温室气体减排技术.doc

温室气体减排技术1可再生能源利用能源的生产和消费对全球经济发展和社会进步起着举足轻重的作用。从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。可再生能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源，是传统能源之外的各种能源形式，是直接或者间接地来自于太阳或地球内部所产生的热能。可再生能源主要包括太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等。利用太阳能、风能、生物质能、水能等可再生能源发电, 其本身没有温室气体排放, 而且直接替代了电网中以火电为主的电力, 减少了化石燃料的使用, 也减少了二氧化碳的排放。中国是世界上少数几个以煤为主要燃料的国家之一。与世界部分发达国家相比, 中国能源结构中石油、天然气、核电等优质能源的比例很小能源结构不合理是一直以来导致中国温室气体排放量偏大的主要原因之一。研究表明, 单位热量燃煤引起的CO2 排放比使用石油和天然气分别要高出36% 和61% 左右。然而迄今为止，中国对清洁能源和可再生新能源的开发和利用还远远不足, 中国水力的可开发装机容量为3. 78 108 kW, 居世界首位, 目前开发利用率仅为20% ; 风能资源量约为16 108 kW, 地热资源的远景储量为1 353. 5 108tce, 太阳能、生物质能、海洋能等储量更是处于世界领先地位, 但对其的开发和利用却尚未形成规模, 大量关键技术和设备仍主要依赖进口, 使开发利用成本普遍偏高,从而大大阻碍了其产业化和商品化进程, 同时相关产品也缺少全面系统的产品质量标准及质量监测体系, 产品质量不稳定, 使产品的规范化、系列化发展受到很大的影响。此外, 在产品开发、推广的资金支持力度和相应的激励政策和措施方面也尚显不足, 这些因素都阻碍了可再生能源技术的成果转化与推广。国政府高度重视并积极应对气候变化。2007年，中国政府成立了由温 家 宝总理任组长的 “国家应对气候变化领导小组”。同年，中国政府发布了中国应对气候变化国家方案，这是发展中国家第一个应对气候变化的国家级方案。方案中提出到2010年中国单位gdp能耗在2005年基础上减少20%左右的目标。中国政府还在可再生能源中长期发展规划中，提出到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%，到2020年达到15%左右。此外，中国的经济刺激方案安排了2100亿用于节能减排和生态工程，3700亿用于调整结构和技术改造。民生工程为4000亿，主要是保障性住房建设，将积极采用节能环保材料；农村的民生工程3700亿，目标是以可持续、环保的方式提高农村生活水平。2生物质利用生物质指农业、林业生产中产生的农林剩余物和能源作物。能源作物包括野生的和人工种植的。生物质能的利用主要有：直接燃烧技术，如非常原始而范围极广的炉灶；现代技术是用于发电，需要解决收集、致密成型等问题；生化转化技术（糖途径），形成糖和木质素中间产品，再转化为沼气、燃料酒精、生物柴油等，副产品为肥料，以热与电的方式应用，或者从植物中提取生物柴油。有一种观点认为，生物质能源消耗之后不是天然的可补充的能源，因此不应该算是可再生能源。也有人说生物质能虽然是可再生能源，但他的清洁性比不上水能、风能、太阳能等，因为它直接燃烧或用于发电都要产生CO2，也有温室效应问题。我认为这些看法都是缺乏宏观考虑的认识。如果从地球正常碳循环的角度去看，只要是不增加地下碳元素的循环，都应该认为是可再生能源。只不过水能、风能和太阳能的可再生阶段不需要经过地球的碳循环。就可以直接的转换为各种能量，而生物质能必须依靠一次碳循环来完成其可再生性。忽略生物质能燃烧的碳排放问题，定义生物质能为可再生能源的这个观点，不能孤立看待正常的碳循环的温室气体排放问题。生物质能源燃烧释放的碳元素，必定与其生长过程中完成的碳吸收相平衡。所以，和牛屁、水库一样，它并不会增加地球温室气体的排放。生物质能源的主要矛盾在于种植生物需要土地，因此，对于地少人多的我国来说，生物质能源的种植受到很大的局限，一般只能停留在农村的薪柴、秸秆直接燃烧和沼气利用方面。不能满足大规模发电的需求。所以，生物质能源发电在我国的可再生能源的比重非常低，还不足总量的1%。也可以说“种植能源”的梦想，对我国来说并不是发展方向。3垃圾焚烧发电我国城市生活垃圾处理进步较快，各地都在兴建填埋场、堆肥厂和焚烧发电厂，但整体水平还处于由堆放到处理的发展阶段，仍以填埋为主，且填埋产生的沼气基本上没有经过处理和利用就直接排放。截至2008年底，建成并投入使用的填埋气体收集处理项目只有30个，约占填埋场总数的8%；其中填埋气体发电只有19座，发电装机容量约40MW1。填埋沼气中的主要成分甲烷是大气温室气体的重要来源之一，且其温室效应增温潜能相当于同等质量CO2的21倍。