第8章-能源與環(huán)境

27五月2023第8章_能源與環(huán)境本章主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)世界能源消費(fèi)現(xiàn)狀與趨勢(shì)第三節(jié)我國(guó)能源消費(fèi)現(xiàn)狀與趨勢(shì)第四節(jié)新能源開發(fā)與利用第五節(jié)我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略及措施21.1能源的分類

第一節(jié)概述能源(energysources)：是自然界中為人類提供能量的資源。3按利用狀況分按使用性質(zhì)分按形成條件分一次能源二次能源

常規(guī)能源燃料能源非燃料能源煤炭、石油、煤氣、焦炭天然氣、生物汽油、煤油、質(zhì)能柴油、液化氣、甲醇、酒精水能電力、蒸汽熱水、余熱新能源燃料能源非燃料能源核能人工沼氣、能氫太陽(yáng)能、風(fēng)能、激光能地?zé)崮?、海洋?一次能源：是存在于自然界中可直接利用其能量的能源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、煤炭、石油、天然氣、核能、木材等。二次能源：不是自然界天然存在的，而是人類利用一次能源經(jīng)過(guò)加工、轉(zhuǎn)化而取得的能源，例如煤氣、焦炭、汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、燃料油、液化石油氣、電力、氫能、沼氣、蒸汽等。5可再生能源：在自然界中能很快得到補(bǔ)充或循環(huán)再生，不隨人類的利用而顯著減少，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等。非再生能源：在地球上的貯量是有限的，不可能在短期內(nèi)得到再生和補(bǔ)充，隨著人類的利用而顯著減少，例如煤炭、石油、天然氣、核能等。6常規(guī)能源：指目前應(yīng)用比較普遍的能源，例如水能、煤炭、石油、天然氣、電能等。新能源：指目前尚未大規(guī)模利用而有待進(jìn)一步研究、開發(fā)和利用的能源基礎(chǔ)上加工形成的能源，例如太陽(yáng)能、核能(核聚變)、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、氫能、生物質(zhì)能等。71.2能源問(wèn)題重要性能源是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約因素

能源安全事關(guān)經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全

能源消耗對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響日益突出

8能源是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)從發(fā)達(dá)國(guó)家走過(guò)的歷程看，當(dāng)一個(gè)國(guó)家處于工業(yè)化前期和中期時(shí)，能源消費(fèi)通常經(jīng)歷一段快速增長(zhǎng)期，能源消費(fèi)彈性系數(shù)一般大于1。到了工業(yè)化后期或后工業(yè)化階段，能源消費(fèi)進(jìn)人低增長(zhǎng)期，能源消費(fèi)彈性系數(shù)一般小于1。歷史還表明，當(dāng)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)人均GDP達(dá)到一定水平后，居民衣食住用行等方面的能源消費(fèi)將處于上升階段，人均生活用能會(huì)顯著增長(zhǎng)?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有能源作為支撐，就沒(méi)有現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代文明。9能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約因素中國(guó)是一個(gè)人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，達(dá)到較高水平的現(xiàn)代化社會(huì)還要走相當(dāng)長(zhǎng)的路。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展和人民生活水平不斷提高，能源需求還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，供需矛盾和資源環(huán)境制約將長(zhǎng)期存在。10能源安全事關(guān)經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全

能源安全中最重要的是石油安全。20世紀(jì)70年代發(fā)生的兩次世界石油危機(jī)，導(dǎo)致主要發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)減速和全球經(jīng)濟(jì)波動(dòng)。本世紀(jì)以來(lái)，石油價(jià)格不斷攀升2008年初原油期貨價(jià)格超過(guò)100美元，油價(jià)上漲對(duì)全球經(jīng)濟(jì)特別是石油進(jìn)口國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生較大影響，一些國(guó)家甚至因石油漲價(jià)引發(fā)社會(huì)動(dòng)蕩。中國(guó)保障能源供應(yīng)特別是油氣資源供應(yīng)需要利用國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源。目前，石油對(duì)外依存度已經(jīng)接近5000，今后可能還會(huì)更高一些。國(guó)際石油市場(chǎng)的穩(wěn)定，對(duì)中國(guó)的能源安全、經(jīng)濟(jì)安全乃至國(guó)家安全的影響會(huì)越來(lái)越大。11國(guó)際市場(chǎng)石油價(jià)格增長(zhǎng)走勢(shì)Increasingtrendoftheoilpriceintheinternationalmarket12能源消耗對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響日益突出

