能源

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能源就是向自然界提供能量轉化的物質礦物質能源,核物理能源,大氣環流能源,地理性能源)。能源是人類活動的物質基礎。在某種意義上講,人類社會的發展離不開優質能源的出現和先進能源技術的使用。在當今世界,能源的發展,能源和環境,是全世界、全人類共同關心的問題,也是我國社會經濟發展的重要問題。

能源

  物質、能量和信息是構成自然社會的基本要素。   「能源」這一術語,過去人們談論得很少,正是兩次石油危機使它成了人們議論的熱點。能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力,是人類賴以生存的基礎。自工業革命以來,能源安全問題就開始出現。在全球經濟高速發展的今天,國際能源安全已上升到了國家的高度,各國都制定了以能源供應安

能源

全為核心的能源政策。在此後的二十多年裡,在穩定能源供應的支持下,世界經濟規模取得了較大增長。但是,人類在享受能源帶來的經濟發展、科技進步等利益的同時,也遇到一系列無法避免的能源安全挑戰,能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環境污染等問題威脅著人類的生存與發展。   那麼,究竟什麼是「能源」呢?關於能源的定義,目前約有20種。例如:《科學技術百科全書》說:「能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源」;《大英百科全書》說:「能源是一個包括著所有燃料流水、陽光和風的術語,人類用適當的轉換手段便可讓它為自己提供所需的能量」;《日本大百科全書》說:「在各種生產活動中,我們利用熱能、機械能、光能、電能等來作功,可利用來作為這些能量源泉的自然界中的各種載體,稱為能源」;我國的《能源百科全書》說:「能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源。」可見,能源是一種呈多種形式的,且可以相互轉換的能量的源泉。確切而簡單地說,能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。   能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產生各種能量(如熱量、電能、光能和機械能等)或可作功的物質的統稱。是指能夠直接取得或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源,包括煤炭、原油、天然氣、煤層氣、水能、核能、風能、太陽能、地熱能、生物質能等一次能源和電力、熱力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源.   能源(Energy Source )亦稱能量資源或能源資源,為人類的生產和生活提供各種能力和動力的物質資源,是國民經濟的重要物質基礎,未來國家命運取決於能源的掌控。能源的開發和有效利用程度以及人均消費量是生產技術和生活水平的重要標誌。(中國大百科全書、機械工程卷)

分類

  能源種類繁多,而且經過人類不斷的開發與研究,更多新型能源已經開始能夠滿足人類需求。根據不同的劃分方式,能源也可分為不同的類型。主要有以下七種分法。

按來源分為3類:

  ①來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)。除直接輻XX外,併為風能、水能、生物能和礦物能源等的產生提供基礎。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的。它們實質上是由古代生物固定下來的太陽能。此外,水能、風能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉換來的。

能源分類(9張)   ②地球本身蘊藏的能量。通常指與地球內部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源,如原子核能、地熱能等。溫泉和火山爆發噴出的岩漿就是地熱的表現。地球可分為地殼、地幔和地核三層,它是一個大熱庫。地殼就是地球表面的一層,一般厚度為幾公里至70公里不等。地殼下面是地幔,它大部分是熔融狀的岩漿,厚度為2900公里。火山爆發一般是這部分岩漿噴出。地球內部為地核,地核中心溫度為2000度。可見,地球上的地熱資源貯量也很大。   ③地球和其他天體相互作用而產生的能量。如潮汐能。

按能源的產生方式分類

  有一次能源和二次能源。前者即天然能源,指在自然界現成存在的能源,如煤炭、石油、天然氣、水能等。後者指由一次能源加工轉換而成的能源產品,如電力、煤氣、蒸汽及各種石油製品等。一次能源又分為可再生能源(水能、風能及生物質能)和非再生能源(煤炭、石油、天然氣、油頁岩等),其中煤炭、石油和天然氣三種能源是一次能源的核心,它們成為全球能源的基礎;除此以外,太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的範圍內;二次能源則是指由一次能源直接或間接轉換成其他種類和形式的能量資源,例如:電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等能源都屬於二次能源。

能源 分類

按能源性質

  有燃料型能源(煤炭、石油、天然氣、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、風能、地熱能、海洋能)。人類利用自己體力以外的能源是從用火開始的,最早的燃料是木材,以後用各種化石燃料,如煤炭、石油、天然氣、泥炭等。現正研究利用太陽能、地熱能、風能、潮汐能等新能源。當前化石燃料消耗量很大,而且地球上這些燃料的儲量有限。未來鈾和釷將提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚變的技術問題得到解決,人類實際上將獲得無盡的能源。

