相變貯能 第01講 前言

1相變貯能

理論與應(yīng)用焦冬生熱科學(xué)和能源工程系jds@136370842052教學(xué)計(jì)劃教材:11次課考核內(nèi)容:2000-5000字的相關(guān)論述.3第一章前言相變概念能源、貯能技術(shù)、貯能材料4相關(guān)學(xué)科利用相變?cè)磉M(jìn)行貯能，涉及相變理論、材料科學(xué)、能源動(dòng)力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、熱物性測(cè)量以及相關(guān)的技術(shù)。第一章前言5相變凡是物理性質(zhì)在各點(diǎn)都相同的空間范圍稱為相（phase）。物理性質(zhì)均勻的部分稱為相。熱力學(xué)上所謂的相是指系統(tǒng)的一部分，這部分的性質(zhì)和成分是均勻的，是物理的有它本身的特性而且至少在理論上可以從系統(tǒng)的其它部分分離的。通常為三相，即三態(tài)：固、液、氣。還有第四相，等離子體。

在適當(dāng)?shù)臈l件下，如溫度、壓力或濃度發(fā)生變化，各相之間可以互相轉(zhuǎn)變。相互作用和熱運(yùn)動(dòng)之間的此消彼長(zhǎng)，形成了相變。不同的相之間的變化稱為相變。在均勻單相內(nèi)，或在幾個(gè)混合相中，出現(xiàn)了不同成分或不同結(jié)構(gòu)，不同組織形態(tài)或不同性質(zhì)的相，就成為相變。當(dāng)母相失穩(wěn)，而新相具有較高的穩(wěn)定性時(shí)，就會(huì)發(fā)生相變。第一章前言6相變一般說(shuō)來(lái)，強(qiáng)度量如溫度、壓強(qiáng)和組分等是控制宏觀系統(tǒng)發(fā)生相變的參數(shù)。三種狀態(tài)的變化固液，固氣，氣液相變?nèi)粘Ｉ钪兴南嘧儯囟龋┮夯瘹猓▔簭?qiáng)）鹽水（組分）第一章前言7相變方程克拉貝龍方程Clausius–Clapeyronrelation相變過(guò)程伴隨明顯的熱量釋放或吸收第一章前言8氣體方程理想氣體，相變無(wú)解2.范德瓦爾斯方程3.實(shí)驗(yàn)測(cè)量第一章前言9兩種典型的相圖第一章前言10相變分類厄倫菲斯特（Ehrenfest）依據(jù)熱力學(xué)勢(shì)及其導(dǎo)數(shù)的連續(xù)性對(duì)相變進(jìn)行分類。自由能、內(nèi)能都是熱力學(xué)函數(shù)。它們的第一階導(dǎo)數(shù)是壓力(或體積)、熵(或溫度)、平均磁化強(qiáng)度等等，而第二階導(dǎo)數(shù)給出壓縮率、膨脹率、比熱．磁化率。第一章前言11相變分類凡是熱力學(xué)勢(shì)本身連續(xù)，而第一階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的狀態(tài)突變，稱為第一類相變。第一階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)，表示相變伴隨著明顯的體積變化和熱量吸放(潛熱)。熱力學(xué)勢(shì)和它的第一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)變化，而第二階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的情形，稱為第二類相變。這時(shí)沒(méi)有體積變化和潛熱，但比熱、壓縮率、磁化率等物理量隨溫度的變化曲線上出現(xiàn)躍變或無(wú)窮的尖峰。超流和沒(méi)有外磁場(chǎng)的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變、氣液臨界點(diǎn)，以及大量磁相變，屬于二類相變。