图1 世界各国拟建核电站发电量（万kW）

世界能源结构

首先我们来看目前的世界能源结构，从目前全球能源消费结构来看，石油、煤炭和天然气仍然在能源格局中处于主体地位——石油占35.6%，天然气占23.8%，煤炭占28.6%，核能占5.6%，水电占6.4%。而我们现如今所说的新能源，主要是包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物智能还有核聚变能等。新能源目前的应用比例还很小，下面我们主要从核能、风能和太阳能的利用情况来做一个比较分析。

首先来看核能（图1），截止到2008年底，全球共有30个国家，438台核电机组在运行，其中欧洲是197台，北美124台，亚洲111台，南美4台，非洲2台，总装机容量已经达到3.7亿kW。全球拟建的核电站总共有59座，日本、中国、美国和印度的核电建设位于全球的前四位。

图2 1993～2008年世界风力发电总装机容量（MW）

其次来看风能（图2），风力发电包括以往运行的小型风力发电机组和大型并网发电机组，目前技术已经基本成熟。近年来，并网风电发电机组的单机容量不断增大，而且风电场建设已经从陆地向海上发展。从2004年起，世界风能连续5年以年均30%的增长率发展，2008年全球新增装机28190MW，比2007年增长42%，年均发电量约2541亿kW·h，占世界总发电量的1.3%以上。从目前发展来看，美国、欧洲和中国是全球风电增长最快的三个地域，它们新增的装机容量占全球新增装机容量的85%。到2008年底，欧洲已经建成24个近海的风电场。分别分布在英国、丹麦、瑞典、荷兰、爱尔兰和比利时。

最后看一下太阳能（图3），太阳能利用主要包括太阳能光伏发电和太阳能热发电以及太阳能热水器和太阳能房等热利用方式。2008年全球太阳能发电装机量达到了14730MW，从图中我们可以看出，欧盟、日本和美国是推动装电发电系统最主要的地区。近年来并网的光伏发电速度加快，市场容量已经超过独立使用的分散、光辐电源。

图3 全球太阳能发电装机量及累计装机量（MW）

世界能源预测

根据目前世界能源结构分析，我们对未来世界能源做了一个简单的预测（表1）。根据国际能源署预测，2005~2030年，世界范围的电力需求年均将增长2.8%。而发展中国家的增长速度是经合组织国家的3倍，其电力需求到2030年将增加两倍。其中电力需求增长比较快的是印度和中国。分别增长6.15和5.1%。欧洲和北美的能源消费在世界总量中占得比例呈下降趋势，亚洲、中东和中南美洲等地区将保持增长态势。未来世界电力需求年均增长比例是2.8%，其中，可再生能源发电总量年均增长率将最大。到2030年，它将提供世界电力的4.4%，其中生物智能，将占到80%的比例。目前可再生能源在一次能源中所占的比例总体上偏低，一方面与一些国家的重视程度和政策有关系，另一方面与可再生能源的技术发展成本比较高有相当的关系。

目前，随着低碳能源的发展，可再生能源的重要性日益凸显，因此各国政府都在推动新能源发展。尤其是金融危机将新能源发展带到了前所未有的高度。如美国将能源作为新能源政策的核心，欧盟也制定了一揽子能源计划，日本今后将大力促进太阳能发电等新能源的普及和发展。

世界新能源发电技术发展趋势

未来核电技术发展方向主要是要显著的提高经济性和安全性。我们根据技术的发展状态，机组的先进程度，将核电发展技术分为四代，目前世界能够运行的绝大多数还属于第二代，20世纪70年代开发的商用核电厂反应堆，容量进入百万千瓦级，安全性极大提高，堆芯熔化率 10-4～10-5/堆年，安全壳短时破裂率10-5～10-6/堆年。20世纪80～90年代新开发的反应堆核电技术是列为第三代，堆型为先进轻水堆，以考虑安全性和经济性为特征，堆芯熔化率10-5～10-6/堆年，安全壳短时破裂率10-6～10-7/堆年，提高安全性和经济性、减少核废料产量、防止核扩散。1999年提出了第四代核电技术的概念，在美国倡导下推出钠冷快堆、铅冷快堆 、气冷快堆 、超临界水冷堆、超高温气冷堆和熔盐堆6种快中子堆和热中子堆，以考虑核燃料循环为特征，堆芯熔化率很低，是固有安全的反应堆，旨在开发更新的先进核能系统。

