第二节 基于可再生能源优势的可再生能源开发利用理论

一 可再生能源开发利用理论体系

从理论上讲，可再生能源开发利用理论应包含资源特点、开发、利用三个方面，但由于可再生能源的开发、利用都是基于其资源特点进行的，而且具有显著的“开发利用一体化”特征，难以明确区分。因此，本书在构建可再生能源开发利用理论体系时，主要是结合可再生能源的资源特点、优势、问题、挑战及对策进行的，这样构建的理论体系具有很强的针对性，避免了为构建理论体系而堆砌理论的弊端。

可再生能源具有的无处不在、低碳以及可再生等优点，决定了可再生能源的开发利用在很多方面不同于化石能源的开发利用，这就需要提出新的理论，如资源公平理论、环境价值理论等。

同时，可再生能源开发利用也面临一系列的问题与挑战，需要新的理论予以支持，如突破可再生能源市场竞争力不足等瓶颈问题需要技术领先理论、成本优先理论等理论的支持。

可再生能源开发利用理论体系见图1-5。

二 可再生能源资源优势及其衍生理论

可再生能源无处不在的特性不同于传统化石能源资源集中的特性，尽管可再生能源的资源分布也有不均，比如，西藏太阳能资源丰富，内蒙古风能资源丰富等，但相对传统化石能源资源高度集中的特点来说，可再生能源的资源分布要公平得多，这是资源公平理论。大部分可再生能源资源本身不具有经济属性，如太阳能、风能，但也有些可再生能源资源是有价值的，如生物质能资源，这就产生了资源价值理论。利用资源公平理论与资源价值理论对可再生能源进行开发利用，就产生了自能源理论、本地就业理论、开发利用一体化理论、公众能源运动理论、可再生能源城市普适性理论等理论。

可再生能源具有绿色、低碳的特性，具有环境方面价值，环境价值理论解释了尽管目前可再生能源开发利用成本较高，但还是需要大力推动，这也是对化石能源征收环境税以提升可再生能源相对竞争力的理论基础。基于保障可再生能源开发利用的低碳特性，又可延伸出能源循环利用理论。

传统化石能源难以摆脱“资源诅咒”的噩梦，而可再生能源具有可再生的特性，这也是“可再生能源”名称的来源，基于此主要特性，新资源型城市理论提出，并赋予可持续能源理论全新的内涵。

三 资源公平理论

1．概念与特点

资源公平理论是指每个区域都拥有可再生能源资源，区别主要在于资源丰盈的程度不同，这相对于化石能源的资源集中分布特点来说，要公平得多。从资源角度来看，很多城市都有条件成为“可再生能源城市”。

资源公平理论的主要特点是机会相对均等，资源缺乏不能成为城市开发利用可再生能源不足的借口。

2．理论基础

传统化石能源的资源特点是分布在少数区域，资源是“专享”的，一座城市拥有了资源，也就占据了优势。大多数城市在利用化石能源时，需要从外地输入。因此，对于大多数城市来说，成为传统的“能源城市”是很难的。

而可再生能源资源的主要特点是资源无处不在以及可持续性与环保性，且资源成本为零或价格低廉。这对于每一个国家、区域、城市，以至于每一个人来说都是相对公平的。当然，风力、太阳能、地热等可再生能源资源的分布也是不均匀的，但相对化石能源资源的分布来说，要公平得多。

3．理论应用

基于可再生能源资源公平理论，每一座城市都应该积极开发利用可再生能源，每一座城市也都有机会成为“可再生能源城市”。

基于可再生能源资源公平理论，每一个公民都有开发利用可再生能源的可能，因此，要积极推动普通公民参与到可再生能源的开发利用中来，特别是要大力发展“可再生能源专业户”，这既有利于扩大可再生能源开发利用的市场规模，又有利于增加公民的收入。

四 自能源理论与开发利用一体化理论

1．概念与特点

自能源理论也可被称作“资源本地化理论”或“开发利用一体化理论”，是指城市消费的能源从传统的“外购外运”模式转向“资源本地化”模式，甚至实现“自给自足”。而对于传统意义上的城市能源消费，除少数能源资源型城市外（如大庆市），绝大多数城市需要从外地购入。

自能源的显著特征是能源流动从“单向流动”（供给方到使用方）转向“双向流动”（供给方与使用方界限模糊），也就是说，在自能源背景下，大部分组织甚至个人既是能源的消费者，同时又是能源的生产者，如图1-6（以城市能源消费为例）所示。

