2008年5月浙江大学：积极构建能源可持续发展体系与发展电力新技术ppt课件.ppt

,积极构建我国能源可持续发展体系与发展电力新技术严陆光中国科学院电工研究所二八年五月十六日,1,目录一、引言二、廿一世纪上半叶我国能源可持续发展体系的构想三、积极构建的主要建议四、努力发展电力新技术五、结束语主要参考文献,2,一、引言,3,保证能源供应是人类社会赖以生存和发展的最重要条件之一。本世纪初，基于对化石能源开始耗竭比较清晰的分析和大量使用化石能源引起的环境污染与气候变暖日益明显与严重，全世界已普遍认识到，必须最大限度地提高能源生产与利用效率，清洁、有效地利用各种能源，在较长时期内向着减小化石能源份额，增大可再生能源份额的方向，逐步建立可持续发展能源体系。这些工作应该积极起步，在本世纪上半叶要取得明显进展，为过渡奠立可靠基础。,4,全国上下对能源都十分重视与关心，拟定了2020年能源中长期发展规划纲要。对能源可持续发展的战略问题，近年来，中国科学院学部组织了有关院士及专家，进行了研究、探讨：“我国核能（裂变能）发展战略研究”（2004年3月2006年1月）“我国中远期石油补充与替代能源发展战略研究”（2005年4月2006年11月）“我国大规模可再生能源基地与技术的发展研究”，（2005年4月2007年1月）“钍的核能利用研究”（2006年2月2007年2月）国际科学院委员会“向可持续能源发展过渡”的咨询研究（2005年4月2007年7月）中美科学院、工程院“中美能源与空气污染合作研究”（2005年2月2007年7月）,5,6,这些研究的特点是：（1）立足国情，放眼长远，从我国能源现状，前瞻2050年及长远的需求出发来考虑能源的发展。（2）综合资源、环境、技术、经济、管理多方面的因素，研究能源结构的调整，充分重视并逐步建立可持续能源供应体系。,7,二、廿一世纪上半叶我国能源可持续发展体系的构想,8,1850-2050年全球一次能源结构的变化,9,我国能源体系发展的主要趋势与特点是：,1能源需求仍将快速增长2一次能源结构将开始发生明显变化3保障石油供应是能源安全的突出矛盾4电力发展更加迅速，电源结构也将改变,10,注：1tce（吨标准煤）=29.27GJ,表1A我国一次商品能源耗量的发展和展望,11,表1B我国一次商品能源构成的发展和展望,12,表2我国电力的发展与展望,13,表3我国石油的发展与展望,14,图2我国总能耗、总GDP、人均能耗与万元GDP能耗的变化曲线,15,我国本世纪上半叶可持续能源体系设想由五方面组成：1、大力发展煤的高效、清洁、低碳排放的转换技术，继续发挥煤的重要作用；2、大力开源节流，保障石油与天然气供应；3、充分利用资源，最大可能地发展水电与核电；4、大规模发展非水能的可再生能源；5、充分支持未来新型能源的研究开发。本报告集中研究能源供应，提高能源效率与节能将另行研究。,16,三、积极构建的主要建议,17,主要建议：1、沿着减小煤炭份额，大幅度增大可再生与核能份额的方向，进行能源结构调整已经刻不容缓。2、设立大规模非水能可再生能源国家重大专项3、设立以快中子堆和钍资源利用为核心的先进核能系统与核燃料循环的研究开发与产业化国家重大专项4、其他重大措施,18,1、沿着减小煤炭份额，大幅度增大可再生与核能份额的方向，进行能源结构调整已经刻不容缓。,2005年，我国GDP总和18.23万亿元，人口13.1亿人，一次能源总耗量65.3EJ(22.3亿吨标煤)，占世界总能耗的14.7%，全国人均能耗50GJ/人年(1.7吨标煤/人年)，万元GDP能耗36GJ(1.22吨标煤)。我国一次能源结构为：煤占69%，石油占21%，天然气占3%，水电占6%，核电占1%。发电装机总容量约5亿千瓦，其结构为：煤电占73.2%，气电占2.4%，水电占22.8%，核电占1.4%。