能源效率：政策和技术doc.doc

能源效率：政策和技术中国能源研究会副理事长 王庆一一、基本概念（一）定义目前，国际上普遍用“能源效率”（Energy efficiency）这一词语，来替代上世纪70年代能源危机后提出的“节能”（Energy conservation）一词。实际上，从国际权威机构对“节能”和“能源效率”给出的定义来看，两者的涵义是一致的。按照世界能源委员会1979年提出的定义。节能是“采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施，来提高能源资源的利用效率”。这就是说，节能是旨在降低能源强度（单位产值能耗）的努力，应在能源系统的所有环节，包括开采、加工、转换、输送、分配到终端利用，从经济、技术、法律、行政、宣传、教育等方面采取有效措施，来消除能源的浪费。世界能源委员会在1995年出版的“应用高技术提高能效”1中，把“能源效率”定义为：减少提供同等能源服务的能源投入。一个国家的综合能源效率指标是增加单位GDP的能源需求，即单位产值能耗；部门能源效率指标分为经济指标和物理指标，前者为单位产值能耗，物理指标工业部门为单位产品能耗，服务业和建筑物为单位面积能耗和人均能耗。之所以用“能源效率”替代“节能”，是由于观念的转变。早期节能的目的，是为了通过节约和缩减来应付能源危机，现在则强调通过技术进步提高能源效率，以增加效益，保护环境。物理指标能源效率通常用热效率来表示。联合国欧洲经济委员会的定义是：在使用能源（开采、加工转换、贮运和终端利用）的活动中所得到的起作用的能源量与实际消耗的能源量之比。热效率可分为热力学第一定律效率和第二定律效率。第一定律效率可设计能源图，便于对各种耗能设备进行比较，但用来分析节能潜力就有问题。因为不但要考虑能源消费的数量，还要考虑能源的品位和质量。因此最好用第二定律效率来分析节能潜力。第二定律效率等于完成某项作业的最小能源消耗量（即有用功）与实际消耗的功之比。大多数终端用能设备的第二定律效率小于10%，家用燃油炉只有5%，而第一定律效率为60%；第一定律效率的节能潜力似乎很有限，第二定律效率的最大潜力达20倍。根据联合国欧洲经济委员会的物理指标能源效率评价和计算方法，2能源系统的总效率由三部分组成：开采效率，能源储量的采收率。中间环节效率，包括加工转换效率和贮运效率，后者用能源输送、分配和贮存过程中的损失来衡量。终端利用效率，即终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能源量之比。中间环节效率与终端利用效率的乘积称为“能源效率”。把“终端利用效率”混同于“能源效率”是错误的。例如，有人说，“我国的能源利用效率约为30%左右，日本和美国在50%以上”。实际上，前者是“能源效率”，后者是“终端利用效率”。按照上述定义计算能源效率（热效率）相当复杂，需要大量的动态数据，而且终端利用效率难以精确计算，特别是没有考虑价格和环境因素的影响。因此，近年来国际文献和因特网检索都找不到这方面的详细资料。（二）影响因素提高能源效率的潜力受许多因素的影响，主要有：自然因素。资源状况，地理和气候条件。体制因素。经济体制，企业行为。经济因素。增长速度和结构，价格，收入水平，分配制度。技术因素。技术创新能力，装备水平，信息。社会因素。人口数量和素质，消费行为。政策因素。节能、环保政策和法规。据世界银行对发展中国家节能潜力的分析，技术节能量占预测节能量的一半左右，市场力量对实现节能潜力的贡献率约为20%。（三）推进中国能源效率的驱动力实施可持续发展战略，提出资源“节约与开发并重，把节约放在首位的方针”。环境法规趋严，2000年4月29日颁布大气污染防治法第二次修正案，将有力地推进工业能效。国有企业改革、迎接加入WTO的挑战。节能降耗正在成为增强竞争力的自觉行动和重要手段。电力体制改革，竞价上网促使电厂降低能耗，管理创新为推行DSM创造条件。人均收入增加。洁净、高效能源需求上升。鼓励外商投资能效技术。头2年免征公司所得税，后3年按15%计征（统一税率33%）。二、能源效率是可持续发展战略的优先选择（一）能源是我国走向繁荣富强的一个长期制约因素 主要问题是：1、人均能耗低而能源强度高我国一次能源产量和消费量分别居世界第三位和第二位。但人均能源消费水平很低，2000年商品能源人均消费量为965公斤标准煤3，仅为世界平均值的47%4，OECD平均值的1/7；全国居民家庭人均生活用电量为132千瓦时，只相当于美国的3.3%。人均能源与生活质量的关系比人均产值更为密切。随着人口的增长，提高人均能耗水平十分困难。另一方面，我国能源效率低，能源强度（单位产值能耗）相当于世界平均水平的3.8倍5。