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一、概述
工业企业是能源的直接使用者,我国的工业能耗占全国总能耗的75%以上。由于企业内部相当数量的用能设备是五、六十年代的老产品,因此能耗高、效率低是普追存在的问题。同时,由于企业管理水平的落后,也造成了能源的极大浪费,有关统计资料表明,在我国所浪费的能源总量中,约有三分之一是由于管理不善所致。因此搞好节能工作的关键在企业。企业实行科学管理,采用节能先进技术是提高能源利用率的两个基本手段。在我国今后相当长时期内,加强企业能源科学管理,制定正确的发展规划,是获得节能效果的重要途径。实现能源的科学管理,一条主要的途径是逐步从传统的管理方法过渡到系统工程的管理方法,全面地、系统地分析本地区本部门的用能过程和规律、系统地采集数据,运用数学模型方法和电子计算机等手段,实现能源管理的定量化、最优化。以最少的能耗,获取最大的经济效益。近年来,世界各国对能源系统工程的研究十分重视并取得迅速进展,纷纷开展对能源规划、能源需求与供应、能源政策与战略的研究,制定了国家、地区、部门的能源规划,相应地建立了一些很有价值的数学模型,有的已成为制定国家能源发展战略的重要依据t2.3〕。我国在能源系统研究方面也取得了很大成就,已初步建立了国家能源模型及一些分地区、部门的能源模型〔。所有这些研究为促进我国能源管理的科学化起了很大的作用。本文运用能源系统工程的基本原理,探索一种利用计算机进行企业宏观生产一能源规划及管理的科学决策方法,建立一个针对企业特点、功能全面、求解方便、实用型的企业能源一经济规划模型系统,其目的是使企业以最小的能源,获得最大的经济效益。本文在将能源系统工程研究方法用于企业的生产、用能管理方面进行了初步的尝试。
二、企业能源经济规划模型总体结构
企业能源经济规划模型(EEEPM)的总体结构如图1所示。这是由企业宏观生产指标,企业投入产出模型(EI/OM)、企业能源经济综合优化模型(EEEOM)和政策分析与方案评价模型(PAPEM)所构成。EEEPM系统是将企业的生产指标向量,输人投人产出模型,用来求出在计划年份为满足生产所需要的能源及原材料总量,以及本企业产品对各种能源的直接和完全消耗,明确企业各生产环节的能耗情况,用以分析生产系统内部的薄弱环节,明确节能改造途径。同时投人产出模型可求得产品的能值(完全综合能耗系数),以作为优化模型中的目标函数之一—能耗目标的指标系数。在企业能源经济综合优化模型中,综合考虑了企业产值(或利润)、能耗及环境保护等多个目标,可求得在满足环保要求下产值(或利润)及能耗指标均较理想时企业的产品结构—最佳生产结构。将这一信息反馈给投入产出模型,求得在最佳生产结构下能源需求预测值。最后的政策分析与方案评价模型,则是分析各种政策变化、市场变化、企业内部技术革新和技术改造等,对企业最佳生产结构的影响,以求得在内外部情况变化时新的最佳生产结构。EEEPM具有如下功能:1.模拟企业生产过程,建立产品的投入产出表、进而进行投人产出分析,求取产品的能耗,找出系统内部的薄弱环节,明确系统节能改造途径。2.迅速、准确地提供不同条件和不同目标下的最优生产方案。同时可以优选出使企业经济指标和能耗指标均较理想时的满意解,为企业年度生产计划的安排提供参考方案。3.对给定方案或现行政策进行分析评价。预测产品的市场突变及某些政策、措施的执行对最优方案所带来的影响,为决策者提供应变的参考。4.分析由于企业内部的技术改造、设备更新等节能措施实施后对企业最佳生产结构的影响,输出各能流的影子价格,评价各节能措施的可行性。
三、子模型的建立
1.企业投入产出模型(El/OM)投人产出分析是能源系统工程学科的重要组成部分。在EEEPM中投入产出模型的主要功能是建立企业的投人产出表;预测企业生产对各种能源及原材料的需求量;分析主要产品的直接能耗和间接能耗,以便寻求系统的薄弱环节;计算产品的综合能耗系数和产品能值,以作为能源经济优化模型中能耗目标的指标系数。所有这些分析均由计算机自动完成。在El/OM中采用实物型投入产出表,其表式如表l所示。表中各元素的下标ij表示第j种产品生产中需消耗的第i种产品(或能源、或外购物资)的数量。表中的从N、L分别表示企业产品、能源及外购物资的数目。投人产出模型的基本数学表达式为(式略)式中X为企业总产品列向最,I为kxk阶单位阵;Y为企业最终产品(商品)列向量;G二为能源需求列向最,GL为外购物资需求列向量,A为产品的直接消耗系数矩阵,E为对能源的直接消耗系数矩阵,D为对外豹物资的直接消耗系数矩阵。几只要已知企业最终产品产量指标即企业宏观生产指标Y,就可借助于式(「l)完成投入产出分析过程。2.企业能源经济编合优化棋型(EEEOM)EEEPM系统中的能源经济综合优化模型(EEEOM)是以实际的生产流程系统为基础,以反映生产系统中各物资平衡关系的投人产出表为出发点,采用多目标线性规划模型,综合考虑企业生产的经济(产值或利润)、能耗、环保等多个目标,其实质是在一定的约束条件下,确定较为合理的生产结构,使各目标综合考虑的效果最佳。在该模型中,以投入产出表中企业中间产品的产量作为决策变量,考虑了产品的市场需求、能源的供应和需求、外购原材料的供应和需求、生产过程的物料平衡、设备的生产能力及决策变量非负等六大类的约束。