根據能否造成污染分

  根據能源消耗后是否造成環境污染可分為污染型能源和清潔型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清潔型能源包括水力、電力、太陽能、風能以及核能等。

根據能源使用的類型

  又可分為常規能源和新型能源。   利用技術上成熟,使用比較普遍的能源叫做常規能源。包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源。   新近利用或正在著手開發的能源叫做新型能源。新型能源是相對於常規能源而言的,包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能、氫能以及用於核能發電的核燃料等能源。由於新能源的能量密度較小,或品位較低,或有間歇性,按已有的技術條件轉換利用的經濟性尚差,還處於研究、發展階段,只能因地制宜地開發和利用;但新能源大多數是再生能源。資源豐富,分佈廣闊,是未來的主要能源之一。

按能源的形態特徵

  或轉換與應用的層次對它進行分類。世界能源委員會推薦的能源類型分為:固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質能、風能、核能、海洋能和地熱能。其中,前三個類型統稱化石燃料或化石能源。已被人類認識的上述能源,在一定條件下可以轉換為人們所需的某種形式的能量。比如薪柴和煤炭,把它們加熱到一定溫度,它們能和空氣中的氧氣化合併放出大量的熱能。我們可以用熱來取暖、做飯或製冷,也可以用熱來產生蒸汽,用蒸汽推動汽輪機,使熱能變成機械能;也可以用汽輪機帶動發電機,使機械能變成電能;如果把電送到工廠、企業、機關、農牧林區和住戶,它又可以轉換成機械能、光能或熱能。

商品能源和非商品能源

  凡XX能源市場作為商品銷售的如煤、石油、天然氣和電等均為商品能源。國際上的統計數字均限於商品能源。非商品能源主要指薪柴和農作物殘餘(秸稈等)。1975年,世界上的非商品能源約為0.6太瓦年,相當於6億噸標準煤。據估計,中國1979年的非商品能源約合2.9億噸標準煤。

再生能源和非再生能源

  人們對一次能源又進一步加以分類。凡是可以不斷得到補充或能在較短周期內再產生的能源稱為再生能源,反之稱為非再生能源。風能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質能等是可再生能源;煤、石油和天然氣等是非再生能源。地熱能基本上是非再生能源,但從地球內部巨大的蘊藏量來看,又具有再生的性質。核能的新發展將使核燃料循環而具有增殖的性質。核聚變的能比核裂變的能可高出 5~10倍,核聚變最合適的燃料重氫(氘)又大量地存在於海水中,可謂「取之不盡,用之不竭」。核能是未來能源系統的支柱之一。

中國的能源狀況與政策

  中國是當今世界上最大的發展中國家,發展經濟,擺脫貧困,是中國政府和中國人民在相當長一段時期內的主要任務。20世紀70年代末以來,中國作為世界上發展最快的發展中國家,經濟社會發展取得了舉世矚目的輝煌成就,成功地開闢了中國特色社會主義道路,為世界的發展和繁榮作出了重大貢獻。   中國是目前世界上第二位能源生產國和消費國。能源供應持續增長,為經濟社會發展提供了重要的支撐。能源消費的快速增長,為世界能源市場創造了廣闊的發展空間。中國已經成為世界能源市場不可或缺的重要組成部分,對維護全球能源安全,正在發揮著越來越重要的積極作用。