2、以煤为主的能源结构导致严重的环境问题我国是世界上少数几个能源以煤为主的国家之一，是世界第二大煤炭消费国，2000年煤炭消费量占一次能源消费量的67%，占世界煤炭总消费量的22%4；燃煤排放的SO2占排放总 量1995万吨6的85%。此外，全国仍有80%的城乡居民使用固体燃料，严重的室内污染对健康的危害可与吸烟相提并论。在农村，由此引起的呼吸系统疾病是导致死亡的祸首。我国已成为世界CO2第二大排放国，而且不断增加，受到国际社会的高度关注，成为环境外交的主导因素之一。3、农村商品能源短缺目前，农村生活用能仍有近60%靠柴草7，有2600万人还没有用上电。烧柴造成室内污染严重危害人体健康；薪柴消耗超过合理采伐量15%，造成大面积森林植被破坏，水土流失加剧。4、能源科技落后我国能源技术与世界先进水平存在很大差距。目前，总体上大约落后1520年，而且正在拉大。突出反映在能源工业劳动生产率和能源效率低下。1998年，我国煤炭工业人均年产量仅为美国的1.3%8；火电厂供电热耗比国际先进水平高25.5%9，吨钢可比能耗高48.8%10，水泥综合能耗高45.5%10。这是影响我国经济竞争力的重要因素。（二）能源效率对实现我国现代化战略目标至关重要资源和环境是可持续发展的基础。对我们这样一个发展中国家来说，能源和粮食一样，需求总量巨大，不能设想主要靠进口来解决。我国现代化建设的第三步战略目标，是下世纪中叶达到中等发达国家的水平。展望未来，我国能源资源的保证前景是严竣的。据专家预测，到2050年，国产一次能源的供应能力为3037亿吨标准煤（包括非水电可再生能源）。届时人口假设为16亿人，则国产能源人均供应量仅2.02.3吨标准煤11。如果按照目前的经济增长方式发展下去，即靠大量消耗资源、大量增加能源供应来支撑经济的低效益增长，2050年一次能源需求将超过100亿吨标准煤。因此，必须改变经济增长方式，采取节能优先战略，依靠技术进步大幅度提高能源效率。研究表明，如果采用已有的或可在10年内商业化的最先进的技术生产能耗产品和提供能源服务，到2050年，人均能耗只需2.5吨标准煤，我国人民的生活在总体上可以达到中等发达国家的水平12。（三）能源效率是解决环境问题的最现实、最经济的途径研究表明，能源效率是减排CO2和SO2的最现实、成本效益最好的措施。据全球环境基金资助项目“中国温室气体排放的控制问题与对策” 研究报告（1994）13。到2020年，提高能效方案可减排温室气体3.30亿吨碳，替代能源方案减排2.37亿吨碳，植树造林减排2.21亿吨碳。提高能效和植树造林都是“无悔”项目，即对经济、社会和环境都有益，而不是专为减排温室气体的项目，因此减排温室气体的净费用为零。风力发电、水电、核电、太阳能分别为提高能效方案的6.2倍、7.0倍和9.5倍。（四）能源效率是增强经济竞争力的重要手段能源密集行业的能源费用占生产成本的很大比重。目前，钢铁行业约25%，铝50%，建材40%50%（大型企业），化肥70%75%，石化约40%，铁路23%24%。这些行业提高能效，对增强竞争力具有决定性的作用。钢铁、石化等行业已把节能降耗当作增强竞争力的关键措施。上述高耗能行业出现了一批主要靠节能降耗实现增效、脱困的企业。如济南钢铁集团公司，19942000年，钢产量从162万吨增至303万吨，1吨钢综合能耗从1202公斤标准煤降到813公斤标准煤，累计节能386万吨标准煤，节能效益达19亿元。（五）能源效率是保障石油安全的重要途径我国石油最终可采储量在现有技术经济条件下约为130亿吨。在未来几十年内，国产石油的供需缺口将急剧增加，据专家预测，2010年供需缺口约1.6亿吨，2020年2.4亿吨。确保石油安全是我国面临的一个重大战略问题。因此，提高石油开采、加工和终端利用的能源效率，积极发展替代产品和技术（水煤浆、煤液化和生物质液化产品、天然气和电动汽车等）具有十分重要的意义。分析表明，大力发展石油节约和代用技术，开发非常规石油资源，到2050年，可使我国石油进口依存度控制在30%以下，并大大延长资源的使用寿命。三、提高能源效率的成效、经验和障碍14（一）成效卓著1980年以来，我国节能工作取得很大的成效，在国际上得到高度评价。1、保障经济快速增长19801998年，我国国内生产总值年均增长率高达9.87%，而一次能源消费平均每年只增长4.87%，能源消费弹性系数为0.47。对于一个处于工业化初期阶段的发展中大国来说，这是一项了不起的成就。2、能源生产率大幅提高19811998年，万元GDP（1990年价）能耗从7.89吨标准煤降到3.24吨标准煤，下降59.0%。能源生产率（单位能耗国内生产总值）从750元/吨标准煤增加到1828元/吨标准煤，增长144%。3、单位产品能耗与国际先进水平的差距缩小主要能源密集产品能耗与国际先进水平的差距明显缩小（见表1）。19801997年，火电供电热耗差距由32.5%降到25.8%，钢可比能耗由70.4%降到48.8%。