發(fā)展中國家如何走能源可持續(xù)發(fā)展之路

1、發(fā)展中國家如何走能源可持續(xù)發(fā)展之路能源與可持續(xù)發(fā)展結(jié)課論文于洋5090309580測控技術(shù)與儀器專業(yè)F0903023班發(fā)展中國家如何走能源可持續(xù)發(fā)展之路摘要隨著能源資源的日益緊張，能源可持續(xù)發(fā)展問題成為各國共同關(guān)注的核心。相比與德國、日本等發(fā)達(dá)國家，發(fā)展中國家國能源可持續(xù)發(fā)展水平落后許多，需要在推進(jìn)能源可持續(xù)方面付出許多的努力。本文以我國為例，簡要探討了發(fā)展中國家如何走能源可持續(xù)發(fā)展的道路。關(guān)鍵詞：能源可持續(xù)發(fā)展發(fā)展中國家開發(fā)利用科研目錄TOC o 1-5 h z0引言31我國能源資源概況31.1我國能源總量及其生產(chǎn)消費情況.31.2我國能源資源儲量的國際比較41.2.1石油儲量的國際對比41

2、.2.2天然氣儲量的國際對比51.2.3煤炭儲量的國際對比52我國能源可持續(xù)發(fā)展的思路62.1傳統(tǒng)能源的合理利用62.1.1煤的直接液化.72.1.2整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電72.2新能源的有效開發(fā)93總結(jié)100引言能源是推動國家發(fā)展及經(jīng)濟(jì)活動的基本動力,它的重要性不言而喻。但由于世界能源資源產(chǎn)地與能源消費中心相距較遠(yuǎn),特別是隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、世界人口的劇增和人民生活水平的不斷提高,世界能源需求量持續(xù)增大,由此導(dǎo)致對能源資源的爭奪日趨激烈、環(huán)境污染加重和環(huán)保壓力加大，從而導(dǎo)致各類環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會問題的出現(xiàn)。“發(fā)展中國家”，通常是指那些經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生活水平相對較低，尚處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會向現(xiàn)

3、代工業(yè)社會轉(zhuǎn)變過程中的國家。通常指包括亞洲、非洲、拉丁美洲及其他地區(qū)的130多個國家，占世界陸地面積和總?cè)丝诘?0%以上。發(fā)展中國家地域遼闊，人口眾多，有廣大的市場和豐富的自然資源。中國是最大的發(fā)展中國家。我國過去的以能源高消耗支撐經(jīng)濟(jì)高速增長的發(fā)展模式,導(dǎo)致了目前不得不面對石油進(jìn)口量不斷增長,以及電力、天然氣、煤炭和石油產(chǎn)品頻繁短缺等問題,面對快速推進(jìn)的工業(yè)化進(jìn)程,能源問題愈來愈成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。同時,由于世界能源市場發(fā)生劇烈動蕩,國際原油價格急劇攀升,高漲的國際油價提高了我國經(jīng)濟(jì)增長的能源成本,能源問題也因此成為了我國政府和社會高度關(guān)注的問題。實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展成為了我國實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社

4、會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。本文將以中國為例探討發(fā)展中國家如何走可持續(xù)發(fā)展之路。1我國能源資源概況1.1我國能源總量及其生產(chǎn)消費情況我國石油資源極度緊張，天然氣資源比較有限，煤炭資源相對豐富。2005年，我國石3油基礎(chǔ)儲量為248972.1萬t，天然氣基礎(chǔ)儲量為28185.4億m，煤炭基礎(chǔ)儲量為3326.4億t，按照當(dāng)年各種能源的消費量來計算，我國當(dāng)年的石油基礎(chǔ)儲量只能消費8年多（當(dāng)年每天原油消費量為82.4萬t），天然氣基礎(chǔ)儲量只能消費59年（當(dāng)年每天天然氣消費量為1.3億3m），煤炭基礎(chǔ)儲量只能消費153年（當(dāng)年每天煤炭消費量為593.8萬t）；2007年，我國3石油基礎(chǔ)儲量為283253.7

5、7萬t，天然氣基礎(chǔ)儲量為32123.63億m，煤炭基礎(chǔ)儲量為3261.26億t，按照2007年各種能源的消費量來計算，我國2007年的石油基礎(chǔ)儲量只能消費8年多（當(dāng)年每天原油消費量為93.2萬t），天然氣基礎(chǔ)儲量只能消費46年（當(dāng)年每天天3然氣消費量為1.9億m），煤炭基礎(chǔ)儲量只能消費126年（當(dāng)年每天煤炭消費量為708.6萬t）。從這些數(shù)據(jù)來看，我國的石油資源尤其緊張，而天然氣、煤炭資源也不容樂觀，并且2007年和2005年的對比也明顯看出我國對能源的消費在加速，能源的基礎(chǔ)儲量可供未來消費的年限還將進(jìn)一步縮短。我國能源資源的生產(chǎn)和消費過度依賴傳統(tǒng)化石能源。2007年我國能源生產(chǎn)總量為2354