模型的数学表达式为(式略)3.政策分析与方案评价模型(PAPEM)EEEPM系统中的政策分析与方案评价模型(PAPEM)的主要功能是在EEEOM给出的满意解之后,分析某种政策的改变或某些措施的实施对最优解的影响,与EEEOM相关联,.重新给出改变后的最佳生产结构。政策的改变和措施的实施主要指生产指标的变化,能源政策的变化,产品价格的市场突变、生产工艺的改进、节能设备的利用或其它节能措施的实施等。PAPEM的特点是与决策者密切相关,通过人机对话的形式与决策者或系统分析人员不断交换信息。由于PAPEM所要解决的问题很难用一组数学式子来表达,在本模型系统中,借助于投入产出消耗系数表及EEEOM,将生产过程及外界的突变转化为EEEOM中各项参数的变化,以人机对话的形式,按决策者的要求输入所改变的参数值及其在EEEOM中的位置,返回EEEOM,求得参数改变后新的最佳生产结构。在算法及程序设计中,设置了多方案运算软件,以完成PAPEM的功能。该模型的思路及求解过程,(图略)
四、多目标线性规划模型算法及程序设计
鉴于上述,企业能源经济综合优化模型共用三个目标函数,且目标函数之间是相互予盾的,不可能求得绝对的最优解,问题的关健在于用简单有效的方法找出符合实际的满意解。多目标决策方法很多,有的用千求解大规模能源规划模型被证明是行之有效。本文针对所构造的EEEOM,设计了改进的目标参数规划(MGPP)法,可以利用一般的线性规划单纯形两阶段法,计算出同时考虑两个目标的一系列可行解。该法尤其适用于不带有MPS数学规划软件包的小型徽机,对于求解大规模双目标线性规划能源模型,易有独特的优越性。运用MGPP法求解EEEOM的基本思路是,首先将三个目标中的污染目标化成约束,取一污染物的最大允许排放最作为约束值,从而使原问题(2)化成双目标问题。而后用MGPP法,求解该双目标问题的一组非劣解。MGPP算法的实质,是首先分别求解出仅考虑一个目标函数时的最优解(理想点),使实际目标值与理想点的偏差作为新的目标函数,再考虑两个目标的要求程度不同,加入一组目标参数(权系数),求得一组(全部的)有效解。运用MGPP法,最终将原问题(2)转化为求解下述单目标线性规划问题。(式略)利用式(3)的模型,可以很方便地求得原问题(2)的一组或全部有效解,其有效解的集合如图(3)所示,图中D点为由Pmax和Emi。组成的理想工况,曲线AB为有效解的集合,决策者可以由此选取满意的有效解,图中的C点为距理想点偏差最小的有效解。MGPP模型能方便地将双目标线性规划模型化为单目标线性规划模型,可利用一般的单目标规划的算法及软件解决双目标问题。同时,线性规划的对偶理论及灵敏度分析,也可用于MGPP的求解过程。该方法概念简单,求解方便,特别对于求解大规模双目标线性规划模型,具有独特的优越性。根据上述模型,作者编制了大型多功能单目标线性规划软件(LP)及双目标模型算法软件(MGPP)。设置LP软件的目的是为了求解问题(4)、(5),MGPP软件用于求解问题(3)的全部有效解。该软件系统用FORTRAN一77语言编写,共有语句2381条。在程序调试过程中通过不同规模的单目标和双目标线性规划问题的反复求解和调试,现已在IBM一PC/XT及其兼容机上投人使用。实践证明,该软件适用于求解任何规模(只要内存足够)的单目标和双目标线性规划问题,同时可提供大t的后验分析信息,进行多方案运算。
日前,《北京市“十二五”时期新能源和可再生能源发展规划》(以下简称《新能源规划》)。北京市发改委能源处处长高新宇对规划进行了解读。
高新宇介绍说,这次本市首次编制新能源和可再生能源发展规划。规划是顺应新时期绿色低碳发展理念编制而成,大力开发利用新能源和可再生能源,对增强首都创新能力、培育未来经济战略支撑、实现绿色可持续发展都有重要意义。
“十二五”时期是首都全力推进中国特色世界城市建设的关键时期,能源需求总量持续刚性增长与资源环境约束的矛盾更加突出。国家明确提出“十二五”时期能源消费总量将受到严格控制和考核,但为体现鼓励可再生能源及能源节约政策,水电、风电、太阳能及能源综合利用方面新增消费量在考核中将被扣除,可再生能源利用总量将不计入能源消费总量。加快新能源和可再生能源开发利用,是落实国家非化石能源消费比重目标的必然选择。
高新宇说,大力发展新能源和可再生能源是立足首都区位功能优势,体现全国高端示范的重要途径。充分体现首都在能源利用和产业发展上的高端高校高标准要求。新能源和可再生能源科技创新水平已成为国家和地区核心竞争力的重要体现。首都经济实现创新驱动客观需要抢占产业制高点,把全国领先的研发优势转化为雄厚的产业实力,实现新兴产业更高层次的发展。
《新能源规划》四大特色
高新宇介绍,“十二五”新能源和可再生能源规划是本市首次编制的关于新能源和可再生能源开发利用和产业发展的规划,其编制过程突出体现了以下五个特色:
一是率先在全国开展了新能源和可再生能源利用统计调查制度,首次摸清了北京新能源和可再生能源资源状况。初步掌握了北京新能源和可再生能源总体状况,明确了首都资源禀赋,为规划编制奠定了坚实基础。
二是规划编制强化了细分领域研究及相关储备项目对规划的重点支撑。明确各细分领域发展方向和重点,使得“十二五”北京新能源和可再生能源发展更有抓手。
