能源与环境课件

能源与环境

能源问题矿石能源（化石燃料）是不可再生的资源能源是国家经济安全的一部分矿石能源造成严重的环境问题能源资源现状及特点：煤2000m深度内的煤炭总资源量为5.57万亿吨；截止1996年底，探明可采储量为1145亿吨，为世界总量的11%，居于世界第3位；分布广泛，但不均衡除上海市外，其它省区都有煤炭资源。煤炭探明储量中，华北占43.2%，西北占23.6%。开采条件较差适于露天开采的储量仅占总储量的7%，其中70%是褐煤；倾角大于12度的煤层的产量比例为44%；有46%的矿井属高瓦斯矿；能源资源现状及特点：油和气石油 总资源量为940亿吨；1990年末的探明可采储量为32.64亿吨，占世界石油探明可采储量的2.4%，居于世界第10位；

天然气 总资源量为38万亿立方米；探明可采储量为11270亿立方米，占世界的0.9%，居于世界第18位；油气资源的地域分布不平衡，探明程度差异很大。石油资源主要集中在东北、西北和渤海湾地区。陆上天然气资源主要集中于中部地区的四川盆地、陕甘宁盆地和西部地区的塔里木盆地，海上的天然气主要以南海和东海海域为主。制约我国石油、天然气开发的主要因素：开采效率、效益和资源探明的程度较低。能源资源现状及特点：水能理论蕴藏量为6.76亿kW，年发电量为5.92万亿kW.h。其中，可开发的装机容量为3.78亿kW，年发电量为1.92万亿kW.h，占全世界可开发水能资源总量的16.7%，居于世界第1位。分布极不均匀远离东部负荷区，输送距离长；地质构造复杂，开发难度大，所以开发程度低，1990年的开发利用程度只有6.6%；而美国61.2%、加拿大49.4%和法国96.7%；巴西17.9%、印度12.8%。核能和再生能源资源核能：1-2Mt铀，可供2000万kW核电站；生物质能（农作物秸秆、薪柴、粪便及有机物废水）：每年消耗350Mtce；风能：250GW太阳能：年平均辐射强度590kJ/（cm2·年）；地热能：年平均3.56billiontce;中国能源特点中国的常规能源资源占世界总量的1/10以上，是世界上拥有丰富能源资源的国家之一；人均占有量少：只有135吨标煤，世界平均值是264吨标煤，中国只相当于世界平均数的51%；结构不理想：属于以煤为主的能源资源结构；世界油气比重占能源资源总量的25.3%，而中国只占4%。分布不平衡：煤炭、石油资源集中在北方；水力资源偏于西南；而经济相对较发达的东南沿海地区能源资源很少。这两个不利条件一方面带来了严重的环境污染，另一方面则加大了交通运输的压力。中国能源的生产和消费Mtce能源的生产和消费特点中国是世界上能源生产和消费大国之一，从1993年开始，中国能源消费量就超过俄罗斯而排在世界第二位。中国能源的生产和消费速度增长很快，1986~1996年间，能源产量从8.81亿吨标煤增长到13.16亿吨标煤，能源消费量从8.08亿吨标煤增长到13.88亿吨标煤，占同期世界能源消费量的比重从8.0%增长到10.4%。

