能源环境国家战略课件

能源环境国家战略能源清洁利用国家重点实验室

报告内容战略需求发展趋势分析发展思路与战略目标发展重点方向工业领域节能减排预期效果战略需求一胡锦涛主席去年9月在联合国气候变化峰会上表示：一是加强节能、提高能效，到2020年单位GDPCO2排放比2005年有显著下降。二是大力发展可再生能源和核能，到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15％左右。国务院决定：到2020年单位GDPCO2排放比2005年下降40％－45％，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的统计、监测、考核办法。能源利用划时代转变能源—人类文明与进步的基础人类的出现和进化，与能源结下了不解之缘。能源为人类提供了生存和进化的物质基础，人类也在同大自然作斗争中不断开拓新的能源领域，发展能源的转换方式，从而使人类文明不断向新的水平前进。传统能源的短缺/快速消费和对环境的污染促成第三次能源大转化第三次世界范围的能源结构大调整，标志着人类文明由向自然索取进入到回归自然的一种观念上的飞跃能源消费的快速增长有人类开始—1850年（几千年）：1626-2439亿吨标准煤1850年—1950年（100年）：1084亿吨标准煤1975年—2000年（25年）：1626-2439亿吨标准煤2005年（1年）：146亿吨标准煤2010年（1年）：160.03亿吨标准煤人类在地球出现的总长也不过200万年，而在过去的100年左右的时间里，人类却消费了差不多所有矿物能源的一半；在传统能源中，石油和煤碳的形成要几千甚至几亿年的时间（无烟煤3亿年，石油和天然气2.5-5亿年）。剩余可采储量与可用年限2010年数据煤(GT)石油(GT)天然气(GM3)已探明储量中国204.0(229.9+219)3.142800(3900)世界1043.86137.3187000可用年限中国63(71+70)15.4829.6(41)世界15631.458.8中国2010年产量3.240.20394.73世界2010年产量6.684.373180剩余可采储量：remainingrecoverablereservesofmineralenergyresources。直到报告期止尚留存的可采储量。它是可采储量和累计已开采储量之差。表明可采储量尚未开采的部分。

中国和世界能源消费构成1)能源消费以煤炭为主：70%(世界29%)

化石燃料：92%(世界88%)2)人均能源供应量远低于发达国家2010年中国超过美国成为世界上最大能源消费国：中国20.3%/美国19%中国煤燃烧主要污染物排放比例化石燃料燃烧污染物占总污染物的比例%2010年总排放量(万吨)二氧化硫SO2852185.1一氧化碳CO71氮氧化物NOx671976.7二氧化碳CO28560亿吨颗粒物70829.1酸雨8252.8%全球CO2排放量及煤炭燃烧产生CO2所占比重预测(资源来源：IEA，WordEnergyOutlook2007)中国CO2排放量60亿t以上,约占世界排放总量的20%左右,据IEA预测,2020年我国CO2排放量将占全球29%,其它污染物排放也将持续增长,面临巨大的能源环境压力。2009年12月在丹麦哥本哈根世界气候大会上，中国政府宣布到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%－45%作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划

我国酸雨污染分布示意图目前中国SO2污染产生的酸雨(ph＜5.65)危害面积已达到国土总面积的35%，成为三大酸雨区之一(欧洲、北美)形成六个重度酸沉降区域：西南、珠三角、长三角、淮海区、大北京地区和“三(晋陕蒙)西”六个重度酸沉降区域在2008年检测的477个城市(县)中，出现酸雨252个，占52.8%；酸雨发生频率在25%以上的城市占34.4%，在75%以上的占11.5%要使全国大部分城市的空气质量达到国家二级标准，SO2排放量必须控制在1200万吨左右(这还是仅考虑基于酸雨控制的二氧化硫容量)随着煤炭消耗量和汽车尾气排放量的增加，我国酸雨污染将由硫酸性向硫酸和硝酸混合型转变新能源和可再生能源概念1981年联合国在内比罗展开新能源和可再生能源会议上确定“新能源和可再生能源”的概念目前，联合国开发计划署（ＵＮＤＰ）把新能源分为以下三大类：

(1)大中型水电；

(2)新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能；

(3)传统生物质能。《中华人民共和国可再生能源法》(2006.1.1实施)里定义：风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。

世界可再生能源发展经历

第一个阶段：1973年的石油危机的影响，发达国家都建立了自己的可再生能源研发机构，并制定了相应的研究与应用专项计划，由于当时的科技水平，可再生能源的转换效率低，成本很高，很难与传统的石化能源竞争，新能源开发如“昙花一现”。第二个阶段：以1992年在巴西里约热内卢召开的环境与发展大会为标志。会议通过了《里约宣言》和《21世纪议程》等重要文件，确定了相关环境责任原则，可持续发展的观念也逐渐形成，可再生能源的开发利用再次引起重视，提到议事日程。第三个阶段：进入新世纪，全球气候变化达成共识，对能源需求增加，油价上涨，各国纷纷调整能源政策，进一步将可再生能源纳入各自的发展战略。特别是在2005.2.16《京都议定书》正式生效，为了促进各国完成温室气体减排目标，新能源和可再生能源的支持力度进一步加大，开始得到较大发展。2009年哥本哈根气候变化峰会再次使全世界的目光聚焦到新能源和可再生能源，《哥本哈根协议》协议就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减排行动作出了安排，各国CO2减排目标的实现最终依赖新能源和可再生能源的开发与利用。开始得到蓬勃发展。对未来能源构成的预测

