能源替代弹性（精选7篇）
能源替代弹性 篇1
摘要：我国是钢铁生产和消费大国,粗钢产量连续13年居世界第一。2000～2007间我国粗钢产量年均增长21.1%。2008年,粗钢产量达到5亿吨,占全球产量的38%,国内粗钢表观消费量4.53亿吨,直接出口折合粗钢6000万吨,占世界钢铁贸易量的15%。但是钢铁工业是大而不强,同时,钢铁也是一个高耗能、高污染的产业,是节能减排潜力最大的行业之一。本文以能源、劳动、资本为投入要素建立了一个超越对数生产函数模型。估算了我国钢铁行业能源、资本、劳动力的产出弹性和替代弹性。结果表明:我国钢铁业能源与资本的替代弹性在1之间,我国钢铁行业可以促进资本对能源投入的有效替代,实现我国钢铁行业全要素能源效率的提高。
关键词：钢铁,产出弹性,替代弹性,超越对数生产函数
2007年,规模以上钢铁企业完成工业增加值9936亿元,占全国GDP的4%,实现利润2436亿元,占工业企业利润总额的9%,直接从事钢铁生产的就业人数358万,钢铁企业单位数为6999个。我国钢铁产量的迅速增长伴随着极高的能源消耗。2003～2006年,钢铁业能源消费量分别为2.44、2.97、3.69、4.24亿吨标煤,分别占据当年工业能源消费量的20%、20.7%、24.6%、25.8%;占据当年我国能源消费量的13.9%、14.6%、16.4%、17.3%。2010年我国国民经济要比2000年翻一番,2020年达到全面小康社会,国民经济比2010年再翻一番,2030年基本实现工业化,经济达到中等发达国家水平,我国目前还处于工业化的中期,国内市场对钢铁的需求还会在今后若干年呈现持续稳定的增长态势,如果把实现工业化定为钢材消费达到饱和的条件,我国钢材生产将在2030年左右达到峰值。目前,我国钢铁总产量相当于世界前十大产钢国的总产量之和!我国粗钢产量分别是美国和日本的5倍!钢铁冶炼产业则是标准的“高能耗、高污染”产业。研究我国钢铁业的能源效率问题则对我国节能降耗有重要意义。
在现有文献中,能源效率提高的因素识别与度量一直是众多学者关注的重点,主要集中在产业结构调整、技术进步两个方面。能源从低生产率的产业流向高生产率的产业,即产业结构的调整,又称结构效率;Kambara(1992)认为行业结构的调整对1980～1990年我国能源效率的提高起了一半以上的作用,高耗能行业向低耗能行业转变的产业结构调整促进了能源效率的提高[1]。Huang(1993)、Sinton和Levine(1994)、Lin和Polenske (1995)、Garbaccio(1999)等、Zhang(2003)分别研究了1980～1987、1980～1990、1981～1987、1987～1992、1990～1997时间段我国能源效率的变化情况,结论都表明子行业能源效率的提高(能源产出比例下降)是整体能源利用效率得到改善的重要因素[2,3,4,5,6]。Jenne(1983)Farla(1998)、分别对英国、荷兰能源效率与经济结构的关系做了相关研究[7,8]。韩智勇,魏一鸣和范英(2004) 提出在1998～2000年我国能源强度下降的主要动力来自于各产业能源利用效率的提高,其中工业能源强度下降是总体能源强度下降的主要原因[9]。另一类研究集中在通过技术进步提高能源利用效率,Richard F Garbaccio、Mun S HoDale,W、Jorgenson(1999)的研究显示,1987～1992年间,除电力消耗强度略有增加之外,其他四类能源产品消耗强度均明显下降,技术进步对消耗强度下降的作用均超65%。吴巧生和成金华(2006)、齐志新和陈文颖(2006)的研究则认为工业部门的技术改进是影响能源消耗强度的主导因素[10,11,12]。李廉水和周勇(2006)运用数据包络分析(DEA)发现,技术效率是工业部门能源效率提高的主要原因[13]。
关于能源替代如何影响能源的全要素效率文献较少。能源替代主要指通过改变能源与其他非能源的投入比例或者对能源消费内部结构的调整,以达到降低能源投入成本、提高能源利用效率。能源替代的内容主要包括能源的外部替代和内部替代。前者主要基于能源价格的变化(一般指价格上升),生产投入中的资本、劳动对能源的替代。后者一般指初级能源消费结构的优化;以电能为代表的二次能源替代以煤炭为主的初级能源,新兴能源、可再生能源对煤、石油等不可再生能源的替代, 实现能源全要素生产效率的提高。对某一特定的具体行业从能源、资本、劳动的替代、能源内部各种能源投入要素的替代考虑提高全要素能源效率的文献缺少。Pindyck.RS(1979)使用1959～1973数据对加拿大的能源、资本、劳动力的替代关系进行了实证,发现能源与资本是替代关系,能源与劳动是互补关系[14]。Ozatalay(1992)研究结果显示,美国能源和资本的交叉弹性系数是1.22,能源和劳动的交叉弹性系数是1.03,能源和材料的交叉弹性系数是0.58[15]。Robert Halvorsen(1997)考察了美国制造业不同能源品种的自价格弹性和交叉价格弹性[16];郑照宁(2004)对我国资本、能源、劳动投入的替代弹性作了实证分析,认为我国的资本、劳动和能源可有效的相互替代[17]。杨中东(2007)对我国制造业的能源替代关系应用超越对数生产函数进行了实证分析,发现能源与资本、能源与劳动之间都存在较强的替代关系[18]。鲁成军、邵光黎(2008)通过ALLEN替代弹性模型对我国制造业分部门的投入要素的自价格弹性和相互之间的替代弹性进行了测算,发现资本、能源和劳动之间的替代关系在整个制造业层面上差别很大[19]。本文基于前面的研究,在产业层面上对我国钢铁行业能源、资本和劳动力之间的替代弹性基于1978～2007年30年的数据进行实证分析,从能源、资本、劳动替代角度研究了我国钢铁行业提高全要素能源效率的可能性。
1 计量模型及数据说明
超越对数生产函数模型是一种易于估计和包容性很强的变弹性生产函数模型,它在结构上属于平方反映面模型,可有效研究生产函数中投入要素的交互影响、各种投入技术进步的差异。本文以滞后一期钢铁行业GDP及煤炭、石油、天然气和电力为投入要素,构建了一个我国钢铁行业超越对数生产函数模型,通过该模型分析了钢铁行业各品种能源的产出弹性、替代弹性。
本文产出用我国钢铁业生产总值(GDP)表示,投入为资本存量(K),能源(E)和劳动力(L),建立的超越对数生产函数如下:
InYt=ε+αKInKt+αLInLt+αEInEt+αKLInKtInLt+αKEInKtInEt+αLEInLtInEt+αKK(InKt)2+αLL(InLt)2+αEE(InEt)2 (1)
公式中:Yt——t年钢铁产业工业增加值;Kt,Lt,Et——t年钢铁行业资本存量,劳动力投入量和能源消耗量,α——需要估计的系数,ε为常数。
资本投入的产出弹性为:
劳动投入的产出弹性为:
能源投入的产出弹性为:
替代弹性可以定义为:在技术水平和投入要素的价格不变的情况下,边际技术替代率的相对变动所引起的生产要素投入的比例的相对变动,即投入要素比例的变动的百分比与边际技术替代率的变动百分比的比值。要素之间可替代程度的高低可用要素替代弹性(the elasticity of substitution)来描述,其具体含义是:一种生产要素价格变化以后,它与另一种生产要素相互替代率的变化。要素替代弹性在0与无穷大之间变化,当0时,说明两种要素之间完全不能互相替代,如固定投入比例生产函数(里昂惕夫生产函数),当替代弹性无穷大时,说明两种要素之间可以完全替代。钢铁行业能源、资本、劳动3种投入的替代弹性计算如下:
资本和劳动的替代弹性为:
由于
结合式(5)、式(6)可得,
因为
将式(9),式(10)代入式(8)得:
将(11)代入(7)得资本与劳动的替代弹性:
同理可得资本与能源的替代弹性为:
劳动与能源的替代弹性为:
2 模型估计及分析
我国钢铁业生产总值(GDP),能源(E)和劳动力(L)数据来源于《中国统计年鉴》,《中国钢铁统计》、《中国钢铁工业年鉴》,我国钢铁业生产总值按照我国冶金部门出厂价格折算为1978年的不变价。钢铁行业资本存量(K)无相关数据,也无固定资产投资折算系数,本文按照如下方法得到按不变价格计算得到的钢铁业资本存量数据。根据《中国国内生产总值核算历史资料(1952～2004)》提供的以不变价格衡量的固定资本形成总额指数,可以计算出钢铁行业固定资产投资隐含平减指数。
以1980年的固定资本形成指数为例:
1980年的固定资本形成总额指数
1980年的固定资本形成总额指数(上一年=1)
根据《我国钢铁统计》、《我国钢铁工业年鉴》、《我国钢铁工业五十年数字汇编》提供的钢铁行业当年的固定资产投资数据,再利用《我国国内生产总值核算历史资料1952～2004中英文本》以1952年为1和以上一年为1的固定资本形成总额指数这二列数据,我们就可以计算出我国钢铁行业各年的以1952年为1和以上一年为1的投资隐含平减指数(the implicit investment deflator),然后再折算成以1978年为不变价格的钢铁业固定资产投资平减系数(图1)。
根据钢铁业固定资产投资平减系数和钢铁业以当年价计算的固定资产投资,可计算出钢铁业以1978为不变价格的当年投资额。资本存量以1978年为基准年,按永续盘存法以1978年为不变价格计算钢铁业各年的资本存量,计算公式如下:
Kt=Kt-1(1-δt)+It (17)
