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【摘要】據農業部對全國農村可再生能源統計結果表明，農村居民生活用能呈穩步增長趨勢，農村可再生能源發展迅速，目前能源消費結構以秸稈和薪柴為主，但存在著商品能源消費城鄉差距較大，地域差異顯著等問題。分析表明，商品能源無法滿足中國農村能源發展需求。我國擁有豐富的可再生能源，可供農村地區開發利用的可再生能源主要包括太陽能、風能、小水電、地熱能、生物質能。為促進在我國農村地區發展可再生能源產業，建議采取完善可再生能源開發利用的政策法規體系，消除可再生能源開發利用的市場障礙，加大資金投入力度，多能互補開發農村能源，加快服務體系建設等措施。
引言
農村能源是指農村地區的能源，包括能源消費和能源生產（主要是當地的可再生能源）[1]。實際上，農村能源是針對第三世界國家農村地區的基礎設施不發達，很少獲得商品能源供應，主要依靠當地生產的可再生能源資源滿足需要而提出的一個概念。中國是一個農業大國，2006年鄉村人口總數達7.37億人，占全國總人口的比重為56.10%[2]，農村能源關系到全國1/2以上人口的生活用能供應和生活質量改善的問題。
黨的“十七大”提出要建設生態文明，走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路。農村可再生能源開發符合科學發展觀和循環經濟的理念，是落實黨的“十七大”精神的具體體現，有利于建設資源節約型和環境友好型社會，促進農村社會經濟可持續發展。搞好農業農村節能減排，不僅有利于合理有效地利用農業資源，優化農村地區能源消費結構，緩解化石能源供應的緊張局面，保障國家能源安全，有利于建立可持續發展的能源供應體系，促進經濟社會可持續發展，是我國能源戰略的重要組成部分。隨著農村經濟的發展和農民生活水平的提高，對能源需求提出了更高的要求。認識中國農村能源發展趨勢，選擇合適的農村能源發展戰略是十分必要的。本文通過對《2007年度全國農村可再生能源統計匯總表》分析，研究了我國農村可再生能源發展現狀、趨勢、制約因素和發展對策。
在中國農村可再生能源發展現狀據農業部對全國農村可再生能源統計結果，截至2007年底，全國省柴節煤灶保有量1.5億戶，節能爐3471萬戶，節能炕2024萬鋪;農村戶用沼氣保有量總數已經達到了2650萬戶;太陽熱水器保有量達4300萬米2，太陽灶保有量112萬臺;已建成秸稈集中供氣站734處，建立了一批秸稈固化成型示范點，為生物質能源規模化開發利用奠定了良好的基礎。（l）農村居民生活用能消費總t穩步增加與20。。年相比，2。。7年農村居民生活能源消費總量增加了32.1%，年均增長率為4.。%，低于全國同期能源消費增長速度，呈穩步增長態勢（圖1）。其中，商品能源增加了47.6%，年均增長率為6.7%;非商品能源增加了26.4%，年均增長率為3.4環。在農村居民生活用能費中，優質能源的增長速度較快。其中，農村戶用沼氣消費增長速度最快，與2000年相比，2007年增長了350.5%，年均增長率為24.0%。其次為液化石油氣和電力，分別增長了122.5%和95.0%，年均增長速度分別為14.3%和n.8%。而煤油消費呈負增長，與2000年相比減少了67.7%，年增長率為一17.2%（圖2）。中國農村居民生活用能正朝著商品化、優質化的方向發展。2）能源消費結構仍以秸稈和薪槳為主2007年中國農村居民生活用能消費結構中，秸稈占48.33%，薪柴占28.10%，煤占14.08%，電力占5.47%，沼氣占2.21%，液化石油氣占1.71%（圖3）。目前，我國農村居民生活用能仍以秸稈、薪柴為主，大部分用于炊事和取暖之用，優質能源比例低，能源消費結構極不合理。這種情況可能是由于秸稈、薪柴容易獲得，幾乎不需要任何費用造成的。從發展趨勢來看，在未來相當長的時期內，秸稈、薪柴等傳統生物質能仍是我國農村居民的主要生活用能。
（一）數據來源及說明本文的數據來源于筆者對吉林、陜西、山東、浙江4個省份農村地區2008年和2012年409戶農戶的可再生能源消費情況的跟蹤調查（如表1所示）。實地調研分別于2009年和2013年進行，調研結合采用多階段抽樣、分層隨機抽樣的方法選取樣本省、縣、鄉鎮、村和農戶。首先，考慮地區代表性和農業發展水平，選取了山東、陜西、吉林、浙江4個省份；其次，每個地區按縣人均收入高、中、低三層各隨機抽取一個縣；然后，每個縣隨機選取了2個鄉，每個鄉隨機選取2個村，每個村隨機選取12戶農戶。第一期共調查576戶農戶，獲得有效問卷570份。第二期追蹤樣本480戶。由于部分農戶對個別可再生能源消費量的估計存在困難，兩期調研中各種可再生能源消費量數據均被完整獲得的樣本為409戶，占追蹤樣本的85.2%。根據農戶收入等家庭特征因素的分析發現，跟蹤調查樣本與非有效樣本沒有顯著差異，因此，本研究中409份有效樣本具有較好的代表性。
（二）農村可再生能源生活消費的現狀與發展趨勢根據實地調研數據，中國農村家庭消費的可再生能源主要包括秸稈、薪柴、太陽能和沼氣4種。本文在分析中將可再生能源分為傳統可再生能源和新型可再生能源兩大類，其中傳統可再生能源包括直接燃燒的秸稈和薪柴，新型可再生能源包括太陽能和沼氣。1.中國農村可再生能源消費總量呈現下降趨勢，并且消費結構明顯變化。2008年，中國農村可再生能源人均年消費量為417.87千克標準煤，2012年下降為349.85千克標準煤，降幅為16.28%（如表2所示）。其中，傳統可再生能源的人均年消費量從408.56千克標準煤下降為323.45千克標準煤，降幅達20.83%。雖然相比2008年，傳統可再生能源在可再生能源消費中所占的比重有所下降，但其仍以92.45%的比例占據中國農村可再生能源消費的主體地位。傳統可再生能源中，農作物秸稈和薪柴在農村可再生能源消費總量中占比分別為64.03%和28.43%。2．中國農村新型可再生能源消費發展較快，但消費所占比例依然較低。2008年新型能源人均年消費量僅為9.31千克標準煤，2012年上升到26.41千克標準煤，增長將近2倍（如表2所示）。雖然新型可再生能源發展較快，但從消費比例看其發展程度并不高，2012年新型可再生能源人均年消費量占當年可再生能源人均年消費總量的7.55%，不足傳統可再生能源消費量的十分之一。此外，當前中國農村新型可再生能源種類相對單一，太陽能占新型可再生能源消費的絕大部分，沼氣消費占比不足1%。3．不同地區農村可再生能源的消費差異較大。北方地區傳統可再生能源消費較多，南方地區新型可再生能源發展較快。在2012年4個調研省份中，農村可再生能源人均年消費量最大的是吉林（615.74千克標準煤），山東（311.51千克標準煤）、陜西（268.89千克標準煤）次之，浙江最小（206.72千克標準煤），地區排序與2008年完全一致，這可能與中國北方地區冬季氣溫較低、供暖能源需求較大有關。各地區農村可再生能源消費結構也存在較大差異，吉林、山東兩省以秸稈為主要能源（分別占可再生能源消費量的93.97%和87.86%），陜西、浙江兩省則以薪柴消費為主（分別占其可再生能源消費量的79.42%和61.67%）。2012年浙江省新型可再生能源的消費量為75.57千克標準煤，占其可再生能源消費總量的36.56%，發展程度遠遠高于其他3個省份，如表3所示。
（三）影響中國農村可再生能源消費的相關因素分析本文進一步對可能影響中國農村可再生能源消費的因素做了統計分析，分析結果表明，農戶可再生能源的消費量與家庭經濟水平、勞動力機會成本、不可再生能源價格、作物耕種面積、到集貿市場的距離、家庭人口特征等因素密切相關，如表4所示。統計結果表明，隨著人均財產水平上升，農戶家庭傳統可再生能源消費量明顯減少，新型可再生能源消費量顯著增加。數據分析結果顯示，當人均財產低于1萬元時，傳統可再生能源人均年消費量為418.48千克標準煤，新型可再生能源消費量為4.93千克標準煤；當人均財產水平高于3萬元時，傳統可再生能源人均消費量下降為230.67千克標準煤，新型可再生能源消費量上升為43.92千克標準煤。農業勞動力價格也可能明顯影響農村人均可再生能源消費。研究發現，隨著勞動力價格上升，農戶家庭傳統可再生能源消費量逐漸減少，新型可再生能源消費量顯著增加。當勞動力價格低于1000元/月時，傳統可再生能源人均年消費量為433.70千克標準煤，新型可再生能源為6千克標準煤；當勞動力價格上升到2000元/月以上時，傳統可再生能源人均年消費下降到286.23千克標準煤，新型可再生能源人均年消費上升到44.27千克標準煤。電能等替代能源的價格也與可再生能源的人均消費密切相關。表4顯示，電能價格在每度0.55元以下時，傳統可再生能源人均年消費量為355.64千克標準煤；當電價高于0.55元時，傳統能源人均年消費量上升至402.17千克標準煤。燃油價格低于7元/千克時，新型能源人均年消費量為6.88千克標準煤；當油價超過到8.5元/千克以上時，新型能源人均年消費量提高到28.78千克標準煤。能源獲取難易程度以及家庭人口特征等因素也可能影響農村可再生能源的消費。表4的統計結果表明，當家庭人均農作物面積從小于1畝增加到3畝以上時，傳統可再生能源人均年消費量從218.66千克標準煤上升到608.49千克標準煤，同時新型可再生能源人均年消費量從30.55千克標準煤下降到4.22千克標準煤。傳統可再生能源消費量隨村委到集貿市場距離的增加而增加。此外，家庭住家人口規模、勞動力占家庭人口比例、戶主受教育程度、家庭成年務農女性比例等也與可再生能源消費存在明顯相關關系。例如，戶主受教育程度越高，人均傳統可再生能源的消費量呈明顯下降趨勢，而新型可再生能源的消費量呈明顯上升趨勢。
二、模型設計與估計結果