相对于填埋处理而言，采用焚烧处理对减少温室气体排放则更直接，更有效。就垃圾进行焚烧处理减少温室气体排放有以下2个方面：减少了因填埋而产生的填埋沼气温室气体的排放；减少了焚烧并进行余热利用而替代化石燃料燃烧产生的温室气体排放。按我国目前的生活垃圾组分、热值以及焚烧余热利用方式（发电）计算，与焚烧处理相比，每填埋1t垃圾，以CO2形式排放的温室气体将至少增加0.5t。我国城市生活垃圾焚烧处理与国外的技术相比仍有很大差距，如蒸汽参数低，多采用中温中压（4.0MPa/400），余热利用形式单一，多用于发电，热效率低等。应充分借鉴国外先进焚烧技术，发展适合我国低热值、高水分的垃圾焚烧技术，以及多元化余热利用形式，以提高热效率，进一步为温室气体减排做出贡献。4新能源汽车 目前交通已成为世界上第二大温室气体排放部门。在2008年交通部门共排放了66亿吨COz,约占全球化石燃料利用排放CO:总量的22.5% ,仅次于供电和供热部门的37.3%。道路交通是交通领域C 0 .,排放强劲增长的主要驱动力和绝对主体，1990年到2008年，全球道路交通CO:排放增加了47.5%，其中OECD国家的道路交通增长了30%，非OECD国家增长了88.71%。就中国而言，2008年C 0 .,排放量已高达65亿吨，其中交通部门贡献了4.5亿吨CO:排放量，与1990年相比增加了288.3%，而同期道路交通排放增长了440.8%(道路交通C 0 .,排放量为3.3亿吨)。 依照中华人民共和国工业和信息化部2009年6月17日发布的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方而的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。具体而言，新能源汽车包括传统混合动力汽车(HEV)、插入式混合动力车(PHEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。在中国，通常所说的新能源汽车主要指前四种。HEV和PH EV结合了内燃机(IC E、电池和电动机，因此其同时具备了传统内燃机和电动车的优缺点。根据所采用的技术和混合动力程度的不同，混合动力车的燃油经济性可以达到传统内燃机车辆的2-3倍。其中，H EV的推动力是由内燃机提供的，不需要充电设施，而PHEV, BEV和FCEV则需要，因为这三者是电驱动的。PH EV和某些H EV能够实现全电动模式运行，在此期间，电能会完全替代传统燃料的使用。与H EV有所不同，PH EV通过插头向车辆电池充电，从而使其全店模式运行时间得以延长。要想充分利用PH EV的全电动模式优势，需要投资发展完善的充电基础设施。 FCEV和BEV有显著的环保效益。由于FCEV和BEV的尾气排放为零，因此推广这两类电动车对城市空气质量的改善会有很大作用。另外，传统内燃机的排放控制系统会随时间而劣化，PCEV和BEV则不会，因此也不要求实施检测和维修保养方案，而且传统燃料车辆所而临的燃料和机油供应、储存、处理以及燃料污染等问题对这两类电动汽车来讲也不再是问题。此外，发展FCEV和BEV各自还有其他优势。BEV和PH EV一样，设计一个良好的充电方案能够填充电网电谷，从而优化用电负荷。FCEV与BEV相比续航里程更好，其能效性是传统内燃机车的2-3倍，可以实现长距离或高负载的交通运输任务，因此此类电动车更适合应用于巴士和卡车。2007年11月1日，新能源汽车生产准入管理规则开始实施。这是中国新能源汽车发展史的一座里程碑，该规则对新能源汽车的生产企业资质、生产准人条件以及申报要求等内容作了具体的规定，是国家真正鼓励发展新能源车及市场化的开始。同年12月18日，国家发改委发布了产业结构调整指导目录(2007年本)，正式将新能源汽车列入鼓励产业目录。2009年1月23日，财政部、科技部联合发布了关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知，明确指出要在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对推广使用单位购买节能与新能源汽车给予补助。2010年5月，财政部、科技部、工信部、国家发改委四部委联合决定在现有13做试点城市的基础上，增加天津、广州等7座试点城市，至此，中国试点推广城市已增加值20个。2010年5月31日，中国正式启动了私人购买新能源汽车补贴试点工作，对满足支持条件的新能源汽车进行直接经济补贴，即四部委(同上)联合发布了关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知(以下简称通知)，确定了在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作(之后又增加了北京)。