能源

中國政府正在以科學發展觀為指導,加快發展現代能源產業,堅持節約資源和保護環境的基本國策,把建設資源節約型、環境友好型社會放在工業化、現代化發展戰略的突出位置,努力增強可持續發展能力,建設創新型國家,繼續為世界經濟發展和繁榮作出更大貢獻。   一、能源發展現狀   能源資源是能源發展的基礎。新中國成立以來,不斷加大能源資源勘查力度組織開展了多次資源評價。中國能源資源有以下特點:   —能源資源總量比較豐富。中國擁有較為豐富的化石能源資源。其中,煤炭占主導地位。2006年,煤炭保有資源量10345億噸,剩餘探明可采儲量約占世界的13%,列世界第三位。已探明的石油、天然氣資源儲量相對不足,油頁岩、煤層氣等非常規化石能源儲量潛力較大。中國擁有較為豐富的可再生能源資源。水力資源理論蘊藏量摺合年發電量為6.19萬億千瓦時,經濟可開發年發電量約1.76萬億千瓦時,相當於世界水力資源量的12%,列世界首位。   —人均能源資源擁有量較低。中國人口眾多,人均能源資源擁有量在世界上處於較低水平。煤炭和水力資源人均擁有量相當於世界平均水平的50%,石油、天然氣人均資源量僅為世界平均水平的1/15左右。耕地資源不足世界人均水平的30%,制約了生物質能源的開發。   —能源資源賦存分佈不均衡。中國能源資源分佈廣泛但不均衡。煤炭資源主要賦存在華北、西北地區,水力資源主要分佈在西南地區,石油、天然氣資源主要賦存在東、中、西部地區和海域。中國主要的能源消費地區集中在東南沿海經濟發達地區,資源賦存與能源消費地域存在明顯差別。大規模、長距離的北煤南運、北油南運、西氣東輸、西電東送,是中國能源流向的顯著特徵和能源運輸的基本格局。   —能源資源開發難度較大。與世界相比,中國煤炭資源地質開採條件較差,大部分儲量需要井工開採,極少量可供露天開採。石油天然氣資源地質條件複雜,埋藏深,勘探開發技術要求較高。未開發的水力資源多集中在西南部的高山深谷,遠離負荷中心,開發難度和成本較大。非常規能源資源勘探程度低,經濟性較差,缺乏競爭力。   改革開放以來,中國能源工業迅速發展,為保障國民經濟持續快速發展作出了重要貢獻,主要表現在:   —供給能力明顯提高。經過幾十年的努力,中國已經初步形成了煤炭為主體、電力為中心、石油天然氣和可再生能源全面發展的能源供應格局,基本建立了較為完善的能源供應體系。建成了一批千萬噸級的特大型煤礦。2006年一次能源生產總量22.1億噸標準煤,列世界第二位。其中,原煤產量23.7億噸,列世界第一位。先後建成了大慶、勝利、遼河、塔里木等若幹個大型石油生產基地,2006年原油產量1.85億噸,實現穩步增長,列世界第五位。天然氣產量迅速提高,從1980年的143億立方米提高到2006年的586億立方米。商品化可再生能源量在一次能源結構中的比例逐步提高。電力發展迅速,裝機容量和發電量分別達到6.22億千瓦和2.87萬億千瓦時,均列世界第二位。能源綜合運輸體系發展較快,運輸能力顯著增強,建設了西煤東運鐵路專線及港口碼頭,形成了北油南運管網,建成了西氣東輸大幹線,實現了西電東送和區域電網互聯。   —能源節約效果顯著。1980—2006年,中國能源消費以年均5.6%的增長支撐了國民經濟年均9.8%的增長。按2005年不變價格,萬元國內生產總值能源消耗由1980年的3.39噸標準煤下降到2006年的1.21噸標準煤,年均節能率3.9%,扭轉了近年來單位國內生產總值能源消耗上升的勢頭。能源加工、轉換、貯運和終端利用綜合效率為33%,比1980年提高了8個百分點。單位產品能耗明顯下降,其中鋼、水泥、大型合成氨等產品的綜合能耗及供電煤耗與國際先進水平的差距不斷縮小。   —消費結構有所優化。中國能源消費已經位居世界第二。2006年,一次能源消費總量為24.6億噸標準煤。中國高度重視優化能源消費結構,煤炭在一次能源消費中的比重由1980年的72.2%下降到2006年的69.4%,其他能源比重由27.8%上升到30.6%。其中可再生能源和核電比重由4.0%提高到7.2%,石油和天然氣有所增長。終端能源消費結構優化趨勢明顯,煤炭能源轉化為電能的比重由20.7%提高到49.6%,商品能源和清潔能源在居民生活用能中的比重明顯提高。   —科技水平迅速提高。