太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的热核反应,以E=MC2 (M为物质的质量,C为光速)的关系进行质能转换(1克物质可转化为9´ 1013焦耳能量),并不断向宇宙空间辐射出巨大的能量。太阳每秒钟向太空发射的能量约3.8´ 1020 MW,其中有22亿分之一投射到地球上。投射到地球上的太阳辐射被大气层反射、吸收之后,还有约70%投射到地面。尽管如此,投射到地面上的太阳能一年中仍高达1.05´ 1018kWh,相当于1.3´ 106亿吨标煤,其中我国陆地面积每年接收的太阳辐射能相当于2.4´ 104亿吨标煤。按照目前太阳质量消耗速率计,太阳内部的热核反应足以维持6´ 1010年,相对于人类发展历史的有限年代而言,可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量(单位为千卡/厘米2•年或千瓦/厘米2•年)和全年日照总时数表示。就全球而言,美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大,为世界太阳能资源最丰富地区。
产业信息网发布的《2015-2022年北京能源市场现状调研与投资前景研究报告》显示,我国属太阳能资源丰富的国家之一,辐射总量在3.3´ 103~8.4´ 106千焦/米2•年之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高,属世界太阳能资源丰富地区之一;四川盆地、两湖地区、秦巴山地是太阳能资源低值区;我国东部、南部、及东北为资源中等区。
我国各地区的太阳能资源及分布
类型 | 地区 | 年日照时数 | 年辐射总量 千卡/cm2·年 |
1 | 西藏西部、新疆东南部、青海西部、甘肃西部 | 2800-3300 | 160-200 |
2 | 西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、甘肃中部、内蒙古、山西北部、河北西北部 | 3000-3200 | 140-160 |
3 | 新疆北部、甘肃东南部、山西南部、陕西北部、河北东南部、山东、河南、吉林、辽宁、云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、 | 2200-3000 | 120-140 |
4 | 湖南、广西、江西、浙江、湖北、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江 | 1400-2200 | 100-120 |
5 | 四川、贵州 | 1000-1400 | 80-100 |
资料来源:智研数据中心整理
北京三面被河北省包围,只有东面与天津市接壤,处在河北省的偏东北方向,处在2区和3区之间,太阳能资源相对丰富,年日照时数达到2600小时左右,年累计太阳能辐射量达到5227.14MJ/m2。并且,北京各地太阳能资源稳定程度很好,属于稳定等级,为北京地区利用太阳能提供了极为有利的自然条件。
北京市太阳能资源较丰富,优于上海、云南和江浙等地区。其中,生态涵养区的延庆、密云、怀柔等区县以及亦庄地区太阳能资源条件最为优越。
北京地区太阳能资源区划图
资料来源:公开资料整理
太阳能在新能源利用中比例最高、资源潜力最大、应用前景最为广阔。截止2014年底,北京市太阳能利用总量超过100万吨标准煤,约占可再生能源开发利用总量的48.7%。
北京市新能源利用结构示意
资料来源:公开资料整理
产业发展情况
1. 产业发展初具规模,形成一批“龙头”企业。
初步统计,2014年,我市太阳能产业工业总产值超过180亿元,占新能源与环保产业的23.9%。太阳能产业初具规模,拥有各类太阳能企业162家,其中:光热利用设备企业90家,光伏相关企业72家。科诺伟业、北京计科、桑普、天普、清华阳光等一批“龙头”企业在国内同行业中处于领先地位。
2. 太阳能高端装备制造、系统集成、检测认证产业在全国具有明显优势。
在太阳能光伏高端装备制造方面,目前,中科信、七星华创等企业的市场份额约占全国50%左右;北仪创新是国内唯一具备薄膜电池生产设备整套交钥匙能力的企业。
在系统集成产业方面,北京市企业完成了国内多个大型示范项目,如:国内第一个兆瓦级光伏发电项目(科诺伟业-深圳)、太阳能农村采暖项目(北太所-平谷)以及大多数奥运工程的系统设计施工。
在标准认证产业方面,目前本市不仅拥有国家级光伏、光热检测中心各一个;还拥有鉴衡认证中心、国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)、中科院电工所等多家国内一流检测认证机构。
2.存在的问题
北京市太阳能等新能源产业发展虽具良好基础与优势,但新能源产业发展中仍面临技术、成本和经营模式三大难点。
1.关键技术研发能力仍有待提高。总体看,本市太阳能技术研发应用水平距国际先进水平仍有一定差距,部分高端核心技术研发能力有待突破。
2.成本较高。太阳能是高新技术和新兴产业,技术研发和产业培育需要大量的投入,开发利用成本要高于常规能源。
3.经营模式需要创新。经营模式尚未与国际市场接轨,新能源项目的后期运营管理制度需要进一步完善。
4.标准体系不健全。缺乏太阳能与建筑一体化、太阳能产品质量、太阳能光伏发电上网等一系列标准规范,制约影响太阳能进一步开发利用。
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