化石燃料比例达到最大可再生能源比例首超化石燃料“谁掌握能源谁领导21世纪”奥巴马在2009.4.22“世界地球日”讲话“领导世界创造新的清洁能源的国家，将是在21世纪引领世界经济发展的国家。”在6月一次讲话：“领跑新能源经济的国家将领跑21世纪的全球经济。这就是我们的选择。美国人民已经做了选择，他们希望我们能在这个面对重大挑战、关系到未来的时刻，推动美国走向一个强大的、更清洁的、更繁荣的未来。为此我们要履行对我们的民众、孩子和生命的责任，我们要让美国再一次占据领导地位。”2009.9.3在64届联合国大会上：“我们使用的能源能够维持我们这个星球的生存，也能造成它的毁灭。”美国政府“转变能源战略和能源利用方式”，奥巴马总统上台后宣布的经济刺激计划中，能源相关产业占据核心地位，刺激经济的7870亿美元投入中，有2000多亿美元用来发展新能源。2009.6，美国国会众议院投票通过了《美国清洁能源与安全法》，提出到2020年美国温室气体排放量将比2005年减少17%，到2050年减少83%，到2020年来自可再生能源的电力供应要达到美国电力供应总量的15%。中国可再生能源中长期发展规划温家宝2011年十一届人大四次会议政府工作报告提到加快培育发展战略性新兴产业。新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业发展。报告中有20处提及新能源。2007年《可再生能源中长期发展规划》提出了从现在到2020年期间我国可再生能源发展的目标，力争到2010年，可再生能源消费量占到能源消费总量的10%，2020年提高到15%。到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。根据国家电网能源研究院的分析，要实现2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15％的要求，清洁能源发电装机容量将占电力总装机容量的30％以上。其中，水电装机容量达到3亿～3.5亿千瓦、核电装机容量达到8000万千瓦左右、风电和太阳能装机容量合计达到1.5亿千瓦左右。中国可再生能源发展规划和目标

太阳能2005年底，全国光伏发电总容量为7万千瓦。到2010年，太阳能发电总容量达到80万千瓦，到2020年达到180万千瓦。风电2006年底，全国风电总装机容量259.9万千瓦，到2010年，达到4400万千瓦。到2020年，全国风电总装机容量达到3000万千瓦。生物质能2006年140，2009年430。到2020年，生物质发电总装机容量达到3000万千瓦，生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨，生物柴油年利用量达到200万吨。水电2005年底，全国水电总装机容量达1.17亿千瓦。2010年2.13亿千瓦。到2020年，全国水电装机容量达到3亿千瓦。地热到2010年，地热能年利用量达到400万吨标准煤，到2020年，地热能年利用量达到1200万吨标准煤(600万千瓦)。2020年的总能耗不能超过45亿吨标准煤（预测40-45亿吨,2008年约28.5亿吨标准煤）能源结构中非化石能源占15-18%（目前约9%），即约6.75亿吨标准煤水电核电生物质能风电太阳能热光伏总计装机（kW）3亿0.7亿发电0.3亿燃料0.5亿吨1.5亿3亿米20.2亿节能（亿吨）3.151.6280.860.820.30.1366.85战略需求：2020年能源结构战略需求：中国能源的七大问题与挑战能源是温室气体中二氧化碳的主要来源能源供给仍是国民经济增长的制约瓶颈以煤炭为主、分布不均的结构矛盾突出能源利用效率与国际先进水平差距较大大规模利用可再生能源对电网提出挑战能源带来的环境问题仍未得到有效控制能源发展对高技术提出更新更高的要求洁净煤发电水电核电风电生物质燃料生物质发电光热光伏总计装机（亿千瓦）9.930.71.50.33亿米20.2约16节约标准煤耗（亿吨）3.7622.4161.811.0010.50.440.30.11110.33减排二氧化碳（亿吨）9.78126.434.8152.6631.31.170.780.29527.48减排潜力，煤电第一，水电第二，核电第三，风电第四，生物质第五，光热第六，光伏第七CO2减排量的45-50%左右依靠能源技术创新来实现（总需减排50-60亿吨左右）战略需求：2020年减排需求煤炭在我国能源构成中的重要地位燃煤发电是最主要的一次能源消耗者和二次能源生产者,煤炭在今后的几十年之内，仍将是我国最重要的一次能源燃煤发电比例超过发电总装机容量的74%；实际发电量的80%以上2009年我国一次能源消费量构成2009年我国发电装机容量构成数据来源:国务院参事室我国未来能源消费预测燃煤发电面临的主要问题二—二氧化碳排放电力排放CO2占总排放量比例趋势预测2009年各行业二氧化碳排放比例【数据来源】中国科学院2009年我国二氧化碳排放量上升到全球第一位。

近年来我国燃煤发电平均供电煤耗的变化数据来源：国家发展与改革委员会能源研究所燃煤发电节能在工业节能中具有举足轻重的地位2009年前三季度，供电标准煤耗341克/千瓦时与国际先进水平相比仍存在巨大差距，相当每年多消耗1.1亿吨以上标准煤。燃煤发电面临的主要问题三—效率2010年我国六大高能耗行业总的节能潜力分别为3.7亿吨标煤，其中电力行业节能潜力占到六大行业节能潜力总量的47%和56%。电力节能在工业节能中具有举足轻重的地位2010年我国主要高能耗行业节能潜力数据来源：国家发展与改革委员会能源研究所燃煤发电面临的主要问题三—效率提高燃煤发电效率尚有潜力根据我国的战略规划，到2020年，风电、光伏、光热、生物质能源等可再生能源的减排占总减排量的12%左右，而提高燃煤发电效率能实现15%的减排。如果每度电的耗煤量降低1克，全国一年就能减少二氧化碳排放750万吨。单是燃煤电厂而言，达到目前国际发电效率平均水平，每度电可节约煤耗25g，就可以减排CO21.875亿吨/年。燃煤发电面临的主要问题四－效益燃煤电厂将煤直接燃烧，导致煤炭中多种高附加值的成分损失或转化为污染物排放，形成SOx，NOx，Hg，VOC，粉尘等。如何在燃煤发电过程中将其高附加值部分乃至各种废弃物予以资源化利用，实现煤炭资源的最优价值和产业链的系统效益最大化？正确的方案是煤不但作为能源利用，还应作为资源利用。第26页我国能源消费水平中国日本法国韩国印度世界平均1kg标准煤产生的国内生产总值单位：美元各国生活方式所消耗能量的对比Reference:WFF“LivingPlanetReport2006”我国资源相对不足(地大物薄)