中國能源科技取得顯著成就,以「陸相成油理論與應用」為標誌的基礎研究成果,極大地促進了石油地質科技理論的發展。石油天然氣工業已經形成了比較完整的勘探開發技術體系,特別是複雜區塊勘探開發、提高油田採收率等技術在國際上處於領先地位。煤炭工業建成一批具有國際先進水平的大型礦井,重點煤礦採煤綜合機械化程度顯著提高。在電力工業方面,先進發電技術和大容量高參數機組得到普遍應用,水電站設計、工程技術和設備製造等技術達到世界先進水平,核電初步具備百萬千瓦級壓水堆自主設計和工程建設能力,高溫氣冷堆、快中子增殖堆技術研發取得重大突破。煙氣脫硫等污染治理、可再生能源開發利用技術迅速提高。正負500千伏直流和750千伏交流輸電示範工程相繼建成投運,正負800千伏直流、1000千伏交流特高壓輸電試驗示範工程開始啟動。   —環境保護取得進展。中國政府高度重視環境保護,加強環境保護已經成為基本國策,社會各界的環保意識普遍提高。1992年聯合國環境與發展大會後,中國組織制定了《中國21世紀議程》,並綜合運用法律、經濟等手段全面加強環境保護,取得了積極進展。中國的能源政策也把減少和有效治理能源開發利用過程中引起的環境破壞、環境污染作為其主要內容。2006年,燃煤機組除塵設施安裝率和廢水排放達標率達到近100%,煙塵排放總量與1980年基本相當,單位電量煙塵排放減少了90%。2006年,全國建成並投入運行的脫硫火電機組裝機容量達1.04億千瓦,超過前10年的總和,裝備脫硫設施的火電機組占火電總裝機的比例由2000年的2%提高到30%。   —市場環境逐步完善。中國能源市場環境逐步完善,能源工業改革穩步推進。能源企業重組取得突破,現代企業制度基本建立。投資主體實現多元化,能源投資快速增長,市場規模不斷擴大。煤炭工業生產和流通基本實現了市場化。電力工業實現了政企分開、廠網分開,建立了監管機構。石油天然氣工業基本實現了上下游、內外貿一體化。能源價格改革不斷深化,價格機制不斷完善。   隨著中國經濟的較快發展和工業化、城鎮化進程的加快,能源需求不斷增長,構建穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系面臨著重大挑戰,突出表現在以下幾方面:   —資源約束突出,能源效率偏低。中國優質能源資源相對不足,制約了供應能力的提高;能源資源分佈不均,也增加了持續穩定供應的難度;經濟增長方式粗放、能源結構不合理、能源技術裝備水平低和管理水平相對落後,導致單位國內生產總值能耗和主要耗能產品能耗高於主要能源消費國家平均水平,進一步加劇了能源供需矛盾。單純依靠增加能源供應,難以滿足持續增長的消費需求。   —能源消費以煤為主,環境壓力加大。煤炭是中國的主要能源,以煤為主的能源結構在未來相當長時期內難以改變。相對落後的煤炭生產方式和消費方式,加大了環境保護的壓力。煤炭消費是造成煤煙型大氣污染的主要原因,也是溫室氣體排放的主要來源。隨著中國機動車保有量的迅速增加,部分城市大氣污染已經變成煤煙與機動車尾氣混合型。這種狀況持續下去,將給生態環境帶來更大的壓力。   —市場體系不完善,應急能力有待加強。中國能源市場體系有待完善,能源價格機制未能完全反映資源稀缺程度、供求關係和環境成本。能源資源勘探開發秩序有待進一步規範,能源監管體制尚待健全。煤礦生產安全欠賬比較多,電網結構不夠合理,石油儲備能力不足,有效應對能源供應中斷和重大突發事件的預警應急體系有待進一步完善和加強。   —青藏高原發現新能源可燃冰 至少350億噸油當量,2009年9月25日在北京介紹,中國地質部門在青藏高原發現了一種名為可燃冰(又稱天然氣水合物)的環保新能源,預計十年左右能投入使用。 在當天的新聞發布會上,張洪濤說,這是中國首次在陸域上發現可燃冰,使中國成為加拿大、美國之後,在陸域上通過國家計劃鑽探發現可燃冰的第三個國家。他介紹,初略的估算,遠景資源量至少有350億噸油當量。   可燃冰是水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態物質,具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點,是公認的地球上尚未開發的最大新型能源

