能源科学导论.doc

浅谈我国能源的现状与发展方向目录浅谈我国的能源现状与发展方向3摘要 3关键词3前言 31.目前我国能源的现状与发展状况31.1能源的定义与分类31.2我国的能源现状与发展状况42. 能源发展过程中带来的环境污染53. 我国能源未来的发展方向64.结论75.参考文献7浅谈我国能源的现状与发展方向摘要本文主要通过分析我国目前能源的现状与发展状况，指出我国在能源消费过程中产生的环境污染问题，针对所产生的污染问题，从而探讨和浅析我国能源未来的发展方向。关键词 能源 能源现状 环境污染 发展状况 前言能源是国家的战略性资源，是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础。随着我国经济的持续快速增长和人民生活水平的不断提高，对能源的需求不断上升，加上经济粗放增长的方式尚未根本转变，能源利用效率低、浪费严重，使能源不足的矛盾越来越突出，同时能源的消耗又对环境产生巨大的影响。人们已经认识到那种肆意开采和消耗矿石能源，片面谋求经济增长和居民福利的发展道路，不仅将使历经数亿年地质历史留存下来的能源资源濒临耗竭，而且给人类赖以生存的共同家园带来不堪承受的全球环境恶化问题。因此，如何根据经济发展的状况，按照可持续发展的要求，制定能源可持续发展战略和环境保护战略，已成为政府决策部门和学术界普遍关注的课题。1. 目前我国能源的现状与发展状况1.1 能源的定义与分类究竟什么是“能源”呢？关于能源的定义，目前约有20种。例如：科学技术百科全书说：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；大英百科全书说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；日本大百科全书说：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来做功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；我国的能源百科全书说：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任何形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。能源按其来源可分为三类：1、来自地球以外天体的能量，其中最主要的是太阳辐射能；2、地球本身蕴藏的能量，主要有地热能和原子核能；3、地球和其他天体相互作用而产生的能量，如潮汐能。能源按人类使用的状况又可分为二类：1、常规能源；2、新能源。能源按对环境的污染程度又可分为清洁能源和非清洁能源。能源按有无加工转换可分为三类：1、一次能源；2、二次能源；3、终端能源。一次能源：从自然界取得的未经任何改变或转换的能源,如原油、原煤、天然气、生物质能、水能、核燃料，以及太阳能、地热能、潮汐能等。 二次能源 ：一次能源经过加工或转换得到的能源,如煤气、焦碳、汽油、煤油、电力、热水氢能等。 1.1.2 我国能源的现状与发展状况能源是人类赖以生存的基础。我国拥有着世界第二大能源系统。能源需求以前所未有的、远高于GDP增长的速度急剧增加，煤、电、油、运全面紧张，进口石油大幅增加。能源供需正面临着严峻挑战：人均资源相对不足，人均能耗低而单位产值能耗高，大量烧煤导致严重的大气污染。现实中，我国能源资源有限，常规能源资源仅占世界总量的10.7%，人均能源资源占有量远低于世界平均水平：2000年我国人均石油可采储量只有4.7吨，人均天然气可采储量1262立方米，人均煤炭可采储量140吨，分别为世界平均值的20.1%、5.1%、86.2%。我国已成为世界能源生产和消费大国。2004年，中国超过俄罗斯成为世界第二大能源生产国，同时也是世界第二大能源消费国。纵观我国能源资源的现状，有以下特点：1.能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。2006年，煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13%，列世界第三位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时，经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位。