电力工业与可持续发展

电力工业与可持续发展改革开放以来，我国政府始终把电力工业的发展放在能源建设的首位，并提出“能源建设要以电力为中心”。在国家重点工程中，电力项目和投资都占有相当的比重。1980—1995年，我国发电量增长了3.35倍，是世界主要电力生产大国中增长最快的国家。到1997年底，我国电力工业总装机容量达254GW，总发电量达1132TWh，均居世界第二位，但是与我国经济建设的需要和满足人民日益增长的物质生活水平的要求，还有一定的差距。我国年人均发电量只有1025KWh，不及世界平均水平的1／3。随着社会生产规模的扩大和国民经济整体水平的提高，对电力的需求将不断增加，在今后较长的时间里，电力工业还要保持较高的增长速度，按电力工业发展规划，2000年和2010年总装机容量要分别达到290GW和590GW，“九五”期间电力工业的投资将达1000亿美元。但电力工业大发展在给国家带来巨大经济效益和社会效益的同时，也带来了资源消耗和环境污染等社会问题，在一定程度上影响了社会可持续发展。2电力工业发展的制约因素：资源消耗和环境污染目前世界上普遍采用火力发电的方法。火力发电是通过燃烧大量的化石能源取得电力，如煤、石油、天然气等，这些资源都是不可再生的，终有枯竭之日。与此同时，在发电过程中还会排放出大量的有害物质，造成环境污染。2.1能源资源日趋枯竭地球上储存着十分丰富的煤炭、石油和天然气等能源资源，但是经过长期大规模的开发、利用，目前上述资源的开发前景并不乐观。据资料介绍，世界煤炭探明可开采总储量为10391亿吨，可开采219年，石油总储量1374亿吨，可开采44年，天然气总储量128.85亿立方米，可开采60年，都面临枯竭的危险（1998，郑积源）。我国的煤炭资源十分丰富，煤炭探明储量为1661亿吨，居世界前列，但是煤炭的生产量和消费量也十分巨大，均占世界总量的29%。从发电结构看：我国电力以燃煤发电为主。1996年的发电量中：火电占81.4%，其中燃煤占95%，燃油占4%，天然气占1%左右。发电用煤就占当前煤炭产量的42.2—43.8%。按远景规划，到2010年这个比例将达54.29%，2020年将达60%，照此发展即使增产的煤炭全部用于发电，也不能满足要求，还要另外进口。2.2环境污染日趋严重化石能源燃烧产生的CO[,2]使温室效应增强，SO[,2]、NO[,X]的大量排放，导致酸雨加剧。据统计，1991年全世界SO[,2]排放量约为1.4亿吨，其中火力发电排放的SO[,2]占总量的一半以上。SO[,2]的大量排放直接导致酸雨的形成，不仅危害人类健康，破坏森林资源，而且对建筑物和宝贵的历史文物等都具有较强的破坏作用。目前我国绝大部分电厂燃煤产生的SO[,2]、NO[,X]和CO[,2]都直接排入大气，造成的污染非常严重。1995年，全国煤炭消耗量为12.8亿吨，SO[,2]排放达2370万吨，超过欧美，居世界首位，其中因火力发电而排放的SO[,2]占全国总排放量的35%。预计到2000年，随火力发电装机容量的增加，SO[,2]的排放量将达到总量的50%（科技日报，1999）。据1998年中国环境公报，我国大气污染仍以煤烟型为主，主要污染物是SO[,2]和烟尘，因此而导致的酸雨覆盖面积约占国土面积的30%。因酸雨带来的经济损失，每年高达1100亿元。1998年世界卫生组织公布的全球空气污染严重的十大城市中，中国占了7个（表1）。环境污染问题不仅已成为我国电力工业发展的一个制约因素，同时也严重制约着我国的经济、社会的全面发展。此外由于我国煤炭、石油等能源生产偏集西北、华北和东北，而电力需求偏于东部、南部地区，导致大规模、长距离的能源输送，不仅给交通运输造成巨大压力，而且在运输过程中由于散落、泄漏等问题造成沿线地区环境的严重污染，不仅浪费了资源，危及人类的身体健康而且严重毁坏了许多宝贵的历史文物，例如山西大同去岗石窟，就受到煤炭输送过程中散落的大量粉煤灰的污染，遭受十分严重的破坏。根据我国的能源资源现状和产业政策，今后乃至2020年我国能源构成仍将以煤炭为主，这势必对我国经济的可持续发展产生严重影响。因此电力工业要发展，必须要通过调整产业结构和技术创新才能有效地解决这些问题。3借鉴国外先进的技术和经验，探索我国电力工业可持续发展的道路电力工业可持续发展包括三个相互联系的内容：一是利用清洁能源，尽量减少化石能源的污染和排放；二是利用新能源和可再生能源，以满足可持续发展的需要；三是运用现代化科学技术手段武装电力工业，提高能源利用率，减少污染，实现电力供求协调发展。3.1常规燃烧方式的技术改造和清洁煤发电从我国国情出发，在今后较长时期，我国发电能源构成仍以煤炭为主，常规燃烧电厂的脱硫脱氮技术和清洁煤发电技术是解决污染问题的主要手段。