化石燃料的使用是CO2等溫室氣體增加的主要來(lái)源?？茖W(xué)觀測(cè)表明，地球大氣中CO2：的濃度已從工業(yè)革命前的280ppmv上升到了目前的379ppmv；全球平均氣溫也在近百年內(nèi)升高了0.74℃，特別是近30年來(lái)升溫明顯。從中國(guó)情況看，能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期以煤炭為主，煤炭生產(chǎn)使用中產(chǎn)生的SO2、粉塵、CO2：等是大氣污染和溫室氣體的主要來(lái)源。解決好能源問(wèn)題，不僅要注重供求平衡，也要關(guān)注由此帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。131415第二節(jié)世界能源基本情況和趨勢(shì)（1）世界化石能源儲(chǔ)量豐富，各國(guó)資源占有分布不均截止2006年底，世界煤炭探明剩余可采儲(chǔ)量9091億t[4]，按目前生產(chǎn)水平，可供開采147年。20年來(lái)世界石油和天然氣的儲(chǔ)采比并沒(méi)有發(fā)生大的變化，始終保持在40和60左右的水平。煤炭資源主要分布在美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、印度、澳大利亞等國(guó)家。石油資源各大洲都有分布，但主要集中在中東地區(qū)及其他少數(shù)國(guó)家。石油輸出國(guó)組織（OrganizationofPetroleumExportingCountries,OPEC）國(guó)家石油探明剩余可采儲(chǔ)量占世界總量的75.7%，其中中東地區(qū)國(guó)家占60%以上。天然氣資源主要集中在中東、俄羅斯和中亞地區(qū)，其中俄羅斯、伊朗、卡塔爾3國(guó)天然氣儲(chǔ)量占世界總量的55.7%。2.1世界能源基本情況16（2）能源結(jié)構(gòu)走向多元，化石能源仍是消費(fèi)主體。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OrganizationofEconomicCooperationandDevelopment，OECD）國(guó)家中，煤炭消費(fèi)的比重不斷下降，天然氣消費(fèi)的比重已經(jīng)超過(guò)煤炭而居第2位。替代煤炭和石油的清潔能源增長(zhǎng)迅速，煤炭和石油在一次能源總需求中的份額將進(jìn)一步下降，天然氣、核能和可再生能源的份額將不斷提高。預(yù)計(jì)在2030年前，石油、天然氣和煤炭等化石能源仍將是世界的主流能源。172007年世界一次能源消費(fèi)構(gòu)成

18（3）發(fā)達(dá)國(guó)家能源消費(fèi)高位徘徊，發(fā)展中國(guó)家能源需求加快增長(zhǎng)。

據(jù)國(guó)際能源署（InternationalEnergyAgency,IEA）預(yù)測(cè)，從2006-2030年，全球能源需求總量將以年均1.2％-1.6%的速度增長(zhǎng)，其中70%的需求增長(zhǎng)來(lái)自發(fā)展中國(guó)家。192006年世界一些國(guó)家（地區(qū)）人均能源消費(fèi)量比較Comparisonoftheaverageenergyconsumptionpercapitaofsomecountries(regions)in200620（4）氣候變化對(duì)能源發(fā)展影響加大，低碳和無(wú)碳能源成為新熱點(diǎn)。各國(guó)把核能、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等低碳和無(wú)碳能源作為今后發(fā)展的重點(diǎn)。2006年，以電的形式利用的核能在世界一次能源消費(fèi)中占5.8%，核電在世界電力消費(fèi)中占14.8%。

