能源與環(huán)境-發(fā)審委-終稿

能源是人類發(fā)展的基本保障1內(nèi)容能源與人類文明 能源的種類和現(xiàn)狀 中國能源狀況 能源對(duì)環(huán)境的影響 可持續(xù)發(fā)展的能源

結(jié)論2能源與人類文明370—80萬年前人類開始用火，北京周口店50萬年之前的北京猿人用火的灰燼遺跡達(dá)6米厚。類人猿曬太陽猿曬曬太陽人控制用火農(nóng)業(yè)麥、稻草、牛糞、柴薪，風(fēng)、水能工業(yè)煤炭、煤氣、石油現(xiàn)代工業(yè)電力，水能、石油、天然氣風(fēng)電、太陽能、生物能源能源的轉(zhuǎn)換是無意識(shí)的、不自覺的、被動(dòng)的。在后石油時(shí)代，人類就是自覺的主動(dòng)的。4能源的種類和現(xiàn)狀來自地球外部天體的能源地球本身蘊(yùn)藏的能量來自星球引力的能量5來自星球引力的能量——潮汐能地球、月亮、太陽之間有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，造成相對(duì)位置周期性的變化，它們之間的引力隨之變化使海水漲落而形成潮汐能。全世界的潮汐能折合成煤約為每年30億噸。來自地球外部天體的能源——太陽能植物——通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能化石燃料——古代生物固定下來的太陽能，埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等——由太陽能轉(zhuǎn)換來的。地球本身蘊(yùn)藏的能量

——地?zé)崮芎秃四艿厍颉鬅釒?，地殼：幾公里?0公km的表面一層。地幔：2900km大部分是熔融狀的巖漿。地核：溫度為2000oC；溫泉和火山爆發(fā)噴出的巖漿就是地?zé)岬谋憩F(xiàn)。核能——原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)釋放出大量能量。地殼中儲(chǔ)存的鈾、钚等發(fā)生核裂變反應(yīng)；海洋中貯藏的氘、氚等發(fā)生核聚變反應(yīng)。6Coal,oil,&gashavefueledworldenergygrowthfor150yearsHydro+meanshydropowerplusotherrenewablesbesidesbiomassEnergysupplygrew20-foldbetween1850and2000.782001年末世界化石能源可采儲(chǔ)量

石油(億t)天然氣(萬億m3)煤炭(億t)全

球1430143.09845美

國375.022500中

國331.371145俄羅斯6747.571570預(yù)計(jì)到2020年全球能源消耗總量將達(dá)195億噸標(biāo)煤，其中石油將從2001年的7600萬桶/天增至2020年的1.12億桶/天。按目前1.6％的消費(fèi)增長速度計(jì)算，20年內(nèi)世界石油供需可大體保持平衡，但此后供需關(guān)系將趨于緊張。9能源消費(fèi)看差距全世界能源消費(fèi)集中在發(fā)達(dá)國家以及少數(shù)后發(fā)的工業(yè)化國家全球人口大約為65億，發(fā)達(dá)國家大約14億，卻消費(fèi)了世界能源總量的65.5%，石油的66%、天然氣的75.4%、核能93.8占全世界能源的2/3被不到20%的發(fā)達(dá)國家人口消費(fèi)。能源消費(fèi)主要三個(gè)中心：北美占30%左右，以美國、加拿大為主；歐洲占30%左右，以前蘇聯(lián)，俄羅斯現(xiàn)在這些國家為主；亞太地區(qū)占30%左右，以中國、日本及印度為主。從2004年開始，亞太地區(qū)的能源消費(fèi)已超過北美、歐洲，成為世界上最大的能源消費(fèi)地區(qū)。非洲和中南美(洲)能源消費(fèi)占10%以下。04年，發(fā)達(dá)國家人均的能源消費(fèi)是在4.5toe，世界人均為1.6toe；發(fā)展中國家人均能源消費(fèi)低于0.7toe，中國1.07toe。10全球能源的形勢預(yù)計(jì)2020年之前石油、煤、天然氣、核裂變能仍是能源供應(yīng)的主體；新能源與可再生能源受世界的關(guān)注，發(fā)展速度很快，將逐步提高在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重；核聚變研究啟動(dòng)。全球石油、煤炭、天然氣可開采年限分別為40、200、60余年；鈾礦開采年限不足百年；釷和氘、氚。每升海水中含有0.03克氘，核聚變放出的能量相當(dāng)于300升汽油燃燒釋放的能量。

