绿色新能源.ppt
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1、绿色新能源绿色新能源轻化081李茂兵08449120主要内容主要内容n n能源与环境的挑战能源与环境的挑战n n中国与国际能耗指标的比较中国与国际能耗指标的比较n n“新能源新能源”的定义的定义n n新能源利用技术概述新能源利用技术概述n n能源与环境的挑战能源与环境的挑战2006年中国成为位居美国、日本和德国之后的世界第四大经济体,同时也是全球第四大外国直接投资聚集国。中国经济的对外依存度很高,物资与服务的进出口量占GDP(国内生产总值)总量的70%左右,中国已经成为世界制造中心或世界工厂。中国发展规模空前,中国的发展速度也是世界上绝无尽有的:持续几十年的高速GDP增长,快速的工业化,城市化
2、,每年上千万的人爬上轮子以车代步,雨后春笋般的房地产项目。这些都需要强大的能源系统来支撑,也给环境带来了巨大的压力。从能源角度来讲,中国在很多方面“领先”其他国家:第一大煤第一大煤炭生产与消费大国,第二大能源生产与消费国、第二大石油消费国,炭生产与消费大国,第二大能源生产与消费国、第二大石油消费国,第三大石油进口国、第二大电力市场第三大石油进口国、第二大电力市场。从环境角度来讲,中国是除了二氧化碳之外的所有污染物的最大排放国,而二氧化碳排放量正在赶超美国而将在近期超过美国。2005年全球污染最为严重的20个城市中,中国占了10个席位。发展规模空前发展规模空前:中国石油进口依存度急剧增加。199
3、5年中国还是原油净出口国,而去年原油的进口量达到1亿4千5百万吨,石油总体依存度已达到47%。中国在应对石油安全挑战的能力比较薄弱。比如说战略石油储备尚未到位,缺少保护航运渠道安全的能力,近90%的石油进口靠外国的船只来运等。中国50%以上的石油进口来自于中东地区,政府有很强的意愿实现进口渠道的多样化,但缺少在近期内现实可行的渠道。石油安全形势严峻石油安全形势严峻:资源瓶颈资源瓶颈:中国政府的目标是在2020年实现GDP比2000年翻两番,增长率是每年7%左右。要达到这个目标,需要两组条件。一组叫做必要条件,另外一组叫做充分条件。从经济学的角度,持续的经济增长需要三个必要条件:资本,劳动力,自
4、然资源。在资本投入方面,中国有很高的储蓄率,银行系统有非常充足和便宜的资金来支撑经济的持续发展。从劳动力投入的角度看,中国现在有近七亿五千万劳动力。劳动力的资源很丰富,并且质量也在不断提高。自然资源包括能源资源、矿产资源、土地资源,水资源、最后是环境容量方面的资源。在这些方面,中国都面临着严重的短缺和不可持续性。充分条件包括和平的国际环境,有效应对经济发展的区域不平衡,社会不稳定。金融系统的高效率和抗风险能力也是一个非常重要的充分条件。总体来讲,中国为取得经济长期可持续发展必须要有效地应对在资源和环境方面的重大挑战。能源资源储量中煤炭占92、石油占29、天然气占02、水电占47,这就注定了我国
5、的能源生产和消费结构在相当长的时期内仍以煤炭为主。目前煤炭占70左右,即使采取各种措施,大力发展油、气及可再生能源,可相对减少煤炭所占的比重,但随着能源消费总量的增加,煤炭总量也将增加,大幅度减少煤炭的消费是较难办到的。我国的优化和调整能源结构的思路应从我国资源储量实际出发,在大力开发煤炭替代能源的同时,应在洁净煤技术推广应用上下功夫。能源资源分布不均,能源资源重心偏西偏北,而经济发达区域偏南偏东,常规能源需经长途运输才能满足需求,这给社会和经济带来许多问题。只有因地制宜地注意区域性能源结构调整和优化,在远离能源产地的东南沿海地区发展本地能源和能量密度大的能源(如核能)方可缓解矛盾。煤烟型污染