其中t指第t年,式中一共涉及4个变量,a当年资本存量;b前一年的资本存量;c经济折旧率;d当年的投资。其中的a当年资本存量;b前一年的资本存量;d当年的投资3个变量已经计算出;现在需要确定的是经济折旧率这个变量。本文采用张军在计算省际资本存量所计算得出的折旧率,在相对效率呈几何递减的折旧模式下,我国钢铁行业固定资本形成总额的经济折旧率δ是9.6%[20]。
由于变量间的多重共线性比较显著(相关系数均在0.91以上),由普通最小二乘法(OLS)估计的结果容易失真。本文用岭回归进行估计,根据本文所用的超越对数生产函数各变量的岭迹图(图2)和方差膨胀因子(VIF)确定岭参数值k(k=0.20),应用DPS软件包进行数据处理,估计结果见表1。
注:VIF值由SPSSADDINS2.0插件计算。 k=0.2调整R2=0.942144,F=24.0355,p<0.0000000,标准误差估计:0.1996699005
岭回归所得结果的统计检验比较显著(劳动力的系数检验结果不理想),而岭回归结果好坏更主要的是看是否有效克服了共线性问题和估计参数是否合理。从表1可以看出,所有回归系数都为正值,符合经济现实;交叉影响项和平方影响项都为正说明能源、劳动、资本要素对经济产出的总体规模报酬递增,可以认为模型参数估计结果是合理的。
根据模型估计结果,计算每年各种投入的产出弹性和替代弹性如图3和图4所示。
从产出弹性看,资本的产出弹性最低,但产出弹性随时间变动出现持续性上升,从1978年的0.25增长到2007年的0.39,这说明我国经济系统中性技术进步的作用日益增加。产出对资本、劳动的弹性较高,1978～2007年间,劳动、能源投入的产出弹性都是逐年增长的,但增长速度很平缓,这反映了钢铁行业经济的规模递增效应逐渐减弱。
从计算结果看,我国钢铁行业替代弹性逐年变化不大,较为确定。资本与劳动和资本与能源的替代弹性都维持在1上下波动,这表明资本投入可有效的与劳动和能源相互替代。但劳动与能源的替代弹性只有0.7左右,在1997～2004年间劳动对能源的替代弹性出现一个小幅的V型波动,最低的劳动对能源的替代弹性曾出现过0.56,这表明在我国钢铁行业中劳动替代能源的作用不大。
3 结 论
本文建立了一个以资本、能源和劳动为投入的我国钢铁行业超越对数生产函数模型,初步分析了各种投入的产出弹性、替代弹性。分析结果表明:1978～2007年间,我国钢铁行业能源和资本存在高替代弹性,在给定钢铁行业产出水平情况下,如果能源与资本之间存在替代关系,那么通过提高企业使用能源的成本,加强企业的用能约束,企业就会加大节能技术的投资,提高能源利用率,加快资本对能源的替代,使得制造业对能源的需求相对减少。这对于降低我国钢铁行业的能耗水平,提高钢铁行业的全要素生产效率,减少温室气体排放量意义重大。在我国钢铁行业,要实现能源全要素生产率的提高,除了中性技术进步、产权机制、价格管制、产出的产品结构调整外,还可以通过资本对能源的替代来实现,这对我国钢铁行业能源相关政策的制定有重要意义。
能源替代弹性 篇2
很多学者针对我国资本和劳动的产出弹性、替代弹性和技术进步差异等问题做了大量的研究。郑照宁等[1]通过构建了包括资本、劳动和技术投入的超越对数生产函数, 结果表明, 技术进步快慢为资本大于劳动, 且它们之间的差异逐渐缩小。孙中栋等[2]研究发现, 我国东部地区和西部地区的资本和劳动的替代弹性, 在1978年-1992年, 均小于1, 而在1993年-2004年, 均不小于1。史红亮等[3]构建了一个我国钢铁行业的超越对数生产函数模型, 结果表明资本与劳动的替代弹性在1左右, 因而资本可以有效地与劳动进行相互替代。李红松[4]指出我国资本对劳动存在过度替代, 使得经济高增长未能带来相应的就业增长。陈晓玲等[5]研究发现, 多数东部省区的资本和劳动是替代关系, 多数中西部省区的资本和劳动是互补关系, 多数省区的技术进步是资本偏向型的。王军等[6]采用贝叶斯方法估计出CES生产函数假设下的上海市一、二、三产业的替代弹性, 估计结果分别为1.0、1.6、0.9。雷钦礼[7]构建了一套系统测算要素偏向性技术进步的方法, 结果表明, 我国劳动的生产效率逐年提升, 而资本的生产效率在1995年以后逐年下降, 技术进步表现为资本使用和劳动节约型。
由于我国区域经济发展存在着发展不平衡性, 东部、中部、西部的生产函数很有可能会存在区域异质性问题。由于在不同时期, 经济政策、宏观和微观背景、市场化程度、对外开放程度等的差异性, 往往会使得某个区域内的生产函数存在着时期异质性问题。另外, 在我国, 农业、工业、服务业的发展并非同步, 而且资本投入的量差异很大以及劳动人员的熟练程度差异也很大, 因而我国的生产函数会存在着产业异质性问题。以往的很多研究大多是关注了区域异质性、时期异质性和产业异质性的一个方面或两个方面。在这样的背景下, 本文构建了包括资本、劳动和技术投入的超越对数生产函数面板模型, 以我国中部十省工业部门为研究对象, 采用似不相关回归进行分阶段估计, 有效地解决了生产函数所存在的区域异质性、时期异质性和产业异质性问题。
本文的贡献:一是考虑并在一定程度上解决了生产函数的区域异质性、时期异质性和产业异质性问题;二是构建了超越对数生产函数的面板模型, 并用似不相关估计方法进行估计;三是研究了中部十省资本和劳动的边际生产率规律、产出弹性、替代弹性和技术进步差异等问题, 为中部地区经济的崛起、区域经济政策的制定等提供了较为可靠的依据。
2 模型建立、数据说明以及模型估计
2.1 模型建立
Christensen et al[8]提出了超越对数生产函数, 之后其成为分析公司、企业、部门生产结构的常用工具。超越对数生产函数具有变要素产出弹性、变要素间的替代弹性、变规模弹性等很多优点, 因而在实证分析中有了非常广泛的运用。另外, 超越对数生产函数也可以被视为对生产函数的二阶泰勒展开。在有资本、劳动和技术三种要素投入和一种对应的产出时, 可以将超越对数生产函数设定为如等式 (1) 所示的面板模型, 其中Y、K、L、T分别表示产出、资本投入量、劳动投入量、技术投入, i、t、ε表示分别表示截面个体、时间点、随机误差项, α0、αK、αL、αT、βKK、βLL、βKL、βKT、βLT、βTT均为待估参数。
根据式 (1) 可以推导出资本产出弹性公式、劳动产出弹性公式、资本和劳动的替代弹性公式、技术进步差异公式, 分别如式 (2) 、式 (3) 、式 (4) 、式 (5) 所示。
2.2 样本选择和数据说明
在我国存在着区域经济发展不平衡性的现象, 即东部沿海地区率先发展, 中部地区处于崛起中, 西部地区发展缓慢。若将东部、中部、西部放在一个框架下进行估计, 存在着很多难以控制的变量。鉴于此, 本文选择中部地区的十个省份作为截面个体。这十个省份分别是:山西省、内蒙古自治区、吉林省、黑龙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省和海南省。对于同一个区域内部, 农业、工业、第三产业的很有可能存在生产函数的异质性问题。又因为, 改革开放以来, 我国工业部门发展迅速而且近期还面临着产能过剩的问题。鉴于此, 本文选择中部地区的工业部门为研究对象。
从《新中国六十年统计年鉴》可搜集到1988-2007我国中部地区十个省份以现价表示的GDP、GDP指数、第二产业就业人员数;从中经网可搜集到1988-2007我国中部地区十个省份以现价表示的工业增加值、制造业就业人员数。根据GDP和GDP指数可以构造出GDP平减指数;然后用现价表示的工业增加值除以GDP平减指数可以得到以1988年价格表示的实际工业增加值 (工业部门产出Y) 。用第二产业就业人员数减去制造业就业人员数来表示工业部门的劳动投入L。Szirmai等[9]对我国工业部门生产性资本存量进行了估计, 由此可以获得我国中部十省1988年-2007年工业部门生产性资本存量K。用T=t-1988来近似替代真实的技术投入。
2.3 模型估计
1992年我国进入了市场经济时期, 2001年我国加入了世贸组织, 尤其是2000年以来, 通讯、交通、市场化程度等加速发展。若设定等式 (1) 中的待估参数在样本区间1988-2007都为相同的常数很有可能是不合理的, 即生产函数存在着时期异质性问题。为了减弱生产函数的这种时期异质性的影响, 有必要对时间区间进行时段划分。依据1988-1997年间我国市场化程度较低, 而1998-2007我国市场化程度加深的现实情况, 将样本区间分为两段, 即时段I (1988年-1997年) 和时段II (1998年-2007年) 。考虑到截面个体可能还受到一些共同的不可观测因素的影响 (若区域经济政策、区域内的资源禀赋、经济景气情况等) , 即存在着截面相关问题, 本文选择似不相关回归对等式 (1) 所示的面板模型进行估计。借助EViews6.0软件对等式 (1) 进行估计, 估计结果如表1所示。[10]
注:判定系数分别为0.999 26、0.999 96。
由表1可知, 大多数参数的估计在1%的显著性水平下都是统计显著的 (除了时段I内的βTT和时段II内的βKT以外) 。而且时段I内的判定系数为0.999 26, 时段II内的判定系数为0.999 96, 这说明模型的总体拟合效果很好。因而, 从统计上来说, 模型估计的结果是令人满意的。βKK和βLL在两个时段内都是小于0的, 这说明了模型满足资本的边际生产率递减和劳动的边际生产率递减规律的经济规律。βKL在两个时段内都是大于0的, 这说明了增加资本的投入会使得劳动的边际生产率增加或者增加劳动的投入也会使得资本的边际生产率增加, 即资本和劳动具有互补性。βTT在两个时段内都大于0, 这说明了技术投入的边际生产率具有递增的规律。因而, 从经济意义上来说, 模型估计的结果是较有说服力的。
