不完善將導(dǎo)致新能源發(fā)展的緩慢，影響綠色、安全、經(jīng)濟(jì)的新能源發(fā)電體系的構(gòu)建。
四、中國電力能源可持續(xù)發(fā)展建議
筆者從低碳經(jīng)濟(jì)電力能源發(fā)展的視角，針對我國當(dāng)前電力能源發(fā)展存在的問題，提出相關(guān)建議。
（一）制定電力能源發(fā)展規(guī)劃
我國政府需要全盤規(guī)劃低碳發(fā)展目標(biāo)，將經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、環(huán)保規(guī)劃相掛鉤，結(jié)合各部門、電力行業(yè)以及社會公眾的意見為電力能源發(fā)展設(shè)置約束性指標(biāo)，并實(shí)施全面的計量、監(jiān)督與考核，不斷改進(jìn)與優(yōu)化。政府還需要從國家戰(zhàn)略層面全方位建設(shè)特高壓輸配電網(wǎng)，從跨區(qū)域輸煤發(fā)電向輸電轉(zhuǎn)變，解決當(dāng)前發(fā)電與配電不均衡的矛盾。此外，電力行業(yè)需要在政府的資金政策支持下加大對燃煤發(fā)電清潔技術(shù)的研發(fā)力度，按照碳減排指標(biāo)考核體系對自身碳排放量進(jìn)行統(tǒng)計和分析，以結(jié)果約束過程，促進(jìn)電力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。各級政府相關(guān)部門要建立信息共享平臺，對電力企業(yè)的碳排放量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并定期進(jìn)行考評。
（二）強(qiáng)化新能源技術(shù)開發(fā)
要實(shí)現(xiàn)電力能源低碳轉(zhuǎn)型就必須要提高對新能源技術(shù)的研發(fā)工作。從國際先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)來看，政府部門在電力行業(yè)新能源技術(shù)研究開發(fā)、示范和推廣中發(fā)揮著舉足輕重的作用，我們不僅要加大新能源技術(shù)開發(fā)的投入，還要根據(jù)國內(nèi)資源特點(diǎn)，建立研究、開發(fā)和示范一體化管理體系，并組織科研機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)等單位共同建立技術(shù)研究開發(fā)機(jī)制。各電力企業(yè)要充分運(yùn)用發(fā)達(dá)的信息資源，加強(qiáng)國際合作，學(xué)習(xí)貫通國外的新能源技術(shù)，為新能源發(fā)電提供必要的技術(shù)支持。
（三）深化電價體制改革
我國電價機(jī)制還不夠完善，特別是新能源電價定價方面。政府需要繼續(xù)深化電價體制改革，形成既滿足市場供求關(guān)系，又能考量資源環(huán)境成本的合理電價機(jī)制；對于電力行業(yè)可再生能源產(chǎn)電提高補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，建立可再生能源補(bǔ)貼發(fā)展基金；加大對于電價、碳排放、低碳經(jīng)濟(jì)的宣傳，引導(dǎo)電力企業(yè)、社會大眾提高對新能源的關(guān)注，從意識層面推進(jìn)清潔能源快速發(fā)展。
（四）健全法律法規(guī)制度體系
政府部門要響應(yīng)能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，共同推進(jìn)電力能源相關(guān)的制度體系建設(shè)。以上文提到的核能發(fā)電為例，一方面需要健全核安全管理的法律法規(guī)體系，另一方面要完善電力企業(yè)核能發(fā)電制度保障體系，統(tǒng)一核電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為發(fā)電企業(yè)核電設(shè)施投資提供制度支持。電力新能源的發(fā)展離不開高素質(zhì)人才，我們需要“以人為本”，制定系統(tǒng)的新能源人才規(guī)劃及培養(yǎng)方案，從而保障電力企業(yè)核心競爭力，保障電力能源的可持續(xù)發(fā)展。
（五）構(gòu)建碳排放交易市場
