发展中国家如何走能源可持续发展之路

1、发展中国家如何走能源可持续发展之路能源与可持续发展结课论文于洋5090309580测控技术与仪器专业F0903023班发展中国家如何走能源可持续发展之路摘要随着能源资源的日益紧张，能源可持续发展问题成为各国共同关注的核心。相比与德国、日本等发达国家，发展中国家国能源可持续发展水平落后许多，需要在推进能源可持续方面付出许多的努力。本文以我国为例，简要探讨了发展中国家如何走能源可持续发展的道路。关键词：能源可持续发展发展中国家开发利用科研目录TOC o 1-5 h z0引言31我国能源资源概况31.1我国能源总量及其生产消费情况.31.2我国能源资源储量的国际比较41.2.1石油储量的国际对比41

2、.2.2天然气储量的国际对比51.2.3煤炭储量的国际对比52我国能源可持续发展的思路62.1传统能源的合理利用62.1.1煤的直接液化.72.1.2整体煤气化联合循环发电72.2新能源的有效开发93总结100引言能源是推动国家发展及经济活动的基本动力,它的重要性不言而喻。但由于世界能源资源产地与能源消费中心相距较远,特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高,世界能源需求量持续增大,由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环境污染加重和环保压力加大，从而导致各类环境、经济和社会问题的出现。“发展中国家”，通常是指那些经济社会发展和人民生活水平相对较低，尚处于从传统农业社会向现

3、代工业社会转变过程中的国家。通常指包括亚洲、非洲、拉丁美洲及其他地区的130多个国家，占世界陆地面积和总人口的70%以上。发展中国家地域辽阔，人口众多，有广大的市场和丰富的自然资源。中国是最大的发展中国家。我国过去的以能源高消耗支撑经济高速增长的发展模式,导致了目前不得不面对石油进口量不断增长,以及电力、天然气、煤炭和石油产品频繁短缺等问题,面对快速推进的工业化进程,能源问题愈来愈成为中国经济发展的瓶颈。同时,由于世界能源市场发生剧烈动荡,国际原油价格急剧攀升,高涨的国际油价提高了我国经济增长的能源成本,能源问题也因此成为了我国政府和社会高度关注的问题。实现能源的可持续发展成为了我国实现经济社

4、会可持续发展的必然选择。本文将以中国为例探讨发展中国家如何走可持续发展之路。1我国能源资源概况1.1我国能源总量及其生产消费情况我国石油资源极度紧张，天然气资源比较有限，煤炭资源相对丰富。2005年，我国石3油基础储量为248972.1万t，天然气基础储量为28185.4亿m，煤炭基础储量为3326.4亿t，按照当年各种能源的消费量来计算，我国当年的石油基础储量只能消费8年多（当年每天原油消费量为82.4万t），天然气基础储量只能消费59年（当年每天天然气消费量为1.3亿3m），煤炭基础储量只能消费153年（当年每天煤炭消费量为593.8万t）；2007年，我国3石油基础储量为283253.7

5、7万t，天然气基础储量为32123.63亿m，煤炭基础储量为3261.26亿t，按照2007年各种能源的消费量来计算，我国2007年的石油基础储量只能消费8年多（当年每天原油消费量为93.2万t），天然气基础储量只能消费46年（当年每天天3然气消费量为1.9亿m），煤炭基础储量只能消费126年（当年每天煤炭消费量为708.6万t）。从这些数据来看，我国的石油资源尤其紧张，而天然气、煤炭资源也不容乐观，并且2007年和2005年的对比也明显看出我国对能源的消费在加速，能源的基础储量可供未来消费的年限还将进一步缩短。我国能源资源的生产和消费过度依赖传统化石能源。2007年我国能源生产总量为2354

6、45万t标准煤，其中原煤占76.6%，原油占11.3%，天然气占3.9%，水电、核电和风电占8.2%，如图1所示，传统化石能源的比重达到91.8%。2007年我国能源消费总量为265583万t标准煤，其中原煤占69.5%，原油占19.7%，天然气占3.5%，水电、核电和风电占7.3%，如图2所示，传统化石能源的比重高达92.7%。我国能源生产和消费对传统化石能源的过度依赖，会使我国在未来的能源发展道路上越来越被动。1.2我国能源资源储量的国际比较在分析了我国的能源基础储量、能源生产和消费情况后，下面从国际对比的视角来分析我国2007年底已探明石油、天然气、煤炭、水资源和铀矿资源的储量情况。1.

