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摘 要：可再生能源具有资源丰富、清洁、可再生等特点，成为替代化石能源的常规能源。发展可再生能源是国家应对能源安全、气候变化、可持续发展的重要手段。本文重点阐述了我国可再生能源在发电领域中应用现状及发展趋势。
关键词：可再生能源；太阳能；风能；水能；国家能源安全
0 引言
随着全球人口和经济的增长，化石能源危机日益严重。可再生能源具有资源丰富、清洁、可再生等特点，成为替代化石能源的不二之选。发展可再生能源可降低社会对化石能源的过分依赖，减少对环境的压力。从上世纪70年代以来，可再生能源开发利用受到世界各国的高度重视，许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分，提出了明确的可再生能源发展目标，制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策，可再生能源得到了快速发展。据预测，到2070年世界上的80%的能源消费是可再生能源。
目前，我国开发的可再生能源主要有太阳能、风能、水能、和生物质能等，而且这些能源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力。这些能源的利用形式主要是将其转化为电能，如太阳能发电、水力发电、风力发电、生物质发电等。本文主要介绍了这几种发电的现状及未来发展趋势，数据来源于国家能源局和可再生能源网站。
1 我国可再生能源发电现状分析
1.1 太阳能发电
我国太阳能丰富，丰富区域占国土面积的2/3以上，年辐射量超过6000MJ/m2，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量。“十三五”以来，随着技术进步和产业升级加快，太阳能开发利用规模快速扩大，特别是我国太阳能光伏发电取得了快速发展。自2013年以来，我国光伏发电和新增装机量逐年增加。截止2017年年底，我国光伏新增装机量达到53.06GW，是2013年的4倍左右；累计装机量已经达到130.25GW，是2013年的7.7倍；光伏发电量达到了1182亿千瓦时，是2013年发电量的13倍左右，占该年发电量的1.8%。而且，2017年已经提前完成了“十三五”规划的目标。按照目前的发展趋势来看，预计到2020年底，中国光伏发电累计装机将有望达到250GW。
1.2 风能发电
风能在地球上的蕴量相当巨大，目前风能主要被用来发电，其原理是将风能转化为机械动能，再将机械能转化为电能。据预测，我国陆地70米高度的风能可开发量为50亿千瓦。近年来，我国逐渐加大风能资源的开发力度，2013-2017年全国风电装机容量和风力发电量逐年增加。2015年我国风电新增装机量创下了几年内装机量的新高，为3075万千瓦，约占当年全球新装机量的48.33%。而到了2016年、2017年，国内新增装机量都有所下降，主要是由于2015年风电抢装后的回调，还有电力需求下降和电网消纳风电能力不足的原因。截止2017年年底，我国风电累计装机容量达到18376万千瓦，排名世界第一，发电量达到3057亿千瓦时，占全部发电量的4.7%。
1.3 水能
我国水利资源丰富，主要通过水利发电加以利用，技术可开发装机容量达到6.61亿千瓦，技术可开发年发电量接近3万亿千瓦时。从2013到2017年，可以明显看到水利发电新增装机量的降低，这也与电力需求下降和电网消纳水电能力不足有关，但总体上水利发电累计装机容量在所有可再生能源装机容量中占比最高。同时，可以明显的看到水利发电的总电量在增加，但是在可再生能源发电的比例在下降，这与逐年增加的风电、光电有关。截止2017年年底，我国水利累计装机容量达到34100万千瓦，电量达到10819亿千瓦时，占全部发电量的16.8%，在可再生能源发电中居第一。预计到2020年，中国水电总装机容量达到3.8亿千瓦时左右。
1.4 生物质能
生物质能（biomassenergy），直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。据统计，我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤，目前已利用量仅为2200万吨标准煤左右，其中市场化程度较高的主要是生物质发电。生物质能发电就是主要利用农业、林业和工业废弃物、甚至城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化等方式发电，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。