11煤炭在近期還是主要能源國際能源署（IEA）日前發(fā)布了其年度旗艦報(bào)告《世界能源展望2009》?；剂先匀皇鞘澜绶秶鷥?nèi)一次能源的主導(dǎo)來源，占2007年到2030年間總體能源消費(fèi)增長的四分之三強(qiáng)。IEA預(yù)計(jì)煤炭將是化石能源增長量中需求量最大，煤炭仍將是發(fā)電行業(yè)的主要燃料，到2030年，世界電力需求每年將會(huì)以2.5%的速度增長，全球到2030年的電力裝機(jī)容量將增長至48億千瓦，煤炭比重將會(huì)增加3個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到44%。其次是天然氣和石油。到2030年，石油的比重將從34%下降到30%。12中國能源狀況13各國人均能源消耗（tce）人均電力裝機(jī)（kW）2004年煤炭（億噸）石油（億噸）天然氣（億立方米）總電（億度）能源生產(chǎn)19.561.7540821870能源消費(fèi)19.173.09390----供需關(guān)系0.39－1.3418----2004年我國能源消費(fèi)比2003年增長15.2％,是世界第二大能源消費(fèi)國，人均能源消費(fèi)量為1.07噸標(biāo)準(zhǔn)油，世界人均能源消費(fèi)量為1.6噸標(biāo)準(zhǔn)油；人均能源消費(fèi)量僅是2/3！能源消耗結(jié)構(gòu)以煤炭和原油為主（91%）；天然氣消費(fèi)增長較快（19%），世界：3.29%。我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)情況2009年141.8億噸1.89億噸15中國能源面臨的主要問題人均能源資源貧乏：人均能源資源占有量不到世界平均水平的一半，石油僅為1/10,天然氣不到1/20

；

能源利用效率低下：鋼鐵、水泥、建筑等主要工業(yè)產(chǎn)品單位能耗高于世界平均水平；總能源效率為32%，低于世界平均水平10個(gè)百分點(diǎn)。我國現(xiàn)在的能耗水平相當(dāng)于美國的４倍，日本和德國的８倍左右；環(huán)境污染嚴(yán)重：全國85％CO2、90％的SO2和73％的煙塵都是由燃煤排放的，大氣污染中僅CO2碳造成的經(jīng)濟(jì)損失就占GDP的2.2％。162009年17

中國高度重視優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，煤炭在一次能源消費(fèi)中比重由1980年的72.2%下降到2006年的69.4%，其他能源比重由27.8%上升到30.6%。其中可再生能源和核電比重由4.0%提高到7.2%，石油和天然氣有所增長。終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化趨勢明顯，煤炭能源轉(zhuǎn)化為電能的比重由20.7%提高到49.6%。18能源對(duì)環(huán)境的影響1920J.Hansenetal.,PNAS103:14288-293(26Sept2006)Greenbarsshow95%confidenceintervalsTheEarthisgettingwarmeroC212007年9月數(shù)據(jù)顯示，北極冰蓋面積為413萬km2，2005年為530萬km2，融化面積相當(dāng)于法國面積的兩倍。過去20年里，北極冰蓋面積減少了40％，平均厚度從3米減至1．5米。22喜馬拉雅冰川告急

