第8章-能源与环境

27五月2023第8章_能源与环境本章主要内容第一节概述第二节世界能源消费现状与趋势第三节我国能源消费现状与趋势第四节新能源开发与利用第五节我国能源发展战略及措施21.1能源的分类

第一节概述能源(energysources)：是自然界中为人类提供能量的资源。3按利用状况分按使用性质分按形成条件分一次能源二次能源

常规能源燃料能源非燃料能源煤炭、石油、煤气、焦炭天然气、生物汽油、煤油、质能柴油、液化气、甲醇、酒精水能电力、蒸汽热水、余热新能源燃料能源非燃料能源核能人工沼气、能氢太阳能、风能、激光能地热能、海洋能4一次能源：是存在于自然界中可直接利用其能量的能源，例如太阳能、风能、水能、煤炭、石油、天然气、核能、木材等。二次能源：不是自然界天然存在的，而是人类利用一次能源经过加工、转化而取得的能源，例如煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、燃料油、液化石油气、电力、氢能、沼气、蒸汽等。5可再生能源：在自然界中能很快得到补充或循环再生，不随人类的利用而显著减少，例如太阳能、风能、水能等。非再生能源：在地球上的贮量是有限的，不可能在短期内得到再生和补充，随着人类的利用而显著减少，例如煤炭、石油、天然气、核能等。6常规能源：指目前应用比较普遍的能源，例如水能、煤炭、石油、天然气、电能等。新能源：指目前尚未大规模利用而有待进一步研究、开发和利用的能源基础上加工形成的能源，例如太阳能、核能(核聚变)、地热能、风能、海洋能、氢能、生物质能等。71.2能源问题重要性能源是现代经济社会发展的基础能源是经济社会发展的重要制约因素

能源安全事关经济安全和国家安全

能源消耗对生态环境的影响日益突出

8能源是现代经济社会发展的基础从发达国家走过的历程看，当一个国家处于工业化前期和中期时，能源消费通常经历一段快速增长期，能源消费弹性系数一般大于1。到了工业化后期或后工业化阶段，能源消费进人低增长期，能源消费弹性系数一般小于1。历史还表明，当一个国家或地区人均GDP达到一定水平后，居民衣食住用行等方面的能源消费将处于上升阶段，人均生活用能会显著增长。可以说，没有能源作为支撑，就没有现代社会和现代文明。9能源是经济社会发展的重要制约因素中国是一个人口众多的发展中国家，达到较高水平的现代化社会还要走相当长的路。随着经济社会持续发展和人民生活水平不断提高，能源需求还会继续增长，供需矛盾和资源环境制约将长期存在。10能源安全事关经济安全和国家安全

能源安全中最重要的是石油安全。20世纪70年代发生的两次世界石油危机，导致主要发达国家经济减速和全球经济波动。本世纪以来，石油价格不断攀升2008年初原油期货价格超过100美元，油价上涨对全球经济特别是石油进口国经济产生较大影响，一些国家甚至因石油涨价引发社会动荡。中国保障能源供应特别是油气资源供应需要利用国际国内两个市场、两种资源。目前，石油对外依存度已经接近5000，今后可能还会更高一些。国际石油市场的稳定，对中国的能源安全、经济安全乃至国家安全的影响会越来越大。11国际市场石油价格增长走势Increasingtrendoftheoilpriceintheinternationalmarket12能源消耗对生态环境的影响日益突出

化石燃料的使用是CO2等温室气体增加的主要来源。科学观测表明，地球大气中CO2：的浓度已从工业革命前的280ppmv上升到了目前的379ppmv；全球平均气温也在近百年内升高了0.74℃，特别是近30年来升温明显。从中国情况看，能源结构长期以煤炭为主，煤炭生产使用中产生的SO2、粉尘、CO2：等是大气污染和温室气体的主要来源。解决好能源问题，不仅要注重供求平衡，也要关注由此带来的生态环境问题。131415第二节世界能源基本情况和趋势（1）世界化石能源储量丰富，各国资源占有分布不均截止2006年底，世界煤炭探明剩余可采储量9091亿t[4]，按目前生产水平，可供开采147年。20年来世界石油和天然气的储采比并没有发生大的变化，始终保持在40和60左右的水平。煤炭资源主要分布在美国、俄罗斯、中国、印度、澳大利亚等国家。石油资源各大洲都有分布，但主要集中在中东地区及其他少数国家。石油输出国组织（OrganizationofPetroleumExportingCountries,OPEC）国家石油探明剩余可采储量占世界总量的75.7%，其中中东地区国家占60%以上。天然气资源主要集中在中东、俄罗斯和中亚地区，其中俄罗斯、伊朗、卡塔尔3国天然气储量占世界总量的55.7%。2.1世界能源基本情况16（2）能源结构走向多元，化石能源仍是消费主体。经济合作与发展组织（OrganizationofEconomicCooperationandDevelopment，OECD）国家中，煤炭消费的比重不断下降，天然气消费的比重已经超过煤炭而居第2位。替代煤炭和石油的清洁能源增长迅速，煤炭和石油在一次能源总需求中的份额将进一步下降，天然气、核能和可再生能源的份额将不断提高。预计在2030年前，石油、天然气和煤炭等化石能源仍将是世界的主流能源。172007年世界一次能源消费构成

