21世纪能源的科学利用和可持续发展的探讨——上篇.ppt
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1、21世纪能源的科学利用和可持续发展的探讨,何雅玲 西安交通大学 能源与动力工程学院 2010年9月9日,于西安,大唐电力公司技术人员现代科技前沿知识培训班,2,内 容,3,1.2,1 能源现状及其面临的问题,能源的重要性 世界能源生产和消费状况 我国能源生产和消费状况 我国能源生产和利用面临的问题 我国能源可持续化生产发展方针,1.3,1.4,1.5,1.1,4,能源是人类生存和发展的重要物质基础,也是当今 国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。 能源是现代经济社会发展的基础;也是经济社会发展的重要制约因素;能源还事关国家的安全;能源的消耗对生态环境有重要影响。,1978年,具有10亿人口的中
2、国开始崛起。我国国民 经济的高速发展, 人口的增加,人民生活水平的提高以 及粗放型的发展模式造成了严重的资源与环境问题。,2003年我国国民经济的GDP仅占全世界总值的 3.9,而主要资源的消耗已经名列世界前茅。,1.1 能源的重要性,1.1 能源的重要性,5,*百万吨当量石油; * 百万吨,2003年我国主要资源消耗及环境状况,1.1 能源的重要性,6,历史上任何大国的崛起,不仅使世界经济政治格局变化,而且带来资源的重新分配,导致国际争端甚至战争。中国的崛起与历史上任何大国崛起相比,最大的不同在于人口: 1870年美国开始崛起人口4000万; 1950年日本开始崛起人口8400万; 1978
3、年中国开始崛起人口近10亿!,十亿人口大国的能源问题更加受到世界的关注!,1.1 能源的重要性,7,所谓能源,是指能够直接或经过转换而获取某种能量的资源。,能源及其分类,能源有以下4种不同的分类方法,1)按被利用的程度:常规能源,新能源; 2)按加工的程度:一次能源(如媒),二次能源(如 电,蒸汽); 3)按能否再生:可再生(太阳能),非再生(化石能 源:石油,煤,天然气等); 4)按对环境的污染情况:清洁能源,非清洁能源。,1.1 能源的重要性,8,1.2,1 能源现状及其面临的问题,能源的重要性 世界能源生产和消费状况 我国能源生产和消费状况 我国能源生产和利用面临的问题 我国能源可持续化
4、生产发展方针,1.3,1.4,1.5,1.1,9,当今世界能源消耗仍然以化石燃料为主,1.2 世界能源生产和消费状况,10,1.2 世界能源生产和消费状况,目前世界化石能源的储采比(2007),煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源,储采比在130以上,地球上的人类面临一次能源即将枯竭的严重问题!,OECD-Organization for Economic Cooperation and Development 经济合作与发展组织,11,国际能源机构预测(百万吨标油),世界能源发展趋势,1.2 世界能源生产和消费状况,12,政府间气候变化专业委员会预测(百万吨标油),1.2 世界能源生产和消费状况
5、,未来可再生能源快速发展,所占比例加大 常规能源中,天然气能源发展较快,13,全球能源需求预测,1.2 世界能源生产和消费状况,未来世界能源需求中,太阳能、风能、生物质能的比重将大大增加,14,国际原油价格飙升,1999年1月 12.42 美元/桶,2008年7月29日 125.77 美元/桶,来源:EIA, http:/tonto.eia.doe.gov/dnav/pet/pet_pri_spt_s1_d.htm,10年间油价上涨10倍之多,1.2 世界能源生产和消费状况,15,1.2,1 能源现状及其面临的问题,能源的重要性 世界能源生产和消费状况 我国能源生产和消费状况 我国能源生产和利
6、用面临的问题 我国能源可持续化生产发展方针,1.3,1.4,1.5,1.1,16,1.3 中国能源生产和消费状况,2008年BP统计报告,2007年中国的化石能源,煤炭资源丰富,天然气、石油资源相对较少,17,2007年 生产: 693亿立方米 消费: 673亿立方米,天然气的生产和消费,2002年后,其生产和消费增长加快。 产量和消费量基本平衡,可以自给自足。,1.3 中国能源生产和消费状况,18,天然气资源,分布在四川盆地、陕甘宁盆地、塔里木盆地和东海。 “西气东输”一线仅能供应华东地区。,1.3 中国能源生产和消费状况,19,天然气资源,1.3 中国能源生产和消费状况,2020年前后,天
7、然气在能源消费结构中的比例将提高 到10以上. “西气东输”二线于2008年2月开工 工程西起新疆霍尔果斯口岸,南至广州,东达上海 途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、广东、上海等14个省区市 管道主干线和八条支干线全长9102公里,其工程设计输气能力300亿立方米/年,总投资约1420亿元 建成后年可替代7680万吨煤炭; 减少SOx排放166万吨; 减少CO2排放1.5亿吨,20,2007年 生产: 1.87亿吨 消费: 3.68亿吨,1993年开始成为净进口国,近年来的消费增长加快 2007进口1.81亿吨,对外依存达到49%,石油的生产和消费,1.3 中国能源生产和消费状况,21,自1993年