6、已经给生态环境带来严重的问题;而电力、建材、冶金、化工等能源消费密集的行业又是我国支柱产业,它们占大气污染的70以上。如我国产业结构不发生根本性的改变,仍是冶金、建材、化工大国,则煤烟型污染难以根本解决。我国能源面临着三大突出问题我国能源面临着三大突出问题:环境保护严峻环境保护严峻:目前中国3/4的城市空气污染严重;2005年全球污染最严重的20个城市中,中国占了一半;大气污染导致的经济损失占2005年全国GDP总量的3%,而世界银行预测到2020年损失会达到GDP的13%。中国40%的土地面积遭受酸雨侵蚀。中国大约3/4的河流与湖泊遭受不同程度的污染,大约有100个城市面临严重的水资源短缺危
7、机。目前中国27%的土地面积遭受荒漠化,并且每年逐步从西向东扩散。种种污染情况使得人们的健康状况堪忧,仅在全国最大的11个城市当中,每年由于大气污染导致5万人死亡和40万人染病。煤炭的使用是大气污染的主要来源,分别占飞灰排放的70%、二氧化硫排放90%、二氧化碳排放的70%和氮氧化物排放的67%。而煤矿工的安全生产条件十分恶劣。频繁不断的矿难事故每年要剥夺6000矿工的性命、每生产百万吨煤炭要牺牲3名矿工。另外中国每年有数千名矿工死于呼吸系统疾病。我国环境问题的产生和环境污染的加剧,有以下几个因素:我国环境问题的产生和环境污染的加剧,有以下几个因素:人口压力。我国人口已达13亿,约占世界人口的
8、五分之一,这使得我国土地等各项自然资源的人均占有量在世界各国中都排在较后的位置。为求得如此庞大人口的生存,不得不扩大和加深对自然资源的索取,而难以顾及由此对生态环境产生的不利影响。而且,在今后相当长的时期内,我国人口对生态环境的压力仍存在逐渐加重的趋势。经济发展的压力。我国目前还处在经济文化比较落后的社会主义初级阶段,经济建设是社会主义建设的中心任务。然而,几十年来的历史表明,我国的环境问题(尤其是环境污染)与经济发展存在着一定程度的正相关性。即经济越发展,对环境的压力就越大,环境问题也越严重。而且,今后一段时间内,这种正相关还难以改变,经济发展对环境的压力将继续增大。特别是城市化和工业化的发
9、展,将使越来越多的废弃污染物排入环境。改善环境的经济承受力较弱。我国经济的快速发展和仍然较落后的经济现状,一方面对环境产生强烈的冲击和破坏,导致严重的环境问题;另一方面又拿不出足够的资金来控制和治理环境问题,改善环境质量。美国开始大规模治理环境问题时,人均国民生产总值达11000美元,日本虽较低,也超过了4000美元。中国目前人均国民生产总值仅2000美元,人民的生活水平还很低,况且还要兼顾基础建设、交通、通讯、文化教育等多方面的投资需求。因此,在目前的国力下,社会还无力集中更多的资金来改善环境质量,也很难指望在近期内经济实力发展到足以跨越环境问题这一关。社会心理对环境质量的期望值不高。在不同
10、的社会经济背景下,或是处于不同的发展阶段,人们对于环境质量的需求和选择有着很大的不同。为环境所付出的代价随时间、收入、价值观念等而发生变化。我国尚处于发展的初级阶段,人们更多关心通过生产来满足各项基本的消费需求,而对于更高一级的环境享受则属于奢求之列,环境意识淡漠。这一方面导致在生产过程中对环境产生更多的本来可以避免的破坏,另一方面使对环境治理、监督的社会驱动力减小。上述因素对环境会产生很大的压力,但如果我们在经济增长方式以及发展观上遵循可持续发展理念,则可能最大程度减少这些因素对环境的不利影响。问题是,“先污染后治理”的传统发展观和“以GDP论英雄”的政绩观在过去的20多年里却大行其道。传统