第一章前言12相變分類從熱力學(xué)函數(shù)的性質(zhì)看，一類相變點(diǎn)不是奇異點(diǎn)，它只是對(duì)應(yīng)兩個(gè)相的函數(shù)的交點(diǎn)。交點(diǎn)兩側(cè)每個(gè)相都可能存在，通常能量較低的那個(gè)得以實(shí)現(xiàn)，這是出現(xiàn)“過(guò)冷”或“過(guò)熱”的亞穩(wěn)態(tài)以及兩相共存的原因。二類相變則對(duì)應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)的奇異點(diǎn)，它的奇異性質(zhì)目前并不完全清楚。在相變點(diǎn)每側(cè)只有一個(gè)相能夠存在，因此不容許過(guò)冷、過(guò)熱和兩相共存。事實(shí)上熱力學(xué)函數(shù)并不能在一類相變點(diǎn)的另一側(cè)無(wú)限延伸下去。第一章前言13能源《科學(xué)技術(shù)百科全書》說(shuō)：“能源是可從其獲得熱、光和動(dòng)力之類能量的資源”；《大英百科全書》說(shuō)：“能源是一個(gè)包括著所有燃料、流水、陽(yáng)光和風(fēng)的術(shù)語(yǔ)，人類用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換手段便可讓它為自己提供所需的能量”.初級(jí)能源：石油，煤炭，天然氣，核能，風(fēng)能，太陽(yáng)能等可利用：電磁能，熱能，機(jī)械能儲(chǔ)存：電池（化學(xué)能）、蓄能水庫(kù)（勢(shì)能）、植物（太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）評(píng)價(jià)：能源品位（能量轉(zhuǎn)換，第二定律，熵）以高品位形式貯存能源轉(zhuǎn)化，合理利用，第一章前言14能源歷史發(fā)展人類社會(huì)的歷史在發(fā)展中經(jīng)歷了三個(gè)能源階段，即柴草時(shí)期、煤炭時(shí)期和石油時(shí)期。從以柴草為主的0S源時(shí)期，到18世紀(jì)以前的數(shù)千年中，生產(chǎn)力的發(fā)展很低。到了18世紀(jì)，煤的開(kāi)采，蒸汽機(jī)的應(yīng)用，開(kāi)辟了資本主義的第一次產(chǎn)業(yè)革命。19世紀(jì)70年代電能的利用，實(shí)現(xiàn)了資本主義的工業(yè)化，人類才有了現(xiàn)代的物質(zhì)文明。到了20世紀(jì)50年代，以石油為主的能源來(lái)臨了，不少國(guó)家依靠石油實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。原子能及新能源的利用則使人類社會(huì)進(jìn)入了高科技時(shí)代。而能源則成為工業(yè)的“糧食”，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。縱觀當(dāng)今世界，經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、工業(yè)化程度最高的國(guó)家無(wú)一不是消耗能源最多的國(guó)家。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、意大利、俄羅斯的總?cè)丝谥徽际澜缛丝诘奈宸种?，而他們的能源消耗卻占世界能源消耗的三分之二。特別是美國(guó)，它是世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)。美國(guó)的人口僅占世界人口的5％，而他們對(duì)能源和其他物質(zhì)的消費(fèi)量卻占廠世界的四分之一”’

