促进新能源技术的开发利用

本刊专稿

促进新能源技术的开发利用

国务院发展研究中心课题组

[内容摘要] 新能源是重要的替代能源。由于大部分新能源1的技术尚不成熟,处于产业化初期或研究开发阶段,技术进步是促进新能源发展的重要动力。根据国际经验,政府在新能源技术研究开发、示范和推广中发挥着重要作用,科学的组织实施管理体系对推动新能源技术发展与利用具有积极作用。为了促进新能源技术发展和应用,我们不仅要加大新能源技术开发的投入,还要改进新能源技术开发利用的规划与组织实施体系,提高研究开发投入的效率。

[关键词]  新能源  技术进步  发展

一、我国新能源研究开发的现状与问题(一)我国新能源研究开发活动的主要特点1.新能源领域的研究开发(R&D)投入不断增加,但份额较低。2001—2006年,财政科技预算中可再生能源的R&D支出从0.53亿元增加到3.25亿元2。“十五”期间,科技攻关计划、863计划、973计划和产业化计划等国家科技计划,共安排10多亿元资金,支持太阳能光伏发电、并网发电、太阳能热水器、氢能和燃料电池等领域先进技术的研发和产业化。但总体来看,我国的新能源技术发展水平与发达国家有较大的差距,资金投入力度甚至还不如一些发展中国家3。如,为了开发纤维乙醇技术,2007-2008年,美国政府财政预算拨款2.7亿美元。目前,我国能源行业R&D支出中,传统能源占大头。根据2004年的经济普查结果4,石油天然气行业的R&D占全部能源行业的41%,煤炭行业占35.4%,电力行业占22.8%,热力和燃气占0.5%,其他占0.3%。

2.新能源的R&D投入强度高于传统能源。从总体来看,我国能源行业的R&D强度(R&D支出占销售收入的比例)低于工业企业的平均水平,新能源的R&D强度高于能源行业的平均水平,有些则高于工业企业的平均水平。以电力行业为例,2004年经济普查结果表明,我国工业行业的平均R&D强度为0.5%,能源行业为0.22%,其他能源发

电(包括太阳能、风能、生物质能等)行业、电池制造业和核电行业的R&D强度分别为0.58%、0.54%和0.35%,均高于电力行业和能源行业的平均水平;而火电和水电等传统能源行业的R&D强度仅为0.11%和0.08%,均低于能源行业和工业企业的平均水平。

3.新能源技术领域的R&D投入以政府为主。由于大部分新能源的技术和市场不成熟,政府投入多,企业投入少,政府资金主要投向清洁能源技术和可再生能源等新能源领域,企业的R&D经费主要投向传统能源技术的试验开发。新能源领域的政府科技计划项目比例远高于传统能源领域。根据2004年统计数据,能源R&D项目中,中央政府和地方政府的科技项目仅占全部10.56%。而在其他能源发电领域,政府科技项目比例高达85.84%,国家科技项目占40.66%,地方政府科技项目占45.18%5。

4.新能源R&D支出中,基本研究优于技术开发和应用,试验示范环节相对薄弱。由于新能源技术领域政府投入较多,大都投向大学和科研院所,但技术转移和应用薄弱。如,2003-2007年,我国在三大检索系统中发表的有关氢燃料电池的论文占世界同类论文的8.7%,而专利数量仅占世界的2.2%。同期,我国太阳能晶体硅领域的三大检索系统论文数量占世界的11.08%,发明专利的数量仅占世界的0.88%6。与国际上主要新能源利用国家相比,我

2009年第2期《发展研究》

国的新能源技术的基础研究大都居中等以上,大学和科研院所的实验室研究与国际水平接进,应用开发水平较不高,研究成果转化滞后。中间试验薄弱,有些新设备没有经过严格的工程验证就大规模投入使用。

5.根据发展规模调整R&D支出结构。“十五”期间,政府的新型可再生能源R&D支出以太阳能和风能为主,太阳能和风能的平均R&D份额

理。

表1  我国政府可再生能源R&D投入情况(2001-2006)(%)

资料来源:根据李俊峰,《中国可再生能源政策框架》(中国可再生能源协会,2007年1月)图表整

为44.6%和40.6%,生物质能与海洋能源的平均份额仅8%。随着风电技术趋于成熟,装机规模不断扩大,国产化程度提高,“十一五”政府的可再生能源R&D支出结构进行了调整。2006年,太阳能的份额增加到60%,生物质能和海洋能的份额提高到15%,风能的比例降至25%(见表1)

(二)我国新能源技术开发利用规划与组织实施中存在的主要问题

我国发展新能源大部分从引进技术开始,逐步消化吸收,部分实现了自主化。目前,我国的新能源门类较齐全,但与国际先进水平相比,技术及其应用存在较大差距。这个差距不仅是技术上的,在组织实施和管理机制方面也存在问题。