6、45萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中原煤占76.6%，原油占11.3%，天然氣占3.9%，水電、核電和風(fēng)電占8.2%，如圖1所示，傳統(tǒng)化石能源的比重達(dá)到91.8%。2007年我國能源消費總量為265583萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中原煤占69.5%，原油占19.7%，天然氣占3.5%，水電、核電和風(fēng)電占7.3%，如圖2所示，傳統(tǒng)化石能源的比重高達(dá)92.7%。我國能源生產(chǎn)和消費對傳統(tǒng)化石能源的過度依賴，會使我國在未來的能源發(fā)展道路上越來越被動。1.2我國能源資源儲量的國際比較在分析了我國的能源基礎(chǔ)儲量、能源生產(chǎn)和消費情況后，下面從國際對比的視角來分析我國2007年底已探明石油、天然氣、煤炭、水資源和鈾礦資源的儲量情況。1.

7、2.1石油儲量的國際對比我國石油儲量與世界資源豐富地區(qū)相比，顯得嚴(yán)重不足。從2007年底已探明的石油儲量來看，我國的儲量要低于美國、加拿大等發(fā)達(dá)國家，更遠(yuǎn)低于俄羅斯、中東、非洲等石油資源豐富的國家和地區(qū)。圖3給出了2007年底我國石油儲量與世界主要國家和地區(qū)的對比情況，我國已探明石油儲量僅為21億t，而俄羅斯高達(dá)109億t，中東地區(qū)高達(dá)102.9億t，非洲地區(qū)高達(dá)156億t，美國、加拿大也分別有36億t和42億t。已探明石油儲量的國際對比進(jìn)一步說明我國的石油儲量與我國的經(jīng)濟(jì)總量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不相適應(yīng)，我國的石油資源形勢緊張。麻仙嵐也授電、鳳電g12007年我國備誼生產(chǎn)堵柏IIA22007國能源

8、消費結(jié)恂占16生產(chǎn)總it的比直阿占羸陳滔冊思IT的疋直矚衆(zhòng)石諭i也_.劑矗工hLo水電-棧電.氐Hi1.2.2天然氣儲量的國際對比我國天然氣儲量與世界資源豐富地區(qū)相比，呈現(xiàn)出與石油資源國際對比類似的特點，也顯得嚴(yán)重不足。圖4給出了2007年底我國天然氣儲量與世界主要國家和地區(qū)的對比情況，333我國僅為1880億m，而俄羅斯高達(dá)44650億m，中東地區(qū)高達(dá)73210億m，非洲地區(qū)高達(dá)333314580億m，美國、加拿大、澳大利亞也分別有5980億m、1630億m和2510億m。從已探明天然氣儲量來看，世界資源分布極不平衡，我國的天然氣儲量與世界主要經(jīng)濟(jì)體比顯得過低，不能滿足我國經(jīng)濟(jì)長期持續(xù)發(fā)展的

9、需要。1.2.3煤炭儲量的國際對比從國際比較來看，我國煤炭資源比較豐富，但是與美國、俄羅斯相比還有較大差距。圖5給出了2007s641-OBfi4-探朗儲樹億I156JJ)-TJ)J)flcJt.1/fzl1xt.Jfl.圖32007年底我國已探明石油儲量的國際比較探明儲MO圖32007年底我國已探明石油儲崔的國際比較年底我國煤炭儲量與世界主要國家和地區(qū)的對比情況，我國已探明各種煤炭資源總儲量（包括無煙煤、煙煤、亞煙煤和褐煤）居世界第3，無煙煤和煙煤已探明儲量僅次于美國居世界第2，亞煙煤和褐煤已探明儲量居世界第3，煤炭資源除美國、俄羅斯聯(lián)邦和中國較為豐富之外，澳大利亞、印度是相對比較豐富的國家