（一）模型設計與變量選擇上述相關性分析結果表明，中國農村家庭生活可再生能源消費可能與農戶家庭經濟水平、勞動力機會成本、獲得能源難易程度、家庭人口特征等因素有關。但是，單因素分析沒有控制其他因素的影響，無法將不同因素對農村地區能源消費的影響分離出來。因此，本文進一步建立計量經濟模型，系統估計不同因素對中國農村地區生活可再生能源消費的影響。已有農村能源消費方面的研究大多采用單期調研數據，并且僅對某一類能源的消費展開分析而沒有考慮到不同類型能源之間的相互替代關系。本研究基于兩期調研的面板數據展開分析，能更有效地控制潛在的遺漏變量所導致的估計偏誤。另外，考慮到不同可再生能源消費之間可能存在相互替代作用，因此，建立不同可再生能源消費的聯立方程模型估計可以提高模型的估計效率[13]。由于現有的計量模型分析工具（如STATA）還難以實現對聯立模型方程的固定效應估計，因此本研究采用隨機效應的聯立模型系統展開估計。模型設計如下Y1it=β10+β11Eit+β12Wit+β13Pit+β14Ait+β15Zit+β16SC+ε1itY2it=β20+β21Eit+β22Wit+β23Pit+β24Ait+β25Zit+β26SC+ε2it!（1）式中，Yit為被解釋變量，表示第t期第i戶農戶某類可再生能源的人均年消費量，1表示傳統可再生能源消費量（秸稈與薪柴之和），2代表新型可再生能源（太陽能和沼氣）；Eit、Wit、Pit、Ait、Zit分別代表家庭經濟水平、勞動力價格、不可再生能源價格、能源可獲得性、家庭人口特征等5類解釋變量；SC表示縣級地區虛變量；β表示待估計參數；εit為誤差項。模型中解釋變量的定義及描述性統計結果如表5所示，其中，2012年財產水平、價格水平等變量利用消費品價格指數調整為2008年的不變價。
（二）模型估計結果與分析回歸結果表明（如表6所示），家庭經濟水平對新型可再生能源消費的影響在1%的置信水平上顯著為正，但對傳統可再生能源消費的影響不顯著。人均財產水平每提高1萬元，新型可再生能源人均年消費量增加0.74千克標準煤。勞動力價格對農戶傳統可再生能源和新型可再生能源消費的影響顯著，但方向相反。模型估計結果表明，農業勞動力價格每提高1000元/月，傳統可再生能源的人均年消費量下降52.44千克標準煤，而新型可再生能源人均年消費量上升10.82千克標準煤。電能價格對農戶傳統可再生能源和新型可再生能源的消費均產生顯著的正向影響，電價每提高0.1元/度，傳統可再生能源的人均年消費量將增加40.54千克標準煤，新型可再生能源人均年消費量也將增加4.50千克標準煤。燃油價格對兩類可再生能源均有正向影響，但不顯著，可能因為燃油主要為生活出行的交通工具所用，與可再生能源做飯供暖的主要用途競爭性不強。村委到最近的集貿市場的距離增大會顯著增加農村居民對可再生能源的消費量。村委到最近集貿市場的距離每增加1公里，農村人均傳統可再生能源的人均年消費將增加3.56千克標準煤，新型可再生能源消費量增加0.62千克標準煤。這可能是因為隨著農戶離集貿市場距離的增加，其獲得替代性商品能源成本提高，農戶因此將減少替代性商品能源的消費并導致可再生能源消費量的增加。家庭人口規模也會顯著影響人均農村傳統可再生能源的消費。家庭住家人口每增加1人，傳統生物質能源的人均年消費量下降57.22千克標準煤。另外，戶主的受教育水平、非農工作經歷、家庭中務農女性的比例等也會對可再生能源消費產生影響。例如，戶主受教育程度為小學以下的家庭，其傳統可再生能源消費量顯著高于其他家庭。
三、研究結論與政策啟示
一、可再生能源全球發展趨勢
（一）各國將可再生能源開發利用提升到戰略高度并制定激勵政策
世界大部分國家能源供應不足，各國努力尋求穩定充足的能源供應，都對發展能源的戰略決策給予極大的重視，其中可再生能源的開發與利用尤為引人注目。化石能源的利用會產生溫室效應，污染環境等，這一系列問題都使可再生能源在全球范圍內迅速升溫。從目前世界各國既定能源戰略來看，大規模地開發利用可再生能源已成為未來各國能源戰略的重要組成部分。
根據國際能源署不完全統計，截至2005年底，已有50多個國家制定了激勵可再生能源發展的政策，43個國家制定了國家級可再生能源發展目標，30多個國家對可再生能源發展提供了直接的財政補貼或其他優惠措施，32個國家出臺了可再生能源發電強制上網政策。
（二）隨著技術進步，可再生能源進入能源市場成為可能
從世界可再生能源的利用與發展趨勢看，風能、太陽能和生物質能發展最快，產業前景最好。風力發電技術成本最接近于常規能源，因而也成為產業化發展最快的清潔能源技術。風電是世界上增長最快的能源，年增長率達27%。太陽能、生物質能、地熱能等其他可再生能源發電成本也已接近或達到大規模商業生產的要求，為可再生能源的進一步推廣利用奠定了基礎。
國際能源署的研究資料表明，在大力鼓勵可再生能源進入能源市場的條件下，到2020年新的可再生能源(不包括傳統生物質能和大水電)將占全球能源消費的20%，可再生能源在能源消費中的總比例將達30%。
2004年，美國、德國、英國和法國可再生能源發電占總發電量的比重分別為1%、8%、4.3%和6.8%；到2010年將分別達到7.5%、20.5%、10%和22%；到2020年將都提高到20%以上；到2050年，德國和法國可再生能源發電將達到50%。韓國可再生能源消費比重將由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中國的可再生能源消費比重將由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右，2020年分別達到20%和15%。
（三）國際社會對再生能源開發的投資加大
根據《經濟學家》雜志2006第11期的研究文章，國際社會對清潔、可再生能源投資幅度增長很快，2004年為300億美元，2005年為490億美元（其中政府投資約100億美元，私人投資約250億美元），估計2006年將超過630億美元。目前，可再生能源公司股市市值達300多億美元，一些風險投資正從IT行業轉入可再生能源開發領域。
二、開發可再生能源的政策與舉措
（一）部分歐洲國家的政策與措施
德國通過了新的《可再生能源法》，為投資可再生能源提供了可靠的法律保障。德國制定了《未來投資計劃》以促進可再生能源的開發，迄今投入研發經費17.4億歐元。2004年，德國可再生能源發電量占總發電量的8%，年銷售額達100億歐元。風力發電占可再生能源發電量的54%，太陽能供熱器總面積突破600萬平方米。
法國推出了生物能源發展計劃，2007年之前將生物燃料的產量提高3倍，使其成為歐洲生物燃料第一大生產國。其具體內容包括：建設4個生物能源工廠，年均生產能力達到20萬噸，生物燃料的總產量將從目前的45萬噸上升到125萬噸，用于生產生物燃料的作物面積也將達到100萬公頃。由于生物燃料目前的成本比汽油和柴油貴兩倍，因此法國已出臺一系列優惠措施，鼓勵生物燃料的生產和消費。
英國把研究海洋風能、潮汐能、波浪能等作為開發新能源的突破口，設立了5000萬英鎊的專項資金，重點開發海洋能源。不久前，在蘇格蘭奧克尼群島的世界首座海洋能量試驗場正式啟動。英國第一座大型風電場一直在不斷發展，目前風電裝機總量已達650兆瓦，可滿足44萬多個家庭的電力需求，近期還將建設10座類似規模的風電場。
（二）亞洲發展中國家對可再生能源發展的政策與計劃
中國、印度、印度尼西亞和巴西等國家越來越重視可再生能源對滿足未來發展需求的重要性。
中國制定實施了《可再生能源法》，編制了《可再生能源中長期發展規劃》，并為大力發展可再生能源確定了明確目標。
印度成立了可再生能源部，政府全力推動可再生能源資源的開發利用，目前印度在風電和太陽能利用規模上已居世界前列。
東盟國家也開始重視可再生能源的開發工作。10個成員國各自都有了發展可再生能源的計劃，包括地熱、水電、風能、太陽能和來自棕櫚或椰子油的植物燃料等。按照東盟的計劃，到2010年各成員國的可再生能源電力將達到2.75萬兆瓦，其中印尼、菲律賓和泰國將成為領先者。
三、可再生能源的技術狀況與發展
（一）太陽能的發展與利用
太陽能發電以其無污染、安全、維護簡單、資源永不枯竭等特點被認為是21世紀最重要的新能源。自20世紀80年代以來，全球光伏電池生產每年以30%至40%的速度遞增。整個光伏行業從原材料到終端產品都出現了供不應求的局面，在世界范圍內形成特有的“賣方市場”格局。太陽能市場目前占全球能源市場的1%，市值約70億美元。據歐洲可再生能源委員會研究報告，太陽能工業2030年將占到全球能源市場的8%。
（二）風力發電的發展與利用
丹麥BTM咨詢公司估計，2004年至2008年世界風電當年平均增長率約為10.4%，累計裝機增長率約為18.8%，歐洲風電在近海風電場真正“起飛”之前將保持中等增長。2002年歐洲風能協會與綠色和平組織發表了一份《風電在2020年達到世界電量12%的藍圖》的報告，對展望未來20年風電的發展很有參考價值。報告認為，首先，推動風電發展的因素是氣候變化，風電不排放任何溫室效應氣體，在電網中可以達到工業規模。京都議定書的減排溫室效應氣體指標已經分配到地區和國家層面，各國一定會增加包括風電在內的可再生能源比例。其次，市場已經表明風電成本正在顯著下降，目前的發電成本僅相當于20年前的五分之一。風電機組的單機容量不斷增長，最大的商業化機組達到2500千瓦。迅速增長的風電商務引起金融和投資市場的密切關注，新的投資商如石油公司等正在進入這個市場。第三，世界各國已積累了豐富的發展風電的經驗。在歐洲的德國、丹麥和西班牙；美洲的美國以及發展中國家的印度，都積累了成功發展風電產業的重要經驗。第四，近海風電正在開辟新興市場，歐洲北部將要建設2000萬千瓦的海上風電。
（三）生物質能的發展與利用