Chinaisshortofnaturalresourcescomparedtoitspopulation单位产品能耗较高

Consumptionofenergiesperunitoutputislarge一些资源对外依存度大

ExternaldependencyislargeinsomeresourcesinChina水泥40%钢材27%氧化铝25%铁矿石30%原煤31%原油7.4%GDP中国牺牲大量资源来参与竞争2005年人均一次能源需求中国一次能源需求主要污染物排放量（百万吨）二氧化碳排放情况各燃料与能源有关的

二氧化碳排放情况中国的污染趋势环境问题突出

燃煤电厂排放的污染物种类

颗粒物质Particulatematter二氧化硫SO2氮氧化物NO2，NO，N2O碳氧化物CO，CO2重金属、氟等Heavymetal,Fluorine…中国能否不走“先污染后治理”老路国内已有70％-80％的水道和湖泊已收到污染。我国制造业每年产生约55亿吨无害废物和7亿吨有害废物；所有造成环境污染的排放物中70%来源于制造业。据世界银行估计，环境污染给中国带来相当于3.5%－8%GDP损失；净化水源和改善空气质量是目前的当务之急。粗略估算，总成本可能在2000亿美元左右。长江两岸工厂密布巨大的环境压力蓝藻爆发事件是一次灾难的预警

2007年3月太湖无锡2008.5.18昆明滇池蓝藻

主要温室气体来源与含量Content气体含量主要温室气体来源与含量Source气体来源全球温度与二氧化碳浓度全球温度历史性变化幅度大气中二氧化碳的浓度，百万分之一从现在起回溯若干个千年二氧化碳温度变化

1997年12月1日《京都议定书》,到2010年发达国家的六种温室气体排放总量应比1990年时减少5.2%,其中:

美国消减 7% 东欧消减 5%~8%

日本消减 6% 爱尔兰增加 10%

欧盟消减 8% 澳大利亚增加 8%

加拿大消减6% 挪威增加 1%

发展中国家自愿参加减排世界关于CO2排放的控制气候变暖导致的海平面升高全球变暖带来的最大危害是海水受热膨胀和南北两极冰雪融化,导致海平面上升。过去60年全球海平面平均升高约1.8mm近几年来海平面升高速度为3.9mm/年到2050年，全球海平面平均将升高300-500mm海平面升高的严重后果2050年，世界各地海岸线的70％将被海水淹没2050年，美国海岸线的90％将被海水淹没50-70年后，巴基斯坦国土的20％将被海水淹没50-70年后，尼罗河三角洲的33％将被海水淹没海平面升高的严重后果50-70年后，印度洋上的整个马尔代夫将被海水淹没东京、大阪、曼谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹将被淹没全球变暖导致气候干旱、土地沙漠化、粮食减产。到2060年，世界粮食产量可能减产1％-7％。2007年，中国沿海海平面平均上升速率为2.5mm/年，仍高于全球海平面1.8mm/年。近30年来，中国沿海海平面总体上升90mm，天津196mm，上海115mm近30年来，中国沿海气温上升1.1℃，海温上升0.9℃。海平面升高的严重后果海平面升高的严重后果1、2050年，海平面上升情况：天津0.7-1.0m

上海0.5-0.7m：珠江三角洲0.4-0.62、我国18000多公里海岸线：如海平面上升1m将在沿海92000平方公里受淹（相当于整个葡萄牙），6700万人口搬迁（相当于整个菲律宾），我国上海、广州、长江中下游地区和珠江三角洲就有被淹没的危险减少CO2排放的主要措施1、节约能源2、提高能源使用效卒3、尽可能多采用可再生能源

Biomass:2ton—1tonstandardcoalMSW:7ton—1tonstandardcoal4、回收C02并加以利用5、减少太阳辐射到地球的能量其他的非常规燃料的能源化利用

秸秆、稻壳、木屑、咖啡渣等生物质废料废塑料和废橡胶的热解制油造纸黑液、造纸污泥、城市污水污泥高浓度有机废液运河淤泥、湖泊污泥TODAYCO2CO2TransportationElectricityOilCoalNEXTCENTURYCO2TransportationElectricityCoalMethanolCO2freeEnergyH2CO2其他的非常规燃料的能源化利用

秸秆、稻壳、木屑、咖啡渣等生物质废料废塑料和废橡胶的热解制油造纸黑液、造纸污泥、城市污水污泥高浓度有机废液运河淤泥、湖泊污泥能源是温室气体中二氧化碳的主要来源国别CO2排放量/亿吨燃煤排放量燃煤排放比/%中国大陆60.7150.3382.9美国57.721.1536.7日本12.364.4536印度13.248.9567.6欧盟23国40.6313.032俄罗斯15.874.2827世界总计289.62122.2842.22007年全球能源利用CO2排放（IEA报告，2009）2020年前后必须有大幅度的下降其中OECD国家需减排放40%发展中国家需保证增量低于20%能源是温室气体中二氧化碳的主要来源2007年6月，由科技部等14个政府部门编制和发布的《中国应对气候变化科技专项行动》，8个技术方向主要是在能源技术进步：节能、可再生能源、先进核能、洁净煤及碳捕获与埋存（CCS）受到空前的外交、政治、经济和环境压力美、欧、日本等发展CO2减排技术不仅是减排需要，也瞄准未来技术发展制高点和新的经济增长点需在低碳排放要求下，对技术发展方向重新审视能源供给仍是国民经济增长的制约瓶颈2009年冬季，多处天然气供应短缺，西安、武汉、重庆、宜昌、南京、杭州等地纷纷启动应急预案。武汉市和南京市天然气日缺口相当于计划用量的40%。2009年原煤消费约31亿吨（约28亿吨标煤）煤炭短缺：如：山东09年缺口达1.7亿吨需外购；湖北关停约240万千瓦（相当其17%的火电）近年煤炭消费量快速增长以煤炭为主、分布不均的结构矛盾突出以煤为主、石油和天然气短缺的能源结构在短期内无法改变适应和改变这一能源结构矛盾是能源科技的核心任务之一能源利用效率与国际先进水平差距较大131.开采效率35.82.中间环节效率69.63.终端利用效率农业工业交通运输民用和商业52.233.053.428.671.54.能源效率（2x3）36.35.系统总效率(1x4)13.0我们先进火电供电煤耗/gce/kWh341290燃煤供电煤耗能源系统总效率(%)节能是最大的减排能源生产、转化和终端用能方面都存在很大的提高能效和节能的潜力燃煤发电煤耗下降1gce/kWh,可以年节约300万吨标准煤，减排750万吨CO2大规模利用可再生能源对电网提出挑战大陆将在西部和北部建设10GW风电基地和百万千瓦级光伏基地，须实现并网、远距离大容量输送西藏