烟气脱硫装置（FGD）是解决现有电厂大气污染的切实可行的办法，它可减少排放量90%以上，其基本原理是使SO[,2]在水中被吸收生成硫酸，然后硫酸和加入的石灰石反应生成石膏。该项技术在美、日和欧洲国家已被广泛采用。印度、巴基斯坦、泰国、印尼和菲律宾等亚洲国家也在实施或准备实施该项技术。目前我国也在积极进行FGD的试验和推广工作。中日两国合作国内首例高硫煤半干式烟气脱硫技术已在山东黄岛电厂试验成功，四川宜宾电厂、珞璜电厂也在进行类似的合作。烟气脱硫技术在国内推广面临的最大困难是一次投资太大，一套装置就需十几亿元人民币，政府和企业都难以承受，目前有关部门正就引进国外技术和设备，立足于国内加工制造以降低成本进行论证和谈判。3.2加快水电工业的发展，适当发展核电水电集一次能源开发和二次能源转换为一体，是当今世界可再生资源中利用技术最成熟、经济性能最好的一种，同时又具有运行成本低，并可兼获灌溉、航运、防洪等综合经济效益，是节约资源和可持续发展的发电方式。据计算，多开发1TWh水电，可替代3300万吨标准煤，可大大缓解煤炭资源紧张状况。1995年，世界水力发电量为2622.0TWh，其中加拿大居首位，挪威的水电占发电总量的比重最高，约为99%，被称为“水电之国”。我国拥有十分丰富的水电资源。水利资源理论蕴藏量约为0.68TW，居世界首位，但是目前仅开发利用了15%，发展潜力巨大。正在建设中的三峡工程是世界上最大的水电站，建成后拥有26台单机容量为700MW的发电机组，总装机容量为18200MW，年发电量84.7TWh，1993年开工建设，2010年竣工。四川省攀枝花附近的二滩水电站是本世纪内我国建成的最大水电站，总装机6台，单机容量550MW，年发电量17TWh。我国拥有丰富的水能资源，又拥有进行当今世界最大水电站的勘测、设计、科研、监理和运行管理能力，因此有必要大力发展水电工业。水电建设的主要问题是一次投资成本太高，建设周期太长，以三峡工程为例，按1993年的规划，到2009年完工时，总投资为109亿美元，考虑到各种实际因素，现在估计最终投资可能达290亿美元，收回投资任务艰巨。核电作为一种高效清洁能源在发达国家已广为采用，在正常运行条件下，核电对生态的危害比火电小得多，核电发电成本低，可节约大量煤和石油，核电对于经济发展速度较快、工业化程度较高而资源又相对缺乏的地区解决电力短缺问题3.3积极开发新能源和可再生能源当前世界能源以提高利用率、控制污染程度为主要目标，朝着多样化、再生化、高效化和洁净化方向发展。新能源和可再生能源有可重复利用，无污染的突出优势，从长远来看，有很好的前景，是可持续发展的必由之路，因此世界上许多国家十分重视新能源和可再生能源的开发和利用。美国总统科学技术顾问委员会曾发表报告认为，新能源技术可解决CO[,2]的排放问题，减少美对石油进口的依赖，实现国内燃料和电力供应系统的多样化，有利于扩大美国能源技术的出口，减少大气和水源的污染，降低核电成本和不安全因素等。在今后5年内，美国能源部用于能源技术研究与开发的预算经费将增加11亿美元，其中大部分用于提高能源利用效率和开发再生能源技术，对再生能源技术的投入将从1997年的2.7亿美元增加到2003年的6.52亿美元。我国在风能、太阳能和潮汐能的应用方面也取得了很大的成绩。统计结果表明，我国目前各种新能源和可再生能源年利用总量已达300Mtee，约占全国一次能源消耗总量14%，占农村能源消耗总量的47%（国际电力，1998）。4结束语当前，社会的可持续发展已成为人类面临的重大问题，为了人类的生存和发展，我们必须特别重视节约资源和保护环境。电力工业是资源消耗和环境污染的大户，电力工业的发展对社会的可持续发展有重要影响。为了使电力工业的发展与节约资源和环境保护的目标相一致，必须重视电力工业产业结构的调整，加强技术创新和法制建设。现阶段，电力工业应积极对现有电厂加装烟气脱硫装置，减轻污染物排放，大力发展水电和核电事业，同时稳妥地进行清洁煤燃烧技术的研究开发，积极开发新能源和可再生能源。必须指出，节约资源和环境保护的发电方式往往一次投资成本很高，而我国经济基础还比较薄弱，大规模投资建设还不现实，在此问题上，我们必须从国情出发，制定的目标要切实可行，关键是首先要加大科技投入，在有关技术上能跟踪国际先进水平，在有条件的地区可先建立示范工程，待条件比较成熟时再普遍推广。当前电力建设中，大量的技术和设备都是从国外直接引进，在国内的发电设备市场和电力工程建设项目中，外国公司都占用相当大的份额，国家每年为此花费大量外汇，对此我们必须引起高度重视，大力加强引进技术和设备的国产化工作。09机设2班叶宋