图4  2006～2030年中国一次能源需求的预测

风力发电技术的发展趋势可以归纳为三点：一是机组的大型化，目前1.5MW以上的风电机组已经成为全球风电市场的主流机型，2008年的市场份额已经达到86.4%。陆地主流机型向3MW发展，而海上主流机型由3MW向5MW发展。第二个趋势是海上风电发展技术已成为重要的发展方向，将发电厂建在海上，不仅节约了土地资源，同时利用海上得天独厚的广阔空间和风力资源，可以进行批量和规模化的生产，从而降低风力发电的成本。目前欧洲许多国家都制定了大规模的开发计划。全球海上风电机型主要有丹麦Vistas的3MW，德国西门子3.6MW和德国Repower的5MW，还有中国华锐风电的SL3000的3MW机型。风电技术第三个趋势是风电装备日益趋向结构的简单化，而且体积也逐渐减小。

太阳能发电技术应用主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电。在太阳能发电技术中，太阳能光伏技术是近年来发展最快、最有活力的研发领域。太阳能光伏发电一共有两种形式，分为晶体硅太阳电池和薄膜电池发电。晶体硅是当前太阳能光伏电池的主流，而薄膜电池占得比例比较小，但是发展速度很快。预测到2012年，薄膜光伏电池将占到光伏发电市场的30%。针对太阳能发电产业的瓶颈技术之一，太阳能电池，目前主要的研究工作还集中在新材料，新工艺和新设计等方面，目的就是为了提高电池的转换效率和降低电池的制造成本。

图5 2000～2008年我国风电累计装机容量变化趋势

未来太阳能光热技术的发展趋势主要包括四点，首先是向大规模的电站发展，形成规模经济从而降低成本；第二是实现聚光接收器的高效率和低成本；第三是提高定日镜跟踪系统的精度，同时提高导热管的热传输和蓄热装置的存储效率；最后一条是寻找更易得更经济的导热和冷却介质，以摆脱光热电站对水资源的依赖。有专家预测，到2020年前后，太阳能热发电系统将在发达国家实现商业化，并逐步向发展中国家扩展。智能化电网能实时监控并自动调节的集成电网，解决风电、太阳能发电等不稳定电源的并网问题。

中国能源结构与预测

2008年，我国的发电设备制造量超过了1亿kW，同比增长4.3%，其中火电同比下降8.2%，水电同比下降11.8%，风电同比增长151.4%。而同年出口的水电、火电和风电机组共204套，占到生产量的11%。

根据国际能源署的预测，到2030年，我国新增的发电容量将有1312GW，其中贡献最多的还是煤炭，占70%，15%是水电，其他的是6%，能源署还预测到，中国电力行业的总投资将占到全球总投资的1/4。

图4是2006~2030年中国一次能源需求的预测。可以看到能源的总量和结构都发生了一些变化。表2是对中国新能源产业发展的预测。

中国新能源发电技术与装备

核电领域，截止到2008年底，我国大陆共有6座核电站，11台机组在运行，总装机容量达到895万kW，占总电力装机容量的1.12%。2008年，核电发电量占总发电量的1.99%。目前我国核电装备制造企业已经逐步掌握了核岛、常规岛大多数关键设备的设计制造技术，完成了反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、环吊和主管道等核岛关键设备，汽轮机、发电机等常规岛关键设备以及非核级泵阀、控制系统和仪表等配套设备和原材料的研制工作。国家、地方政府和企业也投入大量资金，成功打造出若干核电设备研发和制造基地。20多年来，通过消化吸收国外先进技术和自主攻关，我国核电技术与装备发展取得了重大成就。

目前，国内的核电设备制造已经形成了四个基地，首先是以哈电集团、东电集团和上电集团为代表的核电设备制造基地；其次是以一重集团、二重集团和上重集团为重点的大型铸锻件和反应堆压力容器制造基地；然后是由沈鼓集团、中核苏阀、大连大高阀门等一批国家级骨干企业所形成的核级泵阀制造基地；另外就是一批专业生产厂家具备了堆内构件、仪控系统、核级泵阀、控制棒驱动机构、环吊、主管道及配套设备的批量生产条件。