第一章前言15初級(jí)能源世界初級(jí)能源的供應(yīng)比例第一章前言16第一章前言17第一章前言18第一章前言19第一章前言20世界各國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)2008第一章前言212013年世界各國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)（噸油當(dāng)量表示）世界上原油消費(fèi)量最多的國(guó)家是美國(guó)（831Mtoe）、中國(guó)（507.4Mtoe）、日本（208.9Mtoe）、印度（175.2Mtoe）和俄羅斯（153.1Mtoe）。這五個(gè)國(guó)家的石油消費(fèi)量占全球的44.8%。世界上天然氣消費(fèi)量最多的國(guó)家是美國(guó)（671.0Mtoe）、俄羅斯（372.1Mtoe）、伊朗（146.0Mtoe）、中國(guó)（145.5Mtoe）和日本（105.2Mtoe）。這五個(gè)國(guó)家的天然氣消費(fèi)量占全球的47.7%。世界上原煤消費(fèi)量最多的國(guó)家是中國(guó)（1925.3Mtoe）、美國(guó)（455.7Mtoe）、印度（324.3Mtoe）、日本（128.6Mtoe）、和俄羅斯（93.5Mtoe）。這五個(gè)國(guó)家的原煤消費(fèi)量占全球的76.5%。世界上核能消費(fèi)量最多的國(guó)家是美國(guó)（187.9Mtoe）、法國(guó)（95.9Mtoe）、俄羅斯（39.1Mtoe）、韓國(guó)（31.4Mtoe）和中國(guó)（25.0Mtoe）。這五個(gè)國(guó)家的核能消費(fèi)量占全球的67.3%。世界上水力發(fā)電量最多的國(guó)家是中國(guó)（206.3Mtoe）、加拿大（88.6Mtoe）、巴西（87.2Mtoe）、美國(guó)（61.5Mtoe）和俄羅斯（41.0Mtoe）。這五個(gè)國(guó)家的水力發(fā)電量占全球的56.6%。世界上再生能源最多的國(guó)家是美國(guó)（58.6Mtoe）、中國(guó)（42.9Mtoe）、德國(guó)（29.7Mtoe）、西班牙（16.8Mtoe）和巴西（13.2Mtoe）。這五個(gè)國(guó)家的再生能源占全球的57.7%。本資料來(lái)源于BP公司《StatisticalReviewofWorldEnergy2014》第一章前言22中國(guó)能源消費(fèi)總量及構(gòu)成能源消費(fèi)總量占能源消費(fèi)總量的比重(%)年份(萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)煤炭石油天然氣水電、核電、風(fēng)電19785714470.7198060275419857668275.81990987035.11991103783199210917075.7199311599374.7199412273775199513117674.6199613894874.7181.85.5199713779871.7199813221469.6199913383169.0922.572.146.22000138552.667.7523.212.356.692001143199.266.6822.872.557.92002151797.366.3223.412.567.712003174990.368.3822.212.586.832004203226.767.9922.332.67.08200522468269.1212.87.1200624627069.420.43.037.2200726558369.5200828500068.6718.683.778.8923第一章前言24年份總效率發(fā)電及電站供熱煉焦煉油198568.2936.8590.7999.1198668.3236.6990.6399.04198767.4836.7590.4698.81198866.5436.3490.7798.76198966.5136.7490.398.57199067.237.3491.2897.9199165.937.689.998.119926637.892.796.8199367.3239.998.0598.49199465.239.3589.6297.48199571.0537.3191.9997.67199671.538.394.0797.46199769.2335.8992.0897.37199869.4437.0694.9797.42199969.1937.03996.2197.51200069.0437.363896.2197.32200169.0337.6327196.597.92200269.0438.7266796.6396.71200369.438.8265696.1396.8200470.7139.4635297.6196.43200571.1639.8797.6196.86200671.2439.8797.7796.86200771.2540.2497.7897.17能源加工轉(zhuǎn)換效率25第一章前言26中俄原油管道起自俄羅斯遠(yuǎn)東管道斯科沃羅季諾分輸站，經(jīng)中國(guó)黑龍江省和內(nèi)蒙古自治區(qū)13個(gè)市、縣、區(qū)，止于大慶末站。管道全長(zhǎng)999.04公里，俄羅斯境內(nèi)72公里，中國(guó)境內(nèi)927.04公里。按照雙方協(xié)定，俄羅斯將通過(guò)中俄原油管道每年向中國(guó)供應(yīng)1500萬(wàn)噸原油，合同期20年。中俄原油管道2010年11月1日進(jìn)入試運(yùn)行階段。2012年9月，中俄石油管道談判歷經(jīng)15年，最終簽約。第一章前言27第一章前言28第一章前言29石油價(jià)格走勢(shì)第一章前言30第一章前言31能源危機(jī)１９９８年６月７日，美國(guó)《洛杉磯時(shí)報(bào)》發(fā)表題為《即將來(lái)臨的石油危機(jī)——真正的危機(jī)》的文章認(rèn)為，今后１０年左右，世界石油供應(yīng)似乎是充足的。在今后２０年左右的時(shí)間，全球石油產(chǎn)量可能開(kāi)始持續(xù)下降。

