2.3 可再生能源是永不枯竭的生态能源

资源永续利用理论认为，人类社会能否可持续发展取决于人类社会赖以生存发展的自然资源是否可以被永远地使用下去。然而，当前人类对能源的使用有增无减。据国际能源机构(IEA)预测：到2020年，对石油、天然气、煤炭资源的需求份额总和将高达90%，如图2-5所示。传统能源为化石能源，是不可再生的，长此以往，资源必将枯竭，引发全球性的能源危机。

2.3.1 世界能源资源分布的不均衡

世界能源资源分布是不均衡的。例如石油储量最多的地区是中东，占总储量的56.8%，世界上石油储量最多的国家是沙特阿拉伯，石油探明储量为2599亿桶，约占世界石油可采储量的四分之一(见表2-2)；天然气和煤炭储量最多的则是欧洲，各占54.6%和45%，统计数据显示，截至2008年年底，俄罗斯、伊朗和卡塔尔仍然占据全球三大主要天然气储量国的地位，这三个国家的探明天然气储量超过全球总量的一半以上(见表2-3)；而亚洲、大洋洲除煤炭资源稍多，占世界储量的18%以外，石油与天然气的储量仅为5%多一点。这种能源资源的分布不均给世界的政治、经济格局带来了重大的影响。

2.3.2 化石资源的日益枯竭

2011年全球平均日产石油8740万桶，照此开发速度，全球地下油气资源的持续使用将是一个大问题。按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，全球地下的石油储量仅够开采45～50年，而天然气储量仅够开采50～60年，煤炭储量仅够开采200～220年。

我国的能源形势也不容乐观。中国作为世界上最大的发展中国家，是能源生产和消费大国之一，能源消费量占世界10%，仅次于美国，居世界第二位。我国的能源储备形式是“富煤少油缺气”，各种化石能源虽总量巨大，位居世界前列，但人均较少。根据美国能源部资料显示，世界煤炭可采储总量(Total Recoverable Reserves)为9290亿吨，中国为1300亿吨。中国近年来煤炭生产增长迅速，2002年生产13.8亿吨，2009年生产30.5亿吨。以这个增长速度，只需15年，到2024年就将采光所有可采煤炭。即使我们降低到日本的人均能源消耗水平，到2031年也会用光所有可采煤炭；即使我们不再增加煤炭消耗，保持年开采量30亿吨水平，现有煤炭可采储量也仅能维持到2042年。

2.3.3 可再生能源在总能源中所占比例逐年增加

化石能源的大量开采使用，造成了严重的环境污染和生态破坏。如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球环境和生态，已经成为全球性的重大课题，而大力开发和利用可再生能源是人类走出困境的唯一出路。

与石油、煤炭、天然气不同，太阳能、风能、生物质能、水力能、海浪能、潮汐能、地热能等都是可以再生的，取之不尽，用之不竭，而且在使用过程中只有极低的温室气体和其他污染气体产生，对地球上生态系统和人类的健康影响很少，是永不枯竭的生态能源，受到越来越多的重视。从20世纪70年代石油危机开始，发达国家就广泛开展可再生能源技术的研究。美、日、英、德、丹麦、荷兰等一些工业化国家斥巨资研究开发可再生能源技术，抢占能源技术的制高点。

可再生能源占总能源的比例逐年增加，2010年占世界总能源的比例达到13.8%。近年来，国际原油价格的持续攀升，为应对新一轮能源危机，人们将更多目光投向可再生能源，并寄予了更高的期望。沙特阿拉伯前石油部长谢赫亚马尼有一句很经典的评论：“人们离开石器时代并不是因为石器资源匮乏。同样，石油时代的终结也绝不会是因为没有石油，而是人们已经找到了更好的替代能源。”世界正展开一场开发新能源竞赛，我国作为竞技场中的一员，具有先天优越的可再生能源禀赋。

1．太阳能资源得天独厚

太阳还能存在50亿年，在这期间可源源不断地向地球输送巨量能量。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把到达地球表面的太阳能的0.1%转变为电能，转变率为5%，则每年发电量可达5.6×l012千瓦时，相当于目前世界上能耗的40倍。

