北京工业大学环境与能源工程学院教授 马重芳

马重芳（北京工业大学环境与能源工程学院教授）：

　　各位女士，各位先生，感谢主席先生对我的介绍，我们知道现在人类的发展两个永恒的主题，一是环境，一是能源，这是人类发展两个永恒的主题。能源和环境也是一个问题的两个方面，环境的污染，特别是空气的污染，最主要的原因是来自能源的生产和消费。能源消耗绝大部分都是化石能源，化石能源在燃烧产生气体、粉尘，至少产生二氧化碳，这是温室气体，如果我们没有能源的消耗，或者说能源的消耗全部用可再生能源，我们的环境就得到了极大的改善。不管是锅炉烧煤还是汽车排气，比如冰箱造成的温室气体效应。这一切都是能源的消费能源的生产造成的。因此能源和环境是一个问题的两个方面，我作为一个能源和环境方面一个研究工作者一个高校教师，我们现在考虑能源的问题，过去首先是考虑效率，现在首先要考虑污染，然后再考虑效率，这两个同样是重要的。

　　我今天演讲的题目是《新能源技术的发展与市场》，实际上从总书记到总理，一直到普通老百姓，在最近一两年，完全都了解到能源的重要性，一方面是由于油价在一年多增长了一倍，煤炭的价格也成倍增长。节能也成为国策，因此中国从普通老百姓一直到总理、总书记都了解到能源问题的重要性。同时能源也是一个巨大的产业，一个巨大的市场机遇。财富的增长可能是一波一波的，也许现在我们面临一个新的机遇就是能源产业的发展推动我国的经济的发展，创造经济的财富，我们在这不去谈传统的能源产业，比如说电力、煤炭、石油、空调供暖这些传统的产业，这些传统的产业，市场的巨大，机会之多我想大家都的充分的了解，我今天像大家的报告，一共是160张片子大部分都是的图片，当然也会有一些文字。

　　主要是新能源和节能技术给我们带来的市场的机遇。特别强调的是所谓建筑节能，我们国家现在有十大节能工程，建筑节能是非常重要的一方面，胡锦涛总书记也说了，要大力推广节能省地型的住宅，节能是放在非常高的位置。新能源和可再生能源这两个概念有区别也是非常接近的，新能源包括可再生能源和核能、生物质能，生物质能也是可再生能源。可再生能源有太阳能、氢能、核能、化学能、风能、生物质能、海洋能、地热能是指浅层的地热，而不是深层的地热，这个标准在加拿大标准里已经提出来。一切可再生能源除了深层的地热以外，几乎都是太阳能，使用可再生能源的必要性是不言而喻的，这些数字仅仅供大家参考。按探明储量来讲，世界煤炭用两百多年，石油用四十年，天然气用61年，中国就更严峻一些，煤炭说起来很丰富，但是也不能是一百多年，石油二十多年，天然气二十多年，这些数字不能完全相信，因为按探明储量算的，探明数量不断增加，这些数字可能过于悲观，但是化石燃料使用的年限是有限的，我们面临这样一个危机。同时还有个问题，环境污染特别是大气的污染，最根本的原因就是化石燃料的燃油，也就是能源的生产和消费，如果没有能源生产和消费，包括氟利昂，我们的环境大大改善，北京的空气质量利马就改善了。因为不可能发电，不可能不使用汽车。能源的消耗，总量增长非常之快，这是在过去“十五”期间我们国家的能耗，从2001年14亿吨标煤到2005年已经到22.24亿吨标煤，这个数量增长相当快的，一年消耗22亿吨煤，实际上煤炭的消耗是21.4亿吨，原油消耗3亿吨，其中有很大一部分是进口的。