當(dāng)前，全球能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略和世界共識，作為全球能源資源配置平臺，其規(guī)模更大、技術(shù)更復(fù)雜。多種技術(shù)廣泛滲透融合的能源技術(shù)革命正在到來，互聯(lián)網(wǎng)理念深刻影響著電力行業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)形態(tài)和運(yùn)作流程。作為全球能源資源配置平臺，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)規(guī)模更大、技術(shù)更復(fù)雜。2020年，國家電網(wǎng)公司將成為全球電力行業(yè)的科技領(lǐng)軍企業(yè)，全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建迫切需要進(jìn)一步提升科技創(chuàng)新能力，在保持傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢的同時，面向未來加快突破戰(zhàn)略性新興技術(shù)，搶占全球電力技術(shù)制高點(diǎn)。技術(shù)創(chuàng)新是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的前提，特高壓電網(wǎng)技術(shù)是關(guān)鍵，智能電網(wǎng)技術(shù)是基礎(chǔ)，清潔能源發(fā)電技術(shù)是重點(diǎn)，互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)是平臺。
特高壓電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離、超大容量、安全可靠、綠色低碳、友好互動的能源資源優(yōu)化配置平臺，將有效解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源分布不均衡、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)境容量對傳統(tǒng)能源使用存在限制等問題，大幅度提高能源配置利用效率。為實(shí)現(xiàn)全球范圍超大容量、超遠(yuǎn)距離的電力輸送，需要研究特高壓技術(shù)裝備，重點(diǎn)探索特高壓交流技術(shù)裝備、特高壓直流技術(shù)裝備。全球能源互聯(lián)網(wǎng)涉及跨洲能源電力輸送，由于世界各地地理和氣候各異，在一些特殊場合，受特殊條件和極端環(huán)境的限制，常規(guī)輸電技術(shù)難以滿足應(yīng)用需求，需要研究新型輸電技術(shù)裝備，重點(diǎn)探索半波輸電、超導(dǎo)輸電、無線輸電、管道輸電等新型輸電技術(shù)。
智能電網(wǎng)是以電力為核心，涵蓋供電、供熱、供冷、供氣、電氣化交通等多個復(fù)雜系統(tǒng)的綜合能源網(wǎng)絡(luò)，通過能源技術(shù)與信息技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)用戶可靠供電、能源資源優(yōu)化配置、用戶雙向互動、推動能源綠色化和用能高效化。智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步將推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)、能源形態(tài)、控制形態(tài)、設(shè)備形態(tài)、通信方式的不斷演進(jìn)與發(fā)展，在智能電網(wǎng)技術(shù)裝備方面，需要研究交流輸變電設(shè)備、直流電網(wǎng)技術(shù)裝備、配用電技術(shù)裝備、電能替代及能源轉(zhuǎn)化技術(shù)裝備、大規(guī)模儲能技術(shù)裝備和信息通信技術(shù)裝備。
在全球范圍內(nèi)，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，必將伴隨能源消耗的持續(xù)增加，石油、天然氣和煤炭等不可再生資源儲量有限性，導(dǎo)致用能日趨緊張，而化石能源消耗量的攀升，加速了全球氣候變暖趨勢，對生態(tài)系統(tǒng)、自然環(huán)境、水資源造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，開發(fā)應(yīng)用綠色清潔能源是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)面臨著適應(yīng)大規(guī)模清潔能源發(fā)電大容量、遠(yuǎn)距離輸送和并網(wǎng)運(yùn)行的間歇性、波動性，以及應(yīng)對惡劣氣候條件下設(shè)備運(yùn)行維護(hù)等重大技術(shù)挑戰(zhàn)，需要研究與之相適應(yīng)的新能源發(fā)電技術(shù)裝備、常規(guī)清潔能源發(fā)電技術(shù)裝備、清潔能源匯集技術(shù)裝備和清潔能源運(yùn)行控制技術(shù)裝備。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)旨在推動能源發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，使能源發(fā)展擺脫資源、時空和環(huán)境約束，通過廣泛連接各大煤電基地、大水電基地、大規(guī)模新能源基地和負(fù)荷中心，在洲際實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)互通。