能源发展动态

热能发展动态摘要：热能（thermalenergy）又称热量、能量等，它是生命的能源，更是我国经济发展的生命能源。能否找到更好地解决能源问题的方向和方法是我国是否能实现中国梦的关键因素。我们必须在科学发展观的指导下解决能源问题是我国需要面对尖锐和紧迫的问题。下面通过阐述我国能源的现状，分析其中存在的问题，了解我国能源动态发展情况，提出我国能源可持续发展的前景。关键词：能源结构新能源生物质改革开放以来，我国发生了翻天覆地的变化，面对持续、快速增长的经济，对能源的需求，物别是对一次能源的需求的不断增长，产生了很多的问题：煤炭开采的安全、利用率、深加工的研发，石油对国外进口的依赖所带来的安全问题，能源结构不合理的问题等等制约着我国经济平衡快速发展。1.当前中国能源现状的认识1.1中国能源结构是以煤为主中国是个发展中国家，由于历史的原因，人口多，底子薄，石油、天然气资源相对不足，石油探明可采储量只占世界的2.4%，天然气占1.2%;而煤炭却占世界探明储量的14%左右。“富煤、少气、缺油”的资源条件，决定了中国能源结构是以煤为主。2009年中国的一次能源生产总量为28.0亿吨标准煤，其中煤炭占77.5%、石油9.4%、天然气3.8%，其他（水电、核电、风电）占9.3%。2009年中国的一次能源消费总量为30.5亿吨标准煤，其中，煤炭70.0%、石油17.8%、天然气3.9%、水电、核电7.5%，其他非化石能源（风电、太阳能和生物质能）0.8%（见图1）。70.0%23.3^图1中国能源消贾绘梅忆咒却木电樓电6.73b70.0%23.3^图1中国能源消贾绘梅忆咒却木电樓电6.73b其怛石厲天約，伽囹2世界龍殛制養结枸（2009）煤疑I2^.4%安电性E 6.6%34.fi%|1.2中国与世界能源消费结构的差异中国能源消费结构与世界能源消费结构相比存在较大的调整空间。在一次能源消费中，石油在中国的消费比重为17.8%，世界平均水平为34.8%，中国比世界平均水平低17个百分点;天然气中国消费比重为3.9%，低于世界平均水平（23.8%）20个百分点左右，而中国的煤炭消费比重高达70.0%，高于世界平均水平（29.4%）40多个百分点;中国的核电只有不到1%，而世界平均水平达到了5.5%（见上图2）。2从当前我国能源现状可以分析出我国能源利用存在的问题有：2.1人均能源资源少，供需有差距中国人口众多，占世界人口的21%，能源矿产人均探明储量相对较少，煤炭资源可以满足较长期需求，而石油和天然气资源则需要以国外资源作为重要补充才能满足当前和长远的需求中国是世界能源大国，一次能源的生产和消费均居世界前列，但人均能源消费水平还很低。据2006年中国统计年鉴的数据全国主要能源的基础储量为：石油248972.1万t天然气28185.4亿m3煤炭3326.4亿t；但若以“人均拥有量”来衡量，中国却是资源贫瘠国，2006年人均石油储量只有1.91,人均天然气储量2168m3，人均煤炭储量2561,分别为世界平均值的11.1%4.3%和55.4%，中国的人均资源储量远远低于世界水平。能耗强度高，效率低由于我国产业结构的不合理性与管理技术上的落后，尽管在能源消耗上有了很大的改善，但是与发达国家比还是存在很大的差距。中国产业生产和居民生活中大量使用高耗能的落后技术和产品，现有的近400亿m2建筑中，99%属于高能耗建筑。中国发电、冶金、建材、化工等产业消耗全部一次能源的80%左右，单位产品能耗平均高于国际先进水平20%〜30%。结构不良，污染严重能源资源决定了中国能源长期以来是以煤为主的能源结构，从表1中我们可以看到我国能源生产总量随着改革开放以来一直快速增长，特别是2000年后增长速度更是惊人。在此期间虽然水电、核电、风电所占能源生产总量的比重每年都在增长，但在大幅增长的能源需求上，远远不够的，其能源总体结构仍然未发生比较大的变化，仍然以煤为主。不论是火力发电还是工业用煤，都会造成大量污染。我国排放SO和CO排放量分别居世界第1位和第2位。在大力发展经济的同时，面临所2带来的2环境污染越来越严重。因此近年来我国相当重视严格控制污染物排放，致力开发新能源。表1能源生产总量及构成（来源于《中国统计年鉴2012》）年份能源生产总量占能源生产总量的比重(%)（万吨标准煤）原煤原油天然气水电、核电、风电19786277070.323.72.93.119806373569.423.83.03.819858554672.820.92.04.3