21人均CO2排行量國(guó)際比較ComparisonofpercapitaemissionofCO2intheworld22主要國(guó)家燃料燃燒CO2排放情況Majorcountries’emissionofCO2fromburningfuels23（5）國(guó)際能源問(wèn)題政治化傾向明顯，非供求因素影響增大。目前，全球石油貿(mào)易量占能源貿(mào)易量的70%以上。20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界石油市場(chǎng)經(jīng)歷了幾次大的波動(dòng)，一些石油輸出國(guó)與消費(fèi)國(guó)以及多種國(guó)際勢(shì)力相互博弈，非供求因素對(duì)國(guó)際油價(jià)波動(dòng)的影響越來(lái)越明顯。中東等油氣資源富集的地區(qū)受一些重大國(guó)際政治、軍事、經(jīng)濟(jì)事件的影響，導(dǎo)致正常的油氣貿(mào)易和投資活動(dòng)受到較大限制和干擾。24世界分地區(qū)能源需求展望Prospectofenergydemandindifferentregions25世界大部分國(guó)家能源供應(yīng)不足，各國(guó)努力尋求穩(wěn)定充足的能源供應(yīng)，都對(duì)發(fā)展能源的戰(zhàn)略決策給予了極大的重視，其中可再生能源的開發(fā)與利用尤為引人注目?；茉吹睦脮?huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，污染環(huán)境等，這一系列問(wèn)題都使可再生能源在全球范圍內(nèi)升溫。從目前世界各國(guó)既定能源戰(zhàn)略來(lái)看，大規(guī)模的開發(fā)利用可再生能源，已成為未來(lái)各國(guó)能源戰(zhàn)略的重要組成部分。2.2當(dāng)今國(guó)際可再生能源的發(fā)展形勢(shì)262002年全世界消費(fèi)的可再生能源近30億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約相當(dāng)于全球一次能源消費(fèi)總量的1/3，其中傳統(tǒng)可再生能源約占85%，新的可再生能源約占15%，其中，太陽(yáng)能、風(fēng)能占主導(dǎo)地位到2003年3月，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)已超過(guò)40GW（70%以上在歐洲），近幾年每年都以30~40%的速度遞增。太陽(yáng)能發(fā)電也發(fā)展很快，光伏發(fā)電制造能力已達(dá)到600MW，實(shí)際裝機(jī)容量近4000MW。2000年世界太陽(yáng)能熱水器保有量達(dá)到12000萬(wàn)平方米，提供了約相當(dāng)于2000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量

27世界部分國(guó)家可再生能源發(fā)展目標(biāo)2004年，美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)可再生能源發(fā)電占總發(fā)電量的比重分別為1%、8%、4.3%和6.8%到2010年將分別達(dá)到7.5%、20.5%、10%和22%；到2020年將都提高到20%以上；到2050年，德國(guó)和法國(guó)可再生能源發(fā)電將達(dá)到50%。韓國(guó)可再生能源消費(fèi)比重將由2004年的2.1%提高到2010年的5%。28日本和中國(guó)的可再生能源消費(fèi)比重將由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右，2020年分別達(dá)到20%和15%。28第三節(jié)中國(guó)能源發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題（1）能源資源品種豐富，人均占有量較少。其中水能和煤炭較為豐富，蘊(yùn)藏量分別居世界第1和第3位；而優(yōu)質(zhì)化石能源相對(duì)不足，水能資源經(jīng)濟(jì)可開發(fā)總量為4.02億kW，年發(fā)電量17500億kW·h，主要分布在西南地區(qū)，開發(fā)程度還比較低，但開發(fā)難度加大、成本升高。

29我國(guó)主要資源人均占有水平與世界平均水平的比較ComparisonofpercapitapossessionofmainresourcesinChinaandtheaverageintheworld30（2）能源建設(shè)不斷加強(qiáng)，能源效率仍然較低。20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)一次能源生產(chǎn)總量翻了一番多，2007年達(dá)到23.7億TCE，已成為世界第二大能源生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)能源利用效率相對(duì)較低，能源生產(chǎn)和使用仍然粗放。2003-2005年，單位GDP能耗上升；2006年以來(lái)加強(qiáng)了節(jié)能減排，單位GDP能耗有所下降。31（3）能源生產(chǎn)迅速增長(zhǎng)，生態(tài)環(huán)境壓力明顯

