高中物理 2.4《能源与可持续发展》素材 鲁科版必修2

用心 爱心 专心 1 节约能源与可持续发展节约能源与可持续发展 一 我国能源现状一 我国能源现状 能源工作的挑战与机遇 能源工作的挑战与机遇 党的十六大提出了到 2020 年我国经济翻两番 全面实现小康的伟大战略目标 能源作 为经济发展列车的巨大动力和人民生活的光明使者 是首先必须充分考虑和万无一失确保 的 胡锦涛总书记在 2003 年 3 月召开的中央人口资源环境工作座谈会上指出 切实做好 人口资源环境工作 对保持国民经济持续快速健康发展 不断提高经济增长的质量和效益 对不断提高人民群众的生活质量 促进人与自然的和谐 都是有十分重大的意义 从我国能源的状况 可持续发展的要求和与国际先进水平比较的综合观点看 我国能 源工业的特点是 总量丰富 人均贫乏 分布不均 耗能量大 污染严重 效率低下 发 展之必须 需量大幅度增加 见表 1 5 我我国国能能源源状状况况 表 表 1 1 资源种类资源种类能源数量能源数量世界排序世界排序统计年份统计年份 理论蕴藏量 6 76 亿 kW11980 年 水能资源可开发的装机容量 3 78 亿 kW 11980 年 煤炭探明可采储量1661 亿 t31991 年 2002 年电力装机容量3 56 亿 kW22002 年 我我国国能能源源消消费费量量 表 表 2 2 项项 目目数数 量量世界排序世界排序统计年份统计年份 一次能源消费量14 8 亿 tce22002 年 煤炭产量13 8 亿 t12002 年 发电量16542 亿 kWh22002 年 原油消费量2 45 亿 t22002 年 我我国国人人均均能能源源情情况况 表 表 3 3 项项 目目人均能源人均能源为世界均值 为世界均值 统计年份统计年份 人均一次能源消费量1050kgce492000 年 人均用电量1074kWh422000 年 我我国国能能源源利利用用效效率率 表 表 4 4 项项 目目数数 值值比国际平均值比国际平均值统计年份统计年份 加工 贮运到终端利用效率 33 4 10 2000 年 开采到利用的总效率 11 22000 年 发电用煤比例 51 47 30 40 1999 年 单位产值能耗 1274tce 百万世界均值 3 38 倍 2000 年 用心 爱心 专心 2 污污染染排排放放物物的的排排放放情情况况 表 表 5 5 项项 目目数数 值值世界排序世界排序统计年份统计年份 SO2排放量1995 万 t2000 年 酸雨面积30 全国面积 SO2造成经济损失1100 亿元2002 年 CO2排放量33 635 亿 t21996 年 在今后的 20 年内 要实现 经济翻两番 全面达小康 的宏伟目标 要继续发展治海 要大力开发西部 要努力振兴东北 其必然的结果是 工业化对能源的需求增加 城镇化 速度加快 生活水平大幅提高 这一切都需要能源的支撑 经济发展对能源的需求必将大 幅增加 如果按照世界过去 30 年平均增加值能耗平均下降 1 1 的能效提高水平 到 2020 年我国能源需求将高达 40 亿吨标煤以上 这是不可能的 也是不应该的 为了实现 能源 翻一番 经济翻两番 的目标 必须通过强化节约能源的途径 解决经济发展与能源供应 的矛盾 2020 年前我国经济发展对能源的需求见表 6 预计未来预计未来 2020 年我国的能源需求 表年我国的能源需求 表 6 6 项目 年代 20002002200520102020 煤炭消费总量 亿 t12 0613 914 916 520 石油需求量 亿 t2 243 35 3 574 3 4 75 石油进口依存度 3146 5259 62 电力装机容量 亿 kW 3 565 89 9 5 全社会用电量 亿 kWh 13508165422758042900 燃煤发电容量 