199010392274.219.02.04.8199110484474.119.22.04.7199210725674.318.92.04.8199311105974.018.72.05.3199411872974.617.61.95.9199512903475.316.61.96.2199613303275.016.92.06.1199713346074.317.22.16.5199812983473.317.72.26.8199913193573.917.32.56.3200013504873.217.22.76.9200114387573.016.32.87.9200215065673.515.82.97.8200317190676.214.12.77.0200419664877.112.82.87.3200521621977.612.03.07.4200623216777.811.33.47.5200724727977.710.83.77.8200826055276.810.54.18.6200927461977.39.94.18.7201029691676.69.84.29.4201131798777.89.14.38.8注：电力折算标准煤的系数根据当年平均发电煤耗计算（下表同）。3解决能源问题的基本战略面对飞速发展的经济，必须要有一个强有力的能源供应来保证现代化建设。因此我国现阶段能源中存在的问题，要加快研发低能耗或者无污染的新能源的同时大力节能，减少能源的损耗，合理控制污染能源的使用量，增加绿色能源的使用将“高资源消耗、高污染排放、低经济效益”的“两高一低”发展模式转变为“资源消耗少、环境污染小、经济效益高”的“两低一高”模式。其次改善能源结构，提高能源利用率，对煤等能源加大洁净化技术的推广。要以保护环境为首位，杜绝先污染后治理的政策。适当调整好能源结构实现结构多元化加大对风能地热能太阳能等新能源的利用。4中国未来能源发展方向在未来，能源的需求越来越大，一次能源的供应越来越少。必须找到更多的、合适的能源来保证祖国的经济建设。在本世纪内，以煤、石油等作为主要能源的同时开发更多新的能源。4.1天然气资源天然气将作为中国未来的新能源，有常规天然气和煤层气、甲烷气等非常规天然气。国土资源部等5部委下发《矿产资源储量评审办法》，将煤层气列为国家一级管理的矿种；煤层气已列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录；国务院发布加快煤层气利用意见，对煤层气抽采利用实行税收优惠，2020年前可减免探矿权和采矿权使用费，项目建设用地予以优先安排；国家发改委2006年颁布《全国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用十一五规划》，计划2010年全国煤层气产量100X108m3,其中地面开采50X108m3中国煤层气正处于一个飞速发展的阶段，已经在个别地区实现了商业化，国家也出台了鼓励煤层气的利用,不仅能提供更多油气能源,还降低了矿井瓦斯灾害的发生。地热资源中国地热资源丰富,利用广泛据中国地调局统计,2000m以浅可采热水量68.5X108m3/a，折合标煤3285X104t/a。太阳能资源全国2/3地区日照小时数大于2200h/a,理论储量折合标准煤达17X1011t/a丰富区位于吐哈柴达木二连银额盆地;较丰富区位于塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、松辽、渤海湾盆地。目前利用太阳光光能发电已成为主流,中国也在加紧研发光伏电池和如何降低成本等问题。风能中国风能资源丰富，全国可开发利用的风能资源总量为10X108kW其中陆地上离地10m高，可开发和利用的风能储量有2.53X108kW,海上7.5X108kW东南沿海、山东、辽宁沿海及其岛屿年平均风速达到6〜9m/s；内陆地区如内蒙古北部，甘肃、新疆北部以及松花江下游也属于风资源丰富区。氢能人类利用氢能的方式有利用其化学能直接燃烧放出热量和产生水，其过程为：2H(g)+O(g)f2HO+483.20kJ222这种单位质量的氢不仅放出巨大的能量，而且产物中没有任何污染，大量的氢气不是很容易得到。但是如果将其用于氢能，氢核聚变过程中不产生任何放射性，对环境没有任何污染其理论基础是爱因斯坦的相对论。