能源科技規(guī)劃

1、 能 源 發(fā) 展 戰(zhàn) 略 與 科科 學(xué)學(xué) 用用 能能 徐 建 中一、世界能源形勢 能源在人類社會發(fā)展中的作用 “能源危機(jī)” 環(huán)境污染 不能走傳統(tǒng)的發(fā)展道路 建立可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu) 國際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測（百萬噸標(biāo)油） 2000 2021 2021 2030煤炭 2335 2702 3154 3606石油 3604 4272 5020.5 5769天然氣 2085 2794 3498.5 4203核電 674 573 728 703水電 228 274 320 366可再生 223 336 477 618總計(jì) 9179 11131 13198 15265 政府間氣候變化專業(yè)委員會預(yù)測 2000 20

2、21 2030 2050煤炭 2228 3636-5504 4666-7186 4872-9457石油 3854 4223-6922 4050-9201 3273-13903天然氣 2473 3653-4922 4471-6813 6619-13369核電 230 327-726 359-1276 911-2930生物能 1139 900-1470 1280-2080 2870-4600可再生 271 370-550 530-960 1140-3990總計(jì) 10193 14100-17000 16500 21400 21300-31200 未來能源需求的特點(diǎn) 1、總需求持續(xù)上升 在一段長時期內(nèi)

3、，化石能源仍是主要的一次能源 天然氣比例增加，石油減少 可再生能源2030年前后大規(guī)模應(yīng)用 2、環(huán)境保護(hù)對能源結(jié)構(gòu)影響大 為減少燃煤污染，大量使用石油、天然氣 為減少溫室氣體排放，注重節(jié)能和加速可再生能源開發(fā) 3、高新技術(shù)對能源技術(shù)發(fā)展影響大 注意吸取國外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，避免走彎路 也是跨越式發(fā)展二、能源在我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位與存在問題 1、能源需求迅速增長，供需矛盾尖銳；能源結(jié)構(gòu)不合理，優(yōu)質(zhì)液體燃料短缺；效率低下，浪費(fèi)驚人。能源問題是制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展長期的、重大的瓶頸一次能源需求分析 2000 2021 情景1 情景2 情景3煤炭（億噸） 12.5 18.5 23.8 28.5石油

4、 （億噸） 2.24 4.0 4.8 5.2天然氣（億 m3）245 2000 1700 1200一次電力 2392 13931 11913 10791（億千瓦時） 一次能源供應(yīng)能力預(yù)測 2000 2021 低方案 高方案煤炭（百萬噸） 1000 2100 不確定油（萬噸） 16300 17500 20000氣（億立方米） 272 1300 1500水電（百萬千瓦） 79.3 240 300核 電 （ 百 萬 千 瓦 ） 2 . 1 50新能源（百萬噸標(biāo)煤）1 不確定 不確定 煤炭： 資源有保證 受環(huán)保、水資源限制，開采規(guī)模難以滿足中、高情景需求 石油： 缺口大 能源安全問題突出 天然氣： 將

5、有大發(fā)展 水電： 高速發(fā)展 開發(fā)利用率達(dá)70%以上 須十分注意環(huán)境保護(hù) 核電： 積極發(fā)展 可再生能源與替代能源： 加快開發(fā) 從更長時期考察 2030年以后，常規(guī)能源生產(chǎn)與能源總需求的缺口繼續(xù)擴(kuò)大 到 2050年，缺口可能達(dá)20億噸標(biāo)煤 人均1萬美元時的能源消耗 保證清潔、經(jīng)濟(jì)、充足、安全的能源供應(yīng)是我國發(fā)展長期的重大瓶頸 2、環(huán)境影響更加嚴(yán)重，減排治污、保護(hù)生態(tài)刻不容緩 大量燃煤造成嚴(yán)重大氣污染 SO2和NOx的排放 細(xì)微粒子 CO2減排問題 重金屬3、國際競爭逐年加劇，能源安能源安全全問題突出，全球戰(zhàn)略勢在必行 既利用本國資源，又利用外國資源來滿足本國的能源需求 立足加強(qiáng)國內(nèi)油氣勘探的基礎(chǔ)上