在建设可再生能源城市的大背景下，对大多数城市来说，自能源意味着城市从单纯地“利用”能源转变成“开发+利用”能源；公众从单纯地“消费”能源转变成“消费+生产”，因此，相应的政策措施及管理机制都应发生变化。

2．理论基础

在可再生能源背景下，之所以出现自能源理论，原因就在于可再生能源资源的特点。同传统的煤炭、石油等化石能源相比，无论是太阳能、风能、地热能，还是生物质能，它们普遍具有资源分布广泛的特点，但同时又存在能量密度低、不便于运输的特性。针对这些特点，可再生能源开发主要立足于“本地化”。

3．理论应用

根据自能源理论，城市在能源的开发利用方面，不仅要重视能源的消费、效率等问题，而且需要重视能源开发问题。这就意味着传统化石能源生产与消费分开的管理模式不适应可再生能源开发利用的需要，需要构建开发利用一体化的新的管理机构，以及制定新的政策措施。

根据自能源理论，在开发利用可再生能源时，主要立足于开发利用本地的可再生能源，实现大部分能源的自给自足。

“可再生能源城市”能源“双向流动”、开发者与消费者界限模糊的特性，意味着每个单位都可能成为可再生能源开发商，每个公民都有可能成为“可再生能源专业户”，“公众能源”“个人能源”“定制能源”时代即将来临。

五 环境价值理论与资源价值多元化理论

1．概念与特点

环境价值理论是指可再生能源的开发利用具有保护环境的价值与意义，可再生能源往往意味着绿色、低碳、生态。

资源价值多元化理论是指在传统化石能源开始强调“自然资源价格”的背景下，大多数可再生能源资源却呈现出“自然资源无价格”的特性。但同时，也有部分可再生能源资源（如生物质能）具有价值，可再生能源在资源价值方面呈现出多元化特征。

根据“脱钩”理论，可再生能源环境价值的最大特点是与资源约束、环境污染等问题逐步脱钩，特别是有利于减少城市的“碳足迹”。可再生能源资源价值的最大特点是部分可再生能源资源无价格，这也意味着太阳能、风能等大部分可再生能源开发的投入主要是初次投入以及后期的维护成本，资源成本几乎为零。

2．理论基础

绝大多数可再生能源都属于清洁能源，对环境的污染很小。使用化石燃料会排放大量的二氧化碳和二氧化硫等，而使用可再生能源则会使二氧化碳等污染物的排放大幅度减少。当然，可再生能源具有环境价值，并不意味着可再生能源没有污染，主要是相比于化石能源，污染小得多。

对于大多数可再生能源资源来说，其本身是没有价格的，如太阳能、风能、海洋能，但也有一部分可再生能源资源可以通过价格体现其价值，如林业生物质能。因此，在分析可再生能源资源价值属性时，需要区别对待。

3．理论应用

一方面，由于可再生能源具有环境价值，因此，尽管可再生能源尚没有市场竞争力，但基于环境保护的角度，也应积极支持可再生能源的开发利用。

另一方面，化石能源开采具有污染环境、占用不可再生资源的特性，需要提高传统化石能源的资源成本与环境成本。在传统资源市场中，资源价格一般不包括资源开采对自然环境的破坏和对人们生活的影响。按照古典经济学原理，空气是自由财货，工厂可以自由排放污染物，因而污染并不构成生产成本。这必然在企业成本与社会成本之间造成差异。这种差异被庇古称为边际净社会产品与边际净私人产品的差额，即私人活动所产生的负外部性。沃特尔·范·代瑞（Wouter Van Dieren）在其1977年出版的《自然的价格》中提出，核算自然资源的货币价格，将会使整个工业社会为之震惊，从而暂停对自然资源的破坏。

按照早期工业体系中的成本定义，企业家绝不会把给别人带来的负外部性计算在成本中，因为早期的成本定义只是企业家不得不付的款项，这种观念至今仍然十分流行。我国一些中小煤炭企业的行为，就很能说明这种资源的价格不包括在其所有成本中的概念。一些小煤矿不顾及长远发展，只看到眼前的利益，在生产中只开采容易开采的中间煤层，使我国煤矿的回采率一直不高，此外在生产中采用落后的管理手段和生产方式，降低科技的投入，减少安全的设施，不顾及环境的污染和地面下沉等问题，对当地环境造成了严重的破坏。由此可见，中国能源消费结构的这种低效率，在很大程度上是由于没有正确地计算自然资源的价格，资源配置扭曲。