3 产出弹性、替代弹性和技术进步差异经济分析
3.1 产出弹性、替代弹性和技术进步差异计算结果
根据计量估计结果和式 (2) —式 (5) 可以计算出资本产出弹性、劳动产出弹性、资本和劳动的替代弹性、技术进步差异, 结果如表2所示。
注:I表示1993-1997时段, II表示1998-2002时段, III表示2003-2007时段;pj表示一个时段内对应指标的平均值;bv表示每个时段内的标准差。
3.2 资本的产出弹性分析
资本的产出弹性是指同一时期内, 在其他影响因素保持不变的条件下, 当资本的投入增加1%, 会使得产出增加多少个百分点。它可以用来衡量资本投入的使用效率。资本的产出弹性越高, 则表明此时若其他因素不变, 仅增加一单位资本投入会使得产出增加很多;也能表明资本的使用效率越高。
由表2可以看出, 江西省的资本产出弹性呈现逐段下降, 海南省的资本产出弹性则逐段上升, 而其他八个省份的资本产出弹性则是先增后降低。这表明, 江西省的资本利用效率在不断下降, 海南省的资本利用效率在不断上升, 其他八个省份的资本利用效率在先上升后下降。其中, 资本产出弹性最高的四个省份依次为江西、湖南、安徽和河南 (数值大小均在0.8以上) 。另外, 山西、内蒙古、吉林、黑龙江和湖北这五个省份的资本产出弹性大致相同 (数值大小范围在三个时段分别为:0.60~0.75、0.82~0.89、0.72~0.77) 。这表明, 江西、湖南、安徽和河南资本使用效率高, 而山西、内蒙古、吉林、黑龙家和湖北这五个省份资本使用效率较低。从标准差大小来看, 最大为0.06, 最小为0.01, 而且大多数在0.02~0.05之间, 说明每个时段内的稳定性较好 (各个省份在各个时段内资本产出弹性变异性比较小) 。
3.3 劳动的产出弹性分析
劳动的产出弹性是指同一时期内, 在其他影响因素保持不变的条件下, 当劳动的投入增加1%, 会使得产出增加多少个百分点。它可以用来衡量劳动投入的使用效率。劳动的产出弹性越高, 则表明此时若其他因素不变, 仅增加一单位劳动投入会使得产出增加很多, 也能表明劳动的使用效率越高。
由表2可以看出, 所有省份在由时段I至时段II的过程中, 劳动的产出弹性均出现了较大幅度的下降;在由时段II至时段III的过程中, 劳动的产出弹性基本上都是呈较小幅度的下降。这表明中部地区劳动的使用效率在不断下降, 且下降速度减慢。其中, 安徽、江西、河南、湖北和湖南五省的劳动的使用效率较低, 在时段III内, 甚至均不高于0.22;劳动使用效率较高的省份依次为海南、内蒙古、吉林、黑龙江和山西, 数值大小均在0.30以上。这表明劳动在海南、内蒙古、吉林、黑龙江和山西工业部门产出的增长中发挥了很大的作用。而劳动在安徽、江西、河南、湖北和河南工业部门产出的增长中所发挥的作用有限。从标准差大小来看, 最大为0.04, 最小为0.01, 而且大多数在0.02~0.03之间, 说明每个时段内的稳定性较好 (各个省份在各个时段内劳动产出弹性变异性比较小) 。
3.4 资本和劳动的替代弹性分析
资本和劳动的替代弹性是指在产出不变时, 当资本和劳动的相对边际生产率变化1%, 会使得资本和劳动的投入比例变化多少个百分点。当资本和劳动的替代弹性值较高时, 若资本的价格相对于劳动的价格有了较大的提高, 则可以通过增加一单位的劳动减少更多单位的资本投入来保持产出不变。
由表2可以看出, 山西、吉林、黑龙江、安徽、江西和海南的资本和劳动的替代弹性均表现为先逐段增加后逐段减小, 而河南、湖北和湖南的资本和劳动的替代弹性表现为逐段下降, 而内蒙古的资本和劳动的替代弹性则呈现不断上升的趋势。这说明, 除内蒙古以外, 资本和劳动的替代弹性在不断下降。这表明, 当劳动的价格相对于资本的价格上升时, 试图通过制定减少劳动的投入而增加资本的投入的措施来改善经济效益是有困难的。这也表明了, 当劳动的价格相对于资本的价格上升时, 对劳动投入的减少所产生的作用是有限的, 即相对劳动工资的上升不会对现有就业产生较大不利影响。另外, 资本和劳动的替代弹性较高的三个省份是内蒙古、吉林和海南, 数值大小在0.65~0.83之间, 而资本和劳动的替代弹性较小的三个省份是江西、河南和湖南, 数值大小在0.40~0.1之间。这表明了内蒙古、吉林和海南三个省份的单位劳动资本的投入对资本相对于劳动的价格反应更为敏感, 而江西、河南和海南的反应则较为不敏感。从标准差大小来看, 最大为0.04, 最小为0.01, 而且大多数在0.02~0.03之间, 说明每个时段内的稳定性较好 (各个省份在各个时段内资本和劳动的替代弹性变异性比较小) 。
3.5 技术进步差异分析
由表2可以看出, 在时段I内, 各个省份的技术进步差异水平大多数在0.18~0.19之间, 而在时段II和时段III内, 安徽、江西、河南、湖北和湖南的技术进步差异水平较高, 在0.07~0.16之间, 而其余五省的技术进步差异较低, 在0.02~0.06之间。总的来看, 技术进步差异先大幅度下降, 后又略微上升。从标准差大小来看, 最大为0.03, 最小为0.00, 而且大多数在0.01~0.02之间, 说明每个时段内的稳定性较好 (各个省份在各个时段内技术进步差异变异性比较小) 。
陈晓玲等[8]指出有偏技术进步可分为要素增强型技术进步和要素偏向型技术进步, 并给出了界定标准和分类标准。由表1可知, 所有省份在每个时段内BIASKL均大于0。这表明了技术进步使得资本效率水平提高得更快, 即技术进步总体表现为资本增强型技术进步。从表1中也可知, 所有省份在所有时段内的资本和劳动的替代弹性数值均小于1, 因而资本增强型技术进步同时也是劳动偏向型技术进步, 从而生产中会使用更多的劳动。
4 结论
本文在考虑生产函数的区域异质性、时期异质性、产业异质性的基础上, 构建了一个包含资本、劳动和技术投入的超越对数生产函数的面板模型, 并用似不相关回归对中部十省工业部门的面板模型分两阶段分别进行了估计, 通过实证分析, 得出了以下结论。
第一, 资本和劳动的边际生产率具有递减的特征, 这说明了, 在其他因素不变的条件下, 继续增加资本 (或劳动) 的投入会使得资本 (或劳动) 的边际生产率减小。资本和劳动具有互补性, 这说明了, 在其他因素不变的情况下, 增加资本 (或劳动) 的投入会使得劳动 (或资本) 的边际生产率增加。技术的边际生产率具有递增的特征。这说明在其他因素不变的情况下, 继续增加技术投入, 会使得技术的边际生产率增加。
第二, 除江西和海南以外, 其他八个省份的资本利用效率在样本期先上升后下降。其中, 江西、湖南、安徽和河南资本使用效率较高。劳动的利用效率则是不断下降, 但下降速度越来越慢。其中, 湖南、安徽和河南的劳动使用效率较低。因而一般来说, 资本的使用效率提高了, 则劳动的使用效率降低了。
第三, 除内蒙古以外, 资本和劳动的替代弹性的数值大小具有缓慢下降的趋势。其中, 内蒙古、吉林和海南的资本和劳动的替代弹性较高, 而江西、河南和海南的资本好劳动的替代弹性较低。另外, 资本和劳动的替代弹性数值大小均小于1。
第四, 技术进步差异 (数值大小均大于0) 先较大幅度下降后又较小幅度上升, 维持在较低水平上。其中, 在1998年-2007年, 技术差异水平较高的省份是安徽、江西、河南、湖北和湖南。技术进步总体表现为资本增强型技术进步和劳动偏向性技术进步。
参考文献
[1]郑照宁, 刘德顺.超越对数生产函数及对中国的应用[C]//中国运筹学会.第六届中国青年运筹与管理学者大会论文集.2004:4.
[2]孙中栋, 李辉文.要素替代弹性与地区经济增长差异[J].统计与决策, 2007 (14) :77-78.
[3]史红亮, 陈凯, 闫波.我国钢铁行业能源-资本-劳动的替代弹性分析——基于超越对数生产函数[J].工业技术经济, 2010 (11) :110-116.
[4]李红松.资本—劳动替代的技术特征及其对扩大就业的启示[J].武汉科技大学学报:社会科学版, 2010 (1) :72-75.
[5]陈晓玲, 连玉君.资本—劳动替代弹性与地区经济增长——德拉格兰德维尔假说的检验[J].经济学 (季刊) , 2013 (1) :93-118.
[6]王军, 刘兰娟.上海市三大产业CES生产函数弹性估计[J].上海经济研究, 2012 (5) :106-112.
[7]雷钦礼.偏向性技术进步的测算与分析[J].统计研究, 2013 (4) :83-91.
[8]LAURITS R CHRISTENSEN, DALE W JORGENSON, LAWRENCE J LAU.Transcendental Logarithmic Production Frontiers[J].The Review of Economics and Statistics, 1973, 55 (1) :28-45.
[9]LILI WANG, ADAM SZIRMAI.Capital inputs in the Chinese economy:Estimates for the total economy industry and manufacturing[J].China Economic Review, 2012, 23 (1) :81-104.