中國能源形勢

  作為世界上最大的發展中國家,中國是一個能源生產和消費大國。能源生產量僅次於美國和俄羅斯,居世界第三位;基本能源消費占世界總消費量的l/10,僅次於美國,居世界第二位。中國又是一個以煤炭為主要能源的國家,發展經濟與環境污染的矛盾比較突出。近年來能源安全問題也日益成為國家生活乃至全社會關注的焦點,日益成為中國戰略安全的隱患和制約經濟社會可持續發展的瓶頸。上個世紀90年代以來,中國經濟的持續高速發展帶動了能源消費量的急劇上升。自1993年起,中國由能源凈出口國變成凈進口國,能源總消費已大於總供給,能源需求的對外依存度迅速XX。煤炭、電力、石油和天然氣等能源在中國都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的結構性矛盾日益成為中國能源安全所面臨的最大難題。   常規能源和新能源其中,已被人類廣泛利用並在人類生活和生產中起過重要作用的能源,稱為常規能源,通常是指煤炭、石油、天然氣、水能等四種。而新近才被人類開發利用、有待于進一步研究發展的能量資源稱為新能源,相對於常規能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。

世界能源消費預測

  據IEA發布的《世界能源展望2008》預測,從2006年至2030年世界一次能源需求從117.3億噸油當量增長到了170.1多億噸油當量,增長了45%,平均每年增長1.6%。全球能源需求的增長率比《世界能源展望2007》預測的要低一些,主要是由於全球能源價格上漲和經濟增長放緩(特別是 OECD 國家)。到2030年化石燃料占世界一次能源構成的80%,比目前略低一些。雖然從絕對值上來看,煤炭需求的增長超過任何其它燃料,但石油仍是最主要的燃料。據估計,2006年城市的能源消耗達79 億噸油當量,占全球能源總消耗量的三分之二,這一比例將會在2030年上升至四分之三。   由於中國和印度的經濟持續強勁增長,在2006年至2030年期間,其一次能源需求的增長將占世界一次能源總需求增長量的一半以上。中東國家占全球增長量的11%,增強了其作為一個重要的能源需求中心的地位。總的來說,非經合組織(Non-OECD)國家占總增長量的87%。因此,它們占世界一次能源需求比例從51%上升至62%,它們的能源消費量超過經合組織(OECD)成員國2005年的消費量。   全球石油需求(生物燃料除外)平均每年上升1% ,從2007年8500萬桶/日增加到2030年1.06億桶/日。然而,其占世界能源消費的份額從34%下降到30%。與去年的《展望》相比,2030年石油需求有所下調,下降了1000萬桶/日,這主要反映了較高的價格和略為放緩的GDP增長以及去年以來政府實行的新政策所帶來的影響。所有預測中世界石油需求的增長都主要源於非經合組織(Non-OECD)國家(4/5以上的增長量來自中國、印度和中東地區),經合組織(OECD)成員國石油需求略有下降,主要是因為非運輸行業石油需求的減少。全球天然氣需求的增長更加迅速,以1.8 %的速度遞增,在能源需求總額中所占比例微略上升至22%。天然氣消費量的增長大部分來自發電行業。世界煤炭需求量平均每年增長2%,其在全球能源需求量中的份額從2006年的26 %攀升至2030年的29%。其中,全球煤炭消費增加的85%,主要來自中國和印度的電力行業。在《展望》預測期內,核電在一次能源需求中所占比例略有下降,從目前的6% 下降到2030年的5%(其發電量比例從15%下降到10%),這與我們不期待在此情景中政府改變其政策的慣例是一致的 ,雖然最近對核電的興趣有了復甦的跡象。儘管如此,除經合組織歐洲區外,世界主要地區的核發電量將在絕對值上有所增長。   現代可再生能源技術發展極為迅速,將於2010年後不久超過天然氣,成為僅次於煤炭的第二大電力燃料。可再生能源的成本隨著技術的成熟應用而降低,假設化石燃料的價格上漲以及有力的政策支持為可再生能源行業提供了一個機會,使其擺脫依賴於補貼的局面,並推動新興技術XX主流。在本期預測中,風能、太陽能、地熱能、潮汐和海浪能等非水電可再生能源(生物質能除外)的增長速度為7.2%,超過任何其它能源的全球年均增長速度。電力行業對可再生能源的利用占大部分的增長。非水電可再生能源在總發電量所占比例從2006年的1%增長到2030年的4%。儘管水電產量增加,但其電力的份額下降兩個百分點至14%。經合組織(OECD)國家可再生能源發電的增長量超過化石燃料和核發電量增長的總和。

世界石油市場預測

  1.世界石油價格   世界石油價格定義為石油精煉企業的年平均進口原油收購成本。本文描述了三種不同的油價。基準情景代表了當前對OPEC可能行為的判斷,OPEC可以通過調整產量使世界石油價格維持在22-28美元/桶範圍內。據估計,OPEC將是中期國際石油市場的主要供應者,因此它的產量決策將對世界油價有很大影響。世界低油價情景代表未來市場石油生產競爭激烈並且供應充足。高油價情景代表OPEC出於非經濟原因,制定較低的石油產量目標,內部團結且能夠形成市場壟斷。   2.世界石油供應   據預測,2025年的世界石油供應將比2001年增加4400萬桶/天。產量的增加不僅來自OPEC國家,也來自非OPEC產油國。然而,總增加量中可能只有40%來自非OPEC國家。在過去20年中,非OPEC產油國的石油產量增加導致OPEC的市場佔有率遠遠低於其歷史最高市場份額 1973年的52%。新的勘探和開採技術、工業成本降低、政府對廠商的財稅優惠政策都有利於非OPEC產油國石油生產量的繼續增加。未來20年中石油需求增加量中的60%將由OPEC成員國產量的增加來完成,而不是依靠非OPEC產油國。預計在2025年OPEC石油產量比其在2001年的產量高出2500萬桶/天。預計OPEC組織2010年的生產能力比前期預測的略少。一些分析家提出OPEC可能通過保留生產能力擴張的策略來追求價格繼續攀升。   3.儲量與資源量   石油資源基準可以分為三類:已探明儲量(已探明但未開採的石油),儲藏增長值(主要由於技術因素增加了油氣的回收率,導致儲量的增加),未發現儲量(有待通過勘探發現的資源)。美國、前蘇聯、中南美洲以及非洲的儲量增長較快,而前蘇聯和中南美洲的未發現儲量較大。   4.世界其他機構預測的價格   數家分析機構對石油價格進行了預測,預測結果的差別較大。原油價格在未來的20年中,價格基本維持在20~25美元/桶的水平。

