我国能源的利用与环境问题

1、我国能源的利用与环境问题中国作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源 生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的 1/10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发 展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃 至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展 的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的 急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大 于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源

2、在中国都存在缺口。常规能源和新能源中，常规能源指煤炭、石油、天然气、水 能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的新能源，相对于 常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当 今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。近几年，伴随着 我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，能源和环境问题逐步成为中国 政府和社会各界关注的重要问题。进一步提高我国能源的利用率，控制污染物的 排放，改善环境质量成为当前社会发展的重要内容。我国能源问题及环境现状能源是能够为人类提供某种形式能量的自然资源及其转化物，是经济发展与 社会进步的基本制约条件，是一个国

3、家国民经济健康发展和实现可持续发展的重 要前提和基础，是实现国家安全的有力保障。能源是人类赖以生存、社会赖以发 展的基础性资源，是关系国家经济命脉和经济安全的重要战略物资，是社会经济 可持续发展的基础，在国民经济中具有举足轻重的地位。随着经济与社会的发展， 人类对能源的需求与日俱增，而地球已探明能源资源储量却并未增加，甚至有枯 竭的可能。因此，如何保障不可再生能源的稳定与可持续供应成为每个国家都必 须面对的紧迫问题。我国是世界能源大国之一，从能源总量上来看，能源资源储量、能源生产和 消费总量方面都处于世界的前列。虽然我国的能源总量和类型很丰富，但面临的 问题也同样不容忽视：第一，人均能源占有量

4、不高。我国人口众多，人口基数大，即使在实行了计 划生育这一国策后，我国的人口增长还是比较多的，这就导致了我国的人均能源 占有量很少。第二，经济高速发展带来能源紧缺问题。改革开放以来，尤其是进入二十一 世纪，我国的经济日新月异、高速发展，人民生活水平不断提高，工业、农业和 日常生活都需要大量能源的支持，这就导致了能源紧缺现象的发生。第三，我国的能源利用效率跟发达国家相比而言还是比较低的，而能源消费 系数却相对较高。目前我国的能源利用率仅为30%左右，而一些发达国家的能源 利用率要远远高于之一水平，例如欧共体国家的能源利用率为42%，日本和美国 的能源利用率则高达51%以上。第四，我国能源利用单一

5、造成巨大污染。我国在能源利用方面，由于种种原 因更倾向于利用石油、煤炭等常规能源，而这些能源往往伴随着严重的环境污染。 例如燃煤产生的SO2、CO2等废气是造成我国大气污染的主要原因。中国是燃煤大 国，煤炭占一次能源总消费量的69%，以煤为主的能源结构在短期内难以改变。第五，我国的能源储量、能源生产和能源消耗间存在结构性矛盾。能源问题 引发的最直接的后果就是环境问题。中国是主要依靠煤炭为能源动力的经济大 国，燃煤产生的S02和CO2的排放量分别占总排放量的85%和70%5。同时，中国 的S02排放总量在世界上的排名是第一位，CO2排放总量在世界上的排名是第二 位。综上所述，多年来我国一直面临着

6、严重的能源压力和环境问题，缓解和解决 能源的不合理利用和随之产生的环境污染问题是我国实现可持续发展的重要议 题之一。煤炭资源我国的能源结构以煤炭为主，我国是一个以煤炭消费为主的国家，煤炭被大 量开采和消费使得煤炭储量不断减少。我国煤炭资源丰富，但人均占有量低。中 国煤炭资源虽丰富，但勘探程度较低，经济可采储量较少。煤炭作为重要的不可 再生的动力能源是非常珍贵的，我国煤炭的过度开采导致煤炭的剩余储量锐减， 造成煤炭短缺，资源紧张，这都违背了可持续发展的原则。长期以来，煤炭资源 没有得到合理开发利用，煤炭资源开发利用现状及主要问题我国煤炭资源分布广 泛，总量丰富，储量居世界前列且煤类齐全、煤质优良