美国发掘最绿色替代能源:水藻 篇3
世界很多国家都在寻找清洁燃料。水藻是一种只要有阳光和水便可生长并能转化为燃料油的生物。美国科学家和能源公司开始启动用水藻转化燃料油的计划。从水藻中提取的植物油可以转化成生物柴油, 这种生物柴油几乎可以当作所有柴油机的燃料。
水藻将成为“最绿色”的能源
目前, 各国专家正积极倡导使用“绿色”能源, 比如太阳能发电、风力发电、水力发电等。还有一些科学家则更进一步, 开始寻找更“绿色”的能源, 那就是用水藻提炼燃油。科学家乐观地预测, 只需种水藻提炼燃油, 就能让人类摆脱对天然石油的依赖。科学家很早就提出用植物来提炼燃油, 比如从油菜子和大豆中提炼燃油, 不过很少人会想到用水藻来提炼燃油。但是, 这种绿色植物现在却异军突起, 成为最有力的竞争者, 因为它有许多品质是其他植物所不具备的。
水藻是由简单的水生有机体组成的, 通过光合作用储存光能, 生产植物油;而植物油可以转化成生物柴油, 可以为任何柴油发动机提供动力。水藻有几个重要的优点是其他油料植物所不具备的, 比如水藻可以种植在更广泛的地方, 而且能够迅速繁殖, 更难能可贵的是, 水藻几乎不需要特别的养分, 它们需要的只是阳光、水和二氧化碳。此外, 水藻生长的面积和体积比率是最高的。
水藻不仅能生产“绿色”油料, 更可以吸收大量的二氧化碳, 净化空气, 可以说是一举两得。事实上, 许多发电厂在厂区和周边地区种植水藻, 吸收发电所产生的二氧化碳。在这方面, 美国麻省理工学院做得最好, 他们正在进行这方面的实验, 利用发电厂产生的二氧化碳种植水藻。小规模的试验发现, 这是一种可行性的概念, 他们下一步要进行大规模的试验。
不过, 要想进入后石油时代, 让水藻油成为畅销产品, 需要解决许多问题。生产生物柴油, 首先遇到的就是选择水藻品种的问题。水藻有数千种, 选到正确的种类是至关重要的。另外, 水藻生长的速度极快, 必须控制好种植的数量, 如果太多, 阳光就会不够, 造成大批死亡, 而如果太少则达不到所需要的数量。要解决这个问题, 需要借助计算机来控制水藻的生长速度, 也就是控制营养成分, 不过这样会增加成本, 减少水藻业的经济利益。
即使成功地收获了水藻, 还要面临着另一个难题, 那就是如何把油提取出来。从大豆、油菜等植物中提取油是用冷压法, 而水藻却不像大豆、油菜子有那么多的纤维, 不能使用标准的榨油方法。不过从理论上说, 从水藻中提炼油并没有想象的那么难。美国科学家证实, 在水藻中加入化学添加剂就可以提炼出油来, 在水藻浆中加入甲醇或者乙烷是目前最好的选择, 相对来说有效又可以节省成本。
瞄准以水藻为原料的新型生物能源
生物能源在美国可再生能源中所占的比例最大, 从1998年的43%增加到2008年的53%。美国国会2008年5月通过一项包括加速开发生物能源的法案, 要求10年后从石油中提炼出来的燃油的消费量减少20%, 代之以生物燃油。这需要每年生产350×108gal (1 gal=3.785 L) 生物燃油。2004年以来, 美国生物能源的研究与开发朝着从玉米、大豆等农作物中提取乙醇的方向发展, 专家称之为第一代生物能源。不过不少专家现在认为, 美国有可能跳过以玉米、大豆为代表的第一代生物能源, 直奔以水藻为代表的新型生物能源。
从水藻中提炼生物原油的研究, 可以追溯到20世纪70年代的石油危机。危机解除后, 美国政府几度中断研究经费, 有关项目未能推进。近年油价飞涨导致水藻研究提速, 现在已进入研究与开发的最后成熟阶段。按照计划, 2010年启动多点示范工程, 2011年同美国军方和政府签订第一批政府采购合同, 2012年签订第一批商业合同, 2013年将大批量商业生产并降低销售价格, 2015年将以低售价抢占市场份额, 2020年将主宰生物原油市场。美国军方对开发水藻资源最感兴趣, 因为其飞机、舰艇、坦克、装甲车等是世界上消费柴油最多的“油耗子”。2009年12月和2010年1月, 新西兰航空公司、美国大陆航空公司、日本航空公司, 先后用掺有水藻中提炼的生物燃油的混合航空汽油试飞成功。
美国全国水藻联合会研发部部长维尔·瑟蒙德认为, 与第一代生物能源相比, 新型生物能源具有无与伦比的优点:
第一, 玉米、大豆只能在可耕地上种植收获;而水藻可以在沟渠、池塘、海滩以及其他不适宜耕种的地上养殖, 从而节省大量宝贵的耕地。
第二, 在1 acre (1 acre=6.07亩) 耕地上种植大豆、欧洲油菜子、棕榈, 一年能够提炼出来的燃油分别为50、150、650 gal;而在1 acre水面上养殖水藻, 1年能够提炼出来的燃油为10 000gal, 后者分别为前者的200、69、15倍。这是因为大豆等农作物受季节影响, 1年只种一季, 水藻一般不受季节影响, 而且繁殖得非常快, 1天可以增长1倍。美国现有20多家养殖水藻的小企业。
第三, 水藻在进行光合作用的过程中, 需要吸收空气中大量的碳, 因而能够净化大气, 起到环境保护作用。现在美国专家提出在污染排放严重的企业, 如煤炭发电厂周围建设水藻养殖场, 这样可以实现低排放乃至零排放目标, 一举多得, 既发展“绿色”循环经济, 又增加新的增长点。
早在2008年5月, 美国国会批准布什政府拨款10亿多美元研发生物燃油。奥巴马就职后, 尽管陷入金融危机和严重经济衰退, 美国政府毅然在刺激经济的计划中拨款约8亿美元加速生物燃油的研究与开发。美国能源部以合作伙伴的形式, 注资约10亿美元支持生物能源研究项目, 旨在2012年前出成果。这些科研经费有一部分流入有关水藻的研究与开发项目。美国政府还硬性规定, 凡是在成品油中掺入一定比例生物燃油的炼油厂, 其生产的成品油每加仑可享受1美元补贴。美国民间对水藻研究与开发项目的投资也非常踊跃, 微软公司的比尔·盖茨一次就投入1亿美元。许多私人投资者认准这是一本万利的赚钱项目。一个有趣的现象是:集聚在休斯敦的世界各大石油公司的代表, 对美国加速开发水藻, 非但不反对、不反感, 反而怀有极大的兴趣, 他们出席有关下一代生物能源的研讨会, 他们在会上提出的问题比记者提出的还要多。他们所代表的世界著名石油公司, 大多支持甚至投资参与水藻能源的研发项目。
据美国全国水藻联合会会长巴里·科恩介绍, 从水藻里可以提炼出生物柴油、汽油乃至航空汽油, 水藻残渣还可以发电。从近期看, 美国不可能生产出足够多的大豆、玉米用来提炼乙醇, 欧洲也不可能种植出足够多的向日葵、油菜子用来提炼生物原油。现在美欧生物炼油厂的炼制能力过剩, 约有一半设备长期闲置, 原因就是生物原料严重短缺。这为水藻后来居上提供了天赐良机。从长远看, 从水藻里提炼出来的柴油、汽油最终有可能为美国所有交通工具提供燃料。如果说石油是“黑色金子”, 那么水藻则是“绿色钻石”, 其市场前景非常广阔。
开发低成本水藻生物柴油生产工艺
美国联合环境和能源有限责任公司2010年表示, 研究人员首次成功地开发出经济且有利于环境的水藻油转换成生物柴油成果。该公司相信新的研究成果将有望帮助美国实现无需进口石油燃油的目标。
目前利用水藻油生产生物柴油方法所存在的问题之一是生产成本过高。联合环境和能源有限责任公司的研究人员说, 他们新开发的生产方法至少比现有方法减少40%的成本。他们还表示, 新开发的水藻生物柴油生产方法还有另一个优势, 在生产过程中没有废水产生, 因而不会造成环境污染。
他们开发的水藻生物柴油生产工艺同其他工艺相比, 一个显著的优势是使用了自己研制的享有专利权的固体催化剂, 而不是目前其他方法使用的液体催化剂。固体催化剂有两个特点, 一是它们能重复使用;二是它们可以让生物柴油连续流水式生产。过去的生产方式速度较慢, 工人需要加酸来中和碱性催化剂以达到净化生物柴油的目的。使用固体催化剂, 则免除了这一过程。
能源公司投入巨资用于生物燃料研发
埃森克美孚公司将投入3亿美元用于生物燃料研发, 这可能是迄今为止对生物燃料的最大一笔投入。该公司称, 如果一切进展顺利, 可能会再追加3亿美元投资。
这个大馅饼砸中的是美国合成基因公司。美国颇具传奇色彩的生物学家和创业家克雷格·文特尔是该公司的共同创立者, 但这笔钱并不是砸向某人, 而是水藻。
除了埃克森美孚, 还有很多国际知名能源公司投资水藻产油项目。美国能源部实验室和加利福尼亚州Live Fuels公司正在开展合作项目, 从水藻中提炼油品。陶氏化学公司总部设在加利福尼亚州的生物燃料公司Algenol也在合作建设一座水藻农场。
Algenol公司首席执行官保罗·伍兹说, 生产过程产生的氧气可提供给电厂, 电厂产生的废气二氧化碳可以用来培植更多的水藻。
Algenol公司在生物反应器中培植水藻, 装满盐水的水槽上面覆盖着富有弹性的塑料薄膜。水中充满二氧化碳, 喂食着水藻。水藻通过光合作用, 将二氧化碳和水转化为乙醇、氧气和水。
美国合成基因公司的克雷格·文特尔提出采用工业化方式大规模培植转基因单细胞水藻, 以便生产可用作燃料的碳氢化合物。很多公司正通过分解富含油的水藻细胞获得油时, 文特尔却成功设计出一条从另一种生物体通往实验水藻内部的分泌途径。现在, 这些水藻可以释放出漂浮在培养容器表面的藻类油。
研究人员需要对数千种藻类进行精挑细选, 选出最适合的水藻。埃森克美孚也投入资金进行相应研发工作。陶氏化学目前已在一块24 acre土地上建成3100个生物反应器, 尝试将氧气和水从乙醇中分离出来。
文特尔认为, 即使使用目前已有的技术, 每英亩水藻能够制造出的燃料已是每英亩玉米能够制造出的燃料的10倍多, 而目前所有藻类燃料公司面临的最大挑战就是成本。如何在单位面积内以低廉成本获得尽可能多的藻类, 降低成本, 这是未来藻类燃料公司急需解决的问题。
文特尔也表示, 培植水藻需要大量资金, 而且, 还需要将二氧化碳直接灌入藻类培植场。不过他认为, 可以在不适宜耕作的土地上建立藻类养殖场, 只要二氧化碳的来源能够得到保证。而很多时候, 这两个条件不一定能够同时得到满足。