相对论解释了太阳的能量释放过程，即4个H原子聚变成一个He原子，在质量上He原子比4个H原子减少了0.711%，这个差额称为质量亏损，从而释放出能量，氢核聚变能也属于氢能，氢核聚变的原料是氢的同位素氘，氘的资源比较丰富，在海水中氘和氢之比为1.5104:1，地球上海水总量约为1018t其中蕴藏着大量的氘，经过计算，1L海水中提取出的氘，进行氢核聚变放出的能量相当于100L汽油燃烧释放的能量。地球上的海水几乎是“取之不尽”的，因此受控氢核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰，利用氢能的最终目标是要实现受控氢核聚变，这也是“氢能源”利用的终极目标尽管现在世界限制核能的发展，但是核能小型化，如核动力汽车等等，都是很有潜力的。水能水能具有资源可再生、发电成本低、生态上较清洁等优越性，中国水能资源丰富，总量位居世界首位，但中国水电能源开发远远低于世界先进水平，积极谋划水电能源科学发展的战略思路，是中国面临的主要问题，三峡水电站的建立标志着中国水电能源开发进入了一个新的阶段。其次海洋能也是一个有着悠久历史的环保能源。潮汐能、海浪能发电将在未来起着更重要的位置。生物质燃烧能直接利用生物质燃烧能有两种形式：加工生物质压缩成型燃料和利用生活垃圾燃烧发电。生物质压缩成型燃料是将木质类的木屑，树叶、稻草等，在一定粒度和含水率的条件下，在50〜200MPa高压和150〜300°C高温下，压缩成棒状、粒状、块状及其它形状，具有一定密实度的成型物。生物质压缩成型燃料具有较高的压缩比，极大地方便生物质资源的运输和储存，同时改善了生物质原料的燃烧性能，提高了生物质资源的利用效率。但在压制工艺流程中，原料需经烘干使含水率保持在12%左右，颗粒压制成型需在高温高压条件下进行，因此利用物理方法将生物质转化为压缩成型燃料的技术能耗大，积极研发新工艺和新设备，降低能耗，减少生产成本是目前努力的方向。据统计，我国城市人均年产垃圾440公斤，大量垃圾堆积不仅占用土地，还对周边环境造成严重污染。我国已建立多家垃圾焚烧发电厂，采用流化焚烧发电技术，对城市生活垃圾进行无害化处理和资源化利用，但普遍存在的问题是城市生活垃圾发热量低，即使在经济相对发达的广州和深圳，生活垃圾的低位发热量平均为6500千焦/公斤，属于中等偏低的热值。垃圾焚烧过程中产生的二恶英类致癌物、酸性气体、飞灰等有毒有害物质会产生二次污染。如何有效防治二次污染，使垃圾焚烧发电项目可以更好地发挥环境效益是今后发展的趋势。生物燃气生物燃气是指生物质经微生物厌氧作用后产生的氢气和甲烷等可燃气体。生物制氢有两种途径：（1）藻类或光合细菌利用光合作用产生氢气。（2）以城市污水、生活垃圾、动物粪便等有机物为原料，通过活性污泥中的微生物厌氧发酵获得氢气，同时净化水质，达到保护环境的作用，但厌氧发酵细菌生物制氢的产率较低，能量的转化率一般只有33%左右。氢气具有热值高，燃烧不产生温室气体等优势，目前，生物质产氢尚处于研究阶段，主要的应用障碍是降低成本和氢气的有效储存运输。生物质发酵产甲烷的过程由水解液化、产酸和产甲烷三阶段组成，生物质经预处理和产甲烷菌作用后，最终被分解为CH（体积分数为55%〜65%），CO（体42积分数为30%〜40%）和少量的氮气、氢气和硫化氢的气体混合物，俗称沼气。沼气已成为我国在农村全面提倡开发使用的新能源，统计表明，乡村用沼气池每年每户可节约原煤1.5吨，全国每年可节约原煤1.13亿吨。生物柴油生物柴油是指以植物油脂，动物油脂以及餐饮业废油等为原料油通过酯交换工艺制成的可再生性燃料，一般由C〜c的脂肪酸单烷基酯组成。生物柴油的1224分子量和性能与石化柴油接近，不含硫和芳香烃，十六烷值高，润滑性能好，普通柴油机无需改造即可使用，是一种优质的清洁能源。利用生物质资源制备柴油，在碳循环中不产生净增长，减少了CO等温室气体的排放量。同时生物柴油代替石化柴油，可降低对进口石油的依存2度，缓解我国在经济发展过程中对石油的需求压力。此外，生物柴油还能生产可生物降解的精细化工产品和大宗化工产品，这是太阳能，风能等其他新能源所不具备的独特优势。生物柴油的生产原料主要有油料作物和林木，餐饮业废弃油脂以及产油微藻三类。我国的生物柴油主要来源于餐饮业废油、榨油厂下脚料、猪皮油等劣质原料，餐饮废油中含有大量游离脂肪酸、水等杂质，存在质量不稳定、来源分散且产量小的问题，远不能满足社会经济发展所需的生物柴油量，而且在生产过程中会产生大量废水，需要采取相应的处理措施避免环境污染。因此从中、长期看，木本油料树种和微藻应作为发展我国生物柴油产业的战略资源。目前我国可较大规模种植的木本油料植物主要有麻风树、黄连木、油棕等，油棕是单产