7、。煤炭资源是我国经济、 社会发展的物质基础，在我国一次能源的消费构成中占了 76.4%的比重，是我国 主要的能源，同时又是重要的有机化工原料，从煤中可以提取200多种生产和生 活必需品。在未来新能源大规模利用之前,煤炭将是支持我国能源供应的国内主 要品种，是我国今后经济可持续发展的保障。但是由于我们对煤炭资源保护认识 不足，对环境和生态保护重视不够，在煤炭资源的开发利用中存在严重的问题。 主要表现在以下两个方面：1、不合理开采造成资源耗费率高，损失浪费严重， 煤炭资源属于不可再生资源，其形成要经过漫长的地质时期，一旦采完也就消失 了，在短时间内不能再生，这种不可再生性决定了对煤炭资源保护和战略

8、储存的 重要意义。然而煤炭开采中采富弃贫、采主弃副的现象普遍存在，小煤窑的私挖 滥采屡禁不止，给煤炭资源造成极大的浪费。2、不合理开发利用带来严重的生 态环境负面影响，尽管我国在环境保护法X矿产资源法等法律中都对矿山 环境保护作出了明确规定，但就目前情况看,煤矿开采造成的生态破坏和环境污 染仍十分严重，井工开采造成地表塌陷，露天开采挖损土地；造成水资源的流失 与污染；三是污染大气环境。同时，我国煤炭利用产生的污染也十分严重，我国 85%的煤炭直接用于燃烧，致使我国成为典型的煤烟型污染，煤炭燃烧排放大量 的SO2,已造成我国30%的国土面积受酸雨的影响。我国在煤炭资源开发利用中 出现的上述问题，

9、原因是多方面的，概括起来有观念、政策、法律、技术等几个 方面的原因。发电的汽轮机通常选用水作为冷却介质，一座1000MW火力发电厂每日的耗 水量约为十万吨。全国每年消耗5000万吨标准煤。火力发电污染严重，电力工 业已经成为中国最大的污染排放产业之一。如果继续片面发展燃煤发电，必将造 成煤炭能源的严重破坏和无法挽回的后果。近年来，随着经济的发展和人民生活 水平的提高，工业用电和生活用电的需求量将会大大增加，只依赖燃煤发电显然 不能解决我国的用电问题。前些年我国就出现过严重的电力紧缺问题，虽然国家 及时加快了电力发展的步伐，在一定程度上缓解了电力供应不足的压力，但是问 题并没有从根本上解决，因为

10、以煤电为主的电力结构并没有改变。煤层气我国富煤贫油少气的能源结构，决定了煤炭在国民经济发展中始终占据主导 地位，并在未来较长时期内难以改变。面对每年因煤层气事故引发上千死亡人数 和相当于我国天然气储量的煤层气资源储量的巨大反差，国家明令企业必须将煤 层气抽采到规定标准以下方可采煤，并限制抽采浓度在30%以上的煤层气空排到 大气中，同时给予抽采利用煤层气的企业一定财税优惠政策。抽采利用煤层气带 来的保障煤矿安全、增加清洁能源供给、减少温室气体排放等多重效益，成为国 家强制推动和大力提倡煤矿区煤层气开发利用的关键因素。党中央、国务院高度 重视中国煤层气开发利用问题。温家宝总理明确提出：“开发和利用

11、煤层气既可 以治理瓦斯，又可利用能源，一举两得，应该加大科研、勘探、开发的力度。为 打破限制煤矿区煤层气产业发展的下游瓶颈，在调研分析国内外煤矿区煤层气开 发利用策略、利用技术应用、综合评价方法基础上，通过对煤矿区煤层气利用系 统分析，依据煤矿区煤层气产业特色以及不同利用技术特点，从技术一经济一环 境一社会四个纬度构建煤矿区煤层气利用技术评价体系和评价模型。依托评价方 法，重点对最具有产业化前景的煤矿区煤层气发电技术进行综合评价，并进行不 同政策、引入CDM机制、技术变化对煤矿区煤层气发电技术综合评价影响的情景 分析。通过对不同浓度的煤矿区煤层气发电技术综合评价，结果显示：在不考虑 政策和CD