2007年6月3日新京報(bào)青藏高原——世界第三極，它的生態(tài)環(huán)境對(duì)氣候變化非常敏感，稱為“全球變暖的放大器”，青藏高原上的冰川，有“亞洲水塔”之稱。上圖為1968年中科院珠峰考察時(shí)拍攝的中絨布冰川，下圖為綠色和平組織2007年拍攝的中絨布冰川。（圖片來源：綠色和平）40年來冰川大幅后退。1966年到1997年間東絨布冰川和中絨布冰川冰塔區(qū)末端分別后退了170和270米年平均后退量分別為5.5米和8.7米。罪魁禍?zhǔn)住獨(dú)夂蜃兣?，過去30年中青藏高原的平均溫度上升了近一度，珠峰地區(qū)的溫度從上世紀(jì)60年代到80年代上升了0.6度，從上世紀(jì)80年代以來上升了1度，平均每十年上升0.4度，根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC）07年發(fā)布的報(bào)告，按照目前消融速度喜馬拉雅冰川的80%將在未來30年消失。23《京都議定書》為了21世紀(jì)的地球免受氣候變暖的威脅，1997年12月，149個(gè)國家和地區(qū)在日本東京召開《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第三次會(huì)議，會(huì)議通過了旨在限制發(fā)達(dá)國家溫室氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》作為公約的補(bǔ)充。二者的最主要區(qū)別是，《公約》鼓勵(lì)發(fā)達(dá)國家減排，而議定書強(qiáng)制要求發(fā)達(dá)國家減排，具有法律約束力。24《議定書》基本內(nèi)容《議定書》規(guī)定，到2010年，所有發(fā)達(dá)國家排放的CO2等６種溫室氣體的數(shù)量，要比1990年減少5.2％，發(fā)展中國家沒有減排義務(wù)。各發(fā)達(dá)國家，從2008年到2012年必須完成的削減目標(biāo)是：與1990年相比，歐盟削減8％、美國削減7％、日本削減6％、加拿大削減6％、東歐各國削減5％～8％。新西蘭、俄羅斯和烏克蘭可將排放量穩(wěn)定在1990年水平上。議定書同時(shí)允許愛爾蘭、澳大利亞和挪威的排放量分別比1990年增加10％、8％、1％?！蹲h定書》需要在占全球溫室氣體排放量55％的至少55個(gè)國家批準(zhǔn)之后才具有國際法效力。25《議定書》核準(zhǔn)情況截至2009年12月，已有184個(gè)《公約》締約方簽署《議定書》，美國是目前唯一游離于議定書之外的發(fā)達(dá)國家。美國人口僅占全球人口的3％至4％，而所排放的CO2卻占全球排放量的25％以上,美國曾于1998年11月簽署了《京都議定書》,但2001年3月，布什政府以“減少溫室氣體排放將會(huì)影響美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展”和“發(fā)展中國家也應(yīng)該承擔(dān)減排和限排溫室氣體的義務(wù)”為借口，宣布拒絕執(zhí)行《議定書》。中國于1998年5月29日簽署了該議定書。2002年9月3日，中國國務(wù)院總理朱镕基在約翰內(nèi)斯堡可持續(xù)發(fā)展世界首腦會(huì)議上宣布，中國已核準(zhǔn)《〈聯(lián)合國氣候變化框架公約〉京都議定書》。2627中國面臨著挑戰(zhàn)

一、人口數(shù)量龐大，人均資源短缺我國各類人均資源占有量不同程度低于世界人均水平。飲用水、油氣及許多礦產(chǎn)資源不能滿足需求。二、生態(tài)環(huán)境脆弱，環(huán)境污染嚴(yán)重生態(tài)環(huán)境難以承受大的壓力，特殊的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致工業(yè)污染遠(yuǎn)高于其他國家。三、教育和科技水平差距較大整體文化素質(zhì)有待進(jìn)一步提高，特殊的歷史過程使科技發(fā)展幾乎停滯。

。。。。。。28未來植被類型分布可能發(fā)生明顯變化，草原和荒漠分布范圍將向東部與高海拔地區(qū)擴(kuò)展；海平面上升，河口生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物資源受到嚴(yán)重影響，沖擊海岸經(jīng)濟(jì)對(duì)農(nóng)業(yè)影響大：產(chǎn)量波動(dòng)增大，布局和結(jié)構(gòu)改變，成本增加氣候異常、災(zāi)害增多氣候變暖對(duì)我國的危害29怎么辦？？？可持續(xù)發(fā)展的能源30能源是人類社會(huì)存在與發(fā)展的基石；是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類文明進(jìn)步的基本約束條件；能源與環(huán)境的矛盾成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的核心問題之一，始終是世界各國發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先領(lǐng)域；清潔高效利用常規(guī)能源、大力開發(fā)利用可再生能源，最終實(shí)現(xiàn)能源的持續(xù)供應(yīng)是各國不斷追求的目標(biāo)。能源是一把雙刃劍31能源發(fā)展方向：

從高碳到低碳最后走向無碳能源發(fā)展一定是從高碳到低碳，最后走向無碳。 如何實(shí)現(xiàn)？提高效率：煤碳發(fā)電效率30%到40%，天然氣發(fā)電效率55%到58%；新能源、可再生能源：太陽能，風(fēng)能，核能。低碳能源是低碳經(jīng)濟(jì)的基本保證，清潔生產(chǎn)是低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，低碳經(jīng)濟(jì)是全世界共同課題，低碳經(jīng)濟(jì)需要全人類共同面對(duì)，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家應(yīng)更多承擔(dān)，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展國家需努力作為。32能源利用的原則物質(zhì)——組分對(duì)口，分級(jí)轉(zhuǎn)化