10、。2007年，已探明煤炭資源總儲量情況是：美國2427.21億t，俄羅斯聯(lián)邦1570.1億t，中國1145億t，澳大利亞766t，印度564.98億t，非洲491.03億t，巴西70.68億t，加拿大65.78億t；已探明無煙煤和煙煤儲量情況是：美國1122.61億t，中國622億t，印度522.4億t，俄羅斯聯(lián)邦490.88億t，非洲地區(qū)489.29億t，澳大利亞371億t；已探明亞煙煤和褐煤情況是：美國1304.6億t，俄羅斯聯(lián)邦1079.22億t，中國523億t，澳大利亞395億t，巴西70.68億t，印度42.58億t，加拿大31.07億t。從已探明煤炭資源儲量來看，我國的煤炭儲量相對

11、比較豐富，總量位居世界第3，但是從前面第1部分的分析知，我國的煤炭資源按照當(dāng)前的消費速度也只能使用100多年，因此不能盲目樂觀。2我國能源可持續(xù)發(fā)展的思路我國能源資源的現(xiàn)狀迫切要求我們走能源可持續(xù)發(fā)展道路，世界各國的能源發(fā)展戰(zhàn)略也為我國提供了借鑒和參考。我認(rèn)為，能源可持續(xù)發(fā)展主要的方向有兩個：傳統(tǒng)能源的合理利用與新能源的有效開發(fā)。2.1傳統(tǒng)能源的合理利用傳統(tǒng)能源主要有：原煤、焦?fàn)t煤氣、天然氣、汽油、煤油、柴油、液化石油氣等。這些也是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常能接觸到得能源。在使用這些能源時，我們發(fā)現(xiàn)其利用率不是特別的高，而且還不同程度地對環(huán)境產(chǎn)生了污染。我認(rèn)為傳統(tǒng)能源的合理利用有2個發(fā)展方向，其一是對

12、能源的合理使用，盡量最大限度地提高能源的利用效率，不浪費能源，不消耗本不該消耗的能源；其二則是通過對消耗能源的終端設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級來實現(xiàn)對能源需用量的降低。下面我將以兩個具體的例子來闡述。2.1.1煤的直接液化中國作為最大的發(fā)展中國家,能源的發(fā)展應(yīng)建立在安全、多樣性和可持續(xù)性的基礎(chǔ)上。中國能源依賴于大規(guī)模地、長期地從國際市場上購進(jìn)石油是危險的。世界石油的產(chǎn)量將受限于石油資源的儲量,在新能源未被大規(guī)模地開發(fā)使用之前,煤直接液化是緩解一次能源資源結(jié)構(gòu)與消費結(jié)構(gòu)矛盾和實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的一項可行、有效的技術(shù)途徑。早在1913年德國的柏吉烏斯(Bergius就首先研究出煤的高壓加氫,從而為煤的直接液化

13、奠定了基礎(chǔ),并獲得世界上第一個煤直接液化專利。1927年德國在萊那(Leuna建立了世界上第一個煤直接液化廠,規(guī)模為10萬t/a。19361943年德國又有11套煤直接液化裝置建成投產(chǎn)，到1944年生產(chǎn)能力達(dá)到423萬t/a。在近些年，不少國家相繼完成了日處理干煤為150600t/d的中試廠的建設(shè)和運轉(zhuǎn)，如德國的IGOR工藝、美國的HTI工藝和日本的NEDOL工藝等，所以煤的直接液化在技術(shù)上可行而較成熟的。中國多煤少油的能源格局和相對低廉的勞動力成本，高油價、低煤價的獨特條件，使得中國煤直接液化商業(yè)化前景完全不同于西方發(fā)達(dá)國家。為了比較全面地評價和論證直接煤液化在中國的商業(yè)化前景，中國政府有關(guān)

14、部門與德國、美國和日本有關(guān)部門達(dá)成了共同進(jìn)行中國煤直接液化可行性研究的協(xié)議。這些研究均已經(jīng)完成,研究成果將為中國政府的決策提供了依據(jù)。中國是世界上最大的煤炭消費國,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。改變煤煙型大氣污染最直接、有效的措施是改變能源結(jié)構(gòu),即用相對潔凈的能源（如石油、天然氣取代煤炭,改變煤炭利用方式,潔凈使用煤炭是治理環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)實選擇,其中煤直接液化是一條可行有效的技術(shù)途徑。在煤液化過程中,煤中99%的硫在液化過程中以硫磺的方式得以回收,這就從根本上保證了煤液化工程是一項潔凈使用煤炭、改善環(huán)境質(zhì)量的工程。用煤液化制成的汽油與柴油其質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的指標(biāo)

