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1可再生能源的现状与发展趋势
1.1可再生能源的国内利用现状
我国能源结构以煤炭为主，能源消费增长迅速，环境问题日益严峻，既影响经济发展，也影响人民生活和健康。发展清洁能源技术，特别是加快开发利用可再生能源来缓解能源供需矛盾，是实现可持续发展的必然选择[1]。
2007年，我国可再生能源消费量占能源消费总量的8.5%，根据《可再生能源中长期发展规划》，计划到2010年提高到10%，到2020年达到15%[2]。
1.2我国对可再生能源的政策扶持
近年来，我国出台了一系列政策规定，如《可再生能源法》、《节能减排综合性工作方案》、《可再生能源发展“十一五”规划》等，大力推进节能减排，持续加大环保投入，鼓励开发利用可再生能源。《可再生能源发展“十一五”规划》指出，我国将继续大力发展水电，加快发展生物质能、风电和太阳能，逐步提高可再生能源在能源供应中的比重，为更大规模开发利用可再生能源创造条件。
我国对可再生能源领域的投资不断加大，与之对应的发电装机容量也不断增加。2007年，我国在可再生能源项目方面的投资总额(除大型水电)达到108亿美元，同比增长91%[3]。2010年和2020年我国部分可再生能源的发电装机容量，如图1所示。
图1我国各类可再生能源发电装机容量趋势
根据国家发改委颁布的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定，部分可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价即通过招标确定的中标价格[4]。以下为现阶段各类发电厂的上网电价情况，如见表1所示。
表1各类发电厂上网电价
目前，政府按照科学发展观的要求，大力推进节能减排，鼓励发展可再生能源，通过实行可再生能源发电价格和费用分摊扶持政策，使可再生能源电价相对于火电电价高出不少，对可再生能源发电行业是个极大的利好。
1.3可再生能源利用的发展趋势
在全球可再生能源产品及服务市场迅速成长、产业政策导向明显的大背景下，可再生能源在我国能源结构中将发挥越来越大的作用，可再生能源及相关项目将成为新的经济增长点和可持续发展的新支撑点。
我国现今的可再生能源开发从技术到实用，从政策到市场还有很多的空白，给我们带来很多机遇。利用政府大力推动发展可再生能源的契机，加强可再生能源项目的开发利用，正成为发展全球绿色经济和绿色能源的一个转机。
2可再生能源开发与利用
2.1生活垃圾的处理方式
随着社会经济建设的发展，居民生活水平的提高，食品和能源结构的变化，垃圾的产量越来越大。以上海为例，上海城市生活垃圾日均产生量从1995年的6626t增加到2002年的11848t，年平均增长率超过11%[5]。
目前，我国对生活垃圾的处理方式大多为卫生填埋、焚烧、堆肥。截至2005年底，全国填埋、焚烧和堆肥的处理能力所占比例分别为85%、10%和5%[6]。
(1)填埋。将卫生填埋作为城市垃圾的一种处置手段应用较早。填埋场中的可分解物质通过填埋层内微生物的作用进行分解，最终生成水、气体、无机盐等，实现填埋场的最终稳定化[7]。
(2)焚烧。生活垃圾的焚烧处理是对生活垃圾无害化、减量化、资源化的一种重要手段。由于垃圾中的可燃成分可在焚烧炉内与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，得到少量而性质稳定的固体残渣。垃圾焚烧处理可使生活垃圾体积减少95%，重量减轻75%，仅将灰渣与其他的不可燃物作填埋处置，可以减少垃圾填埋量、节省土地资源[8]。
(3)堆肥。堆肥是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物或人为加入的某些特定微生物，在一定温度、pH条件下发挥其生化降解的能力，促进有机物向稳定的腐殖质方向转化的微生物学过程[9]。
2.2生活垃圾焚烧发电和产热