亿 kW 2 523 074 195 36 发电用煤量 亿 t5 97 28 39 814 二 节能方针的思考 二 节能方针的思考 节能是一举多得的益举 有人说她是第六能源 确实是名副其实 首先 节能是实现 能源翻一番 经济翻两番 的必由之路 其次 节能关系到我国的能源安全 我国从 1993 年开始 成为石油净进口国 对国外 石油资源的依赖程度将逐年增加 直到 2020 年的 60 左右 表 7 这意味着我国在未来将 承担很大的经济风险 政治风险和国家安全风险 必须认真加以解决 用心 爱心 专心 3 我国石油资源的需求及进口预测 表我国石油资源的需求及进口预测 表 7 7 项目 年代200020102020 石油需求量 亿 t2 243 35 3 574 3 4 35 净进口量 Mt69 6155 187240 295 进口依存度 31 046 5259 62 第三 节能有利于保护环境 实现可持续发展 过去 20 年节能的环境效果和今后 20 年预计节能的减排污染物效果的预测见表 8 节能的减排污染物效果 表节能的减排污染物效果 表 8 8 年代 项 目 累计节能 tce减排 SO2 万 t减排 CO2 亿 t 碳 1980 200011 4520807 22 2000 202010 418806 56 第四 提高我国的国际竞争力 2001 年 11 月 10 日我国加入了 WTO 正式参加到全球经济的大家庭中 参与国际分工 全球经济一体化给我国经济发展带来了挑战 机遇和新的思考 国内国际经济规则的融合 发展速度的较量 质量成本的比赛 技术与管理的竞争和对全民素质的挑战 要求我国各 企业都要努力降低成本与能耗 战胜国际上的 绿色技术壁垒 为此 要走新型工业化之 路 实现高效率 高效益 低成本 低污染 节约投资 提高技术水平 而节约能源就是 一支不可缺少的主力军 第五 节能有利于提高人民生活质量 使实施 翻两番 的广大人民可以享受到绿色 环境 绿色住宅 绿色照明的小康生活 节能方针的思考 1 开发与节约并重 节约优先 化石燃料是几亿年形成的能源 要让她不仅服务于当代人的发展 还要服务于子子孙 孙的发展 2 树立 大节约 的观念 节约能源活动指一切可节约消耗能源的物质和人类活动的总称 包括能源 物质 矿 藏 水源 土地和人类的社会活动等 举例见表 9 节约物资资源的节能效果举例 表节约物资资源的节能效果举例 表 9 9 节约项目节煤量 tce 1t 钢0 781 1t 水泥0 181 1t 乙烯1 212 1t 合成氨1 200 用心 爱心 专心 4 3 节能工作 人人受益 全民节能 人人有责 节能潜力无处不在 无时不有 节能工作四有利 有利于国家 有利于企业 有利于家庭 有利于子孙 人们都在被 消耗能源所生产的物质所包围着 点滴节约 举手之劳 表 10 每人每年节约效果举例 表每人每年节约效果举例 表 1010 节能 节约项 目 10kWh 电0 5kg 纸城市家电不待机 节电 亿 kWh1302554 节煤 万 t507100210 减少发电装机 MW 5000h 26005141080 4 技术是基础 政策是保证 企业是主体 政府要调控 5 建议把节约能源与资源纳入我国的基本国策 现在我国的基本国策有计划生育政策和保护环境政策 如果把节约能源与资源也列入 基本国策 可达到即节约能源总量 又提高人均能源用能的目的 确保发展经济和全面小 康的双赢 经 大卫与露茜 派克德基金会 与我国 能源基金会 合盟资助 由我国有关部门 预测与计算 我国 2000 2020 年工业部门节能潜力如下 累计节能 310 390 Mtce 其中 调整行业结构 产品结构所占比重为 70 80 降低单位产品能耗所占比重为 20 30 主要工业部门节能潜力为 钢铁工业 24 建材工业 13 