第一章前言32第一章前言33能源危機(jī)《中東報(bào)》認(rèn)為，到１９９７年底，開(kāi)采石油已達(dá)８０７０億桶，其中一半是在石油動(dòng)蕩的７０年代開(kāi)采的。根據(jù)一些保守的估計(jì)，石油儲(chǔ)量不會(huì)超過(guò)８３００億桶。還有一些報(bào)告指出，世界石油總儲(chǔ)量約達(dá)９９５０億桶。目前，世界每年消費(fèi)石油２４０億桶，而新勘探出的石油越來(lái)越少，每年只有５０億桶。中東地區(qū)以外的石油儲(chǔ)量正在下降。石油資源是有限的。

據(jù)美國(guó)石油業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)，地球上尚未開(kāi)采的原油儲(chǔ)藏量已不足兩萬(wàn)億桶，可供人類開(kāi)采時(shí)間不超過(guò)９５年。在２０５０年到來(lái)之前，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將越來(lái)越多地依賴煤炭。其后在２２５０到２５００年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應(yīng)枯竭。第一章前言342006年儲(chǔ)量：世界各國(guó)的石油儲(chǔ)量排名從儲(chǔ)量上看,世界上排名前10名的國(guó)家和地區(qū)依次是：第一名：沙特阿拉伯,362億噸；第二名：加拿大,184億噸；第三名：伊朗,181億噸；第四名：伊拉克,157億噸；第五名：科威特,138億噸；第六名：阿聯(lián)酋,126億噸；第七名：委內(nèi)瑞拉,109億噸；第八名：俄羅斯,82億噸；第九名：利比亞,54億噸；第十名：中國(guó),50億噸.第一章前言35節(jié)能與效率目前，國(guó)際上普遍用“能源效率”（energyefficiency）來(lái)替代20世紀(jì)70年代能源危機(jī)后提出的“節(jié)能”（energyconservation）一詞。按照世界能源委員會(huì)1979年提出的定義，節(jié)能是“采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境和社會(huì)可接受的一切措施，來(lái)提高能源資源的利用效率?！边@就是說(shuō)，節(jié)能是旨在降低能源強(qiáng)度（單位產(chǎn)值能耗）的努力，應(yīng)在能源系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)，包括開(kāi)采、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、分配到終端利用，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律、行政、宣傳、教育等方面采取有效措施，來(lái)消除能源的浪費(fèi)。世界能源委員會(huì)在1995年出版的“應(yīng)用高技術(shù)提高能效”中，把“能源效率”定義為：減少提供同等能源服務(wù)的能源投入。一個(gè)國(guó)家的綜合能源效率指標(biāo)是降低單位GDP的能源需求，即單位產(chǎn)值能耗；部門能源效率指標(biāo)分為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和物理指標(biāo)，前者為單位產(chǎn)值能耗，物理指標(biāo)工業(yè)部門為單位產(chǎn)品能耗，服務(wù)業(yè)和建筑物為單位面積能耗和人均能耗。第一章前言36能源效率評(píng)價(jià)根據(jù)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的物理指標(biāo)能源效率評(píng)價(jià)和計(jì)算方法，能源系統(tǒng)的總效率由三部分組成：開(kāi)采效率，能源儲(chǔ)量的采收率。中間環(huán)節(jié)效率，包括加工轉(zhuǎn)換效率和儲(chǔ)運(yùn)效率，后者用能源輸送、分配和儲(chǔ)存過(guò)程中的損失來(lái)衡量。終端利用效率，即終端用戶得到的有用能與過(guò)程開(kāi)始時(shí)輸入的能源量之比。中間環(huán)節(jié)效率與終端利用效率的乘積稱為“能源效率。”

第一章前言37開(kāi)源節(jié)流節(jié)能就是拯救人類的明天

節(jié)能就是科學(xué)合理地利用現(xiàn)有能源，提高效率，推遲能源枯竭的時(shí)間。節(jié)能是要付出代價(jià)的，尋找合理的代價(jià)。太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、核能以及生物質(zhì)能等存在于自然界中的能源被稱作“可再生能源”，由于這些能源對(duì)環(huán)境危害較少因此又叫做“綠色能源”。開(kāi)發(fā)綠色能源是解決能源危機(jī)的重要途徑。

第一章前言38開(kāi)源節(jié)流截止到１９９９年，全世界處于運(yùn)營(yíng)中的核電站共有４３６座。核發(fā)電量在總發(fā)電量中所占比例最高的１０個(gè)國(guó)家是：法國(guó)７５％、立陶宛７３.１％、比利時(shí)５７.７％、保加利亞４７.１％、斯洛伐克４７％、瑞典４６.８％、烏克蘭４３.８％、韓國(guó)４２.８％、匈牙利３８.３％亞美尼亞３６.４％。１９９９年全世界核發(fā)電量為２３９４．６兆兆瓦時(shí)，占所需全部電能的四分之一。

第一章前言39排名國(guó)家和地區(qū)運(yùn)營(yíng)核電站在建核電站籌建核電站1美國(guó)1041112法國(guó)58113俄羅斯3310174韓國(guó)(ROK)23455印度207186加拿大17327英國(guó)16048中國(guó)大陸1525519烏克蘭150210瑞典10002013第一章前言40排名國(guó)家和地區(qū)核電發(fā)電量（兆瓦）核電占該國(guó)總發(fā)電量的百分比1美國(guó)1021360.192法國(guó)631300.7483日本442150.1814俄國(guó)236430.1785韓國(guó)207390.3046加拿大141350.1537烏克蘭131070.4628中國(guó)128600.029德國(guó)120680.16110英國(guó)99380.181第一章前言41太陽(yáng)能盡管太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但已高達(dá)173x10+15W，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能，所以廣義的太陽(yáng)能所包括的范圍非常大，狹義的太陽(yáng)能則限于太陽(yáng)輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。