华中电网台湾南方电网内蒙电网华东电网东北电网新疆电网西北电网华北电网大容量或分布式的间歇电源接入后对电网安全稳定运行带来新的挑战2020年将建成7个10GW级风电基地大量小容量、分布式太阳能、风能等可再生能源的接入对储能带来的巨大的需求能源带来的环境问题仍未得到有效控制SO2/MtNOx/Mt烟尘/Mt工业粉尘/Mt23.212>209.0165.8492008年主要污染物排放量二氧化硫控制仍用非资源化的方法，二次污染需要重视氮氧化物的总量排放将在今年超过二氧化硫的排放量燃煤产生的颗粒物仍是大气污染物的最大来源，碳质颗粒物对温室效应有重大影响汞、有机物等微量污染物对人体健康的影响日益严重能源发展对高技术提出更新更高的要求

能源技术一直是高技术的核心之一，通过近二十年的连续发展，我们在多个能源技术方面已经接近国际先进水平，但在整体上还有5-10年的差距。报告内容战略需求发展趋势分析发展思路与战略目标发展重点方向工业领域节能减排预期效果欧、美能源目标奥巴马：“能够领导21世纪全球清洁能源的国家将能够领导21世纪的全球经济”在十年内，美国计划每年投资150亿美元，创造500万个新能源、节能和清洁生产就业岗位，将美国传统的制造中心转变为绿色技术发展和应用中心到2020年减少17%的温室气体，2050年将温室气体排放量减少80％欧盟温室气体排放削减20%欧盟可再生能源份额提高到20%，能源效率提高20%这项计划的目标是将全球平均温度上升限制在2℃发展趋势：洁净煤技术煤炭制备清洁燃料煤的气化技术大型化和适应多煤种需求更高参数的超超临界技术更高参数IGCC+CO2分离、利用与埋存燃煤多联产技术发展二氧化碳分离、利用与埋存技术成为必争技术发展趋势：可再生能源风电：以陆上风力发电为主，拓展海上风力发电；大容量、高可靠性、低成本风力发电机组从原来的从无到有的高速发展到未来的从有到优的良性发展的转变光伏：低成本的薄膜太阳电池和聚光太阳能电池是未来的发展趋势太阳能热发电：高参数、大容量、连续发展趋势：先进核能技术提高核能安全性、经济性开发先进核燃料循环技术，实现燃料闭合循环开发先进核技术应用快堆、超高温气冷堆第四代核能技术先进铀提取及纯化工艺、先进核燃料循环及安全技术、高放废物处理处置等技术发展趋势：氢能与燃料电池重点转向应用基础研究以及氢能应用各环节关键技术突破，高效制氢、储氢、提高燃料电池寿命以及降低成本的技术利用碳氢燃料规模制备可望成为突破点，同时实现CO2近零排放分布式制氢技术，高效、安全的储氢/输氢技术研究与燃料电池汽车、电站相关的燃料电池新材料、电池组结构优化、重整制氢和燃料电池总集成系统等发展趋势：储能技术大规模、长寿命、高效率、低成本储能技术是实现可再生能源大规模发电和分布式供能系统、智能电网和交通能源所急需的能源新技术，是国际高技术竞争新的热点。物理储能：抽水蓄能、压缩空气储能化学储能：铅酸电池储能、液流电池储能、钠硫电池储能、锂离子等发展趋势：智能电网规模化可再生能源和分布式电源并网技术电动汽车充电设施与电网协调运行技术电网自愈及与用户双向互动等技术智能调度、输配电技术运用现代信息、计算机、通信、控制、传感器、网络等技术，实现电网安全可靠、自由上下，灵活调度、高效优质运行。发展趋势：智能电网不可预测可预测不可控制可控制光伏发电发展迅速，分布式间歇电源成为研究重点风电、光伏等间歇式能源呈现出“集中开发、远距离输送”与“分散开发、就地接入”并举的发展特征提高对间歇式电源的可预测、可控制能力发展趋势：低碳+智能清洁能源+智能电网甚至被誉为“第四次工业革命”智能报告内容战略需求发展趋势分析发展思路与战略目标发展重点方向工业领域节能减排预期效果总体思路以优化调整能源结构为主线以培育战略性新兴产业为核心以提升技术创新能力为基础为实施节能减排战略提供技术支撑技术选择的原则实现直接节能与减排洁净煤技术可再生能源技术智能电网技术先进核能技术氢能、燃料电池和储能技术节能关键技术提高煤炭发电和转化效率，降低碳相对排放强度为大规模利用可再生能源提供技术支撑，实现二氧化碳直接减排接纳大规模及分布式可再生能源，降低网损，提高电网资产利用率获得安全可靠的低碳能源技术，为未来核电发展提供技术储备为未来可再生能源、分布式供能系统和交通能源提供技术支持能源领域六大方向76战略目标2020年单位GDPCO2排放比05年降低40-45%2020年非化石能源占15%培育战略性新兴产业，形成约8500亿元新产业