,19,二十一世纪上半叶，我国经济与城市化仍将继续快速发展，估计全国人口将不超过15亿，GDP总量可能达近117万亿元，为2005年的6.4倍，相应能源需求亦将大幅度增长。对2050年我国能源需求的多种预测进行分析，比较接近实际的展望可选为：全国一次商品能源总耗量176EJ(60亿吨标煤)，为2005年的2.7倍，占世界总能耗17.3%；人均耗能117GJ/人年(4.0吨标煤/人年)，为2005年的2.35倍；万元GDP能耗15GJ(0.51吨标煤)，为2005年的42%；发电总装机增至约24亿千瓦，为2005年的4.8倍，人均约1.6千瓦，为2005年的4.2倍。,20,与世界一次能源供应的发展趋势相一致，2050年我国能源结构也应发生重大变化，突出表现在煤炭份额的大幅度下降。我国2005年原煤产量22亿吨，若保持其份额不变（69%），则2050年年产量应达约60亿吨，达到当前全世界煤炭总产量水平。从环境污染、温室气体排放及资源的合理可持续利用看，都是不能允许的。即使2050年煤炭份额降至40%，其年耗量仍在大幅度增长，大气污染与二氧化碳排放可能更为严重。必须大力发展煤的高效、清洁、低碳排放转换技术。,21,从我国各种能源的实际出发，我国石油与水能的份额大体不变，约20%及6%；天然气与核能将会增加，天然气由3%增至10%；核能由约1%增至9%，剩余的15%差额要依赖于风能、太阳能与生物质能等非水的可再生能源。从电力供需方面看，发电装机容量中气电份额略有增长，由2%增至5%，水电将由23%降至15%，核电则由1%增至11%，其余约30%的缺额（约7亿千瓦）几乎要全部依靠非水可再生能源发电的发展。降低煤的份额及增大非水可再生能源与核能的份额将是能源结构调整的主要发展方向。,22,2、设立大规模非水能可再生能源国家重大专项,2050年我国将有约15%（9亿吨标煤/年）的一次能源缺口，约30%（7亿千瓦）的发电能力缺口依靠发展非水可再生能源填补。风能、生物质能与太阳能近年来得到了可喜的进展和日益增强的关注，但离2050年的大规模发展需求相距甚远，其增长速率对能源结构调整的影响很大。大规模、稳定、快速的发展必须采取有力措施，需要设立国家重大专项来促进其快速成长。,23,太阳能是最主要的可再生能源资源，其利用方式包括热利用与太阳能建筑的规模推广，制氢的多途径探索研究，以及太阳能发电的研发、示范、产业化与大规模应用。太阳能发电，包括光伏发电与热发电，是重大专项的重点。要大力加强新型光伏电池及光伏电池材料的探索与研发，大幅度降低成本，提高效率，尽快实现大批量光伏硅材料国产化，开拓应用，形成大规模产业。要探索新的太阳能利用模式，要及早部署荒漠地区集中式超大规模太阳能电站分阶段的研发与示范，与荒漠地区生态治理及资源开发利用紧密结合。2020年建成十万千瓦级示范电站，2030年建成百万千瓦级示范电站，才能填补此后与时俱增的能源缺口。建立大型太阳能基地，还要解决大型太阳能电站有效溶入电力系统、储能与输电有关的电力技术难题。,24,生物质能源是重要可再生能源，对现有资源及能源作物资源的潜力分析和估算，到2050年每年可达15亿吨标煤。充分高效用好传统生物质能，包括沼气、发电、制造颗粒燃料和液体燃料等仍是近期主要任务。生物质能大规模发展的关键是提供大规模的生物质资源，并要与解决三农问题相结合。根据我国的情况，要在边际土地建立稳定的生物质能的产业基地。大力进行能源植物遴选、改良、努力提高生物质能转化的效率和科技水平，为大规模发展创造条件。其中研发以纤维素为原料的新技术具有特殊的意义，为此必须加大科研投入。因地制宜，发展农村地区生物质能分散利用技术。,25,风力发电已开始进入规模发展阶段，可以期望2050年达到数亿千瓦规模，为此，要抓紧解决大容量新型风电机组研制与国产化，资源详查，近海风电场前期研究与有效进入电网的调度、储存、调节与控制问题。