1.新能源技术的研究开发缺乏长期规划和持续稳定的支持。一方面,新能源技术的研究开发投入相对不足;另一方面,缺乏稳定的研究开发支持。如,从20世纪50年代起,我国就开始进行煤制油技术的研究开发,经历了四上三下的过程。直到21世纪初,仍然没有进行工程化试验。而美国联邦政府对煤制油技术的研究开发和示范项目持续支持了30多年,至今还没有规模化和商业化发展。

2.研究开发与产业脱离,基础研究较多,转化能力较弱,应用滞后。我国新能源技术的研究开发以政府投入为主,大部分国家科技计划项目由大学与科研院所承担。由于大学和科研院所与企业分离,研究成果距离可应用的程度较远,加上缺乏技术转移机制,成果的产业化滞后。如,从“九五”时期开始,新能源汽车就成为国家863计划的重点,是科研经费预算最多的项目。2005年立项的“863”计划中与燃料电池和混合动力汽车相关的项目有60多项,总预算2.5亿元7。但其产业化进程缓慢。

3.满足于设备制造国产化,缺乏技术储备,不掌握核

心技术。如,在太阳能光伏电池和风能设备制造领域,通过引进技术消化吸收,我国已经基本实现了风能设备和太阳能光伏电池制造国产化,但因没有掌握核心技术,与国际先进水平相比,国产设备和装置的能源转化效率较低。尽管目前我国的太阳能光伏电池及组建的加工规模居世界第三位,但不掌握硅材料的核心技术,加工光伏电池及其组件的设备主要靠进口。由于国外控制硅材料的核心技术,引进硅材料生产线,单位产品耗能高;光伏电池的效率普遍与国际先进水平相差4%。又如,国内用户反映国产风电设备的稳定性差,可发电区间小等。

4.研究开发投入不足,生产工艺较落后。在一些技术比较成熟的领域,已经实现产业化和规模化发展,但研究开发基本停滞。如,太阳能热水器技术成熟,但由于企业分散竞争,研究开发投入严重不足,技术进步较慢,能源利用效率有待进一步提高。

5.缺少自主创新能力,虽然研究开发投入和专利不少,但是大都是外围技术和非核心技术。因此,我们往往只能制造一些配套设备,核心技术和关键设备还要依靠进口。

6.技术标准滞后,产业体系不健全。如,《可再生能源法》确定了鼓励发展生物柴油,但因没有生物柴油标准,生物柴油不能进入销售主渠道;风能设备制造缺少标准和检测体系等。

存在上述问题的主要原因,一是国家的新能源战略目标不明确,政策不稳定,一些研究项目上马又下马。二是没有形成完整的研究开发与示范、推广相结合的体系。由于资源分割,基础研究与成果转化脱节,研究开发与试验示范脱节,技术引进与消化吸收脱节,已有的研究成果和专利没能及时得到应用;由于缺少中试资金,有些新产品

5

本刊专稿

没有经过严格的试验考核就批量用于工程。三是缺少共性技术联合研究与利益分享机制,导致一些具有共性的研究项目低水平分散重复,造成资源浪费。

二、IEA成员国新能源RD&D的特点与趋势

(一)IEA成员国新型可再生能源RD&D的特点

1.政府在可再生能源研究开发和示范项目中发挥重要作用。由于新型可再生能源技术尚未成熟,其开发和利用有较大的技术和市场不确定性,政府投入有利于减少企业利用可再生能源的技术和市场风险,促进可再生能源技术的发展和利用。因此,世界能源机构(IEA)成员国政府在可再生能源技术进步中发挥了不可替代的作用。政府不仅支持可再生能源的技术研究开发,还支持一些大型示范项目,建立了研究开发和示范推广(RD&D)一体化的管理体系。

2.政府RD&D预算进入相对稳定阶段,与可再生能源市场的发展相比仍显不足。20世纪70年代石油危机以后,IEA成员国政府加大了对能源和可再生能源的RD&D投入。如表2所示,1980年,IEA成员国的能源和可再生能源RD&D预算支出进入

表2  IEA成员国政府的能源RD&D预算(1974-2003)(单位:亿美元)

资料来源:IEA,Renewable Energy:RD&D Priorities,2006

表3  IEA国家政府可再生能源RD&D占能源比例(%)

资料来源:IEA, Renewable Energy:RD&D Priorities,2006.