生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質是獨特的，它貯存的是太陽能，更是唯一一種可再生的碳源，可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。
生物質能也稱“綠色能源”。 開發“綠色能源”已成為當今世界工業化國家開源節流、化害為利和保護環境的重要手段。至少有14個工業化國家在開發“綠色能源”方面取得了良好成績，其中有些國家通過實施“綠色能源”政策，在相當大程度上緩解了本國能源不足的矛盾，而且顯著改善了環境。
生物質能有其獨特的優勢，首先，生物質能發電在可再生能源發電中電能質量最好、可靠性最高，其效果遠高于小水電風電和太陽能發電等間歇性發電，可以作為小水電、風電、太陽能發電的補充能源，具有很高的經濟價值。其次，農村能源結構由傳統生物質能利用為主向現代化方向轉化，生物質能發電是這種轉化的重要途徑。第三，豐富的生物質能資源亟待有效開發利用，加工增值，促進經濟發展。第四，生物質能發電技術比較成熟。
到2020年，西方工業國家15%的電力將來自生物能發電，而目前生物能發電只占整個電力生產的1%。屆時，西方將有1億家庭使用生物能電力。生物能資源的開發和利用還能為社會創造近40萬個就業崗位。
（四）水電的發展與利用
水電是可再生能源，而通常的大型水電屬于傳統能源，而小水電卻屬于新能源。小水電從容量角度來說處于所有水電站的末端，它一般是指容量5萬千瓦以下的水電站。據2003年世界水能大會估計，世界小水電可開發資源大致為1.2-1.44億千瓦。中國可開發小水電資源如以原統計數7000萬千瓦計，占世界總量的一半左右。到目前為止，全世界可供利用的水電資源只開發利用了18%。小水電站具有投資小、風險低、效益穩、運營成本比較低等優勢。許多發展中國家都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。中國于2006年頒布的《可再生能源法》就鼓勵包括小水電在內的可再生能源開發。
四、工發組織的促進舉措
聯合國工發組織將能源與環境作為組織工作的三個重點領域之一，并于近年來開展了一系列活動。工發組織在推進可再生能源的工作主要包括以下方面：
（一）生物質能
2005年12月，工發組織與印度科學院合作，以促進現代生物質能（BIOMASS）技術和非洲南南合作為框架，在印度班加羅爾舉行專家會議。這次會議增強了來自非洲政策制定者和專家對生物質能氣化技術現狀和所提供機會的認識，這些技術可利用當地生物廢渣為農村地區發電，為工業應用供熱。
（二）小水電技術
推進亞洲與非洲之間的可再生能源項目合作，其中中國與非洲國家進行小水電技術合作，工發組織與國際小水電中心合作，幫助建立印度、尼日利亞分中心，培訓發展中國家的技術人員，提供咨詢與設備，在非洲建立多個示范項目點。工發組織將進一步加強與杭州國際小水電中心的合作，在未來三至五年內探討簽署一攬子合作協議，在非洲10國開展“點亮非洲”及“發展生產”的試點項目，這些活動預計需籌資1000萬美元。工發組織計劃于2007年5月在馬來西亞召開棕櫚柴油亞非合作會議，推進棕櫚柴油在亞非國家的發展。
（三）氫能技術
2004年在土耳其建立國際氫能技術中心，計劃五年內得到土耳其政府4000萬美元捐助，該中心目前正在實施若干項目，并側重生產“清潔能源載體”氫。
（四）海流發電技術
在意大利政府的資助下，中國、印度尼西亞、菲律賓開始實施海流技術區域方案。這個由聯合國工業發展組織資助并實施的項目使用的是一家意大利公司與意科研機構合作開發的海洋流發電機組。有關機構認為它是國際上將海洋流動力能轉變為電能的最為成熟的發電技術。這個項目的開發建設將為發展中國家可再生能源的充分利用開辟出一條新路。
（五）與拉美開展區域可持續發展合作方案
2006年9月26-27日，工發組織與烏拉圭合作在Montevideo召開了“生產應用型可再生能源部長級會議”，15國能源部長通過了“部長宣言”，加強區域合作以提高能源利用，提高可再生能源供應以及促進可再生能源研究與開發，并在烏拉圭建立“可再生能源與有效利用區域檢測中心”。
五、中國可再生能源的發展
作為全球能源市場日趨重要的一個組成部分，中國目前的能源消費已占世界能源消費總量的13.6%，世界能源消費將越來越向中國和亞太地區聚集。據預測，目前中國主要能源煤炭、石油和天然氣的儲采比分別為80、15和50，大致為全球平均水平的50%、40%和70%，均快于全球化石能源枯竭速度。未來五至十年內，中國煤炭國內生產量基本能夠滿足國內消費量，原油和天然氣的生產則不能滿足需求，特別是原油的缺口最大。注重能源資源的節約，提高能源利用效率，加快可再生能源的開發利用，對于中國來說既重要又迫切。我國能源工業面臨著經濟增長和環境污染的雙重壓力，因此，開發利用新能源具有重大意義。經過多年的努力，新能源的開發在我國已經取得了一定的成效。
近幾年來，我國小水電裝機容量每年以超過250萬千瓦的速度迅速發展。風電發展也很快，2005年底建成裝機達到100萬千瓦以上。太陽能光伏發電6.5萬千瓦，解決了約300萬偏遠地區人口基本用電問題。沼氣年利用量達到50億立方米，改善了1400萬農戶的生活用能條件。預計到2020年，中國水電裝機總容量將達到2.9億千瓦，風電達到3000萬千瓦，太陽能發電達到200萬千瓦，太陽能熱水器總集熱面積達到3億平方米，沼氣年利用量達到240億立方米，生物質成型顆粒燃料年利用量達到5000萬噸左右，生物質發電達到2000萬千瓦。雖然新能源發展潛力巨大，但與傳統化石能源相比，仍面臨著成本高、規模小等困難。例如，小水電發電成本約為煤電成本的1.2倍，生物質發電成本為煤電成本的1.5倍。
我國政府高度重視新能源發展，針對這些問題采取了一系列的積極措施。通過頒布《可再生能源法》及可再生能源發展規劃等鼓勵產業發展和技術開發，解決了可再生能源開發在法律、政策和市場層面的障礙，并給予相關產業以資金支持。
在中國經濟發展過程中，能源問題始終不容忽視。為此我們應該做好以下工作：
一是加強與國際能源署（IEA）等國際組織和各國能源研究機構的合作，加強能源戰略研究與統計，跟蹤世界能源的最新發展動態，積極參與能源合作論壇與交流機制，增加我國的話語權，參與國際能源體制與政策的制定，并為我國及時制定戰略、政策提供參考。
二是擴大與發達國家以及發展中國家在可再生能源技術研發與推廣上的合作，利用亞歐合作機制，借鑒其他國家的政策、經驗與技術，吸引外來投資，促進我國可再生能源中風能、太陽能、海洋能等的開發與利用，并提高能源利用效率。
關鍵詞：可再生能源 我國現狀 思考 應對方法
一、 我國能源使用現狀
可再生能源，即太陽能、風能、生物質能、地熱能、水能、海洋能等非化石能源。
為何要使用可再生能源，因為我國的常規能源狀況表現為以下兩個方面：
（一） 消耗大，浪費情況相當突出
雖然我國能源資源極度匱乏，但依然沒有找到合適的途徑，故而消耗極大。例如我國單位產出的資源消耗和能耗遠高于國際水平，建筑能耗是同緯度國家的3-4倍，大中型鋼鐵企業每噸鋼材能耗高于20%，火力供電超過22%，遠遠高于國際平均水平，更遑論那些發達國家。每噸標準煤的產出效率相當于美國的28.6%，歐盟的16.8%，日本的10.3%。能源不足缺依然存在各種情況，嚴重影響可持續發展的道路。
（二） 能源匱乏，污染加重
1.由于我國的能源產出依然是以煤炭為主，占據我國能源消費的67%，而煤炭的開采，燃燒等等能源產出的過程導致一系列環境問題，溫室氣體的超標排放依然沒有得到有效的解決辦法。而我國依然以直接燃燒作為使用煤炭資源的方法，從而導致全國90%以上的二氧化硫排放來自于煤的直接燃燒，更有70%的燃塵是燃煤造成，這些氣體的和燃塵的排放不僅加劇了溫室效應，更導致酸雨的形成，以至糧食減產，土地營養衰退以及綠色植物的破壞。
2.雖然我國國土面積大，但人均占有資源量極少，除煤炭外，石油和天然氣極度短缺，甚至連世界人均占有量的11%都不到。以長遠的目光看，石油，煤，天然總有開采完的一天，不能讓能源不足成為制約國家經濟發展的障礙，因而走可持續發展的道路已經刻不容緩。
二、 思考
面臨現在這種嚴峻的情況，不只是我國，更是全世界都必須停下畸形的增長，思考如何應對能源不足這個即將出現的大問題。我們不能只為了滿足我們現在的發展需求，從而導致人類以后的滅絕！所以，可再生能源就必須提上日程，我們的形式已然岌岌可危，我們要行動起來，保證我們的環境和子孫后代和諧發展！雖然我國有可再生能源法，但卻未能對違反此法的制裁措施進行明細，因而一部較完善的能源法已經需要我們一起完善，加強監督管理，上下舉措，方能走上和諧大道。
三、 應對方法
（一） 加強監督，明細法律法規
可再生能源法的完善一定要提上日程，完備法案，才能做到有法可依，有法必依，違法必究。從而使國民對可再生能源有所了解。
（二） 借鑒國外，提高觀念認識
我國已探明的煤炭總量約9.7千億噸，水能資源較為豐富，理論蘊藏量和可開發總量均位居世界第一，經濟可開發裝機量約3.9億千瓦，年發電量可達到1.7萬億千瓦時，不過其利用卻受到各種情況的影響，例如淹沒和移民等等。因而我國的能源不足乃是一項長遠而艱巨的難題。為了現在的國民經濟發展，更為了子孫后代有能源可用，我們必須將能源形勢由以往的不可再生資源向可再生資源方向發展。雖然我國做的不夠好，但可以借鑒世界上其他國家的成功案例，例如冰島的氫能源發電，巴西的乙醇動力運船，都可以作為我們實際操作的經驗。
（三） 政府帶頭，加強宣傳力度
唯有從上而下的貫徹實施，才能保證可再生能源的利用。首先，國家要提供資金扶助，使得可再生能源可以產業化；其次加強對可再生能源的輿論支持，從而從根本上改善國民對可再生能源的認識；最后，在稅收方面給予一定程度的減免，給可再生能源的發展提供一個良好的平臺。
四、 結論