32（4）能源消費(fèi)以煤為主，能源結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的比重由1990年的76.2%，下降到2002年的66.3%。但近年來(lái)，煤炭占能源消費(fèi)的比重有所上升，2006年達(dá)到69.4%，而發(fā)達(dá)國(guó)家這一比重平均只有21%左右。中國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中，煤炭的份額比世界平均值高41個(gè)百分點(diǎn)，油氣的比重低36個(gè)百分點(diǎn)，水電、核電的比重低5個(gè)百分點(diǎn)。目前，清潔能源、可再生能源開發(fā)利用還不充分，風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能發(fā)展尚處于起步階段，調(diào)整和改善能源結(jié)構(gòu)的任務(wù)十分艱巨。33（5）能源需求繼續(xù)增加，可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)換代，能源需求不斷增長(zhǎng)，今后一段時(shí)期，能源消費(fèi)彈性系數(shù)難以大幅降低。同時(shí)，油氣需求的增長(zhǎng)將快于煤炭需求的增長(zhǎng)，而國(guó)內(nèi)資源受到自然條件限制難以較快增加，2006年，我國(guó)石油儲(chǔ)采比僅為11.1，遠(yuǎn)低于世界40.5的平均水平，能源尤其是油氣供求矛盾將進(jìn)一步顯現(xiàn)。因此，只有從現(xiàn)在起就加大節(jié)能力度，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，合理引導(dǎo)消費(fèi)行為，才有可能在未來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)能源需求增長(zhǎng)率的降低，實(shí)現(xiàn)化石能源需求的低增長(zhǎng)直至零增長(zhǎng)。

34中國(guó)是世界第二大能源消費(fèi)國(guó)，2003和2004年，中國(guó)一次能源消費(fèi)量連續(xù)以15%的速率增長(zhǎng)，這是中國(guó)改革開放以來(lái)創(chuàng)記錄的超高速增長(zhǎng)。2004年，中國(guó)一次能源消費(fèi)量達(dá)19.70億噸標(biāo)煤，比2000年增長(zhǎng)51.2%。2004年，中國(guó)一次能源消費(fèi)量中，煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然氣占2.6%，水電占6.1%，核電占0.9%。2005年中國(guó)一次能源消費(fèi)量為22.247億噸標(biāo)煤，比2004年增長(zhǎng)9.5。

中國(guó)是世界最大煤炭消費(fèi)國(guó)，2004年平消費(fèi)量占世界總消費(fèi)量的34.4%(按熱值計(jì)算)。1990～2003年，中國(guó)煤炭消費(fèi)量從10.55億噸增至16.37億噸。消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，發(fā)電用煤占煤炭總消費(fèi)量比重從25.8%上升到47.6%，煉焦用煤從10.1%上升到14.4%，而民用和商業(yè)用煤從15.8%下降到5.0%。

中國(guó)石油消費(fèi)高速增長(zhǎng)，2002年超過(guò)日本居世界第二位。

2004年突破3億噸，達(dá)3.086億噸，比上年增長(zhǎng)13.7%。2003年，中國(guó)交通運(yùn)輸消耗石油制品1.028億噸，其中汽油3980萬(wàn)噸，柴油4740萬(wàn)噸。中國(guó)天然氣正處在快速發(fā)展期。2005年消費(fèi)量為339億m3；，比2000年增長(zhǎng)38．4%。天然氣需求的增長(zhǎng)主要是化工和民用。隨著西氣東輸工程于2004年10月1日全線投產(chǎn)，以及沿海地區(qū)從2005年開始進(jìn)口LNG，發(fā)電用氣將大幅增加。3536第四節(jié)新能源開發(fā)利用