表4   日本新能源技术研究开发投入分布(2007)(单位:亿日元)

资料来源:调查获得日本经济产业省资料。

最高峰,分别为150亿美元和20亿美元;之后,投入下降。90年代以来,能源RD&D预算进入比较稳定的阶段,位于86亿-105亿美元之间。2003年,可再生能源的RD&D预算为8.14亿美元,与可再生能源发展的势头不匹配。尽管可再生能源RD&D支出总量低于70年代末和80年代初,但占能源投入的比例略有增加,从1974-1986年的7.56%增加到1987-2003年的7.72%。

3.RD&D支出集中在少数国家,各国根据资源确定RD&D重点,带动可再生能源产业发展。1990-2003年,

德国、美国、日本三国的可再生能源RD&D占IEA成员国的62%,其中美国的年均预算2.319亿美元,日本为年均1.29亿美元,德国为1.1亿美元。近年来,三国的太阳能发电和风能发电发展很快。从人均投入量来看,1990-2003年,瑞典和丹麦平均每年人均预算5.7美元和3.9美元,瑞士、芬兰、挪威、德国、日本、澳大利亚等国平均每年人均预算超过1美元。

各国根据资源禀赋选择可再生能源RD&D的重点。如,新西兰和土耳其有丰富的地热资源,64%-44%以上的RD&D

2009年第2期《发展研究》

经费投入到地热技术上;澳大利亚、加拿大的土地多,芬兰、瑞典等山林较多,将45%-72%的RD&D支出投向生物质能;英国和丹麦则把36%和44%的支出用来研究风电技术。

4.太阳能、生物质能和风能技术成为RD&D的重点。尽管IEA成员国的可再生能源RD&D预算总量有所下降,但近年来,太阳能、生物质能和风能在可再生能源RD&D中的份额增加,约占76%(见表3)。其中,太阳能占可再生能源RD&D预算支出的份额从1974年9.3%增至2000年的42%。2003年又降至29.4%;生物质能的RD&D份额从1974年的5%增加到2003年的30%;风电从0.4增加到16%。同期,地热、太阳能加热和制冷、太阳能终端发电等领域的RD&D预算份额从1974年的84%降至2003年的19%。

5.建立科学的新能源技术计划组织实施管理体系和机制。由于技术的市场不确定性与技术本身的外部性,不能完全靠市场机制来解决清洁新能源技术发展和进步问题,政府应在支持新能源技术 RD&D和帮助新技术克服市场障碍方面发挥重要作用。IEA成员国的新能源技术开发和示范项目计划的组织实施有以下特点:一是新能源技术和RD&D战略密切配合国家能源战略,并与商业化和市场开拓政策联系和协调;二是建立具有明确和透明的RD&D优先顺序和评价程序,从广泛的、大规模能源技术示范项目转向特定方向和领域的开发、示范和推广;三是吸收利益相关者参与研发和示范项目,技术开发项目的参与者多元化,包括企业、大学、国家实验室、科研机构,以及支持RD&D的协会和财团;四是扩大RD&D合作计划的资助范围,制定技术路线图时考虑各环节的所有利益相关者的利益。

(二)日本的新能源技术研究开发、示范和推广一体化体系

日本政府在支持新能源技术发展过程中,采取了研究开发、示范和推广三位一体的开发推广体系。政府不仅支持前期研究开发,而且花大力气促进技术推广。2006年和2007年,日本新能源技术RD&D总投入为1345亿日元和1153亿日元,其中技术开发支出占30.3%和28.7%,试验验证支出占21.4%和21.2%,技术推广支出占48%和50%(见表4)。在开发、试验和推广三个环节占,技术推广的投入接近于技术开发和实证试验的总和。具体看,在技术发展的不同阶段,三者的比例不同,通常,在研究开发初期,研究开发费用高一些;后期的示范和推广费用高一些。

日本新能源研究开发和示范推广计划的组织实施有以下特点。

1.委托专业机构管理。日本经济产业省主要制定能源方面的大政方针和规划,而日本新能源和产业技术综合研究机构(简称NEDO)负责规划和示范项目的具体实施管理,并根据示范结果,制定技术和项目实施的具体政策。NEDO有三千多名员工,一部分是能源专业技术人员,受雇于NEDO;一部分来自能源企业,还有一部分来自经济产业省。

2.产学研结合,合理分工。基础研究基本上委托大学和政府研究机构承担;应用研究主要由企业承担,大学和政府研究所参与;企业进行现场实验,采取自愿投标的原则。当技术相对成熟,进入推广程序时,政府资助部分资金,以招标方式邀请企业参加。

3.多种技术路线同时开展研究。由于每种替代能源可能有多种技术路线来实现,NEDO并不自己取舍技术方案,而是支持各种方案的研究开发和试验验证,最终由市场进行选择。为了提高新能源的市场竞争力,在技术产业化后,政府还重点支持降低新能源成本和节能技术的研究开发项目,提高工业、商用、交通运输部门和民用的能源使用效率。

4.根据示范项目发现问题,为制定政策提供科学依据。政府支持示范项目,在验证和示范项目中重点考虑地区能源供需平衡和对新能源的接受程度。政府根据示范结果制定具体政策,企业自主选择采用哪种技术路线。

