2011年3月11日日本福島外海發(fā)生了千年不遇、震驚全球的9級超強(qiáng)大地震,所引發(fā)的海嘯傾刻間便摧毀了無數(shù)樓房、工廠、學(xué)校、醫(yī)院、民房、機(jī)場、鐵路和公路,幾乎把日本東海岸夷為廢墟,其慘象目不忍睹。
于此,日本成為世界上唯一兩次遭受核打擊的國家,一次是戰(zhàn)爭,一次是核能和平利用所發(fā)生的核發(fā)電事故。
從某種意義上說,這種硬損傷并不可怕,因?yàn)榭梢栽僭旌托迯?fù)?膳碌氖怯捎诤穗姀S損壞導(dǎo)致放射性物質(zhì)泄漏而帶來的核污染,這樣的軟損傷更讓人愀心,也將對人類社會和平利用核能源帶來長期的負(fù)面影響。
如何防止核輻射?不僅日本政府束手無策,世界各國政要也因此紛紛重新省視原本的核能計(jì)劃,檢討自己國家的核發(fā)電是否足夠安全,同時全世界幾乎所有一流的核科學(xué)家也都對此予以高度關(guān)注或?yàn)閾屝蕹鲋\劃策。但在巨大的災(zāi)難面前,我們看到的卻是“死士”的挺身而出。筆者愿在此向“死士”們跪地三叩首,以敬災(zāi)難中凸顯的偉大人性。地震硬損傷是物質(zhì)損傷可再造,而軟損傷核污染是精神損傷、是生命消亡,
作為一個從事太陽能源利用數(shù)十年的專業(yè)人士,日本強(qiáng)地震引發(fā)的核發(fā)電事故,再一次促使筆者深入思考太陽能發(fā)電在我國能源中的重要戰(zhàn)略地位。
核能的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
和平利用原子能——核發(fā)電,目前己成為世界各國能源戰(zhàn)略中不可缺少的重要組成部份,核發(fā)電是現(xiàn)代文明的標(biāo)志之一,它集現(xiàn)代社會各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)與人類智慧之大成,具有很多其它能源所不具備的優(yōu)點(diǎn):
核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中,不會造成空氣污染;不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳;所使用的鈾燃料能量密度比化石燃料高上幾百萬倍,因此體積小,運(yùn)輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送;燃料費(fèi)用占比發(fā)電成本較低,核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響,故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法穩(wěn)定。
但核發(fā)電也有其故有的缺點(diǎn):
如為核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供必要的條件,使之得以進(jìn)行,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須能夠控制,失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電,還會釀成災(zāi)難;裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要能從反應(yīng)堆中安全取出,裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和放射性物質(zhì)對人體危害很大,必須設(shè)法避免其對核電站工作人員和附近居民的傷害;會產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過的核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理;熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里,故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重;投資成本太大,電力公司的財務(wù)風(fēng)險較高;核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn);興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭,需面對相當(dāng)大的政治困擾;核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會對生態(tài)及民眾造成傷害。