　　有一个数字可以供大家参考，世界上各国发展的经验来看，当人均国民产值达到一万美元的时候，一个人平均消耗的能源是4吨标煤，现在中国大概1200美元的国民产值，但是我们有信心再过十年二十年，我们回答道一万美元的平均国民产值。到那个时候，如果真的是一个人消耗四吨煤，按13亿吨人，50、60亿吨煤，4吨煤这个数字是不错的，美国还要远远比这个高，最低是南韩，是3.9吨煤/人，如果不采取措施的话，一年生产50、60亿吨煤，不用说生产，就是运输是相当困难的。我们需要认真考虑，一是节能，一是可再生能源，我今天讲的一个重点是讲建筑能耗，因为建筑能源的消耗，这是一些国家文件上说的，大约占总能耗的四分之一，这个数字可能偏高，还有不同的说法。不管怎么样，不争的事实是，像英国建筑能耗到了总能耗的40%，也就是说，在发达国家建筑能耗在三分一。我们国家既有建筑4000亿平方米，集中节能4亿都没有，几乎是98%、99%都不节能，建筑能耗是一个很大的问题，而且我们国家生活水平不断提高，中国最大的产业就是建筑业，还有大量的农民进驻城镇。

　　所以美国的诺贝尔奖金得主曾经说过，二十一世纪影响人类发展最重大两件事情，一件实行是美国的高科技发展，当然他们认为是美国的高科技发展，实际上中国还有其他国家也一样，高科技发展是影响人类进程的，再一个就是中国的城镇化，因为几亿人进入城市，相关的能耗也是非常非常之大的。

　　我们现在的建筑能耗是同纬度发达国家的两三倍，建筑能耗里头大概有50%、60%用于空调、供暖、生活用水。建筑物是非常大的能耗体系，以公共建筑为例，一平方米一年要用多少电，像政府机关40—150度电，商场、写字楼、星级饭店大概都是100、200度电/平方米，一万平方米的公共建筑一年耗电量要50到250万人民币，建筑能耗是相当巨大的。

　　建筑物不仅是消耗能量，国外提出可持续建筑物的概念。所谓可持续：第一能耗低；第二环境友好；第三是健康。像非典肆虐中国的时候，大家能体验到，建筑物必须是要健康的，这些要求往往还是互相的矛盾，比如说一个人一小时需要30立方米的新鲜空气，才是达标的。一个人一小时需要30公斤的新鲜空气进来，这有巨大的能耗消耗。在一些很高级的写字楼进去的时候，我们进去的时候会感觉到空气不好，很闷，原因是他们不愿意给我们的提供一个小时30公斤的室外空气，夏天也是一样的，室外35度，进入室内26度要耗多少能，极昂贵的写字楼进去都很闷，还不让打开窗户，因为打开窗户就耗能。可持续建筑物要做到这三个要求，能源问题是非常突出的问题。

　　建筑能源又是多样化的，煤炭、石油、天然气、电力、集中供热、可再生能源。供能技术更是多样化的，光是用电力锅炉、蓄能技术、热泵技术等等，每一种设备制造商都说产品是节能的，实际上根本不节能，直接用电热薄是不节能的，前几年兴盛了一段，现在上得很少了，当然不是说电热膜绝对不能用，由于能源的来源是多样化的，供能技术更是多样化的，因此一些专家、建筑设计师、能源工程师也未准弄得很清楚，在什么情况之下应该用什么样的技术给建筑供能，是一个非常复杂的问题。

　　建筑能源有三个特点，建筑能源大部分供热供冷，电力是高匹配的，用电什么都可以做到，可以发光发热，但是建筑物大部分是供热，空调冷冻水是7—13度，地板供暖在40度以下，整个温度的范围跟室外相差差不多。与自然能源温度接近，就是指土壤，是指地表水、地下水、海水、污水，周围环境都算在其中。因此最好的办法不要烧煤、石油、天然气供暖，烧的结果产生700、800、1000度的高温，把温度降到几十度供暖，不但产生大量的污染物而且能效肯定非常低。最好的办法用自然能源，温度对口，我国很有名的中科院主席吴仲华教授在上个世纪八十年代初向中央领导讲解能源问题时提出温度对口，阶级利用，如先发电然后余热供暖，建筑能源合理利用是巨大的发展机遇，怎样供热泵，使用自然能源。用热泵用一度电可以相当于四度电的热，能效比是4，这并不违反能量守恒定律，并不是无中生有的。直接用电加热，电暖气、电炉、电热膜烧一度电得到一度电的技术，用热泵技术，用一度电得到四度电的热。

