我国面临的能源危机及应对策略文档.pdf

浅谈我国的能源状况及应对能源危机的措施 第 1 页 浅谈我国的能源状况及应对能源危机的措施 能源，对于一个国家来说具有十分重要的作用，它是一个国家发展的动力，也是民生的基本保障。特别是进入二十一世纪以来，随着科技的不断进步，人们对能源的依赖，特别是煤，石油，天然气等化石燃料的依赖更加强烈，能源的直接或者间接消费已深入到我们生活的各个方面。如果没有了能源，我们的生活将寸步难行。在上个世纪，发达国家先后完成了工业化，消耗了地球上的大量自然资源，特别是能源资源，而在本世纪，一些发展中国家正在逐步实现工业，在这个过程中，能源的大量消耗是发展的必然要求。目前，中国是世界上最大的发展中国家，也是世界上能源第二大生产和消费过。当前，处于飞速发展的黄金时期的中国，对能源的需求量巨大，而能源的持续供应，为经济的持续发展提供了有力的支使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。第 2 页 撑。总观我国的能源状况，有如下特点：第一，人均能源资源相对不足，资源质量较差。我国常规能源资源的总储量就其绝对量而言，是较为丰富的。2006 年，煤炭保有资源量 10345 亿吨，剩余探明可采储量约占世界的 13%，列世界第三位。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力资源理论蕴藏量折合年发电量为 6.19 万亿千瓦时，经济可开发年发电量约 1.76 万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的 12%，列世界首位。但我国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的 50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的 1/15 左右。第二，能源消费以煤为主，环境压力加大。煤炭是中国的主要能源，以煤为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式，加大了环境保护的压力。煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源。随着中国机动车保有量的迅速增加，部分城市大气污染已经变成煤 第 3 页 烟与机动车尾气混合型。这种状况持续下去，将给生态环境带来更大的压力。第三，资源约束突出，能源效率偏低。中国优质能源资源相对不足，制约了供应能力的提高；能源资源分布不均，也增加了持续稳定供应的难度；经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对落后，导致单位国内生产总值能耗和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家平均水平，据统计我国单位GDP的煤消耗量是日本的 15 倍，是美国的 8.7倍。这进一步加剧了能源供需矛盾。单纯依靠增加能源供应，难以满足持续增长的消费需求。第四，市场体系不完善，应急能力有待加强。中国能源市场体系有待完善，能源价格机制未能完全反映资源稀缺程度、供求关系和环境成本。能源资源勘探开发秩序有待进一步规范，能源监管体制尚待健全。煤矿生产安全欠账比较多，电网结构不够合理，石油储备能力不足，有效应对能源供应中断和重大突发事件的预警应急体系有待进一步完善和加强。第 4 页 第五，能源供需形势从长期看依然十分紧张。我国的能源生产经过 50 年的努力，取得了十分显著的成绩，能源紧张的矛盾明显缓解。然而与经济的长远发展需要相比，仍存在着较大的差距，特别是洁净高效能源，缺口依然很大。2013 年 10 月，美国能源信息署(EIA)发布报告估算，中国 10 月石油进口量达到每日 630 万桶，超过美国的每日 624 万桶，取代美国成为全球最大石油净进口国。报告预计，2014 年中国的石油需求增速将在 4%左右，达到 5.18 亿吨。石油和原油净进口量将分别达到 3.04 亿吨和 2.98 亿吨，较 2013 年增长 5.3%和 7.1%。石油对外依存度将达到 58.8%。第六，能源环境问题日趋严重，制约了经济社会发展。以城市为中心的环境污染进一步加剧，并开始向农村蔓延，生态破坏的范围仍在继续扩大。大气污染以煤烟型污染为主，烟尘和酸雨危害最大。最近几年，被人们广泛关注的污染物 pm2.5 在很大程度上是由于煤的燃烧造成的。通过分析我国的能源现状，我们不难发现，我国的能源状况不容乐观，能源短缺问题日益严峻。在当前以及以后的相当一段时间 第 5 页 里，能源问题是我们要面临的一大挑战。那么，我们又有那些措施日益严峻的能源问题呢?1，节约资源，提高能源利用效率。在过去的相当一段时间里，我国的经济发展主要依靠粗放的经济模式，单一追求 DGP的增长，造成了资源的大量浪费。据统计我国单位 GDP的能源消耗量是日本的 15 倍，是美国的 8.7倍。由此可见，在提高资源利用率方面，我们有很大的潜能。在节约能源方面，我们可通过调整产业结构，改变经济增长模式，提升科技含量方面来着手。1,1，调整产业结构，改变经济增长模式，发展循环经济。目前，我国的产业的分布存在分散，分割，杂乱无序，随意排污的现象，严重浪费了资源，增加环保治理的成本。而循环经济能有效的这些问题的资源浪费。循环经济发展模式要求从以下几方面调整展业的空间布局，实现生产和消费的有机统一：一是企业内部的清洁生产和资源的循环利用，通过企业内部资源利用最大化，环境污染最小化的集约型获得企业效益；二是产业园区生态工业网络，通过共生 第 6 页 企业间的物质闭路循环和能量多级使用，实现园区总体的资源和能源增值，获得丰厚的经济，环境，社会效益；三是区域和整个社会层次的物质循环流动体系，通过最大限度的理应资源和能源，减少污染物的排放，实现生产与消费的有机联系与可持续发展。1,2，提高生产的科技含量。