表1 19801997年几种产品单位能耗国内外差距的变化表对比项目1980年1997年国内平均国际先进国内外差距，%国内平均国际先进国内外差距，%火电供电热耗，克标准煤/千瓦时44833832.5408324.325.8钢可比能耗，公斤标准煤/吨120170570.497665648.8水泥综合能耗，(大中型) 公斤标准煤/吨203.8135.750.2181.3124.645.5乙烯能耗，公斤标准煤/吨2013110083.0121087039.1载货汽车油耗，升/百吨公里8.73.4123.5 注：国际先进是居世界先进水平的国家的平均值。4、节能取得巨大经济效益19811998年，累计节约和少用能源8.34亿吨标准煤，按1997年终端用户支出的能源费用（945.37元/吨标准煤）计算，节省的能源价值7884亿元，19811998年，平均年节能量为4633万吨标准煤，1997年，向终端用户新增1吨标准煤的供应需投资5702.6元，按此计算，节省能源供应系统投资2642亿元。5、对保护生态环境作出重大贡献按19811998年累计节能量和1995年排放系数计算，提高能效和节能减排5.26亿吨CO2，减排1510万吨SO2。根据世界银行对中国大气污染损害经济评估数据（1997）推算，减排1510万吨SO2避免的损失（包括大气污染和室内污染导致生病和早亡，以及酸雨对作物和森林的破坏，对材料和生态系统的损害）达1060亿元（人力资本法）到2600亿元（支付意愿法）。（二）基本经验1、提出节能优先战略1980年，我国政府确定了“开发与节约并重”，近期把节能放在优先地位的方针。1996年，进一步提出“坚持资源开发与节约并举，把节约放在首位”的发展战略。2、节能列入经济社会发展计划从1981年起，把节能当作一种资源，纳入国民经济和社会发展年度计划和中长期规划，有计划、有步骤地开展节能工作。3、建立节能管理、监测和技术服务体系1980年以来，我国建立了比较完整的节能管理体系，形成了国家、地方、企业三级管理系统。当前，各省市、各部门共有180多个节能技术服务中心，拥有3200多人的节能技术服务队伍，为企业提供信息、咨询和技术服务。此外，还有非政府组织，主要有中国节能协会，中国科协工程学会联合会节能工作委员会，中国能源研究会节能专业委员会，中国建筑节能协会，中国农村能源协会等，这些组织在决策咨询、项目评估、公众宣传、教育培训、信息服务和国际交流等方面，发挥重要作用。4、制订政策、法规和标准80年代大力加强节能基础工作，重点耗能企业普遍开展能源计量、能量平衡测试、定额管理等工作。1997年11月1日颁布节约能源法，1998年1月1日起施行。目前，国家、地方和部门正在积极制订实施节能法的配套法规。1999年2月13日，国家质量技术监督局发布中国节能产品认证管理办法；1999年3月10日，国家经贸委发布重点用能单位管理办法；2000年2月18日，建设部发布民用建筑节能管理规定，2000年10月1日施行，对新建民用建筑实行强制性节能标准；2000年8月22日，国家计委、经贸委、建设部、环保总局联合发布关于热电联产的规定；2000年12月29日，国家经贸委、计委发布节约用电管理办法，积极推进需求侧管理和节能技术进步。一些省市颁布了地方节能条例和实施办法，上海市经委授权市节能监察中心负责节能执行法工作。迄今，在中央一级，已颁布25项节能法规和条例，27项节能设计规范，近100项有关节能的国家标准；已公布18批1068项节能机电产品目录，17批610项淘汰机电产品目录。5、增加资金投入19811998年，全社会节能基建和技术改造投资累计达1363亿元，其中国家投资占27.2%，地方和企业投资占72.6%，国家节能投资形成的年节能能力达9042万吨标准煤。6、财政和经济刺激能源定价。1993年，独立投资电厂开始实行按还本付息需要和利润率定价。1994年7月，除发电用煤外，指令性煤价完全放开。1998年6月，原油价格与国际接轨；2000年6月，油品价格与国际接轨。煤、油、电（特别是独立投资电厂比例高的电网），对提高能效产生积极影响。税收减免。热电联产、节能住宅等项目，固定资产投资方向调节税实行减税。1998年1月1日起，国家鼓励发展的节约能源和原材料项目的进口设备，免征进口环节增值税。1999年7月起，在全国各地从事能源交通建设的外商投资企业，减按15%征收企业所得税。1999年7月起，企业用于符合国家产业政策的技术改造项目的国产设备，可按40%的比例抵免企业所得税。贷款优惠。1994年财税体制改革以前，节能基建项目贷款实行差别利率，平均利率比商业贷款低30%；节能技改示范项目贷款贴息50%；节能贷款可在交纳所得税前偿还。1994年取消贷款差别利率。，1998年起，节能专项贷款由节能主管部门向商业银行推荐项目，银行统筹安排专项资金，经项目评估后实施。