提供技术支撑开发20项左右国际水平的先进能源技术为2030和2050年能源发展提供技术储备提升能源科技创新能力建设节约型社会是一项基本国策

建设节约型社会的目标

依靠科技进步，建设节约型社会

(1)资源节约(Savingresources)(2)能源节约(Savingenergies)(3)节约型制造(Conservingmanufacture)发展循环经济，建设节约型社会减量化(Reduce)灌溉水效率由45％提高到65％，节水1000亿m3木材利用率提高20％，可节约木材0.4亿m32020年汽车降低油耗30％，节约石油0.6亿吨房屋降低能耗50％，节约全国能源13％制造业降低能耗10％，节约全国能源5.4％提高资源再利用率

Increasereusingratioofresource再循环(Recycle)废纸的循环利用：早期主要利用木材造纸；后来大量用非成材木材造纸；现在利用废纸作为造纸原料。水的再循环使用由“取水－输水－用户－排放”的单向开放型流动，转变为“节制的取水－输水－用户－再生水”的循环流程。实现社会用水的健康循环废物再利用(Reuse)1)原始性创新2)集成创新3)协同创新中国加强创新的要点节能减排新技术超超临界发电技术工业节能多联产技术可再生能源利用废弃物发电技术多种污染物脱除技术与同容量亚临界火电机组的热效率比，在理论上采用超临界参数可提高效率2-2.5%，采用更高参数可提高约4-5%。机组类型蒸汽压力MPa蒸汽温度℃电厂效率%供电煤耗g/kWh亚临界机组17.0540/54038324超临界机组25.5567/56741300高温超临界25.0600/60044278超超临界机组30.0600/600/60048256高温超超临界30.070057215日本超临界机组采用HT-NR燃烧器部分锅炉排放NOx平均值约369mg/Nm3。超超临界发电技术华能玉环超超临界发电厂

单机容量：1000MW一期工程建设2台，计划于2007年投产。二期工程再建设2台，计划于2008年投产。项目动态总投资99.5亿元。主蒸汽温度：600℃

主蒸汽压力：26.25Mpa

华能玉环超超临界发电厂

再热蒸汽温度：600℃再热器进口371℃再热蒸汽压力：5.557Mpa

锅炉效率93.65%热效率高达45.2%发电标煤耗仅为272g/kWh厂用电4.5%（不含脱硫）

华能玉环电厂

HuanengYuhuanPowerPlant既要有创新，又要有中国社会主义特色发展多联产的节能减排技术

多联产就是把用相同原料加工的单一产品变成多种产品综合加工的创新性工厂路线和工艺流程来进行跨行业、跨部门的综合生产，以得到多种具有高附加值的多种产品、即用一个加工工厂代替多个加工工厂以达到提高设备效率及劳动生产率.综合节能.深度减排.增加产值和利润的多重目标。是当前节能减排适合我国国情的好措施.其关键在於敢於打破传统的框框,敢於创新.报告内容战略需求发展趋势分析发展思路与战略目标发展重点方向工业领域节能减排预期效果重大项目选择原则：

支撑战略性新兴产业为新能源和智能电网战略性新兴产业提供技术支撑，并为形成约8500亿元的新产业提供技术基础。核心关键技术的选择原则全面缩小IGCC、生物质、太阳能、低温余热发电等关键技术与国际先进水平的差距提高能源技术领域整体实力为能源技术的中期发展提供保障前沿技术的选择原则突出原始创新，引领技术发展方向，为国际竞争作准备探索CCUS、地下煤气化、核能、太阳能和地热能等前沿技术为能源技术的长期发展提供保障洁净煤技术的战略选择超高参数超超临界发电技术煤基清洁燃料制备技术CO2高效分离捕获和盐水层地质封存技术地下煤气化稳定运行技术发电装备高温热部件技术跨领域重大任务重大任务核心关键技术前沿技术整体煤气化联合循环关键技术可再生能源的战略选择光伏大规模利用技术研究与示范超大规模风电场和风电机组技术各种技术路线的新型太阳电池技术1.薄膜太阳电池制造成套装备技术太阳能大容量高温储热技术纤维素原料梯级水解技术与系统装置效率20％以上低成本超薄晶体硅电池产业化成套关键技术跨领域重大任务重大任务核心关键技术前沿技术智能电网及其他重要方向的战略选择智能电网第四代核能技术：快堆/超高温气冷堆燃料电池堆与氢源系统集成技术低温热源有机工质朗肯循环发电技术重大任务核心关键技术前沿技术报告内容战略需求发展趋势分析发展思路与战略目标发展重点方向工业领域节能减排预期效果九大行业能耗状况2008年工业总能耗20.9亿吨标煤，工业增加值109000亿元，万元工业增加值1.92吨标煤，平均每万元GDP能源消费量1.17吨标煤。序号行业名称能耗（万吨标煤）占工业总能耗的比重（%）1黑色金属冶炼及压延加工、黑色金属矿采选业5200025.12化工3494116.53电力、煤气及水生产和供应业2181210.74建材2150010.05石油加工、炼焦及核燃料加工、石油和天然气开采业189869.16有色金属113525.37机械制造97654.28纺织69563.39电子制造21431.0九大行业总值17.8285.3九大行业废水废气排放情况序号行业名称废水排放总量（万吨）废水排放达标量（万吨）二氧化硫排放量（万吨）1黑色金属冶炼及压延加工、黑色金属矿采选业172158166402154.72化工394849364725131.33电力、煤气及水生产和供应业2401702322531206.74建材4307039870186.75石油加工、炼焦及核燃料加工、石油和天然气开采业814587907769.16有色金属750476661379.37机械制造658286328214.28纺织19793418305330.39电子制造23905227311.8九大行业总值129441912180061874燃煤发电行业2006年总用煤量23.7亿吨，其中发电用煤55%，供电煤耗为366克/度截止到2007年底，发电装机容量7.14亿千瓦，发电量3.27万亿度，燃煤发电量2.72万亿度国际先进水平的供电煤耗为280克/度，有86克/度的节能潜力还排放出近二分之一的烟尘、SO2、NOx与CO2，消耗了四分之一的工业用水通过管理与技术提升，在役供电煤耗下降30克/度，则可形成8100万吨标煤/年的节能潜力新建燃煤电厂采用超超临界（指蒸汽压力和温度超临界）和IGCC（整体煤气化联合循环）技术，供电煤耗在上述基础上可下降56克/度(1亿千瓦节标煤3000万吨/年)采用先进烟气脱硫、催化还原脱硝等技术，可减少近二分之一SO2、NOx排放节能减排主要途径行情煤炭是能源的基石煤电是电力的主力，面临规模、效率、环保三大挑战石油进口依存度持续增长，预计到2020年超过60%，煤基液体燃料是弥补石油缺口的有效途径之一