为了促进核电产业的发展，2007年11月国务院正式批准发改委上报的《国家核电发展专题规划(2005~2020年)》。到2020年，我国将争取将核电运行装机容量提高到4000万kW，核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2%提高到4%，意味着未来至少有4600百万kW机组要陆续开工，至少要新建30座核电站，到2020年，每100度电中大约有5度将来自核能。

风力发电领域，2008年我国风电新增装机容量仅次于美国，位列全球第二，累计装机容量增长了106%，位于美国、德国、西班牙之后排在世界第四位。2008年风电上网的电量占全国总发电量的比例比较小是0.3%。国产设备市场占有率达到了69%。可以说我国风力发电今年实现了跨越式增长（图5）。

从区域上来说，中国拟建及部分拟建风电场的布局还是相对比较集中，主要分布在新疆、内蒙、黄渤海圈，还有长江三角的沿海地区。对于风电设备制造商，2008年我国华锐风电、金风科技和东方汽轮机分别列全球的第7、第9和第11位。这3家企业也是目前风电行业的三大领军企业，具有风电机组的自主研发和风电规模生产能力。

从风机整体发展来看，我国风电设备整机已经出现了批量出口。但目前风电新技术和机组开发进度不一，湘电、重庆海装、北重和上海电气的2MW机组正处于样机的研制和装机试验阶段，新疆金风科技、东汽、株洲南车和广西云河艾曼迪斯的2.5MW风电机组也处于样机的研发阶段。

风电机组部件齿轮箱、关键轴承目前已经实现了国产化，瓦轴1.5MW风电轴承实现量产，3MW实现装机。大重·大起减速机厂、南高齿、重齿年产3000台以上，二重、杭齿、太重研制开发和小批量生产，大重·大起减速机厂（3000kW已实现装机）。

目前的叶片生产也基本满足了整机的配套要求。1.5MW风机叶片生产厂商主要有保定惠腾、中复连众、中材科技和上玻院等公司。3MW风机，保定惠腾已经实现装机，中复连众正在研制。

风电装备虽然目前取得了一定的成绩，但是从我们研究来看，目前风机整机和部件制造均已经出现了过热的情况，整机企业已经超过了70家，竞争已经进入白热化阶段。为了促进我国风电产业发展，我国《可再生能源中长期发展规划》提出，到2010年，全国风电总装机容量达到500万kW。重点在东部沿海和“三北” 地区，建设30个左右10万kW等级的大型风电项目，形成江苏、河北、内蒙古3个100万kW级的风电基地。建成1～2个10万kW级海上风电试点项目。 2020年达到30000MW（3000万kW）。

太阳能发电技术与装备发展。我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始的时候主要应用于空间技术，而后逐渐扩大到地面，并形成了中国的光伏产业。截至目前，累计投资达到40亿元。已安装光伏电站达到50000kW。但并网光伏发电比例仍旧很小，只占总安装量的6%。而全球范围内大约90%都是并网光伏系统。2007年以来，我国太阳能光伏产业呈现爆发式增长。2008年太阳能电池产量占世界产量的31%，达到了世界首位。我国已经成为第一大太阳能电池的生产国。表3是我国太阳能电池产业目前的生产规模。2008年我国大陆有两家太阳能电池生产企业进入全球十强，8家企业进入全球25强。进入十强的企业分别是尚德电力和保定英利。

我国光伏产业发展目前是具有两头在外的特点，即生产光伏电池，电池组件的高纯度的硅料主要依赖进口。另一方面，由于国内光伏发电的装机容量有限，我国光伏企业的电池及其组件应用系统绝大部分是用于出口。因此可以说，我国光伏产业目前主要的利润还是来自代工，仍然是劳动密集型的发展模式。

在太阳能发电的装备里面，自主制造的扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、石英管清洗机以及低温烘干炉已在国内生产线占据主导地位。目前我国初步具备了太阳能电池制造整线装备能力。

为了促进太阳能发电，按照我国《可再生能源中长期发展规划》，到2010年中国光伏发电累计装机将达到350MW，到2020年将达到1.8GW，到 2050年将达到600GW。按照中国电力科学院的预测，到2050年，中国可再生能源的发电装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占5%，增长空间巨大。