用生物质能源替代石油 篇4
随着石油、天然气等化石燃料供应日益紧张且价格昂贵,生物质燃料以其在节能减排、绿色环保等方面的突出优势,成为能源界新宠。
全球石油化工巨头埃克森美孚近日发布的《全球能源展望2012》报告中提到,受经济增长和人口因素影响,到2040年全球能源需求将比2010年高出30%。2012年3月20日,中国成品油价格,93号汽油从7.85元/L上调至8.33元/L,这是自2010年4月以来,中国成品油价格上调幅度创了新高。
能源危机已经触动每个人的神经,激起了人们寻找可替代能源的强烈愿望。
1 很多生物质燃料都能替代汽油
目前,国内外研究、应用较多的几种生物质燃料主要有秸秆乙醇汽油、甜菜生物质汽油、纤维素生物质汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等,很多东西可以替代汽油,中国发展生物质燃料的前景非常广阔。
含10%乙醇的秸秆乙醇汽油已在中国推广应用。与传统汽油相比,它优势明显。比如,辛烷值提高了、含氧多、燃烧充分,减少汽车尾气CO排放35%以上、碳氢化合物排放15%以上。生物质生长过程,还能吸收CO2。目前,中国已建有20×104 t/a以上、以非粮作物木薯为原料的工厂。中国要立足我们的基础,与国外合作,先实现工业化,再把规模扩大至10×104 t/a以上。大规模发展,酶制剂是基础,原料是关键,要在了解中国的原料供应情况,研发具有自己特色的酶制剂。
以甜菜为原料的生物质汽油———最新一代生物质车用汽油,比乙醇汽油能量更高,使用更经济;不需要更新销售系统和加油站;不需要调整发动机。国外2010年开始建设工业生产装置。生产工艺包括原料预处理、水相重整、碱催化聚合、加氢脱氧。
2 生物柴油大有可为
生物柴油是动植物油脂通过与甲醇反应生产的清洁柴油,不含硫和芳烃,燃烧后不产生颗粒物和硫化物,不污染环境,同时十六烷值高。
生物柴油是21世纪崛起的新兴产业,世界生物柴油产能已在3 000×104 t/a以上。目前,美国产能已发展到1 093×104 t/a、欧盟为1 300×104 t/a。国际上已经制定完善的生物柴油标准。
中国生物柴油总产能约150×104 t/a,近几年,产量30×104 t/a~50×104 t/a,大多以废弃油脂为原料。中国海油集团在海南东方公司建设了的6×104 t/a生物柴油装置,采用中国石化集团的SRCA工艺,实现了清洁生产,并已在海南的加油站销售。
中国石化集团发展生物柴油产业有基础。其拥有完整的从小型到2 000 t/a生物柴油中型试验装置;拥有生物柴油质量分析、模拟评定、台架试验装置以及行车试验的经验;拥有世界一流的、处理废弃油脂原料的生物柴油成套技术,以及处理木本植物油和微藻油原料的碱催化蒸馏工艺。
中国榨油厂酸化油类废弃油脂总量较大。这类油脂的优点是全年不分季节供应、价格便宜。另一来源是从马来西亚和印在木本植物油方面,利用中国山地资源丰富的特点,开发麻风树、黄连木等木本植物油,具有优势和特色。
此外,中国石化集团向中国科技部申请了“十二五”国家生物柴油重大支撑项目,中国石化咨询公司受国家能源局委托,正编制中国生物柴油行业发展的指导意见。这些,对中国石化集团发展生物柴油提供了有力支持。
3 期望微藻“点绿成金”
微藻是地球上最简单的1种生物。微藻生物柴油可以减排CO2,减少温室效应,减少对石油的依赖,还能处理废气废水,保护环境。微藻生物柴油技术被誉为“一石三鸟”的技术,各国政府均大力支持研发,如,美国制定了微藻生物柴油路线图,埃克森美孚2009年投资6×108美元研发微藻生物柴油。人们对这一技术,抱有热切期望。
微藻是光合效率最高的原始植物,比农作物的单位面积产率高出数十倍,是自然界中生长最快的植物。微藻可以生长在高盐、高碱的水体中,可利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养。利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养,可以不与农作物争地、争水。微藻干细胞的含油量可高达70%,是最有前景的产油生物。微藻培养利用工业废气中的CO2,可减少温室气体的排放,还可吸收工业废气中的NOx,减少对环境的污染。生产微藻生物柴油的同时,还能生产藻饼,加工成蛋白质、多糖、脂肪酸等高价值产品,降低微藻生物柴油的成本。
但是,要大规模工业生产微藻生物柴油,还有漫长、艰险的道路要走。微藻生物柴油的生产是复杂的系统工程,涉及多学科、多专业的集成,投资巨大,目前生产成本远远高于石油柴油;大型化(几×104 t/a)生产,尚未实现,大型成套技术缺乏;多个环节需要改善降低投资和生产成本;发展微藻生物柴油的同时需要CO2、阳光、土地3种资源。
但是,要大规模工业生产微藻生物柴油,还有漫长、艰险的道路要走。微藻生物柴油的生产是复杂的系统工程,涉及多学科、多专业的集成,投资巨大,目前生产成本远远高于石油柴油;大型化(几×104 t/a)生产,尚未实现,大型成套技术缺乏;多个环节需要改善降低投资和生产成本;发展微藻生物柴油的同时需要CO2、阳光、土地3种资源。
要在微藻收集、浓缩、破壁、提油等方面取得重大突破,简化流程、降低设备投资和生产成本。在微藻的培育方面,要利用基因工程来加以改造,在含油量和生成速度上要有重大突破,这是微藻生物柴油发展的基础。目前世界均在大力研发,这一期望有可能实现。
动物油脂的来源丰富,包括屠宰废料、制革厂的猪皮油等,一般价廉。这是目前尚未利用的新原料来源。
4 新型汽油需要“中外合作”
含10%乙醇的秸秆乙醇汽油已在中国推广应用。乙醇汽油与传统汽油相比,减少汽车尾气CO排放35%以上、碳氢化合物排放15%以上,且生物质生长过程,还能吸收CO2。发展以秸秆、农林固体废弃物、城市生活废弃物等多样性纤维素为原料的秸秆乙醇工艺。只要采用基因改造的纤维素,寻找更好的酶制剂,就可建设高效率的生产厂。美国计划,到2030年,秸秆乙醇供应达到美国汽油总量的30%,约1.9×108 m3。预计秸秆乙醇生产成本降至0.53美元/升,低于石油汽油。
发展秸秆乙醇前沿技术要立足已有每年万吨工业规模工厂的基础,与国外酶制剂公司合作,先实现工业化,再把规模扩大至10×104 t/a以上,推广应用。
最新一代生物质车用汽油比乙醇汽油更有优势,比乙醇能量高,使用更经济;不需要更新销售系统和加油站;不需要调整改动机。以甜菜为原料的生物质汽油,生产工艺包括原料预处理、水相重整、碱催化聚合、加氢脱氧。2010年国外开始建设工业生产装置。同时,国外也在大力研究以纤维素为原料的生物质汽油。纤维素比甜菜等原料来源广泛、价廉。甜菜为原料,已被国外专利覆盖,采用纤维素为原料,更有可能形成具有自主知识产权的技术。国内对纤维素生产生物质汽油的研发已经开展,并取得一定进展。因此,要重点突破,占领这一高科技发展前沿制高点。
5 结语
随着石油价格的上涨,中国作为石油大量进口国面临着较大的压力。同时,减少CO2排放、使用清洁燃料以减少汽车尾气对空气的污染等都是中国需要迫切应对的问题。
能源替代弹性 篇5
黄鸣坚信, 太阳能时代即将到来。他提出议案发起《中华人民共和国可再生能源法》, 是我国能源环境立法的推动者。在今年全国人代会期间, 黄鸣针对《政府工作报告》中“制止太阳能、风能产业盲目扩张”一句提出了建议:在第18页9行“促进产业结构优化升级”后, 加上:要科学发展新能源, 继续大力支持和推动太阳能、风能等可再生能源产业的健康发展, 同时应防止这些产业某些环节的盲目扩张。为此, 应建立促进新能源利用的机制, 加强统筹规划项目配套, 政策引导, 扩大国内需求。去掉:“制止太阳能、风能等产业的盲目扩张。”一句。近年来, 黄鸣不畏辛苦以“微排地球战略首倡人”的名义, 带着“微排地球”战略正在各国间奔走呼喊。
皇明太阳谷的建设曾是他的梦想, 当宏伟的梦想实现后, 建设全球未来30年的人居样板——蔚来城, 成为他的新目标。蔚来城也成为黄鸣梦想生活的载体。黄鸣不满足于现状, 他带领皇明公司不断追求、创新与创造着。现在, 面对太阳能巨大的潜在市场和太阳能行业即将掀起的“城市战争”, 皇明公司将以何种姿态应对转型?让我们走近这位天才企业家与梦想家——黄鸣, 分享他在缔造太阳能神话路途上的思考与追逐。
黄鸣, Me pad总设计师、微排地球战略首倡人, 现任国际太阳能学会副主席、中国可再生能源学会副理事长、皇明太阳能股份有限公司董事长。第十届、十一届全国人大代表, 教授级高级工程师、中国农村能源行业协会副会长;2005年获CCTV中国经济年度人物提名奖, 2006年获绿色中国年度人物称号, 2007年被世界自然基金会授予“中国可再生能源突出贡献奖”, 2011年获2010“CCTV中国经济年度人物创新奖”, 成为新能源行业唯一获此殊荣的企业家。2011年获2011诺贝尔替代奖——正确生活方式奖。个人拥有50余项国家专利。
太阳能狂热梦
细数黄鸣的履历, 我们不难发现, 他从事太阳能产业的初衷是为石油寻找替代能源, 而他最初的想法是做与太阳能相关的科研工作。1982年从中国石油大学毕业的他, 曾参与石油钻井技术研究所的工作。1988年, 黄鸣利用节假日和业余时间设计出了第一台“太阳能热水器”。经过多年磨砺与几番周折, 最后, 黄鸣还是借助商业化运作来实现能源替代的愿望。1995年4月, 中国最早的太阳能科研实体之一德州皇明太阳能技术研究所成立。1995年6月, 山东皇明太阳能有限公司成立。现在的皇明已经成为世界上最大的太阳能制造基地和清洁能源供应商。2006年, 黄鸣应联合国总部特别邀请, 作为主讲嘉宾登上联合国讲坛, 向世界100多个成员国及几十个国际组织介绍了皇明创造的中国太阳能可持续发展模式 (简称“皇明模式”) , 成为登上联合国讲坛的中国企业家第一人。可以想见, 20多年的努力与奋斗充溢着多少他对太阳能行业的狂热, 以及对实现全球能源替代的决心!