　　大家可以详见自然能源含量有多大。浅层地下水、土壤，深层地下水、地表水、污水、海水、空气是取之不尽、用之不竭的热源和冷源，在北京地区地下水一年四季的温度是14度，跟冬季规定的室温差得很少，冬天16度就达标了，室温16度，找物业肯定不理你，因为达标了，夏天室温不低于26度，这和14度的土壤温度是相接近的，但是这样的温差夏天需要降低，冬天要升高有一项技术，要用热泵。

　　去年北京天然气供应很紧张，当时王岐山指示大力开发浅层地热，热能可以供暖和空调，还可以提供生活用水，很大部分是换热器，从土壤、地下水、海水、空气获取能源、还有热泵机组，第三部分是末端设备，也可以地板供暖等等很多方式，管子里有水流动，把地下热能、冷能取出来。

　　可以把管子埋在建筑物打桩的时候，放在桩底。地缘热泵关键技术就是我刚才说的三个方面，要有一套换热机、热泵本身和末端的设备。只提取能量不提取地下水，因为大量提取地下水会造成环境问题和水资源的问题，尤其在城市里要逐渐限制，不能用得太多。

　　最好的办法就是埋管，埋到150都没有问题，当然这些做起来应该严格地按照标准来做。也就是说这是良心的工作，要埋在地下五十年，要有很好的质量，但是中国目前诚不尽如人意的问题，不得不关注这个问题，如果质量不好，做三五年没问题，十年八年出了问题，那就是只能废弃。打压几次水试压，保证一点不漏，都有严格的一套规范。

　　热泵冬天可以供暖，夏天可以空调，供暖的成本比烧煤可能还要便宜。空调也是分体式的空调节省10%以上， 这项技术最早美国人搞的，在西方很盛行，在中国也要大规模地推广。重庆准备大规模使用长江和嘉陵江的水，冬季长江和嘉陵江只有11度的水温，上海只有5度，这是很好的热源，这是逐渐实现的目标，应该说也是伟大的创举，斯德哥尔摩含水蕴藏巨大的热能，诺贝也用海水。东部沿海用海水供暖空调都是现成的，上海和深圳一些城市已经开始大规模利用。大连第一期准备做几十万平方米，这当然是巨大的技术发展的机遇，也是产业发展的机遇。

　　在北京污水厂排出的水温温度是16度，用污水做水源热泵的热源也是可以实现的。

　　空气源热泵关键技术。空气不仅可以作为空调，也可以做供暖，当然还有一些具体的技术要改进。

　　北京工业大学做了很多这样的工程和实验，我们有一个很大的热泵的实验室。

　　建筑技术很重要的就是用热泵技术和自然能源，有一些专家院士可以有25%的建筑面积可以使用热泵供暖空调，如果是那样的话，产值是几千亿还不止。北京一年有两千万的竣工面积，我想做起来是非常大的工程，从施工的力量方面还是很紧张的。这是一个巨大的机会，让中国的建筑能源有很大部分用自然能源。这是奥运绿色建筑评估体系，这里也强调是用新能源技术。