7、2.1石油储量的国际对比我国石油储量与世界资源丰富地区相比，显得严重不足。从2007年底已探明的石油储量来看，我国的储量要低于美国、加拿大等发达国家，更远低于俄罗斯、中东、非洲等石油资源丰富的国家和地区。图3给出了2007年底我国石油储量与世界主要国家和地区的对比情况，我国已探明石油储量仅为21亿t，而俄罗斯高达109亿t，中东地区高达102.9亿t，非洲地区高达156亿t，美国、加拿大也分别有36亿t和42亿t。已探明石油储量的国际对比进一步说明我国的石油储量与我国的经济总量和经济发展速度不相适应，我国的石油资源形势紧张。麻仙嵐也授电、凤电g12007年我国備谊生产堵柏IIA22007国能源

8、消费结恂占16生产总it的比直阿占羸陳滔册思IT的疋直瞩衆石諭i也_.剂矗工hLo水电-栈电.氐Hi1.2.2天然气储量的国际对比我国天然气储量与世界资源丰富地区相比，呈现出与石油资源国际对比类似的特点，也显得严重不足。图4给出了2007年底我国天然气储量与世界主要国家和地区的对比情况，333我国仅为1880亿m，而俄罗斯高达44650亿m，中东地区高达73210亿m，非洲地区高达333314580亿m，美国、加拿大、澳大利亚也分别有5980亿m、1630亿m和2510亿m。从已探明天然气储量来看，世界资源分布极不平衡，我国的天然气储量与世界主要经济体比显得过低，不能满足我国经济长期持续发展的

9、需要。1.2.3煤炭储量的国际对比从国际比较来看，我国煤炭资源比较丰富，但是与美国、俄罗斯相比还有较大差距。图5给出了2007s641-OBfi4-探朗储樹亿I156JJ)-TJ)J)flcJt.1/fzl1xt.Jfl.图32007年底我国已探明石油储量的国际比较探明储MO图32007年底我国已探明石油储崔的国际比较年底我国煤炭储量与世界主要国家和地区的对比情况，我国已探明各种煤炭资源总储量（包括无烟煤、烟煤、亚烟煤和褐煤）居世界第3，无烟煤和烟煤已探明储量仅次于美国居世界第2，亚烟煤和褐煤已探明储量居世界第3，煤炭资源除美国、俄罗斯联邦和中国较为丰富之外，澳大利亚、印度是相对比较丰富的国家

10、。2007年，已探明煤炭资源总储量情况是：美国2427.21亿t，俄罗斯联邦1570.1亿t，中国1145亿t，澳大利亚766t，印度564.98亿t，非洲491.03亿t，巴西70.68亿t，加拿大65.78亿t；已探明无烟煤和烟煤储量情况是：美国1122.61亿t，中国622亿t，印度522.4亿t，俄罗斯联邦490.88亿t，非洲地区489.29亿t，澳大利亚371亿t；已探明亚烟煤和褐煤情况是：美国1304.6亿t，俄罗斯联邦1079.22亿t，中国523亿t，澳大利亚395亿t，巴西70.68亿t，印度42.58亿t，加拿大31.07亿t。从已探明煤炭资源储量来看，我国的煤炭储量相对

11、比较丰富，总量位居世界第3，但是从前面第1部分的分析知，我国的煤炭资源按照当前的消费速度也只能使用100多年，因此不能盲目乐观。2我国能源可持续发展的思路我国能源资源的现状迫切要求我们走能源可持续发展道路，世界各国的能源发展战略也为我国提供了借鉴和参考。我认为，能源可持续发展主要的方向有两个：传统能源的合理利用与新能源的有效开发。2.1传统能源的合理利用传统能源主要有：原煤、焦炉煤气、天然气、汽油、煤油、柴油、液化石油气等。这些也是我们日常生活中经常能接触到得能源。在使用这些能源时，我们发现其利用率不是特别的高，而且还不同程度地对环境产生了污染。我认为传统能源的合理利用有2个发展方向，其一是对

12、能源的合理使用，尽量最大限度地提高能源的利用效率，不浪费能源，不消耗本不该消耗的能源；其二则是通过对消耗能源的终端设备进行技术升级来实现对能源需用量的降低。下面我将以两个具体的例子来阐述。2.1.1煤的直接液化中国作为最大的发展中国家,能源的发展应建立在安全、多样性和可持续性的基础上。中国能源依赖于大规模地、长期地从国际市场上购进石油是危险的。世界石油的产量将受限于石油资源的储量,在新能源未被大规模地开发使用之前,煤直接液化是缓解一次能源资源结构与消费结构矛盾和实现能源可持续发展的一项可行、有效的技术途径。早在1913年德国的柏吉乌斯(Bergius就首先研究出煤的高压加氢,从而为煤的直接液化

