能源开发及综合利用分析

,能源开发及综合利用,目录,能源的概念及分类,4,能源发展规划,自然资源煤石油天然气太阳能风能水能地热能潮汐能,加工后能量电力煤气焦炭蒸汽沼气氢能,一、能源的概念及分类,1.能源,能源指能量资源或能源资源，是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质。,机械能热能电能辐射能化学能核能,能量资源,能源资源,一、能源的概念及分类,2.能源的分类,一、能源的概念及分类,3.各种能源的评价,日本学者,一、能源的概念及分类,3.各种能源的评价,储藏量十分丰富，已证实的地下储藏量约为8.47万亿吨煤当量。煤的可靠储量尚可供人类使用接近200年。,二、能源资源现状,1.世界能源资源,煤炭,石油,剩余探明储量1237.9千百万桶，可供人类使用40年左右。,天然气,已探明的储量为177.4兆立方米，尚可供人类使用60年左右。,二、能源资源,1.世界能源资源,世界石油、天然气和煤炭三种化石燃料储量情况,二、能源资源,2.我国能源资源及特点,化石能源资源：煤炭占主导地位。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。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，列世界首位,（1）能源资源总量比较丰富,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。,（2）人均能源资源拥有量较低,二、能源资源,2.我国能源资源及特点,能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区。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。,（3）能源资源赋存分布不均衡,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。,（4）能源资源开发难度较大,二、能源资源,2.我国能源资源及特点,二、能源资源,3.我国能源开发存在难题,我国水能、风能甚至太阳能资源最丰富的地区往往地处中西部水电资源分布极不均衡，西多东少，需长距离的“西电东送”我国风电产能资源集中地与用电负荷集中地呈逆向分布,全国约有100亿度风电电量由于被“弃风”限发而损失水电开发、建造大坝可能对环境和生态系统造成破坏在生产制造环节上也存在高能耗、高污染等不绿色问题,(2)开发利用过程中存在浪费与不绿色现象,我国因技术落后，在全球产业分工中以加工组装为主，技术上依赖发达国家。如我国风电技术总体上落后国际先进水平5年以上，我国风电制造企业在获得国际先进技术过程中被迫支付高昂的技术转让费，并受制于苛刻的技术转让条件。,绿色能源开发利用存在成本高、配套设施跟不上等问题，造成目前国内市场狭小，形成了所谓的“产能过剩”以及对国外市场的过度依赖问题，并因此遭遇国外“双反”调查。,(4)内需市场小，依赖国外市场,1.能量转换过程及转换设备或系统,三、能源的利用方式,1.能量转换过程及转换设备或系统,三、能源的利用方式,1.能量转换过程及转换设备或系统,三、能源的利用方式,2.热能的产生燃料燃烧核能转换太阳能转换地热电能转换,三、能源的利用方式,3.电能的生产,新技术,三、能源的利用方式,火力发电,水力发电,核能发电,风力发电,地热发电,4.机械能的产生,热机转换内燃机往复运动热机燃气轮机外燃式热机蒸汽轮机将蒸汽热能转换为机械功的热机电机转换交流电动机直流电动机,三、能源的利用方式,新能源规划,能源是社会发展的物质基础人类文明的每一步都和能源的利益息息相关。(1)原始采猎文明(2)薪柴马车农业文明(3)煤炭蒸汽机工业文明(4)石油内燃机现代文明(5)绿色能源能源革命未来文明,四、能源与社会、经济、环境,1.能源与社会发展,能源是经济的命脉，能源与经济增长是相互依赖、相互依存的。,四、能源与社会、经济、环境,2.能源与经济,总之，经济增长必然具有对能源的内在需求，能源是经济增长的动力源泉，经济增长为能源发展创造条件。,（1）经济增长对能源的需求经济增长与能源总量需求是按相同方向变化的，并且在大多数时期基本上存在一定的比例关系。经济增长与其对能源品种或结构扩大和更新的需求按相同方向变化。经济增长对能源质量的需求也在不断提高。,（2）能源在经济增长中的作用(1)能源推动生产的发展和经济规模的扩大；(2)能源推动技术进步；(3)能源是提高人民生活水平的主要物质基础之一；,能源的开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，带来了严重的环境负面影响。,四、能源与社会、经济、环境,3.