三是规划编制注重加强重大规划衔接,同时广泛听取各方面意见和建议,集思广益。
四是规划编制较为系统,内容较为丰富全面。规划涵盖了新能源和可再生能源资源现状、开发利用、技术研发、产业发展等各个环节,不仅是一个能源利用规划,也是一个产业发展规划,综合性较强。
《新能源规划》
八个“更加注重”
高新宇说,《新能源规划》强调把开发利用新能源和可再生能源作为优化能源结构和增强首都创新能力的重要举措,以提高开发利用规模和水平、培育壮大产业服务体系和增强市场竞争力为着力点,统筹兼顾,合理布局,实施“3+2”工程,全面推进太阳能和地热能应用,积极促进风电装备和新能源汽车的技术进步和产业化,不断推动生物质能多元化应用,努力将北京建设成全国新能源和可再生能源高端研发中心、高端示范中心和高端制造中心。
高新宇强调,《新能源规划》提出了很多新能源和可再生能源发展的新理念、新思路、新亮点,具体可概括为“八个更加注重”。
一是更加注重总量规模和技术水平的整体提升,体现高端发展要求。“十一五”期间,本市新能源和可再生能源开发利用步伐不断加快,截至2010年,本市新能源和可再生能源产值达到400亿元,但在新能源技术水平上,目前北京在新能源和可再生能源的科技创新资源、技术服务方面具有明显的全国领先优势,但整体技术资源潜力尚未得到充分释放。为此,《新能源规划》提出,今后五年要通过实施一批重大示范项目,巩固新能源技术创新优势,加快新能源研发中心建设,做大新能源产业基地规模等措施。北京市到2015年新能源和可再生能源开发利用要实现产业收入收入1000亿元,新建6到8个国家级新能源和可再生能源实验室和技术研发平台和2个国家级检测中心,培育形成5到10个具有影响力的产品认证、技术咨询、人才培训等机构。
二是更加注重新能源和可再生能源的高标准、高水平利用,体现民生发展要求。《新能源规划》根据首都不同地区资源禀赋条件,着力推进与民生相关的太阳能、地热能、生物质能等新能源的高水平开发利用及配套服务体系建设,规划实施九项新能源应用工程,并集中建设一批区域联供和多村联供的大中型沼气集中供气工程等重点民生保障工程。
三是更加注重国家级绿色能源示范县等重点区域新能源和可再生能源的利用,深化重点区域新能源应用水平。《新能源规划》中明确提出要加大政策、资金支持力度,创新管理机制和模式,高水平建设一批体现当地资源优势与提高农村能源利用水平相结合的重点示范项目,力争到2015年全市新能源利用率达到6%,延庆县新能源利用占全县能源消费总量的30%以上,全县50%以上的居民使用清洁绿色新能源。高新宇介绍,在全球光伏发电进入规模化应用阶段之际,北京亦庄等全国13个开发区被列为国家光伏发电集中应用示范区。《新能源规划》中明确提出高水平建设国家光伏集中应用示范区,坚持以应用带动产业,以产业促进发展,高水平建设一批太阳能光伏屋顶发电项目,提升高效光伏组件、智能电网等高端技术产业研发制造水平,全面提升技术创新、发展模式创新和管理服务创新水平。
四是更加注重高端功能区新能源利用高标准建设、高起点规划,体现高端示范。《新能源规划》提出,统筹高端产业功能区能源禀赋特征和能源需求情况,充分利用太阳能、地热能等新能源和可再生能源资源,科学规划设计产业园区、楼宇、企业间的能源供给系统,实现循环高效梯级利用。在未来科技城、丽泽金融商务区、CBD东扩区和海淀北部新区等高端产业功能区建设一批一体化工程及其他能源相结合的热泵供暖(制冷)工程;区域内新建公用和居住建筑推行安装太阳能热水系统,高新宇强调这是在长远发展上改变能源利用方式;建设一批与产业功能相配套、与建筑一体化结合程度高的太阳能光伏发电项目。到2015年,高端重点功能区新能源和可再生能源利用率达到10%以上。
五是更加注重发挥密集的研发创新优势,加快战略性新兴产业策源地的形成。这是未来北京的可持续发展能力所在。《新能源规划》提出,抓住中关村国家自主创新示范区建设机遇,大力推进首都新能源研发创新工程建设。通过建设技术创新平台、承接重大研发项目,提升技术服务水平。积极推动企业与高校、科研院所的合作,在光伏、风能、新能源汽车、智能电网等领域共建一批国家重点实验室等国家级研发平台,突破一批重大关键技术,解决产业发展的共性技术问题,加快科技成果产业化步伐;积极争取国家风电产业平台、生物质能工程技术中心等国家级重大项目落户北京,协调推进北京低碳清洁能源研究所、中国石油科技创新基地建设,为新能源产业提供科技支撑;支持各类企业、中介服务机构开展新能源领域的研发设计服务,建立一批国内领先的试验平台、示范中心、检测中心等,提高产业创新能力和技术服务水平。
六是更加注重提升新能源和可再生能源产业竞争力,体现产业发展要求。《新能源规划》提出,充分发挥北京科技创新资源密集和高端示范应用的市场优势,实施国家级新能源研发创新工程和新能源产业基地建设工程,通过以“研发促进应用,应用带动产业,产业助推研发”的发展模式,加快提升产业核心竞争力,力争在关键技术、核心装备、系统集成能力上取得突破,同时强化高端制造优势,形成产业集群。同时提出,巩固太阳能高端技术研发优势,增强风电设备系统集成能力,加快新能源汽车刹那也化步伐,提高地热能技术研发水平,促进生物质能应用技术升级和实现智能电网关键技术突破等重点任务。