11、发展观以经济增长作为衡量发展的唯一标志,把一个国家的工业化和由此产生的工业文明当作现代化实现的标志。因此,在现实经济生活中,这一发展观表现为对国民生产总值、对高速增长目标的热烈追求,并成了国家经济发展的目标和动力,也成了政府考核各级官员政绩的一个最重要指标。应该说,传统发展观在某个历史时期有其必要性。但是,也应看到,这种发展观所追求的经济增长没有建立在生态基础之上,没有确保那些支持长期增长的资源和环境基础受到保护和发展,相反,有的甚至以牺牲环境为代价来求得发展,则其结果导致生态系统的失衡或崩溃,最终使得经济发展因失去健全的生态基础而难以持续。比如,在现行的国民生产总值指标中,既没有反映自然资源
12、和环境质量这两种重要价值的丧失程度,也没有揭示一个国家为经济发展所付出的资源和环境代价。反而是环境越污染,资源消耗得越快,国民生产总值增长也就愈加迅速。n n中国与国际能耗指标的比较中国与国际能耗指标的比较1、国际对比的指标体系、国际对比的指标体系世界能源委员会在1995年出版的“应用高技术提供能效一文”中,把“能源效率”定义为:“减少提供同等能源服务的能源投入”,根据这个定义,衡量能源效率的指标可分为经济能源效率和物理能源效率两类。经济能源效率指标又可分为单位产值能耗和解决成本效率(效益);其中单位产值能耗是反映一个国家的综合能源效率指标,是世界各国普遍采用的一个指标。每个国家都有一次能源消
13、耗量和相应的国内生产总值(GDP),两数相除就可以得出单位GDP的能源消耗量,这就是单位产值能耗。物理能源效率,可分为物理能源效率(热效率)和单位产品能耗。中国与发达国家能源效率比较一般是指单位产值能耗,物理能源效率和单位产品能耗的比较。2、单位产值能耗的国际比较、单位产值能耗的国际比较现在有许多人一谈到节能减排,就认为中国的能源利用效率很低,十一五”节能20%是很容易实现的。因为我们每一个单位GDP的能耗是欧美的5到6倍,是日本的9到11倍,我们降40%的潜力是非常大的,我们与其他国家的差距太远了。说中国单位产值能耗与发达国家有那么大的差别这完全是一种误会,这里有许多不可比的因素。单位产值能
14、耗的国际比较是一个复杂的问题。主要问题是按汇率计算的国内生产总值的美元不能反映各国的实际情况,尤其是物价低廉的发展中国家,按购买力平价(PPP)是以一国实际购买力水平为基础,用来计算国内生产总值以美元表示的一种国际币值,计算可能比较接近实际。根据日本能源经济研究所按汇率计算的单位生产总值能耗,2000年中国每百万美元GDP能耗为1274吨标准煤,日本仅131吨标准煤,中国是日本的9.7倍;欧盟为214吨标准煤,中国是欧盟俄6倍;世界平均为377吨标准煤,中国是世界平均的3.4倍;实际上中国产值能耗与发达国家不可能有这么大的差距。按购买力平价(PPP)计算的单位产值能耗,中国与发达国家的差距就很
15、小,2000年中国仅比日本高20%,比发达国家(OECD)平均值甚至低8%。总的说来,中国按汇率计算的单位产值能耗被明显高估,而按PPP计算的产值能耗又可能偏低。用汇率法单位产值能耗直接进行国际比较,特别是同发达国家比较是不恰当的。用PPP法单位产值能耗进行比较,可信度也不高。世界银行在进行中国单位产值能耗的国际比较时,是把中国与条件比较接近的其他发展中国家的平均值进行比较,而不是同日本等发达国家比较,得出2000年中国汇率法单位产值能耗比非OECD国家的平均值高60%左右,1990年高1.4倍左右。这些研究说明单位产值能耗与国际比较是很困难的。据国际货币基金组织最近的计算,如果按名义汇率计算