15、,其中硫、氮雜原子含量比規(guī)定值還要低。由于煤液化廠的設(shè)計考慮了目前環(huán)境法規(guī)所有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章,所以建成后的煤液化廠對周圍環(huán)境不會產(chǎn)生破壞性的影響。2.1.2整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電二十世紀(jì)八十年代以來，基于國家能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國際產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的需要，先進(jìn)的潔凈煤發(fā)電技術(shù)逐漸成為了世界各國在能源領(lǐng)域的主要競爭熱點。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IntegratedGasificationCombinedCycle，以下簡稱IGCC）發(fā)電是當(dāng)今國際上最引人注目的新型、高效的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一。IGCC發(fā)電系統(tǒng)把環(huán)境友好的煤氣化技術(shù)和高效的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了煤炭資源的高效、潔凈利用，具

16、有高效、潔凈、節(jié)水、燃料適應(yīng)性廣、易于實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)等優(yōu)點,并且與未來二氧化碳近零排放、氫能經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相容，是二十一世紀(jì)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。其基本工藝過程為：圖6IGCC工藝流程煤（或者其他含碳燃料，如石油焦、生物質(zhì)等）經(jīng)氣化生成中低熱值合成氣，經(jīng)過除塵、脫硫等凈化工藝成為潔凈的合成氣供給燃?xì)廨啓C(jī)燃燒做功，燃?xì)廨啓C(jī)排氣余熱和氣化島顯熱回收熱量經(jīng)余熱鍋爐加熱給水產(chǎn)生過熱蒸汽，帶動蒸汽輪機(jī)發(fā)電，從而實現(xiàn)了煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電過程。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電具有很高的發(fā)電效率，在目前技術(shù)水平下，IGCC發(fā)電的凈效率可達(dá)43%45%，今后可望達(dá)到更高；并且它還有極好的環(huán)保性能，

17、污染物的排放量僅為常規(guī)燃煤電站的1/10，脫硫效率可達(dá)99%，二氧化硫排放極低，氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15%-20%，耗水只有常規(guī)電站的1/2-1/3，符合中國的可持續(xù)發(fā)展道路。目前，由于IGCC技術(shù)的發(fā)展、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高和石油、天然氣等能源價格走勢等多重因素，IGCC正逐步從商業(yè)示范走向商業(yè)應(yīng)用階段。據(jù)統(tǒng)計，全世界已經(jīng)運行的IGCC電站有59座，最高發(fā)電效率已達(dá)45%，為IGCC未來電站建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗。全球已經(jīng)宣布或正在規(guī)劃中的IGCC項目大約50多個（圖7）。從圖7看出，全球只有少數(shù)幾個IGCC項目被延期或取消，更多的IGCC發(fā)電廠將在2010-2013年以后實現(xiàn)商業(yè)運行。而且從

18、國外的最新研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢來看，經(jīng)過多年的發(fā)展，IGCC技術(shù)正在逐步走向大規(guī)模的商業(yè)運行。作為可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)潔凈煤技術(shù)，IGCC將是未來能源系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)之一。輪肌氮汽輸出動丿J,11癩汽低壓蠱汽煤蛙觸處理-化世：工4宙思處T氮nJ”*敘A編滬血汽機(jī)刪I發(fā)電丄琥圖7全球IGCC項目發(fā)展情況2.2新能源的有效開發(fā)在能源開發(fā)利用方面談?wù)撟疃嗟闹饕菍稍偕茉春托履茉吹睦脝栴}，世界上新的主要替代能源必須滿足4個條件:1.這種新能源資源必須足夠豐富;2.這種新能源的技術(shù)必須足夠成熟;3.這種新能源的價格必須足夠低廉;4.這種新能源的使用必須足夠安全、清潔。目前，主要有核能、太陽能、風(fēng)

19、能、氫能、海洋能、地?zé)崮?、燃料電池、生物質(zhì)能等八種。就我國而言，水能、風(fēng)能和太陽能資源都比較豐富，而且已經(jīng)具備了開發(fā)利用的能力，盡管目前開發(fā)利用的過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，這些可再生能源的開發(fā)利用將為我國能源的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)重要力量。而氫能、核聚變等能源尚未形成現(xiàn)實生產(chǎn)力，但科技進(jìn)步已經(jīng)給人們帶來希望。氫能是未來有發(fā)展前景的能源之一，有可能成為一種非常清潔的新型燃料，一旦非化石能源廉價制氫、安全貯氫輸氫、高效耐用燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)得到解決，尤其是太陽能、核能、生物質(zhì)能大規(guī)模制氫的技術(shù)取得突破，氫能將得到有效利用。面，以核能為例，具體闡述如何進(jìn)行新能源的開發(fā)。U擔(dān)!-葉嗖餵