可再生能源雖然具有廣闊發展空間和良好的發展前景，但就從目前而言，國人對其的了解還停留在一個相對比較膚淺的認識上，所以，我們一定要從根本上去認知可再生能源。只有舉國舉措，方能貫徹好總書記的和諧發展觀，使用可再生能源，不僅能減少污染排放改善環境，更能保證中國自身戰略能源安全，可持續經濟的不斷發展，從而加快我國社會主義現代化的進程！雖然改革的路上充滿荊棘，但是只要我們萬眾一心，必定能夠實現我們的既定目標，從而使得我們的生產生活環境與社會發展相和諧。
參考文獻:
【關鍵詞】能源；可持續發展；戰略的探析
1 長期堅持節能優先戰略
改革開放以來，面對改革開放帶來的經濟高速發展態勢，能源供應難以滿足迅速增長的需求，節能受到必要的重視，在新的市場條件下，解決能源短缺已不是節能和提高能效的驅動力。一些能源供應部門反而出現了由于供應能力過剩而要開辟新的消費市場，以刺激能源消費的動機和做法，力圖爭取更大的市場份額和經濟利益。為了經濟發展的目標，必然要鼓勵終端消費包括能源消費的擴張，鼓勵新的消費以拉動需求，包括新的用能途徑，其中建筑用能、交通用能的上升將比較明顯。另一方面，對能源部門的經濟效益和相關社會問題的關注和實際影響，大于節能的呼聲。對長期的能源平衡和能源安全的關注難以和短期的、直接經濟運行的利益取向有機地聯系起來。
如果中國真正能夠實現在本世紀中葉達到現代化的目標，中國將會面對重大的能源挑戰。使中國的能源效率提到一個沒有先例的高度，光靠市場經濟的自發作用，是遠遠不夠的，必須在政策介入方面找到新的途徑。
在現階段，提高全民的資源憂患意識，在市場經濟的自然作用之外，采取適當的政策措施仍然十分必要。除信息、標準、技術推廣等措施之外，還要進一步考慮長期的能源價格政策。同時，推動環境保護，也是節能的重要驅動力。中國還要及早考慮可持續發展的消費方式的設計和引導實施。沒有這些努力，就難以實現有中國特色的現代化。長期堅持節能優先必須成為中國可持續發展能源戰略的一個重要基本點。
2 從實際出發，實施煤炭的清潔利用
優化能源結構和充分合理利用我國的煤炭資源并不矛盾。在能源結構優化的過程中，煤炭必然將退出一些使用領域，但是煤在中國能源中的地位仍然將十分重要。目前我國煤炭的使用技術和方式與可持續發展的社會經濟發展目標有很大的差距，是我國環境污染的主要來源。在可持續發展能源戰略中，煤炭的利用，首先要解決相應的環境污染問題。
從世界能源系統的發展趨勢看，未來煤炭的主要應用途徑仍然是發電。在有天然氣可以利用的地方，天然氣燃氣蒸汽聯合循環技術可以達到更高的發電效率，也有更好的環保性能。但是只要采取適當的措施，燃煤電廠仍然可以做到清潔發電，效率的提高也還有較大余地。從中國的實際情況出發，煤的清潔利用首先要解決的是落實目前直接燃煤的大氣污染問題。其中，燃煤電廠的脫硫問題應該首先予以解決。燃煤電廠脫硫技術是十分成熟技術，現在是干不干的問題。目前煤炭供應過程和轉換過程中，有大量可以立即行動而且對煤炭的清潔利用有明顯實效的事情可做。如煤炭的篩選和洗選，更加合理的煤質管理和配送，型煤的利用等等，都大有潛力。
3 推動環境保護，為可持續發展能源戰略的實施創造必要的外部條件
環境保護是可持續發展的一個基本點，也是推動能源技術發展的基本動力之一，當前在發達國家，環境保護要求已經成為決定能源結構，從而決定能源成本的重要因素。我國的環境保護將在今后逐步成為能源結構選擇的越來越重要的因素，能源結構的清潔化，對能效的提高也有很大的推動作用。
為了實現可持續發展的能源戰略，應該在能源發展的各個環節充分考慮環保的需要。能源基礎設施龐大，使用期很長。能源系統一旦建成，改變起來不但成本很高，還要用幾十年的時間。所以在能源建設中不但要考慮環境保護現在的要求，而且要充分預見今后的環境要求。
4 適應終端能源需求的變化趨勢，實現能源結構的轉變，加快發展天然氣
中國長期以來能源結構以煤為主，是造成能源效率低下、環境污染嚴重的重。近年來終端能源需求的結構和總量變化，以及以中心城市為開端的環保要求，使優化一次能源結構成為能源發展的重要趨勢。
當前和今后幾十年內，石油和天然氣仍將是世界范圍的主要能源。特別是天然氣的發展。天然氣的利用不僅有很好的環境效果，建立在天然氣基礎上的能源技術，也是當前和今后長時期內能源效率最高的技術。我國的天然氣基礎比較薄弱，在形成天然氣基礎設施網絡的時期，需要大量的投入和政策支持。國家正在實施的西氣東送工程意義重大，天然氣基礎管網一旦建成，將帶動天然氣開發的進程，可望使天然氣的實際成本明顯降低。在天然氣的發展問題上，需要國家的支持和協調。
5 做好可再生能源發展的戰略安排
中國在可再生能源發展方面做了很多工作。過去的重點放在解決農村和邊遠地區的能源供應上。近幾年來，現代商品化可再生能源逐漸成為發展的重點。其中，太陽能熱水器已形成規模市場，大型風力發電也有多種示范。但總的說來，商品化可再生能源的發展仍然十分有限。
隨著社會經濟的不斷發展，以及城市地區擴大了對農村地區的經濟輻射作用，農村地區從傳統可再生能源向商品化石能源的轉換步伐加大。特別是在經濟發達地區和城市周邊地區，農村能源商品化的比例已經不小。但是目前的現代可再生能源技術還不能適應這個轉換過程，或是技術不夠成熟，或是成本太高，難以和傳統的化石能源競爭。中國發展可再生能源必須考慮農村發展的要求。我國城市化的過程還要持續幾十年。我們不可能要求農民長期使用落后的傳統可再生能源，也不可能讓農民一下子跳越到比商品化石能源還貴的現代可再生能源系統上去。我們必須在借鑒先進再生能源技術的同時，自主開發適合于國情的技術。這不僅對我國是十分有益的，而且可以為很多發展中國家提供新的選擇。
中國的電力系統發展迅速，擴張勢頭還要保持許多年，為現代可再生能源的發展創造了潛在的可觀的市場。在推動現代可再生能源發電應用時，應充分考慮可再生能源發電的環境效益，使其環境外部性能夠反映到合理的電價體系中來。在不考慮環境成本條件下，可再生能源很難和傳統化石能源相競爭。
對風電等可再生能源發電提供優惠政策，要對各種政策的經濟成本和效益進行詳細的分析和評估，特別是應對支持政策條件下風電等可再生能源發電技術成本下降的可能潛力和進度要有具體分析。這種分析必須結合我國的風電產業的發展實際。另一方面，對大水電等影響重大的可再生能源也應重點考慮，綜合協調。這樣，才有利于有效推動我國的可再生能源事業的發展。
【參考文獻】
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關鍵詞 省域可再生能源規劃；可再生能源行業增長模型；階段目標分解
中圖分類號 C921.2 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2011)04-0100-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.04.016
規劃包括三要素，即什么時機、采取什么措施、完成什么樣的指標。不同的規劃是在此基礎之上不斷的迭加約束條件。如能源規劃是在此基礎上進一步考慮資源約束，在開采的時候不但要考慮當前能源供給和能源需求的均衡，還需要考慮未來能源供給和需求的均衡。由于可再生能源在總能源消費總重較低，因此，當前的規劃并不需要考慮可再生能源對整體能源系統的均衡的影響。其主要約束條件是可再生能源資源條件約束和可再生能源配額產生的市場約束。
1 可再生能源規劃研究方法概述
當前我國的規劃處于一種從計劃經濟時期到市場經濟時期的轉折點。保留較多的計劃經濟特點，同時又增添了較多的市場經濟特色。魏后凱認為我國規劃體制的改革尚處于探索過程中，國家、省級和市縣級規劃的編制也缺乏科學的技術規劃［1］。樊元也認為對規劃目標如何在各地區缺乏科學合理的依據［2］。
可再生能源發展是我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針，也是我國目前情況下的一項極為緊迫的任務。2007年國家“可再生能源中長期規劃”提出2010年占能源消費總量的10%，到2020年占能源消費總量15%。如何落實可再生能源發展目標，是當前研究的熱點。可再生能源規劃與政策體制相關，美國可再生能源規劃是由各州自己確定，然后，匯總成國家總體可再生能源規劃，這些規劃通常是由一個研究機構或咨詢公司制定，廣大群眾參與，最終以立法的形勢體現出來。
在目前國內研究中，把目標分解到各個省市的國內文獻尚不多見，但我們可以從其他行業規劃研究中得到一些啟示，如官義高研究了節能降耗目標的分解，提出一種如何將節能降耗目標向各省、自治區、直轄市進行分解的模型，主要考慮了各地能耗比重、產業結構和節能潛力等因素［3］。樊元考慮各行業能耗比重，構建基于部分方案偏好強度的賦權方法、因子分析法、熵值法和均方差法得到權向量矩陣，以甘肅省為例求出各地區的節能減排目標［2］。堯德明研究了土地利用總體規劃用地指標分解的分解，綜合考慮影響土地使用四個因素，采用層次分析法用地面積的權重［4］。
申兵認為，應加強規劃編制和實施過程中的環境評價和“三期”評估。加強評估工作可以發現規劃執行中的問題，以便根據環境的變化等因素對于規劃目標等進行調整［5］。任東明認為可再生能源目標分解不僅能在不同地區、部門和行業進行分解，而且還應提出可再生能源的階段性目標，即提出的目標要分成幾個階段來實現［6］。但這種把可再生能源目標分解到各個階段的研究尚處于建議或萌芽狀態。類推，把可再生能源目標落實到各個省的各個階段的研究目標的研究更不多見。官義高［3］采用指數平均方法把節能減排目標分解到每一年，求出“十一五”期間每年降低率、降低量和累計降低量。歐盟在監督各成員國可再生能源目標實施進度時，采用的是等分方法把2020年的可再生能源規劃目標，以每二年作為一個階段，分解到每一階段［7］。南非西開普省到2014年的電力消費將有12%的來自到可再生能源，到2020年這一數字將達到18%，到2030年將達到30%。