13、奠定了基础,并获得世界上第一个煤直接液化专利。1927年德国在莱那(Leuna建立了世界上第一个煤直接液化厂,规模为10万t/a。19361943年德国又有11套煤直接液化装置建成投产，到1944年生产能力达到423万t/a。在近些年，不少国家相继完成了日处理干煤为150600t/d的中试厂的建设和运转，如德国的IGOR工艺、美国的HTI工艺和日本的NEDOL工艺等，所以煤的直接液化在技术上可行而较成熟的。中国多煤少油的能源格局和相对低廉的劳动力成本，高油价、低煤价的独特条件，使得中国煤直接液化商业化前景完全不同于西方发达国家。为了比较全面地评价和论证直接煤液化在中国的商业化前景，中国政府有关

14、部门与德国、美国和日本有关部门达成了共同进行中国煤直接液化可行性研究的协议。这些研究均已经完成,研究成果将为中国政府的决策提供了依据。中国是世界上最大的煤炭消费国,以煤为主的能源结构带来了严重的环境污染问题。改变煤烟型大气污染最直接、有效的措施是改变能源结构,即用相对洁净的能源（如石油、天然气取代煤炭,改变煤炭利用方式,洁净使用煤炭是治理环境污染、改善环境质量的现实选择,其中煤直接液化是一条可行有效的技术途径。在煤液化过程中,煤中99%的硫在液化过程中以硫磺的方式得以回收,这就从根本上保证了煤液化工程是一项洁净使用煤炭、改善环境质量的工程。用煤液化制成的汽油与柴油其质量符合国家标准所规定的指标

15、,其中硫、氮杂原子含量比规定值还要低。由于煤液化厂的设计考虑了目前环境法规所有的相关标准和规章,所以建成后的煤液化厂对周围环境不会产生破坏性的影响。2.1.2整体煤气化联合循环发电二十世纪八十年代以来，基于国家能源安全、经济发展和国际产业技术竞争的需要，先进的洁净煤发电技术逐渐成为了世界各国在能源领域的主要竞争热点。整体煤气化联合循环（IntegratedGasificationCombinedCycle，以下简称IGCC）发电是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。IGCC发电系统把环境友好的煤气化技术和高效的燃气蒸汽联合循环发电技术相结合，实现了煤炭资源的高效、洁净利用，具

16、有高效、洁净、节水、燃料适应性广、易于实现多联产等优点,并且与未来二氧化碳近零排放、氢能经济长远可持续发展目标相容，是二十一世纪洁净煤发电技术的重要发展方向之一。其基本工艺过程为：图6IGCC工艺流程煤（或者其他含碳燃料，如石油焦、生物质等）经气化生成中低热值合成气，经过除尘、脱硫等净化工艺成为洁净的合成气供给燃气轮机燃烧做功，燃气轮机排气余热和气化岛显热回收热量经余热锅炉加热给水产生过热蒸汽，带动蒸汽轮机发电，从而实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。整体煤气化联合循环发电具有很高的发电效率，在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达43%45%，今后可望达到更高；并且它还有极好的环保性能，

17、污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放极低，氮氧化物排放只有常规电站的15%-20%，耗水只有常规电站的1/2-1/3，符合中国的可持续发展道路。目前，由于IGCC技术的发展、环保标准的提高和石油、天然气等能源价格走势等多重因素，IGCC正逐步从商业示范走向商业应用阶段。据统计，全世界已经运行的IGCC电站有59座，最高发电效率已达45%，为IGCC未来电站建设积累了丰富的经验。全球已经宣布或正在规划中的IGCC项目大约50多个（图7）。从图7看出，全球只有少数几个IGCC项目被延期或取消，更多的IGCC发电厂将在2010-2013年以后实现商业运行。而且从

18、国外的最新研究进展和发展趋势来看，经过多年的发展，IGCC技术正在逐步走向大规模的商业运行。作为可持续发展的先进洁净煤技术，IGCC将是未来能源系统的核心技术和重要基础之一。轮肌氮汽输出动丿J,11癩汽低压蛊汽煤蛙触处理-化世：工4宙思处T氮nJ”*叙A编沪血汽机删I发电丄琥图7全球IGCC项目发展情况2.2新能源的有效开发在能源开发利用方面谈论最多的主要是对可再生能源和新能源的利用问题，世界上新的主要替代能源必须满足4个条件:1.这种新能源资源必须足够丰富;2.这种新能源的技术必须足够成熟;3.这种新能源的价格必须足够低廉;4.这种新能源的使用必须足够安全、清洁。目前，主要有核能、太阳能、风