能源与环境,造成环境问题的原因,酸雨温室效应臭氧层的破坏热污染放射性污染,能源开采和贮运能源利用事故和战争,化石燃料燃烧产生的主要大气污染物,废水排放,烟气排放,灰渣排放,核污染,由于自然的和社会的原因，能源的开采一般具有集中和强度大的特点，从开采到消费通常需要经过运输和贮存作为中介。在从开采到消费的各个环节中，矿物能源都已经造成严重的环境问题。,能源开采和贮运的环境影响,开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，也带来严重的负面影响，即极大地污染了人类赖以生存的环境，诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题。煤炭被称为“最肮脏”的能源。能源消耗空气品质、土地、水资源恶化二氧化碳地球温室效应、气候变暖二氧化硫酸雨核分裂能放射性废料、核能安全,能源利用对环境的影响,能源工业及化学工业都是事故易发的产业。同时，石油产地已成为现代国际社会争夺的战略重点之一，事故和战争所造成的矿物能源的环境问题引起了全世界各国的关注。,事故和战争与矿物能源的环境影响,四、能源与社会、经济、环境,3.能源与环境,解决对策联合国气候变化框架公约（1992年）稳定温室气体排放京都议定书（1997年）解决温室效应问题清洁发展机制（2002年）发达国家履行京都议定书所规定的一部分义务蒙特利尔议定书（1987年）解决臭氧层问题,能源发展战略行动计划(2014-2020年),1、降低煤炭消费比重。加快清洁能源供应，压减煤炭消费，到2020年，全国煤炭消费比重降至62%以内。削减京津冀鲁、长三角和珠三角等区域煤炭消费总量。到2020年，京津冀鲁四省市煤炭消费比2012年净削减1亿吨，长三角和珠三角地区煤炭消费总量负增长。2.提高天然气消费比重加强供气设施建设，扩大天然气进口，有序拓展天然气城镇燃气应用。到2020年，天然气在一次能源消费中的比重提高到10%以上。3.安全发展核电。国际最高安全标准、确保安全的前提下，适时在东部沿海地区启动新的核电项目建设，研究论证内陆核电建设。到2020年，核电装机容量达到5800万千瓦，在建容量达到3000万千瓦以上。4.大力发展可再生能源。到2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15%。积极开发水电,到2020年，力争常规水电装机达到3.5亿千瓦左右。大力发展风电，到2020年，风电装机达到2亿千瓦，风电与煤电上网电价相当。加快发展太阳能发电，到2020年，光伏装机达到1亿千瓦左右，光伏发电与电网销售电价相当。,五、能源项目评价,1.什么是能源项目？,电力项目、煤炭项目、石油天然气项目、可再生能源项目、能源交通项目、节能与环保项目等【摘至网络】煤炭、石油、天然气开采及化工项目，电力、可再生能源项目等都属于能源项目的范畴【张国英（2011）】,2.能源项目的特点？能源项目具有投资金额大、建设周期长、技术难度高、投资风险大的特点【马可、雷汉云（2014）】故在对能源项目有一个准确的评价是十分重要也是必要的！,神华神东电力重庆万州港电一体化项目,新建年产25亿立方米产能的页岩气,化工PX项目,国民经济评价,五、能源项目评价,主要评价指标包括盈利能力、清偿能力、生存能力等,1.传统的项目财务评价主要是贴现现金流法(DCF)进行项目决策评估，包括NPV法、IRR法、效率费用比率法,财务评价,财务评价,但是传统的财务评价方法对于能源项目有一定的限制性：（1）没有考虑不确定性与投资价值的关系（2）确定贴现率具有主观性（3）容易忽略具有长期战略意义的项目（4）忽视了项目投资决策的不可逆性和可延迟性，一旦投入，不可撤出,能源项目创新性的财务评价方法：（1）实物期权法（根据柔性管理不确定性提出）【马可、雷汉云（2014）】（2）基于AHP法的模糊综合评价模型【雅瑞（2014）】,国民经济评价,1、盈利分析EIRR、ENPV2、外汇效果分析经济外汇净现值（经济）节汇成本/（经济）兑换成本3、其他,国民经济评价是按照资源合理配置的原则，从国家整体角度考察项目的效益和费用，用货物影子价格、影子汇率、影子工资和社会折现率等经济参数，分析计算项目对国民经济的净贡献EIRR、ENPV，评价项目的经济合理性。,影子价格资源转换成经济效益的效率，反映了资源的稀缺程度影子汇率反映外汇真实价值的汇率影子工资反映该劳动力用于拟建项目而使社会为此放弃的原有效益社会折现率社会对资金时间价值的估算,什么是环境？