－原子經(jīng)濟(jì)性利用能量——溫度對(duì)口，梯級(jí)利用

－能的經(jīng)濟(jì)性利用排除最小化效率最大化33對(duì)煤炭～～～34煤炭多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以氣化為龍頭，控制污染物產(chǎn)生和化學(xué)能釋放過程，將化工產(chǎn)品生產(chǎn)與能源、動(dòng)力生產(chǎn)緊密結(jié)合，重點(diǎn)研究化工流程與動(dòng)力循環(huán)的相互作用，綜合優(yōu)化，使整個(gè)系統(tǒng)效益最佳35燃料/原料生產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)力生產(chǎn)系統(tǒng)氣化電燃料氫化工品物質(zhì)能量交換煤炭凈化、調(diào)制煤炭聯(lián)產(chǎn)是近中期可實(shí)現(xiàn)、未來可發(fā)展，可以支撐煤炭利用現(xiàn)實(shí)發(fā)展、引領(lǐng)未來的新型能源系統(tǒng)。36煤炭清潔利用技術(shù)兗礦集團(tuán)國泰化工有限公司示范工程煤氣化發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)工業(yè)示范裝置建于兗礦集團(tuán)國泰化工有限公司，總投資15.8億，進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)運(yùn)營，產(chǎn)生效益37可持續(xù)發(fā)展的能源新能源可再生能源——《可再生能源法》2006年1月1日正式施行

別無其他！?。。?！38新能源

燃料電池及系統(tǒng)核聚變研究

天然氣水合物變廢物為資源39燃料電池技術(shù)PE燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)200020022003.82003.10150kwH2/空氣30KWH2/O275KWH2/空氣90KWH2/空氣100KWH2/空氣100KWH2/空氣2003.122004燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)4075kW燃料電池大客車FC電動(dòng)自行車41磁約束聚變——人造太陽具有國際先進(jìn)水平的大型系統(tǒng)和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵技術(shù);最高電子溫度五千萬度，處世界第二;HT-7已成為世界上第二個(gè)從事穩(wěn)態(tài)高溫等離子體物的實(shí)驗(yàn)公共平臺(tái)。世界上第一個(gè)先進(jìn)的全超導(dǎo)托卡馬克；自主發(fā)展了關(guān)鍵技術(shù)；為ITER實(shí)驗(yàn)堆和中國今后獨(dú)立建造聚變堆奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；可實(shí)現(xiàn)一億度、1000秒近堆芯運(yùn)行。HT-7超導(dǎo)托卡馬克EAST全超導(dǎo)托卡馬克42天然氣水合物我國天然氣水合物資源潛力評(píng)估

我國水合物：803.44×1011m3（803.44億噸油當(dāng)量）

接近于我國常規(guī)石油資源量（二輪資評(píng)為940億噸，2000年評(píng)價(jià)為1041億噸）約是我國常規(guī)天然氣的2倍（二輪資評(píng)為38萬億立方米，近期評(píng)價(jià)為47－55萬億立方米）。