太陽(yáng)能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。

第一章前言42污染各地區(qū)廢氣排放及處理情況(2008年)主要城市工業(yè)廢氣排放及處理情況(2008年)第一章前言43霧霾霾，也叫霧霾（煙霞），指空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ邮勾髿饣鞚?，視野模糊并?dǎo)致能見(jiàn)度惡化，如果水平能見(jiàn)度小于10000米時(shí)，將這種非水成物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成的視程障礙稱為霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文臺(tái)稱煙霞(Haze)。霾與霧的區(qū)別在于發(fā)生霾時(shí)相對(duì)濕度不大，而霧中的相對(duì)濕度是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時(shí)，相對(duì)濕度不一定達(dá)到100%就可能出現(xiàn)飽和)。一般相對(duì)濕度小于80%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霾造成的，相對(duì)濕度大于90%時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霧造成的，相對(duì)濕度介于80-90%之間時(shí)的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見(jiàn)度惡化是霾和霧的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比較厚，可達(dá)1－3公里左右。霾與霧、云不一樣，與晴空區(qū)之間沒(méi)有明顯的邊界，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米到10微米，平均直徑大約在1－2微米左右，肉眼看不到空中飄浮的顆粒物。由于灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光比較多，因而霾看起來(lái)呈黃色或橙灰色。

第一章前言44PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要的影響。PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。2012年2月，國(guó)務(wù)院同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了PM2.5監(jiān)測(cè)指標(biāo)。2012年9月9日，北京市環(huán)保局監(jiān)測(cè)中心表示，新版空氣質(zhì)量發(fā)布平臺(tái)2013年1月1日上線。2012年10月6日，北京35個(gè)PM2.5監(jiān)測(cè)站點(diǎn)試運(yùn)行數(shù)據(jù)全部上線發(fā)布。第一章前言45

工業(yè)廢氣SO2排放

煙塵排放

工業(yè)粉塵排放總量總量工業(yè)生活總量工業(yè)生活排放量年份(億標(biāo)立方米)(萬(wàn)噸)

(萬(wàn)噸)

(萬(wàn)噸)20001381451995.11612.5382.61165.4953.3212.11092.020011608631947.21566.0381.21069.9852.1217.9990.620021752571926.61562.0364.61012.7804.2208.5941.020031989062158.51791.6366.91048.5846.1202.51021.320042376962254.91891.4363.51095.0886.5208.5904.820052689882549.42168.4381.01182.5948.9233.6911.220063309902588.82234.8354.01088.8864.5224.3808.420073881692468.12140.0328.1986.6771.1215.5698.720084038662321.21991.4329.9901.6670.7230.9584.9全國(guó)歷年廢氣排放及處理情況(2000-2008年)

第一章前言46各地區(qū)廢氣排放及處理情況(2008年）地

區(qū)

工業(yè)SO2煙塵排放總量工業(yè)SO2

排放達(dá)標(biāo)量

工業(yè)生活排放總量燃料燃燒生產(chǎn)工藝

全國(guó)1991.41678.93111767.3901.6670.7230.9北京5.84.822.8天津2120.50.520.975.81.2河北115.995.320109.856.839.617.2山西105.880.92520.6內(nèi)蒙古125.9110.615.3112.657.942.815遼寧100.180.819.287.669.24722.3吉林31.327.3425.437.425.611.8黑龍江39.246.937.19.8上海29.828.90.927.7江蘇107.499.57.7104.433.530.72.8浙江71.667.44.267.117.516.51安徽50.339.810.147.3福建40.935.75.240江西51.140.410.74818.415.82.6山東146.6130.316.3141.844.532.711.7第一章前言47河南128.1112.815.3119.361.453.28.1湖北56.242.713.552.422.919.13.8湖南67.54621.559.237.830.77.1廣東109.797.112.596.632.528.24.4廣西8767.919.174.630.429.11.3海南重慶62.754.97.751.418.410.18.3四川96.977.119.789.232.621.910.7貴州38.932.614.618.1云南42321038.420.515.25.3西藏0.10.1

0.10.1…陜西80.7728.770.527.616.311.2甘肅41.226.614.735.7青海2.2寧夏31.930.81.12511.610.11.5新疆5137.913.132.630.721.39.3第一章前言48污染我國(guó)能源短缺以煤炭為主，但每年6000萬(wàn)噸石油依靠進(jìn)口。

能源污染我國(guó)1997年的二氧化硫排放中來(lái)自能源的消費(fèi)大約占了80％，是污染大戶。這是造成我國(guó)大面積酸雨的原因。大多數(shù)城市的大氣污染屬于煤煙型污染，近年交通污染也漸趨嚴(yán)重，煤煙污染和交通污染造成的光化學(xué)煙霧交替出現(xiàn)。中國(guó)的環(huán)境污染為典型的能源消費(fèi)型污染。所以抓住能源問(wèn)題，就能解決環(huán)境問(wèn)題。最關(guān)鍵的是煤炭。我國(guó)東部的大部分地區(qū)都受到酸雨的威脅。我們的酸雨或其它環(huán)境污染一年損失大約是國(guó)民生產(chǎn)總值的1.6％，達(dá)一千多億人民幣。2000年，中國(guó)排放了30億噸二氧化碳。溫室氣體包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N20)、氫氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)。美國(guó)能源部稱，2009年該國(guó)溫室氣體排放量下降了7%，原因是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)緩慢、能源利用率提高以及清潔能源更多應(yīng)用。2009年，全世界大約排放340億噸二氧化碳，比2008年減少了4.53億噸(相當(dāng)于美國(guó)26天的排放量)。