5.支持地方公共机构、产业界和家庭参与示范项目,支持使用各种新能源基础设施,包括家庭用设备等。如,太阳能光伏发电。

综上所述,日本的研究开发、示范和推广一体化的新能源技术开发推广体系的最大特点是,政府主导前期研究,市场引导应用。政府不仅支持新能源的基础研究,还支持以商业化为导向的技术开发和示范项目。

三、有关建议

发展清洁新能源是国家能源战略的重要组成部分,对缓解我国能源安全和环境压力具有积极意义。尽管我国新能源技术开发和利用居发中国家前列,但远不能满足国内能源结构调整的需要。因此,一方面,要加大新能源技术研究开发的投入;另一方面,要改进新能源技术的研究开发规划与组织实施管理,提高研究开发的效率。

7

本刊专稿

一是加强长期规划,加大投入力度,应用开发与技术储备相结合。目前,大部分新能源还属于补充能源,尚不能大规模替代传统能源,发展新能源技术是一项长期任务。新能源技术的开发利用要与国家的能源战略紧密结合,做好长期规划。一方面,对一些相对成熟、已经进入产业化的技术,重点进行降低成本、提高效率等方面的研究开发;另一方面,对一些新兴技术进行探索性研究,增加技术储备。

二是根据国内资源特点,突出重点,引进技术和自主开发相结合。我国的可再生能源资源丰富,可再生能源技术发展多元化,重点放在有大规模产业化前景的技术上。由于新能源技术的研究开发投入大,周期长。为提高效率,要采取引进技术和自主研发相结合的战略。一方面,国外基本成熟的技术,可以通过引进技术消化吸收,根据我国的资源特点进行再改进,逐步掌握核心技术;另一方面,具有我国特色的可再生资源技术要坚持自主开发。

三是建立研究开发和示范一体化的管理体系,促进研究开发与产业化结合。由于目前大部分新能源技术尚未成熟,成本高于传统能源,其利用和产业化有一定的技术风险和市场风险,加上新能源的利用具有环境保护等社会效益,因此,发展新能源技术不能仅靠市场机制,政府应在新能源技术的研究开发、示范和推广的各个环节发挥作用。借鉴日本的经验,要打破部门界限,建立产学研结合的研究开发、示范和推广体系;制定新能源技术的技术路线图,加强研究开发、示范和推广各环节的衔接,增加新技术的工程化试验和示范项目投入;以企业为新能源技术集成平台,以示范项目为纽带,促进产学研结合。

四是建立共性技术研究开发机制。目前,许多新能源技术处于研究开发的初级,研究开发投入大,周期长,需要跨学科的联合攻关,一些基础性的研究成果属于共性技术。为了提高研究开发投入的效率,要建立共性和共享技术联合开发机制,以利益和知识产权分享机制为纽带,采取多种方式组织企业、科研机构联合研究开发共性技术。

五是提高政策的持续稳定性和透明度,鼓励企业增加新能源技术的研究开发投入。由于新能源技术的开发利用需要政府政策的支持,增加政策稳定性和透明度有利于企业进行长期的研究开发投入。通过鼓励使用新能源的需求政策,开拓新能源市场,减少企业投资风险。

六是加强国际合作。开发利用新能源、节能减排是全

世界面临的共同问题。因此,要采取多种方式建立新能源技术开发的长期国际合作机制,通过合作开发和引进技术,加速新能源技术的利用和产业发展。目前,一些发达国家在新能源技术领域走在前面,我们应以节能减排为目标,加强新能源技术方面的国际合作。

注释 :

1新能源包括核能、氢能、燃料电池,以及新型可再生能源(包括太阳能、风能、生物质能等)。

2李俊峰:《中国可再生能源政策框架》, 2007年1月。3 www.ndrc.gov.cn/nyjt/dcyyj/t20060421-67088.htm,国家发展改革委员会能源局,“生物燃料发展有关情况及政策建议”。

4本文中的2004年经济普查数据均来自高昌林等,“我国能源产业研究开发活动的基本状况研究”,科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2006年第67期。以后不再标注。

5数据来源于高昌林等,“我国能源产业研究开发活动的基本状况研究”,科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2006年第67期。

6数据来源:国家科技部办公厅和国务院发展研究中心国际技术经济研究所编写,《2007世界前沿技术发展报告》,P124,中国科学出版社。

7王政:“新能源汽车中国有多少机会?”,《科技中国》2007年12月。

参考文献 :

(1)高昌林等:“我国能源产业研究开发活动的基本状况研究”,科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2006年第67期。

(2)科学技术部办公厅和国务院发展研究中心国际技术经济研究所编写,《2007世界前沿技术发展报告》,中国科学出版社。

(3)IEA,Renewable Energy:RD&D Priorities,2006.

