化學(xué)在解決能源危機(jī)中起著重要的作用.doc

化學(xué)在解決能源危機(jī)中起著重要的作用能源消費(fèi)總量預(yù)測：在過去20年間，我國一次能源消費(fèi)總量逐年增加，人均年能源消費(fèi)量從80年代初期的約100千克/人增長到1996年的145千克/人。預(yù)測到2010年人均能源消費(fèi)量將增長到158.6千克/人，2020年將達(dá)到172.2千克/人，2050年增加到212.6千克/人。盡管人均年能源消費(fèi)量在未來50年都保持增長趨勢，但我國能源年均消費(fèi)增長率卻一直處于下降趨勢，80年代初期的年均能源消費(fèi)增長率為7%8%，90年代下降到5%6%。預(yù)測2010年我國能源消費(fèi)增長率將下降到3.58%左右，至2020年降為3%，2050年降為1.05%左右，達(dá)到發(fā)達(dá)國家現(xiàn)今的能源消費(fèi)增長水平。與此同時，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗量也逐漸降低，1980年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗量約為40噸油當(dāng)量/萬美元，到1998年下降到14.6噸油當(dāng)量/萬美元。預(yù)測到2050年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗量將降至3噸油當(dāng)量/萬美元左右，達(dá)到目前中等發(fā)達(dá)國家的水平。此外，隨著能源利用效率的提高，能源消費(fèi)彈性系數(shù)也呈下降趨勢。據(jù)此預(yù)測，2010年我國能源消費(fèi)總量為17.38億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2020年為22.59億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2030年為27.79億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2040年為32.23億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2050年為35.61億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在新經(jīng)濟(jì)論者看來，新經(jīng)濟(jì)-知識經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)業(yè)已改變了當(dāng)代經(jīng)濟(jì)活動的性質(zhì)。在工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代，能源和其它原材料是生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)，能源、原材料的價格對產(chǎn)品成本影響很大，直接決定投入-產(chǎn)出比，對經(jīng)濟(jì)效益具有很大的決定作用。而在新經(jīng)濟(jì)-知識經(jīng)濟(jì)時代，在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)中扮演重要角色的能源、原材料的地位大大下降了，對經(jīng)濟(jì)活動的整體效率已經(jīng)起不了決定性作用。這種狀況在新經(jīng)濟(jì)濫觴的西方發(fā)達(dá)國家顯得尤為突出。今后半個世紀(jì)將是我國完成工業(yè)化過程的重要時期。工業(yè)發(fā)達(dá)國家在這個過程中都經(jīng)歷了從全球獲取所需資源以保證其高度消費(fèi)的過程。如今，隨著發(fā)展中國家的崛起，全球資源日趨緊張，完全照搬發(fā)達(dá)國家所走過的資本、資源高度消耗的模式已不可能也不應(yīng)該。因此，我們必須充分發(fā)揮先進(jìn)文化和先進(jìn)技術(shù)的作用，尋求工業(yè)化進(jìn)程中新的社會發(fā)展模式，以保證在減少資源消耗的條件下，保持經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。這是建設(shè)節(jié)約型社會的題中應(yīng)有之意。節(jié)約型社會所包含的內(nèi)容很多，這里我僅以工業(yè)領(lǐng)域為例來談?wù)勥@方面的認(rèn)識。工業(yè)化過程主要是為了滿足人們在衣食住行等物質(zhì)生活及文化娛樂等精神生活方面的需求。為此，必須建立起龐大的制造業(yè)，以便能夠生產(chǎn)人們所需要的消費(fèi)品。制造業(yè)需要設(shè)備、材料和能源。