當(dāng)代社會(huì)最廣泛使用的能源是煤炭、石油、天然氣和水力，特別是石油和天然氣的消費(fèi)量增長(zhǎng)迅速，但是石油、天然氣的儲(chǔ)量是有限的。許多專家預(yù)言，石油和天然氣的資源將在30年，最多50年內(nèi)耗盡。煤炭的資源雖然遠(yuǎn)比石油和天然氣的資源多，但直接應(yīng)用煤炭，如前所述嚴(yán)重污染環(huán)境，還亟需研究解決把它轉(zhuǎn)化為氣體或液體燃料的問(wèn)題。一、太陽(yáng)能二、生物質(zhì)能三、風(fēng)能四、氫氣五、潮汐能六、地?zé)崮芷?、核聚變能利用技術(shù)的研究37一、太陽(yáng)能太陽(yáng)能的直接利用有兩種途徑：一是太陽(yáng)能的熱利用；二是太陽(yáng)能的光電利用。太陽(yáng)能資源取之不竭，太陽(yáng)能是地球上分布最廣泛的可再生能源，每年到達(dá)地球陸地上的太陽(yáng)輻射能量約27萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是目前世界能源消費(fèi)總量的2000多倍一般而言，太陽(yáng)能的使用不會(huì)產(chǎn)生太大的環(huán)境問(wèn)題，但是，若要產(chǎn)生大量的環(huán)境問(wèn)題，必須有大塊土地建構(gòu)太陽(yáng)能收集器，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。。部分收集太陽(yáng)能所需之材料（鐵、玻璃、塑料等）、流體等，也會(huì)造成環(huán)境污染3839二、風(fēng)能目前全世界可開發(fā)的風(fēng)能資源為53,000TWh，是目前全球發(fā)電量的兩倍，水力發(fā)電資源量的三倍風(fēng)車造成鳥類死亡風(fēng)車場(chǎng)占用大量的土地破壞景觀。全世界由風(fēng)力所產(chǎn)生之電能共6179MW（具體分布見(jiàn)右圖）4041三、生物質(zhì)能從生物有機(jī)體中所獲取的能量，如植物（樹木、樹葉）或動(dòng)物（糞便）物理能化學(xué)能。全世界約有十億人使用生物能占發(fā)展中國(guó)家能源的35%。燃燒造成空氣污染砍伐森林造成環(huán)境破壞（土石流）、野生動(dòng)物危機(jī)。42四、水力發(fā)電建設(shè)水壩破壞良田破壞生境，例如阻止魚蝦洄游水壩造成淤泥堆積，影響環(huán)境河流變成湖泊。43五、氫氣高品質(zhì)燃料，可提供汽車、熱水器等使用可儲(chǔ)存在燃料電池燃燒后產(chǎn)生水，不會(huì)造成污染利用電離法從H2O或CH4中分離出來(lái)44六、熱能1904年，意大利率先使用，目前有21個(gè)國(guó)家利用地?zé)岚l(fā)電，包括美國(guó)、俄羅斯、日本、新西蘭、冰島、墨西哥、菲律賓等全球月四千萬(wàn)人所使用電力來(lái)自地?zé)嵯嚓P(guān)設(shè)施可能產(chǎn)生噪音、廢氣、土地開挖造成破壞不會(huì)造成空氣污染，但有可能造成熱污染（溫水排放）其他問(wèn)題：包括文化、宗教信仰。45第五節(jié)我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略和措施一、中國(guó)能源戰(zhàn)略的基本內(nèi)容中國(guó)能源戰(zhàn)略的基本內(nèi)容是：堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、立足國(guó)內(nèi)、多元發(fā)展、依靠科技、保護(hù)環(huán)境、加強(qiáng)國(guó)際互利合作，努力構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔、安全的能源供應(yīng)體系，以能源的可持續(xù)發(fā)展支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

46工業(yè)、交通和建筑是節(jié)能的重點(diǎn)領(lǐng)域

（1）工業(yè)節(jié)能。工業(yè)用能在中國(guó)能源消費(fèi)中比重很高，節(jié)約潛力巨大，可以充分挖掘。在工業(yè)化過(guò)程中，應(yīng)利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，廣泛采用先進(jìn)工藝和技術(shù)，使工業(yè)能耗達(dá)到世界先進(jìn)水平。當(dāng)今世界，技術(shù)進(jìn)步加快，新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，提高能效已經(jīng)從單一設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)，向系統(tǒng)優(yōu)化、整體提效發(fā)展。目前，世界先進(jìn)鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗僅為630kg標(biāo)煤，今后還可能降至570kg標(biāo)煤以下。大型先進(jìn)干法水泥回轉(zhuǎn)窯水泥單耗只有96kg標(biāo)煤，今后還可能降至86kg標(biāo)煤以下。

二、節(jié)能優(yōu)先的長(zhǎng)期戰(zhàn)