　　这是北京奥运环保指南，包括四大块：节能、绿色、建材、园林绿化，这是有关建筑节能部分，这也是北京工业大学帮他们起草的，建筑节能是非常大的也是很新的市场，国家的建筑节能工程有四大块：新建筑节能50—65%，也就是说四个直辖市：北京、天津、上海以后新建筑比八十年代的建筑节能65%，对全国来讲这个标准低一点。二既有建筑98%、99%都不节能，这些建筑要改造，怎么改造？现在还在研究，用什么样的技术方案改造老的建筑物、公用建筑物和民用建筑物？这个量太大了。现在的计划是北京、上海、天津想在未来的五年“十一五”改造25%，全国进度要慢一点，中等城市改造15%，小城市想改造10%。即使是10%也是难度很大，怎么改造，用什么样的技术方案，德国、荷兰、芬兰等很多也有援助，怎样改造既有建筑。三是使用可再生能源，热泵、太阳能、余热回收。四是加强政府的推动。包括立法，尽管可再生能源法已经制定了，可再性不够，怎么立法和执法呢？政策激励和国家标准的制定。从政府角度来讲，希望将来卖的房子跟空调器一样，能够说明它的能效，这个房子卖出去节能不节能，中国老百姓一生最大的一次消费行动就是买房，全世界也是一样的。我在国外工作五六年，美国买房都是贷款，贷到退休才把钱还清，也是买房，买房是一辈子最大的一次消费行动，老百姓买房的时候必须知道这个房子节能不节能，我们现在公共教育不够，大家不太清楚这一点，同时也没有一个说法，这个方向节能不节能，首先怎样制定标准，其次如何界定，用什么样的办法测量，美国很简单，这个房子怎么节能，按开发商说的，怎么设计的就是怎么节能，在中国肯定实行不了。没有按设计图纸做，怎么测量，不像空调器和冰箱那么好测量，我们知道怎么制定能效等级和标准，但是建筑物太复杂了，直到现在欧盟还没有拿出一个办法，本来2006年要拿出一个办法，怎样界定这个房子节能还是不节能？最后一个问题谁认定，不能让建设部说这个房子节能，谁来做呢？也有相应的机构界定节能还是不节能，要很公正，这本身也是一个巨大的市场和商机。所有的房子是测量还是计算怎么做？这是一个巨大的挑战，从学术、政策、商业上都是巨大的挑战。所有的房子都要说明它的能效。光这一点来讲，这也是一个巨大的发展机遇。至于说各种各样的具体的技术太多了，排出去的空气热能和冷能怎么回收？我们还缺乏高效换热器，而且价格还要低，这个产业很多都是暴利，待会儿我会讲到具体的技术。真正把节能搞好。新建筑节能50%—65%，既有建筑逐步改造，大规模使用可再生能源，政策推动，这四大块每一块都蕴藏着很难估量市场的积极机遇。像IT一样，也是很大的产业，现在也刚刚开始研究这个问题。

　　太阳能资源的优点。太阳能的资源分布，全世界的沙漠如果用掉1%，用它做光热发电或者用其它的光伏发电，1%和2%的沙漠面积足以解决目前全人类的电力需求。可惜现在我们还缺乏这样的技术，但是基本概念是这样的。太阳能的利用，最熟悉的就是太阳能的热水器、热利用，光伏发电也受到了重视。

　　光导管技术。这也是很新的技术，太阳能的光利用，也就是光导管，我国照明一念威两千万人民币，一千亿人民币用于建筑物的照明，一般的公共建筑白天不开灯是极为罕见的，光导管是一种新的技术，内壁能反射光线，可以解决光的利用，这是光导管应用的实例。

　　这是侧采光系统。

　　这像一个小太阳一样，光照完全是两倍的，而且建筑物使用太阳光给人愉悦感，和电光感是不一样的，是很好的技术。这是我们的专利技术。

　　光导管是新的发展机会。

　　太阳能热水器。在全世界，中国已经是位居第一，我们是全世界最大的太阳能热水器的制造国、生产国、使用国，全世界第一的是中国，我们大概有5000万平方米的热水器面积，每年销售大概8000万平方米，不断出现热水器的厂家做广告，原因就是市场仍然是非常大的，还要几倍的增长。尽管现在的公司已经上千家了，新的公司还不断涌现。像地热、太阳能很多地方，像北京这些城市已经开始考虑给予直接的财政资助，搞太阳能热水器补助30%，这些都在考虑之中，不久将来就会实现，那样的话对于热泵、热水器当然是巨大的市场推动。