6、，實(shí)行立足國內(nèi)外兩種資源和兩種市場并用的方針 三、中長期能源科技規(guī)劃戰(zhàn)略研究的基本思路 在分析能源需求和供應(yīng)能力缺口的基礎(chǔ)上，研究采用哪些途徑可高質(zhì)量地保證能源供應(yīng)，指出其中的科技問題；對可再生能源和后續(xù)能源，給出其技術(shù)發(fā)展的路線圖 能源發(fā)展戰(zhàn)略 通過科學(xué)用能和開發(fā)利用國內(nèi)外資源，為全面建設(shè)小康社會提供能源保障，并進(jìn)而為建立充足、經(jīng)濟(jì)、清潔和安全的可持續(xù)發(fā)展能源體系打下基礎(chǔ)。大力推進(jìn)科學(xué)用能 緊抓潔凈煤技術(shù)加強(qiáng)油氣勘探、采運(yùn)與利用 高速開發(fā)水力資源積極發(fā)展核電 加速可再生能源和新能源研究高度重視電力建設(shè) 能源與環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展 節(jié)能為本 多元發(fā)展環(huán)境友好 保障安全四、節(jié)能和科學(xué)用能 提高能源利用效

7、率，減少能源消耗 社會越進(jìn)步，節(jié)能的重要性越突出 節(jié)能是一種特殊形式的戰(zhàn)略能源 節(jié)能代表先進(jìn)文化的前進(jìn)方向 節(jié)能是先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的要求 科學(xué)用能是這些要求和發(fā)展的必然結(jié)果1、什么是科學(xué)用能 深入研究用能系統(tǒng)的合理配置和用能過程中物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，以提高能源率和減少污染，最終減少能源的消耗 從系統(tǒng)科學(xué)角度，研究科學(xué)用能；對用能的全過程和各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析、研究，綜合得出結(jié)論科學(xué)用能的研究內(nèi)容 能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律 用能的方法 用能的系統(tǒng) 用能的技術(shù) 用能的管理、法律與政策建立科學(xué)用能的理論、方法 科學(xué)用能貫穿在各種能量轉(zhuǎn)化過程，在經(jīng)濟(jì)和社會的各個部門、各個領(lǐng)域廣泛存在 例如，對熱能利用已經(jīng)建立了“溫

8、度對口，梯級利用”的原理 需要針對流動、傳熱和燃燒過程的綜合控制與優(yōu)化發(fā)展普遍的理論、方法和技術(shù)用能的科學(xué)管理 市場經(jīng)濟(jì)條件下能源利用的總方針和相應(yīng)的法律、法規(guī)、政策 需求側(cè)管理 供需雙側(cè)管理 能源服務(wù)業(yè)2、科學(xué)用能的作用日本1975到2000的工業(yè)與能源日本主要工業(yè)的耗能強(qiáng)度日本與西方國家能耗水平的比較 英國能源消耗30年總量不變美國的節(jié)能：25年來減少能源消費(fèi)74%美國的節(jié)能：人均能耗保持不變美國的節(jié)能：人均油耗保持不變美國的節(jié)能：單位GDP能耗下降42%美國的節(jié)能：環(huán)境改善3、高耗能產(chǎn)業(yè)的節(jié)能與科學(xué)用能 節(jié)能與科學(xué)用能的主要應(yīng)用領(lǐng)域 高耗能產(chǎn)業(yè) 針對共性科技問題 管理科學(xué)化建筑科學(xué)用能