我国幅员辽阔，南起北纬4°的曾母暗沙，北到北纬52.5°的漠河，西自东经73°的帕米尔高原，东至东经135°的黑龙江与乌苏里江汇合处。从南到北、从东到西都相距5000千米，大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平方米7千瓦时，年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。从内蒙古西部经宁夏北部、甘肃西北部和新疆南部到青海、西藏形成一条东北—西南带，是我国太阳辐射年总量最高的地段，年辐射量627～836千焦/平方厘米，而在西藏高原的南部则高达919.6千焦/平方厘米。这些地区地处偏远和荒漠地带，地理环境复杂，利用太阳能光伏产品解决当地的用电难问题应是最佳选择之一。我国有大片的沙漠、沙漠化土地和潜在沙漠化土地，总计约105万平方千米。按照一平方千米土地可以安装100兆瓦太阳能电池计算，1%的荒漠即可安装10亿千瓦，是我国当前电力装机的2倍。

光伏建筑一体化是目前世界各国在城市建筑中大规模利用光伏发电技术的热点。我国现有大约400亿平方米的建筑面积，屋顶面积达40亿平方米，加上南立面大约50亿平方米的可利用面积，总数相当可观。如果这些建筑中有20%安装太阳能电池，其安装量就可达l亿千瓦。

2．水能资源蕴藏居世界第一位

我国拥有巨大的江河径流和落差，长江、黄河落差分别为5400米和4880米，雅鲁藏布江、澜沧江、怒江落差均在4000米以上，还有大量的河流落差在2000米以上，水能资源非常丰富。据普查结果，我国水能理论蕴藏量为6.9亿千瓦，技术可开发装机容量为5.4亿千瓦，经济可开发装机容量达4.48亿千瓦，位列世界第一。除河川水能资源外，海洋中还蕴藏着巨大的潮汐、波浪、盐差和温差能量。在我国的海洋中，潮汐能蕴藏量约有2179万千瓦，波浪能蕴藏量约有1285万千瓦，潮流能蕴藏量约有1394万千瓦，盐差能蕴藏量约有1.25亿千瓦，温差能蕴藏量约有13.21亿千瓦，总计约14.95亿千瓦，海洋中潮汐、波浪、潮流、盐差、温差能是陆地河川水能理论蕴藏量的2倍还多。

3．风能储量大、分布广

全球的风能蕴藏量巨大，约27.4亿兆瓦，其中可利用的风能为2000万兆瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国地处欧亚大陆，东临广阔的太平洋，季风气候特征明显，风能资源极为丰富。据初步探明结果，我国陆地上可开发的风能资源为2.53亿千瓦，加上近海的风能资源，全国可开发风能资源约10亿千瓦以上，居世界首位，具有商业化、规模化发展的潜力。

4．生物质能资源极为丰富

生物质能是第四大能源，生物质遍布世界各地，蕴藏量极大。我国生物质能资源种类繁多，储量巨大。农作物秸秆每年产量约7亿吨，可作为能源用途的约3亿吨，约折合1.5亿吨标准煤；工业有机废水和畜禽养殖场废水资源理论上可以生产沼气800亿立方米，相当于5700万吨标准煤；薪炭林和林业及木材加工废物资源相当于3亿吨标准煤；城市垃圾发电每年可替代1300万吨标准煤。此外，一些油料、含糖或淀粉类作物也可用于制取液体燃料。初步估算，近期每年可以利用的生物质能源总量约为5亿吨标准煤。

5．地热能资源储量丰富

地热能系指储存于地球内部的能量，一方面来源于地球深处的高温熔融体；另一方面源于放射性元素(U、TU)的衰变。据Palmerini(1993年)估算，全球地热能“资源基数”为1.4×108万亿焦/年。世界地热资源主要分布于环太平洋地热带、地中海—喜马拉雅地热带、大西洋中脊地热带、红海—亚丁湾—东非裂谷地热带和其他在板块内部靠近边界的地热区。我国是一个地热资源丰富的国家，地热资源占全球的7.9%。据2008年5月12日在天津召开的亚洲地热资源直接利用国际研讨会上公布的资料显示，我国主要沉积盆地储存的地热能量为736万亿千焦耳，相当于2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973万亿千焦耳，相当于每年3284万吨标准煤的发电量。我国地热资源开发利用已初具规模，据国土资源部发布的《2005年度中国地质环境公报》透露，我国地热资源直接利用量已达到每秒13.76立方米，年利用地热能10779百万千瓦时，居世界第一位。