生物能源

  生物能源(又名生物質能)是利用有機物質(例如植物等)作為燃料,通過氣體收集、氣化(化固體為氣體)、燃燒和消化作用(只限濕潤廢物)等技術產生能源。只要適當地執行,生物質能也是一種寶貴的可再生能源,但要看生物質能燃料是如何產生出來。   目前全球範圍正在炒做用玉米小麥食糖等糧食來製造汽油等能源來滿足日益增長的需求,以及過高價格帶來的過高成本。   為人類的生產和生活提供各種能力和動力的物質資源,是國民經濟的重要物質基礎。能源的開發和有效利用程度以及人均消費量是生產技術和生活水平的重要標誌。

能量轉化

能源 轉化

  各種能源形式可以互相轉化,在一次能源中,風、水、洋流和波浪等是以機械能(動能和位能)的形式提供的,可以利用各種風力機械(如風力機)和水力機械(如水輪機)轉換為動力或電力。煤、石油和天然氣等常規能源一般是通過燃燒將燃燒化學能轉化為熱能。熱能可以直接利用,但大量的是將熱能通過各種類型的熱力機械(如內燃機、汽輪機和燃氣輪機等)轉換為動力,帶動各類機械和交通運輸工具工作;或是帶動發電機送出電力,滿足人們生活和工農業生產的需要。發電和交通運輸需要的能源占能量總消費量的很大比例。據預測,20世紀末僅發電一項的能源需要量將大於一次能源開發量的40%。一次能源中轉化為電力部分的比例越大,表明電氣化程度越高,生產力越先進,生活水平越高。   舊燃料新能源:效率趨向100%

舊燃料新能源

  舊能源新效率無熱引擎出新路:索羅斯投資(投機)新能源的另解   動機效率趨向100%的舊燃料新能源   氫能、風能、太陽能、海洋能、生物質能和核聚變能……新能源的方式,只是能量利用多步驟中前移的一環。而被忽視,潛力巨大的發動機或做功原理、觀念的革新更是未來能源開發的第一大方向!   現在的能量利用效率不高,浪費驚人。經典的熱機做功方式,能量做功的有用效率只有25%(1/4),最高也就1/3(33.3%).而100%能量中的75%(3/4)、或66.67%(2/3)都作為無用的熱浪費掉了。另有意外,「班克斯熱機」是利用記憶合金製成的不要燃料,不耗電力的高效發動機。   熱機做功的原理是燃料產熱=微觀粒子的無序運動。這個熱運動,平均說三維空間上每個方向的能量各占1/3,而熱機做有用功的也就三維方向中的一個方向維度。其他二維方向上的能量只好作為廢熱浪費掉!   幾十年前已經開始冷落的「絕熱發動機」沒有像「古典熱機原理」預測的那樣提升發動機的效率。證明古典熱力學機理模型有了問題!而且是大問題!熱機出口溫度與入口溫度的比不是決定發動機效率的關鍵因素!   「絕熱」顯然已經不是提高熱機效率的好創意。原因何在?源自「新熱力學發動機原理」!「無熱發動機」。當熱已經產生,無序運動已經出籠,魔獸就控制不住了!引擎的效率被這1/3或1/4極限桎梏住了。陶瓷「絕熱」只是沒有診斷對的「錯方」,用錯葯就是必然。   當舊能源(包括新能源)沒有產熱,新引擎100%做功才會成為可能!也就是舊、新能源微觀做有序的一維的運動,發動機的效率才能回歸100%,浪費的2/3或3/4能源才可引爾能發,不向或少向環境排泄廢熱,污染環境,節約大自然的資源!   充分利用好舊能源,為新能源的完美浮出打好前站,做好基礎!