鉴于此，对具有环境价值的可再生能源应给予政策支持，主要路径有两条：一是通过补贴等政策措施，提高可再生能源的市场竞争力；二是通过增加化石能源的资源成本与环境成本，降低其竞争优势。

六 可再生能源理论与可持续能源理论

1．概念与特点

根据国际能源署可再生能源工作小组的界定，可再生能源是指“从持续不断地补充的自然过程中得到的能量来源”。可再生能源泛指多种取之不竭的能源，不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。

可持续能源是可持续的能源供应，既满足目前的需求，又不损害未来后代满足他们的需求的能力。促进可持续能源的技术，包括可再生能源，如水电、太阳能、风能、波浪能、地热能、潮汐能，同时也包括提高能源利用效率的技术。“能源效率和可再生能源是可持续能源的两大支柱。”

可再生能源资源的可再生与可持续特点打破了传统矿产资源开发的生命周期理论。从资源开发的发展历程看，传统矿产资源开发表现出了比较鲜明的阶段性，即经历勘探开发、建设、兴盛、停滞、衰落。美国地质学家胡贝特把一般矿业的生命周期分成四个阶段：第一阶段，预备期——资源开发前准备阶段；第二阶段，成长期——全面投产到达到设计规模阶段；第三阶段，成熟期——生产达到设计规模阶段后继续发展，利用主导产业的前后向和旁侧的联系发展相关联的产业，矿产综合区域发展程度逐步提高，规模逐步扩大；第四阶段，转型期——以采矿为主体的产业地位下降，如果有新的产业兴起，矿产区域的性质功能转变，一般演变为综合型工商业中心城市。没有新的产业兴起，城市开始衰退、消失。而可再生能源由于具有永续性，因此，不存在这一问题。

2．理论基础

大部分的可再生能源其实都是储存的太阳能。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。因此，可再生能源是可以永续利用的能源资源，如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。

3．理论应用

可再生能源与可持续能源意味着人类不需要为能源资源枯竭问题担心，可以把主要精力从能源资源的寻找，转到能源资源的开发利用方面，实现从“依赖资源”到“技术领先”的转变。

但同时，能源资源的可再生，也意味着有一个资源的上限，很难扩大规模，也就是说，一座城市可再生能源资源的可开发量是有限的，这在一定程度上限制了可再生能源城市的规模。同时，除可再生能源资源特别丰富的区域（如内蒙古的风能、西藏的太阳能）外，可再生能源开发应以分布式开发为主。

依据可持续能源理论，在可再生能源开发利用过程中，需要重视能源效率问题。在化石能源开发利用过程中，能源效率是节能环保的重要手段。在可再生能源开发利用过程中，能源效率依然是节能环保的重要措施。

七 公众能源运动理论与可再生能源专业户理论

1．概念与特点

公众能源运动理论是指，公众充分参与到可再生能源开发利用过程中，成为至关重要的利益相关者及受益者。

“可再生能源专业户”是指，专门或主要从事可再生能源开发利用活动的家庭，包括小规模的公司。由于居住条件的优势，农村及小城镇的居民更容易成为“可再生能源专业户”。

公众能源运动理论与“可再生能源专业户”的主要特点都是重视充分发挥可再生能源资源及公众参与的优势，都强调把可再生能源的开发利用同公众的生活、工作结合在一起，成为绿色生活、低碳生活的一部分。

2．理论基础

可再生能源的资源公平开发利用一体化等特点决定了公众参与可再生能源的开发利用，甚至成为“可再生能源专业户”是可能的。

同时，通过积极传播可再生能源开发利用理念，让公众有意愿参与可再生能源开发利用。例如，有学者通过调查芬兰的居民后发现，“62%的受访者愿意支付额外的费用来获得绿色能源，超过一半（52.4%）的受访者认为公共部门应向可再生能源生产迈出第一步。同时，受访者也认为，公共部门应主动实施可再生能源技术并完善商业模式以激励公民在他们的房子里采用可再生能源技术”。

3．理论应用：把能源消费转变成能源生活、能源工作

在化石能源背景下，能源对公众来说只是一种消费品。而在可再生能源背景下，可再生能源不仅是一种消费品，而且成为一种能赚钱的产品，这样就把单纯的“能源消费”转变成了“能源工作与能源消费”。