2.人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。 3.能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要存在东、中、西部地区和海域。中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别。大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。 4.能源资源开发难度较大。与世界相比，中国煤炭资源地质开采条件较差，大部分储量需要井工开采，极少量可供露天开采。石油天然气资源地质条件复杂，埋藏深，勘探开发技术要求较高。未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷，远离负荷中心，开发难度和成本较大。非常规能源资源勘探程度低，经济性较差，缺乏竞争力。纵观中国20多年来能源形势的发展历程，可以总结如下： 1.能源供不应求的矛盾得到了缓解。2005年一次能源生产总量达到226亿吨标准煤，是新中国成立初期的87倍、改革开放之初的329倍。煤炭产量达到219亿吨，已多年位居世界第一。原油产量181亿吨，居世界第六位。电力发电装机突破5亿千瓦，年发电量达到24747亿千瓦时，均居世界第二位。可再生能源近年来发展迅速。 2.能源消费与需求结构加快向优质能源品种转移。在一次能源消费构成中，原油和天然气的比重不断上升。在终端能源消费中，电力消费迅速增长。过去20年内，在人均生活用能基本不变的情况下，人均生活用电量增加了近9倍。近年来，通过积极调整能源消费结构，总的趋势是：煤炭消费的比重趋于下降，优质清洁能源消费的比重逐步上升。但生产用能，特别是工业能源消费始终是能源消费的主要部分，占终端能源消费总量的近70。 3.能源技术进步不断加快。经过半个多世纪的努力，石油天然气工业，从勘探开发、工程设计、施工建设到生产加工，形成了比较完整的技术体系，复杂段块的勘探开发、油田采收率的提高等技术已达到国际领先水平。煤炭工业已具备设计、建设、装备及管理千万吨级露天煤矿和大中型矿区的能力。综合机械化采煤等现代化成套设备广泛使用，国有重点煤矿采煤机械化程度1990年达到65，目前已超过80。在电力工业方面，火电单机容量从1978年的5万和10万千瓦级，发展到目前主力为30万和60万千瓦级机组。百万千瓦超临界、超超临界及核电机组正在成为新一代主力机组。 4.节能环保取得进展，单位GDP能耗总体下降。按不变价格计算，2005年万元GDP能耗比1980年下降了64。改革开放以来，累计节约和少用能源超过10亿吨标准煤。中国以能源消费翻一番支持了GDP翻两番。主要用能产品单位能耗逐步降低，能源效率有所提高，目前达到33，比1980年提高了8个百分点。能源领域污染治理得到加强。新建火电厂配套建设了脱硫装置，已有的火电厂也加大了脱硫改造力度，电厂水资源循环利用率逐步提高。东北等地采煤沉陷区治理工程加快建设。2. 能源发展过程中带来的环境污染 中国能源工业的发展虽然取得了很大成绩，但随着工业化进程的突飞猛进，资源尤其是能源需求超高速增长，瓶颈效应愈加明显，多年积累的矛盾和问题进一步凸现。中国传统的以煤炭为主的能源结构决定了能源消费活动要排放大量污染物，造成了城市环境质量恶化，不仅带来经济运行成本的增加，而且严重威胁到人民群众的身体健康。大气污染物排放：从有关部门的统计来看，煤炭使用过程产生的污染是中国最大的大气环境污染问题。全国烟尘排放量的70、二氧化硫排放量的90、氮氧化物的67、二氧化碳的70都来自于燃煤。在大气污染物排放中，SO2排放与电力行业发展密切相关。燃煤电厂是煤炭的主要用户，电力耗煤占煤炭总产量的60，同时也是SO2排放大户。除了能源消费过程中的污染物排放外，能源在开采、炼制及供应过程中，也会产生大量有害气体，严重影响着大气环境质量。2000年，能源生产相关行业烟尘排放量占全国烟尘总排放量的29.8，对大气环境造成严重的污染。 水污染物排放：据统计，中国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25。2000年，全国煤矿的废污水排放量达到27.5亿吨，其中，矿井水23亿吨，工业废水3.5亿吨，洗煤废水5000万吨，其他废水4500万吨。二氧化碳排放：二氧化碳排放与能源结构、消费量和能源效率等密切相关。