       国务院发展研究中心技术经济研究部

      “新能源和可再生能源开发利用的机制和政策”课题组       课题负责人:吕  薇

       课题组成员:郭励弘   李志军   马名杰                   李广乾   沈恒超   田杰棠                   罗  涛   李  忠   戴建军             执笔:吕  薇

                              (责任编辑:叶子)

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[内容摘要] 新能源是重要的替代能源。由于大部分新能源1的技术尚不成熟,处于产业化初期或研究开发阶段,技术进步是促进新能源发展的重要动力。根据国际经验,政府在新能源技术研究开发、示范和推广中发挥着重要作用,科学的组织实施管理体系对推动新能源技术发展与利用具有积极作用。为了促进新能源技术发展和应用,我们不仅要加大新能源技术开发的投入,还要改进新能源技术开发利用的规划与组织实施体系,提高研究开发投入的效率。

[关键词]  新能源  技术进步  发展

一、我国新能源研究开发的现状与问题(一)我国新能源研究开发活动的主要特点1.新能源领域的研究开发(R&D)投入不断增加,但份额较低。2001—2006年,财政科技预算中可再生能源的R&D支出从0.53亿元增加到3.25亿元2。“十五”期间,科技攻关计划、863计划、973计划和产业化计划等国家科技计划,共安排10多亿元资金,支持太阳能光伏发电、并网发电、太阳能热水器、氢能和燃料电池等领域先进技术的研发和产业化。但总体来看,我国的新能源技术发展水平与发达国家有较大的差距,资金投入力度甚至还不如一些发展中国家3。如,为了开发纤维乙醇技术,2007-2008年,美国政府财政预算拨款2.7亿美元。目前,我国能源行业R&D支出中,传统能源占大头。根据2004年的经济普查结果4,石油天然气行业的R&D占全部能源行业的41%,煤炭行业占35.4%,电力行业占22.8%,热力和燃气占0.5%,其他占0.3%。

2.新能源的R&D投入强度高于传统能源。从总体来看,我国能源行业的R&D强度(R&D支出占销售收入的比例)低于工业企业的平均水平,新能源的R&D强度高于能源行业的平均水平,有些则高于工业企业的平均水平。以电力行业为例,2004年经济普查结果表明,我国工业行业的平均R&D强度为0.5%,能源行业为0.22%,其他能源发

电(包括太阳能、风能、生物质能等)行业、电池制造业和核电行业的R&D强度分别为0.58%、0.54%和0.35%,均高于电力行业和能源行业的平均水平;而火电和水电等传统能源行业的R&D强度仅为0.11%和0.08%,均低于能源行业和工业企业的平均水平。

3.新能源技术领域的R&D投入以政府为主。由于大部分新能源的技术和市场不成熟,政府投入多,企业投入少,政府资金主要投向清洁能源技术和可再生能源等新能源领域,企业的R&D经费主要投向传统能源技术的试验开发。新能源领域的政府科技计划项目比例远高于传统能源领域。根据2004年统计数据,能源R&D项目中,中央政府和地方政府的科技项目仅占全部10.56%。而在其他能源发电领域,政府科技项目比例高达85.84%,国家科技项目占40.66%,地方政府科技项目占45.18%5。

4.新能源R&D支出中,基本研究优于技术开发和应用,试验示范环节相对薄弱。由于新能源技术领域政府投入较多,大都投向大学和科研院所,但技术转移和应用薄弱。如,2003-2007年,我国在三大检索系统中发表的有关氢燃料电池的论文占世界同类论文的8.7%,而专利数量仅占世界的2.2%。同期,我国太阳能晶体硅领域的三大检索系统论文数量占世界的11.08%,发明专利的数量仅占世界的0.88%6。与国际上主要新能源利用国家相比,我

2009年第2期《发展研究》

国的新能源技术的基础研究大都居中等以上,大学和科研院所的实验室研究与国际水平接进,应用开发水平较不高,研究成果转化滞后。中间试验薄弱,有些新设备没有经过严格的工程验证就大规模投入使用。

5.根据发展规模调整R&D支出结构。“十五”期间,政府的新型可再生能源R&D支出以太阳能和风能为主,太阳能和风能的平均R&D份额

理。

表1  我国政府可再生能源R&D投入情况(2001-2006)(%)

资料来源:根据李俊峰,《中国可再生能源政策框架》(中国可再生能源协会,2007年1月)图表整

为44.6%和40.6%,生物质能与海洋能源的平均份额仅8%。随着风电技术趋于成熟,装机规模不断扩大,国产化程度提高,“十一五”政府的可再生能源R&D支出结构进行了调整。2006年,太阳能的份额增加到60%,生物质能和海洋能的份额提高到15%,风能的比例降至25%(见表1)

(二)我国新能源技术开发利用规划与组织实施中存在的主要问题

我国发展新能源大部分从引进技术开始,逐步消化吸收,部分实现了自主化。目前,我国的新能源门类较齐全,但与国际先进水平相比,技术及其应用存在较大差距。这个差距不仅是技术上的,在组织实施和管理机制方面也存在问题。