上述研究文獻為可再生能源規劃目標分解做出巨大的貢獻，本文在上述研究文獻的研究上，考慮可再生能源行業發展特點，構建了可再生能源行業成長曲線，依據成長曲線，確定各個階段的可再生能源發展目標。在此基礎上，提出了各省各個階段的可再生能源份額。
2 可再生能源行業增長模型
2.1 行業增長模型
產業經濟學認為，一個產業的發展主要取決于對其產品的需求，而不是它的供給。因此，若以變量Y=F(t)表示t時刻能源行業的總開采量，則其任一時刻的增長速度不僅與此時刻的總量成正比，同時還要同它與其的資源開采上限Ymax之差成正比，即：
dYdt=γ′Y(Ymax-Y)(1)
=γ′YmaxY1-YYmax
則微分方程的積分形式為：
Y=F(t)=Ymax1+C•exp(-γt)(2)
Y(t)=A(1+Be-kt)
對方程求導，得
dYdt=γY1-YYmax=γCYmaxexp(γt)+2C+C2•exp(-γt)
(3)
S(t)=kBAekt+2B+B2e-kt
方程(3)是可再生能源行業的發展速度，這里定義為可再生能源行業的生長曲線。方程(2)顯示其相應的積累，可定義為可再生能源行業的生命曲線。下面，我們依據產業發展的特點，求出中國可再生能源增長模型及其曲線。2.2 可再生能源行業增長模型實證研究
以風電、水電和太陽能發電為代表的可再生能源行業的增長來代表可再生能源的生命曲線。表1給出了歷年中國主要可再生能源發電的裝機容量狀況。
Y(t)[WB]=A(1+Be-kt)1+Be-kt=AY(t)AY(t)-1
=Be-kt
lnAY(t)-1=lnB-kt
令，u=lnAY(t)-1,c=lnB,
則U=C-kt
利用Eviews進行對該模型回歸分析可得：c=8.29，k=037，則B=exp(c)=3983.83。
其可再生能源的生命曲線函數為：
Y(t)=20000(1+3983.83e-0.37t)
S(t)=2948034.2e0.37t+7967.66+1587091.47e-0.37t
以邏輯曲線模型對中國的可再生能源產業發展各階段進行預測，可行到能源產業發展趨勢綜合預測結果。起動點（1995），起飛點（2007）；飛躍點（2018）；成熟點（2025）；鼎盛點（2035）。
從圖1、圖2可以看出，2007年之前，中國可再生能源
圖1 可再生能源發電行業生命曲線
Fig.1 The Life curve of renewable energy power industry
圖2 可再生能源發電行業增長曲線
Fig.2 The growth curve of renewable energy power industry
產業尚處階段仍為孕育期，增長速度較慢；到2007年才進入成長期，此后，發展速度將大大加快；2018年左右是飛躍點，可再生能源的發展迅速提高；2035年以后為可再生能源產業的全盛時期，可再生能源的接近到技術裝機容量，此后的發展速度漸緩。
2.3 可再生能源行業增長曲線特征分析
綜合比較分析圖1 和表1, 對之進行定量與定性意義上的雙重再思考, 我們可得如下結論:
(1) 生長曲線上升段拐點處, 產業發展的加速度最大; 下降段拐點處其負加速度最大, 這兩個時刻分別被定義為“起飛點”和“成熟點”。以前者為例,“起飛前”, 加速度遞增,“起飛”后, 加速度遞減; 對應在生命曲線上,“起飛”前, 生長量的累積由緩而急, 呈指數型增長;“起飛”后, 增長性質變為準線性。換句話說,生命曲線上的“起飛規模”也就是生命曲線的性態由指數型增長變為準線性增長的轉折點, 此時的可再生能源行業產能在理論上等于其極限值的13+[KF(]3[KF)](即21%)。
(2)當可再生能源產業產能達到技術可開發極限值的1/2時, 生命曲線線性最顯著(因為曲率為0)， 發展速度最快, 故謂之“鼎盛點”。當可再生能源產業產能累積至極限值的13-[KF(]3[KF)](即71%)時, 生命曲線又由準線性增長變為反指數型增長, 相應在此點曲率又是最大(與“起飛點”曲率相等)。當能源產業產能達到“成熟點”后, 生命曲線開始由疾而緩趨近極限, 至“淘汰點”時累積量一般已達極限值的99%以上(因為一般C 值均大于100)， 在實踐中此時可以認為可再生能源產業發展過程已暫時告以段落。
3 省域可再生能源發展階段目標的確定
依據可再生能源的行業發展曲線，可以得到不同年份的可再生能源量占裝機目標的份額。
依據表2所提出的數據，為了便于監管，取較為接近的值。從而可以制定出如公式4所示各省可再生能源發展規劃階段性目標：
Ri,2001-2012=Ri,2007+0.15(Ri,2020-Ri,2007)
Ri,2013-2014=Ri,2007+0.30(Ri,2020-Ri,2007)
Ri,2015-2016=Ri,2007+0.50(Ri,2020-Ri,2007)
Ri,2017-2018=Ri,2007+0.75(Ri,2020-Ri,2007)（4）
其中，Ri,2007是省在2007年可再生能源占本省總能源的實際份額。Ri,2020是各省在2020年可再生能源占本省總能源的目標份額。
依據可再生能源目標分解得到各省域的2020年目標份額，在2007年期初份額的基礎上，依據學習曲線的特點，對2012年、2014年、2016年、2018年及2020年的可再生能源份額，通過公式4進行計算求解。其求解結果見表3。從表中可這看出，由于初始份額和目標份額不同各省的可再生能源階段目標份額增長不同。對于資源量較優的省份，其可再生能源份額的增長速度大王發資源量較差的省份。這其中存在一個問題，由于可再生能源份額是依據能源消費而定的，可能有些省份的可再生能源份額遠遠大于其可再生能源資源總量，在這種情況下，我們可以采取兩種方式來進行調整。其一是采用減少按可再生能源消費進行份額分配的比重，同時提高按資源量進行分配 的比重。這樣，更多的依據可再生能源資源儲量，減少了消費對可再生能源份額的影響。當經濟發展處于調整增長階段時，通常采用這種方式。其二是，構建可再生能源交易機制，允許可再生能源在不同的省份之間進行交易。這樣，可激勵各省充分利用本省可再生能源資源優勢，當經濟發展到較高水平時，通常采用市場交易機制。因為此時更看重的是各省可再生能源發展的公平性。
4 結論及發展
本文提出一種可再生能源階段目標分解模型，模型考慮可再生能源行業的特點，構建了可再生能源行業增長曲線，在國家和各省當前可再生能源份額的基本上提出了不同時期的各省可再生能源發展階段目標。從而有效的實施國家總體可再生能源目標戰略。
本研究考慮了不同省份的可再生能源消費份額和資源儲量份額所占的比重，可以有效地平衡地區間的利益關系。這是我國在從發展中國家過渡到中等發達國家時所需要考慮的如何平衡公平與效率之間關系的問題。即規劃中考慮了兩個重要原則：①目標可分解原則。國家的總量目標可以根據一定的標準在不同地區、部門和行業進行分解，由全社會共同完成發展目標。②公平性和區域間差異的原則。制定規劃時，考慮資源稟賦和社會經濟發展水平存在的差距，因此各地的總量目標應該有所區別，為實現總量目標所采取的措施也同樣實事求是、因地制宜。
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Target Decomposition of Renewable Energy Based on Industrial Growth
LIU Zhen1 ZHANG Xiliang1 GAO Hu2
(1.Institute of Energy, Environment and Economy, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. Energy Research Institute, NDRC, Beijing 100038,China)
【關鍵詞】既有建筑，可再生能源，節能改造
一、前言
隨著時代的不斷發展，對可再生能源節能改造技術的需求也越來越高，這就要求設計和施工單位必須加強對可再生能源節能改造技術的研討，努力提高既有建筑可再生能源節能改造技術，為既有建筑工程質量提供有力的保障。
二、可再生能源的現狀與發展趨勢
現在石油、煤炭、天然氣是全世界各個國家大規模生產利用的主要能源，但是從世界經濟的可持續發展來看，這些廣泛利用的不可再生能源逐漸顯示其局限性。在這種情況下，可再生能源的重要性將與日俱增，太陽能、風能、地熱能等可再生能源的開發和利用，會在未來社會的經濟發展具有重要地位。在當今不可再生能源日益局限的情況下，開發利用可再生能源是未來能源安全的需要，也是為了減少當今社會環境污染的需要，更是能源可持續發展的需要。
我國是以煤炭為主要能源的國家，經過不斷的發展努力，我國能源消耗中煤炭的比重已經逐年下降，而可再生能源的開發利用受到高度重視。現階段，降低礦物能源的開發利用，從以煤炭、石油、天然氣為主的礦物能源系統轉向可再生能源持久性能源系統，提到可再生能源在經濟發展中的結構比重，推動可再生能源的開發利用已成為我國經濟發展的一項基本國策。而在既有建筑行業中，如何最少的消耗資源，合理規劃設計以求用最小量達到最高效率的使用能源，將既有建筑這一高消耗發展轉變為低耗能高效率的問題，已是我國未來既有建筑業發展的必然選擇。
三、可再生能源在既有建筑領域應用現狀
1、太陽能
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，也是人類可利用的最清潔環保且取之不盡的優質能源。按照利用途徑，太陽能在既有建筑領域的應用技術可分為太陽能熱利用、太陽能光利用和太陽能儲存轉換利用三大類。目前多數既有建筑對太陽能的光熱利用還普遍停留在“生產生活熱水”這樣低水平的應用層面上，加之產品成本較高，價格惡性競爭等原因，一些產品粗制濫造質量低劣，導致消費者對太陽能的技術產生信任危機，從而使太陽能技術產品的推廣應用陷入舉步維艱的境地。