中国是世界上仅次于美国的CO2排放量大国，1990年至2000年中国CO2排放量由6.66亿吨碳增至8.81亿吨碳，由占全球排放量的11.6增至13.7大量能源尤其是煤炭能源的使用过程排放出大量的污染物，造成了我国城市空气质量的严重恶化。2001年世界银行发展报告列举的世界污染最严重的20个城市中，我国占了16个城市。2001年统计的341个城市中，只有114个城市达到或由于国家空气质量二级标准，占同级城市数的33.4%；114个城市空气质量为三级标准，占统计数字的33.4%；113个城市空气质量劣于三级标准，占统计数字的33.2%。与煤炭使用密切相关的颗粒物仍然是影响中国空气质量的主要污染物。大气污染严重的地区，呼吸道疾病总死亡率和发病率都高于轻污染区。慢性支气管炎症状随大气污染程度的增高而加重。在严重污染城市的大气烟尘和汽车尾气中，可见出三十多种多环芳烃组分，其中苯丙芘的存在比较普遍，致癌性最强。根据世界卫生组织资料，居民长期接触接近年平均浓度超过100mg/m3的烟尘和SO2，短期接触日平均浓度超过250mg/m3的烟尘和SO2，能促使呼吸系统疾病加重，患者病情恶化。大气污染是呼吸系统疾病，尤其是慢性支气管肺炎的主要诱因之一。大气污染已经对我国的经济建设构成的严重的威胁。总悬浮颗粒物、SO2的对我国居民的健康损害尤其大。3. 我国能源未来的发展方向传统的能源发展给中国的经济带来了快速的发展，但是同时也给自然环境带来了严重的污染，给人类赖以生存的共同家园带来不堪承受的全球环境恶化问题，严重威胁到人民群众的身体健康，因此，未来能源发展的方向应该是清洁、高效、多元、可持续。中国未来经济和社会的发展需要有相应的能源发展提供支撑和保障，而能源的发展必然增加环境质量恶化的风险。另一方面，随着全面建设小康社会目标的提出，环境质量改善已经成为人们追求美好生活的重要内容，因此，未来中国能源的发展将会朝着以下几方面发展：1.节能为本从某种意义上讲，人们没有把节能作为自己的行为准则，在消费模式方面不加选择地模仿西方，更有甚者以奢侈、豪华为荣。中央提倡的循环经济，资源节约型社会，多是在口号上跟得很快，表面文章多，政绩工程多，扎扎实实的实效工作少。从科学技术层次考虑，节能有非常大的覆盖面，从基础研究到应用研究，一直到节能产品的研发和商业化推广，有大量的工作。例如，强化传热、传质，两相、多相流动，可再生能源（太阳能、风能、生物质能、地源冷热能，以及由这些能源应用组成的复合系统）的高效、合理利用，新型蓄能（热、电）装置，新型的热力系统，复杂工业系统的集成、优化其实，节能本身就是一种能源，而且是最最“清洁”的能源，在这方面我国的潜力是极大的，这给广大的科技工作者、政策制定者提供了十分广阔的发挥聪明才智的天地。2.加速发展核能核能在运行过程中基本没有排放（核废料除外），能提供清洁的电能。人们对核电主要的顾虑有两点：一是单位装机容量基本投资较大，是常规火电的1.52.0倍；二是运行安全性，包括最终核废料的处理。其实，由于环保要求越来越高，常规火电站要加FGD、SCR、脱汞、脱微颗粒、最后脱CO2等装置，它们的造价一定会不断攀升，对核电站的价格上差别会逐渐消失。再考虑到核电站每年运行时间长，设备寿命也大于常规火电站，因此，从总体上来看，基本投资应不是一个问题。随着技术发展，反应堆技术、自动控制技术，故障诊断和预报技术日臻完善，核电站应是十分安全的。我国应该加速发展自主设计、建造的百万千瓦级的先进压水堆核电站，使之形成统一类型和规模化，不要使堆型“五花八门”和“八国联军”，这对我国核电产业是不利的。此外，要加速发展快中子堆和快中子燃烧器，主要用于处理压水堆的乏燃料，使其增值，以形成合理的核燃料循环，大大缓解我国核燃料不足的困难。 3.因地制宜，因应用制宜，充分利用可再生能源近年来，由于化石能源（煤、石油、天然气）的价格不断攀升，其资源逐步枯竭的“前景”也略显端倪，由化石能源使用的环境污染、生态退化、全球变暖亦日益严重，因而人们都把眼光投向可再生能源。可再生能源的根本特点是能量密度低、随机性大、不可控因素多，和一个国家、一个地区的经济、资源分布、人口分布、人均占有量、用能形式、技术水平、社会发展阶段等有十分紧密的联系，适用的技术和所起的作用必然是各不相同。所以，可再生能源的应用一定要从国情，从各地区的具体情况出发，千万不能套用国外的模式。对我国来说，虽然都在谈论可再生能源的重点发展，但从各种能源（煤、水、