節能

  節能的中心思想是採取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可接受的措施,來更有效地利用能源資源。為了達到這一目的,需要從能源資源的開發到終端利用,更好地進行科學管理和技術改造,以達到高的能源利用效率和降低單位產品的能源消費。由於常規能源資源有限,而世界能源的總消費量則隨著工農業生產的發展和人民生活水平的提高越來越大,世界各國十分重視節能技術的研究(特別是節約常規能源中的煤、石油和天然氣,因為這些還是寶貴的化工原料;尤其是石油,它的世界貯量相對很少),千方百計地尋求代用能源,開發利用新能源。

可持續發展

  必須尋找一些既能保證有長期足夠的供應量又不會造成環境污染的能源。   而目前人類面臨的問題正是:能源資源枯竭;環境污染嚴重。   隨著我國城鎮化進程的不斷推進,能源需求持續增長,能源供需矛盾也越來越突出,迫在眉睫的問題是,中國究竟該尋求一條怎樣的能源可持續發展之路?業內官員和學者認為,為了實現能源的可持續發展,中國一方面必須「開源」,即開發核電、風電等新能源和可再生能源,另一方面還要「節流」,即調整能源結構,大力實施節能減排。   開發新能源和可再生能源是能源可持續發展的應有之義。我國的能源供應結構里,煤炭、石油與天然氣等不可再生能源占絕大部分,新能源和可再生能源開發不足,這不僅造成環境污染等一系列問題,也嚴重制約能源發展,必須下大力氣加快發展新能源和可再生能源,優化能源結構,增強能源供給能力,緩解壓力。   我國的核電裝機容量不到發電裝機容量的2%,遠低於世界17%的平均水平,應當採取有效的措施,解決技術路線、投資體制、燃料保障等問題,使我國核電發展的步子邁得更大一些。同時,我國的風電資源量在10億千瓦左右,目前僅開發幾百萬千瓦,應當對風電發展進行正確引導,促進用電健康可持續發展。   走能源可持續發展之路,從大的能源結構來講,還是要加快發展核電。最近一兩年,從中央到國務院,都堅定了加快發展核電的信心,今年以來核電的工作力度也在加大。在今後一個時期,在優化能源結構方面,核電的比重、速度要保持相對快速的增長,規模要在短期內有比較大的提升。不光是沿海,還要逐步向中部地區發展。   節能減排是能源可持續發展的必由之路。侯雲春表示,我國能源需求結構不合理突出表現在能源利用消耗高、浪費大、污染嚴重,緩解能源供需矛盾問題,從根本上就是大力節約和合理使用,提高其利用效率,嚴格控制鋼鐵、有色、化工、電力等高耗能產業發展,進一步淘汰落後的生產能力。同時,還要大力發展循環經濟、積極開展清潔生產,全面推進管理節能,大力推廣節能市場機制,促進節能發展,廣泛開展全民節能活動。