我国生活垃圾的低位热值一般为4184～4602.4kJ/kg，通过对焚烧设施的改造，以生活垃圾为原料，使其在焚烧炉内焚烧，就能产生可观的电量和热量。
在垃圾焚烧技术中，应用最广的为机械炉排炉，其次为流化床炉，其它技术和炉型所占比例较小。以机械炉排炉为例，垃圾在炉内依次通过炉排的干燥点火段、燃烧段和燃烬段，实现负压燃烧并达到完全燃烧。高温烟气经与余热锅炉各受热面换热，使余热锅炉产生蒸汽，将蒸汽送至汽轮发电机组发电或通过管道输送向周边地区供热。以上海江桥生活垃圾焚烧厂为例，该项目采用机械炉排炉的工艺对垃圾进行焚烧处理。该厂是目前国内正式投入运营的规模较大的现代化生活垃圾焚烧厂，共设3条焚烧线和2台12MW的凝汽式汽轮发电机组，设计规模每天为1500t，实际每天可处理生活垃圾1800～1900t，年处理生活垃圾超过60万t，解决了服务区范围内的垃圾处理问题。同时，利用垃圾焚烧产生的余热发电，每吨垃圾发电约300kW•h，每年发电量超过1.4亿kW•h，上网超过1亿kW•h，可供12.5万多户居民的生活用电(按每年每户800kW•h计算)。通过垃圾焚烧发电，不仅解决了焚烧厂自用电的问题，也能向电网供电，实现了资源的循环再利用。
2.3生活垃圾填埋气体发电
另一种利用生活垃圾产生可再生能源的方式是通过燃烧垃圾填埋后所产生的填埋气体进行发电。生活垃圾在填埋一段时间后，会产生浓度较高、一定数量的填埋气体，其主要成分为甲烷(CH4)、二氧化碳，同时还含有不少于1%的挥发性有机物(VOC)。填埋场产生的气体往往需要几个月才能达到一个稳定的量，达到平衡后，甲烷通常能占到55%。但随着垃圾填埋年限和填埋条件的不同，填埋气中的组分含量也会发生一定的波动。
填埋气是一种可回收利用的能源，每立方米可燃气体能发电1.5kW•h。同时，它又是污染性气体(其中的CH4是强致温室性气体，还含有具有刺激性的H2S、VOC等气体)，因此在处置生活垃圾的同时，利用其产生能源，变废为宝，是实现我国城市垃圾资源化、减少环境危害的一个重要途径，同时也是获得良好经济和社会效益的必然途径[10]。
国外资料显示，每吨湿垃圾产生填埋气的量可达到200～400m3；国内实测资料显示，每吨垃圾产生填埋气的量为110～140m3，如表2所示。以上海老港生活垃圾卫生填埋场内的填埋气体回收发电工程为例，填埋场总库容大于8000万m3，约可使用45年，因此填埋气的产生和发电能力可保持相对长期和稳定。该场内部建设了填埋气体收集系统、发电系统以及气体燃烧系统。填埋气在利用或直接燃烧前，一般需要进行预处理，常用的预处理包括去除杂质、脱水、脱硫、脱二氧化碳、脱氮和脱氧，预处理后的气体作为燃气内燃机的燃料，由火花塞点燃后进行燃烧做功，带动发电机发电，最终并入电网或供给企业自用。该工程总装机容量可达到15MW，建成后，每年可向国家电网输送电力约1.1亿kW•h。
表2国内填埋场填埋气产量
2.4综合利用
结合废弃物处理的需要，提出建设全能型、综合性的静脉产业(以保障环境安全为前提，以废弃物处理处置、节约资源、保护环境为目的，运用先进技术，将生产和消费过程中产生的废物转化为可重新利用的资源和产品，实现各类废物的再利用和资源化的产业，包括废物转化为再生资源及将再生资源加工为产品两个过程。)类生态工业园区(以从事静脉产业生产的企业为主体建设的生态工业园区。)的规划。在该园区内，将实现废弃物处理处置与利用产业链的优化组合，发挥各种处理处置方式的规模经济效应和范围经济效应，实现能源流、物质流的合理流转及可再生能源的充分利用，最终达到环境、经济、社会效益的三者统一。
以规划中的上海老港静脉园区为例，在园区内计划建设生活垃圾综合处理、填埋气体发电、污水处理、风力发电、太阳能发电、餐厨垃圾生化处理和城市污泥处理利用等项目。按照规划建成后，可每年发电5.5亿kW•h，可供68.7万多户居民的生活用电(按每年每户800kW•h计算)。
2.4.1在垃圾填埋场上建设风力发电场