12、M机制碳交易背景下，中高浓度煤矿区煤层气，经济效益IRR基本与基准 收益率持平；低浓度及极低浓度煤矿区煤层气经济效益IRR基本远远低于基准收 益率，经济效益差。若考虑不同政策扶持和CDM机制碳交易，不同浓度煤矿区煤 层气经济效益将有不同程度的提高。煤矿区煤层气的利用将会收到改善煤矿安全、保护全球环境、增加清洁能源 供应多重效应。开发利用煤层气不仅可从根本上防止煤矿瓦斯事故的发生、改善 煤矿安全生产，还可变害为宝，把煤炭开采过程中产生的煤层气有效利用，在一 定程度上改善我国的能源结构，增加洁净的气体能源，弥补我国常规天然气在地 域分布和供给量上的不足。有资深专家早就提出，21世纪是煤层气大发展的

13、时代， 煤层气是我国常规天然气最现实、可靠的替代能源 太阳能开发太阳能与其他能源相比，太阳能具有其独特的优点：（1）能量的巨大性， 太阳每秒向太空发射的能量约为3. 8x10加Mw。地球每年接受到的太阳能总量相 当于1. 3x106亿吨标准煤，其中我国陆地面积每年接收的太阳能相当于2. 4x104 亿吨标准煤；一年中投射到地面上的太阳辐射能也相当于5x1014桶原油，是探明 原油储量的近千倍，是世界能源年耗总量的一万余倍1121。每15分钟到达地球表 面的太阳能就能满足全世界1年的电力需求。（2）储量的“无限性”，相对于常 规能源的有限性，太阳能体现出无限性。且按照目前太阳质量消耗速率计，太阳

14、 内部的热核反应足以维持6X1010年，所以，能量如此巨大的太阳能相对于人类 发展历史的有限年代而言，可谓是“取之不尽、用之不竭”的能源。（3）存在的 普遍性，太阳光普照大地，无论陆地或高山，无论海洋或岛屿，处处皆有。相对 于其它能源来说，太阳能对于绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这 就为缺乏常规能源的国家和地区解决了能源问题，创造了美好的前景。（4）利用 的清洁性，太阳能和煤炭、石油等矿物燃料不同，不会导致全球性气候变化、温 室效应和造成环境污染。所以说太阳能是清洁能源，开发利用太阳能不仅不会污 染环境，而且还能带来一定的经济效益和社会效益，在环境污染越来越严重的今 天，这一点是极

15、为宝贵的。（5）太阳能利用的经济性，第一，越来越多的国家已 认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需求，而又不危及后代 前途的社会。因此，尽可能多的利用清洁能源代替矿物能源，是能源建设应该遵 循的原则。随着能源形式的转变和常规能源的储量日益下降，传统能源价格必然 上涨，而且也须增大控制环境污染的投资。所以发展太阳能，不仅可以省去控制 环境污染的费用，还可以控制生产生活所需的能源价格。第二，我国是最大的煤 炭消费国和生产国，煤炭占商品能源消费结构约76%，成为我国大气污染的主要 原因。大力开发清洁可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要手段。向 清洁的新能源过渡的时期迟早要到来。

16、从长远来看，太阳能装置的大量应用和利 用技术也必然可以制约传统能源价格的上涨。太阳能的利用有太阳能发电技术，目前，太阳能发电技术在经济上和技术上 可行的主要包括太阳能光伏发电、太阳能热发电、太阳池发电和太阳能热风发电 等形式。太阳能光伏发电发展较为成熟，已达到了商业化程度。太阳能光伏发电 系统由四部分组成，即太阳能电池组（将接收到的太阳能转变为电能，是系统的 核心部件）、充电控制器（控制蓄电池充电电流）、蓄电池组（存储电能，在无光照 时为逆变器提供直流电源）及逆变器（将直流电源转变为交流电源）。应用数据表 明，光伏电池造价昂贵，而太阳能电池组是光伏系统成本中最主要部分。风能现在风能已经成为最重

17、要的清洁能源之一。风能是一种不产生任何有害废弃 物、不排放温室气体、可再生的天然能源。风能来自于太阳，风力发电主要是将 受热程度不同的大气所产生的动能转化为机械能，进而转化为电能。进入21世纪 后，传统的化石能源在燃烧的过程中向大气排放大量的C02等 温室气体，全球变暖的趋势越来越明显。在这一新的历史背景下，风能作为一种 清洁的可再生能源，受到了人们越来越多的重视。根据世界能源委员会最新发布 的资料显示，全球风能资源有96亿kw，它所能提供的能量是全球每年总能耗的15 倍。开发利用风能资源已成为近年来人们所关注的热点。我国的风力资源丰富，仅次于俄罗斯和美国，位居世界第三。风能资源主要分布 在东