与通知同时公布的私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法规定，私人购买和使用新能源汽车包括私人直接购买、整车租赁和电池租赁三种形式。目前，国内已有多个试点城市出台了较为完善的配套实施细则，进一步明确了各类新能源汽车的补贴额度。2011年10月，商务部、财政部、国家发改委、科技部、工信部、环保部、海关总署、税务总局、质检总局和知识产权局十部委联合发布关于促进战略性新兴产业国际化发展的指导意见，针对新能源汽车产业着重予以强调，表示要推动传统汽车制造企业向新能源汽车领域发展，培育本土龙头企业和新能源汽车跨国公司;鼓励境外申请专利;鼓励参与国际标准制定，逐步与国际标准接轨;鼓励新能源汽车零部件企业“走出去”，在国外投资建厂。根据中华人民共和国车船税法有关规定，纯电动、燃料电池乘用车不属于车船税征收范围。为配合新车船税的执行，2011年12月31日，财政部、国家税务总局、工业和信息化部公布了第一批不属于车船税征收范围的纯电动、燃料电池乘用车车型目录。第一批车型目录包括42款纯电动车和7款燃料电池车，基本都是自主品牌车型。5余热发电余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。用于发电的余热主要有：高温烟气余热，化学反应余热，废气、废液余热，低温余热（低于200）等。此外，还有用多余压差发电的；例如，高炉煤气在炉顶压力较高，可先经膨胀汽轮发电机继发电后再送煤气用户使用。中国水泥窑余热发电技术经过十余年的发展有了长足的进步，现已接近国际先进水平。根据研究、开发、推广带补燃锅炉的水泥窑低温余热发电技术的经验，结合日本KHI公司1995年为中国一条4000t/d水泥窑提供的6480Kw纯低温余热电站的建设，国内分别于1997年、2001年在一条2000t/d水泥线、一条1500t/d水泥线上利用中国国产的设备和技术建设投产了装机容量各为3000Kw、2500Kw的纯低温余热电站。2001年至2005年，中国水泥行业利用中国国产的设备和技术在十数条1200t/d级、2500t/d级、5000t/d级新型干法窑上配套建设了装机容量分别为2.0MW、3.0MW、6.0MW的纯低温余热电站，形成了中国第一代水泥窑纯低温余热发电技术，综合技术指标可以达到吨熟料余热发电量为3140KJ/kg-2833kwh/t。通过对十数条1200t/d级、2500t/d级、5000t/d级新型干法窑2.0MW、3.0MW、6.0MW纯低温余热电站建设、运行经验的总结，自2003年起，中国研究、开发出了第二代水泥窑纯低温余热发电技术。至2007年2月，利用第二代水泥窑纯低温余热发电技术在中国国内的1条1500t/d、1条1800t/d及1条2000t/d、1条3200t/d、4条2500t/d、6条5000t/d共14条新型干法水泥生产线上设计、建设、投产了11台装机容量分别为1台3MW、1台3.3MW、2台7.5MW、3台4.5MW2台9MW、2台18MW的纯低温余热电站，其吨熟料余热发电量均为3140KJ/kg-3842kwh/t。能源、原材料、水、土地等自然资源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会可持续发展的重要的物质保证。而随着经济的发展，资源约束的矛盾日益凸显。为此中国政府在为贯彻实施节能中长期专项规划而编制的中国节能技术政策大纲（2005年修订稿）中明确支持“大中型新型干法水泥窑余热发电技术”的研究、开发、推广工作。清洁发展机制是京都议定书第十二条确定的一个基于市场的灵活机制，其核心内容是允许附件一缔约方(即发达国家)与非附件一国家(即发展中国家)合作，在发展中国家实施温室气体减排项目。6LED照明 随着全球温室气体排放间题日益加重，生态系统环境也随之恶化。世界各国相继出台节能减排相关政策和工作方案，积极发展新型可持续能源，寻求更加绿色节能环保的生活方式。LED这种高效节能、无污染、无公害的绿色照明技术逐渐引起各国重视。美国、德国、日本等主要发达国家也纷纷出台相关扶持政策，加快LED产业发展。发光二极管(Lighting EmittingDiode, LEI )是利用半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子复合放出过剩能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明灯就是利用半导体固体发光器件作为光源制造出来的照明器具。作为备受全球瞩目的新一代光源，LED因其具有使用寿命长、亮度高、高效节能、环保、可回收再利用等优点，被认为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。LED作为优质的照明光源，具有普通照明光源难以比拟的优势:使用寿命长。