　　太阳能干燥。太阳能用于空调制冷也是刚刚在起步阶段，在技术上还存在很多的问题，也存在很大的发展机遇。

　　太阳能光伏发电也是迅速发展的产业。中国的首富是能源产业的新秀，无锡上德的老板，资产有180亿股票的价值，这家公司在几年前还很困难，但最近中国的光伏发电大幅度出口，供不应求，买还得排队，交了现钱还排队，保定等一些公司迅速发展。光伏发电成本还是很高的，一个千瓦的投资如果不考虑二氧化硫的问题，可能是四千人民币，但是光发电要四万到五万，比火电成本还是高很多。由于欧盟非常重视，和二氧化碳排放限制有关系，所以大量出口，非常火的一个产业。但是这个产业目前的发展的成本还是高，在中国也有很大的发展，中国的买单还是很多，技术改进空间很大。

　　槽式太阳能热动力发电。不是通过半导体光伏发电，而是另外一种原理，用太阳能聚光，因为太阳能能量密度是比较低的，一平方米不到一个千瓦，这是很低的能源密度，如果我们想办法把光聚起来，可能产生高温，推动发动机等可以发电，这种发电有可能成本降到接近五美分。美国是这样的，如果一度电的发电成本五美分大概四毛钱人民币，这种发电技术就有竞争力了。风力发电整体来讲是已经成熟的技术，风力发电五六美分，如果考虑到环境因素，风力发电不产生二氧化碳，没有污染气体或者是温室气体的产生，社会效益非常好，风力发电完全和传统发电竞争了，五美分就是界限。光伏发电目前大概是30美分，当然还在不断地降，前几年大概是39美分。一种是槽式的，一种线聚焦。美国已经有35万千瓦在运行了。

　　这是槽式发电的发电厂。这项技术比较成熟，运行温度比较低，可靠性还是比较好的，相对来讲还是比较成熟的，在中国的西藏都是有很大的前景。

　　塔式发电。高塔上有集热器，地面上全是发射器，用水做介质推动蒸汽轮机发电。这项技术也是很游戏王的。

　　碟式太阳能热发电。顶端是集热器，它比较分布式的小的能源系统。成本在下降，美国估计到2015年能够降低到五美分以下有足够的竞争力。

　　太阳能热发电技术展望。很多发达国家甚至发展中国家都在这方面开展很多的工作，在中国做得很少，刚刚开始。去年夏天美国总统布什参加了能源的会议，很关注太阳能热发电。

　　值得注意的动向是，2005年8月10号美国思科林能源技术公司和南加州爱迪生公司签了第一个和约，他们搞50万千瓦的碟式发电厂，意味着要用两万台25万千瓦碟式系统，到9月7号又同南加州的电力和煤气公司签了第二个合同，要做30万千瓦，规模都是非常可观的，能不能真正执行下去，还拭目以待。如果真的要实现几十万瓦太阳能热发电，可能是一个巨大的机遇。因为一个碟式系统最便宜卖到20万人民币，碟式发电系统就好象一辆高级轿车，像本田轿车的价钱。轿车竞争这么激烈，都卖不出去，如果能真的卖出去，美国想向发展中国家出口。这两个合同到底执行得怎么样，仍然拭目以待。布什总统都亲自去看了国家实验室，应该说值得关注的一项技术。

　　燃料电池。北京工业大学做了第一个燃料电池的动力实验，我做过内燃机，也是国家自然基金课题的负责人，燃料电池的重要性我也不讲了，是非常热的。作为商业发展机遇来讲，燃料电池的汽车大概不大容易实现，没有20、30年的时间，很难和传统内燃机进行竞争。燃料电池发动机可能要一千美元甚至更高，如果我是有钱人的话，我想投资燃料电池是需要非常慎重的。但是作为一个方向绝对是没有问题的，但是作为商业的机遇需要那些非常大的，像通用汽车公司、福特汽车公司、丰田汽车公司去做，这是非常烧钱的事情，当然发展方向是无庸置疑的。