2、風能
風是一種由太陽輻射熱引起的自然現象。風能利用主要是風力發電和風能動力兩種主要形式，其中又以風力發電為主。我國風能資源豐富的地區主要分布在東南沿海及附近島嶼，內蒙古、新疆和甘肅河西走廊以及東北、西北、華北和青藏高原的部分地區。我國目前在風電技術和設備制造方面也已處于世界領先地位，當務之急應當加快探索在我國沿海島嶼、城鎮鄉村的既有建筑領域、尤其是城市高層既有建筑因地制宜地發展直接利用風能資源技術。
3、地熱能
地熱能是貯存于地球內部的一種巨大的潔凈能源。我國擁有豐富的地熱資源，全國地熱資源可采儲量是已探明煤炭可采儲量的2.5倍，其中距地表2000米以內儲藏的地熱能約為2500億噸標準煤。目前正在逐漸受到人們重視且在既有建筑領域應用潛力巨大的是地源熱泵技術，其最大的技術特點就是消耗少量的高品位能源，即能開發利用蘊藏在淺層地下的低品位能源滿足既有建筑物的供暖、空調和熱水供應需求，既實現了節能減排，又不污染環境，因此，利用熱泵技術開發利用淺層地熱能是目前最受歡迎的一項新技術。但是，和發達國家相比，我國的熱泵技術還處于初級階段，其主要差距是我國各地區目前還缺少對巖土地質材料性質進行全面系統的測試和統計分析工作，地源熱泵技術仍處于按經驗設計實施階段，熱泵系統運行效果與設計要求偏離過大的現象時有發生，造成地熱資源的浪費或不足。
四、既有建筑可再生能源節能改造技術
1、風能
（一）、風力發電
風力發電的歷史非常悠久，時間可以追溯到公元五千年前，它是埃及人在進行航海活動時，借助風能推動航行速度。風能在發展中慢慢的被推廣使用，人們逐漸的利用風能來研磨谷物以及汲水等等。隨著社會生產力不斷發展，在上個世紀中風力渦輪機被生產而出。該設備可以給偏遠地區帶來電力，電力得到了普及，人們的生活質量得到了提高。
（二）、既有建筑設計思路
既有建筑設計中要融入風力發電系統，必須考察好當地的風力資源狀況，設計中考慮設備噪音度，盡量的減少噪音給居民帶來的影響。風力大電機雖然具有取之不盡用之不竭的好處，但是和其他能源相比，穩定性掌握比較難。解決了風力發電的穩定性問題，該發電方式將被普及，將提高能源可持續發展程度。解決該問題主要幾種解決方案：可以通過電網連接的方式，將高效的電能引入。使用大型蓄電池自行產電，從而控制產電的功率。也可以使用風力采油機幫助發電，從而得到較強的電力資源。風輪機的產電功率和風速形成正比的關系，風力越大發電的功率越大，因此風力發電機一般都放置在房頂上。
（三）、自然通風
人們都希望既有建筑物能夠接受到自然風，達到自然通風的效果。這主要考慮到自然通風的作用，首先：自然通風能夠改善室內溫度，凈化室內空氣。在炎熱的夏季，人們都希望室內溫度低，自然通風能夠自行降低室內溫度，減少空調耗能節約了電能，有效的減少了“既有建筑綜合癥“出現。自然通風能夠消除室內污染物和潮氣的程度，降低了空調耗能。自然通風實現被動式降溫主要有兩種方式：一是通風能夠增強人體舒適度，二是夜間通風協助降溫。其次，在冬季人們的需求成反向，人們希望室內溫度高，也愿室內空氣質量高。
2、既有建筑設計思路
（一）、分析數據
既有建筑想要提高風能的利用率，想要獲得良好的室內溫度，最關鍵在于設計既有建筑初期的材料收集和分析。氣象材料的收集必須準確，場地調查數據獲取來源必須精準，風環境數據分析思路也必須清晰。場地的風能數據收集必須包含以下幾個方面：無風日數、平均風速、場地既有建筑以及風速頻率等等。這是構成場地數據收集的重要組成部分，它對設計既有建筑有著推動作用。前期準備工作落實之后，在設計階段時，可以根據這些數據設計出高質量的方案，通過風洞檢驗以及計算機計算，模擬出精準的建設模型，從而制作出風壓分布圖。該分布圖給建設師帶來極大的幫助，高效的優化了既有建筑外形，將設計中的優勢發揮出來。適當調能進口高度，精準計算出中面性的位置，提高室內適宜溫度。
（二）、注意問題
在該設計中要注意一下幾個問題：自然通風會引起采暖負荷過大，因此避免負荷出現;夏季出現過熱現象常常出現，在進行設計時避免自然通風引起超能熱度;房間內的風速保持在一定范圍內，避免使用者因為風力過大出現不適癥狀;通風窗口要避免使用過程中造成的噪音，影響使用者正常休息等等。這些問題在設計既有建筑時，必須考慮到，這對提高能源利用率有推動作用。
3、地熱能
地源熱泵是一個廣義的術語，它包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統。地源熱泵技術是一項值得大面積推廣的建筑供能技術。地源熱泵是將淺層和深層的大地能量（土壤、地下水、地表水等天然能源）進行綜合利用來作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機組向建筑物供冷供熱的系統，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調系統。
五、結束語
綜上所述，加強對既有建筑可再生能源節能改造技術的剖析，能夠對可再生能源節能改造進行把握，進而能夠提出一些好的對策，如此方可在工程建造中對提高可再生能源節能改造的效益。
參考文獻
[1]諾伯特?萊希納.既有建筑師技術設計指南――采暖?降溫?照明[M].中國既有建筑工業出版社，2014
關鍵詞：可再生能源；建筑節能；太陽能；地熱能
1引言
中國現有建筑面積約為400億m2，每年新建建筑面積約20億m2，其中95%以上仍是高能耗建筑[1]。隨著城市建設的高速發展，我國建筑能耗逐年大幅上升，已達全社會能源消耗量的32%，加上建筑材料生產能耗約13%，建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻率”已達到了25%[2]。到2020年我國建筑耗能將達到1089億t標準煤，建筑能耗已成為中國經濟發展的軟肋，建筑節能已刻不容緩。我國建筑節能始于20世紀80年代，節能政策由單一技術政策轉為政策體系的構建，由強化規制約束向激發鼓勵導向性政策發展，逐漸向節能政策與環境間互動開放性轉變。然而由于我國建筑節能基礎薄弱，相關法律法規不健全，政策落實不到位，設計標準實行率較低等原因我國建筑節能發展水平遠低于發達國家。
能源是經濟發展的引擎，社會進步的動力，而如今能源需求不斷增長，化石燃料幾近枯竭。可再生能源以其分布廣，儲量大，環保清潔等優點，得到了極大的關注并得以應用。財政部和住房城鄉建設部聯合[2011]61號文件《關于進一步推進可再生能源建筑應用的通知》明確指出在“十二五”期間：切實提高太陽能、淺地層地能、生物質能等可再生能源在建筑用能中的比重，到2020年新增可再生能源在建筑領域的消費比例占建筑耗能的15%以上[3]。隨著我國建筑節能的發展，可再生能源在建筑中應用也將愈來愈廣泛。這一應用極大豐富了建筑節能的形式，降低了建筑能耗，從而可極大推動建筑節能的發展。同時也會為能源結構多樣化，應對全球氣候環境問題和實現可持續發展起到舉足輕重的作用。因此，可再生能源技術的研究將成為建筑界永恒的課題，把可再生能源技術應用于工程是我國建筑節能發展的必然趨勢，也是改善我國生態環境，促進社會、經濟全面協調發展的必由之路[4]。
2可再生能源在建筑節能中利用形式
可再生能源主要包括：太陽能、風能、生物質能、地熱能和海洋能等。在建筑中主要利用太陽能、風能、地熱能等能源直接與間接或被動與主動地為建筑物提供熱水、采暖、空調、動力等一系列功能，以滿足人們生活生產需要。其應用形式多種多樣，本文主要圍繞以下幾種形式進行研究。
2.1太陽能熱水系統
太陽能熱水系統是一種太陽能光熱利用技術，即利用溫室原理，把太陽能轉變為熱能，并向水傳遞熱量，從而獲得熱水的一種系統[5]。太陽能熱水系統是太陽能利用技術最成熟、最經濟，應用最廣泛，產業化發展最快的領域。系統主要由太陽能集熱器、蓄熱容器、控制系統及管道等組成。目前，我國投入使用的太陽能熱水系統僅提供生活熱水的家用小型太陽能熱水系統。據統計，2012年太陽能熱水器產量約4968萬m2（2484萬臺），以2012年全國太陽能熱水器保有量2億m2測算，每年可節能3000萬t標準煤，減少CO2排放7470萬t，具有良好的經濟效益、社會效益和環境效益。從系統規模化降低成本以及系統控制的角度，集中式太陽能熱水系統優于家用小型系統，以單棟集合住宅等為供熱基本單元的集中式太陽能熱水系統開始在國內工程中得到應用。隨著城市高層建筑的普及，人均屋面面積越來越少，集熱器采光面積與采暖面積配比受到限制。因此立面太陽能熱水系統可能將成為未來發展的熱點，要做到集熱器與建筑立面相匹配，立面系統對太陽能熱水系統要求較高（集熱器設置于外墻表面會引起圍護結構熱工性能的變化以及安全方面問題等等），必須對傳統模式加以改進；同時應調整太陽能集熱器的形式使其與墻面的色彩和風格協調一致；太陽能熱水系統配備的電纜、設備及輸水管路等應與建筑物其他管線統籌安排、集中布置，便于安裝維護。
2.2太陽能采暖技術
太陽能采暖分為主動式采暖和被動式采暖。被動式采暖通過建筑物朝向和周圍環境的合理分布、立面處理以及建筑材料與結構的恰當選擇，使建筑物合理汲取存儲熱能，解決采暖問題，同時減少常規能源的使用達到建筑節能目的。其形式有太陽房、太陽能溫室、太陽干燥等。其共有特點是控制陽光和空氣合理地進入建筑物并儲存、分配熱量。系統所需設備簡單，投資低，適用于中小型住宅建筑。不足之處是太陽能利用率低，室內溫度波動大，舒適性差，夜晚或連續陰天時無法維持室內溫度。主動式采暖需要借助機械設備實現太陽能采暖，其采暖系統一般主要包括太陽能集熱器、儲熱水箱、風機、管道、水泵、換熱器及控制系統等部件。系統多采用水作熱媒進行采暖，往往采取太陽能地板輻射采暖方式。盡管我國是太陽能熱水器生產和應用的第一大國，但人均集熱面積不到0.06m2，僅相當于日本、以色利等國的1/20。我國主動式太陽能供熱采暖系統發展緩慢，其工程應用尚處于起步階段。目前已建成了若干單體建筑太陽能供熱采暖試點工程，如北京清華陽光能源開發辦公樓，北京市平谷縣將軍關，門頭溝新農村等太陽能采暖項目，但是太陽能區域供熱采暖工程還沒有應用的實踐。太陽能采暖系統的主要障礙并不在于技術本身，而在于投資費用過高，春、夏、秋季熱水過剩等問題，可以通過季節蓄能技術與地源熱泵、生物質能等其他可再生能源的互為補充來實現全年的綜合利用。