電網(wǎng)容量和規(guī)模的巨大發(fā)展，一方面滿足了國民經(jīng)濟(jì)的電力需求，另一方面對電網(wǎng)的調(diào)度、運(yùn)行和控制提出了更高的要求，同時需要建立高效的商業(yè)運(yùn)營模式，支持跨國跨洲的電力交易運(yùn)營，支持分布式電源靈活接入與運(yùn)行，支持多種能源供應(yīng)系統(tǒng)融合與能源共享運(yùn)營。需要研究與之相適應(yīng)的全球能源研究統(tǒng)一平臺、全球互聯(lián)電網(wǎng)仿真平臺、全球互聯(lián)電網(wǎng)安全控制與保護(hù)技術(shù)裝備、全球互聯(lián)電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)和洲際電力交易技術(shù)支持系統(tǒng)。
一、新能源項(xiàng)目的后期管理現(xiàn)狀及主要問題
隨著互助縣近年來大力推廣新能源建設(shè)，目前，互助的新能源利用情況有了非常大的進(jìn)步，普及率逐年上升。據(jù)統(tǒng)計，到2011年年底，約有126個村安裝了太陽灶，同時全縣沼氣池203戶，滿足了200戶村民炊事用氣。
然而，隨著新能源項(xiàng)目在農(nóng)村的推廣，其后續(xù)管理工作也逐漸顯現(xiàn)出了一些不可忽視的問題。據(jù)了解，大部分項(xiàng)目仍然是“重開發(fā)、輕管理”，工程方只關(guān)注項(xiàng)目的開況，而在設(shè)施修建完成之后，忽略了其后續(xù)維護(hù)工作。很多項(xiàng)目在使用了一段時間后，因缺乏維護(hù)、無人看管而效率降低甚至荒廢，進(jìn)一步可能造成整體資源的極大浪費(fèi)，這實(shí)際上違背了使用新能源的根本目的。
通過實(shí)地調(diào)查研究，農(nóng)村地區(qū)的新能源項(xiàng)目后期維護(hù)工作中主要存在如下問題：
1.后期管理維護(hù)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)不健全
目前，互助縣農(nóng)村新能源建設(shè)的后期管理維護(hù)尚未形成完整的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。部分地區(qū)的新能源工程設(shè)備在后期的運(yùn)行過程中發(fā)生故障、出現(xiàn)技術(shù)問題時出現(xiàn)了權(quán)責(zé)不明的情況。是由政府負(fù)責(zé)，村委會負(fù)責(zé)，還是由農(nóng)戶自己解決，相關(guān)部門沒有明確的規(guī)定。能源站組織了一些專門的技術(shù)人員來負(fù)責(zé)維護(hù)的工作，但全縣范圍內(nèi)仍沒有形成完整的。分層分級的維護(hù)體系和合理的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，各項(xiàng)后期管理所需要的配套設(shè)備準(zhǔn)備不夠充足。在新能源設(shè)備設(shè)施發(fā)生了問題之后，沒有合理的機(jī)制確保能夠在最快的時間內(nèi)將問題上報并解決。
2.缺乏有關(guān)新能源后期管理維護(hù)資金的支持政策
近年來，在新能源上投入了巨大的資金，而這些資金大多是用在項(xiàng)目建設(shè)上，對項(xiàng)目的后期管理維護(hù)很少重視。從村委會基層工作人員的描述中了解到，絕大部分的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、政府都沒有投入專門的、定向的后期維護(hù)資金。正因?yàn)槿绱?，?dāng)很多地方的新能源設(shè)施出現(xiàn)故障問題后，村委會沒有資金去組織維修，而農(nóng)戶也不愿意自籌資金修繕，部分項(xiàng)目就出現(xiàn)了“一年好、二年差、三年垮”的局面。
3.缺少專職的技術(shù)人員
一是缺乏日常的看管、維護(hù)員工。很多大型的新能源項(xiàng)目，例如沼氣池，需要定期清掃，才能延長設(shè)備設(shè)施的使用壽命，而目前很多沼氣缺少相關(guān)的專業(yè)維修人員。而農(nóng)村配備的相關(guān)工作人員數(shù)量不足，很多鄉(xiāng)存在幾個村才有一個沼氣技術(shù)員。同時，農(nóng)民普遍欠缺相關(guān)知識，不能及時解決使用中出現(xiàn)的問題，這樣就使得大量沼氣池“因病報廢”，沒有充分發(fā)揮其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
二、新能源建設(shè)后續(xù)管理的對策和建議
1.農(nóng)戶參與的積極性不高