　　直接甲醇电池汽车。

　　中央空调风道清洗技术。在2003年5月23号的时候，我和我的同事向国家有关部门提出要制定空调风道清洗的标准，中国是世界上很大中央空调系统的使用国家，但是一直没有注意它的清洗，在非典肆虐的时候提出这个问题。23号找得标准化研究院，那是星期五的下午，星期一就通知我们说，政府决定要在一个月之内完成此项标准的制定。因为那个时候是非典肆虐，中国政府的效率可能是世界最高的，到6月30号标准制定了，在此期间去了北京最有名的商场，看了看，风道15米有四个五个死耗子在那儿，经理说千万别讲，你讲就没人买东西了，不仅有健康问题，还有增加能耗的问题。

　　随着奥运前后一些宾馆都要做这件事情。卫生部检查的结果证明，47%的检查中央空调系统都是严重污染的，中等污染占46%，合格只有6%，当然也带来很大能量的损失。

　　原来机器人卖到30万，后来我们做出来之后，我们用你们的十分之一的价钱卖给你们，只要我们掌握技术，成本很低，能实现产业化。

　　在国外无一例外都要定期清洗的，不清洗，增加疾病，保险公司就不干了，部级标准都在大力推动，这也是一个新的服务产业。

　　电磁抗垢技术。节能有许多技术问题，比如说节垢，北京人知道水非常硬，德国斯图加特弥勒教授在网上公布数据，由于结垢一年的损失是450亿美元，在中国直接损失十几亿，如果按比例算的话都是四五百亿。

　　怎样解决垢的问题，所有空调供暖产业、化工产业都面对的问题，怎样用一种好的办法，让它不结垢洗澡水怎么可能往里加化学药剂呢？用一种先进的技术解决垢的问题，这都是非常严重的问题，真正测量这些设备，实际上也有一些设备，但是效能怎么样，价格都是非常大的问题，这也是很大很大的节能技术。

　　通风余热回收技术。

　　先进蓄热技术。

　　这些都是新的巨大的市场，国外产品也开始进来，我相信中国人比他们造得更好、更便宜。

　　我们也把热泵技术、蓄热技术用到清明上河图的展会，左边角上长胡子的老先生就是把清明上河图从东北一堆文物里头发现出来，他是清明上河图的发现者杨仁恺。展会是真正的恒湿恒温的地方，中国是一个文物大国，很多文物需要保护，这个保护要恒温恒湿，这比人居环境要求得更严格，这也是新能源技术进入市场，买一个字画几百万上千万，做一个柜子几万块钱是值得的。

　　现在空调竞争得非常激烈，利润已经压得很低了，原来空调卖到一万，现在一千多能买到了，还有微型的热泵。

　　这是美国人在伊拉克打仗的时候用的一些技术。

　　这是开发微型空调压缩机。

　　这是微型热泵内部照片。使用再生能源有很多商业的机会。

　　这都是微型能源技术，可能也是商机。美国国家实验室估计有8.5万亿的市场份额。

　　这是教育部重点实验室大楼，大概有一百名研究生和几十名教师在这儿工作。前年美国驻华使馆科技处处长来访，十几天以前美国国务卿科技顾问George Atkinson一行八个人来到我们实验室，也请他们做可再生能源方面的工作。

　　我的报告不是非常系统的报告，因为要把整个能源产业，甚至新能源产业方方面面都讲到，在这么短的时间几乎是不可能的，我只是说，新能源产业，特别是节能技术方面，国家10大节能工程可能国家的投入是几十个亿，其他十大都有相当大的投入，同时能源价格居高不下，如果发生了战争的话，石油价格还会涨，现在从事节能和新能源的研究已经是一件有利可图的事情，以前谁做节能谁就不赚钱，节能技术和新能源技术蕴含着巨大的商机，这方面需要在政府的主持之下，特别是金融投资商和产学研的合作，恐怕开发中国的巨大的新能源和节能的市场，这个巨大的市场应该由中国人共同努力开发我们的市场，需要把技术发展起来，把市场发展起来。