占全球水合物資源量的0.4%（21×1015m3）43變廢物為資源——城市垃圾綜合利用將垃圾分選、堆肥或濕解制肥、熱解焚燒供熱、氣化發(fā)電技術(shù)集成，建成適合中國國情的能量自給型城市生活垃圾處理系統(tǒng)。44可再生能源45全球可再生能源資源量太陽能（地面功率密度）生物質(zhì)(億tce)水能(萬億度)海洋能(億kW)風(fēng)能(億kW)地?zé)?億tce)蘊(yùn)藏量1000W/m2——39.7860——1400可開發(fā)量——6513.94——965002020年新能源和可再生能源消費(fèi)將達(dá)到40.9億tce，占20%左右。2040年太陽能將提供全球30％左右的能源。風(fēng)電以每年40％的速度增長。水能開發(fā)速度很快，1950年水能僅開發(fā)4.15%，1998年已達(dá)到32.7%。新能源和可再生能源可持續(xù)、清潔、開發(fā)利用程度低，是世界各國注意的焦點(diǎn)46中國可再生能源資源情況品種全，數(shù)量多，資源基礎(chǔ)雄厚；小型水電（指≤5萬KW的水能資源）可開發(fā)量為1.2億KW，目前僅開發(fā)了不到1/4；陸地接受太陽輻射能相當(dāng)于2.4千億tce/年，按陸地面積的1％轉(zhuǎn)換效率平均20％計(jì)，可提供的能量達(dá)48億tce/年；10米高度層風(fēng)能總量為32億KW，實(shí)際可開發(fā)為2.53億KW，近海（1～15m水深）風(fēng)力資源，可裝機(jī)容量達(dá)10億KW；生物質(zhì)能資源也十分豐富，秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物資源量每年約有3.0億tce，薪柴資源為1.3億tce，加上城市有機(jī)垃圾等，生物質(zhì)資源總量接近7億tce；還有豐富地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?，可供大?guī)模長期開發(fā)利用。47我國可再生能源發(fā)展2020年產(chǎn)業(yè)目標(biāo)小水電： 8000萬千瓦沼氣： 242億立方米太陽能熱水器： 2.7億平方米風(fēng)力發(fā)電： 1.5億千瓦生物質(zhì)發(fā)電： 3000萬千瓦太陽電池年產(chǎn)量： 2000萬千瓦生物質(zhì)液體燃料： 1000-1500萬噸/年其它：地?zé)崂?、海洋能發(fā)電、太陽熱發(fā)電、太陽房、離網(wǎng)風(fēng)電等也會(huì)得到大的發(fā)展。48新能源與可再生能源近幾年來，我國新能源與可再生能源加速發(fā)展，在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占的比重不斷增大：

（1）水電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到了8億千瓦。其中，至2008年底，全國新增水電裝機(jī)容量2億千瓦，水電總裝機(jī)容量達(dá)到1.72億千瓦，居世界第一。

（2）風(fēng)電風(fēng)電規(guī)模連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)翻倍增長。2008年總裝機(jī)容量1.21億千瓦，居世界第四。（3）核電核電規(guī)模逐步擴(kuò)大，目前核電投產(chǎn)容量為910萬千瓦。2008年新核準(zhǔn)了4個(gè)核能發(fā)電項(xiàng)目，共14臺(tái)百萬千瓦的機(jī)組，目前已經(jīng)核準(zhǔn)建設(shè)的規(guī)模達(dá)到了2.54億千瓦。

（4）光電及光熱利用2008年太陽電池年產(chǎn)量250萬千瓦，占全球產(chǎn)量的1/3以上，居世界第一。太陽能熱水器累計(jì)集熱面積達(dá)到1.3億m2，年生產(chǎn)能力達(dá)到了4000萬m2，均居世界第一。

（5）生物質(zhì)能利用到2008年底，生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到315萬千瓦。大型沼氣池1600多處，戶用沼氣3000多萬口，年產(chǎn)沼氣約140億m2，生物液體燃料年產(chǎn)量165萬噸。49“瘋”長的風(fēng)電市場裝機(jī)增長率連續(xù)三年翻番2008年全年新增600多萬千瓦2008年底累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量超過1200萬千瓦新修訂的2010年達(dá)到1000萬千瓦的規(guī)劃目標(biāo)也將提前兩年完成，將超過3000萬千瓦50風(fēng)電機(jī)組的大型化515253太陽能巨大潛力太陽能潛力巨大最好較好一般較差很差地表每年吸收太陽能17000億tec2007年一次能源26.5億tec（2.15x1010度）比較：

生物質(zhì)：７億tec（5.7x109度）風(fēng)能：1.23億tec（109度）（海＋陸）水能：2583億tec（2.22x1012度）

54太陽能熱發(fā)電種類吸熱器/發(fā)電機(jī)聚光器聚光器吸熱器定日鏡吸熱器

碟式塔式槽式55集成甲醇分解的新型太陽能熱電循環(huán)CH3OH→CO+2H2－90.7kJ/mol

太陽能凈發(fā)電效率：35％56碟式發(fā)電57塔式發(fā)電5859槽式發(fā)電6061

地源熱泵62水力發(fā)電

三峽龍灘63西藏藏可持續(xù)能源系統(tǒng)可持續(xù)能源系統(tǒng)水電太陽能地?zé)崮苌镔|(zhì)能中低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)空調(diào)與取暖系統(tǒng)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化燃料技術(shù)太陽能熱利用產(chǎn)品大型并網(wǎng)光伏發(fā)電太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)太陽能建筑一體化非化石能源地?zé)崮芴柲茱L(fēng)能水能海洋能