該領(lǐng)域資源的節(jié)約主要依靠采用高效、節(jié)能的先進(jìn)設(shè)備和工藝流程，利用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)。在工業(yè)化過程中，有兩個高消耗資源的領(lǐng)域，即建筑業(yè)和汽車工業(yè)。這兩大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能夠帶動鋼鐵、水泥、玻璃、塑料、木材、電子設(shè)備等一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而成為各國工業(yè)化過程中的產(chǎn)業(yè)發(fā)展龍頭和支柱。我國也有同樣的趨勢。 從建筑業(yè)來看，改善居住條件是每個人的愿望。隨著人均收入的增長，人們對住房的要求也越來越高，這是必然的趨勢。今后幾十年，我國的建筑業(yè)必然會經(jīng)歷一個高漲的時期。倘若我們?nèi)匀恢饕揽夸摻钏嘁约皞鹘y(tǒng)材料，伴隨這些原材料需求量的大幅增長，我國現(xiàn)有資源狀況將難以承受。因此，必須加速對節(jié)約能源、資源的新型建筑材料的研究開發(fā)及推廣應(yīng)用。目前我國建筑物在隔熱、采光等方面存在很多缺陷，大量的能源主要用于保溫、制冷、采光，造成了能源的極大浪費(fèi)。為了減少能源的消耗，在建筑設(shè)計中應(yīng)大力研究改進(jìn)隔熱、采光的途徑，并盡量利用太陽能以節(jié)約能源。隨著生活水平的提高，人們對交通運(yùn)輸?shù)男枨笠踩找嬖鲩L。汽車是最方便的工具，因為它是可以攜帶物品從出發(fā)點(diǎn)直達(dá)目的地的機(jī)動工具。但是大量發(fā)展汽車，除生產(chǎn)過程要消耗鋼鐵、玻璃、塑料等材料外，在使用中，停車場、公路要占土地資源，行駛要消耗汽油、柴油等燃料。按照工業(yè)發(fā)達(dá)國家的發(fā)展模式，今后幾十年，我國可能將擁有數(shù)億輛汽車，這對資源狀況來說也是難以承受的。因此，必須大力提高汽車的燃燒效率，降低單車的耗油率。但是，僅僅依靠這些解決不了根本問題，還必須根據(jù)我國國情，研究、尋找交通運(yùn)輸?shù)淖罴涯Ｊ?，盡量做到資源的最大節(jié)約。在最近有關(guān)中國能源戰(zhàn)略和改革的研討會上，陳博士提到中國能源政策的國際影響力將越來越大。為了使中國的能源政策得到廣泛的理解和支持，陳博士就如何應(yīng)對這些可能的國際影響提出了一些建議。第一，就是在制定中國能源政策中必須考慮的國際因素和需要吸取的世界上其他國家的經(jīng)驗和教訓(xùn)。能源市場，特別是石油市場，是一個全球化的市場。但能源產(chǎn)品并不是一個象大米和小麥那樣的產(chǎn)品，它有很大的地緣政治成分。如果不考慮國際市場的局勢，不了解發(fā)展趨勢，不充分分析并吸取別的國家在能源市場體制改革上的經(jīng)驗或教訓(xùn)，光看國內(nèi)的情況，這樣制定出來的能源政策可能是很不現(xiàn)實(shí)的。在這方面，我想國內(nèi)的研究人員和政策制訂者已經(jīng)開始意識到了，并在這方面做努力。第二，也就是您所說的中國能源政策的國際影響。中國目前在能源生產(chǎn)和消費(fèi)，石油消費(fèi)，電力市場，二氧化碳排放等方面都是世界第二，僅次于美國。在煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)以及二氧化硫排放方面還是世界第一。隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對能源需求的不斷增加，對世界能源市場的影響也將大大地加大。以石油市場為例。從1995到2002年的7年中，中國的石油需求以每年7%的速度遞增，需求增量占全世界同期石油消費(fèi)增加總量的30%。有些年份，如2002年，這一比例還達(dá)到三分之二。中國作為一個在全球化市場里的消費(fèi)大國，目前所制定的有關(guān)今后發(fā)展趨勢的能源政策必將對全球市場產(chǎn)生巨大影響。由于能源與環(huán)境的緊密聯(lián)系，中國的能源政策也將對本國和全球的環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。根據(jù)我國能源面臨的嚴(yán)峻形勢和國內(nèi)外能源科技的發(fā)展趨勢，我國中長期能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本方針應(yīng)是：節(jié)能為本，多元發(fā)展，通過科學(xué)用能和積極開發(fā)國內(nèi)外資源，為全面建設(shè)小康社會提供能源保障，實(shí)現(xiàn)一次能源翻一番，國民經(jīng)濟(jì)翻兩番，為建立充足、清潔、經(jīng)濟(jì)和安全的可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。