22 石化工业 10 24 合 成氨 6 18 有色金属 4 10 交通部门中公路为 20 50 铁路 10 30 民航 16 34 政府机构节能潜力 15 20 电力工业用能的数量大 与国民经济发展和人民生活水平的关系密切 电力是经济发 展的先行官 电力是小康生活的忠实伴侣 电力是主要的燃煤大户 而且今后 20 年 电力 装机容量要大幅度增加 为此电力使用的能源 主要是燃用煤炭量将逐年增加 经过多年 的努力 我国电力工业的技术水平和经济指标有了很大提高 但与国际先进国家比 仍有 很大差距 电力生产仍有较大的节能潜力 表 11 电力工业的节能责任 表电力工业的节能责任 表 1111 年代 项目 20002002200520102020 煤炭消费量 亿 t12 0613 914 916 520 发电用煤量 亿 t5 97 28 39 814 电煤比例 4952565970 供电煤耗 gce kWh 392381360330 线损率 7 55 2001 年 6 56 以预测的2020 年全社会供电量42900 亿 kWh 计 今后20 年电力工业的节能目标为 比 用心 爱心 专心 5 2000 年 由于供电煤耗的降低 可节煤 2 66 亿 tce 由于线损率的降低 可节电 665 亿 kWh 折算为节煤2194 万 tce 三 电力行业的节能技术 三 电力行业的节能技术 高效 洁净 节资源的电力新技术高效 洁净 节资源的电力新技术 1 发电部分 发电部分节能技术 表发电部分节能技术 表 1212 节能效 果 项目 供电效率 节煤量 亿 t 年发电 量 亿 kWh 其他效益 亚临界39 41 超临界41 42 高参数 大容量 火电机组超超临界42 45 燃气55 60节水 1 3 联合循环 燃煤43 50节水 1 3 热点联产70 80 1 2 50 工业锅 炉 热电联产 联合循环80 90 1GCC40 45 50 节水 50 洁净排放 适于高硫煤洁净煤燃烧发 电技术 CFBC PFBC40 适于中低硫煤 洁净排 放 燃煤60 煤气化为核心 多联产发电 vision21 燃气75 合成气 煤化工产品 粉尘 SO2 O CO2 50 入选 1 亿 t 原煤 SO2 150 200 万 t 提高煤炭质量 灰份减 10 60 万 tce节运力 525 亿 t km 水电三峡电站 0 28 亿 tce 847 SO2 100 万 t CO2 1 亿 t 2 2 亿 kw 2020 年 2 3 亿 tce 7000 SO2 826 万 t SO2 8 26 亿 t 核电 0 4 亿 kw 2020 年 0 85 1 亿 tce 2600 3 000 SO2 307 354 万 t CO2 3 07 3 54 亿 t 可再生能源 2000 万 kw 2020 年 风电1600万 kw 太阳能160万 0 174 亿 tce 530 SO2 60 万 t CO2 0 6 亿 t 用心 爱心 专心 6 kw 生物质500万 kw 关停中少凝汽 机组 3000 万 kw 用超 临界机组代替 0 400 2 输变电节能技术 a 电网安全稳定运行技术 b 更高一级电压输电技术 c 紧凑型输电和同杆多回送电技术 d 紧凑型变电站技术 e 提高输电能力技术 f 灵活交流输电技术 g 直流输电技术 k 安全 经济 灵活输电网目标网驾设计技术配电用电节能技术 a 高效电动机 每年节电 3 8 亿 kWh b 变频调速 可节电 20 50 c 高效风机 水泵 d 高效节能电光源 节电 60 80 e 高效节能家电 f 超导材料 g 节能变压器 h 热泵 热管技术 k 生产工艺的余热 排汽利用 l 新材料 新工艺的应甲管理环节的节能技术 a DSM 需方管理 b 能量平衡 水平衡等管理技术 c 节油