1999年开始，节能项目利用在一定期限内给予贴息的国债。企业节能奖。这是我国独有的节能激励手段，1986年开始实施，对促进企业节能降耗起了很大作用。1992年实行综合奖，取消节能专项奖。但目前仍有很多企业实行节能奖，有些企业把节约的价值量作为评奖依据，主要问题是奖金一般进不了成本。补贴。对农村省柴灶、沼气推广、城市民用型煤加工、压缩烧油项目等提供补贴。近来，一些省市实施绿色照明工程、风力发电和节电等项目，也采取补贴办法。7、把改善生态环境和生活质量作为能效工程的目标“九五”期间推出的工程主要有：中国绿色照明工程；清洁生产示范试点计划；森林能源工程；秸杆综合利用示范工程；清洁汽车行动。（三）实施节能优先战略的障碍提高能效和节能，有赖于经济体制的转变和结构的改善，以及技术的进步，而且同全民族的文化素质相联系，因此是一个长期的过程。当前，实施节能优先战略存在一系列障碍。1、节能观念决策者的节能观念，对节能政策的方向和手段的选择及其有效性和创造性有决定性的影响。在发达国家，节能观念已从70年代初为应付能源危机而实行节约和缩减，演变为从增盈/省钱、保护环境着眼，强调提高能源效率，同时使工作和生活环境更舒适，并把节能当作改进公共关系的一种手段，如政府机构带头节能，企业积极参与绿色照明计划等节能环保活动，以提升自身形象。在我国，80年代初开始加强节能工作，其动因是能源供应严重短缺，随着改革的逐步深化，节能观念也在变，但补缺、缩减的节能观念仍较普遍，这不利于节能政策和体制的创新。如果节能的目的仅仅是为了弥补不足，在当前能源供应相对过剩的情况下，还需要节能吗？2、能源价格在市场经济条件下，反映全部供应成本和供求关系的能源价格，是节能政策的基石，不反映供应成本的能源价格向企业和消费者提供扭曲的经济信号，导致能源浪费；这是优化资源配置的症结所在。1993年以来，能源价格改革取得很大进展，但还有很多问题有待深化改革逐步解决。主要是：油价虽已同国际市场接轨，但定价机制未考虑国内市场特点，调价时间滞后，助长了投机行为，加剧了市场波动15。煤价放开后，定价仍未反映全部供应成本，中间环节收费畸高，品种和质量差价不合理，可控性和可预测性差。电价仍然混乱，缺乏有效管制，工业电价水平偏高，民用电价偏低，电价结构不合理，补贴电价过多，存在行政干预。天然气仍由政府定价。天然气与煤炭比价太高，按热值计的气价为煤价的4倍以上，国际市场约为2倍16，这是扩大天然气生产利用的最大障碍，此外，外部成本尚未纳入能源价格。3、节能管理我国80年代在计划经济的框架内制定和实施的节能政策，其最大特点是以定额管理（能源供应定额和产品能耗定额）为核心。但定额管理不能适应市场机制。这种管理方式既不能适应企业经营环境以及技术和市场的变化，又不利于促进创新，而且管理成本高。在实行以市场为基础的能源价格改革以后，开始失去存在的基础。当前面临的主要问题是：节能管理体制改革滞后，新的节能机制形成缓慢。一些部门和地方政府放松了节能管理工作，节能队伍萎缩，部分高耗能企业撤消或削弱了节能管理机构，节能管理人员大量流失，造成节能管理工作滑坡，全国有近1/3企业的产值能耗回升。能源统计人员削减，造成节能统计资料缺乏、失真和滞后。4、经济刺激对节能项目或产品实行税收减免、贷款优惠等激励措施，是促进节能的重要政策手段。1993年财税和金融体制改革以后，这项政策大大减弱甚至取消，对节能十分不利。5、技术进步节能技术创新和扩散在体制、资金、管理等方面存在许多障碍，突出的问题是：节能新技术研究成果转化资金极度缺乏，企业节能技术改造筹资困难，节能设备质量差（如高效照明器具），关键技术和设备过度依赖进口，缺乏统一规划和有效管理。6、信息服务信息是制订和实施节能政策的基石，包括公众宣传、能源统计、信息网络、咨询服务、能效标识等。这方面的工作十分薄弱。四、可供借鉴的国际能效政策17（一）强制性能效标准1、对象、目标和效果强制性能效标准包括耗能器具、汽车和建筑物，政府规定所有这些产品必须达到的最低能效水平，已在许多国家应用。能效标准可使一种产品形成市场时提高同类产品的性能。美国推行强制性能效标准取得很大成效：能耗器具标准到2015年可节能2.75EJ/年；汽车燃料效率标准对新车节能所起的作用估计达15%50%。2、对中国的适应性中国终端用能设备的能效标准都不是强制性的。中国正在修订的冰箱能效标准，将实行强制性标准。需研究强制性标准对象设备的选择、标准的制订、实施程序以及监督等问题。（二）能效标识1、目标和对象：增强节能意识。促进消费。为购买决策提供无偏见信息。通过影响制造商和向用户提供可比较的信息，促使产品升级。主要用于耗能器具和汽车。2、效果对制造业影响最大。显著节约能源和开支。促进竞争。3、对中国的适应性中国节能法规定应在产品说明书和产品标识上注明能耗指标。国家经贸委正在研究制订能效标识管理办法。