据统计, 每年到达地球表面的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤, 其总量属现今世界上可以开发的最大能源。在全球太阳能产业领域, 中国已经获得绝对垄断优势——中国已经垄断全球60%的太阳能产品市场, 我国太阳能集热器推广量约占世界总量的76%, 成为世界太阳能热水器总量和太阳能节能环保第一大国。就皇明公司一年的推广量而言, 相当于整个欧盟的总和, 是北美的两倍还多。
黄鸣追逐太阳能梦想的经历, 在多数人看来是成功和辉煌的。然而, 黄鸣认为, 自己在太阳能行业的成功, 一方面是因为现在皇明公司做到了世界太阳能行业的第一品牌;另一方面, 现在太阳能行业并没有很健康、有序的发展, 作为行业领导者, 他感到很愧疚。实际上, 皇明公司自创业起就对自己高标准、严要求, 一直在做行业标准——关于太阳能热水器的标准文件。目前, 在太阳能行业, 国家标准不到20部, 国际标准不到50部, 而皇明企业标准为400多部, 是国际标准的9倍多。
皇明检测技术中心成立于1997年10月, 目前已发展成21大实验室, 拥有从原材料、配件到整机检测的1, 000余项检测项目。2009年通过了中国合格评定国家认可委员会 (CNAS) 的认可, 成为国家承认的实验室, 其出具的检测报告与国家专业检测机构出具的报告具有同样效力, 并得到美国、英国、澳大利亚、德国、日本等45个主要贸易国家的承认。如他所言, 太阳能产业之于黄鸣, “是‘实现全球能源替代’的一个途径, 对整个人类来说意味着什么都能更好一些, 因为太阳能作为一个清洁能源是人类自救和得以延续的必然途径之一。”这是黄鸣的梦想, 也是皇明公司的愿景和使命。
诺亚方舟——皇明太阳谷
低排放、可持续发展、自然和谐的生态城市, 目前已成为全人类共同的追求与努力。众所周知, 美国有硅谷, 中国有太阳谷。10年的梦想与发展, 2010年, 皇明以一个企业的力量, 建设完成了这一模板——皇明太阳谷:世界未来之谷。
皇明太阳谷是目前全球最大的集产、学、研、游为一体的太阳能产业平台, 承载了人类未来的可持续发展战略, 汇聚了世界前沿的低碳科技, 每年500多项新技术转化为生产力, 已成为全球领先的节能科技、产品高科技孵化器。谷内整合了太阳能生产制造、技术研发、人才培养以及相关配套产业, 涵盖了太阳能热水器、太阳能光伏发电及照明、太阳能与建筑结合、太阳能高温热发电、温屏节能玻璃等清洁能源应用的众多产业, 被称为世界太阳能“硅谷”。
皇明太阳谷还是全球最大的可再生能源应用示范推广样板基地。它整合了全球顶尖的节能建筑设计师, 耗用10年的时间, 建成全球最大的万国节能建筑博览园。如今, 皇明太阳谷已经发展成为世界级可再生能源研发检测、制造物流、教育培训、旅游观光、低碳人居等“九大中心”, 实践着人类未来绿色的生活模式。
德国总理默克尔、美国前驻华大使雷德、“欧洲新能源之都”德国弗莱堡市市长萨洛蒙、英国前首相布莱尔等国际政要纷纷关注或访问皇明太阳谷;美国总统奥巴马在发表国情咨文中, 也提到中国具有世界上最大的太阳能研究机构就是皇明的太阳谷;科技部依托皇明组建国家太阳能热利用工程技术研究中心, 国际太阳能学会也在此设立了全球首个顶级太阳能科研机构——国际太阳能技术科学院。此外, CNN、路透社、法国电视台、日本NHK、韩国KBS、世界自然基金会 (WWF) 、绿色和平组织等几十家国际媒体及环保组织先后走进皇明太阳谷, 关注中国创造的世界太阳能奇迹。
那么, 为什么要做这样的人居样板?建设太阳谷的意义何在?黄鸣告诉记者, 很多人认同皇明太阳谷是未来50年全球的城镇模板, 因为能源危机加上气候、环境危机, 需要有这样一个模板。像皇明这样的民营企业不是大鳄企业, 投个几十亿在其中, 基本把家产全部放进去了。当别人问, 以后怎么办?他认为, 肯定有办法。太阳谷建设完成, 再回头来看, 大家会发现, “当全球需要你的时候, 危机即商机, 紧迫性即稀缺性。这个样板全世界没有, 你做了, 肯定能够为未来能源、未来的生活社区指明出路, 也肯定有人会买你的产品。”这就是关于皇明太阳谷的创想。太阳谷起到了很好的样板作用, 这也是当初很多国外主流媒体跋山涉水来到中国, 来到皇明, 探究中国可再生能源的领头企业——皇明经验的原因。“因为人类只有一个地球, 为了寻找出路, 寻找积极的解决办法。”而今, 皇明太阳谷正日益成为彰显人类智慧的绿色“圣地”。
蔚来城——未来人居样板
皇明公司开发的第一个地产项目是蔚来城, 而蔚来城的拔地建设, 在当时令业界人士很不理解。“蔚来城之于皇明, 可谓重中之重。”黄鸣认为, 如果蔚来城的商业模式能被其他房地产商接受, 皇明太阳能在建筑行业的太阳能整体配套业务订单将如雪花般飘来。事实上, 蔚来城收到了好的效果, 现在, 全国很多房地产商来蔚来城参观学习, 甚至南京、东营等几个城市当场决定邀请皇明去他们那里搞建设。不过, 黄鸣目前并没有动心。他们不急于把项目推向市场, 他们想要等几年, 看看蔚来城和太阳谷的效果再复制给别人。“至少目前不想进军房地产, 只想与房地产商合作开发, 我们只做太阳能配套服务。”
“现在大家 (开发商) 都想做‘低碳建筑’, 但是很多人根本没有真正的‘低碳技术’, 不具备这个能力。在理解上也有偏差, 认为低碳就是节省材料, 就是降低生活标准, 弄了很多‘烂尾楼’。而‘伪低碳’建筑也让人恐慌。另一方面, 人们恐慌‘伪低碳’或者‘伪低碳’建筑, 是因为一提到节能环保就觉得是负担, 觉得要回到‘刀耕火种’, 没有空调、没有暖气的原始生活, 这实在是节能推广上的一个思想误区。我们要倡导低碳并不是要以降低人们的生活品质和享受为代价。”
而谈到为什么要建蔚来城, 黄鸣说, 这里有一个小插曲。10年前, 万科旗下一位项目经理找到皇明公司, 黄鸣也很高兴能与万科合作, 似乎太阳能的推广将会顺风顺水。可最终的结果是美梦一场, 没有合作成功的原因是, 万科的要求让他感觉到:万科对不成熟的太阳能要求太苛刻。直白地讲, 万科并不愿意为太阳能的不成熟所带来的风险埋单。当时, 以万科的强大和皇明刚起步的弱小, 与万科合作犹如让皇明爬喜马拉雅山, 太吃力并且胜算与希望渺茫, 于是, 他放弃了与万科甚至房地产商的合作 (与其他房地产商洽谈合作也遇到类似万科同样的问题) , 开始自己摸索太阳能与建筑一体化的结合, 摸索太阳能如何在建筑中彰显优势。
在太阳能与建筑相结合的绿色建筑探索上, 皇明公司探索出多种结合模式和运营方式, 蔚来城是最具代表性的。蔚来城打破传统观念, 打出“世界名盘上流极品”“三十年不落伍、三千里不落俗”的广告语, 其设计大量采用太阳能、光电、温屏等较高的节能材料和设备, 进行全面系统的节能优化。该示范项目通过采用外墙外保温等高效的围护结构节能技术, 使建筑物节能目标达到70%以上, 集中式生活热水系统的太阳能保证率为70%以上, 分体式系统的太阳能保证率为40%以上, 小区会所空调能耗的90%以上由太阳能和地热能提供, 并网发电系统的发电量占小区总用电量的4%以上。所以, 包括门窗、五金件、雕塑园、花园、园林等, 这里包含了全球最好的节能技术。这些投资固然很大, 但是它的价格远远低于奢华的社区。黄鸣把需要奢华装修的一部分钱用来安装绿色设施, 他认为, 这样会比那些靠奢华装饰取胜的俗气社区强许多。在实践中, 他们发现, 大家实际上宁愿拿出一些近乎“奢侈”的费用来点缀绿色——让一些高层次的精英、高收入的人群先带头用起来, 就像汽车、过去的“大哥大”一样, 开始价格很贵, 当这些人带头购买、使用, 然后逐渐大批量推广和销售的时候, 商品的成本自然降低了。而蔚来城将成为现代绿色节能小区建筑的典范, 这也是在推行一种新的理想生活方式。
能源危机、气候变化在一次次地警告人类必须马上行动起来, 推行低碳的理念, 改变消费者的观念势在必行。黄鸣认为, 仅作为企业来讲, 可以等待消费者观念的转变, 等待市场的慢慢成熟。但时间不等人, 每个人都应该深思——节能环保产品不仅仅是需要负责任地去推广它, 更重要的是需要我们改变观念, 改变对常规能源的依赖, 改变只重现在不重未来的短线观念, 改变只重个体奢华不顾全球能源危机的局限思维, 鼓励全民改善可再生能源在日常工作生活中的使用状况。只要观念一改变, 人们就不纠结了, 这个世界将会发生巨大的变化。
在偌大的节能项目、庞大的太阳能产业背后, 皇明公司孜孜不倦追求的动力源泉是什么?黄鸣告诉我们, 他们的梦想、愿景就是“为了子孙的蓝天白云, 实现全球能源替代”。这是一个非常远大的愿景、追求, 可能不是他们这一代人能完成的, 但皇明公司现在正在一步步实现着这一愿景和梦想。“一开始我们什么也没有, 白手起家, 但自从做了太阳能就想能做成品牌、做最好的产品与服务, 这个愿望我们在十来年前就实现了, 并且在联合国的讲坛上, 代表中国推广‘皇明模式’;在德班气候大会上, 日月坛微排大厦被作为节能环保标志性建筑来展示。四五年前, 我们要做太阳谷、蔚来城的梦, 把皇明太阳谷建成未来50年全球城镇样板, 把蔚来城建成未来30年全球人居样板, 9大中心建成全球百年新兴产业运营样板, 现在我们做成了, 我们掌握了全世界可能引领未来的东西。”