,所谓环境，就是指“影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹等”,环境影响分析,主要评价内容包括大气污染、水污染、固体废物污染、噪声污染、放射性污染等,程序：第一阶段：准备阶段第二阶段：正式工作阶段第三阶段：报告书编制阶段,环境影响评价的程序和内容,内容：1、环境条件调查2、评价适用标准3、工程分析4、环境影响因素确定及环境影响程度分析5、环境影响因素分析6、环境保护措施,环境影响的效益-费用评价方法,寻求项目的污染物社会最优排放水平,包括：对居民收入的影响、居民生活水平和生活质量、居民就业、不同利益群体的、地区文化、教育、卫生等各方面的影响。,社会影响分析,包括：不同利益群体的态度、当地各类组织的态度、当地技术文化条件。,互适性分析,包括：移民安置问题、民族矛盾、宗教问题、群众支持问题、受损补偿问题。,社会风险分析,社会评价的内容,社会评价,社会评价的特点：1、宏观性和长期性2、目标的多样性和复杂性3、评价指标和评价标准的差异性,社会评价的投资项目是：1、社会因素较为复杂2、社会影响较为久远3、社会效益较为显著4、社会矛盾较为突出5、社会风险较大,社会评价的作用,根据项目周期，可将社会评价分为三个层次：项目识别-初级社会评价项目准备-详细社会评价项目实施-建立监控和评估机制,六、案例分析,托克泰光伏发电项目综合效益分析,1.光伏发电的概念,光伏是“光生伏特效应”的简称。光伏发电是利用“晶娃”等能产生光生伏特效应的半导体材料,通过太阳光的照射,把光子转化为电子,光能转化为电能,并与测量控制装置和直流、交流转换装置相配套,共同构成了光伏发电系统。,太阳能发电技术的发展速度超过了其他可再生能源,是因为它具有许多其它能源无法比拟的优点。相比传统的石化能源,在运行过程不消耗任何能源、对环境没有污染、维护简单、使用寿命长;相比其他可再生能源,它不受场地限制、无需搬运,安全可靠。光伏发电可以被用于生产、生活的许多领域。,1.光伏发电系统,1.项目概况,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,本项目年发电量为15580.06MWh，根据发改委规定光伏发电上网标杆价为每千瓦时1元进行计算，在如期还清贷款的情况下，经计算后的财务指标如下：,2.项目经济效益分析,本项目总投资的80%为银行贷款，共16460.91万元，预计还款16384.08万元，其中本年还本10237.37万元，本年付息6146.72万元。还贷资金主要来源于折旧费，折旧不足部分来源于税后利润，需还款16年。本项目本项目建成投产后，可以如期还清全部贷款。,2.项目经济效益分析,2.项目经济效益分析,从上表可知，托克泰光伏发电项目利息备负率每年都高于1，且逐年增长说明从光发电项目建设第1年到第16年，偿债风险一直很小，偿债能力越来越强。光伏发电项目建设第1年到第12年，偿债备付率大于1且呈现逐年递减趋势，表明建设光伏项目资金来源能够偿还档期债务，但是光伏建设的长期偿债能力较差；在光伏发电项目建设第13年到第16年，偿债备付率小于1且呈现逐年递减趋势，表明建设光伏项目资金来源不足以偿付档期债务，需要通过短期借款偿付已到期债务。综上所述，托克泰光伏发电项目的长期偿债能力中等。,3.环境效益分析,3.1噪声分析3.2施工粉尘分析3.3有害气体分析3.4污染物排放分析,分析1：根据水电系统对作业场所噪声源强的监测资料，小型混凝土搅拌车为91-102dB。,分析2：根据几何发散衰减的基本公式计算出施工噪声为距声源250m处噪声即降到55分贝以下，满足城市区域环境噪声标准中I级标准。,3.1噪声分析,噪声分析,来源：施工期噪声主要为施工机械设备所产生的施工噪声及物料运输产生的交通噪声，如混凝土搅拌车等。,结论：本工程施工大部分安排在白天，且场址周围为戈壁荒滩，没有居民和工矿，故施工噪声对周围环境没有影响。,3.2施工粉尘分析,施工粉尘分析,太阳能光伏发电不产生废水、废气等污物。本型工程冬季采用电热设施取暖，不新增大气污染源，从而减少工程建设投运后，对区域大气、生态环境的影响及破坏。职工的生活燃料是用电或液化气，没有拉煤运输、堆放，以及燃烧排放大气污染对区域环境空气质量的影响。,问题1,解决1:,问题2,解决2,3.3有害气体分析,3.4污染物排放分析,污染物排放分析,太阳能光伏发电本身没有废气排放、光伏发电本身不需要消耗水资源，也没有污水排放、没有噪声产生，电场位于沙漠戈壁之中，周边5km范围内几乎没有大型单位和通信设施，场地上空无微波类信号传输通道。因此，电场设备运行对通信和电视信号不会电磁影响。光伏电场的建设既不会对周围环境产生负面影响，又能增添新的旅游景点，该光伏发电场的建设可减少大气污染，改善当地的生态环境，有利于环境和资源保护。,4.社会效益分析,4.1充分提升当地资源利用率4.2拉动当地的经济4.3提高就业率,由于太阳能资源是一种不消耗矿物燃料的可再生能源，太阳能发电的使用，相当于节省相同数量电能所需的矿物燃料，这样可以减少开发一次能源如煤、石油、天然气的数量，同时节约大量的水资源。,优势一,此外，太阳能电站的生