庄 世 坚
一、国内外太阳能资源的利用态势
太阳辐射能是地球表面最重要的能量来源，阳光又是所有能源中最丰富的绿清洁能源。每年由于太阳辐射而到达地面的太阳能相当于1990年全世界所消耗能量数的6000倍以上，其年资源量比风能、生物质能、水能、地热等高出数千倍，且广泛存在，因而被人们看作是一种“取之不尽，用之不竭”的能源。
人类利用太阳能的历史由来已久。中国是世界上最早利用太阳能的国家之一，3000多年前我们的祖先就发明了最早的太阳能聚光器——“阳燧取火”，此后从盐场的晒盐到粮食晾晒，传统的生活和生产中有着各种利用太阳能的大量事例。
近百年来，随着现代科学的快速发展，人们越来越清楚地认识到能源对于经济发展、城市建设的重要性，因此千方百计去寻能源，最后却发现最清洁最高效的能源就在我们身边。太阳能作为一种可再生能源，每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤，既可免费使用， 又对环境没有任何污染。我国太阳能资源的理论储量达每年17000亿吨标煤。
太阳能特别适合于在水的沸点或低于沸点时供热，利用太阳能可以为建筑物供暖、加热水以及烹调食品等；对建筑物的设计或朝向进行少许修改还可以使太阳能得到更充分的利用。如果新型建筑物能注意用太阳能采暖和制冷，它对普通能源的需求就可以削减80％以上。太阳能的直接转换可能成为未来世界能源系统的基石。
但是，太阳能辐射功率密度低，要想利用太阳能发电，需要解决聚集、跟踪、转化、储能等一系列问题。目前已经发展了光伏发电和太阳热发电两种基本方法。如今国内外在太阳能利用方面技术日趋成熟，成本不断下降，应用规模也越来越大，从而促使太阳能经济方兴未艾，比起目前以石油为基础的经济将更强大和稳定。经专家测算，太阳能热利用装置折合发电量为512度/平方米/年，按使用寿命15年计算，太阳能光热折合发电成本仅为0.15元/度，比光伏发电低几十倍，比常规能源发电成本低一倍左右。解子征
其实，国外只是近10年才大规模地利用太阳能并形成产业。据《世界可再生能源》杂志统计，截至2004年，欧、美、日等发达国家太阳能集热器累计推广量为1200万m2。因为拥有完全自主知识产权的核心技术，我国对太阳能的开发利用也颇具规模，并迅速形成两大
主要产业——太阳能热利用和太阳能光伏发电。其中，太阳能热水器年生产能力为1200万～1500万m三爪卡盘结构2，截至2005年太阳能热水器使用量已超过7000万m智能公交管理系统2，接近世界使用量的50％；截至2005年太阳能电池的组装能力达到300兆瓦，建设了近800个太阳能光伏电站，总装机1.96万千瓦，在农村和偏远地区装置光伏发电系统50万套以上。
此外，太阳能在建筑领域的应用正迅速扩展，已经从太阳能采暖建筑发展到可以集太阳能光电、太阳能热水、太阳能吸收式制冷、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术于一体的建筑。
但是，我国太阳能利用在发展中还存在一些问题：太阳能光热产业整体规模目前只有年产值约200亿元，而生产企业多达5000家，市场杂乱，品牌度不集中；太阳能光伏产业市场竞争要求光伏企业在极短的时间内实现产品的高转换效率、高质量和规模化；我国生产的大部分太阳能产品的原材料9成以上依靠进口，成品也是9成以上出口；政府目前重视和扶持力度不够等。
二、厦门市利用太阳能的现状
历史上，厦门近代的几个天然海滨盐场都是利用太阳能来蒸发水分生产海盐，随着城市经济社会的发展这些盐场都已相继淡出。
近年来，随着国内太阳能经济的发展，厦门市逐渐有市民在其住宅楼上安装使用太阳能热水器。集美大学学术交流中心建设了太阳能热水工程。2005年鼓浪屿循环经济实验区也安装了26盏太阳能路灯和改造了2辆太阳能电瓶车和1个太阳能宣传栏。