典型项目1：以煤气化为基础的多联产示范工程背景IGCC与同规模的常规煤粉电站相比，供电效率可提高6～8个百分点，污染物的排放是带烟气净化装置的常规煤粉电站的1/10，节约用水1/4进展情况大型煤气化、合成气低污染重型燃气轮机改进、液体产品合成、系统优化集成及设计、运行及控制等关键技术的研发与示范准备已全面展开IGCC与联产示范工程建设前期工作正在抓紧进行典型项目2：超临界循环流化床锅炉背景CFB燃烧低成本污染控制，但容量和参数不高。燃煤电厂提高效率、节能减排的方向是超临界。超临界循环流化床锅炉综合了低成本污染控制及超临界蒸汽循环高供电效率两个优势，技术实现难度更低进展情况研究进展顺利，目前正在实施第一台自主知识产权的600MWe超临界燃煤循环流化床锅炉的工程示范，已经开工。燃煤工业锅炉总计约50万台，每年燃煤量超过4亿t。效率低下、污染严重是亟待解决的共性问题煤粉锅炉是一种先进的工业锅炉换代技术，在国外已达到商业化应用水平，近年来也取得发展20t/h以下燃煤工业锅炉实际平均热效率在60~65%，有些甚至只有30～40%，而发达国家燃煤锅炉的运行效率一般达到80%以上。

2005年开发成功0.5MW原理验证试验系统，实现了炉前全密闭制粉、精确供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、锅壳式锅炉换热、高效布袋除尘、炭基精脱硫、全过程自动控制等功能。累计400余小时的试验结果表明，（神华）煤的燃烬率达到98%以上，锅炉效率接近88%，污染物排放满足国家标准和北京市地方标准典型项目3：动力煤优质化技术与高效燃煤锅炉技术开发背景进展情况按节点完成前两年的工作，完成主要技术的开发完善，正在进行工业示范和技术推广。已完成20t/h以下高效工业煤粉锅炉系统28台套的示范，用半悬浮带回燃式抛煤机技术改造35t/h和75t/h锅炉各两台，形成并示范工业锅炉脱硫技术4种。通过锅炉燃烧技术的优化与改进，可降煤耗3-5克/度通过对汽轮机蒸汽冷凝系统强化传热，可降煤耗5-8克/度通过对主要耗能设备（鼓、引风机和给水泵）节能优化，可降煤耗1-2克/度在役发电装机容量达到5.2亿千瓦，约占总装机容量的78%，发电量2.72万亿度，占全部发电量82.86%，大部分是近五年新建电厂，平均服役年限30-35年，必须进行技术改造典型项目：在役燃煤电厂节能关键技术综合应用示范总装机容量210万千瓦示范线2009年可节煤12万吨华电、国电推广应用2010年节煤462万吨推广后可实现年节约2700万吨标准煤背景主要技术手段

效果与景观、建筑结合的并网光伏电站是世界光伏产业发展的一个重要方向，也是未来重点推广的光伏发电形式之一相关技术与设备拥有广阔的市场城市中大规模推广应用光伏技术缺少现实的示范自主知识产权的系统集成技术、控制逆变技术尚处于空白典型项目1：MW级并网光伏电站系统课题1：和景观、建筑结合的MW级并网光伏电站及关键设备研制背景电网MW级并网光伏电站并网逆变器逆功率保护等进展情况课题已基本完成：建成浙江义乌商贸城1.295MWp并网光伏电站完成具有完全自主知识产权的100kVA级以下系列并网逆变器完成和景观、建筑结合MW级并网光伏电站系统集成技术研究完成和景观结合的系列光伏组件研制截止2007年底，世界太阳能热发电的装机容量为：464MWe。目前在和拟建的太阳能热发电装机容量为：3717MWe

世界太阳能热发电的LEC成本将从现在的约9美分/kWh降到2015年的约5美分/kWh（美国能源部(SolarEnergyTechnologiesMulti-YearProgramPlan2003-2007）

太阳能热发电技术已经明确写入2007年发改委颁布的《可再生能源中长期发展规划》和2006年科技部颁布的中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》典型项目2：太阳能热发电技术研究及系统示范背景进展情况发改委立项核准基本完成；与西北电力设计院签订免费设计合同；完成系统方案设计；完成考虑土地综合利用的定日镜场优化排布软件；完成6台不同形式定日镜的研制

本项目以太阳能集热为主与环境能源收集互补的供热、制冷、除湿和热水制备系统及与建筑的集成作为项目研发的核心技术。总体目标是研发居住建筑的可再生能源与建筑集成（简称BIRE）核心技术和关键单元技术，确定BIRE能量系统低成本、集成化的基本构成方案，研制成功有效降低建筑能耗的BIRE成套设备，并形成自主知识产权。

典型项目3：可再生能源与建筑集成技术研究与示范背景进展情况已完成蓄能调温调湿材料的实验室研制；完成太阳能供热、制冷、通风复合能量系统及主要部件与建筑的一体化构造设计；完成4种空气集热模块的设计和高效平板型集热器总图设计；完成36个示范项目的申报、评审和监测方案优化。

大功率生物质发电关键装备、工艺研究及商业化示范运行农林废弃物的直接热解液化、气化合成及纤维素燃料乙醇工程技术研究及工业化示范生物质发电2010年将达550万千瓦，2020年将达3000万千瓦，生物质液体燃料将达1500万吨，本项目将显著提升生物质发电及液体燃料技术的整体水平和经济效益，形成综合利用的商业化解决方案。典型项目：生物质能发电及液体燃料技术工程示范线年直接利用秸秆30万吨，年节约标煤15万吨，减排二氧化碳20万吨；推广后，到2015年可实现年节约标煤1000万吨，减排二氧化碳1200万吨背景主要技术手段