能源危機

  由於石油、煤炭等目前大量使用的傳統化石能源枯竭,同時新的能源生產供應體系又未能建立而在交通運輸、金融業、工商業等方面造成的一系列問題統稱能源危機。   根據經濟學家和科學家的普遍估計,到本世紀中葉,也即2050年左右,石油資源將會開採殆盡,其價格升到很高,不適於大眾化普及應用的時候,如果新的能源體系尚未建立,能源危機將席捲全球,尤以歐美極大依賴於石油資源的發達國家受害為重。最嚴重的狀態,莫過於工業大幅度萎縮,或甚至因為搶佔剩餘的石油資源而引發戰爭。   為了避免上述窘境,目前美國、加拿大、日本、歐盟等都在積極開發如太陽能、風能、海洋能(包括潮汐能和波浪能)等可再生新能源,或者將注意力轉向海底可燃冰(水合天然氣)等新的化石能源。同時,氫氣、甲醇等燃料作為汽油、柴油的替代品,也受到了廣泛關注。目前國內外熱情研究的氫燃料電池電動汽車,就是此類能源中介應用的典型代表。   能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力,是人類賴以生存的基礎。自工業革命以來,能源安全問題就開始出現。1913年,英國海軍開始用石油取代煤炭作為動力時,時任海軍上將的邱吉爾就提出了「絕不能僅僅依賴一種石油、一種工藝、一個國家和一個油田」這一迄今仍未過時的能源多樣化原則。伴隨著人類社會對能源需求的增加,能源安全逐漸與政治、經濟安全緊密聯繫在一起。兩次世界大戰中,能源躍升為影響戰爭結局、決定國家命運的重要因素。法國總理克萊蒙梭曾說,「一滴石油相當於我們戰士的一滴鮮血」。可見,能源安全的重要性在那時便已得到國際社會普遍認可。20世紀70年代爆發的兩次石油危機使能源安全的內涵得到極大拓展,特別是1974年成立的國際能源署正式提出了以穩定石油供應和價格為中心的能源安全概念,西方國家也據此制定了以能源供應安全為核心的能源政策。在此後的二十多年裡,在穩定能源供應的支持下,世界經濟規模取得了較大增長。但是,人類在享受能源帶來的經濟發展、科技進步等利益的同時,也遇到一系列無法避免的能源安全挑戰,能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環境污染等問題威脅著人類的生存與發展。   目前世界上常規能源的儲量有的只能維持半個世紀(如石油),最多的也能維持一、兩個世紀(如煤)人類生存的需求。   今天的世界人口已經突破60億,比上個世紀末期增加了2倍多,而能源消費據統計卻增加了16倍多。無論多少人談論「節約」和「利用太陽能」或「打更多的油井或氣井」或者「發現更多更大的煤田」,能源的供應卻始終跟不上人類對能源的需求。當前世界能源消費以化石資源為主,其中中國等少數國家是以煤炭為主,其它國家大部分則是以石油與天然氣為主。按目前的消耗量,專家預測石油、天然氣最多隻能維持不到半個世紀,煤炭也只能維持一、兩個世紀。所以不管是哪一種常規能源結構,人類面臨的能源危機都日趨嚴重。   當前世界所面臨的能源安全問題呈現出與歷次石油危機明顯不同的新特點和新變化,它不僅僅是能源供應安全問題,而是包括能源供應、能源需求、能源價格、能源運輸、能源使用等安全問題在內的綜合性風險與威脅。   作為世界上最大的發展中國家,中國是一個能源生產和消費大國。能源生產量僅次於美國和俄羅斯,居世界第三位;基本能源消費占世界總消費量的l/10,僅次於美國,居世界第二位。中國又是一個以煤炭為主要能源的國家,發展經濟與環境污染的矛盾比較突出。近年來能源安全問題也日益成為國家生活乃至全社會關注的焦點,日益成為中國戰略安全的隱患和制約經濟社會可持續發展的瓶頸。上個世紀90年代以來,中國經濟的持續高速發展帶動了能源消費量的急劇上升。自1993年起,中國由能源凈出口國變成凈進口國,能源總消費已大於總供給,能源需求的對外依存度迅速XX。煤炭、電力、石油和天然氣等能源在中國都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的結構性矛盾日益成為中國能源安全所面臨的最大難題。   就可預見的未來來看,汽車不會大量減少的,但是石油危機的確會對汽車業有一定的影響,比如開發新型汽車(像混合動力、燃料電池、氫動力、太陽能等)以減輕對石油的依賴,減少一些不必要的汽車使用(主要是指私家車)以節約燃料等,但是總的來看不用擔心汽車減少這個問題。

啟示與建議

  1. 依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,走高效、清潔化的能源利用道路。中國有自己的國情,中國能源資源儲量結構的特點及中國經濟結構的特色,決定在可預見的未來,我國以煤炭為主的能源結構將不大可能改變,我國能源消費結構與世界能源消費結構的差異將繼續存在,這就要求中國的能源政策,包括在能源基礎設施建設、能源勘探生產、能源利用、環境污染控制和利用海外能源等方面的政策應有別于其他國家。鑒於我國人口多、能源資源特別是優質能源資源有限,以及正處於工業化進程中等情況,應特別注意依靠科技進步和政策引導,提高能源效率,尋求能源的清潔化利用,積極倡導能源、環境和經濟的可持續發展。   2. 積極借鑒國際先進經驗,建立和完善我國能源安全體系。為保障能源安全,我國一方面應借鑒國際先進經驗,完善能源法律法規,建立能源市場信息統計體系,建立我國能源安全的預警機制、能源儲備機制和能源危機應急機制,積極倡導能源供應在來源、品種、貿易、運輸等方式的多元化,提高市場化程度;另一方面應加強與主要能源生產國和消費國的對話,擴大能源供應網路,實現能源生產、運輸、採購、貿易及利用的全球化.

趨勢

  新能源發展現狀和趨勢   部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。   國際能源署(IEA)對2000~2030年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。IEA的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2030年間其總發電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將占其中的80%。   目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據IEA的預測研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本預測的結果具有一定的不確定性。但這些預測結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。   我國政府高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。   新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索后,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。   太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間局限性導致了對電網的衝擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。   風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。   早在2001年,MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。   新型垂直軸風力發電機(H型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上颱風、不受風向影響等性能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網衝擊等影響。   隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今後很長時間里需要探索的。

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