苏米特光电（厦门）有限公司是厦门首家从事太阳能电池及系统的研发与应用的高新科技企业，2005年该公司自主研发了LED太阳能景观灯，并在杏林宁宝花园、集美大学湾、同安芸溪居住小区都安装了这种由太阳能硅晶板、LED灯珠、蓄电池和智能控制器组成的灯，晴天3～4小时、阴天8～10小时就可以将蓄电池储满，并可使用10个晚上左右。由于其售价3000元左右，比传统的路灯贵30％，所以推广效果不佳。该公司生产的太阳能节能房售价约20万元，目前只能销往日本和欧美国家。此外，该公司最近还为普通家庭生产了庭院太阳能灯，虽然售价仅80元，但尚未得到市场的普遍认同。
总体来看，目前厦门市对太阳能的利用只是处在起步阶段。全市太阳能热水器普及率远低于国内其他地区，厦门市市场上的太阳能产品也主要都来自外省市。
三、厦门市大规模利用太阳能的必要性
厦门是个轻型产业城市，传统能源资源稀缺。城市一次能源结构以煤和石油为主，各种重要能源如电、煤、油、气，几乎都依赖地区外调入或进口。
改革开放以来，随着经济社会的高速发展，厦门市能源消耗量的增长速度也持续加快。厦门市2003年综合总能耗为457.9万吨标煤，用电量为68.83亿千瓦小时； 2004年综合总能耗为577.4万吨标煤，用电量为75.9亿千瓦小时；2005年综合总能耗达657.3万吨标煤，用电量为86.13亿千瓦时；增长率居全省第一。
近年来，厦门市积极推行循环经济。厦门市环境保护局和经济发展局等部门培育、扶持了一批节能降耗的典型。通过推广节能“四新”产品，重点推广锅炉分层燃烧技术、冷凝水回收、冰蓄冷和绿照明等节能新技术和新产品以及降低单位产品能耗、能源梯级利用和建筑节能等措施，使得厦门市万元GDP能耗为0.65吨标准煤，达到全国先进水平。然而，我们必须看到“十一五”期间厦门的GDP总量还要翻一番，而且要以工业为主来带动经济的快速发展，工业是能源消耗的主要用户，可见今后的能源消耗量必将大幅度增长。随着落实科学发展观、转变经济增长方式工作的深入，厦门市正采取结构节能、管理节能和技术节
能等途径建设节约型社会，整个节能形势呈现出良好的发展态势。但是，仅仅节流而不开源是无法满足厦门日益增长的能源需求的。如果到2010年厦门市的万元GDP能耗降为0.63吨标准煤，全市的综合总能耗还是要达到1262.6万吨标煤。因此，不开发利用新能源和可再生能源，调整能源结构，就无法摆脱矿物燃料对厦门经济和环境的制约，也无法满足厦门加快建设资源节约型和环境友好型社会的需求。
拖把头目前，厦门在新能源和可再生能源的开发利用总体上力度偏小。对于厦门水电资源来讲，因本地的水资源不足，可以开发的空间不大；虽然西北部山区的山体天然落差大，但是水电站总装机量已占可开发水电站容量近70％，而且还必须考虑开发带来的生态破坏问题。厦门岛外（如杏林湾、海沧日月谷和汀溪水库附近）的地热资源近年来也逐步得到利用，但是这些地点所拥有的地下热能能量尚达不到地热发电的要求。厦门的平均风速为3.4米/秒，适合风能的开发，但是风电场的选择还必须与当地经济社会的发展相适应，目前全省风能的开发利用由福建省相关部门统筹规划。潮汐能的开发虽有过多次论证，但受西海域和同安湾各种条件的制约，难以实施。生物质能是绿植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而蕴藏在生物质内部的能量，目前厦门的农作物秸杆等植物已部分得到利用，如果要利用绿植物、粪便以及城乡有机废物来气化发电，其热值和热效率都不高，且体积大收
集难，所以没有实施主体愿意往这个方向发展。
由此可见，厦门市大规模利用自然赠予的丰富的太阳辐射能资源是十分必要的，也正当其时。
四、厦门市利用太阳能资源的自然条件
虽然太阳能比其他能源分布更广，所有阳光照射得到的地方都可以利用太阳能，但是在实际利用太阳能资源时还必须考虑其时空分布。太阳能的辐射在地球的不同区域和不同周期（季、月、日）都明显地表现出其差异性。
二次开发平台福建省位于台湾海峡西岸，地处低纬度，跨有南、中亚热带海洋性季风气候，夏长冬短。全省日照大部分达1670～2405小时，每平方厘米面积上接受太阳总辐射能量在100～130千卡之间，年太阳总辐射量在4200兆焦耳/平方米以上，日照百分率38％～54％。闽南沿海地区因地理纬度较低、太阳高度角较高、总雨量较少、阴天日数少和日照时数多等原因，而成为全省太阳年总辐射的高值区，年辐射总量约为1400千瓦·时/平方米。