大力發(fā)展一次能源，確保能源總量供應(yīng)，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，積極開發(fā)石油、天然氣，發(fā)揮先進(jìn)開采技術(shù)的作用。在迅速發(fā)展水電的同時，必須高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)。新型安全高效輸配電系統(tǒng)對提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和穩(wěn)定性都有重要意義。發(fā)展核電，是實(shí)現(xiàn)我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和調(diào)整能源資源分布不平衡的重要途徑。努力實(shí)現(xiàn)多層次全社會節(jié)能戰(zhàn)略，提高能源利用效率。研發(fā)科學(xué)用能新方法、新材料、新系統(tǒng)與新工藝，研發(fā)新能源和可再生能源，改善能源結(jié)構(gòu)，減少環(huán)境污染。能源科學(xué)與工程今后的發(fā)展方向：1提高環(huán)保意識 環(huán)境污染已成為制約經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展，危及人類生存的重要因素，能源發(fā)展必須與環(huán)境治理統(tǒng)籌考慮，決不能走先污染后治理的老路。所有新建、擴(kuò)建、改建和技術(shù)改造項目，必須堅持治污設(shè)施與項目主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)的方針。必須積極推進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，要采用先進(jìn)適用技術(shù)裝備，淘汰落后設(shè)備，嚴(yán)格禁止能源消耗大、污染嚴(yán)重的產(chǎn)品生產(chǎn)。必須加強(qiáng)法制建設(shè)，嚴(yán)格執(zhí)行排放法規(guī)，要把環(huán)境保護(hù)建立在法制的基礎(chǔ)上。政府應(yīng)加大環(huán)保資金的投入。 2提高能源利用效率 在我國能源構(gòu)成中，煤炭約占70%，提高煤碳利用效率，可以從以下幾個方面來考慮 (1)工業(yè)鍋爐大型化。全國現(xiàn)約有60萬臺工業(yè)鍋爐，由于鍋爐容量小、效率低，年耗煤達(dá)4億噸，平均熱效率僅有60%。我國應(yīng)推廣熱電聯(lián)供、集中供熱或分片供熱系統(tǒng)以取代分散的小鍋爐，不僅可降低煤耗，而且將大大改善環(huán)境。 (2)火電機(jī)組近代化。我國火力發(fā)電占總發(fā)電量的75%，2002年火電裝機(jī)容量已達(dá)3億千瓦。我國火電平均煤耗比工業(yè)發(fā)達(dá)國家約大1/3，主要原因是火電機(jī)組設(shè)備落后，效率低。應(yīng)有計劃地淘汰中小型低壓機(jī)組，發(fā)展3090萬千瓦亞臨界和超臨界機(jī)組，逐步使電廠熱效率接近40%，同時發(fā)展超超臨界大機(jī)組，使電廠熱效率接近45%。 (3)發(fā)展先進(jìn)的高效低污染的燃煤發(fā)電技術(shù)。包括循環(huán)流化床燃燒發(fā)電(CFBC)、增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PFBC-CC)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)及磁流體蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(MHD-CC)，我國在上述四個方面已開展了相應(yīng)的工作，并取得了一定的進(jìn)展。 3采用潔凈煤技術(shù) (1)煤炭燃燒前處理。包括：洗選處理，除去或減少原煤中所含的灰分、矸石、硫等雜質(zhì)，洗選效率應(yīng)達(dá)到95%以上；洗選煤技術(shù)有4種：篩分、物理選煤、化學(xué)選煤及細(xì)菌脫硫。用機(jī)械方法將粉煤和低品位煤制成一定形狀和粒度的煤制品，高硫煤成型時加入適量的固硫劑，可大大減少二氧化硫的排放。 (2)煤炭燃燒過程中凈化。研制新型燃燒器，如低NOx燃燒器，使燃料和空氣逐漸混合，或調(diào)節(jié)燃料與空氣的混合比，降低火焰溫度，減少NOx生成。流化床燃燒，把煤和吸附劑加入燃料床層中，沸騰燃燒，減少SO2排放，且燃燒溫度較低，大大減少NOx生成量。 (3)煤炭燃燒后凈化。