9、我國建筑能耗已占總能耗的27.8% 今后30年，新建住房460億m2 我國建筑能耗是同緯度國家的 3倍左右，且污染嚴(yán)重 與健康、舒適結(jié)合，降低能耗美國推行Energy Star計(jì)劃 政府支持的計(jì)劃 旨在幫助企業(yè)和家庭通過高能效來保護(hù)環(huán)境 僅2002年 節(jié)約的能源可用于2000萬個家庭和減少相當(dāng)于1800萬轎車排放的溫室氣體，總價值相當(dāng)于80億美元Energy Star計(jì)劃的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn) 家用計(jì)算機(jī) 27% 復(fù)印機(jī) 42% 電視機(jī) 24% 中央空調(diào) 24% 洗衣機(jī) 38% 室內(nèi)照明 66% 窗戶 美國政府辦公建筑能耗不斷降低交通科學(xué)用能 綜合交通系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的巨系統(tǒng) 城市交通規(guī)劃是復(fù)雜性科學(xué)問

10、題 智能運(yùn)輸體系 減少車輛的增加 減少運(yùn)輸里程 減少堵車 smart transportation汽車動力的發(fā)展 高效低污染內(nèi)燃機(jī)與柴油機(jī) 混合動力 燃料電池 電動車 代用燃料減少能源消耗 產(chǎn)品革新 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級 新技術(shù)、新方法、新工藝 循環(huán)利用 變舊為新 變廢為用 對共性問題 科學(xué)用能新理論技術(shù)創(chuàng)新使制冷技術(shù)30年節(jié)能約70%美國工業(yè)技術(shù)節(jié)能計(jì)劃 通過協(xié)調(diào)的研究與發(fā)展，產(chǎn)生跨越式技術(shù)，以獲得能源和環(huán)境的顯著收益 主要針對高耗能工業(yè) 發(fā)展適用于多個過程的共性技術(shù) 新一代的制造概念 巨大挑戰(zhàn)美國工業(yè)技術(shù)節(jié)能計(jì)劃 任務(wù)：通過研發(fā)、驗(yàn)證和推廣，探尋改善能源強(qiáng)度的工業(yè)技術(shù) 目標(biāo)：1、從2002年到20

11、21年，高耗能工業(yè)的能源強(qiáng)度降低30% 2、從2000年到2021年通過研發(fā)和示范，使10個高效工業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化美國實(shí)施工業(yè)技術(shù)節(jié)能計(jì)劃的原因美國工業(yè)節(jié)能計(jì)劃的目標(biāo)節(jié)能照明新技術(shù) 全球照明用電 占總電量的20% 總能源的7% 我國照明用電 占總電量的13% 年增長率15% “九五”以來我國實(shí)施 “中國綠色照明工程”LED技術(shù) 光效的最高水平已達(dá)40 lm/w，是白熾燈發(fā)光效率的4倍，壽命達(dá)到100000小時，為LED應(yīng)用領(lǐng)域的拓展開辟了極為絢麗的前景 LED必將是未來照明光源的發(fā)展趨勢，人們稱之為“半導(dǎo)體照明工程” 五、分布式能源系統(tǒng)（DES） 建在用戶附近 冷熱電聯(lián)供 能量梯級利用 提高能源利

12、用率 減少污染 提高用電可靠性 經(jīng)濟(jì)和社會效益好大電網(wǎng)可靠嗎？ 集中式與分布式有機(jī)結(jié)合是21世紀(jì)能源工業(yè)重要發(fā)展方向 美國能源部的目標(biāo)：2021年 分布式占新增發(fā)電20% 適應(yīng)大量應(yīng)用天然氣的形勢 對建筑節(jié)能有重要意義 實(shí)現(xiàn)綠色建筑的技術(shù)基礎(chǔ)美國對DES投資近年來大大增加 分布式能源系統(tǒng)的核心微型或小型動力裝置 內(nèi)燃機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī) 燃料電池 Stirling機(jī)DES的發(fā)展方向：冷熱電聯(lián)產(chǎn) 系統(tǒng)的基本構(gòu)成： 動力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)（電） 供熱系統(tǒng)（余熱回收裝置，供 暖、熱水、通風(fēng)） 制冷系統(tǒng)（供冷、除濕）熱電聯(lián)產(chǎn)方式 外燃式：背壓蒸汽輪機(jī) 內(nèi)燃式：燃?xì)廨啓C(jī)與內(nèi)燃機(jī) 發(fā)電效率和熱效率高 尺寸小、重量輕 污