1.新能源技术的研究开发缺乏长期规划和持续稳定的支持。一方面,新能源技术的研究开发投入相对不足;另一方面,缺乏稳定的研究开发支持。如,从20世纪50年代起,我国就开始进行煤制油技术的研究开发,经历了四上三下的过程。直到21世纪初,仍然没有进行工程化试验。而美国联邦政府对煤制油技术的研究开发和示范项目持续支持了30多年,至今还没有规模化和商业化发展。

2.研究开发与产业脱离,基础研究较多,转化能力较弱,应用滞后。我国新能源技术的研究开发以政府投入为主,大部分国家科技计划项目由大学与科研院所承担。由于大学和科研院所与企业分离,研究成果距离可应用的程度较远,加上缺乏技术转移机制,成果的产业化滞后。如,从“九五”时期开始,新能源汽车就成为国家863计划的重点,是科研经费预算最多的项目。2005年立项的“863”计划中与燃料电池和混合动力汽车相关的项目有60多项,总预算2.5亿元7。但其产业化进程缓慢。

3.满足于设备制造国产化,缺乏技术储备,不掌握核

心技术。如,在太阳能光伏电池和风能设备制造领域,通过引进技术消化吸收,我国已经基本实现了风能设备和太阳能光伏电池制造国产化,但因没有掌握核心技术,与国际先进水平相比,国产设备和装置的能源转化效率较低。尽管目前我国的太阳能光伏电池及组建的加工规模居世界第三位,但不掌握硅材料的核心技术,加工光伏电池及其组件的设备主要靠进口。由于国外控制硅材料的核心技术,引进硅材料生产线,单位产品耗能高;光伏电池的效率普遍与国际先进水平相差4%。又如,国内用户反映国产风电设备的稳定性差,可发电区间小等。

4.研究开发投入不足,生产工艺较落后。在一些技术比较成熟的领域,已经实现产业化和规模化发展,但研究开发基本停滞。如,太阳能热水器技术成熟,但由于企业分散竞争,研究开发投入严重不足,技术进步较慢,能源利用效率有待进一步提高。

5.缺少自主创新能力,虽然研究开发投入和专利不少,但是大都是外围技术和非核心技术。因此,我们往往只能制造一些配套设备,核心技术和关键设备还要依靠进口。

6.技术标准滞后,产业体系不健全。如,《可再生能源法》确定了鼓励发展生物柴油,但因没有生物柴油标准,生物柴油不能进入销售主渠道;风能设备制造缺少标准和检测体系等。

存在上述问题的主要原因,一是国家的新能源战略目标不明确,政策不稳定,一些研究项目上马又下马。二是没有形成完整的研究开发与示范、推广相结合的体系。由于资源分割,基础研究与成果转化脱节,研究开发与试验示范脱节,技术引进与消化吸收脱节,已有的研究成果和专利没能及时得到应用;由于缺少中试资金,有些新产品

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本刊专稿

没有经过严格的试验考核就批量用于工程。三是缺少共性技术联合研究与利益分享机制,导致一些具有共性的研究项目低水平分散重复,造成资源浪费。

二、IEA成员国新能源RD&D的特点与趋势

(一)IEA成员国新型可再生能源RD&D的特点

1.政府在可再生能源研究开发和示范项目中发挥重要作用。由于新型可再生能源技术尚未成熟,其开发和利用有较大的技术和市场不确定性,政府投入有利于减少企业利用可再生能源的技术和市场风险,促进可再生能源技术的发展和利用。因此,世界能源机构(IEA)成员国政府在可再生能源技术进步中发挥了不可替代的作用。政府不仅支持可再生能源的技术研究开发,还支持一些大型示范项目,建立了研究开发和示范推广(RD&D)一体化的管理体系。

2.政府RD&D预算进入相对稳定阶段,与可再生能源市场的发展相比仍显不足。20世纪70年代石油危机以后,IEA成员国政府加大了对能源和可再生能源的RD&D投入。如表2所示,1980年,IEA成员国的能源和可再生能源RD&D预算支出进入

表2  IEA成员国政府的能源RD&D预算(1974-2003)(单位:亿美元)

资料来源:IEA,Renewable Energy:RD&D Priorities,2006

表3  IEA国家政府可再生能源RD&D占能源比例(%)

资料来源:IEA, Renewable Energy:RD&D Priorities,2006.