采用濕式或干式脫硫工藝，效率可達(dá)90%；在大型電站中應(yīng)采用靜電除塵，除塵效率可達(dá)99%。 (4)煤炭氣化。煤炭氣化是把適當(dāng)處理過的煤送入反應(yīng)器，通過氣化劑空氣或氧和蒸汽在一定溫度壓力下轉(zhuǎn)化成氣，可以在燃燒前脫除氣態(tài)硫和氮組分。還有地下煤層氣化也值得進(jìn)行研究和開發(fā)。 (5)煤炭液化。上世紀(jì)90年代已完成了萬噸級煤基合成液體燃料關(guān)鍵技術(shù)及工業(yè)軟件開發(fā)，已發(fā)展到可產(chǎn)業(yè)化階段。我國對煤制甲醇，二甲醚，F(xiàn)T合成油等多種可供汽車用液體燃料做了大量工作，尚應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行研究。 (6)發(fā)展水煤漿技術(shù)。其對貫徹執(zhí)行國家以煤代油、壓縮燒油的能源政策，合理利用能源，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，是一種現(xiàn)實(shí)可行的選擇。 (7)綠色煤電計劃。最近華能集團(tuán)公司提出“綠色煤電”計劃，總體目標(biāo)是研究開發(fā)、示范推廣煤基能源系統(tǒng)，以煤氣化制氫和氫能發(fā)電為主，并對CO2進(jìn)行分離和處理，大幅度提高煤炭發(fā)電效率，使煤炭發(fā)電系統(tǒng)的污染物接近零排放。 4提高石油利用效率 我國石油生產(chǎn)與資源不足，2000年進(jìn)口量已達(dá)9000萬噸，2020年可能達(dá)到1.4億噸，除大力發(fā)展石油工業(yè)和參與國際開發(fā)外，應(yīng)進(jìn)行各方面的節(jié)油技術(shù)研究，千方百計節(jié)約用油。 目前內(nèi)燃發(fā)動機(jī)用油已占全國石油消費(fèi)量1/2以上，必須進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)熱效率。提高石油利用效率和降低排氣污染的關(guān)鍵技術(shù)，可采取以下措施并開展研究： (1)汽油機(jī)缸內(nèi)直接噴射及分層稀燃技術(shù)。 (2)共軌式電控高壓燃油噴射技術(shù)。 (3)醇類(甲醇、乙醇)燃料用于點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)替代燃料。 (4)可用近年來發(fā)現(xiàn)的二甲基醚DME作為壓燃式發(fā)動機(jī)的新燃料。 (5)多氣門技術(shù)。增加流量系數(shù)，噴油嘴、火花塞可以中心布置以提高燃燒效率。 (6)廢氣再循環(huán)技術(shù)。將部分廢氣引入新鮮進(jìn)氣，通過降低溫度以達(dá)到降低NOx的目的。 (7)排氣后處理技術(shù)?？梢匝芯坑孟⊥两饘賮碇圃齑呋瘎?。 (8)利用均質(zhì)混合氣壓燃(HCCI)技術(shù)控制排放。 5提高天然氣在能源利用中的比例 天然氣是優(yōu)質(zhì)能源，我國天然氣資源比較豐富，2002年底累計探明可采儲量為2.6萬億立方米，預(yù)計到2010年將達(dá)到4.75.1萬億立方米，2020年將達(dá)到67萬億立方米。目前我國天然氣年產(chǎn)量僅為170億立方米，應(yīng)加快建立我國天然氣工業(yè)體系，到2010年建成年生產(chǎn)和輸送800900億立方米，2020年將達(dá)到1300億立方米，從資源講是有基礎(chǔ)的。 6節(jié)電技術(shù) 重點(diǎn)發(fā)展高效電動機(jī)，高壓大功率變頻調(diào)速技術(shù)，高效電光源及整流器技術(shù)，高效變壓器和非晶態(tài)合金鐵芯變壓器技術(shù)，家用電器、電解電鍍電源、輸變電網(wǎng)系統(tǒng)及工業(yè)電爐等先進(jìn)節(jié)電技術(shù)。 7多聯(lián)供技術(shù) 重點(diǎn)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱及熱能梯級利用技術(shù)，推廣熱電冷聯(lián)供和熱電煤氣三聯(lián)供等技術(shù)，余熱余壓回收技術(shù)，高爐熱風(fēng)爐余熱回收技術(shù)，轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)，油田排放散氣集中回收技術(shù)及大型余熱鍋爐和先進(jìn)的熱交換技術(shù)。三開發(fā)利用清潔與可再生能源提高環(huán)境1加快開發(fā)水電 我國可開發(fā)的水能資源為3.78億千瓦，2003年我國水電裝機(jī)僅占技術(shù)可開發(fā)的水力資源的24%，低于世界平均水平。到2020年我國需要新增水電裝機(jī)容量在1億千瓦以上，使全