對于新能源后期管理維護(hù)工作，最終的服務(wù)對象、受益者和最重要的工作支持者都是農(nóng)戶本身。對農(nóng)戶而言，新能源早已不是一件新鮮事物，農(nóng)戶對新能源的綠色環(huán)保性、科技性等特征有了基本的了解，然而就目前的情況而言，農(nóng)戶對使用新能源、維護(hù)新能源設(shè)備設(shè)施的主動性不高，大多數(shù)仍處于如果政府提供就接受，而不會自主去購買的狀態(tài)。農(nóng)戶對“花錢買環(huán)?！钡膽B(tài)度并不積極。
2.建立完備的后期管理與維護(hù)體系
政府應(yīng)該牽頭，針對現(xiàn)有的各種新能源項(xiàng)目，根據(jù)各鄉(xiāng)各自的實(shí)際情況和長期發(fā)展規(guī)劃，因地制宜，盡快建立完善的后期管理與維護(hù)服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)管理、維修在內(nèi)的整體服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，以推進(jìn)農(nóng)村能源的管理標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)專業(yè)化，改變項(xiàng)目覆蓋面小，組織化程度低的局面。
中美兩國在能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式上有很多相同之處，比如火電均是兩國目前最大的單一碳排放來源，再比如兩國都在大力支持發(fā)展太陽能、風(fēng)電等與傳統(tǒng)化石能源不同的新能源。有觀察者稱，中美兩國正在聯(lián)手做全球應(yīng)對氣候變化的領(lǐng)導(dǎo)者。
從能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模、成本價格，甚至能源體制上來說，美國對于中國或許沒有十分明顯的優(yōu)勢，但其強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新基因給美國增加了無可比擬的優(yōu)勢。這應(yīng)該就是我們從美國新能源產(chǎn)業(yè)中最需要學(xué)習(xí)借鑒的地方。
《能源》記者在美國加州的采訪行程中，聽到了多位美國新能源產(chǎn)業(yè)人士介紹其創(chuàng)新的技術(shù)，也有不少中國的企業(yè)家向記者吐露已經(jīng)或即將引進(jìn)美國相關(guān)技術(shù)的計劃?？梢灶A(yù)見，未來中國從美國新能源領(lǐng)域引入先進(jìn)技術(shù)的潛力將是巨大的，兩國間或?qū)⒂性絹碓蕉嗟暮献黜?xiàng)目落地。
技術(shù)創(chuàng)新基因
加州不僅是美國信息技術(shù)的創(chuàng)新基地，也可以說是新能源技術(shù)的創(chuàng)新孵化基地，該地的許多新能源項(xiàng)目具有獨(dú)特的創(chuàng)新基因。
對互聯(lián)網(wǎng)巨頭來說，將信息科技的創(chuàng)新基因復(fù)制到新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)開發(fā)上似乎是越來越熱門的事情。有數(shù)據(jù)顯示，谷歌公司已在風(fēng)能和太陽能領(lǐng)域完成了數(shù)十宗投資，該公司在一年多以前就大約有34%的運(yùn)營使用新能源。
在光熱發(fā)電領(lǐng)域，美國是全球擁有頂尖技術(shù)的地區(qū)之一。目前已投運(yùn)的、全美最大的光熱發(fā)電站――伊萬帕太陽能電站采用了塔式光熱技術(shù)，是全球最新的技術(shù)之一。這一項(xiàng)目也吸引了谷歌公司的投資。
而全球裝機(jī)規(guī)模最大的塔式熔鹽電站新月沙丘項(xiàng)目也即將在美國投運(yùn)，該項(xiàng)目將證明塔式熔鹽技術(shù)在100MW級大型電站上應(yīng)用的可靠性，并將影響到整個光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
Technology Partners公司是美國對新能源技術(shù)和相關(guān)初創(chuàng)公司投資最大的風(fēng)投企業(yè)。對于投資新的清潔能源技術(shù)，該公司合伙人Ira Ehrenpreis身經(jīng)百戰(zhàn)，說起來滔滔不絕。他投資的項(xiàng)目幾乎無一例外地都標(biāo)有明顯的技術(shù)創(chuàng)新的標(biāo)簽。
普通光伏發(fā)電站的轉(zhuǎn)換率為16―17%左右，“我投資了一家光伏公司，他們的技術(shù)可使光伏發(fā)電轉(zhuǎn)化率達(dá)到21―24%，而且成本更低?！盓hrenpreis對《能源》記者說，現(xiàn)有技術(shù)下，光伏電池板會受到飄落的樹葉、陰影等影響，使其整個電池板效率大大降低，而這家公司的技術(shù)可以使光伏板只有陰影部分的發(fā)電量受到影響，不會影響整個電池板的效率。