在建设可再生能源城市过程中，要取得公众的支持，需要从多个层面争取、吸引公众参与：在可再生能源城市规划阶段，要邀请公众代表作为利益相关者参与，倾听公众的意见与建议；在可再生能源城市建设阶段，要让更多的公众有机会成为受益方，比如，增加就业岗位，让居民成为投资方——“可再生能源专业户”；对于建成的可再生能源设施，要加强同公众的沟通，以增加公众的了解，如定期邀请公众到垃圾焚烧发电厂参观，以消除误解等。

八 可再生能源就业理论

1．概念与特点

可再生能源就业理论主要是分析可再生能源开发利用对带动当地就业，以及相关人力资源开发利用的影响。该理论最大的特点是重视从就业的角度分析开发利用可再生能源的社会价值与经济价值。

实际上，由于公众可以以住房、庭院等空间参与可再生能源的开发，并不需要专门地进行管理，因此，可再生能源开发可以增加很多弹性就业。同时，可再生能源的开发利用还包括大规模集中式开发，以及设备生产、能源输出等多个环节，是一个很长的产业链，更能增加大量的全职专业岗位。

2．理论基础

从经济分析的角度讲，就业增长取决于两个要素：一是经济增长；二是就业弹性的增加。然而，国内外的实践表明：经济高增长并不一定带来较高的就业增长；资本高投入也不会自动地转化为就业机会的扩大。因此，在保持较高经济增长速度的同时，各国政府扩大就业的重点措施，就是实施就业弹性高的经济增长模式，并引导本国民众选择适当的就业方式。

可再生能源开发的主要特点是开发利用一体化及分布公平，对于利用可再生能源的大多数城市及公民来说，同单纯消费化石能源相比，多出的一个“开发”环节，显然有利于增加就业岗位。这决定了可再生能源开发利用属于一种就业弹性高的经济增长模式。

有研究认为，在2050年，中东的可再生能源产业可产生180000个直接工作岗位、115000个间接工作岗位。

其他一些相关研究也支持可再生能源增加就业岗位，例如，有研究者认为清洁能源能增加就业岗位，也有研究者认为，可再生能源电力能增加就业。

3．理论应用

要充分利用可再生能源开发利用机遇，增加城市的就业岗位，提高公众收入，减少公众生活成本。

一般来说，可再生能源开发利用带来的就业岗位主要包括三类。一是直接工作岗位，即同可再生能源的核心工作有关的工作岗位，如制造或建造、地点开发、安装、操作和维护等。二是间接工作岗位，即同可再生能源产业的供给和支撑系统有关的工作岗位，如原材料的提取和处理、市场营销、管理工作、咨询公司和研究机构等。三是诱导工作岗位，即相关经济活动或直接与间接工作诱发的工作，如餐饮、宾馆等。因此，在可再生能源带动就业方面，既要重视创造相关直接工作岗位，又要支持与带动间接和诱导工作岗位。

九 能源循环利用理论

1．概念与特点

走循环经济之路是现代社会发展的基本要求，尽管可再生能源具有可再生的特点，但基于环境保护及提高能源利用效率的要求，也需要结合可再生能源的特点，循环开发利用可再生能源资源。可再生能源循环利用主要是指，要重视余热余能的利用，重视发展冷热电联供的分布式能源开发利用模式等。

能源循环利用理论最大的特点是更适用于生物质能，其中以生物质能中的垃圾转化为电能、生物质燃气、生物柴油最为典型。

2．理论基础

能源循环利用理论的支撑理论主要是循环经济理论。循环经济遵循减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）的“3R”原则，主要是基于资源的角度而言，可再生能源的循环利用同样也要遵循这一原则。

从科学上讲，能源是不可循环利用的，只有资源（如水）可以循环。能源利用了，本身的功能就被消耗了，所以不能“循环”。这里所谓的“循环”，更多的是指通过多个环节以更充分地利用能源，避免浪费。

因此，能源的循环利用主要是指余热余能的利用，支撑理论主要是能源梯级利用（Energy Cascade Use）理论。能源循环利用已经成为能源开发利用的一条基本原则。例如，窑炉余热循环利用、余热发电循环利用等日益成为一种常态。可再生能源开发利用也必须坚守这一原则。

可再生能源分布式利用特性，也使冷热电联供等循环利用模式具有较广阔的应用空间。同时，循环利用技术还具有成本优势。

3．理论应用

在建设可再生能源城市过程中，要尽可能循环利用可再生能源。既要重视资源的循环开发理论，如循环开发利用城镇垃圾以及农林废弃物——垃圾开发成生物柴油、沼气，或进行垃圾发电，并把能源应用在本地，又要重视能源的循环利用，如可再生能源的冷热电联供模式等。