18、北、华北、西北及沿海地区，可开发利用的风能内陆为2. 53亿千瓦，可开 发利用的近海风能资源约为10亿千瓦。按照我国风力发电发展规划，预计到2020 年我国风电装机总容量将达30000兆瓦，约占电力系统总装机容量的3%左右。所 以未来几十年风力发电的发展空间巨大。我国的风能资源却十分丰富，可以说取 之不尽，用之不竭。大力发展风电，有利于减少污染气体的排放，缓解日益严重 的环境问题；有利于我国电力资源结构的调整，使其合理化。总之，风力发电作 为清洁能源，几乎对环境不产生任何污染。相对于其他资源的局限性，风力发电 具有良好的经济性和广阔的发展空间。风力发电作为一种清洁、可再生的绿色能源，世界各国都

19、在大规模发展且并 网运行。但是，风力发电的间歇性、不可控性和无功特性复杂等特点，使得电网 接纳风电的能力已经成为风力发电发展的瓶颈。在我国，各家电力公司都在小规 模的建设风电场，目前风电场建厂费用对于电力公司而言成本不高，但风电并网 影响整个电力系统的稳定性，风电并网使得系统瘫痪造成的损失才是巨大的。所 以要使得电网接纳风电能力提高，就必须要求风电厂像传统电厂那样可以预报发 电量。准确预报发电量，电力系统调度部门才能及时调整调度计划，有效减轻风 电并网时对整个电网的影响。从而能提高电网运行的安全性、可靠性和可控性， 降低发电成本，为风电场参与发电竞价奠定了基础，保证系统安全经济运行。在 风速准

20、确的情况下，发电功率预测的精度是很高的。高精度的发电功率预测对风 电场乃至整个电力系统的经济效益的提高是显而易见的。核能世界上有比较丰富的核资源，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等，世界上铀的 储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源，可提供的能量是矿石燃料的 十多万倍。核能应用作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施有许多的优 点，其一核燃料具有许多优点，如体积小而能量大，核能比化学能大几百万倍； 1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量；一座100万千瓦的大型 烧煤电站，每年需原煤300400万吨，运这些煤需要2760列火车，相当于每天 8列火车，还要运走4000万吨灰渣。同

21、功率的压水堆核电站，一年仅耗铀含量 为3%的低浓缩铀燃料28吨；每一磅铀的成本，约为20美元，换算成1千瓦发 电经费是0. 001美元左右，这和目前的传统发电成本比较，便宜许多；而且， 由于核燃料的运输量小，所以核电站就可建在最需要的工业区附近。核电站的基 本建设投资一般是同等火电站的一倍半到两倍，不过它的核燃料费用却要比煤便 宜得多，运行维修费用也比火电站少，如果掌握了核聚变反应技术，使用海水作 燃料，则更是取之不尽，用之方便。其二是污染少。火电站不断地向大气里排放 二氧化硫和氧化氮等有害物质，同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质，也会 随着烟尘飘落到火电站的周围，污染环境，而核能发电的优点

22、：.核能发电不像 化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污 染。核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。核能发电所使用的铀燃料， 除了发电外，没有其他的用途。核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故 核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能 电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。核能发电的成 本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响， 故发电成本较其他发电方法为稳定。电力工业是能源工业的重要组成部分，是推动人类文明及支撑社会经济发 展的重要基础。目前在世界范围内，火力发电（其中燃煤发电占95%以上）是最主 要的发电方式。我国的电力工业主要依赖以煤电为主的火力发电，水电、核电次 之，而风电、生物质发电等其他能源发电所占的比例还非常低。我国是一个人口 大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的 双重压力。大力发展水电、风电、核电、天然气发电和生物质发电，改善我国电 力供应结构是未来电力工业发展的重要目标，对建立可持续