新的風(fēng)機(jī)技術(shù)也受到Ehrenpreis的關(guān)注和投資。據(jù)Ehrenpreis介紹，一般情況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)有三片風(fēng)葉，由于在物理上有一定的發(fā)電極限，為了更多的發(fā)電量，風(fēng)葉的面積有越來越大的趨勢。他說：“我近期投資了一家風(fēng)電公司，它們擁有的創(chuàng)新技術(shù)，不再使用傳統(tǒng)三片風(fēng)葉的發(fā)電機(jī)，可使風(fēng)葉面積更小，效率更高?！?/p>
“對美國的新能源產(chǎn)業(yè)來說，技術(shù)創(chuàng)新就是其最大的存活之道，也是最值得我們借鑒的地方?！币晃坏郊又菡{(diào)研的中國新能源企業(yè)家感嘆到。
或許正是在擁有強(qiáng)大的創(chuàng)新技術(shù)基礎(chǔ)上，美國奧巴馬政府才如此有底氣地宣布了有史以來最重大的能源政策――美國清潔能源計劃。該計劃提出，要提高以風(fēng)電和光伏為代表的清潔能源發(fā)電比重，以替代火電。
中美合作潛力
過去，中美能源合作多集中在清潔煤、油氣、核電等領(lǐng)域；如今，新的清潔能源技術(shù)為中美兩國提供了新的合作機(jī)遇。奧巴馬政府把清潔能源的合作作為兩國外交關(guān)系的支柱之一，希望通過該領(lǐng)域的合作，擴(kuò)大美國能源科技、服務(wù)和產(chǎn)品的輸出。
《能源》記者在加州采訪的多家新能源企業(yè)都有向中國出口其技術(shù)和服務(wù)的計劃。美國可再生能源集團(tuán)私募股權(quán)基金大中華區(qū)合作人傅可夫說：“目前我們正在和中國的合作伙伴進(jìn)行探討，計劃在中國建設(shè)熔鹽儲能塔式光熱電站。我們預(yù)計會對電站進(jìn)行技術(shù)支持、項(xiàng)目管理，負(fù)責(zé)提供核心的設(shè)備?！?/p>
同時，美國可再生能源集團(tuán)私募股權(quán)基金也正在成立人民幣的基金，依托美國成熟技術(shù)和廣泛的中國市場，投資到中國的清潔能源/清潔科技相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
運(yùn)營全美最大光熱發(fā)電站的亮源公司也正在擴(kuò)大與中國公司的合作。該公司營銷和政府事務(wù)高級副總裁Joseph Desmond對《能源》記者說：“我們目前已經(jīng)和中電投的子公司青海黃河上游水電開發(fā)有限公司，以及上海電氣集團(tuán)簽署了合作協(xié)議，在中國青海開發(fā)德令哈項(xiàng)目?！?/p>
德令哈項(xiàng)目將利用亮源公司經(jīng)過驗(yàn)證的塔式光熱技術(shù)發(fā)電技術(shù)。該項(xiàng)目總體規(guī)劃建設(shè)6*135MW機(jī)組，一期包括兩站機(jī)組，凈發(fā)電量628448MWhe/年，平均每年供電的家庭數(shù)量45.2萬多戶。
此外，亮源公司還與中國可再生能源工程研究院簽訂了諒解備忘錄，在光熱電站的選址、施工、降低成本和培訓(xùn)方面向其提供指導(dǎo)。2014年11月，該公司還與上海電氣集團(tuán)總公司簽署了一份成立合資公司的協(xié)議，旨在中國建造公用事業(yè)的CSP發(fā)電廠。
中美兩國光伏產(chǎn)業(yè)之間的交流合作也在逐漸增多。加州太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會前主席、太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會光伏事業(yè)部輪值董事Barry Cinnamon7月底在舊金山見到《能源》記者時興奮地說道：“三個星期后，我會到上海去跟中國的一些太陽能廠商談合作，還會從上海坐高鐵到蘇州。很有意思的是，中國的光伏制造企業(yè)都集中在長三角地區(qū)?！?/p>
1.新能源與可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)在我國的新能源與可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模。但是在發(fā)展中還存在許多問題。主要表現(xiàn)在：整體上缺乏科學(xué)規(guī)劃，發(fā)展不均衡；自主研發(fā)企業(yè)數(shù)量少、投入少，既有的成果實(shí)際推廣應(yīng)用成效甚微，新能源規(guī)模化生產(chǎn)之前的成本也較高，配套設(shè)施跟不上；在新能源產(chǎn)業(yè)方面面臨著基礎(chǔ)設(shè)施和基層公共服務(wù)能力嚴(yán)重缺失的問題。
2. 加強(qiáng)對新能源和可再生能源的利用
2.1 科學(xué)評估新能源和可再生能源的資源潛力 城市的新能源和可再生能源的合理利用，需要科學(xué)評估城市新能源、可再生能源的資源潛力。