其使用寿命为普通白炽灯的50倍，普通节能灯的5倍;高效节能。在同样照明效果前提下，耗电量仅为白炽灯的万分之一，普通节能灯的1/2，如果将我国目前照明市场1/3的白炽灯用LED灯替代，每年将节约2个三峡电站全年的发电量，对节能减排意义重大;光线健康。其光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射;绿色环保。产品不含汞、铅等有害元素，利于回收和再利用，而且不会产生电磁干扰，不危害人体健康;保护视力。LED照明为直流驱动，无频闪;光效率高。产品发热小，90%的电能转化为可见光，是一般白炽灯发光效率的4一5倍，普通节能灯的2倍;安全系数高。产品驱动电压低、工作电流较小，发热较少，不产生安全隐患，可用于矿场等危险场所;市场潜力大。产品采用低压、直流供电，用电池或太阳能供电即可，可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。LED照明光源所具有的优势特点决定其未来广阔的市场发展空间。尽管我国LED照明灯目前还存在转换效率不高、光衰不够理想、价格偏高、散射较差、行业标准缺失等不足之处，但LED照明市场依然表现出较强的发展势头。2006-2010年，我国LED产业年均复合增长率达18.7%(图2);2010年LED产业呈现飞跃式发展，全年产业总产值突破1260亿元，同比增长50%，成为世界LED产业发展最快的国家。在我国LED产业飞速发展的背后，探究我国LED产业发展的整体水平，可以了解我国目前仍为LED生产大国而并非强国。外延生长与芯片制造分别为产业链条的上游和中游领域，其占据整个产业利润的70%。此领域国际竟争较为激烈，而我国在该领域的技术与产业整体水平较低。相比美国以及我国台湾地区，在技术研发能力以及生产工艺等方面较为落后。在产业生产制造方面，缺乏高效管理团队和高素质研发人才，使得我国金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)设备完全依赖进口;在LED外延芯片材料与核心技术研发方面处于较低水平，整个产业发展较为粗放。2010年，我国加强LED产业上游和中游领域投人力度，全年LED外延芯片总产值达40亿元，同比增长100%，发展较为迅速。全年MOCVD设备共装机300台，累计装机超过600台，预计2011年MOCVD累计安装量将突破1500台。如此快速发展得力于国家与地方政府对MOCVD装机的补贴政策。鉴于我国目前产业发展水平，在引进MOCVD高端设备后，在设备维护与操作方面较为滞后。面对政策的利好，一些商家在对上游领域高商业风险性认识不足的前提下，盲目投资。由于核心技术和工艺的缺失，致使外延片等核心部件质量不能达到出口标准，而国内内需不足，致使产品出现积压，导致上游行业产能过剩，给整个产业链发展带来不利影响。总体而言，我国LED产业正在呈现出市场南强北弱，科技研发水平北强南弱的格局。我国珠三角和长三角地区已成为国内LED产业最为集中的地区，上中下游产业链比较完整，聚集全国80%以上的相关企业，也是国内LED产业发展最快区域，产业综合优势比较明显。由于其信息便捷，政策优势明显，吸引大批LED设备及原材料供应商加盟，其产业集群效应正在逐步显现。而以北京为代表的北方地区依托众多高校和科研机构，在产品研发能力方面具有突出优势。2011年，虽然LED照明产业面临着复杂的国际经济形势，甚至一度出现“产能过剩”现象，但由于其相对传统出口行业，具备环保、节能等具有发展潜质的特性，未来前景较为乐观。从每个新型产业发展历程来看，在初期发展阶段，政府政策引导尤为重要。产业发展前期存在很大风险，面对大量启动资金和不确定的发展前途，政府政策的明晰尤为重要，在产业初期发挥着培育和孵化的重要功能。LED照明产业被认为是21世纪最有发展潜力的新兴绿色节能照明产业，其发展也备受世界各国瞩目与重视。目前，全球LED产业已初步形成以北美、欧洲、亚洲3大区域为中心的产业格局。随着LED照明电器优良险质逐渐被人们所认知，其产业发展也备受世界主要发达国家及地区的重视，相继出台了各自扶持本国LED照明产业发展计划，例如美国“国家半导体照明研究计划”、欧盟“彩虹计划”旧本“21世纪照明研究发展计划”、韩国“固态照明计划”、我国台湾地区“次世纪照明光源开发计划”等。发展规划与政策的实施与落实，极大地扩展了全球LED照明市场的需求，为LED产业的发展带来了巨大的外部商机与良好的发展环境。 在此背景下，我国政府也相继出台鼓励扶持政策，为我国LED产业发展提供较好的内部环境与动力。2006年初，国务院发布国家中长期科学和技术发展规划纲要，将“高效节能、长寿命的半导体照明产品”列人中长期规划第1重点领域(能源)的第1优先主题(工业节能)，在国内外引起广泛关注;同年10月，国家“十一五”863计划“半导体照明工程”。重大项目正式启动。2008年1月10日，国家财政部、国家发展与改革委员会(以下简称“国家发改