2.3太陽能制冷技術
太陽能制冷主要包括太陽能光伏系統驅動的蒸氣壓縮制冷、太陽能吸收式制冷、太陽能蒸汽噴射式制冷、太陽能固體吸附式制冷、太陽能干燥冷卻系統等。基于經濟性、可靠性及實用性等因素的考慮，太陽能溴化鋰吸收式制冷技術研究和應用相對較多，發展也較為成熟，目前國內已有廠家實現了產品化。在太陽能溴化鋰吸收式制冷系統中，太陽能集熱器對于技術的發展有較大限制。平板集熱器在超過90℃的高溫下效率過低，真空管集熱器與聚焦集熱器在國際上成本普遍較高，因此太陽能驅動的溴化鋰吸收式制冷系統，目前應用較多的是單效溴化鋰吸收式制冷系統。北京太陽能研究所曾成功地在山東乳山完成了一個太陽空調示范項目，集熱器面積為540m2，由2160根熱管型真空管組成的高效集熱器陣列，可提供88℃的高溫熱水，集熱器在88℃的高溫下集熱效率可保持在40%。溴化鋰吸收式制冷機采用大連三洋單效機組，太實現了100kW空調制冷或采暖量，可供給1000m2面積空調，每日可供生活熱水32t。
2.4光伏建筑一體化（BIPV）技術
作為太陽能發電的一種新理念的光伏建筑一體化，就是將太陽能光伏發電方陣安裝在建筑的維護結構外表面來提供電力，屬于分布式發電的一種[6]。BIPV系統一般由光伏陣列、墻面（屋頂）和冷卻空氣流道、支架等組成，與建筑完美的結合在一起。具有建筑、節能、技術、經濟和環保相結合的優勢，可以有效利用圍護結構表面，減少土地資源的占用；有效降低圍護結構溫升，改善室內環境；無污染，無噪音，可有效降低建筑物對一次能源的依賴，同時可減輕公共電網的壓力。例如：上海世博園區作為亞洲最大的光伏建筑一體化工程，是“綠色世博”、“生態世博”理念的直接展現者。園區中國館、主題館、世博中心和未來館四座標志性建筑上大規模應用太陽能建筑一體化技術，太陽能電池板總裝機容量4.6MW，年均發電達406萬kW?h，減排CO2總量逾3400t，大大緩解電網壓力的同時實現了良好的環境效益，使發電與建筑完美地融為一體。
截止到2011年，我國光電建筑已建成的裝機容量為535.6MW，在建筑中的應用尚處于示范與探索階段。從發展趨勢來看，今后光伏建筑技術的重點將以開發高效率、低成本新型光伏電池為主，在應用上將以并網屋頂系統和大型并網系統為主攻方向。
2.5地源熱泵技術
地源熱泵作為一種利用可再生能源的暖通空調新技術，是建筑節能領域的高效節能技術之一[7]。地源熱泵技術是利用地下的土壤、地表水、地下水溫相對穩定的特性，通過電能輔助，在冬天把低位熱源中的熱量轉移到需要供熱的地方，在夏天還可以將室內的余熱轉移到低位熱源中，達到制冷降溫的目的。地源熱泵系統可分為3種：以利用土壤作為冷熱源的土壤源熱泵；以利用地下水為冷熱源的地下水熱泵系統；以利用地表水為冷熱源的地表水熱泵系統。地源熱泵系統一般由三部分組成：室外地溫能地下換熱系統、水環管路與水源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。具有能量消耗低，運行靈活，經久耐用，全年滿足溫度要求等優點。世界上最大的地源熱泵系統位于美國的路易維爾市，它使用地下水作為熱源，空調面積達161650m2，系統制冷和制熱量分別為15.8MW和19.6MW。在15年的運行中沒有發生系統問題，與臨近的一棟相似的建筑相比節約了47%的能源。
根據相關報告顯示，2011年年底，我國地源熱泵總應用面積為2.4億m2，“十二五”期間將完成3.5億m2，發展潛力巨大。但是地源熱泵極強的地域適用性限制了它的使用區域。此外要促進地源熱泵的推廣還需要構建統一的地源熱泵標準體系，開展地源熱泵大規模應用對巖土長期影響的評價研究，制定相關技術與政策管理策略。
3可再生能源在建筑節能應用中存在的問題
（1）成本過高是可再生能源技術在建筑節能中應用的首要問題。目前太陽能光伏發電系統在建筑中使用時，由于造價過高，不能產生規模效應，所產生的電能效益與其系統造價嚴重脫節，投資回收極其困難；太陽能光伏電池制造成本雖逐年下降，但仍處于較高的水平，相應的發電成本與常規能源尚不具備可比性。太陽能采暖技術現仍處于試點階段，同地源熱泵都存在系統復雜，設備眾多，初投資巨大且回收期較長的缺點，使其擴大推廣的阻力增加。
（2）可再生能源的自身特性對其利用影響較大。就太陽能而言，輻射能量密度較低，需要較大的采光面積，而且太陽能具有不穩定性和間接性，隨季節、氣候、晝夜變化而變化，這與建筑太陽能可利用面積有限，所需能源的持續性產生矛盾，為太陽能利用增加了難度。在對地熱能利用過程中，由于地下巖土層導熱系數很小，熱容量極大，熱擴散能力極差，因此從地下取熱需要大量的埋管，初投資偏大、需用大面積土地；同時對冬夏負荷不平衡的情況下，會造成地下能量積聚，歷年累積的負荷總量隨時間增加而累加，可能導致大地失去自然調節能力，致使地源熱泵運行困難，造成夏季所需水源溫度過高，系統難以運行等問題。
（3）技術問題。目前在建筑光電利用過程中光電轉化率較低，用于商業生產的太陽電池板效率只有13%～15%，發電裝置產生的電能與建筑系統自然對接技術有待提高。而對于地源熱泵來說，對當地地質及氣候條件依賴性強，運行過程中泵體及管道極易結垢、堵塞、腐蝕，大大地降低換熱器的傳熱性能，使得系統效率下降，無法實現持續穩定的能量利用。且地源熱泵受到自身系統深埋地下（水下）的特點的影響，無法回避設備維護維修極其不便的缺點。對于水源熱泵，實際工程中回灌堵塞問題沒有根本解決，存在地下水直接由地表排放的情況，這將加重地面沉降對周邊環境的影響。目前國內缺少對地源熱泵系統性能專門的評價標準對行業約束形成有效約束，技術在推廣方面存在盲目性。
此外，新能源利用裝置的最長設計壽命只有20年，在此期間，因為工作環境的變化等會對設備產生一定的影響，最終導致使用壽命減少，無法實現整個建筑生命周期的全過程、最大化節能利用。
4總結與建議
2014年1月綠色科技第1期在建筑能源消耗大，能源緊缺的形勢下，把可再生能源應用于建筑節能是必然的發展趨勢。太陽能、地熱能等可再生能源在建筑上的有效應用，不僅可以代替有限的傳統能源，提高城鄉居民生活質量和住宅舒適度，而且可以減少污染物的排放，保護生態環境，可再生能源的開發和利用具有廣闊的前景和深遠的意義，必將在我國的建筑節能事業中發揮巨大的作用。作為建筑節能中的重要技術措施，可再生能源在利用時，也應注意以下3個方面。
（1）因地制宜就地利用。可再生能源在應用時，應充分考慮當地的能源狀況和氣候條件，有選擇、有側重地利用可再生能源，盡量做到就地利用。
（2）多種可再生能源相結合。將分項技術整合，發揮各可再生能源的優勢，彌補單一形式效率較低的缺陷，以期獲得更大的經濟和社會價值。
（3）新技術研發。加大可再生能源利用的新技術研發資金投入，優化系統模式，提高可再生能源的利用效率。
參考文獻：
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作者簡介：劉貞,博士,副教授，主要研究方向為可再生能源與氣候變化。
基金項目：國家973發展計劃（編號：2010CB955602）；國家自然科學基金（編號：71073095）；教育部人文社科項目（編號：10YJC630161）。
（1.重慶理工大學工商管理學院，重慶 400054；2.清華大學能源環境經濟研究所，北京 100084；
3.國家發改委能源研究所，北京 100038）
摘要 通過對當前主要的情景設計及評價方法的研究，認為目前我國可再生能源發展迅速，但初期的部分基本工作尚未完成。尤其是可再生能源的供給潛力及其經濟可開發性評價。基于此，提出一種基于動態成本曲線的可再生能源發展戰略情景仿真模型。動態成本曲線生成的基本原理是在靜態成本曲線基礎上，考慮技術進步、可再生能源外部價值對靜態成本曲線的影響，從而生成不同時期的可再生能源成本曲線，進而構成可再生能源動態成本曲線。考慮不同種類可再生能源技術進步水平、外部環境價值的變化，設計不同的可再生能源發展情景。基于可再生能源動態成本曲線，并對不同的可再生能源發展情景下的投資成本、能源效益、經濟效益和社會效益進行了綜合評價。最后通過一個案例，分四種情景，即不考慮技術進步，低環境方案情景；不考慮技術進步，高環境方案情景；考慮技術進步，低環境方案情景；考慮技術進步，高環境方案情景；分別給出了四種情景下的裝機總量、投資總額、創造就業、污染物和溫室氣體減排量。
關鍵詞 可再生能源；動態成本曲線；技術進步；環境外部價值
中圖分類號 F019.2文獻標識碼 A文章編號 1002-2104（2011）07-0028-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.07.005
大力發展可再生能源是國家能源發展戰略的重要組成部分，是提升能源安全、減少溫室氣體排放、調整能源結構、改善生態環境、縮小城鄉貧富差距的重要舉措之一。2005年國家《可再生能源法》頒布之后，國家可再生能源中長期發展規劃于2007年出臺。作為落實可再生能源法和中長期發展規劃的重要環節，省級可再生能源規劃逐步提上日程。