生物质发电主要集中在发达国家，而我国在生物质能发电方面起步较欧美晚，经过十几年的发展，目前已经基本掌握了农林生物质发电、城市垃圾发电等技术。但是，我国缺乏生物质发电技术研發能力，设备制造能力弱，技术和设备生产较多依靠进口，技术水平和生产能力与国外先进水平差距较大。截至2017年底，全国生物质发电新增装机274万千瓦，累计装机达到1488万千瓦，同比增长22.6%。全年生物质发电量794亿千瓦时，同比增长22.7%，继续保持稳步增长势头，全年生物质发电量占全国年总发电量的1.23%。
1.5 地热
地热发电就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。2017年底全球地热装机达到14，060兆瓦，而我国地热发电先对落后，2016年底运行的地热电站有5处，共27.78兆瓦。我国尚有大量的高低温地热，尤其是西部地热亟待开发。
2 我国可再生能源发电发展趋势
从目前发展来看，我国可再生能源发电站总发电量的24.6%，其中水电发电量最高，占可再生能源发电的63.7%，占全国总发电量的16.8%。其次是风电、光电、生物质发电和地热发电。在这些可再生能源发电中，技术比较成熟的是水电、光电和风电，但电力需求下降和电网消纳这些电力的能力下降，近年来这些电力的装机量増速都相对减慢。生物质发电和地热发电都由于我国研发投入晚，技术不成熟，目前的开发量相对比较少。随着技术进步和国家政策的倾向，这两方面的发电将会逐步加大。
总体来看，我国开发利用的可再生能源只占到了一小部分，开发潜力巨大。我国是一个 “富煤、少油、贫气”的国家，以及近年来我国开始逐步重视氢能的发展，可再生能源电力消纳问题将得到改善，可再生能源发电规模将会继续增长。
3 结语
总之，我国可再生能源发电发展潜力巨大、前景广阔，是我国可持续发展的重要战略。但是技术和产业的发展方面还存在诸多障碍，任重而道远，需要政府的积极扶持，需要产业、研究机构等社会各界持之以恒的努力。
参考文献：
[1] 王庆一. 可再生能源现状、前景与政策[J]. 中国电力， 2002， 1： 68-73.
[2] 谢治国， 胡化凯， 张逢. 建国以来我国可再生能源政策的发展[J]. 中国软科学， 2005， 9： 50-57.
作者简介：
张志芸（1985—），女，博士，从事可再生能源与氢能产业研究。
张国强（1980—），男，通信作者，博士士研究生，从事氢能产业研究。
基金项目：国家重点研发计划项目（项目名称，2018YFB0105403）。
关键词：可再生能源；太阳能；风能；水能；国家能源安全
0 引言
随着全球人口和经济的增长，化石能源危机日益严重。可再生能源具有资源丰富、清洁、可再生等特点，成为替代化石能源的不二之选。发展可再生能源可降低社会对化石能源的过分依赖，减少对环境的压力。从上世纪70年代以来，可再生能源开发利用受到世界各国的高度重视，许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分，提出了明确的可再生能源发展目标，制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策，可再生能源得到了快速发展。据预测，到2070年世界上的80%的能源消费是可再生能源。
目前，我国开发的可再生能源主要有太阳能、风能、水能、和生物质能等，而且这些能源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力。这些能源的利用形式主要是将其转化为电能，如太阳能发电、水力发电、风力发电、生物质发电等。本文主要介绍了这几种发电的现状及未来发展趋势，数据来源于国家能源局和可再生能源网站。
1 我国可再生能源发电现状分析
1.1 太阳能发电
我国太阳能丰富，丰富区域占国土面积的2/3以上，年辐射量超过6000MJ/m2，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量。“十三五”以来，随着技术进步和产业升级加快，太阳能开发利用规模快速扩大，特别是我国太阳能光伏发电取得了快速发展。自2013年以来，我国光伏发电和新增装机量逐年增加。截止2017年年底，我国光伏新增装机量达到53.06GW，是2013年的4倍左右；累计装机量已经达到130.25GW，是2013年的7.7倍；光伏发电量达到了1182亿千瓦时，是2013年发电量的13倍左右，占该年发电量的1.8%。而且，2017年已经提前完成了“十三五”规划的目标。按照目前的发展趋势来看，预计到2020年底，中国光伏发电累计装机将有望达到250GW。
1.2 风能发电