（三）系统效益收费（SBC）1、目的和用途向所有电力用户收费，建立基金，用来支付公共利益计划：可再生能源；能源效率；低收入家庭补助。SBC基金分配：新建设施投资补贴；鼓励开发商的生产激励；政府低息贷款和贷款担保；新技术研究开发；用户折让。SBC机制比较简单易行。2、对中国的适应性中国青海省已实行类似政策，向电力用户收费（0.02元/kWh），用于户用光伏系统（SHS）补助（300元/套）。可在有条件的电网应用。（四）中小企业能源审计1、美国工业评估中心美国能源部在30所大学设立工业评估中心，为中小企业进行能源审计，由能源部工业技术局提供经费。审计和评估：由大学师生实施；目的是提效、减废、降耗；向企业提出节能、减污建议。2、效果42%的措施被采纳，平均每个项目每年节省20，000美元。3、对中国的适应性中国正在研究企业能源审计办法。需要解决的问题是：资金来源，人员，判断标准，审计程序。（五）工业能效网络1、挪威工业能效网络促进中小企业能效活动。主要活动：信息传播：季节，年报；能源管理和分析支持(咨询、设备监测，技术分析)；技术示范（资助可达50%）；资助行业和技术研究；同行业单位产品能耗比较。2、效果平均年节能率1.4%。3、对中国的适应性中国已建立全国节能信息网络，有180个节能技术服务中心，具备建立工业能效网络的条件。钢铁行业已开展类似的活动。需解决统一组织领导和经费来源问题。（六）自愿协议1、政策描述通常是政府与公司或行业协会签订协议，公司承诺提高能效或一定的减排目标，政府给予财政支持。自愿协议可以在不直接管制条件下达到同样的国家目标。OECD国家已有200多种自愿协议。成功的协议都是透明（有明确目标）、可信和贯彻始终的。2、对中国的适应性中国一些省级政府在实施绿色照明工程过程中，已采取类似的做法，说明自愿协议在中国是可行的。国家经贸委正在研究实施办法。中国可以把能源效率和减排SO2作为协议的目标。主要障碍是缺乏激励手段。（七）需求侧管理（DSM）和能源服务公司（ESCO）1、政策描述需求侧管理包括节能、能源效率和负荷管理，旨在以最低成本向用户提供可靠的能源服务。能源服务公司是为用户提高能效提供一揽子服务（能源审计，可行性研究，筹资，安装等）的公司。能源服务公司直接或通过电力公司的需求侧管理计划向用户提供节能服务。2、需求侧管理发展趋势将成为一种能盈利的事业。可用来减少CO2排放。法规趋向开放市场和增强竞争力。能源、通信和信息技术迅速融合。3、对中国的适应性中国已进行需求侧管理试点，胜利、大庆等大型油田企业的工程示范取得很好的效果，电力公司作为实施主体有待电力体制改革的深化。最近出台的节约用电管理办法积极推动需求侧管理。“世界银行/GEF中国节能促进项目”支持中国引进、示范、推广节能技术服务新机制，已在北京、辽宁、山东成立能源服务公司。中国现有180个节能技术服务中心，工作人员达3200人，其中一部分可改造为能源服务公司。（八）政府采购1、目的和意义创新的政策机制可使市场转向高能效产品的生产和消费。政府机构对激励高效产品的生产和降低生产者风险能起关键作用。美国联邦“采购要求”规定所有联邦机构必须购买高能效产品，其最大市场份额达25%。2、对中国的适应性中国已试行政府采购，并制定了政府采购管理暂行办法（财政部，1999年4月）。中国绿色照明工程正研究政府采购。WTO要求开放政府采购市场。五、能效技术（一）中国已商业化的技术18，191、节油代油技术电站燃油锅炉等离子点火，燃油乳化，汽车综合节能技术，节油先进船型，密闭输油，水煤浆，车用甲醇，车用乙醇，天然气汽车。2、洁净煤技术先进选煤技术，动力煤配煤，工业型煤，电站循环流化床锅炉，先进煤气化。3、节电技术高效电动机、电动机变频调速，高效变压器，大功率高效整流电解电源，电镀脉冲电源，高效电光源，电子镇流器，高效电冰箱，高效空调器，微波加热，远红外加热，无功功率补偿，地源热泵。4、联产联供技术热电联产，热电冷联供，热电煤气联供。5、余能回收利用技术 干法熄焦，高炉炉顶压差发电，黑液回收，油田放散气集中回收，热管换热器。6、节能工艺 连铸连轧，离子膜法制碱，纸浆连续蒸煮，水泥窑外分解生产工艺，水泥散装，炼油多效蒸发，高效换热器，设备监测和自控，先进表面工程技术。7、节能材料空心砖，高性能绝热材料，轻型高强度材料，新型复合材料，植物纤维工程材料，高性能耐蚀材料，非晶态金属磁性材料。（二） 21世纪的能效技术20美国正在研究开发的能源效率新技术，概述如下：1、建筑（1）设备和器具高绝热外墙，热反向射膜窗玻璃，被动太阳能设计，渗透率极低的批量生产构件。微技术、高效应用化学和热系统，大大提高热传导率。如微型热泵，装在外墙或窗上，可选择房间或房间的一部分按需加热或致冷。多功能设备和综合系统。如热泵综合系统，可热水、空间加热和空调，效率比现有系统高70%。