七是更加注重新能源产业高端要素集聚,提升产业基地集约化、特色化发展水平。着眼于拓展产业发展空间,围绕新能源产业重点领域,通过建设重点新能源产业基地和专业化、特色化新能源产业集聚区,集聚高端要素和产业链环节,强化高端制造优势,形成产业集群,提升北京新能源产业竞争力。《新能源规划》提出,做大做强三大产业基地,打造以太阳能光伏产业及应用示范为主导的延庆新能源产业基地,打造以太阳能产业为主导的平谷绿色能源产业基地,发挥太阳能电池生产及高端装备制造企业优势,以新能源汽车企业为带动,形成纯电动汽车电池、控制系统、电机、整车制造等上下游完整产业链,打造北京新能源汽车产业基地。吸引国内外新能源优势企业入驻,加快发展北京经济技术开发区风电产业园、昌平风电产业园、通州光伏产业基地和北京新能源汽车设计制造产业基地等新能源产业集聚区,推进为产业配套的工业设计、科技研发、技术咨询、信息服务、商贸物流等生产业的发展,打造新能源和可再生能源产业集聚区。
八是更加注重新能源和可再生能源发展软环境建设,体现机制保障要求。《新能源规划》从强化部门协调、扶持创新转化和搭建服务平台三方面提出了优化发展环境的总体设想:通过提升公共服务水平、加强政策创新能力、制定完善新能源相关技术、工程标准等加强部门联动,合力推进产业发展,通过探索税收信贷等鼓励政策、支持创新平台建设和加快关键共性技术的研发及产业化、健全新能源重大科技成果转化机制和完善首台套机制等加大技术研发和产业化力度;通过建立新能源中介服务平台、建立新能源技术交流合作平台、培训平台和增强新能源产业联盟纽带作用等措施加快服务平台建设。
新能源规划所涉重点问题
高新宇在解读中,同时对《能源规划》所涉及到的重点问题进行了说明。
《新能源规划》提出,到2015年,本市新能源和可再生能源消费总量将占全市能源消费比重约6%左右。到“十二五”末,非化石能源占一次能源消费比重要提高到11%左右。其中核电和水电约占7%。相比于国家规划目标,北京无法大规模发展水电,同时发展核电不现实,因此,本市6%的目标相对合理,在所占领域比国家目标发展力度更大。
在重点工程方向与思路方面,《新能源规划》按照“支持高端、加强示范、扶持产业”的原则,通过固定资产投资专项补助等措施,加强对重点领域重大工程的引导和服务,同时带动更多社会资本进入新能源和可再生能源开发领域。
在出台相关重点政策方面。“十二五”时期,为继续加大对本市新能源和可再生能源利用和产业发展的积极引导作用,《新能源规划》提出,加强落实国家扶持新能源发展的税收、补贴等各项政策,积极争取国家新能源产业发展基金落实本市,同时加快本市太阳能光热、光伏、新能源汽车、新能源发电上网等技术和产业标准的制定,尽早制定新能源就技术标准、新能源统计指标体系及评价标准体系、新能源发电上网标准、太阳能光热设计、施工纳入建筑过程强制标准等,开展工程标准制定工作,北京市新能源统计体系及总量分解相关实施细则等政策,出台强制安装使用太阳能光热系统的《北京市太阳能系统建筑应用项目管理办法》,并在可再生能源与建筑一体化应用方面实现大突破。
一、我国清洁能源发展现状
(一)清洁能源发展的支持体系基本建立
在政府管理层面,已在能源、环境保护和国土资源等管理部门设立了相应职能机构或部门,专门管理和支持清洁能源发展。在政策引导层面,在《能源法》中突出了清洁能源在国家能源发展政策中的重要性;相继出台了《大气污染防治法》、《节约能源法》、《可再生能源法》等一系列旨在鼓励支持清洁能源发展的法律法规;实行对清洁能源产业的补贴政策措施,对风电、太阳能热利用和新能源汽车等提供优惠的税收、信贷、价格和研发政策等,并设立专项资金,支持清洁能源企业的技术创新。在产业发展层面,积极关闭落后小火电并大力发展高参数、大容量、环保型燃煤发电技术,促进洁净煤产业发展;规模化发展以风电、太阳能热利用、生物质能等为主的清洁能源。
(二)相对完整的清洁能源产业链基本形成
清洁能源产业的快速发展,有力地推动了与此相关的装备制造、新材料和智能电网等产业的发展,并形成相关产业集群。清洁能源现代公共服务体系逐步建立和完善。经过多年发展,覆盖清洁能源装备制造、技术研发、检测认证和配套服务等环节的相对完整的产业链已基本形成。
(三)清洁能源产业布局初步完成
“十二五”规划纲要中将“2015年非化石能源占一次能源消费比重的11.4%”确定为约束性指标;在风电、太阳能发电和生物质能等专项规划中,也确定了各类清洁能源发展的总体目标和布局等。目前,清洁能源产业布局初步完成。截至2012年底,我国风电并网装机6300万千瓦,太阳能光伏发电装机650万千瓦,各类生物质年利用量3000万吨标准煤,太阳能热水器总集热面积2.58亿平方米。
(四)清洁能源产业竞争力不断提升
近年来,我国,攻克了一批涉及清洁能源、智能电网和储能技术等领域的关键共性技术,不仅有力地推动了清洁能源的发展和应用,而且极大地提升了清洁能源产业竞争力。目前,国产风电机组已占国内市场份额的90%以上,光伏电池产量约占世界总产量的2/3,转换效率达到世界先进水平,光伏电池产品在技术和成本上都具有较强的国际竞争优势。
(五)开发利用清洁能源的社会效益逐步显现