自20世纪70年代世界石油危机以来，风力发电逐步发展起来，尤其到90年代，风力发电从新能源利用中脱颖而出。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是3m/s的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。
上海位于东亚季风盛行区，陆域岸线风力资源丰富，根据奉贤气象站及芦潮港测风塔测风资料统计，气象站的多年平均风速约为3.0m/s(1990—2005年)，芦潮港测风塔70m高度测风(2005年6月至2006年5月)年平均风速约为6.94m/s。
上海华港风力发电场位于南汇老港废弃物填埋场中的二、三号填埋区内。目前，这2个填埋区已停止生活垃圾填埋作业，进入封场和生态修复期，并将进行综合利用开发。该风电场是上海市首座建造在垃圾填埋场内的风力发电场，地域广阔，靠近东海。场址区域70m高度的年平均风速约6.6m/s，具有良好的风资源开发前景。一期工程共安装1500kW的风力发电机组13台，总装机容量为19.5MW，年上网电量约0.38亿kW•h。
风力发电机的基础经地基处理后，将布置在现有的垃圾场上，有利于土地的综合利用。作为静脉产业园区的一个重要组成部分，风力发电项目的开发建设将与老港静脉园区的整体规划充分统一与协调。
2.4.2太阳能发电
太阳能作为可再生能源，可分为太阳能热利用技术(含太阳能热发电技术)和太阳能光发电技术。在太阳能光发电技术中，通过光电转换装置把太阳辐射能转换成电能利用，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应(光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。)进行光电转换的，也称太阳能光伏技术。
就单位面积的日照时间而言，上海的太阳能资源比较丰富。据统计，2004年上海市区日照时数达1930h。南汇地区是全市日照时间最长的几个地区之一，超过2200h，具有利用太阳能的有利条件。
按静脉园区建筑物屋顶采用太阳能板发电来测算太阳能发电量。园区总用地面积为21.62ha，建筑密度取20%～30%计算，则建筑物屋顶总面积约54000m2(假设建筑物屋顶面积等于建筑物基底面积)，按近、远期规划分别有10%、20%的建筑物屋顶采用太阳能板发电，单位面积太阳能板发电量约110W/m2计算，则总发电规模约为1.5MW。
3清洁发展机制与可再生能源产业
节能环保问题已经成为世界注目的焦点，其中清洁发展机制CDM(《京都议定书》框架下3个灵活的机制之一，是发达国家购买由发展中国家投资建设的项目所产生的经核实的减排量，以抵消其在《京都议定书》中的减排要求。)作为一种“双赢”模式，在中国未来的发展前景广阔。CDM支持的方向主要是改善能源供应，提高利用效率的项目、可再生能源及替代燃料项目和减排二氧化碳等项目。
风电、水电、生物质发电、太阳能发电、燃气发电等项目和其它提高能效的技改项目都是CDM支持的项目。通过申请CDM项目，可引进国外的资金与先进技术，引导企业积极参与国际合作，提升我国节能环保技术水平，优化能源消费结构，降低单位GDP能耗与温室气体的排放。同时，也可通过提高可再生能源项目的总体投资回报率，来推动我国该产业的发展。例如，上海老港填埋场填埋气体回收发电工程和上海华港风力发电工程现正申请CDM项目。
填埋气体回收发电工程在2008-2014年的二氧化碳总减排量约为3508800t，该项目总减排收益约为3860万欧元。
风力发电工程在2008-2014年的二氧化碳总减排量约为246000t，该项目总减排收益约为271万欧元。
4结语
生物质能、风能、太阳能作为目前最具工业开发规模的可再生能源，格外引人瞩目。特别是在处理处置生活垃圾的同时，对产生的可再生能源进行开发和利用，既解决了生活垃圾的处理处置问题，减少对环境的污染，又获得可观的能源和经济效益，不失为一举多得。在我国，虽然可再生能源产业的发展初期成本较高，附加风险也较大，与传统能源的竞争一开始将会处于劣势，但相信随着我国生活垃圾处理处置行业和可再生能源产业的进一步推进和发展，其开发与利用前景将不可限量。
