能源科技规划

能源发展战略与科学用能徐建中一、世界能源形势能源在人类社会发展中的作用“能源危机”环境污染不能走传统的发展道路建立可持续发展的能源结构国际能源机构预测（百万吨标油）2000201020202030煤炭2335270231543606石油360442725020.55769天然气208527943498.54203核电674573728703水电228274320366可再生223336477618总计9179111311319815265政府间气候变化专业委员会预测2000202020302050煤炭22283636-55044666-71864872-9457石油38544223-69224050-92013273-13903天然气24733653-49224471-68136619-13369核电230327-726359-1276911-2930生物能1139900-14701280-20802870-4600可再生271370-550530-9601140-3990总计1019314100-17000165002140021300-31200未来能源需求的特点1、总需求持续上升在一段长时期内，化石能源仍是主要的一次能源天然气比例增加，石油减少可再生能源2030年前后大规模应用2、环境保护对能源结构影响大为减少燃煤污染，大量使用石油、天然气为减少温室气体排放，注重节能和加速可再生能源开发3、高新技术对能源技术发展影响大注意吸取国外经验教训，避免走弯路也是跨越式发展二、能源在我国经济和社会发展中的战略地位与存在问题1、能源需求迅速增长，供需矛盾尖锐；能源结构不合理，优质液体燃料短缺；效率低下，浪费惊人。能源问题是制约我国经济和社会发展长期的、重大的瓶颈一次能源需求分析20002020情景1情景2情景3煤炭（亿吨）12.518.523.828.5石油（亿吨）2.244.04.85.2天然气（亿m3）245200017001200一次电力2392139311191310791（亿千瓦时）一次能源供应能力预测20002020低方案高方案煤炭（百万吨）10002100不确定油（万吨）163001750020000气（亿立方米）27213001500水电（百万千瓦）79.3240300核电（百万千瓦）2.150新能源（百万吨标煤）1不确定不确定煤炭：资源有保证受环保、水资源限制，开采规模难以满足中、高情景需求石油：缺口大能源安全问题突出天然气：将有大发展水电：高速发展开发利用率达70%以上须十分注意环境保护核电：积极发展可再生能源与替代能源：加快开发从更长时期考察2030年以后，常规能源生产与能源总需求的缺口继续扩大到2050年，缺口可能达20亿吨标煤人均1万美元时的能源消耗保证清洁、经济、充足、安全的能源供应是我国发展长期的重大瓶颈2、环境影响更加严重，减排治污、保护生态刻不容缓大量燃煤造成严重大气污染SO2和NOx的排放细微粒子CO2减排问题重金属3、国际竞争逐年加剧，能源安全问题突出，全球战略势在必行既利用本国资源，又利用外国资源来满足本国的能源需求立足加强国内油气勘探的基础上，实行立足国内外两种资源和两种市场并用的方针三、中长期能源科技规划战略研究的基本思路在分析能源需求和供应能力缺口的基础上，研究采用哪些途径可高质量地保证能源供应，指出其中的科技问题；对可再生能源和后续能源，给出其技术发展的路线图能源发展战略通过科学用能和开发利用国内外资源，为全面建设小康社会提供能源保障，并进而为建立充足、经济、清洁和安全的可持续发展能源体系打下基础。大力推进科学用能紧抓洁净煤技术加强油气勘探、采运与利用高速开发水力资源积极发展核电加速可再生能源和新能源研究高度重视电力建设能源与环保协调发展节能为本多元发展环境友好保障安全四、节能和科学用能提高能源利用效率，减少能源消耗社会越进步，节能的重要性越突出节能是一种特殊形式的战略能源节能代表先进文化的前进方向节能是先进生产力发展的要求科学用能是这些要求和发展的必然结果1、什么是科学用能深入研究用能系统的合理配置和用能过程中物质与能量转化的规律，以提高能源率和减少污染，最终减少能源的消耗从系统科学角度，研究科学用能；对用能的全过程和各个环节进行分析、研究，综合得出结论科学用能的研究内容能量转化的规律用能的方法用能的系统用能的技术用能的管理、法律与政策建立科学用能的理论、方法科学用能贯穿在各种能量转化过程，在经济和社会的各个部门、各个领域广泛存在例如，对热能利用已经建立了“温度对口，梯级利用”的原理需要针对流动、传热和燃烧过程的综合控制与优化发展普遍的理论、方法和技术用能的科学管理市场经济条件下能源利用的总方针和相应的法律、法规、政策需求侧管理供需双侧管理能源服务业2、科学用能的作用日本1975到2000的工业与能源日本主要工业的耗能强度日本与西方国家能耗水平的比较英国能源消耗30年总量不变美国的节能：25年来减少能源消费74%美国的节能：人均能耗保持不变美国的节能：人均油耗保持不变美国的节能：单位GDP能耗下降42%美国的节能：环境改善3、高耗能产业的节能与科学用能节能与科学用能的主要应用领域高耗能产业针对共性科技问题管理科学化建筑科学用能我国建筑能耗已占总能耗的27.8%今后30年，新建住房460亿m2我国建筑能耗是同纬度国家的3倍左右，且污染严重与健康、舒适结合，降低能耗美国推