2012年全国沼气年产量150多亿立方米,折合2500多万吨标准煤,相当于年减少二氧化碳排放6000多万吨,改善了农村生活质量和农村环境状况。清洁能源建筑应用面积的不断扩大,有效降低了建筑能耗。利用秸秆、垃圾发电,在变废为宝的同时,也有效地减少了环境污染。
(六)化石能源清洁化利用稳步推进
目前,我国煤化工技术、产能和产量均居世界第一。2011年,我国煤制液体燃料产能达158万吨,煤制甲醇产能达3800万吨,煤制烯烃产能达180万吨。此外,2011年天然气消费量达到1307亿立方米,占到能源消费的5%。油品升级和提高汽车尾气排放标准也促进了节能减排和环境保护。
二、我国清洁能源发展面临的主要问题
(一)清洁能源发展体制机制需进一步建立完善
清洁能源发展涉及诸多政府部门,缺乏统一协调、推进和监管的工作机制,造成资金投入分散、资源缺乏共享、平台重复建设、项目多头申报等问题。虽然有关部门出台了一系列支持清洁能源发展的政策,但一些政策过于宏观、缺乏细则,难以落实;一些政策特别是税收优惠政策还需加大执行力度。
(二)清洁能源发展规划需进一步统筹规范
一些地方规划目标与国家规划目标衔接不够,重规模轻消纳,导致地方新能源开发规模远超当地消纳能力。核准权下放后,清洁能源行业发展和宏观管理之间的关系尚未理顺,出现了“地方点菜国家买单”现象,不利于清洁能源的可持续发展。清洁能源发展规划和电网发展规划不统一,国家可再生能源、风电、太阳能发电等专项规划均已颁布,但电网规划一直没有出台,导致新能源发展与电网规划脱节。此外,清洁能源资源丰富,但地处偏远、经济欠发达的老少边穷地区,急需国家层面制定特殊扶持政策。
(三)清洁能源消纳和输送需进一步规划布局
电网建设项目涉及立项、规划、审批、核准、评估等多个环节。由于相关环节特别是电网规划滞后,使得电网建设进度远落后于地方新能源项目建设进度,导致电网建设滞后和调峰能力不足,清洁能源消纳和输送受阻,弃风现象尤为严重,2012年达208亿千瓦时,约占实际发电量的17%。储能技术研发力度需进一步加大;国家尚未出台储能相关电价政策,导致企业暂无收入弥补储能电站的日常运维费用和折旧费用,不利于企业发展。分布式能源发电和微电网建设方面存在的制度约束也制约了分布式能源大规模开发应用。
(四)海上风电需进一步推动发展
目前,我国海上风机技术总体水平偏低,大功率风电机组研发仍处于起步阶段。此外,海上风电场开发涉及海洋渔业、国土、电网、气象、军事、港通等多个领域,项目审批核准难度大,且项目建设过程中电网接入、风电场建设与其他用海规划矛盾突出。海上风电定价机制尚未形成,直接影响项目投资方的积极性。
(五)清洁能源应用市场需进一步培育扶持
作为未来重要的交通工具,新能源汽车充换服务普及度、可靠度、竞争度等方面亟待加强,充电基础设施建设制约新能源汽车商品化,城市公共区域和居民小区充换电设施缺乏统筹规划和系统设计。新能源汽车的行业准入、监管政策及技术标准有局限性。扶持和补贴政策缺乏系统性,扶持主体未侧重于企业,且偏重于整车企业,扶持效果不佳。我国分布式电源输送距离短、需求大,具有很好的市场前景和发展潜力。但光伏建筑一体化建设权责不清,且项目开发商、建筑物业主、用能单位由于利益分配容易产生分歧,缺乏长期稳定性,导致合同能源管理模式推进困难。
(六)新型城镇化过程中的清洁能源开发利用和环境保护需进一步重视推动
我国城镇化工作在取得进展的同时,也存在城镇污水处理、垃圾处理等设施建设严重滞后、运行不规范,空气质量下降等问题,特别是垃圾处理存在厂址选址难、收集处理难、过程监督难、获取合理回报难等现象。在新型城镇化过程中,需将城镇化、清洁能源开发利用和环境保护有机结合、统筹规划,进一步推动新型城镇化过程中的环境保护。
三、大力推动我国清洁能源发展的对策建议
(一)从国家可持续发展的战略高度优先发展清洁能源
我国能源结构以煤为主,一次能源消费中煤炭占比达67%,石油对外依存度高达57%。由能源生产消费引起的生态环境保护和应对气候变化问题,已严重制约经济社会发展。为保护环境,抓住清洁能源带来的市场机遇,摆脱能源供应受制于人的被动局面,保障国家能源安全,实现经济社会可持续发展,必须加快发展清洁能源,实现能源清洁化利用;必须确立清洁能源优先发展战略,加快改善能源结构。
(二)不断优化清洁能源产业发展环境
进一步建立和完善清洁能源管理协调机制,大力转变政府职能、下放审批权限、提高办事效率,充分调动社会各方发展清洁能源的积极性。适时修订《可再生能源法》、《电力法》等相关法律法规,逐步建立有利于清洁能源产业发展、开发利用的法律法规体系。加大清洁能源财税金融优惠政策执行力度,进一步完善对清洁能源的项目支持、财税和价格补贴、成本与风险分摊机制等优惠政策并保持相关政策的延续性,特别是税收政策应综合考虑地方、电网和发电企业利益。在不违反《补贴与反补贴协定》前提下,进一步研究扩大清洁能源的补贴范围,推出更加系统完善的、与国际接轨的清洁能源补贴政策。
(三)统筹规划清洁能源产业发展
增强国家规划实施的权威性和约束力,确保国家和地方清洁能源规划的协调一致和相互配套。尽快出台《国家“十二五”电网发展规划》,以规划指导和约束项目审批,落实新能源基地消纳市场和配套电网工程,从源头上保证清洁能源规划与电网发展规划的协调发展。加快制定风电、太阳能发电分地区、分年度建设计划,实现清洁能源健康有序发展。加大对清洁能源资源丰富的老少边穷地区的扶持力度,着力解决边远地区清洁能源一次性投入后带来的管理、维护等后续问题,鼓励当地发展微网和局域网。