效果钢铁行业钢铁工业2006年总耗能43924万吨标煤，占全国工业总能耗的25.1%；排放废水总量172158万吨、二氧化硫154.7万吨，粉尘排放量117.4万吨。重点钢铁企业吨钢综合能耗2007年为632.12千克标煤。钢铁工业“十五”期间能源消耗量的年平均增长率为17.17%，低于能耗年平均增长率铸轧一体化节能大高炉综合节能烧结余热回收二次能源发电高温高压干熄焦转炉煤气回收及干法除尘节能减排主要途径行情新一代可循环钢铁流程关键节能减排技术在曹妃甸系统开发“新一代可循环钢铁流程工艺技术”基础上，重点在行业内现有钢铁企业二次开发、推广实施以下关键节能减排技术：高温、高压干熄焦技术（CDQ）；烧结工序余热余能利用技术；超大型高炉工序系统工艺技术；大型高炉干法除尘配炉顶余压发电（TRT）技术；转炉煤气干法除尘及回收技术；铸轧一体化节能技术等，提高上述技术在全国重点钢铁企业的普及率。本项目以钢铁可循环技术创新战略联盟为组织开发与推广单位，力争在2010年前，吨钢能耗降低5%，节能总量约1100万吨标煤。有色金属行业常用有色金属铝、铜、锌、铅、镁铝产量约为十种常用有色金属总量的50%，而电解铝能耗约占整个有色金属工业能耗的75%以上，占全国发电量和用电量的5.6%。电铜工艺技术基本相同，电耗在320kWh/t左右。铅冶炼综合能耗600kgce/t，电铅直流电耗110kWh/t，总硫利用率大于95％。锌冶炼精馏锌综合能耗1900kgce/t，电锌综合能耗1700kgce/t，冶炼总回收率达到98％，电锌直流电耗2900kWh/t，总硫利用率大于96％铜冶炼：富氧顶吹沉没熔炼。铅冶炼：还原炉铅冶炼工艺技术，高铅渣直接还原技术。锌电解：长周期电解技术、低电压电解技术铝电解：低温熔盐、低电压导流槽、新型结构电解槽等。节能减排主要途径行情典型项目：低温低电压铝电解新技术立足生产技术现状，从电解槽阳极、阴极、低温与低极距电解新工艺、变电整流新技术等多个方面进行原始创新和集成创新，突破系列技术，实现铝电解低温和低电压操作。本项目成果将率先在中孚实业和云南铝业实现产业化（两条生产线共计40万吨/年），直流电耗由13300度/吨铝降至12000度/吨铝以下、节能10%的目标，年直接节电5亿度；2012年在铝联盟内500万吨/年产能上推广应用，年节电60亿度以上；2015年在约2200万吨/年产能上全部推广应用，年节电270亿度，社会经济效益巨大。背景主要技术手段

效果化工行业地位：化学工业是国民经济支柱产业，提供了量大面广的重要基础原材料。问题：高能耗和高污染，年能耗总量2.89亿吨标煤，占工业总能耗的16.5%，居第二位；年废水排放总量39.4亿吨，占工业总量的20％，居第一位，COD54.3万吨。产品产量（万吨/年）吨产品能耗（吨标煤）与国际水平能耗比较合成氨4187（世界第一）1.7高23.4%烧碱1759（世界第二）1.297高14.7%纯碱1772（世界第一）0.396高20％重点产品能耗比国际先进水平高20－30％，主要原因为：反应工艺及其反应器技术相对落后，分离过程传热效率低下行情通过引入氧阴极技术，使离子膜电解槽反应器槽电压由3.2V下降至2.3V以下，可实现节电30%以上的效果。项目实施后，在中国化工集团内部（现有氯碱产能为300万吨烧碱/年）推广，可节电14.1亿度/年。烧碱是基础化学品，在国民经济中占有十分重要的地位。电解烧碱年耗电量高达440亿度（2007年），采用新型氧阴极电解槽生产技术可显著节省能耗。典型项目：氧阴极低槽电压离子膜法烧碱生产成套技术20万吨氧阴极离子膜电解槽烧碱示范生产线，可实现年节电1.4亿度，折合标准煤5.1万吨。若能在推广应用50%，2015年以后每年可节电122亿度，折合标准煤448万吨。背景主要技术手段

效果采用特殊催化合成工艺，引入多醛结构，使脲醛树脂分子链中不含易分解释放甲醛的不稳定结构。通过控制合成技术，在大分子链上引入可交联基团，替代传统上利用残留甲醛交联固化的方法，基本消除人造板生产过程中的甲醛排放。(已申请两项中国专利，正在申请国际专利)是世界上第一人造板生产大国，每年生产和使用脲醛树脂黏合剂量超过380万吨,由于树脂分子链中存在易分解释放甲醛的不稳定结构,制成的人造板家具在全寿命期内不断地释放甲醛，严重危害人们的身体健康。典型项目：无甲醛释放脲醛树脂制造技术新型脲醛树脂全部替代传统脲醛树脂，可以减少人造板使用过程中室内甲醛释放量3.5万吨以上。彻底消除室内两大有机污染源中的最大污染源。背景主要技术手段

效果建筑材料行业2006年建材行业能耗总量1.75亿吨标准煤,其中,水泥、建筑卫生陶瓷、平板玻璃３个行业占86%2006年建材工业废气排放总量5.47万亿标准立方米。其中水泥制造业烟粉尘排放633万吨、SO2排放177万吨、NOx排放83.5万吨。水泥综合能耗指标与国际先进水平有一定差距；其中千家企业平均能耗指标较国际先进水平高11kg标准煤/吨。污染物排放指标与国际平均水平相差1~3倍。通过余热发电技术、高效节能装备、高强度熟料生产技术的应用，则可形成5000万吨标煤/年的节能潜力。采用富氧-多层流混合燃烧技术、非还原催化和还原催化等技术，可使水泥工业排放的NOx减排率总体达90%以上。通过开发应用高效过滤材料的制备技术及关键装备，打破国外技术封锁，使水泥工业的粉尘排放大幅下降。节能减排主要途径行情通过开展水泥窑炉富氧-多层流混合燃烧技术的研究及示范应用，形成具有自主知识产权的水泥窑炉高能效、低排放燃烧系列技术。