因此,核發(fā)電在能源王國里是一顆耀眼的“帶刺珍珠”,是一個可愛的怪物,是一把實(shí)足的“雙刃劍”,很難用,不好用,可不用又不行,如果做不到萬無一失,就可能因核事故或核廢料處理不當(dāng)給子孫后代留下一個被污染的家園。從下表中可以看出,核發(fā)電在世界各主要國家能源結(jié)構(gòu)中的地位相當(dāng)重要,還是非用不可,不用恐怕將導(dǎo)致世界范圍真正的能源危機(jī)。
太陽能源是唯一可持續(xù)的未來能源
世界已經(jīng)習(xí)慣了化石能源,化石能源也的確好用,但其有一個致命的弱點(diǎn),就是早晚有枯竭的一天。2000年的統(tǒng)計(jì)資料表明,我國化石能源剩余可儲采比煤炭為92年,石油儲采比20.5年,僅為世界儲采比的一半;天然氣儲采比為63年,鈾礦儲采比最多也不到100年。
在我國加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的現(xiàn)階段,如何貫徹實(shí)施資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的科學(xué)發(fā)展觀,如何逐步使我國能源結(jié)構(gòu)趨于合理,中國科學(xué)院院士嚴(yán)陸光認(rèn)為,降低煤炭的份額、增大非水能的可再生能源與核能的份額,將是我國未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要發(fā)展方向。嚴(yán)陸光院士認(rèn)為,在我國遠(yuǎn)期能源構(gòu)成方面,2050年煤炭占全國總能耗的份額將由2005年的70%降至40%,石油約占20%,天然氣約占10%,水電約占6%,核電約占9%,其余15%將來源于太陽能、風(fēng)能及生物質(zhì)能等非水可再生能源。
從能源安全與結(jié)構(gòu)來看,我國不發(fā)展核能也不行,因此核能應(yīng)將比例從0.76%提升到9%左右,否則就不可能完成將煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占比降到40%左右的戰(zhàn)略目標(biāo),節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型也就均是一句空話。但長遠(yuǎn)的未來方向,我們還是要以可再生能源為主。
但要把可再生能源在未來能源結(jié)構(gòu)中提高到15%左右的比例,并不是一個容易達(dá)到的目標(biāo)。從目前較為成熟的可再生能源技術(shù)來看,只有太陽能發(fā)電具有更大的發(fā)展?jié)摿ΑT谥T多能源中,唯一只有太陽能(風(fēng)能也因太陽能導(dǎo)致大氣層熱不平衡而起)是取之不盡、用之不竭、勿需運(yùn)輸?shù)臐崈裟茉矗彩俏ㄒ徊慌路怄i、不怕禁運(yùn)的戰(zhàn)略能源。因此,在未來的能源格局中,太陽能源不僅在我國在世界各國都將具有非常重要的戰(zhàn)略地位。
對策與建議
鑒于太陽能發(fā)電在未來能源戰(zhàn)略中舉足輕重的地位,筆者有以下建議對策:
1.堅(jiān)持市場經(jīng)濟(jì),引進(jìn)民營資本。
我們必須盡快開拓太陽能發(fā)電的國內(nèi)市場,從根本上改變光伏產(chǎn)品兩頭在外的畸形格局。為此提出如下建議:認(rèn)真總結(jié)“金太陽”工程成功的經(jīng)驗(yàn)和失誤的教訓(xùn);引進(jìn)市場經(jīng)濟(jì)機(jī)制鼓勵民營資本進(jìn)入太陽能發(fā)電市場;改初裝補(bǔ)貼為最終發(fā)電量電價補(bǔ)貼;取消項(xiàng)目申報制度,目前的申報制度弊端很多,不僅浪費(fèi)了大量的人力和物力,還易產(chǎn)生灰色支出和不公平現(xiàn)象。
其中,上網(wǎng)電價補(bǔ)貼制度是重中之重。這是一種不管過程只看效果的辦法,能夠控制住目前“大躍進(jìn)式”的只管建設(shè)不看發(fā)電效果的劣質(zhì)工程建設(shè)。正如小平同志所說的“不管黑貓白貓,逮到耗子才是好貓”,誰發(fā)電多,得到的補(bǔ)貼也越多。
前些時間,筆者曾自費(fèi)去西北地區(qū)“偷看”了一些兆瓦級的荒漠太陽能發(fā)電站。其中個別項(xiàng)目,與其說是太陽能發(fā)電站,倒不如說太陽能垃圾場,工程質(zhì)量實(shí)在不敢恭維。由于筆者不是“欽差”,因此無法弄清楚它們到底發(fā)了多少電,但卻敢武斷地說,比如同在寧夏太陽山附近的各個10MW太陽能發(fā)電站,其發(fā)電量肯定也相差甚遠(yuǎn),這甚至只需要從電站的外觀即能得出判斷,不信可派個帶尚方寶劍的欽差去調(diào)查一下就可知詳情。
吸引民間資本進(jìn)入太陽能發(fā)電市場,筆者認(rèn)為,關(guān)鍵是制訂的上網(wǎng)電價,要讓投資者有錢可賺。房地產(chǎn)開發(fā)并沒有政府初始補(bǔ)貼,為什么房地產(chǎn)市場發(fā)展很火爆?因?yàn)榉康禺a(chǎn)開發(fā)可以賺錢,為什么太陽發(fā)電與建筑一體化就不能走這樣的發(fā)展模式呢?