表4   日本新能源技术研究开发投入分布(2007)(单位:亿日元)

资料来源:调查获得日本经济产业省资料。

最高峰,分别为150亿美元和20亿美元;之后,投入下降。90年代以来,能源RD&D预算进入比较稳定的阶段,位于86亿-105亿美元之间。2003年,可再生能源的RD&D预算为8.14亿美元,与可再生能源发展的势头不匹配。尽管可再生能源RD&D支出总量低于70年代末和80年代初,但占能源投入的比例略有增加,从1974-1986年的7.56%增加到1987-2003年的7.72%。

3.RD&D支出集中在少数国家,各国根据资源确定RD&D重点,带动可再生能源产业发展。1990-2003年,

德国、美国、日本三国的可再生能源RD&D占IEA成员国的62%,其中美国的年均预算2.319亿美元,日本为年均1.29亿美元,德国为1.1亿美元。近年来,三国的太阳能发电和风能发电发展很快。从人均投入量来看,1990-2003年,瑞典和丹麦平均每年人均预算5.7美元和3.9美元,瑞士、芬兰、挪威、德国、日本、澳大利亚等国平均每年人均预算超过1美元。

各国根据资源禀赋选择可再生能源RD&D的重点。如,新西兰和土耳其有丰富的地热资源,64%-44%以上的RD&D

2009年第2期《发展研究》

经费投入到地热技术上;澳大利亚、加拿大的土地多,芬兰、瑞典等山林较多,将45%-72%的RD&D支出投向生物质能;英国和丹麦则把36%和44%的支出用来研究风电技术。

4.太阳能、生物质能和风能技术成为RD&D的重点。尽管IEA成员国的可再生能源RD&D预算总量有所下降,但近年来,太阳能、生物质能和风能在可再生能源RD&D中的份额增加,约占76%(见表3)。其中,太阳能占可再生能源RD&D预算支出的份额从1974年9.3%增至2000年的42%。2003年又降至29.4%;生物质能的RD&D份额从1974年的5%增加到2003年的30%;风电从0.4增加到16%。同期,地热、太阳能加热和制冷、太阳能终端发电等领域的RD&D预算份额从1974年的84%降至2003年的19%。

5.建立科学的新能源技术计划组织实施管理体系和机制。由于技术的市场不确定性与技术本身的外部性,不能完全靠市场机制来解决清洁新能源技术发展和进步问题,政府应在支持新能源技术 RD&D和帮助新技术克服市场障碍方面发挥重要作用。IEA成员国的新能源技术开发和示范项目计划的组织实施有以下特点:一是新能源技术和RD&D战略密切配合国家能源战略,并与商业化和市场开拓政策联系和协调;二是建立具有明确和透明的RD&D优先顺序和评价程序,从广泛的、大规模能源技术示范项目转向特定方向和领域的开发、示范和推广;三是吸收利益相关者参与研发和示范项目,技术开发项目的参与者多元化,包括企业、大学、国家实验室、科研机构,以及支持RD&D的协会和财团;四是扩大RD&D合作计划的资助范围,制定技术路线图时考虑各环节的所有利益相关者的利益。

(二)日本的新能源技术研究开发、示范和推广一体化体系

日本政府在支持新能源技术发展过程中,采取了研究开发、示范和推广三位一体的开发推广体系。政府不仅支持前期研究开发,而且花大力气促进技术推广。2006年和2007年,日本新能源技术RD&D总投入为1345亿日元和1153亿日元,其中技术开发支出占30.3%和28.7%,试验验证支出占21.4%和21.2%,技术推广支出占48%和50%(见表4)。在开发、试验和推广三个环节占,技术推广的投入接近于技术开发和实证试验的总和。具体看,在技术发展的不同阶段,三者的比例不同,通常,在研究开发初期,研究开发费用高一些;后期的示范和推广费用高一些。

日本新能源研究开发和示范推广计划的组织实施有以下特点。

1.委托专业机构管理。日本经济产业省主要制定能源方面的大政方针和规划,而日本新能源和产业技术综合研究机构(简称NEDO)负责规划和示范项目的具体实施管理,并根据示范结果,制定技术和项目实施的具体政策。NEDO有三千多名员工,一部分是能源专业技术人员,受雇于NEDO;一部分来自能源企业,还有一部分来自经济产业省。

2.产学研结合,合理分工。基础研究基本上委托大学和政府研究机构承担;应用研究主要由企业承担,大学和政府研究所参与;企业进行现场实验,采取自愿投标的原则。当技术相对成熟,进入推广程序时,政府资助部分资金,以招标方式邀请企业参加。

3.多种技术路线同时开展研究。由于每种替代能源可能有多种技术路线来实现,NEDO并不自己取舍技术方案,而是支持各种方案的研究开发和试验验证,最终由市场进行选择。为了提高新能源的市场竞争力,在技术产业化后,政府还重点支持降低新能源成本和节能技术的研究开发项目,提高工业、商用、交通运输部门和民用的能源使用效率。

4.根据示范项目发现问题,为制定政策提供科学依据。政府支持示范项目,在验证和示范项目中重点考虑地区能源供需平衡和对新能源的接受程度。政府根据示范结果制定具体政策,企业自主选择采用哪种技术路线。

5.支持地方公共机构、产业界和家庭参与示范项目,支持使用各种新能源基础设施,包括家庭用设备等。如,太阳能光伏发电。

综上所述,日本的研究开发、示范和推广一体化的新能源技术开发推广体系的最大特点是,政府主导前期研究,市场引导应用。政府不仅支持新能源的基础研究,还支持以商业化为导向的技术开发和示范项目。