我国的能源利用率低的很大一部分原因来自于生产设备的老化，生产工艺的落后，而要改变这一局面必须加大科技的输入，研发新设备，开发新工艺以获得最大的生产效益。在我国，乃至于全世界，化工行业一直是一个资源消耗最大的行业，如果化工节能技术有很大的提高，这无疑对整体资源利用率的提高具有非常重要的作用。2，开发新能源，弥补传统能源的短缺，并进一步寻找传统能源的替代品。能源的供不应求必然促使我们去寻找新的能源形式，1980 年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环 第 7 页 境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能。这些新能源的一个共同特点是可以再生，这也就避免了面临能源消耗殆尽的危险。由于新能源的种类较多，在这里，我将重点介绍我认为最具发展潜能的太阳能和核能，以及未来可能发展的新型能源。2,1，太阳能的利用。太阳能是地球上一切能源的来源，地球上的其他能源形式都是通过能量的转化得到的，按照这个思路，若能在能量的源头上做好能量的高效利用，这将为解决人们对能源的需求起到巨大的作用。同时，太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说法，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。目前，对太阳能的利用主要有三种类型：太阳能光伏；太阳能光热；太阳光合成。而目前人们对太阳能的利用主要集中在前两种类型。对于光热的利用，原理较简单，将太阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。通过热力学第二定律，热能不能完全转化为机械能，电能等高品质的能量，从而导致其利用率不高，因此我 第 8 页 认为以家庭为单位的太阳能热水器的使用而减少家用燃料及电能的使用是太阳光热运用的最佳途径。而减少生产成本，扩大太阳能热水器的家庭普及重点。对于太阳能光伏的利用我认为有较大的发展潜力。光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。目前，对光伏的利用，光电的转化率还有待提高，还需要用科技的力量研发新型光伏电池材料，做到在提高光电转化率的同时降低成本，以取代传统能源。对于太阳光合能的运用还有待于科技的进一步发展。植物利用太阳光进行光合作用，合成有机物。因此，可以人为模拟植物光合作用，大量合成人类需要的有机物，提高太阳能利用效率。然而人们对生物体研究还不够深入，但随着生物科技的不断发展，这也必将成为现实。2,2，核能的利用。核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合爱因斯坦的方程 E=mc2;，其中 E=能量，m=质量，c=光速 第 9 页 常量。由此可见质量亏损能够释放大量的能量，这远远高于一般化石燃料燃烧所释放的能量。因此，核能的开发具有巨大的潜力，在弥补当今能源短缺上有很大的必要性。然而，目前对核能的利用还有很大的不足之处：资源利用率低；反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决；核反应的安全性还有待于提高；核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大等。这些不足之处都制约了核能的发展，在很多地方核电的开发多得到人们的反对。当然，这些问题正在一步步的被解决，我们对核反应的控制能力越来越强，安全性也更加可靠，我相信，在不久的将来，核能的运用会不断扩大。2,3，未来的新能源：微生物。在近些年来，生物技术得到了巨大的发展，这一度被人们认为会致使人类的第四次科技革命。的确，生物技术的发展正在一点点的影响着我们的生活，对于生物技术，它具有套件温和，环境友好等特点，因此，也引导了人们开发新能源的思路。世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物发酵，可制成酒精，酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，第 10 页 用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。据报道，巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆，减轻了大气污染。此外，利用微生物可制取氢气，以开辟能源的新途径。3，改变能源的利用方式，最大限度的充分利用燃料内部的化学能，开发高效燃料电池。在传统的能源利用方式中，都是将能源燃烧，将化学能转化为热能，然后直接运用或者再将其转化为机械能，电能再来加以利用，在这个过程中，热能属于低品位的能量，它不能完全转化为机械能，电能等高品位的能量，在这个过程中，必然导致能量的大量损失。然而，化学能向电能的转化可完全，至少在理论上是这样的。于是燃料电池优势便凸显出来了，但是，在实际过程中，正负极材料，电解质的性能对电池效率有很大的影响，因此，提高电极的性能，开发新型，高效电极材料对燃料电池的发展有很大的作用。就目前而言，燃料电池对能量的利用率已远高于火力发电对能量的的利用率，并且燃料电池在能量转化过程中不会造成不必要的 第 11 页 污染，同时燃料电池的运用灵活多变，使用方便。尽管如此，目前并未得到广泛的运用，首先技，术还不够成熟。燃料电池对工作条件的要求较高，效率受环境温度，压力的影响较大。其次，生产成本较高。尽管燃料电池对燃料的利用率较高，但在生产电池过程中，耗费了大量的能量，同时科技成本也十分巨大，这样燃料电池的推广就缺乏了竞争力。再者，燃料电池对燃料的要求较高。燃料电池要求燃料有较高的纯度，这也就增加了燃料的生产成本。以上三个方面，是我认为解决当前能源问题具有可行性的措施。但这些措施的全面实施都面临着巨大的挑战，而科技的进步是这些问题得以解决的有力保证。对未来的世界，能源的获取方式必将是多种多样的，而这些方式的有机统一，将或许成为未来世界的能源格局！