13、染排放低 燃料適應(yīng)性廣制冷方式 壓縮式 吸收式 溴化鋰 應(yīng)用廣泛 氨 制冷范圍大（10 -50C) 可利用低品位余熱 (80C) 吸附式DES的關(guān)鍵技術(shù) 小型和微型燃?xì)廨啓C(jī) 技術(shù)有了很大提高 Mercury 50： 4600kW 效率 38.5% NOx排放 5ppm 價格 $170萬 回?zé)峒夹g(shù) 小型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展 2000年 效率 40% 排放 10ppm 2021年 提高性能 降低排放 8000小時微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展 技術(shù)有了長足進(jìn)步，使分布式能源系統(tǒng)的大發(fā)展成為可能 目前微型燃?xì)廨啓C(jī)性能 效率 30% NOx排放 10ppm 回?zé)峒夹g(shù)美國先進(jìn)微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)計(jì)劃 美國能源部 2000年制

14、定 6年內(nèi)使新燃機(jī)系統(tǒng)商業(yè)化 效率 40% 排放 NOx 7ppm 成本 $500/kw冷熱電三者之間的關(guān)系 從獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，建立三者之間的關(guān)系 注意充分利用中低溫余熱，發(fā)揮環(huán)境熱源與熱泵的作用 針對具體用戶的不同需求，研究、制定適用的“個性化”方案 系統(tǒng)集成技術(shù)3、減少環(huán)境污染，改善能源結(jié)構(gòu) 2021年 改善能源結(jié)構(gòu) 化石能源為主，水能、核能、可再生能源并存 最終 以可再生能源和聚變能為主的多元結(jié)構(gòu) 可持續(xù)發(fā)展可再生能源與新能源 代表發(fā)展的趨勢，應(yīng)當(dāng)重視 減少污染：CO2減排、利用 和儲存 種類多 地?zé)崮?、海洋?因地制宜發(fā)展 重點(diǎn)： 太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能 發(fā)展儲能技術(shù) 氫能 西

15、方國家提出“氫經(jīng)濟(jì)” 理性看待“氫經(jīng)濟(jì)” 大規(guī)模制備 化石燃料 太陽能光解 生物質(zhì) 高溫氣冷堆 儲運(yùn) 4、注重能源高新技術(shù)的研究、注重能源高新技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用開發(fā)與應(yīng)用 能源科學(xué)技術(shù)問題的復(fù)雜性、綜合性、長期性和投資巨大 規(guī)劃應(yīng)當(dāng)看的長遠(yuǎn)一點(diǎn)，具有前瞻性、戰(zhàn)略性 加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究，注意學(xué)科交叉與滲透 技術(shù)集成與系統(tǒng)集成 關(guān)注新概念、新理論、新方法 能源科技成果產(chǎn)業(yè)化 遵循事物發(fā)展的客觀規(guī)律 龐大的系統(tǒng)工程 綜合、全面考慮經(jīng)濟(jì)、社會、科技等因素四、結(jié)語 能源問題是制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的長期瓶頸 大力發(fā)展一次能源和推動節(jié)能與科學(xué)用能是根本性的措施 走資源節(jié)約和科學(xué)利用型發(fā)展道路，是我國邁向先進(jìn)國家、實(shí)現(xiàn)國家振興唯一正確的途徑 實(shí)施全社會的節(jié)能和科學(xué)用能戰(zhàn)略 節(jié)能和科學(xué)用能的根本目的：提高能源利用效率，即在滿足對能源需求的過程中，最大限度地減少能源的消耗和最大限度地減少對環(huán)境的污染 建立科學(xué)用能的理論、方法和技術(shù) 多層次節(jié)能與全方位科學(xué)用能 把節(jié)能和科學(xué)用能落到實(shí)處 節(jié)能是一個觀念、意識問題 在市場經(jīng)濟(jì)條件下加強(qiáng)節(jié)能和科學(xué)用能 制定和完善有關(guān)法律、法規(guī)和政