三、有关建议

发展清洁新能源是国家能源战略的重要组成部分,对缓解我国能源安全和环境压力具有积极意义。尽管我国新能源技术开发和利用居发中国家前列,但远不能满足国内能源结构调整的需要。因此,一方面,要加大新能源技术研究开发的投入;另一方面,要改进新能源技术的研究开发规划与组织实施管理,提高研究开发的效率。

7

本刊专稿

一是加强长期规划,加大投入力度,应用开发与技术储备相结合。目前,大部分新能源还属于补充能源,尚不能大规模替代传统能源,发展新能源技术是一项长期任务。新能源技术的开发利用要与国家的能源战略紧密结合,做好长期规划。一方面,对一些相对成熟、已经进入产业化的技术,重点进行降低成本、提高效率等方面的研究开发;另一方面,对一些新兴技术进行探索性研究,增加技术储备。

二是根据国内资源特点,突出重点,引进技术和自主开发相结合。我国的可再生能源资源丰富,可再生能源技术发展多元化,重点放在有大规模产业化前景的技术上。由于新能源技术的研究开发投入大,周期长。为提高效率,要采取引进技术和自主研发相结合的战略。一方面,国外基本成熟的技术,可以通过引进技术消化吸收,根据我国的资源特点进行再改进,逐步掌握核心技术;另一方面,具有我国特色的可再生资源技术要坚持自主开发。

三是建立研究开发和示范一体化的管理体系,促进研究开发与产业化结合。由于目前大部分新能源技术尚未成熟,成本高于传统能源,其利用和产业化有一定的技术风险和市场风险,加上新能源的利用具有环境保护等社会效益,因此,发展新能源技术不能仅靠市场机制,政府应在新能源技术的研究开发、示范和推广的各个环节发挥作用。借鉴日本的经验,要打破部门界限,建立产学研结合的研究开发、示范和推广体系;制定新能源技术的技术路线图,加强研究开发、示范和推广各环节的衔接,增加新技术的工程化试验和示范项目投入;以企业为新能源技术集成平台,以示范项目为纽带,促进产学研结合。

四是建立共性技术研究开发机制。目前,许多新能源技术处于研究开发的初级,研究开发投入大,周期长,需要跨学科的联合攻关,一些基础性的研究成果属于共性技术。为了提高研究开发投入的效率,要建立共性和共享技术联合开发机制,以利益和知识产权分享机制为纽带,采取多种方式组织企业、科研机构联合研究开发共性技术。

五是提高政策的持续稳定性和透明度,鼓励企业增加新能源技术的研究开发投入。由于新能源技术的开发利用需要政府政策的支持,增加政策稳定性和透明度有利于企业进行长期的研究开发投入。通过鼓励使用新能源的需求政策,开拓新能源市场,减少企业投资风险。

六是加强国际合作。开发利用新能源、节能减排是全

世界面临的共同问题。因此,要采取多种方式建立新能源技术开发的长期国际合作机制,通过合作开发和引进技术,加速新能源技术的利用和产业发展。目前,一些发达国家在新能源技术领域走在前面,我们应以节能减排为目标,加强新能源技术方面的国际合作。

注释 :

1新能源包括核能、氢能、燃料电池,以及新型可再生能源(包括太阳能、风能、生物质能等)。

2李俊峰:《中国可再生能源政策框架》, 2007年1月。3 www.ndrc.gov.cn/nyjt/dcyyj/t20060421-67088.htm,国家发展改革委员会能源局,“生物燃料发展有关情况及政策建议”。

4本文中的2004年经济普查数据均来自高昌林等,“我国能源产业研究开发活动的基本状况研究”,科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2006年第67期。以后不再标注。

5数据来源于高昌林等,“我国能源产业研究开发活动的基本状况研究”,科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2006年第67期。

6数据来源:国家科技部办公厅和国务院发展研究中心国际技术经济研究所编写,《2007世界前沿技术发展报告》,P124,中国科学出版社。

7王政:“新能源汽车中国有多少机会?”,《科技中国》2007年12月。

参考文献 :

(1)高昌林等:“我国能源产业研究开发活动的基本状况研究”,科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2006年第67期。

(2)科学技术部办公厅和国务院发展研究中心国际技术经济研究所编写,《2007世界前沿技术发展报告》,中国科学出版社。

(3)IEA,Renewable Energy:RD&D Priorities,2006.

       国务院发展研究中心技术经济研究部

      “新能源和可再生能源开发利用的机制和政策”课题组       课题负责人:吕  薇

       课题组成员:郭励弘   李志军   马名杰                   李广乾   沈恒超   田杰棠                   罗  涛   李  忠   戴建军             执笔:吕  薇

                              (责任编辑:叶子)


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