第一章前言49援引中國(guó)工業(yè)和信息化部的數(shù)據(jù)，國(guó)營(yíng)新聞機(jī)構(gòu)新華社報(bào)道到：2011年上半年中國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴度從去年的55%上漲至55.2%。

中國(guó)工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2011年上半年中國(guó)石油消費(fèi)量環(huán)比上漲10.3個(gè)百分點(diǎn)，至1.98億噸，在此期間，石油進(jìn)口量上漲11.3個(gè)百分點(diǎn)，至1.07億噸。

第一章前言50人均碳排放中國(guó)能源報(bào)》（2009年9月21日

第09版第一章前言51荷蘭環(huán)境評(píng)估機(jī)構(gòu)（NEAA）發(fā)布的報(bào)告稱，由于發(fā)電對(duì)于煤的巨大需求，以及水泥行業(yè)的發(fā)展，使得中國(guó)在2006年溫室氣體排放已經(jīng)超過(guò)美國(guó)。中國(guó)去年共排放62億噸的CO2，而美國(guó)屈居第二，約為58億噸。

第一章前言52絕大多數(shù)亞洲城市的懸浮顆粒物和PM10含量已經(jīng)下降，但其中多數(shù)城市的含量仍超過(guò)歐盟40μg/m3和美國(guó)環(huán)保局50μg/m3的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)尤其關(guān)注二氧化硫和氮氧化物的排放，中國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展和不斷增長(zhǎng)的能源需求加劇了空氣污染。城市空氣嚴(yán)重污染的主要原因是中國(guó)廣泛使用煤進(jìn)行發(fā)電和家庭供暖以及汽車數(shù)量的增長(zhǎng)第一章前言53環(huán)境危機(jī)在世界大多數(shù)地區(qū)，燃燒化石和生物質(zhì)能燃料產(chǎn)生的廢氣排放，是與能源相關(guān)的空氣污染的最主要原因。從化石燃料的開(kāi)采到生產(chǎn)所引發(fā)的上游排放，到化石燃料燃燒供能，諸如交通、取暖和做飯等終端排放，能源相關(guān)污染是全過(guò)程排放的。

第一章前言54環(huán)境危機(jī)在上世紀(jì)八十年代，表明人類活動(dòng)溫室氣體排放量與全球氣候變化危險(xiǎn)之間的關(guān)聯(lián)的科學(xué)證據(jù)開(kāi)始引起公眾的關(guān)注。聯(lián)合國(guó)大會(huì)在l990年，建立了氣候變化框架公約政府間談判委員會(huì)。政府間談判委員會(huì)起草了《公約》。于1992年5月9日在紐約聯(lián)合國(guó)總部通過(guò)了這項(xiàng)《公約》?！豆s》在l992年6月的里約熱內(nèi)盧地球問(wèn)題首腦會(huì)議上開(kāi)放簽署?！豆s》于l994年3月21日生效。1995年起，該公約締約方每年召開(kāi)締約方會(huì)議（ConferencesoftheParties，COP）以評(píng)估應(yīng)對(duì)氣候變化的進(jìn)展。至l998年中期，已有約

l75個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)或加入了《公約》，從而接受了《公約》規(guī)定的約束。第三屆會(huì)議在日本京都舉行。會(huì)議通過(guò)了《京都議定書》，要求《議定書》的發(fā)達(dá)國(guó)家締約方承諾，在2008至2012年期間將其溫室氣體排放總量從l990年水平至少減少5%。第一章前言55聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約

United

Nations

Framework

Conventionon

Climate

Change

UNFCCC或FCCC本公約以及締約方會(huì)議可能通過(guò)的任何相關(guān)法律文書的最終目標(biāo)：根據(jù)本公約的各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定，將大氣中溫室氣體的濃度穩(wěn)定在防止氣候系統(tǒng)受到危險(xiǎn)的人為干擾的水平上。這一水平應(yīng)當(dāng)在足以使生態(tài)系統(tǒng)能夠自然地適應(yīng)氣候變化、確保糧食生產(chǎn)免受威脅并使經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠可持續(xù)地進(jìn)行的時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。第一章前言56