行EnergyStar计划政府支持的计划旨在帮助企业和家庭通过高能效来保护环境仅2002年节约的能源可用于2000万个家庭和减少相当于1800万轿车排放的温室气体，总价值相当于80亿美元EnergyStar计划的节能标准家用计算机27%复印机42%电视机24%中央空调24%洗衣机38%室内照明66%窗户……美国政府办公建筑能耗不断降低交通科学用能综合交通系统是一个十分复杂的巨系统城市交通规划是复杂性科学问题智能运输体系减少车辆的增加减少运输里程减少堵车smarttransportation汽车动力的发展高效低污染内燃机与柴油机混合动力燃料电池电动车代用燃料减少能源消耗产品革新产业结构升级新技术、新方法、新工艺循环利用变旧为新变废为用对共性问题科学用能新理论技术创新使制冷技术30年节能约70%美国工业技术节能计划通过协调的研究与发展，产生跨越式技术，以获得能源和环境的显著收益主要针对高耗能工业发展适用于多个过程的共性技术新一代的制造概念巨大挑战美国工业技术节能计划任务：通过研发、验证和推广，探寻改善能源强度的工业技术目标：1、从2002年到2020年，高耗能工业的能源强度降低30%2、从2000年到2020年通过研发和示范，使10个高效工业技术产业化美国实施工业技术节能计划的原因美国工业节能计划的目标节能照明新技术全球照明用电占总电量的20%总能源的7%我国照明用电占总电量的13%年增长率15%“九五”以来我国实施“中国绿色照明工程”LED技术光效的最高水平已达40lm/w，是白炽灯发光效率的4倍，寿命达到100000小时，为LED应用领域的拓展开辟了极为绚丽的前景LED必将是未来照明光源的发展趋势，人们称之为“半导体照明工程”五、分布式能源系统（DES）建在用户附近冷热电联供能量梯级利用提高能源利用率减少污染提高用电可靠性经济和社会效益好大电网可靠吗？集中式与分布式有机结合是21世纪能源工业重要发展方向美国能源部的目标：2010年分布式占新增发电20%适应大量应用天然气的形势对建筑节能有重要意义实现绿色建筑的技术基础美国对DES投资近年来大大增加分布式能源系统的核心—微型或小型动力装置内燃机燃气轮机燃料电池Stirling机DES的发展方向：冷热电联产系统的基本构成：动力系统和发电机（电）供热系统（余热回收装置，供暖、热水、通风）制冷系统（供冷、除湿）热电联产方式外燃式：背压蒸汽轮机内燃式：燃气轮机与内燃机发电效率和热效率高尺寸小、重量轻污染排放低燃料适应性广制冷方式压缩式吸收式溴化锂应用广泛氨制冷范围大（10—-50°C)可利用低品位余热(80°C)吸附式DES的关键技术小型和微型燃气轮机技术有了很大提高Mercury50：4600kW效率38.5%NOx排放5ppm价格$170万回热技术小型燃气轮机的发展2000年效率≥40%排放10ppm2010年提高性能降低排放5ppm连续运行8000小时微型燃气轮机的发展技术有了长足进步，使分布式能源系统的大发展成为可能目前微型燃气轮机性能效率≥30%NOx排放≤10ppm回热技术美国先进微型燃气轮机系统计划美国能源部2000年制定6年内使新燃机系统商业化效率≥40%排放NOx7ppm成本$500/kw冷热电三者之间的关系从获取最大的经济效益出发，建立三者之间的关系注意充分利用中低温余热，发挥环境热源与热泵的作用针对具体用户的不同需求，研究、制定适用的“个性化”方案系统集成技术3、减少环境污染，改善能源结构2020年改善能源结构化石能源为主，水能、核能、可再生能源并存最终以可再生能源和聚变能为主的多元结构可持续发展可再生能源与新能源代表发展的趋势，应当重视减少污染：CO2减排、利用和储存种类多地热能、海洋能因地制宜发展重点：太阳能、风能、生物质能发展储能技术氢能西方国家提出“氢经济”理性看待“氢经济”大规模制备化石燃料太阳能光解生物质高温气冷堆储运4、注重能源高新技术的研究、开发与应用能源科学技术问题的复杂性、综合性、长期性和投资巨大规划应当看的长远一点，具有前瞻性、战略性加强基础性研究，注意学科交叉与渗透技术集成与系统集成关注新概念、新理论、新方法能源科技成果产业化遵循事物发展的客观规律庞大的系统工程综合、全面考虑经济、社会、科技等因素四、结语能源问题是制约我国经济和社会发展的长期瓶颈大力发展一次能源和推动节能与科学用能是根本性的措施走资源节约和科学利用型发展道路，是我国迈向先进国家、实现国家振兴唯一正确的途径实施全社会的节能和科学用能战略节能和科学用能的根本目的：提高能源利用效率，即在满足对能源需求的过程中，最大限度地减少能源的消耗和最大限度地减少对环境的污染建立科学用能的理论、方法和技术多层次节能与全方位科学用能把节能和科学用能落到实处节能是一个观念、意识问题在市场经济条件下加强节能和科学用能制定和完善有关法律、法规和政策修改、完善“节能法”政府的职责宏观调控和引导一些具体的建议进行全民的节能和科学用能的宣传教育，介绍能源科技发展，引导消费调研我国能源利用情况，分析、总结节能现状清理、筛选、集成和推广现有的节能方法、技术和措施制定产品能耗标准，强制执行设立专项奖励基金抓住重点领域的节能和科学用能对高耗能领域进行分析和研究，凝练优先资助项目，力求早日突破针对共性科技问题，加强基础性研究，为科学用能提供理论依据和方法、技术引进国外先进节能技术，尽早消化吸收和国产化，并进一步提高谢谢