厦门市处在福建省闽南金三角的中心，北邻泉州、南毗漳州，地理坐标为东经117°52′53.8
〞～118°26′1.2〞，北纬24°23′12.7〞～24°54′29.3〞。厦门距北回归线约1.5度，气温变化小，四季划分不明显，一般以2月上旬至4月底为春季，5月初至10月下旬为夏季，10月底至2月初为秋季，属于无冬季地区。
根据厦门市2001～2004年的日照情况统计，厦门市有着良好的太阳能利用条件，平均年日照时数1995.0～2193.6小时，辐射强度在52.5×108焦/平方米。厦门市一年四季的太阳辐射总量的特点是，夏秋季较大，冬春季较小，7月份日照时数最大，2月份日照时数最小。南亚热带季风型海洋性气候使厦门地区很少出现连续多天见不到太阳的天气。时间上的这种分布特征为厦门持续利用太阳能提供了非常有利的条件。
由此可见，厦门市是福建省太阳能资源最丰富的地区，具有大规模利用的优越的自然条件。
五、厦门市利用太阳能的可行性分析
厦门市要大规模利用太阳能，还应从经济和技术上进行可行性分析。
目前，太阳能利用方式多种多样，包括太阳能热水器、被动式太阳房、太阳能禽畜舍、太
阳灶、太阳能路灯、太阳能电瓶车、太阳能信息板、太阳能喷泉、太阳能景观灯和太阳能驱动船等。但是，归结起来还是太阳能热利用和太阳能光伏发电。其中，太阳能光伏发电是最重要的用途。光伏发电的产业链很长，上游是晶体硅制造业；中游是太阳能电池片，电池片还要经过一整套的封装工艺组装成“太阳电池组件”；下游则是太阳能设备商。
木纹扣板太阳能光伏发电的原理十分简单：100平方米左右的采光板，利用表面的黑低反射材料，将吸收的太阳能“送入”蓄电池，每天可产生10KW的电能。按太阳能光电计算参数及安装成本估算，每平方米光电面板总投资约5000元，年产电150.12度。一户普通家庭，一套功率为3千瓦的太阳能电池发电系统，就足以满足基本用电需求，但投资需要15万元。太阳能热水器寿命为10～15年，年能源效益为71～107公斤标煤/平方米。被动式太阳房寿命为10～20年，年能源效益为8.6～53.6公斤标煤/平方米。太阳能禽畜舍寿命为10～15年，冬季升温5～10℃，夏季升温6℃～7℃；太阳灶寿命为2～5年，年能源效益为280～500公斤标煤/平方米。
太阳能属于低密度能量，其利用必须采用聚能方式，这就使得目前太阳能产品的初投资成本一般要比矿物性燃料系统高，如太阳能热水器的初投资是电热水器的2～4倍；太阳能发
电成本是风能发电的6～10倍，是传统煤电的11～18倍。特别是，目前太阳能电池发展还处于产业发展的初级阶段，价格高、能耗低、技术相对落后。附加值高、环境污染小的环节都控制在国外公司手中，而将附加值低、能耗高的环节都留给了中国。国内的太阳能电池生产线基本上都是从国外进口的，产品原材料也是高价买来的，产品的出口价格也受制于国外公司。
国内太阳能产品开发中遇到的问题，同样也是制约厦门太阳能开发和利用的瓶颈。没有相关的政策支撑，目前还难以实现投入与产出的平衡。但是，厦门在太阳能产业发展的过程中，却有着较为独特的有利条件。光电子产业已成为厦门市三大新兴产业之一，2004年3月厦门被授予首批国家半导体照明工程产业化基地，厦门的发光二极管产业迅速崛起。发光二极管（LED）具有发光效率高、功耗低、寿命长、光纯、亮度高、聚光好、体积小、无污染、相应快和安全可靠等特点。由于其最大的特点是省电，在同样亮度下，其电能消耗仅为白炽灯的1/ 10，而寿命则是白炽灯的100倍，为此厦门市政府大力扶持该产业的发展，并投入1.2亿元大规模用于夜景工程。其实，LED直流的供电方式为太阳能光伏发电和电池留下接口，为进一步推广太阳能利用留下了很大的发展空间。
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