京都議定書為實(shí)現(xiàn)《公約》第二條所述的最終目標(biāo)附件一所列締約方應(yīng)個(gè)別地或共同地確保其在附件A中所列溫室氣體的人為二氧化碳當(dāng)量排放總量不超過(guò)按照附件B中所載其量化的限制和減少排放的承諾和根據(jù)本條的規(guī)定所計(jì)算的其分配數(shù)量，以使其在2008年至2012年承諾期內(nèi)這些氣體的全部排放量從1990年水平至少減少5%。第一章前言57溫室氣體二氧化碳(CO2)甲烷(CH4)氧化亞氮(N2O)氫氟碳化物(HFCS)全氟化碳(PFCS)六氟化硫(SF6)第一章前言58第一章前言59但是2000年11份在海牙召開(kāi)的第6次締約方大會(huì)期間，世界上最大的溫室氣體排放國(guó)美國(guó)堅(jiān)持要大幅度折扣它的減排指標(biāo)，因而使會(huì)議陷入僵局，大會(huì)主辦者不得不宣布休會(huì)，將會(huì)議延期到2001年7月在波恩繼續(xù)舉行。第一章前言60能源模式2002年召開(kāi)的世界可持續(xù)發(fā)展首腦會(huì)議通過(guò)了《約翰內(nèi)斯堡實(shí)施計(jì)劃》，該計(jì)劃包括以下承諾：增加能源供應(yīng)方式、提高可再生能源的全球份額；提供更加可靠、廉價(jià)、經(jīng)濟(jì)前景好、社會(huì)接受、環(huán)境友好型的能源服務(wù)和資源；制訂提高能源效率的國(guó)內(nèi)規(guī)劃。2004年在波恩舉行的國(guó)際可再生能源大會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)國(guó)際行動(dòng)計(jì)劃，列出了各國(guó)政府和其他機(jī)構(gòu)200多項(xiàng)推動(dòng)可持續(xù)型能源的承諾和行動(dòng)。當(dāng)前世界上至少有45個(gè)國(guó)家制定了發(fā)展可持續(xù)能源的計(jì)劃，至少有43個(gè)國(guó)家確定了該國(guó)到2005年中期可再生能源供給的國(guó)家目標(biāo)。

第一章前言612007年12月，第13次締約方大會(huì)在印度尼西亞巴厘島舉行，會(huì)議著重討論“后京都”問(wèn)題，即《京都議定書》第一承諾期在2012年到期后如何進(jìn)一步降低溫室氣體的排放。15日，聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)通過(guò)了“巴厘島路線圖”，啟動(dòng)了加強(qiáng)《公約》和《京都議定書》全面實(shí)施的談判進(jìn)程，致力于在2009年年底前完成《京都議定書》第一承諾期2012年到期后全球應(yīng)對(duì)氣候變化新安排的談判并簽署有關(guān)協(xié)議。2008年12月，第14次締約方大會(huì)在波蘭波茲南市舉行。2008年7月8日，八國(guó)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人在八國(guó)集團(tuán)首腦會(huì)議上就溫室氣體長(zhǎng)期減排目標(biāo)達(dá)成一致。八國(guó)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人在一份聲明中說(shuō)，八國(guó)尋求與《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》其他締約國(guó)共同實(shí)現(xiàn)到2050年將全球溫室氣體排放量減少至少一半的長(zhǎng)期目標(biāo)，并在公約相關(guān)談判中與這些國(guó)家討論并通過(guò)這一目標(biāo)。第一章前言62哥本哈根世界氣候大會(huì)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》締約方第15次會(huì)議，于2009年12月7日—18日在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_(kāi)。12月7日起，192個(gè)國(guó)家的環(huán)境部長(zhǎng)和其他官員們將在哥本哈根召開(kāi)聯(lián)合國(guó)氣候會(huì)議，商討《京都議定書》一期承諾到期后的后續(xù)方案，就未來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化的全球行動(dòng)簽署新的協(xié)議。這是繼《京都議定書》后又一具有劃時(shí)代意義的全球氣候協(xié)議書，毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)地球今后的氣候變化走向產(chǎn)生決定性的影響。這是一次被喻為“拯救人類的最后一次機(jī)會(huì)”的會(huì)議。會(huì)議將在現(xiàn)代化的Bella中心舉行，為期兩周。目的是控制溫室氣體的排放，以盡量延緩全球變暖效應(yīng)。但沒(méi)有對(duì)參加國(guó)規(guī)定具體要承擔(dān)的義務(wù)，具體問(wèn)題體現(xiàn)在以后的《京都議定書》中