19、能、氢能、海洋能、地热能、燃料电池、生物质能等八种。就我国而言，水能、风能和太阳能资源都比较丰富，而且已经具备了开发利用的能力，尽管目前开发利用的过程中出现了各种各样的问题，但是随着技术的发展，这些可再生能源的开发利用将为我国能源的可持续发展贡献重要力量。而氢能、核聚变等能源尚未形成现实生产力，但科技进步已经给人们带来希望。氢能是未来有发展前景的能源之一，有可能成为一种非常清洁的新型燃料，一旦非化石能源廉价制氢、安全贮氢输氢、高效耐用燃料电池等关键技术得到解决，尤其是太阳能、核能、生物质能大规模制氢的技术取得突破，氢能将得到有效利用。面，以核能为例，具体阐述如何进行新能源的开发。U担!-叶嗖餵

20、曰IE叵GAOJJ0M|-0i|：|4i|rii|Kfir-WlPArerlficIuiInfK4JIFlf&tan.yQllljjir|ZrpjUrra.QlhiaCUfEOl*RKU纭3、IVDQ=1Qi.：i!；Ea斗怒rni|MiT|核能是20世纪下半叶发展起来的重要能源资源,是人类能源生产的一个重要里程碑,半个世纪中核能发展经历了不少波折,70年代得到大发展。核能包括核裂变能和核聚变能。其中核裂变能是当今核能利用的主要形式,主要是用中子打击原子核,核裂变后释放大量能量。核能是我国可持续发展中不可替代的重要能源,核能利用对我国长期的能源政策起着至关重要的作用,表现之一就是保障我国的能源

21、安全。当今世界,能源安全已经成为国家安全的一部分。我国长期以来一直是以煤炭为主,大量开采使得煤炭资源储备量逐渐下降；且随着石油消费量的增加,我国对外石油依赖性越来越强,国家能源安全将受到影响。通过发展核电,就可以避免过分依赖煤炭、石油、天然气等不可再生能源,3Dt6*2U13年有利于应对国际市场上不稳定的石油和天然气价格,同时使得能源结构得到优化,进而大大加强国家能源安全。并且，利用核能发电可以有效地缓解化石燃料造成的环境污染。由表1可见，一个100万kW的燃煤火电厂，每年大概消耗350万吨煤，排出CO2600万吨，SO2400万吨，NOX2.2万吨和灰尘32万吨；而一座规模相同的压水堆核电站

22、，每年只消耗2030吨低浓缩铀，除产生30吨乏燃料和800吨左右的低放废物外，其他几乎为零，且核电站这些少量废物经压实处理后,对环境危害影响很小。另外,关于核电站放射性,目前生活在核电站周围的居民每年接受的辐射剂量在0.01毫希左右，差不多仅相当于乘飞机在7000m高空飞行2h左右所接受的剂量，而同样大小的火电站释放出的放射性物质是核电站的10倍左右。以秦山核电站来说,通过对秦山核电厂30万kW压水堆两年的环境测量表明，核电站周围50km范围内辐射剂量与运行前相比并没有明显的变化，仍在天然放射性本底涨落范围内。不过核电作为一种清洁的能源，并非指它对环境没有污染，对公众没有任何威胁。核电也有潜在

23、的危险性，表现有：发生事故时，放射性物质大量释放会严重破坏生态环境，切尔诺贝利，日本都出现过；高放射性核废物处置不当对人与环境产生威胁等，这也是绿色和平组织强烈反对的。因此，我们还需要改善核废料处理技术;改善核电站的安全防护技术，包括使用安全性能较好的核反应堆类型，改善核裂变发电站防泄漏、防污染等安全技术。我国核能发电起步较晚，1991年自行设计并建造了秦山核电站；1994年引进国外技术设备，建成了大亚湾核电站。目前，我国在世界核能消费量前15位国家（和地区）中，仅位居第10位，中国要实现扩大后的发电量目标，需要在2020年之前新建20多座核电站，中国为这些核电站项目制定的官方预算为每座核反应堆15亿至20亿美元。考虑到核能安全和对负荷变动的适应性比较差等因素，核能不宜作为主导能源。核能技术的研究与开发应定位于两个方面:一方面要跟踪国际先进水平，引进、消化国外先进技术;另一方面，要有战略眼光，着眼长远发展一些具有自主知识产权的创新技术，提高我国在能源领域的竞争力。同时，我们还迫切需求大批核电人才,这就要求国家相关单位加快核电人才的培养，力争到2020年能够实现核电的战略目