1980~1996年，人均能源消费从0.61吨标煤提高到1.13吨标煤，年平均递增3.9%，16年间增长了近一倍。但是，中国目前的人均能源消费水平仍很低，约为世界平均水平的1/2，不足北美人均水平的1/8。到1996年，尚有约7000万农村人口没有用上电。人均能源消费低Source:GlobalDevelopmentReport‘1996.WorldBank,June19971994能源效率低：单位产值能源消耗高tce/US$1000,thepriceof19901994单位产品能源消耗高中国能源消费结构：以煤为主世界能源消费结构（1996）中国能源消费结构（1996）煤资源的消费部门:直接燃烧为主中国能源消费结构：工业部门为主中国各部门能源消耗（1996）美国和世界（1996）72.43%中长期一次能源预测中国的能源够吗？在未来60年内，中国的煤炭生产量将能满足国内需求，且有一定的出口能力；随着时间的推移，国内油气产量不足的状况将越来越严重，为了满足国内需求，必须大量进口石油。能源消费与环境污染大量的环境污染都是由能源消费，特别是煤炭燃烧导致的，以煤为主的能源结构急待调整；1990年，中国人为二氧化碳排放量为2230Mt，其中，97.6%来自于能源燃烧；人为二氧化硫排放量为15Mt，其中，90%以上来自于能源燃烧；TSP排放量中的70%也来自于能源燃烧。SO2排放比较Source:IEA1995世界CO2排放比较Source:IEA1995人均CO2排放比较Source:IEA1995可持续发展能源战略节能优先优化能源结构清洁利用煤炭发展再生能源中国和其他国家能耗比较（标准油/1000美元，1995年值）国家能耗中国日本法国美国德国瑞士意大利英国加拿大19941.5780.0950.1540.3010.1420.0830.1450.2060.40719981.1460.0960.1550.2720.1350.0830.1490.1950.378摘自”能源与可持续发展”CCICEDCCICED外方专家认为:中国人均能源消费低,1997年为32.525GJ,世界平均值是66.752GJ,OECD国家是207.424GJ中国的能源效率曾经非常低,80年代以来取得了很大进步1980-1997年间GDP的能耗大约以每年5.4%的速度下降,前景很好提高能源效率尚需努力,但有很大机会变成世界上能源效率的领先者2000年中国的一次能源消费一次能源能源消费量（1015J）所占百分比（％）煤2512856.9原油885220.0天然气9382.1大型水电25875.9传统能源小计3750484.9生物质561712.7新型可再生能源10722.4可再生能源小计668915.1总计44193100.0来源：国家统计局，2001煤的清洁利用---合成气煤蕴藏量非常丰富不依赖进口继续使用,摆脱空气污染和降低二氧化碳关键技术------以煤为原料,通过吹氧气化,生产合成气合成气----多产品生产战略 发电,供热，多种清洁燃料(二甲醚、F-T液体、氢气等），二氧化碳副产品等长远目标：煤能源系统向电力和氢气的联合生产转变合成气制造煤气化过程----吹氧气化---氧气将煤部分氧化而非完全燃烧-----合成气（主要由CO和氢气组成的混合物例：Destic气化炉，压力25Bar,出口温度104°C

CH0.8253O0.0582S0.0166+0.257H2O+0.411O2

0.630H2+0.840CO+0.149CO2+0.0112CH4+0.0166H2S主要产物为氢气和一氧化碳气化所需的氧气量为完全燃烧的1/3

合成气控制对环境的损害从合成气中除去污染物比从烟道气中去除容易得多飞灰以熔化炉渣的形式加以回收湿洗刷器去除残留颗粒物、氯化物、氨气和氰化氢（HCN）从合成气中除S更容易，成本低，需脱S的气体体积小洗涤合成气的水可以去除多种有机和无机成分，水可回收利用煤灰在气化炉底部以熔化炉渣形式回收，可用作合成集料用于道路建设、混凝土或水泥合成气用途集中发电大型工厂和分散式热电联产城镇用气直接利用---炊事、取暖煤生产清洁合成液体燃料和氢气合成液体燃料---运输和炊事需要甲醇（MeOH)、二甲基醚（DME）、合成气生产中间蒸馏物（SMD）甲醇高辛烷值燃料，取代汽油用于汽车及燃料电池汽车，制造MTBE汽油中的氧化添加剂。问题：氮氧化物排放没有减低。二甲醚适用于炊事、交通运输和发电等。不含硫的超清洁燃料可在中压储存罐中储存与LPG相似，产生的CO和碳氢化合物污染更少，使用更安全。可用于卡车发动机，集中式热电联产减少温室气体排放和污染排放氢气生物质能是当代中国重要的能源资源，尤其在农村地区取暖和发电，低成本实现农村现代化资源：农业和林业残余物家蓄粪便市政固体废弃物生物质能技术厌氧发酵640万个家庭沼气系统,600多个工业沼气系统农作物气化可燃组分包括一氧化碳和烃类,300套发生炉气体系统甘蔗渣热电联产玉米制乙醇中国农村地区能源消费表

年份1980198719962000农村人口（百万）795.65816.26864.39807.39能源消费量（x1015J）9610151701866025710商业化能源290069701223020100生物质能6710820064305620来源:MOA/DOE,1998

阳光经济——

生态的现代战略

1999年慕尼黑出版作者

赫尔曼•舍尔（德）1999年10月获诺贝尔特别奖

译者黄凤祝2000年12月第一版生化经济我们经历着高速度和连续不断的科技发展飞跃－信息、生物和基因技术的快速传播---------不断增强的现代化构建于生化能源的框架上，生活在世界生化经济中生化经济------能量供给主要从生化能源中获得生化能源基础使经济得以步入繁荣，但同时也使其走向覆亡生化资源终会枯竭它在转换过程中生命要素（水、土、气）遭到损耗、破坏资源由谁掌握诱发资源战争和冲突世界能源消耗32%燃烧石油25%燃烧煤炭17%燃烧天然气5%燃烧核物质14%燃烧各种生物质水能----6%阳光型经济通过利用阳光型能源和阳光型原材料来满足对能源和原材料的需求阳光型能