,26,3、设立以快中子堆和钍资源利用为核心的先进核能系统与核燃料循环的研究开发与产业化国家重大专项,鉴于核能利用从研究开发示范到产业化商用是一个相当长期的过程，国家中长期科技发展规划和核电中长期科技发展规划（2005-2020年）已经明确了到2020年我国的目标任务，并将大型先进压水堆及高温气冷堆核电站列为重大专项，建议在上述两个规划基础上，延伸到2050年，把先进核能系统与核燃料循环的研究开发与产业化列为国家重大专项，作为应对全球气候变化的另一重大措施付诸实施。,27,目前世界上已实现产业化的只有热中子堆核电站，我国2020年前将有4000万千瓦核电运行，1800万千瓦核电在建，也都是热中子堆。热中子堆的核燃料利用率低，仅能利用天然铀的1-2%，而快中子堆能将天然铀的利用率提高到60-70%。面对2050年期望我国核电将提高到2.6亿千瓦，快中子堆的研发与产业化是一项投资巨大、耗时较长的系统工程，必须大力加快其研发进程，力争在2030-2035年内实现快中子堆核电机组的商用示范发电，随即进入产业化发展阶段。,28,初期快堆的核燃料要从热堆用过的乏燃料中经后处理提取出来供应，快堆燃料实现自持增值后，也需要对其乏燃料进行后处理，因此，必须统筹安排建立包括后处理在内的核燃料闭式循环系统所需进行的研究、开发和工程示范等工作，以及对后处理分离出来的高放射性、长寿命废物如何使其数量和毒性最小化的研究试验工作。鉴于核电已在世界范围内复苏，天然铀的供应必将日益紧俏（最近两年内天然铀市场价已上涨四倍），我国钍资源比较丰富，为了节约天然铀的用量和扩大核燃料的供应后备，应对钍的核能利用作必要的研究开发。必须加强核科研基地和人才队伍的建设，形成完整的科技与产业体系，注意拓展核能的制氢、工艺供热、海水淡化等综合利用方面的研究。,29,4、其他重大措施,（1）继续将节能放在优先地位。（2）进一步争取在应对全球气候变化中的主动地位，用全面、确凿、详实有力的数据来阐明问题的实质，以维护国家发展的权益；与此同时，采取切实有效的措施限制二氧化碳的排放。（3）保障石油供应是我国能源安全的首要问题。,30,（4）构建适应新形势的我国能源技术研发体系。（5）推动清洁、节能高增值制造业和服务业技术的产业化与规模化。（6）尽早建立全国统一协调的管理机制。（7）持续进行能源战略研究。,31,四、努力发展电力新技术,32,为在二十一世纪上半叶开始逐步构建我国能源可持续发展体系，努力发展电力新技术，有着重要意义，最主要的应抓紧：（1）以高效、低污染、低碳排放为中心继续发展燃煤发电技术。包括IGCC多联产、各种污染物减排、CO2的处理与埋藏技术，确保电站的排放在日益严峻的允许范围之内。（2）在资源与生态的可能范围内，充分发展水电。处理好水电开发与生态保护及移民安置间的关系，尽早部署西部开发有关的研发与技术攻关，包括西藏开发的前期工作。（3）大力发展核电。不失时机地建设好先进压水堆电站，加速快中子堆的研发与产业化，积极研究钍资源的有效利用。,33,（4）大力发展大规模非水能可再生能源发电。以风电、光伏发电、太阳热发电及生物质能发电为主，在提高效率、降低成本、开拓应用、形成大规模产业方面下大功夫。（5）积极筹划未来综合能源基地建设。未来基地将以北方与西北地区为主，充分利用其尚待开发的化石能源资源，大力发展大规模可再生能源，解决好大功率长距离超高电压与超导输电，以及各种能源发电的协调配合问题。（6）大力发展节油的电气化交通。包括电动车、电气化铁路、城市轨道交通及磁浮列车，解决安全可靠供电有关问题。（7）大力加强未来新能源的研发。包括受控核聚变、天然气水合物与海洋能。,34,能源问题是关系到我国经济建设，国家长治久安的重大问题，也是构建社会主义和谐社会所必须解决的基础问题，建立可持续能源体系是一个长期