8、起,我国已成为一个石油净进口国。随着国民经济的发展和汽车保有量的增加,石油进口量逐年递增,2007年达到15928万吨,进口石油已远超过总需求量的30,为49,属能源不安全。,汽车保有量的迅速增长造成能源不安全,1.3 中国能源生产和消费状况,22,石油资源,地质储量接近千亿吨;最终探明可采储量70亿吨; 截至2006年年底,全国石油剩余经济可采储量20.43亿吨,1.3 中国能源生产和消费状况,23,未来石油供需预测,1.3 中国能源生产和消费状况,石油供求缺口较大,24,未来石油供需预测,煤炭的生产和消费,煤炭的生产和消费都很高 生产和消费持平,可以自给自足,1.3 中国能源生产和消费状况
9、,2007年 生产: 25.37亿吨 消费: 25.79亿吨,25,1.3 中国能源生产和消费状况,煤炭资源,我国煤炭资源丰富,分布广泛。北方地区多于南方地区 山西、陕西、内蒙地区有我国主要的煤田,26,化石能源2006年和2007年储采比研究结果,1.3 中国能源生产和消费状况,煤炭资源比石油、天然气丰富 一次能源枯竭严重!,27,燃煤有害物排放所占比例,1.3 中国能源生产和消费状况,2006年我国排放的SO2和NOx的总量大于4000万吨,CO2排放量高6.2亿吨,CH4的排放量也居世界前列,煤是主要的能源和化工原料,也是主要污染源。,28,1.3 中国能源生产和消费状况,我国常规能源特
10、点:“富煤、贫油、少气” 一次能源枯竭严重! 煤炭生产和消费持平,可以自给自足 石油供求缺口较大,对外依赖性大 天然气生产和消费持平,可以自给自足,总 结,29,1.2,1 能源现状及其面临的问题,能源的重要性 世界能源生产和消费状况 我国能源生产和消费状况 我国能源生产和利用面临的问题 我国能源可持续化生产发展方针,1.3,1.4,1.5,1.1,30,我国能源面临问题,单位产品能耗较高,我国资源相对不足,我国能源结构不良,环境问题非常严重,1.4 我国能源生产和利用面临问题,能源的利用效率低,31,我国资源相对不足,1.4 我国能源生产和利用面临问题,32,到2050年人口16亿,人均GD
11、P 1万美元。达到这一标准的国家人均能源需求如下:,到2050年的能源消耗预计,以4吨计算,我国到2050年要生产64亿吨标媒,而按目前预测,到时我国最多只能有30-45亿吨标媒, 即最多达到约人均3吨标煤,开发新能源与节能研究任务重大,具有重要战略意义。,美国60年代,8吨标媒;欧洲80年代,6吨标媒; 日本90年代,4吨标媒;韩国1997,年均3.9吨标媒。,1.4 我国能源生产和利用面临问题,33,我国能源面临问题,单位产品能耗较高,我国资源相对不足,我国能源结构不良,环境问题非常严重,1.4 我国能源生产和利用面临问题,能源的利用效率低,34,单位产品能耗较高,1.4 我国能源生产和利
12、用面临问题,35,能源利用效率低,1.4 我国能源生产和利用面临问题,36,我国能源结构不良,我国是世界上为数不多的几个以煤炭为主的国家之一,高 达70% 能源消费模式偏离当前世界以油气燃料为主的基本趋势。,1.4 我国能源生产和利用面临问题,37,环境问题非常严重,煤炭等化石燃料大量燃烧造成严重大气污染,燃 煤 电 厂 排 放 的 污 染 物 种 类,1.4 我国能源生产和利用面临问题,38,2004年我国与国外火电厂污染物排放率比较(克/千瓦时),根据2004年中国环境状况公报,2004年全国 SO2排放量为2254.9万吨,为全国SO2排放总量的50% 火电厂NOx排放估算为650万吨/
13、年 烟尘排放估算为275万吨/年,1.4 我国能源生产和利用面临问题,39,2006年全球CO2排放量前5位的国家,4,日 本,5,5.83,印 度,4,6.61,俄罗斯,3,27,中 国,2,28,美 国,1,CO2排放量(亿吨),国 家,位 次,1.4 我国能源生产和利用面临问题,40,排放量,751-961,726,煤,石油,天然气,428,主要常规能源CO2排放量(克/千瓦时),常规能源中,煤炭的二氧化碳排放量最大 天然气造成的污染最小,1.4 我国能源生产和利用面临问题,41,不同发电方式生命周期内CO2排放的比较,太阳能、风能等可再生能源的二氧化碳排放要远远小于煤炭等常规能源,1.
14、4 我国能源生产和利用面临问题,42,化石燃料造成严重的环境问题,1.4 我国能源生产和利用面临问题,43,温室气体的作用,44,中新网北京2006年11月16日消息: 设在华盛顿的地球政策研究所15日说,由于温室效应造成海平面上升,大洋洲岛国图瓦卢的居民将被迫举国搬迁。,气温上升、冰川熔化、海平面上升。,1.4 我国能源生产和利用面临问题,06年欧洲出现千年不遇的暖冬,45,加拿大冰山区域不断缩小,K. Suzuki,1.4 我国能源生产和利用面临问题,46,美国航天局给出的南极臭氧层空洞照片,严重的干旱造成物种灭绝 平均每一个小时有一个物种绝灭,47,从1751 到 2004年海表面的 p
15、H从8.25 降低到 8.14:海洋酸化Global Ocean Acidification ,危及海洋生物。,大气层中污染物的增加导致天空变暗Global Dimming:过去半世纪中平均每十年损失阳光2-3。,48,煤炭等化石能源消费严重影响我国环境,温室气体排放总量达到60亿吨二氧化碳当量 近百年来,我国平均气温升高了0.5-0.8 1986 2005年,我国连续出现20个暖冬天气 据343个城市调查,仅1/3达二级空气质量标准,1.4 我国能源生产和利用面临问题,49,煤炭等化石能源消费严重影响我国环境,1/3 国土受到酸雨污染 近一半城镇饮用水源地水质不符合标准 我国年平均降水量平均
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