先进照明技术。阳光集光器和分配系统与控制技术相结合，可使照明用能减到几分之一。未来的日光照明和电力系统，包括集光和日光分配系统以及分布式发电，其可见光谱发光效率比电灯高一倍以上，光伏电池特别是热-光伏电池，把红外光部分转化为电的效率很高。超市冰箱系统采用分布式设计可大大减少能耗。压缩机余热通过热泵供空调，进一步提高效率。屋顶装光伏电池板、燃料电池、微型燃气轮机，生产的电力可外输，燃料电池、微型燃气轮机的余热供建筑物热负荷。未来建筑控制系统采用灵巧技术，按需要调节能源、水的供应和空调。（2）建筑围护提供建筑物基本热负荷控制。墙、屋顶、地板、高容量蓄热内墙、天花板和地板，储存太阳能，减少能耗和尖峰负荷。真空超级绝热。无CFC新型泡沫高效绝热。先进的充气多层窗，低辐射窗玻璃，电解铬玻璃。自干式屋顶，防止水分使绝热性能下降。耐久高反射涂层。先进蓄热材料。（3）智能系统 控制系统将采用先进的以更小、更便宜的大量传感器为基础的技术，使建筑运行实现自控和优化，以最低成本达到舒适、健康、安全的要求。2、工业今后，改进设备和能源密集工艺（钢铁、铝、水泥）、提高能效的研究开发，最重要的是系统而不是个别设备。例如，改进个别电动机效率只能提高百分之几，而重新设计电动机系统可节电20%60%或更高，调速可进一步节电。光进传感器和控制系统的结合可使系统优化。目前，电动机占美国用电量50%以上，对工业用能影响极大。（1）能源转换和利用 提效应把最好的技术组合在一起，用于一个系统。包括先进透平，燃料电池。将来，非燃烧技术可能起较大作用，如燃料电池，生物质、工厂残余物气化等。（2）高效工艺 高效工艺可生产高质量新产品，减少废物产生。这方面的技术包括：选择性催化剂，先进分离技术，测量和控制系统，材料，电机系统（如大型超导电动机）。从长期看，特别有吸引力的是生物技术和用生物质制取的材料。用谷物和林产品生产化学品和材料正在中试。（3）先导技术增加对化学、冶金和生物技术的了解，可使新制造工艺，包括改进的模拟、材料、计测、智能系统的研究开发取得重大进展，导致突破。例如，正在开发、示范的微制造系统（微型机器，微型化学反应器），柔性工艺，就地制造等，可提高能效。用当地资源分散制造可减少原材料和产品运输。（4）资源回收利用这类技术是实现建立工业生态设想的途径，生产者和消费者的社区形成一个封闭系统，化石能源经过转换或者从非温室气体排放层取得能源，材料重新利用或再循环。推进此类技术，可借易拆和重新利用的设计得到制造新产品所需的原材料和资源，最终产品采用更多的可循环利用材料，选用无废物排出或没有不需要的副产品的原材料。例如，正在开发新的聚合物、复合材料、纤维、陶瓷等工程材料，分子结构研究和表面技术的进展促进了这些新材料的发展。另一途径是用生物质等替代石油生产化学品。长远的技术是用CO2作原料，用非温室气体还原剂替代碳。在设计中采用这些原材料可减少能耗和温室气体，经济上的成功取决于新的设计方法，在材料的生命周期内减少能耗。提高工业工艺效率和废物最少化有很大环境效益，可减少温室气体、地面臭氧、焚烧和危险废物的排放。美国工业可更好地在4000亿美元国际环境技术市场上竞争。3、交通运输研发重点是推进革命性的新型发动机系统，替代燃料，信息技术用于管理，综合运输系统，使运输更有效。信息技术给提高系统效率、通信替代交通提供新的机会。（1）双燃料、电动、燃料电池汽车正在开发电动汽车（EVs）、双燃料汽车（HEVs）和燃料电池汽车（FCVs）电驱动HEV带辅助动力装置和蓄电池。若燃料电池技术获得成功，并开发出氢供应基础设施，将是潜在的无污染推进系统。市场上已有HEVs，但造价太高。HEVs、Evs和FCVs都面临难以克服的技术障碍。开发低成本、可快速充电的畜电池是一个关键因素。FCVs也要降低造价，提高能密度和可靠性。目前，蓄电池已取得重大进展，最终可能开发出可与Evs竞争的FCVs。（2）货车重型卡车、铁路机车和船是运输部门第二大能源用户，。卡车和机车几乎都已采用高效柴油动力设备（效率40%45%）。采用先进的绝热外壳、高压喷燃、涡轮增压、减小摩擦和重量、高强材料等，效率可达55%。机车用燃料电池是很有希望的技术。高效柴油车的最大障碍是NOx和颗粒物排放。移动燃料电池造价是最大挑战。转向低碳技术需要几十年时间。（3）代用燃料车采用代用燃料车要求燃料生产、分配、零售基础设施重大改变。正在开发的代用燃料大都考虑减排或代油，并可减排温室气体，压缩天然气、丙烷与常规汽、柴油相比，可减排温室气体10%20%（燃料循环）。从减排温室气体角度看，生物燃料更有前途。例如：用大豆、油菜籽制取生物柴油，用纤维质原料生产乙醇或甲醇。用纤维质原料生产的乙醇，燃料循环碳零排放。使用乙醇和生物柴油的汽车已有先进技术。广泛采用这类燃料的主要障碍是成本和原料生产的限制。（4）航空和地面高速交通民航是能源消费增长最快、能效提高最大的运输方式。