20、曰IE叵GAOJJ0M|-0i|：|4i|rii|Kfir-WlPArerlficIuiInfK4JIFlf&tan.yQllljjir|ZrpjUrra.QlhiaCUfEOl*RKU紜3、IVDQ=1Qi.：i!；Ea斗怒rni|MiT|核能是20世紀(jì)下半葉發(fā)展起來的重要能源資源,是人類能源生產(chǎn)的一個重要里程碑,半個世紀(jì)中核能發(fā)展經(jīng)歷了不少波折,70年代得到大發(fā)展。核能包括核裂變能和核聚變能。其中核裂變能是當(dāng)今核能利用的主要形式,主要是用中子打擊原子核,核裂變后釋放大量能量。核能是我國可持續(xù)發(fā)展中不可替代的重要能源,核能利用對我國長期的能源政策起著至關(guān)重要的作用,表現(xiàn)之一就是保障我國的能源

21、安全。當(dāng)今世界,能源安全已經(jīng)成為國家安全的一部分。我國長期以來一直是以煤炭為主,大量開采使得煤炭資源儲備量逐漸下降；且隨著石油消費量的增加,我國對外石油依賴性越來越強(qiáng),國家能源安全將受到影響。通過發(fā)展核電,就可以避免過分依賴煤炭、石油、天然氣等不可再生能源,3Dt6*2U13年有利于應(yīng)對國際市場上不穩(wěn)定的石油和天然氣價格,同時使得能源結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化,進(jìn)而大大加強(qiáng)國家能源安全。并且，利用核能發(fā)電可以有效地緩解化石燃料造成的環(huán)境污染。由表1可見，一個100萬kW的燃煤火電廠，每年大概消耗350萬噸煤，排出CO2600萬噸，SO2400萬噸，NOX2.2萬噸和灰塵32萬噸；而一座規(guī)模相同的壓水堆核電站

22、，每年只消耗2030噸低濃縮鈾，除產(chǎn)生30噸乏燃料和800噸左右的低放廢物外，其他幾乎為零，且核電站這些少量廢物經(jīng)壓實處理后,對環(huán)境危害影響很小。另外,關(guān)于核電站放射性,目前生活在核電站周圍的居民每年接受的輻射劑量在0.01毫希左右，差不多僅相當(dāng)于乘飛機(jī)在7000m高空飛行2h左右所接受的劑量，而同樣大小的火電站釋放出的放射性物質(zhì)是核電站的10倍左右。以秦山核電站來說,通過對秦山核電廠30萬kW壓水堆兩年的環(huán)境測量表明，核電站周圍50km范圍內(nèi)輻射劑量與運行前相比并沒有明顯的變化，仍在天然放射性本底漲落范圍內(nèi)。不過核電作為一種清潔的能源，并非指它對環(huán)境沒有污染，對公眾沒有任何威脅。核電也有潛在

23、的危險性，表現(xiàn)有：發(fā)生事故時，放射性物質(zhì)大量釋放會嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，切爾諾貝利，日本都出現(xiàn)過；高放射性核廢物處置不當(dāng)對人與環(huán)境產(chǎn)生威脅等，這也是綠色和平組織強(qiáng)烈反對的。因此，我們還需要改善核廢料處理技術(shù);改善核電站的安全防護(hù)技術(shù)，包括使用安全性能較好的核反應(yīng)堆類型，改善核裂變發(fā)電站防泄漏、防污染等安全技術(shù)。我國核能發(fā)電起步較晚，1991年自行設(shè)計并建造了秦山核電站；1994年引進(jìn)國外技術(shù)設(shè)備，建成了大亞灣核電站。目前，我國在世界核能消費量前15位國家（和地區(qū)）中，僅位居第10位，中國要實現(xiàn)擴(kuò)大后的發(fā)電量目標(biāo)，需要在2020年之前新建20多座核電站，中國為這些核電站項目制定的官方預(yù)算為每座核反應(yīng)堆15億至20億美元?？紤]到核能安全和對負(fù)荷變動的適應(yīng)性比較差等因素，核能不宜作為主導(dǎo)能源。核能技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)定位于兩個方面:一方面要跟蹤國際先進(jìn)水平，引進(jìn)、消化國外先進(jìn)技術(shù);另一方面，要有戰(zhàn)略眼光，著眼長遠(yuǎn)發(fā)展一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，提高我國在能源領(lǐng)域的競爭力。同時，我們還迫切需求大批核電人才,這就要求國家相關(guān)單位加快核電人才的培養(yǎng)，力爭到2020年能夠?qū)崿F(xiàn)核電的戰(zhàn)略目