用于幫助制定能源政策的模型有情景優化模型和情景模擬模型兩大類，最近出現了基于agent的能源政策情景仿真模型［1-6］。情景優化模型考慮一定的約束條件，通過線性規劃確定最小成本的能源系統，其主要的代表模型有MARKAL［7-9］、EFOM和AIM/能源排放模型［10-12］等。情景模擬模型是以情景分析為基礎，描述整體能源系統，其主要代表模型有LEAP［13-15］、MESSAGE［16-18］等。基于agent的政策情景仿真模型，觀察能源系統的集聚演化過程，常見的平臺主要有Swarm［19］, ASPEN［20］等。本研究屬于情景優化模型范疇。
通過對國內外區域可再生能源情景分析的相關理論、方法及案例進行研究。可以發現不同的可再生能源發展階段，可再生能源發展考慮的內容不同：①在發展初期，可再生能源份額較小，對能源市場的影響非常小，技術水平較低，此時，主要研究的是由政府推動的供給側市場；②隨著技術的相對成熟，可再生能源開始參與能源供需平衡，此時的研究側重于如何把可再生能源推向市場的政策研究；③技術發展已經達到可以與傳統能源相競爭的程度，此時，重點研究能源市場機制、能源均衡及空間協調。
研究借鑒美國加州區域可再生能源規劃方法、歐盟可再生能源目標分解方法、加拿大RETs模型，以及世行提出的RESCREEM模型，提出一種基于動態成本曲線的可再生能源發展情景分析方法，并把它應用到省級可再生能源發展情景分析與評價中。
1 可再生能源發展情景設計基本方法
可再生能源情景設計的基本原理是不同政策、不同時期的項目成本和環境外部價值對成本曲線產生影響，其交叉點為不同時期的可再生能源規劃模型的成本最優量。
1.1 靜態成本曲線的構建方法
可再生能源發電靜態成本曲線需要考慮不同項目的單位成本及其開采量。
假設該地區共有m種可再生能源發電技術，第i種發電技術有ni個可再生能源發電廠。
第i種發電技術的第j個發電廠的裝機容量為Hi,j，第k年的可再生能源發電滿負荷小時數為ti,j,k，第i種發電技術的項目生命周期為Ti年。則第i種發電技術的第j個發電廠的可再生能源發電總量為：
Qi,j∑Tik1Hi,j×ti,j,k
第i種發電技術的第j個發電廠第k年的設備費用為cei,j,k，原材料總量為qri,j,k，原材料價格為pi,j,k，平均維護費用為cfi,j,k，工作人員數量qsi,j,k、人均工資wsi,j,k，則第i種發電技術的第j個發電廠的可再生能源發電的成本為：
Ci,j,k∑Tik1cei,j,k+qri,j,k×pi,j,k+cfi,j,k+qsi,j,k×wsi,j,k
假定第i種發電技術的第j個發電廠的網絡約束成本為ci,t，第i種技術可再生能源發電廠的稅率為ri,t，行業的邊際收益率為Ri。則第i種發電技術的第j個發電廠的凈現值為：
NPVi,j∑Tik1
假定NPVi,j0，則其單位發電成本為pi,j。依據各種可再生能源發電的單位發電成本，及其發電量Qi,j可以構建可再生能源發電靜態成本曲線。
1.2 技術進步對靜態成本曲線的影響
技術學習曲線是影響行業成本曲線模型變化的重要因素。不同時期，不同技術的投資成本是不同的。需要預測未來哪些項目是值得開發的，采用什么措施，可以把具有較高成本的項目降低到符合市場開發的價值區域內。
學習曲線的簡單模型假設，每個時期的平均成本以一個不變的百分比下降。設qt表示t時期產出，Qt指累計至t時期的產量（自該產品投放開始）；Ct表示在t時期內所負擔的總成本，通常為可變成本。不變百分比學習曲線假設平均可變成本（或平均成本），即Ct/Qt以一個不變速率即指數下降，
Ct/QtAQ-bt-1
其中b為參數，其的絕對值越大，說明平均投入的成本下降的就越快。A表示生產第一個單位產品所需的平均成本，可由Q1時，AC/q 求得。
1.3 外部環境價值對靜態成本曲線的影響
傳統能源的外部環境成本主要包括直接環境成本和溫室氣體排放環境成本。即：外部環境成本直接環境成本+溫室氣體排放環境成本。其中，直接環境成本是指主要污染物排放產生的成本。目前，常用兩種方法來量化燃煤發電的直接環境成本，一種是減排成本加排污費法，是通過加總各類污染物的減排成本和排污費來衡量的；另一種是價值評估法，是通過計算各種污染物排放所造成的實際價值損失（比如污染治理，對人體健康損害等）來衡量的。國內外很多機構和學者［21-22］ 均采用過以上方法做相關的研究計算，結果具有一定的差異。總的來說，第一種方法的研究結果較第二種方法的研究結果偏小。溫室氣體減排成本是指由燃煤發電廠運行過程中對產生的溫室氣體進行減排行動而產生的成本。
2 可再生能源發展情景設計及評價
2.1 可再生能源發展情景設計
對于直接環境成本，低環境方案主要采用世界銀行和我國相關研究機構于2005年合作開展中國地區大氣排放環境損害的一項研究［23］。高環境方案則參考了歐盟國家2006年對歐盟地區大氣排放所造成的環境損害的研究成果，通過歐盟與中國各省的人均GDP、人口密度的對比，將歐盟直接環境成本調整為中國各省的直接環境成本。
對于溫室氣體排放成本，參考目前全球碳市場中的碳交易價格。按照規定，我國可再生能源項目一般最低交易價格為10歐元/t。因此，在模型中，溫室氣體排放成本高環境方案為30美元/t CO2，低環境方案為15美元/t CO2。
在運算過程中，模型選取姜子英，程建平等［24］對燃煤電廠外部成本的分析結果，取典型燃煤電廠每千瓦時排放7.58 g SO2，3.6 g氮氧化物，3.19 g煙塵。CO2排放方面，借鑒IEA（2009）報告結果：我國每度煤電的CO2排放約為893 g。因此，模型環境成本內容如表1。
在對環境效應進行評價時，低環境情景和高環境情景的分別選用國內和歐盟的研究成果進行預測，其預測結果在表2中給出。
表1 單位電量環境成本
Tab.1 Environment cost per unit electricity（元/kWh）
資料來源：作者整理計算所得。
表2 燃煤發電環境成本預測
Tab.2 Environmental costs of coal-fired power
generation prediction（元/kWh）
2.2 各種可再生能源發展情景分析評價
依據供電量動態成本曲線和供電裝機容量動態成本曲線，結合供電外部成本預測可得不同年份的發電裝機容量。
圖2給出了四種情景下，對應規劃年份的可再生能源總投資。其中：NT-LE：表示不考慮技術進步，低環境方案情景；NT-HE：表示不考慮技術進步，高環境方案情景；YT-LE：表示考慮技術進步，低環境方案情景；YT-HE： 表示考慮技術進步，高環境方案情景。
在四種情景下，到2015年的累計總投資分別是413億、678億、444億和331億元人民幣。到2020年累計總投資分別是474億、1 180億、637億、1 320億人民幣；到2025年累計總投資分別為669億、1 180億、851億、2 640億元人民幣；到2030年累計總投資分別為708億、1 180億、1 010億和2 640億元人民幣。
圖3給出了不同情景下的可再生能源投資所帶來的就業總量。四種情景下，2015年的累計創造的就業分別為1.9萬、2.2萬、2萬和1.9萬個崗位，2020年累計創造的就業分別為2.1萬、2.4萬、2.3萬和2.5萬個崗位，
2025年累計創造2.2萬、2.4萬、2.3萬、4.1萬個崗位；2030年累計創造2.3萬、2.4萬、2.4萬和4.1萬個崗位。
圖4給出不同情景下各個規劃年份的可再生能源所帶來的SO2減排總量。在四種情景下，2015年的SO2減排量分別為14.5萬t,18.5萬t,15.2萬t和12.7萬t；2020年的SO2減排量分別為15.9億t,25.4萬t,18.4萬t,27.1萬t；2025年的減排量分別為19.4萬t,25.5萬t,22.1萬t和40.9萬t；2030年的減排量分別為20.3億t,25.95萬t,25.24萬t和40.9萬t。
圖5給出了不同方案減排CO2總量，四種情景下，2015年的減排量分別為1 302萬t,1 665萬t,1 364萬t,1 145萬t；2020年的減排量分別為1 438萬t,2 288萬t,1 656萬t和2 443萬t；2025年的減排量分別為1 743萬t,2 297萬t,1 988萬t和3 680萬t；2030年的減排量分別為1 831萬t,2 336萬t,2 272萬t和3 680萬t。
3 結 論
目前，中國可再生能源發展處于發展的第二階段，然而中國可再生能源發展迅速，有部分第一階段的基礎工作尚未完成。因此政府采取了政府推動和市場推動兩種手段。此階段，在進行具體戰略情景設計時，應重點考慮供給側技術，同時考慮政策創造市場對能源供給的影響。
本文借鑒美國加州區域可再生能源規劃方法、歐盟可再生能源目標分解方法、加拿大RETs模型，以及世行提出的RESCREEM模型，提出一種基于動態成本曲線的可再生能源發電情景設計及分析評價方法，并給出了一個情景分析評價案例。驗證了該方法的可行性。
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Study on Design and Evaluation of the Development Scenarios ofRenewable Energy
LIU Zhen1,2 ZHANG Xi-liang2 GAO Hu3
（1.The School of Business Administration, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054,China;
2. Institute of Energy, Environment and Economic, Tsinghua University, Beijing 100084,China;
3. NDRC Energy Research Institute, Beijing 100038,China）