18（3）发达国家能源消费高位徘徊，发展中国家能源需求加快增长。

据国际能源署（InternationalEnergyAgency,IEA）预测，从2006-2030年，全球能源需求总量将以年均1.2％-1.6%的速度增长，其中70%的需求增长来自发展中国家。192006年世界一些国家（地区）人均能源消费量比较Comparisonoftheaverageenergyconsumptionpercapitaofsomecountries(regions)in200620（4）气候变化对能源发展影响加大，低碳和无碳能源成为新热点。各国把核能、水能、风能、太阳能、生物质能等低碳和无碳能源作为今后发展的重点。2006年，以电的形式利用的核能在世界一次能源消费中占5.8%，核电在世界电力消费中占14.8%。

21人均CO2排行量国际比较ComparisonofpercapitaemissionofCO2intheworld22主要国家燃料燃烧CO2排放情况Majorcountries’emissionofCO2fromburningfuels23（5）国际能源问题政治化倾向明显，非供求因素影响增大。目前，全球石油贸易量占能源贸易量的70%以上。20世纪70年代以来，世界石油市场经历了几次大的波动，一些石油输出国与消费国以及多种国际势力相互博弈，非供求因素对国际油价波动的影响越来越明显。中东等油气资源富集的地区受一些重大国际政治、军事、经济事件的影响，导致正常的油气贸易和投资活动受到较大限制和干扰。24世界分地区能源需求展望Prospectofenergydemandindifferentregions25世界大部分国家能源供应不足，各国努力寻求稳定充足的能源供应，都对发展能源的战略决策给予了极大的重视，其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应，污染环境等，这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。从目前世界各国既定能源战略来看，大规模的开发利用可再生能源，已成为未来各国能源战略的重要组成部分。2.2当今国际可再生能源的发展形势262002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤，约相当于全球一次能源消费总量的1/3，其中传统可再生能源约占85%，新的可再生能源约占15%，其中，太阳能、风能占主导地位到2003年3月，全球风力发电装机已超过40GW（70%以上在欧洲），近几年每年都以30~40%的速度递增。太阳能发电也发展很快，光伏发电制造能力已达到600MW，实际装机容量近4000MW。2000年世界太阳能热水器保有量达到12000万平方米，提供了约相当于2000万吨标准煤的能量

27世界部分国家可再生能源发展目标2004年，美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%；到2020年将都提高到20%以上；到2050年，德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。28日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右，2020年分别达到20%和15%。28第三节中国能源发展现状及问题（1）能源资源品种丰富，人均占有量较少。其中水能和煤炭较为丰富，蕴藏量分别居世界第1和第3位；而优质化石能源相对不足，水能资源经济可开发总量为4.02亿kW，年发电量17500亿kW·h，主要分布在西南地区，开发程度还比较低，但开发难度加大、成本升高。

29我国主要资源人均占有水平与世界平均水平的比较ComparisonofpercapitapossessionofmainresourcesinChinaandtheaverageintheworld30（2）能源建设不断加强，能源效率仍然较低。20世纪90年代以来，中国一次能源生产总量翻了一番多，2007年达到23.7亿TCE，已成为世界第二大能源生产国。中国能源利用效率相对较低，能源生产和使用仍然粗放。2003-2005年，单位GDP能耗上升；2006年以来加强了节能减排，单位GDP能耗有所下降。31（3）能源生产迅速增长，生态环境压力明显

32（4）能源消费以煤为主，能源结构需要优化煤炭消费占能源消费总量的比重由1990年的76.2%，下降到2002年的66.3%。但近年来，煤炭占能源消费的比重有所上升，2006年达到69.4%，而发达国家这一比重平均只有21%左右。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，在一次能源消费构成中，煤炭的份额比世界平均值高41个百分点，油气的比重低36个百分点，水电、核电的比重低5个百分点。目前，清洁能源、可再生能源开发利用还不充分，风能、太阳能、生物质能发展尚处于起步阶段，调整和改善能源结构的任务十分艰巨。33（5）能源需求继续增加，可持续发展面临挑战随着中国经济持续快速发展，工业化、城镇化进程加快，居民消费结构升级换代，能源需求不断增长，今后一段时期，能源消费弹性系数难以大幅降低。同时，油气需求的增长将快于煤炭需求的增长，而国内资源受到自然条件限制难以较快增加，2006年，我国石油储采比仅为11.1，远低于世界40.5的平均水平，能源尤其是油气供求矛盾将进一步显现。因此，只有从现在起就加大节能力度，加快产业结构调整步伐，合理引导消费行为，才有可能在未来逐步实现能源需求增长率的降低，实现化石能源需求的低增长直至零增长。