2.盡可能采用先進(jìn)的太陽能發(fā)電與建筑一體化技術(shù)
筆者認(rèn)為,應(yīng)采用新的模式推進(jìn)新建建筑屋頂用戶側(cè)并網(wǎng)太陽能發(fā)電,這種太陽能發(fā)電方式具有“三零特性”(見圖一),即零土地使用、零距離輸電和黃金時段零排放發(fā)電。
(圖 一)
建議政府出臺類似“退耕還林”的政策,如今后凡是新開工的商品房項(xiàng)目,按照占用土地多少的比例還建屋頂太陽能發(fā)電,否則就不能批準(zhǔn)立項(xiàng)。
筆者非常贊同財建[2011]61號文關(guān)于“財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)可再生能源建筑應(yīng)用的通知”精神,建議采取一些強(qiáng)制性的政策措施,首先在溫總理政府工作報告中提到明年將要新增的1000萬套保障性住房和政府投資建設(shè)的公用建筑如學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓層的屋頂帶頭建設(shè)太陽能發(fā)電與建筑一體化的示范工程;其次是讓房地產(chǎn)開發(fā)商“道德的血液”開始流向城市建筑節(jié)能領(lǐng)域,極積開發(fā)太陽能發(fā)電與建筑一體化這種用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電的商住樓。如此,于國、于民、于已均有利。
我們的實(shí)踐證明,這種方式對于房地產(chǎn)開發(fā)商是最佳的選擇,以我們實(shí)施的“煙臺鼎城2008“項(xiàng)目為例(見下圖二),其中A、B、C、D四棟是25層的高層樓房,每棟建筑面積約10000平方米,工程造價3500萬元左右(此造價因城市不同而異),每座樓頂安裝20KW太陽發(fā)電站只增加了造價50萬元,僅占總造價的1.43%(造價成本高的城市這個比例還會更低)。更為可取的是,這四棟樓在銷售過程中十分搶手,并很快售完,使得資金快速回收,大大減少了財務(wù)成本。項(xiàng)目開發(fā)商因此既然獲得了綠色建筑所帶來的社會效益,又快速回款節(jié)省了財務(wù)成本,一舉多得,這樣的好事房地產(chǎn)開發(fā)商何樂而不為呢?
(圖二)
如能按上述兩種方式推進(jìn)太陽能發(fā)電建筑,幾年后多個三峽級規(guī)模的分布式太陽能發(fā)電利用就將出現(xiàn)在祖國的大江南北,并真正實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約、環(huán)境友好、科學(xué)的能源發(fā)展局面。
3.執(zhí)行四同步原則
為了更好的實(shí)施太陽能發(fā)電與建筑一體化,筆者認(rèn)為,必須認(rèn)真做到四同步(如圖三),在這里有的問題就不展開談了,只就如下問題談點(diǎn)看法。
(圖三)
3.1政策同步
政策同步的核心,是上網(wǎng)電價制度的制定必須堅(jiān)持做到科學(xué)、權(quán)威、公正。所謂科學(xué),是要根據(jù)不同地域的太陽能資源狀況制定出不同的上網(wǎng)電價;所謂權(quán)威,是指應(yīng)由政府官員、學(xué)界沒有企業(yè)背景的資深專家來制定上網(wǎng)電價;所謂公正,是指千萬千萬不要企業(yè)大鱷參與定價,避免財團(tuán)影響政策。
3.2 設(shè)計(jì)同步
從目前的情況來看,已建成的各種建筑物屋頂基本上很難再進(jìn)行太陽能發(fā)電系統(tǒng)的安裝,強(qiáng)行安裝將導(dǎo)致屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)不是“兩張皮”就是用耐候結(jié)構(gòu)膠粘接,或者甚至是把荒漠太陽能電站直接搬到了屋頂上。這根本不是真正意義上的太陽能發(fā)電與建筑一體化,不僅造成對原屋頂開腸剖肚、千瘡百孔,其再造基礎(chǔ)的過程也將使原屋頂結(jié)構(gòu)受到影響,很可能使屋面防雨性能下降、局部負(fù)荷加大等。在筆者近兩年來的實(shí)踐中,建設(shè)一個高平整度一體化太陽能發(fā)電整體屋頂光伏發(fā)電工程,至少要跑多次建筑設(shè)計(jì)院,否則很難達(dá)到完美的光伏發(fā)電與建筑的一體化。從建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢來看,筆者認(rèn)為,今后的城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)不留太陽能發(fā)電的合理接口和安裝空間,就是一個不合格的不應(yīng)被采用的設(shè)計(jì),因此必須對建筑設(shè)計(jì)思想來一次根本性的改變,給城市規(guī)劃師、建筑設(shè)計(jì)師注入太陽能發(fā)電的靈魂,實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電與建筑嫁接和聯(lián)煙,只有做到設(shè)計(jì)思想的一體化,才能實(shí)現(xiàn)真正的太陽能發(fā)電與建筑的一體化。
3.3施工同步
施工同步對于高層建筑建設(shè)尤為重要,而且必須這樣做。一旦高樓己建成,其腳手架、大吊車己拆掉,再去安裝太陽能發(fā)電設(shè)施就非常難了。第一安全沒有保證,第二物料難以運(yùn)送。所以,同步施工可達(dá)到高效、安全、事半功倍的效果。