(四)稳步提高电网清洁能源消纳和输送能力
我国国情决定了大规模跨区域远距离输送问题将长期存在。要加快蒙西—长沙、锡盟—南京、酒泉—衡阳、张北—赣州等输送通道建设,推动准东—成都、哈密—重庆输送通道建设。加强智能电网建设,提高电网统一调度和管理水平,更好地消纳间歇性电源,确保清洁能源发电优先输送。在充分考虑用户、企业与地方政府情况的基础上,制定智能电网国家标准,所选技术路线应留下足够的升级空间,为将来升级改造提供方便,走可持续发展之路。积极示范并推广储能项目,单独核定储能容量电费,将储能项目电价高于当地燃煤脱硫标杆电价部分通过可再生能源电价附加进行补贴。
(五)大力推动海上风电发展
鼓励有条件的地区加大海上风电发展力度。要加大对海上风机技术研发的投入力度,特别是大功率风电机组的研发。制定完善海上风电场建设管理机制,协调有关各方利益,稳步推进海上风电场的开发建设管理工作。制定合理的海上风电定价机制,引导企业投资海上风电。
(六)加快培育清洁能源应用市场发展
根据新能源汽车特点制定准入监管制度。按照《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》,进一步明确基础设施建设原则,防止垄断。新建商品房的停车位要配备充电电源,在公共场所建设充电桩,设置专用停车位,对老社区也要制定建设充电设施的改造计划。公交、环卫、政府用车要率先实现电动化。政府研发和产业化扶持资金要向企业倾斜。在购买和使用环节实施鼓励政策,特别是在市场启动初期,可以直接免费发放电动汽车牌照。研究制定光伏发电项目用地面积核定办法和审批程序,尽快出台操作细则,规定分布式电站电价及电价补贴流程。
(七)积极推动新型城镇化过程中的清洁能源开发利用和环境保护
大力发展风电和光伏发电的同时,加快城镇污水处理、垃圾处理等设施建设,提高运营管理水平。积极开展秸秆发电、垃圾发电和沼气规模化利用。逐步扩大锂离子电池使用范围,特别是在储能、通讯等领域。同时提高铅酸电池行业准入门槛,淘汰落后产能。
目前电动车推广面临的最大问题是,顾客对电池的寿命、成本、安全性和充电设备基础设施不足存在顾虑,政府对高额的购车补贴、废旧电池的处理以及制造电池过程中对环境的污染等问题的担忧。目前国家对私人购买纯电动车或插电式混合动力车分别给予每辆最高6万元及5万元的补贴,北京、上海等地私人购买纯电动车每辆将最高获得12万元的补贴。但即便这样的补贴力度,仍然难以在市场上大范围推广。
早在2001年,法国汽车工程师Guy Neger就发明出了靠压缩空气供给能量的汽车,之后印度和美国也已研发成功了自己的压缩空气车,并已在2011年投产上市。但目前各国研发出的气动发动机普遍存在能量转换效率低和气缸容易结冰的问题,使其实用性受到限制。我国的辽宁、广东、浙江、湖南、安徽等地都在针对这一难题,组织研发,并取得初步成果。广州一家公司经过多年的攻关,利用极冷极热两种气体瞬间相遇爆炸的闪电原理,使压缩空气充分吸热膨胀爆炸活塞下行,解决了上述两大难题,它能量转化效率高达70%左右(目前各国研发的气动机的能量转化效率最高只有38%),核心技术已获得了中国和美国知识产权局颁发的发明专利证书,已经开始试生产空气动力大巴样车。与汽油动力及电动车相比,压缩空气动力汽车具有四大优点:节能、省钱、零污染、安全。有专家预言:空气动力发动机的发明与生产是继蒸汽机、汽油机、电动机之后世界工业和能源的又一次革命。
中国在综合国力不断增强的同时,能源消耗和温室气体排放也与日俱增,理应加快推动新能源汽车的产业化,特别在发展空气动力汽车方面走在世界前列。具体建议是:
一是对国务院2012年6月28日公布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》做出修改。虽然2013年8月11日《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》中已提出要“示范推广纯电动汽车和插电式混合动力汽车、空气动力车辆等。”但在国务院2012年6月28日公布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》中却对空气动力汽车只字未提。这就会在落实过程中出现文件相互矛盾的现象。建议对国务院和地方出台的有关文件进行清理和修改,以利实施。
二是将空气动力车纳入国家新能源汽车产业发展规划中。国务院2012年6月28日公布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》中的第一部分:“发展现状及面临的形势”中对新能源汽车的定义是:“新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,本规划所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。”随着空气动力汽车技术的不断完善和产业化,建议将新能源汽车包括的范围改为“本规划所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车和空气动力汽车。”