16、中国2005年的GDP仅为2.22万亿美元,占世界总量的5%,位列世界第四;如果按购买力平价(PPP)计算,中国2005年的GDP为9.41万亿美元,占世界总量的15.4%,位列世界第二。两种计算方法中国GDP总量相差4.2倍,相应的单位GDP产值能耗也要相差4.2倍,这可不是一个很小的差异。但是究竟哪种计量方法更能反映现实?这在学术界至今没有达成共识。如果考虑中国对世界的影响,由于这种影响是通过贸易流、资金流等以现行汇率计价的活动实现的,因此此时用汇率折算的GDP更为合理。但也有学者认为比较各经济体的GDP规模,购买力平价是正确的方法。这几年人民币汇率浮动之后,人民币不断升值,已经由过去的8
17、.3元人民币兑换1美元,变成7.3元人民币兑换1美元,如果按汇率法来计算中国的单位产值能耗,由于汇率的变化不费吹灰之力,使中国的折美元的单位产值能耗明显降低了。所以有人认为,要使中国的单位产值能耗水平很快降下来,使中国折美元的单位产值能耗不再落后,最简单的办法是让人民币赶快升值。单位产值能耗受许多因素影响,上面仅仅分析了其中最突出的一个因素,其他还有各国的历史发展阶段、能源结构、社会因素、自然因素、体制因素、价格因素、技术因素、政策因素等等。下面再分析几个影响较大的因素。1)各国的历史发展阶段不同,单位产值能耗会有相当大的差别。发达国的发展经验表明,单位产值能耗相对于人均产值通常遵循一条钟形曲
18、线,这条曲线可以被比作一座小山,为了发展经济拒绝高收入水平,每个国家的单位产值能耗有一个上升过程,达到顶峰后再逐步下降,发达国家已经完成了工业化,单位产值能耗处于下降阶段;中国和一些发展中国家还处在工业化阶段,单位产值能耗处于上升阶段;中国单位产值能耗高于发达国家是由于所处的历史发展阶段不同造成的,中国完成了工业化之后,中国的单位产值能耗也必然会下降的。当然中国在工业化阶段,尽量走新型工业化道路,尽可能降低单位产值能耗。2)能源结构对单位产值能耗的影响。我们都知道石油、天然气的能源利用效率要大大高于煤炭。发达国家的一次能源消费都是以油、气为主的,能源利用效率高,相应地单位产值能耗低。我国是世界
19、上少有的几个一次能源消费以煤炭为主的国家,煤炭的能源利用效率低,污染重,在同样的条件下,我国的单位产值能耗要比油、气为主的国家高一些。3)社会因素对单位产值能耗的影响。所谓社会因素是指人口数量和素质,消费行为等。中国是世界上人口最多的国家,人口的衣食住行都要消耗能源的,人们为生活需要而消耗的能源不产生产值,因此人口多会使单位产值能耗上升。综上所述,单位产值能耗的国际比较是一个非常复杂的问题,影响的因素很多,到目前为止还没有一种公认的国际比较办法,因此,把中国的能源利用效率说得很落后,把节能减排说得轻而易举,对于正确认识当前节能减排形势的严峻性是不利的。3、物理能源效率的国际比较、物理能源效率的
20、国际比较当人们讲到中国的能源效率时,往往说中国能源效率比发达国家低10个百分点,甚至说:“中国的能源利用效率约为30%,日本和美国在50%以上”,中国的能源效率比日本和美国低20个百分点。所以也认为中国“十一五”规划提出的单位GDP能耗节约20%左右是很容易实现的。其实所谓中国能源效率比发达国家低10个百分点是不可靠的,而所谓中国能源效率比日美低20个百分点更是一种误解,中国的能源利用效率约为30%是能源效率,日本和美国在50%以上是终端利用效率,两者是不同性质的效率,是不可比的。联合国欧洲经济委员会关于物理能源效率(热效率)的评价和计算方法是:能源系统总效率由三部分组成,即开采效率、中间环节