第一章前言63聯(lián)合國(guó)坎昆氣候變化大會(huì)

2010年11月29日-12月10日

墨西哥坎昆會(huì)議最大的成果在于挽救了聯(lián)合國(guó)氣候談判大會(huì)，各方得以繼續(xù)在這個(gè)框架內(nèi)討價(jià)還價(jià)，而更多的關(guān)鍵問(wèn)題被留到了明年的南非德班氣候大會(huì)來(lái)解決。為期13天的坎昆氣候峰會(huì)終于落下帷幕。大會(huì)通過(guò)了《公約》和《議定書》兩個(gè)工作組分別遞交的決議，會(huì)議挽救了聯(lián)合國(guó)氣候談判大會(huì)。第一章前言64德班大會(huì)2011年11月28日至12月11日，聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約第17次締約方會(huì)議在南非德班召開(kāi)，《京都議定書》第二承諾期的存續(xù)問(wèn)題，是德班大會(huì)期待解決的首個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。但在這一議題上，各國(guó)矛盾重重，達(dá)成一致殊非易事。

第一章前言65里約熱內(nèi)盧2012年，在具有里程碑意義的地球首腦會(huì)議20年后，世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人將再次聚集在里約熱內(nèi)盧：達(dá)成新的可持續(xù)發(fā)展政治承諾；對(duì)現(xiàn)有的承諾評(píng)估進(jìn)展情況和實(shí)施方面的差距；應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)。聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展會(huì)議（里約地球首腦會(huì)議+20），將集中討論兩個(gè)主題：1）綠色經(jīng)濟(jì)在可持續(xù)發(fā)展和消除貧困方面作用;2）可持續(xù)發(fā)展的體制框架。第一章前言66聯(lián)合國(guó)大會(huì)的各成員國(guó)已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)，2012年聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展會(huì)議將由三個(gè)目標(biāo)和兩個(gè)主題構(gòu)成。目標(biāo)第一個(gè)目標(biāo)是重拾各國(guó)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾。第二個(gè)目標(biāo)是找出目前我們?cè)趯?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中取得的成就與面臨的不足。第三個(gè)目標(biāo)是繼續(xù)面對(duì)不斷出現(xiàn)的各類挑戰(zhàn)。主題聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展會(huì)議（里約地球首腦會(huì)議+20），將集中討論兩個(gè)主題：綠色經(jīng)濟(jì)在可持續(xù)發(fā)展和消除貧困方面作用可持續(xù)發(fā)展的體制框架。第一章前言672014年12月9日，正在秘魯首都利馬出席《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第20輪締約方會(huì)議（COP20）的中國(guó)政府代表表示，2016～2020年中國(guó)將把每年的二氧化碳排放量控制在100億噸以下。中國(guó)承諾其二氧化碳排放量將在2030年左右達(dá)到峰值，有推算認(rèn)為最高將達(dá)到150億噸。作為全球最大的二氧化碳排放國(guó)，預(yù)計(jì)中國(guó)發(fā)布數(shù)值目標(biāo)將對(duì)今后的氣候變化國(guó)際談判產(chǎn)生影響。第一章前言68據(jù)聯(lián)合國(guó)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2006年中國(guó)人均排放二氧化碳4.6噸，美國(guó)人均排放二氧化碳19噸：中國(guó)人均碳排放僅約為美國(guó)的四分之一。2000年至2010年，中國(guó)能源消費(fèi)同比增長(zhǎng)120%，占全球比重由9.1%提高到約20%，二氧化碳排放占比由12.9%提高到約23%，人均二氧化碳排放量目前已經(jīng)超過(guò)世界平均水平。第一章前言692008第一章前言70第一章前言71低碳經(jīng)濟(jì)

低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開(kāi)發(fā)、追求綠色GDP的問(wèn)題，核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變?！暗吞冀?jīng)濟(jì)”提出的大背景，是全球氣候變暖對(duì)人類生存和發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，能源使用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題及其誘因不斷地為人們所認(rèn)識(shí)，不止是煙霧、光化學(xué)煙霧和酸雨等的危害，大氣中二氧化碳（CO2）濃度升高帶來(lái)的全球氣候變化也已被確認(rèn)為不爭(zhēng)的事實(shí)。在此背景下，“碳足跡”、“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳技術(shù)”、“低碳發(fā)展”、“低碳生活方式”、“低碳社會(huì)”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策應(yīng)運(yùn)而生。而能源與經(jīng)濟(jì)以至價(jià)值觀實(shí)行大變革的結(jié)果，可能將為逐步邁向生態(tài)文明走出一條新路，即：擯棄20世紀(jì)