风能在地球上的蕴量相当巨大，目前风能主要被用来发电，其原理是将风能转化为机械动能，再将机械能转化为电能。据预测，我国陆地70米高度的风能可开发量为50亿千瓦。近年来，我国逐渐加大风能资源的开发力度，2013-2017年全国风电装机容量和风力发电量逐年增加。2015年我国风电新增装机量创下了几年内装机量的新高，为3075万千瓦，约占当年全球新装机量的48.33%。而到了2016年、2017年，国内新增装机量都有所下降，主要是由于2015年风电抢装后的回调，还有电力需求下降和电网消纳风电能力不足的原因。截止2017年年底，我国风电累计装机容量达到18376万千瓦，排名世界第一，发电量达到3057亿千瓦时，占全部发电量的4.7%。
1.3 水能
我国水利资源丰富，主要通过水利发电加以利用，技术可开发装机容量达到6.61亿千瓦，技术可开发年发电量接近3万亿千瓦时。从2013到2017年，可以明显看到水利发电新增装机量的降低，这也与电力需求下降和电网消纳水电能力不足有关，但总体上水利发电累计装机容量在所有可再生能源装机容量中占比最高。同时，可以明显的看到水利发电的总电量在增加，但是在可再生能源发电的比例在下降，这与逐年增加的风电、光电有关。截止2017年年底，我国水利累计装机容量达到34100万千瓦，电量达到10819亿千瓦时，占全部发电量的16.8%，在可再生能源发电中居第一。预计到2020年，中国水电总装机容量达到3.8亿千瓦时左右。
1.4 生物质能
生物质能（biomassenergy），直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。据统计，我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤，目前已利用量仅为2200万吨标准煤左右，其中市场化程度较高的主要是生物质发电。生物质能发电就是主要利用农业、林业和工业废弃物、甚至城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化等方式发电，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。
生物质发电主要集中在发达国家，而我国在生物质能发电方面起步较欧美晚，经过十几年的发展，目前已经基本掌握了农林生物质发电、城市垃圾发电等技术。但是，我国缺乏生物质发电技术研發能力，设备制造能力弱，技术和设备生产较多依靠进口，技术水平和生产能力与国外先进水平差距较大。截至2017年底，全国生物质发电新增装机274万千瓦，累计装机达到1488万千瓦，同比增长22.6%。全年生物质发电量794亿千瓦时，同比增长22.7%，继续保持稳步增长势头，全年生物质发电量占全国年总发电量的1.23%。
1.5 地热
地热发电就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。2017年底全球地热装机达到14，060兆瓦，而我国地热发电先对落后，2016年底运行的地热电站有5处，共27.78兆瓦。我国尚有大量的高低温地热，尤其是西部地热亟待开发。
2 我国可再生能源发电发展趋势
从目前发展来看，我国可再生能源发电站总发电量的24.6%，其中水电发电量最高，占可再生能源发电的63.7%，占全国总发电量的16.8%。其次是风电、光电、生物质发电和地热发电。在这些可再生能源发电中，技术比较成熟的是水电、光电和风电，但电力需求下降和电网消纳这些电力的能力下降，近年来这些电力的装机量増速都相对减慢。生物质发电和地热发电都由于我国研发投入晚，技术不成熟，目前的开发量相对比较少。随着技术进步和国家政策的倾向，这两方面的发电将会逐步加大。
总体来看，我国开发利用的可再生能源只占到了一小部分，开发潜力巨大。我国是一个 “富煤、少油、贫气”的国家，以及近年来我国开始逐步重视氢能的发展，可再生能源电力消纳问题将得到改善，可再生能源发电规模将会继续增长。
3 结语
总之，我国可再生能源发电发展潜力巨大、前景广阔，是我国可持续发展的重要战略。但是技术和产业的发展方面还存在诸多障碍，任重而道远，需要政府的积极扶持，需要产业、研究机构等社会各界持之以恒的努力。
参考文献：
[1] 王庆一. 可再生能源现状、前景与政策[J]. 中国电力， 2002， 1： 68-73.
[2] 谢治国， 胡化凯， 张逢. 建国以来我国可再生能源政策的发展[J]. 中国软科学， 2005， 9： 50-57.
作者简介：
张志芸（1985—），女，博士，从事可再生能源与氢能产业研究。
张国强（1980—），男，通信作者，博士士研究生，从事氢能产业研究。
基金项目：国家重点研发计划项目（项目名称，2018YFB0105403）。