“微排地球”战略
哥本哈根峰会后, 节能减排成为全球热议的话题, 但大都处于减排意识阶段。随着全球节能减排要求的日益提高, 单纯的节能产品或技术已经难以满足社会发展的需要。
2010年, 黄鸣在第四届世界太阳城大会期间首次提出了“微排地球”战略, 其主旨就是将皇明经过实践并完善的未来“微排城市”模板, 大面积向全球复制推进, 共同应对能源和环境两大全球难题, 得到了来自全球30多个国家、200多个城市市长及专家的一致认同。在天津联合国气候谈判大会上, “微排地球”战略再次成为焦点。“微排”是跟“低碳”对应的。“微”比“低”更深、更细、更小, “排”比“碳”范围更广。微排包括二氧化硫、粉尘、废气、污水、垃圾排放, 也包括人类活动中不必要的浪费和排放。“微排地球”战略, 要求世界各地携手共建一个绿色、可持续的包括微排城市、微排农村、微排社区、微排工厂、微排交通等在内的“微排地球”。通过综合利用包括太阳能等在内的清洁能源技术, 减少个人及组织在生活、生产过程中产生的废气 (二氧化碳、二氧化硫等) 、污水及被污染的水系、固体废弃物 (粉尘、垃圾等) 的排放, 甚至实现“零排放”。该战略的基点“未来方舟”是在被誉为“世界未来之谷”——皇明太阳谷实践的基础上加以完善、改进的, 旨在实现微排城乡一体化, 其实践模板——皇明太阳谷, 通过充分应用太阳能等多项清洁能源实现了工业生产、交通旅游等全方位的微排化。
黄鸣提出的“微排地球”是中国给世界的答案, 当然这只是一个战略, 他的基础解决方案是什么, 产品是什么?黄鸣给出的答案是:基于“微排地球”战略, 皇明公司今年主推Me Pad解决方案 (Micro Emission Packaged Design微排智慧集成及解决方案) 。Me Pad是一整套微排集成解决方案, 也是智能的节能管理平台, 代表着人类未来全新的生活方式, 着眼于实现人类自救, 遵循人性功能、生态节能、美观和谐的原则, 为世界提供了一种新兴的生活方式, 为用户构建绿色、智能、时尚、舒适的生活环境。
目前, 皇明推出的“微排地球”战略正在依托“未来方舟工程”作为起步工程, 在皇明总部所在地山东德州“太阳谷”, 勾画出“微排地球”战略实施的路线图。2014年起是“方舟工程”的示范阶段, 全国每个城市都将率先建设一个微排示范区, 即一艘“未来方舟”;2020年开始进入普及阶段, 全球主要城市都开始建造“未来方舟”;2060年“方舟舰队”步入成熟和升级阶段, 将整个地球打造成真正的绿色“微排地球”。黄鸣还提出, 在山东德州建立“微排特区”, 并将其作为“微排地球”的全球战略基地。
从倡议低碳发展, 到“微排地球”战略的提出, 再到微排集成解决方案Me Pad的积极推广, 黄鸣认为, 政府与企业都应该进行观念的转变。他认为, 像皇明这样的企业是进退两难的。一方面希望政府大规模推广, 并给予一些减税与补贴政策, 这样的氛围很好, 让皇明有更多的钱去投入太阳谷, 投入研发, 投入太阳能研究所。另一方面也希望政府规范市场, 培育大的氛围。因为行业的推动不靠政府是不行的, 别说中国, 各个国家都是一样。但是, 又怕政府干涉太多, 政府在哪儿干涉多了, 哪儿就做起来了。比如说建材, 中国的建材业品牌多, 尤其是节能建材品牌更多, 是因为中国政府在大力度支持节能建材, 政府干涉力量极强, 这就干扰了市场经济的正常竞争。但政府的出发点是好的, 目的在于打造中国自己强大的品牌。
哥本哈根峰会后, 对于应该承担的减排责任, 政府和企业应该想的不一样。黄鸣认为, 政府可能是在推, 企业可能是在拉。因为企业想问题是这样的, 责任有多少, 机会就有多少, 商机就有多少。承担的责任越大, 机会可能就越多, 很可能你的产业领导地位就越大。因此, 企业应该是抢机会、抢责任。但是, 有一个问题, 企业能“吃”下多少?节能减排, 或者是气候变化问题上的承诺, 不光是几个国家的事情, 或者政府的事情, 也不是一些节能减排企业的事情, 而是全社会、全世界的事情。真正想办好这件事, 光靠几个政府、几个节能减排企业是不行的。
黄鸣一贯的呼吁, 要完成这个使命, 要解决这个问题, 全世界的所有经济体都要加入, 呼吁世界500强企业都来投资气候与环境。他笑称, 表面上自己是大度, 实际上这件事情是一个产业, 是一个企业根本无法完成的。如果全世界的汽车、全球的房子都做成节能环保的, 那时候企业的商机反而更多。如果大家都不去做, 500强企业都不介入, 光是一些新型企业来做的话, 做起来太累、见效也慢。所以, 全球的热钱资金, 大企业都应该投进新能源产业, 只有建立一个像互联网似的大平台、大系统, 才能真正实现节能减排。现在不是政府的支持力度小, 而是产业界、金融界或者企业界参与度低。大家老把节能减排当作政府和环保组织的事, 很多企业则是观望:火起来就干, 不火就等着看。黄鸣认为, 这对微排事业发展是很不利的。他呼吁政府、有影响力的组织、企业都要参与进来, 实现节能环保由政府主导, 企业为主体, 进行“转绿”。
太阳能的希望蓝图
随着“十二五”各行业节能措施的相继出台, 太阳能城市工程市场开始呈现复苏之势。对太阳能行业而言, 机会的窗口已经打开。有专家预测, 从太阳能供热、采暖、烘干、制冷到太阳能热发电, 太阳能光热行业将迎来千亿级的发展商机。
“十二五”期间, 我国将完善光伏发电补贴政策, 支持分布式光伏发电的应用;促进农村可再生能源利用, 2015年我国城镇化率将达到51.5%, 全国建设绿色能源示范县达到200个。如果要达到万元GDP能耗下降32%的目标, 则意味着未来4～5年我国城市节能将成为节能减排成败的关键。而以每座重点城市未来两年公共建筑节能改造面积400万平方米计算, 每个建筑节能改造重点城市就蕴含4, 000亿元的商机。以此推算, 如果按每平方米100元的太阳能热利用改造成本计算, 那么, 今明两年我国40个重点城市仅公共建筑节能改造一项将带来40亿元的太阳能光热市场份额。
对于太阳能行业即将掀起的“城市战争”, 黄鸣沉着而冷静, 不因市场的庞大而改变初衷, 也不因政策补贴的倾斜而转换战场。他认为, 人类低碳生活理念的转变是关键。中国自古就有“上行下效”的传统, 农村效仿城市, 企业改变城市, 小企业学习大企业。所以, 要想改变人类的生产和生活方式, 让人们过上节能、低碳、健康、安全的生活, 需要社会大环境的改变。他认为, 人类未来的生活应该进入Me pad时代, 皇明Me pad, 是一整套微排集成解决方案, 也是一个智能的节能管理平台。微排时代涵盖了智慧时代, 全球要达到微排, 人类要达到更健康、更舒适的生活环境, 就要达到更低的排放和更小的消耗, 全球必须智能化、智慧化。21世纪是太阳能产业的世纪, 太阳能将是继能源、交通之后的又一大支柱产业。而黄鸣, 也将带领他的团队继续追寻这个代表中国未来的太阳梦。
能源替代助推智能电网信息化建设 篇6
关键词：清洁能源,智能电网,高效便捷
1 定义
智能电网是建立在高速双向通信网络的基础上, 集成现有系统, 通过先进的测量技术、传感技术和设备技术, 用先进的控制方法和决策支持系统技术, 最终实现对用户可靠、经济、清洁、互动, 满足21世纪用户需求和各类增值服务。同时容许各种不同发电形式的接入, 启动电力市场的优化运行。它能够监视和控制用户和电网节点, 保证从电厂到计量点再到用户终端整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
2 发展背景
现如今, 清洁能源已成为增长最快的能源品种, 将逐步成为世界主导能源。2000~2013年, 全球太阳能、风电发电装机容量年均增长率分别达到24.8%、43.7%, 非可再生能源发电量占比已从1.8%提高至4.8%。如果全球风电、太阳能发电保持年均12.4%的增长率, 到2050年清洁能源将能够满足世界能源需求总量的80%, 形成以清洁能源为主的能源发展新格局, 从根本上解决人类面临的各种能源问题。未来能源结构将明显呈现清洁化特征。
“十二五”期间, 坚强智能电网进入全面建设阶段, 为加快智能电网与城市的紧密结合, 国家电网公司先后建设了上海世博园、中新天津生态城、北京未来科技城等一批智能电网综合示范工程, 对推进智能电网建设进行了有效尝试和示范引领。
3 能源替代对建设智能电网的作用
3.1 保护环境, 履行社会责任
火力发电厂每发1千度电约产生1吨二氧化碳, 而替换采用零碳排放能源-光伏发电, 将带来明显的低碳效益, 同时利用清洁能源能够促进能源资源的大范围优化配置, 保障安全可靠的电力供应。
3.2 推动智能电网相关技术研发与应用, 促进产业企业发展升级
由于智能电网建设涉及电力发、输、变、配、用电、调度、信息通信等诸多环节, 是一个关联多行业的系统性工程, 它同时拥有风电、光电、输电、变电、高效节能和电力自动化六大产业集群, 故进行智能电网建设势必提升相关装备制造业的产业优化和产业升级, 并极大提高电谷智能电网相关产业的技术革新和跨越式发展。