三是在新能源汽车产业化发展规划的技术路线上应把发展空气动力汽车放在更加重要的位置。在《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》有关技术路线的第三部分中提出:“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。”建议改为“以纯电驱动和空气动力为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车和空气动力汽车的产业化。”
四是在新能源汽车产业化发展规划中的发展总目标上做出适当调整。《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》第三部分关于发展的主要目标中提出:“产业化取得重大进展。到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆,燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。”建议改为:“到2015年,纯电动汽车、插电式混合动力汽车和空气动力汽车累计产销量力争达到50万—100万辆;到2020年,纯电动汽车、插电式混合动力汽车和空气动力汽车生产能力达200万—500万辆、累计产销量超过1000万辆。”
五是在新能源汽车产业化的规划中补充有关空气动力汽车的技术研发和创新的内容。在《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》第四部分“主要任务”中第一点:“实施节能与新能源汽车技术创新工程”部分中提到:“大力推进动力电池技术创新,重点开展动力电池系统安全性、可靠性研究和轻量化设计……”建议改为“大力推进动力电池技术和空气动力发动机技术创新,重点开展动力电池和空气压缩气瓶系统安全性、可靠性研究和轻量化设计……”。
[关键词]新能源产业;国外经验;困境
1 河北省新能源产业发展及其政府政策激励瓶颈问题探讨:以保定光伏产业为样本
1.1 河北省新能源产业发展中相关问题探讨
第一,国家与地方稳定的新能源消费市场并未形成。新能源产业的发展需要稳定的消费市场支撑,而现阶段受到国外金融危机的影响,国外市场受到严重影响,新能源产品需求订单大幅减少,给我国新能源企业带来了不小的挑战。
第二,政府新能源产业管理体制比较分散。新能源行业的领导和管理又分属于多个部门,职能交叉、多头管理、政出多门,缺乏统一的协调和指导,这样的管理机制既不利于新能源开发体制的建立,也不利于出台统一的政策措施。
第三,新能源产业自主科技创新能力亟待进一步加强。在国际光伏产业中进行对比和定位,河北省太阳能光伏产业依然是材料、销售市场、关键设施三头在外的产业格局。生产光伏电池、电池组件等所需的高纯度硅料进口还是占有很大比重。多晶硅生产的很多核心技术被国外垄断,产业的关键设备依然依赖进口。研发科技的滞后,不仅使一些具有市场前景的新能源技术难以实现产业化发展,也制约了新能源产业的发展。
第四,缺乏明确的新能源行业规范。光伏产业中缺乏明确的行业规范。行业规范的缺失,导致在全国范围内光伏企业的参差不齐,企业生产出来的产品也是良莠不一,各地的重复建设、无序竞争的情况十分突出,光伏市场呈现无序发展的情况,这无形中也给光伏产业带来了隐患。
1.2 河北省新能源产业政府政策激励问题
第一,结构性缺陷:缺乏完整专项的产业规划。《河北省新能源产业十二五发展规划》的出台,为河北省新能源产业的发展规划了蓝图,但在总体规划的基础之上应当还有完整的专项规划,我省现在“新能源专项规划”体系中仅仅只包含了风电与生物质能,从结构上看显然是不完整的。
第二,内容性缺陷:目标依据、原则规定、研发战略、政策手段。一是政策内容中发展目标的制定缺乏依据,战略规划缺乏预见性。二是政策规划中的原则性规定较多,政策手段的实施缺乏制度保障。三是政策内容中技术创新与研发投入不够,缺乏研发战略具体设计。四是政策手段缺乏规范设计与组合,而对于宣传教育手段体现不够。
第三,配套性缺陷:大量综合配套政策的不完善。我省配套政策许多还没有完全落实。新能源产业快速发展,国家政策激励体系中除详尽而科学的战略规划之外,还有着大量综合配套政策落实和出台。与此同时也明确了相应政策具体配套措施应该紧跟落实到位。
2 发达国家新能源产业发展经验借鉴
1 发展模式
命令控制。在英、澳、德、西班牙等国,他们国内的垄断性能源企业,主要是电网企业,必须按照国家规定的价格或价格计算规则,收购可再生能源产品。以色列政府强制要求开发商在新建和既有建筑上安装太阳能热水器。
经济激励。众多发达国家通过价格杠杆来调节电价。在德国等多数欧洲国家,政府采用固定电价的政策,规定风电:9~10欧分/kWh;光伏发电:45.7~57.4欧分/kWh;生物质能发电:10.5~15欧分/kWh,均保持在常规能源发电成本之下。
财政补贴。主要包括投资补贴、产品补贴和用户补贴。希腊、瑞典、印度对投资项目分别是30%~50%、10%~25%、10%~15%的补贴,荷兰对个人投资风电补贴20%,美国对风电补贴1.7美分/kWh,为期10年,欧洲大部分国家对太阳能热水器补贴20%~60%。