城间交通可能实现高速铁路和民航相结合的网络。短程城间交通可能用电替代油，采用磁悬浮或钢轨铁路，同是可减轻民航和高速公路的拥挤。过去25年，航空能效提高一倍以上，今后25年还能提高50%。美国航空航天局、飞机和引擎制造商正在开发推进叶片（propfan）技术，提高引擎热动力效率，混合层流控制，空气动力学改进的其他技术，使用更多的轻质材料。（5）电子商务和因特网电子商务和因特网经济的迅速发展，从根本上改变了能源服务需求。电子商务使能源服务需求大大减少。也有人认为电子商务和因特网的急速发展，会增加能源服务需求，包括货运和人员移动。4、跨部门技术（1）氢燃料电池氢燃料电池不排放CO2，效率为其他发电技术的2倍。融溶碳酸盐和磷酸燃料电池可用于中央和分式发电，固体氧化物燃料电池主要用于固定电源，离子交换膜燃料电池用于交通运输和分布式发电。远期，氢将成为世界主要能源载体。由于它可采用各种国产资源发电，可确保能源安全。（2）输送和分配技术美国40%的电力投资用于输配设施。因此，替代电源战略取得成功的一个关键是输电价格要合理，特别是边远地区可再生能大规模发电，输电设施往往需要大量投资。要研究：现有输电系统的自动控制技术，高强度架空线，以增加线路容量；电力电子技术，包括高压开关硅整流器，先进变换器。电力电子技术可以较低成本进行线流（line flow）控制，大大提高输电系统的利用率。目前，美国输电线路损失率为7.5%。到21世纪中期，使用高温超导输电线、变压器和电流控制器的“超级输电高速公路”将占主导地位。高温超导材料可大大降低线损，并提高电力系统可靠性，要研究第二代高温超导包覆导线。（3）探测与控制未来传感器的关键特性可能是在一个芯片上把传送、信号转换、信息获取、无线通信等功能集合在一起，可用于变化的系统，功能增多，可测性改善而成本降低。材料和综合系统的革命性进步，可使它更坚实可靠，适应严酷的运行条件。生物分子电路和固体组件相结合，将出现分子电子和纳米技术系统。所有传感器和传感/执行机构可能结合成一个系统，传感器自身成为网络中的一个节点。大约20年前，微电子-机械促进了探测与控制技术的发展，它在许多综合系统中作为变换器和执行机构起重要作用。微型电子机械与化学电子机械、生物电子机械相结合，将在许多工艺和环境监测中起关键作用。能源领域已经应用先进的探测和控制技术，将来会有更多用处。如钻井操作使用化学传感器，可提高化石燃料采收率。炼制工艺、化石燃料为封存CO2而重整，可通过实时计测而强化。核电站采用先进探测和控制系统，可以更真实地计测运行参数，从而增加产出。在化石燃料电站，改进的探测和控制可使其运行接近材料和工艺的理论极限。在能源效率方面，新型传感器可使交通运输部门采用效率更高的引擎技术；各种内燃引擎、压缩点火/直接喷油引擎和柴油引擎的优化，需要采用氧、氮氧化物和暴震传感器。实时数据分析和传感集成需要模式识别、人工智能、模糊逻辑等技术。所有工业工艺采用探测和控制技术可以保证产品质量，先进传感器可减少余能产生以及CO2和其他污染排放。到21世纪中期，传感器与微技术相结合的灵巧控制器可实现实时在线控制，提高效率，减少能耗。2050年，将广泛应用新的传感技术；传感器坚实耐用、快速、廉价、无线、微型、可实时控制，将出现新一代传感和电子控制组合装置，这种装置非常小。（4）能源储存现有的储能技术主要有：抽水蓄能，压缩空气储能，化学电池。正在开发的先进技术有：机械（飞轮、压气），电化学（先进电池，可逆燃料电池，氢），电（超级电容器，超导磁储存）。所有储能技术主要是降低成本问题。电力。典型的蒸汽电厂的效率，从尖峰负荷的38%降到夜间的28%31%。将来，离峰时段蓄电可使电厂在接近峰荷效率条件下运行。蓄电效率如超过85%，可减少CO2排放。离峰蓄电系统可给电池汽车充电。汽车。汽车采用电力和双动力储能装置（蓄电池、飞轮或超级电容器与引擎连接），可再生制动，使燃料消耗减少25%，加上引擎尺寸优化，改善动力匹配，汽车的总效率可提高一倍。车用储能装置要轻，储能密度大，寿命长（10万循环）。家庭。家庭利用固体氧化物燃料电池或适当的引擎与燃天然气小发电机相结合，是可行的小量储能的途径。发电510kW、蓄能几kWh，可减少燃料-电力转换装置起动-停止循环，减小发动机尺寸，提高系统总效率。转换装置的余热可用于空间供暖和热水。此系统能源利用效率可达70%90%，取决于不同季节供热需求。参 考 文 献1.WEC，Energ efficiency improvement ufilising high technology，Sep.1995。2.UN，Increased energy economy and efficiency in the ECE region，1976。3.2001中国统计摘要，中国统计出版社，2001年5月。