3.3 提高电网优质服务水平
建设智能电网可使供电公司及时准确的发布各类信息, 提供电价和用电方式方法, 在发生紧急事故时, 及时通知用户, 使用户提前应对。再者, 供电公司通过相关政策的制定, 引导用户响应电网削峰填谷, 从而节约用电、科学用电, 提高电网设备利用效率。最后, 充分利用智能电网信息化、自动化、互动化的特征, 满足用户个性化、差异化的服务需求, 从而为客户提供多种选择、灵活定制、高效便捷的服务。
4 关键技术
4.1 研究基于电能替代的智能电网可视化综合展示平台
(1) 大数据平台研究。智能电网可视化综合展示平台要展示的指标 (数据信息) 主要来源于清洁能源系统、配网抢修系统、配电自动化系统、国网GIS共享平台等系统, 利用数据平台数据处理引擎完成数据的转换、清洗和整合, 对处理的数据信息要确保准确性和实时性。
(2) 智能电网综合数据展示。对区域新能源管理系统、配电自动化、用电采集、配网抢修、输电在线监测等系统实时数据进行接入、挖掘、分析, 利用丰富的展现手段 (图表、三维效果、动画) , 进行全方位展示。
(3) 电子沙盘展示研究。结合专题影片宣传展示智能电网对经济、社会的支撑和服务作用。同时用电子沙盘的展示方式不仅活泼、生动、形象、直观, 还能让参与者参与互动, 提高参观者的兴趣, 给人以身临其境之感。
4.2 总体技术方案
项目采用B/S架构, 建立基于海量数据实现区域新能源监控与决策平台, 实现对区域新能源的运行状态监视、气象影响分析、经济效益评估、节能效果评估等分析和辅助决策功能, 并实现相关结果的指标监视、WEB访问、统计报表查询与展示、历史查询等功能。
平台建设从技术架构上分成三个层次, 包括前台展示层、中间服务层和后台数据层。
智能电网建设推广后的经济效益与社会效益:
(1) 直接效益。本工程充分利用清洁能源, 减少石化能源的消耗。随着石化能源大量消耗所带来的能源短缺, 和气候条件的恶劣, 开发利用可再生能源已成为我国能源可持续发展战略的重要组成部分。预计本工程中光伏发电项目年累计发电量将达到2666万千瓦时, 相当于节约标准煤9597.6吨, 减少二氧化碳排放2.5万吨, 节能减排效果显著。
智能电网可视化综合展示平台建设, 实现了企业电网类信息资源的开放与共享, 抽取展示了关键性指标数据, 降低问题的处理时间, 提高了办事效率。智能电网可视化综合展示平台作为一个集成众多功能的展现平台, 从多方面充分实时在线展现了公司智能电网各方面发展状况, 能够更好的提供大量、集中的有效信息, 传播智能电网的建设理念及建设成就, 诠释着智能电网与人文社会的和谐发展, 新能源与绿色经济的可持续发展, 人与自然和谐相处的主题。
(2) 间接效益。1) 拉动区域经济增长, 推动电谷智能电网相关企业升级。全球能源互联网理念的提出, 以及智能电网建设对经济发展具有十分重要的意义。由于建设智能电网涉及多维行业, 势必能够推动基建, 服务以及装备制造等行业的发展, 同时带动周边新技术、新材料技术研发, 拉动经济增长, 增加岗位就业, 提高人民生活水平;2) 致力生态、宜居、低碳新城建设, 服务和改善民生。本工程可改善地区经济、社会和生态环境, 助力城市发展成为绿色、宜居的低碳城市。为用户提供更加优质、可靠、清洁的能源, 提高社会对电网企业的认知度, 通过智能用电领域项目的实施, 将传统的单向用电模式改为双向互动用电模式, 为用户提供耗能分析, 引导用户科学用电, 起到调节电网峰谷负荷的作用。
能源替代弹性 篇7
醇醚燃料主要包括甲醇、二甲醚, 是现今被认为十分重要的石油替代能源, 也被称为煤基醇醚燃料。醇醚燃料又被称为煤基醇醚燃料的原因是它主要是由煤通过气化合成的低碳含氧燃料, 作为最广泛的车用替代汽油、柴油的燃料, 不仅提高了资源综合利用率, 而且对减少环境污染具有重要意义。同时由煤转化的醇醚燃料十分符合煤转化、煤气化的发展方向, 具有良好的经济性。
当前甲醇燃料在我国主要的应用领域是甲醇汽油。作为新能源的重要组成部分, 在节约车用燃料方面占据着重要地位, 车用燃料占全球原油总消耗的70%以上, 而实现对原油部分替代的甲醇燃料对节约能源、保护环境、促进我国能源产业可持续发展有着十分重要的影响。与之相应的二甲醚燃料可以替代液化石油气和煤气, 作为一种可用于工业生产的燃料, 现今已被广泛掺烧在各个领域, 占全国需求领域的90%以上。从醇醚燃料的应用领域结合我国当前的环境不难发现, 作为一个能源消耗大国, 我国对醇醚燃料具有相当大的市场需求, 醇醚燃料的发展拥有着巨大潜力。当前醇醚燃料在车用替代能源中的地位是毋庸置疑的, 伴随着汽车产业的发展, 对清洁能源醇醚燃料的需求更为突出, 与之相应, 醇醚燃料在科学技术上也将进一步发展和提高。
2 醇醚燃料作为汽车替代燃料的广阔发展前景
醇醚燃料作为车用替代能源具有极大的优越性, 兼具很大的经济效益和环境效益, 是我国能源行业、社会经济可持续发展的重要内容。
第一, 利用率高、能量大、动力性好。醇醚燃料燃烧值高, 蒸发潜热大, 可以提高发动机的热效率, 同时能够提高汽车的压缩比。据科学测试所得, 低含量甲醇汽油与国际标准汽油的能耗比为1.02:1.05, 高含量甲醇汽油和全甲醇燃料与国标汽油的能耗比为1.5:1.7。
第二, 安全性好。甲醇汽油和柴油的保守融合期为90d, 由于甲醇蒸汽压相对较低, 所以发生火灾的可能性就变得很小, 并且很容易被水扑灭。
第三, 尾气排放指标好。通过同标号国标汽油与发动机排放比较, M15甲醇汽油的常规HC、CO排放量分别降低至28.5%、23.12%, 而M85甲醇汽油分别降低到30%~50%, 50%~70%, 数据表明, 所有这些非常规排放除了甲醛含量, 均要比汽油、柴油要好。
第四, 适应性好, 应用全面。使用M15~M30的甲醇汽油和柴油不需要改变发动机就可以使用, 同时也可以和常规汽油按任意比例混合使用, 互相交换。
第五, 经济性好、成本低、效益高。醇醚燃料可以使用多种原料。据资料显示, 目前甲醇的生产成本为1 400~2 000元/t, 相比直接利用煤的效益要高。
醇醚燃料的发展有很好的政策环境保障。根据相关资料统计, 从2010年2月颁布的《聚氯乙烯等17个重点行业清洁生产技术推行方案》开始, 在不到两年的时间里先后颁布了17个关于醇醚行业发展的政策。与此同时, 2011年9月出台的关于二甲醚进入车用市场的“通行证”—《车用燃料用二甲醚》也使二甲醚车用新能源发展有法可依。可以看出我国正在逐步通过法律政策来调整能源的结构, 而对关于醇醚燃料的法律法规的规范, 是未来醇醚燃料能源完全成为车用能源的体现。
3 醇醚燃料在车用替代能源中未来发展趋势
3.1 政策发展趋势
因为现行的相关标准体系尚未健全, 这给醇醚燃料的推广带来很多阻力和不确定性, 因此在未来推广醇醚燃料的过程中, 逐步完善相关政策、制定统一标准是必须的, 在技术关键方面的两个标准《车用甲醇汽油添加剂》、《车用甲醇汽油中甲醇含量检测方法》也将尽快完善, 与醇醚燃料与汽车产业的标准实现初步的配套使用。
3.2 技术发展趋势
在当前迫切需要清洁燃料的形势下, 我国对醇醚燃料的发展已有了思想和技术上的准备。醇醚清洁燃料和清洁汽车事业的发展, 顺应我国现在的发展形式, 因此未来醇醚燃料发展具有更大的空间。由于醇醚燃料“以煤为主”的国情特性, 传统醇醚产业已有了很长的发展历史, 我国多年来主要产品产量居世界第一位, 但是传统的产业存在产能过剩的现象。未来要充分实现醇醚燃料的潜能, 必须进一步提高技术, 目前来看, 我国的现代醇醚项目还处在工程示范阶段, 产业格局还在孕育之中, 未来的醇醚项目也会受到一定限制, 而加强技术开发与研究仍是行业发展的关键。
4 结语
醇醚燃料的发展是新能源的重要发展内容, 我国是一个人口大国, 随着近年来私人汽车的大幅度增长, 加快改变汽车能源结构势在必行, 而醇醚燃料在车用替代能源中的发展将会更新汽车产业结构, 推动社会生产力的发展, 改变人们的生活方式。其未来的发展趋势将会向更经济、更环保、更可持续发展。
摘要：随着21世纪科学技术的迅猛发展, 能源方面的问题成为全世界广泛关注的话题。化石能源的储量正在迅速减少, 未来总有一天会枯竭, 在能源日益紧张、油价持续走高的情况下, 石油逐渐成为能源进口国家发展的软肋, 许多国家开始开发新型能源以求解决能源来源的问题, 在这种环境下, 醇醚燃料受到社会各界的广泛关注。本文将以当前我国能源状况为背景, 简述我国醇醚燃料在发展环境及行业发展中的重要意义, 并对醇醚燃料在车用替代能源中的发展趋势及前景做简要分析和预测。
关键词：醇醚燃料,替代,能源,发展
参考文献
[1]陈卫国.车用替代燃料的发展趋势[J].国际石油经济, 2007, (2) :31-36, 42, 82.
[2]陈昊.车用替代能源综合评价与发展策略[J].中国能源, 2013, (1) :31-36, 43.
[3]张有国.高效清洁安全的车用替代能源———车用甲醇燃料[J].上海节能, 2011, (11) :36-41.