2.2合理規(guī)劃不同政策和資金投入下的利用規(guī)模 新能源和可再生能源的資金可獲得量、當(dāng)前利用量與政策以及資金投入量密切相關(guān)。以生物能為例，秸稈、畜禽糞便和林木薪柴等可收集利用的數(shù)量與可作為沼氣、秸稈發(fā)電、氣化液化等利用的規(guī)模的大小，不僅與農(nóng)業(yè)政策有關(guān)，而且還與政府給予的資金、技術(shù)支持有關(guān)。
2.3能源結(jié)構(gòu)的低碳化 由于目前國內(nèi)外未將水電、核電以外的可再生能源列入能源消費(fèi)核算體系，改變以煤為主的中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，需要相當(dāng)長的時間，需要付出巨大的人力、物力和財力，才可能實(shí)現(xiàn)“發(fā)展”和“低碳”兩個目標(biāo)。制定規(guī)劃的任務(wù)就是在發(fā)展與減排之間求得一個平衡點(diǎn)。
2.4 繼續(xù)調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 優(yōu)先開發(fā)水電，適度控制煤炭產(chǎn)能增長，是調(diào)整現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)的主要任務(wù)。我國是世界上煤炭生產(chǎn)規(guī)模最大的國家，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中，煤炭占70%。我國電力結(jié)構(gòu)特別是電源結(jié)構(gòu)明顯不合理，水火電比例為1∶5，火電比重偏大，需要繼續(xù)貫徹優(yōu)先開發(fā)水電的方針，并加快發(fā)展核電，加快優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)。
2.5 做好地質(zhì)勘探等前期工作，制定科學(xué)規(guī)劃和開發(fā)方案 在充分摸清煤、油、氣、田的地址構(gòu)造特征、賦存狀況、儲量規(guī)模及分布等的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)開發(fā)方案，是今后開發(fā)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)低碳化的關(guān)鍵。
3 .促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的建議
3.1政府應(yīng)出臺戰(zhàn)略計劃，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)引導(dǎo) 根據(jù)我國國情，考慮新能源與可再生能源市場的運(yùn)行，建立和完善新能源和節(jié)能政策體系，建立能源管理機(jī)構(gòu)和咨詢機(jī)構(gòu)，使得政策對新能源和節(jié)能產(chǎn)業(yè)的制度保障具有綜合性和戰(zhàn)略性。
3.2加大技術(shù)創(chuàng)新和投資力度 技術(shù)創(chuàng)新是新能源與可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵。中國目前的新能源技術(shù)創(chuàng)新能力較低。因此要加大核心技術(shù)的自主研發(fā)力度，從人才方面注重新能源研發(fā)的技術(shù)性專業(yè)人才的培養(yǎng)。對于投資巨大、外部性明顯的新能源技術(shù)研發(fā)，必須以國家投入為主、社會資本參與的方式，建立公共研發(fā)平臺和檢測平臺，成立工程技術(shù)中心，在技術(shù)研發(fā)、風(fēng)險投入、上市融資等方面加大政策傾斜，形成集研發(fā)應(yīng)用于一體的產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新體系。
3.3堅(jiān)持實(shí)用性第一的原則 基礎(chǔ)設(shè)施的完善。如電網(wǎng)布局、新能源汽車賴以運(yùn)行的充電站建設(shè)等，通過完善基礎(chǔ)設(shè)施，為新能源的應(yīng)用提供基本條件；完善補(bǔ)貼機(jī)制。需要在補(bǔ)貼領(lǐng)域和補(bǔ)貼方法上進(jìn)行擴(kuò)展，如財稅支持等；調(diào)整能源利益結(jié)構(gòu)。通過補(bǔ)貼或績效考核等途徑，對現(xiàn)有能源利益結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。
3.4促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與新能源及可再生能源的供需平衡 調(diào)整國內(nèi)的能源消費(fèi)政策，鼓勵使用新能源與可再生能源，大規(guī)模啟動國內(nèi)市場，建立綠色能源的民族品牌。