开发适应水泥窑炉工矿特点的选择性催化还原和选择性非催化还原两种NOx减排技术，形成具有自主知识产权的水泥窑炉系统NOx减排的成套技术。2007年普查结果显示，新型干法水泥窑的NOx排放系数为1.5~1.8千克/吨·熟料，相当于1100mg/m3，按上述排污系数估算，新型干法水泥年排放NOx就达到70万吨以上，是除电力以外的NOx排放量位居第二的行业，是工业减排重点。典型项目：新型干法水泥窑系统NOx减排技术在日产5000吨水泥生产线实施，可实现年减排NOx

2200吨。推广后可实现年减排NOx88万吨。背景主要技术手段

效果机械装备行业据统计局统计,2007年机械装备业规模以上企业72,900多家，2006年机械装备制造业总能耗约7365万吨标煤，占工业能源消耗的4.2%。机械装备制造技术及设备整体落后于发达国家15-20年，机械能耗主要在热加工（铸造、锻压、热处理等）及设备控制运行等，排放主要在涂装和电镀等方面。与国外相比：制造精度低、加工余量大：如铸件尺寸精度低于国际标准1～2个等级，废品率高出5～10％，加工余量高出1～3个等级；材料浪费大、能源消耗高：如铸造能源利用率仅为17％，其综合能耗是发达国家的2倍，锻造业单位产值的能耗为发达国家3倍；控制水平差，设备效率低：如采用全流程控制优化可节能5%以上；制造技术低，废弃物排放量大：如吨合格铸件的三废排放量为发达国家的10倍。行情以工业电机、变频、电源为代表的关键节电技术与装置研究。包括高效超高效电机（IE2、IE3）、低压大功率变频电机、高效高压三相异步电机、高性能变频调速技术与装置、大功率大容量工业电源等设计制造技术；余压余热回收利用成套技术装备。开发4000m3及以上大型高炉用TRT装置；重点流体机械节能技术与产品。包括高效工业泵阀节能技术开发与应用、离心鼓风机节能技术与产品开发、高效压缩机节能技术与产品开发、大型高效节能换热器研制等；共性技术研究。包括泵、风机测试技术研究，典型节能产品能耗评价体系与规范研究等。

现有各类电机装机容量约7.2亿千瓦左右，用电量约占工业用电的60%；泵、阀门、风机、压缩机，换热器等流体机械是典型的用能设备，能耗占工业用电量的50%以上。

工业电机及典型泵阀节能关键技术研究背景主要技术原理与手段工业用能占69.3%节能与减排效果名称

节能效果（万吨标煤/年）项目经费（万元）2010年2015年总经费申请国拔工业电机及典型泵阀节能关键技术研究319600－65023048

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进展情况该项目研究工作正在按计划紧张有序的进行。目前，高效电机设计方案已完成，部分进入样机研制阶段，大功率电源、大型高炉能量回收透平装置、石化用大型高效换热器依托工程已基本落实。项目总体目标

本项目围绕工业电机、重点流体机械节能技术与产品等的关键技术进行研发，形成一批推动行业进步的关键节能技术、产品、标准和具有自主品牌与知识产权的新型节能装置。本项目目标为示范推广高效、超高效电机，大功率高效电源，高性能变频调速装置等；研制大型能量回收透平机组，并应用示范；研制开发高效节能工业泵、风机、压缩机、换热设备等重点流体机械；开展节能检测技术、节能规范和标准研究，预期形成12－16个规范和标准，建立18～20个示范工程，申请专利50项以上。

通过高炉－电炉双联短流程熔炼直接获得铸件高温优质铁水，省去高炉铁液冷却和生铁重熔过程，实现短流程通过铸造废砂循环再利用，实现砂回用率达到70%以上；通过铸造工艺优化、余热回收、铸件修补，减少余量，提高成品率。吨铸铁件能耗为0.55～0.7吨标煤，而国外为0.3～0.4吨标煤。2007年铸件的年产量超过2800万吨，消耗标准煤2100万吨，排放废渣420万吨、粉尘70-100万吨、废气140-279亿ｍ3、废砂1810-2090万吨。典型项目：短流程铸造与废砂循环示范线：年节煤3万吨，减少废砂180万吨、粉尘1000吨推广至2015年：年节煤113万吨，减少废砂1000万吨、粉尘70万吨背景主要技术手段

效果轻纺行业2007年规模以上的纺织企业44,232家，纺织机械企业923家；2006年废水排放量197,934万吨，位居工业废水排放量第三位；印染废水回用率仅有7%，位居所有行业倒数第一位。纺织行业废水排放、能耗、设备及其控制系统落后于发达国家10－20年，例如印染每吨耗水约300吨，是国外先进水平的3倍。与国外技术相比,纺织行业缺乏先进成熟的染整工艺与装备；自动化程度低、企业基本上没有使用在线检测与反馈技术,没有开发先进的基于中央控制的染整自动化系统（设备、工艺和软件一体化）等。如德国thies公司开发的高效、短流程的筒子纱染色一次成功率90％以上（我们仅仅达到60～80％）,相比国内水平可节水20％、节电20％、减排18％。行情典型项目：高效低排放印染成套技术及设备

开展智能无水印染染布技术、高效自动化筒子纱染色、中厚织物喷射印花染色、生产线能耗综合控制与再利用等技术实现印染的节能减排2007年生产印染布已达660亿米，占全球的1/3，每年印染废水排放量为9－12亿吨，占纺织废水排放量的80%；示范后每年可实现节水431万吨，减排废水917