34中国是世界第二大能源消费国，2003和2004年，中国一次能源消费量连续以15%的速率增长，这是中国改革开放以来创记录的超高速增长。2004年，中国一次能源消费量达19.70亿吨标煤，比2000年增长51.2%。2004年，中国一次能源消费量中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电占6.1%，核电占0.9%。2005年中国一次能源消费量为22.247亿吨标煤，比2004年增长9.5。

中国是世界最大煤炭消费国，2004年平消费量占世界总消费量的34.4%(按热值计算)。1990～2003年，中国煤炭消费量从10.55亿吨增至16.37亿吨。消费结构发生明显变化，发电用煤占煤炭总消费量比重从25.8%上升到47.6%，炼焦用煤从10.1%上升到14.4%，而民用和商业用煤从15.8%下降到5.0%。

中国石油消费高速增长，2002年超过日本居世界第二位。

2004年突破3亿吨，达3.086亿吨，比上年增长13.7%。2003年，中国交通运输消耗石油制品1.028亿吨，其中汽油3980万吨，柴油4740万吨。中国天然气正处在快速发展期。2005年消费量为339亿m3；，比2000年增长38．4%。天然气需求的增长主要是化工和民用。随着西气东输工程于2004年10月1日全线投产，以及沿海地区从2005年开始进口LNG，发电用气将大幅增加。3536第四节新能源开发利用

当代社会最广泛使用的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消费量增长迅速，但是石油、天然气的储量是有限的。许多专家预言，石油和天然气的资源将在30年，最多50年内耗尽。煤炭的资源虽然远比石油和天然气的资源多，但直接应用煤炭，如前所述严重污染环境，还亟需研究解决把它转化为气体或液体燃料的问题。一、太阳能二、生物质能三、风能四、氢气五、潮汐能六、地热能七、核聚变能利用技术的研究37一、太阳能太阳能的直接利用有两种途径：一是太阳能的热利用；二是太阳能的光电利用。太阳能资源取之不竭，太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍一般而言，太阳能的使用不会产生太大的环境问题，但是，若要产生大量的环境问题，必须有大块土地建构太阳能收集器，将对环境产生影响。。部分收集太阳能所需之材料（铁、玻璃、塑料等）、流体等，也会造成环境污染3839二、风能目前全世界可开发的风能资源为53,000TWh，是目前全球发电量的两倍，水力发电资源量的三倍风车造成鸟类死亡风车场占用大量的土地破坏景观。全世界由风力所产生之电能共6179MW（具体分布见右图）4041三、生物质能从生物有机体中所获取的能量，如植物（树木、树叶）或动物（粪便）物理能化學能。全世界约有十亿人使用生物能占发展中国家能源的35%。燃烧造成空气污染砍伐森林造成环境破坏（土石流）、野生动物危机。42四、水力发电建设水坝破坏良田破坏生境，例如阻止鱼虾洄游水坝造成淤泥堆积，影响环境河流变成湖泊。43五、氢气高品质燃料，可提供汽车、热水器等使用可储存在燃料电池燃烧后产生水，不会造成污染利用电离法从H2O或CH4中分离出来44六、热能1904年，意大利率先使用，目前有21个国家利用地热发电，包括美国、俄罗斯、日本、新西兰、冰岛、墨西哥、菲律宾等全球月四千万人所使用电力来自地热相关设施可能产生噪音、废气、土地开挖造成破坏不会造成空气污染，但有可能造成热污染（温水排放）其他问题：包括文化、宗教信仰。45第五节我国能源发展战略和措施一、中国能源战略的基本内容中国能源战略的基本内容是：坚持节约优先、立足国内、多元发展、依靠科技、保护环境、加强国际互利合作，努力构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展。

46工业、交通和建筑是节能的重点领域

（1）工业节能。工业用能在中国能源消费中比重很高，节约潜力巨大，可以充分挖掘。在工业化过程中，应利用后发优势，广泛采用先进工艺和技术，使工业能耗达到世界先进水平。当今世界，技术进步加快，新工艺、新设备不断涌现，提高能效已经从单一设备的技术改进，向系统优化、整体提效发展。目前，世界先进钢铁企业吨钢综合能耗仅为630kg标煤，今后还可能降至570kg标煤以下。大型先进干法水泥回转窑水泥单耗只有96kg标煤，今后还可能降至86kg标煤以下。

二、节能优先的长期战