21、效率和终端利用效率。开采效率:是指化石燃料储量的采收效率(回采率)。中间环节效率:包括加工转换效率和贮运效率,后者用能源输运、分配、贮存过程中的损失来衡量。终端利用效率:即终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能源量之比。开采效率、中间环节效率和终端利用效率的乘积为能源系统总效率,中间环节效率与终端利用效率的乘积为能源效率。按照上述定义计算能源效率相当复杂,还存在许多不定的因素,需要详细的动态数据,无论是开采效率,中间环节效率或终端利用效率都难以科学的计算天然气的回采率很高,煤炭、石油的回采率低,一次能源消费中天然气消费量大的国家开采效率就高,这种效率的高低并不是决定于技术水平,而是决定于资源
22、赋存条件,是否合适?大量进口石油、天然气的国家,石油、天然气的回采率是按出口国的回采率还是按进口国本国的回采率来计算?总之,开采效率计算中有许多不正确的因素。中间环节效率:所谓中间环节效率,规定是指加工、转换和贮运的效率。问题是对于加工、转换、贮运损失如何定义?例如煤矿、石油、天然气和电力的自用煤、自用油、自用气、自用电都作了计算,那么这些能源企业使用了非自己生产的能源,如煤矿用的油、气、电力是否也要计入;再说输电损失,应当是发电厂供电量减去终端用户获得的电量计算,而现在电力行业的输电损失没有计入到售用户(包括大用户和供电公司)购电后的输配电损失。另外,中间环节的损失对于进口能源的国家没有或减
23、少了煤矿、气田的损失,靠进口电力过日子的国家没有或减少了电厂的损失,中间环节的损失大大减少,并不能说明他们的节能工作搞得好。从中间环节损失和能耗的计算来看,损失最大的是发电和电厂供热损失,发电、供热用能占一次能源的比重越大,中间环节的损失和能耗就越大,中间环节效率越低,发电、供热实用的能源中煤炭的比重越大,中间环节的损失和能耗就越大,中间环节效率就越低;发电、供热使用的能源中煤炭的比重越大,中间环节的损失和能耗就越大,中间环节效率就越低;热电联产搞得越多,比热电分产的中间环节的损失和能源就越大,中间环节的效率就越低。这种关于能源效率的计算方法违背了电气化可以节能;电力工业最能干净利用煤炭,煤炭
24、要尽可能让电力工业转化为电力使用;以及发展热电联产,冷热电联产可以节约能源的原理的。终端利用效率:即终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能源量之比。这里的有用能与开始时输入的能源量都是很难确定的,而且终端的能源用户数量很多,没有深入的调查和统计资料,是难以精确计算的。由于物理能源效率计算存在种种问题,所以国际上很少计算并公布物理能源效率。在这种情况下,是无法得出中国与世界先进国家在能源效率上的确切差距的。能源效率低的主要原因:一次能源和终端能源消费结构以能效较低的煤炭为主。(注:由于以煤炭为主,开采效率比ECE地区低了一半,这是个重要原因)。能效较低的乡镇工业迅速发展,部分抵消了大中型企业能
25、效的提高。产业结构的变化。终端利用效率相对较低的交通运输的比重明显上升,而终端利用效率较高的工业部门的比重下降。西欧、东欧和前苏联都是以油气为主的国家,与中国以煤炭为主是不可比的,象中国开采效率低下,以及其他几次指标的低下都与以煤炭为主有极大关系,不能全怪中国的产业结构重型化和技术落后。4、单位产品能耗的国际比较、单位产品能耗的国际比较当人们讲到中国的能耗时,往往说中国的单位产品能耗高47%或40%,且不作任何说明,似乎中国所有的工业部门的生产都很落后。其实这是一个很大的误解,一是原来的研究成果上说的是指耗能大的8个工业部门的产品能耗指标平均数与国际先进水平比较的结果,并不是指中国所有用能部门
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