税收优惠。印度政府规定进口风机整机25%关税,散件零关税;美国风力发电实施1.7美分/kWh的生产税抵扣;希腊对所有可再生能源项目和产品免税;丹麦对个人投资风电免征所得税;瑞典、英国对非可再生能源强制征收电力税,分别为1.99欧分/kWh和0.13欧分/kWh,从而使企业选择新能源燃料。
市场产业化。美国、丹麦、德国、西班牙、英国、印度等国设置专门的国家可再生能源机构,统一组织和协调国家的可再生能源技术的研发和产业化推进。丹麦政府累计投入了20多亿欧元的研发经费,支持研究机构和企业开展风力发电设备与零部件的研发和产业化。 2 发展经验
以上列举的发达国家新能源发展模式为河北省新能源产业的发展提供了新思路。河北省的新能源发展路线必须根据本国新能源的发展阶段,合理制订规划,定制明确而具阶段性发展目标。同时省内各地区能源结构、政策导向和发展趋势有所差异,我们应明确重点,差异发展。新能源的发展需要政府政策的多方鼓励,以经济激励为主。政府应当通过法律手段鼓励和规范新能源产业的发展,为新能源企业提供法律保障,开辟绿色通道,并且在全面促进的同时避免资源浪费和经济犯罪的出现。技术创新是新能源产业发展的重要基础,利用各种方式支持新能源设备制造与技术创新。
3 河北省新能源产业发展路径探究
1 政府政策激励
财政补贴、收费政策。关于财政补贴政策,建议通过以下措施建立系统的财政补贴激励政策:第一,根据新能源不同产业的实际状况,制定各新能源产业的发展目标;第二,定位河北省新能源发展目标,研究、制定具体的财政补贴实施方案和可操作性的细则,细化地方政府预算支持新能源研发、商业推广及对资金进行监管的具体操作规程,将相关财政补贴计划规范地纳入各级财政预算;第三,细则中应视发展阶段给予不同力度的投资比例,按发展进度安排由多到少的合理财政补贴额度;第四,明确享受国家财政补贴的对象应具备的条件以及接受补贴者的义务,如资金用途、不得随意放弃研发或生产,以及享受优惠条件后应达到的经济和技术目标,研发或生产失败如何处理等。
税收减免政策。建议河北省新能源税收激励政策的建构,需注意解决以下三个问题:一是利用税收杠杆对使用新能源的主题进行税收优惠的同时,注重对传统化石能源利用税收进行消费限制;二是注意选择多种税收的手段方式配合进行激励;三是税收手段要和其他不同手段配合使用。具体包括:制定鼓励新能源技术进步的税收政策。对从事符合发展规划的新能源技术开发、技术转让业务和与之相关的技术咨询、技术服务业务所得的收入免征营业税。对单位和个人为可再生能源生产和服务有关的技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务等所取得的收入,予以免征或减征企业所得税和个人所得税。
多元化融资政策的设计。一是建议成立专项新能源发展基金。积极争取国家对新能源与节能环保产业发展的专项资金支持以外,省政府设立新能源发展专项资金,重点支持企业实施新能源与节能环保领域的高新技术产业发展重大项目、重大技术装备研制项目、重要共性关键技术研发项目和公共服务平台项目,促进产业结构优化升级。二是建议推动与商业化银行合作,打造绿色银行概念,提供绿色贷款,发行绿色债券。鼓励金融机构丰富信贷品种和创新抵押方式,加大对新能源与节能环保产业的信贷支持力度。选择成长性好、自主创新能力强的企业,实施重点培育,推动企业上市融资。3.2 技术创新
我省政府应鼓励新能源企业加强风力发电设备核心制造技术的研究;加强开发与建设相结合的太阳能利用技术和产品,利用新能源全面解决建筑耗能是新能源利用的重要发展方向。加强生物燃料与垃圾燃烧发电技术研究,充分利用新型的生物燃料动力,逐步替代化石燃料的利用;加强潮汐发电技术的研究,充分利用河北沿海潮汐资源。
培养人才、稳定队伍是新能源产业发展的人力基础。一方面,要加快引进人才,稳定现有人才队伍;另一方面,还要加快培养人才。要与本省的主要大专院校建立联系,有计划地培养新能源专业人才,加大人才培养力度,改善人才成长环境。 3 市场保障
优化新能源发展环境,拓展消费市场。我省可以借鉴德国等国的做法,对可再生能源产业的发展给予明确、具体的优惠政策,确保参与可再生能源研发、生产的企业略微赢利,促使企业更积极地投入到可再生能源产业。
强力推行公用设施、设备新能源、建筑使用消费新能源政策。建议推广保定经验,出台分阶段逐步全面推广河北省各地公用设施、公用设备、公用建筑等使用新能源的相关政策。
强力推行新能源政府采购。建议以政策的形式明确对新能源产品采购范围。明确将新能源电力列入各级政府强制采购的产品清单,将新能源技术如地热能技术、太阳能技术结合到新建筑物的建设中,以及优先考虑在生产或运输等环节使用新能源的供应商来支持可再生能源的发展。这样政府采购可以在一定程度上消除涉及可再生能源产品在价格上的障碍,以调动企业开发利用可再生能源的积极性。
建立规范的新能源技术标准与产品认证体系。建议以政策形式尽早出台各个新能源产业的行业标准,建立新能源相关的工程技术质量标准体系和新能源产品认证体系,建立严格而具体的新能源市场准入的规则与制度,规范新能源产业的发展,力争为河北省新能源产业发展创造一个公平、规范、有序的新能源市场环境。 4 价格引导