4.BP Amoco，Statistical review of world energy, June,2001。5.日本节能中心，日本能源和经济统计手册2000年版。6.国家环保总局，2000中国环境状况公报。7.农业部科技教育司，1999农村可再生能源统计，2000年5月。8.IEA，Coal Information 1999。9.日本电气事业联合会，电气事业手册1999年版。10.日本能源学会志，2000年第7期。11.中国工程院咨询报告，中国可持续发展能源战略研究，1998年12月。12.课题组，中国能源战略研究（20002050），中国电力出版社，1996年11月。13.中国国家环保局、国家计委、联合国开发计划署、世界银行联合研究组，温室气体排放控制的问题与对策，1994年12月。14.国家经贸委资源节约综合利用司，提高我国能源效率的潜力与对策，1999年10月。15.吕东悦，深化体制改革完善成品油价格形成机制，国际石油经济，2001，No.8。16.课题组，以天然气代煤的技术经济分析，2000年3月。17.Indnstrial energy efficiency policies: Understanding success and failure, Workshop organized by internationl Network for Energy Demand Analysis in the Industrial Sector, Utrecht, the Netherlands, June1112, 1998。18.中国国际工程咨询公司，我国高耗能产业单位能耗与国外对比研究，1997年4月。19.能源百科全书，中国大百科全书出版社，1997年1月。20.Interlaboratory Working Group on Energy-Efficiency and Clean Energy Technologies, Scenarios for a Clean Energy Future, Nov.2000。中国可持续发展中的能源问题国家计委能源研究所研究员 戴彦德中国已经确立了社会、经济可持续发展的长远目标，并且正朝着实现这一宏伟目标的方向而努力。中国已经具备了实现这一目标的许多有利条件：经过过去20多年的发展，综合国力大大增强，总体经济实力进入世界七强之列；初步建立起了社会主义的市场经济秩序；科学技术基础体系渐趋完善；国民素质整体上有了较大的提升；巨大的国内市场；丰富的人力资源；即将加入WTO；北京申奥成功等。这使中国有理由对实现未来社会、经济的可持续发展目标持乐观态度。但另一方面，未来中国社会、经济可持续发展将面临人口、资源、环境等一系列基础性问题。能源是国民经济的重要战略资源，能源问题是中国需要长期面对并适当解决的重大问题。目前中国能源消费总量已跃居世界第二位，而能源消费结构不合理问题、能源使用导致的区域环境和全球环境问题等已经比较突出。按照中国政府经济发展分三步走的战略设想，到本世纪中叶，中国人均GDP将达到世界中等发达国家水平；中国能源需求和消费规模将随着未来经济的发展而明显扩张，在不久的将来将成为世界上第一大能源消费国，中国的能源问题将越来越显得突出和重要。未来中国的能源问题将极为复杂，涉及诸多方面：巨大的能源消费规模与低人均能源消费水平之间的矛盾；以煤为主的能源结构面临重大挑战；能源使用对区域环境和全球环境的负面影响呈恶化之势；能源利用效率水平低下；国内能源资源相对贫乏，石油资源尤其不足，长期能源供应面临严重短缺，对进口石油的依赖越来越大，国家能源安全问题日显突出。由此可见，未来中国的能源问题具有既不同于发达国家、也不同于其它发展中国家的特殊性。能源问题历来具有敏感性，中国必须高度重视上述能源问题，探索并实施有针对性的、适当的应对策略；若处置不当，势必给未来中国社会、经济可持续发展目标的顺利实现蒙上阴影。一、经济发展低水平下巨大的能源消费规模与低人均能源消费水平的矛盾 虽然中国总体经济实力已经进入世界七强之列，但中国仍然是一个发展中国家，经济发展仍处于相对较低的水平，按人均计算的GDP水平还很低。按1995年美元价格计算，1998年日本人均GDP为42081美元，美国29683美元，韩国11123美元，亚洲各国平均为2657美元，而中国人均GDP仅为727美元，仅约为美国的1/40；即使按购买力平价计算，当年中国人均GDP也只有3193美元，约为美国的1/10。与中国相对较低的经济发展水平不相对称的是其巨大的能源消费规模。1997年世界一次能源消费总量为85.33亿吨标准油，其中美国消费21.62亿吨标准油，占世界一次能源消费总量的25.3，居世界第一位；中国（不含香港、台湾、澳门地区）消费8.91亿吨标准油，占世界一次能源消费总量的比重超过10，居世界第二位(表1)。 表1 世界一次