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我国的能源现状与战略对策(2)

2020-04-17 21:17能源 人已围观

简介孙文斌民航家属从2000到2020年,国家规划全国GDP增长四倍,而能源消耗增长一倍,这意味着能源弹性系数应为0.5。但是最近三年,这个系数为1.3以上,即能源需求将远远大于规划。从发展趋势来看,我...

  从2000到2020年,国家规划全国GDP增长四倍,而能源消耗增长一倍,这意味着能源弹性系数应为0.5。但是最近三年,这个系数为1.3以上,即能源需求将远远大于规划。从发展趋势来看,我国工业已进入重化阶段,按世界各国发展的历史规律来看,能耗迅速增长阶段似不可逾越。问题是这么大的一次能源需求我们是否能够供应,其所引起的污染是否有足够的环境容量?怎么解决?

  从上图看出,我国石油对进口的依赖度将从40%增加为50%和60%,能源安全如何考虑?如何加速石油的替代?我国的汽车工业、石化工业如何用创新的发展模式来适应这个形势?在车用替代燃料方面我国应以此为契机走出自主创新的道路。

  3.环境污染严重污染物质主要是SO2、NOx、PM2.5-10、Hg和CO2,这些污染物的80%%是由于化石能源的应用,尤其是煤的直接燃烧所引起。目前我国有30%%—40%%的地区(尤其是西南地区)出现酸雨现象,呼吸系统疾病不断增加。需要认真研究的是我国对这些污染物“可容忍”的环境容量究竟是多少?

  目前全球每年排放250多亿吨CO2,空气中的CO2浓度,从工业化150多年以来,已从280ppm增至380ppm,目前以3ppm/年的速度增长。温室气体对地球将形成的灾难性后果,在经历了长期的争论后,全世界的学者已有共识。所以,全世界都在采取多种措施减排CO2,我国已于2002年成为“京都议定书”的第37个签约国。总的来说,作为一个负责任的大国,我国在不远的将来必然要承担一定量、甚至大幅度温室气体的减排任务。因而,从战略高度、从现在开始就应该认线如何分阶段减排的有关战略技术和政策问题,否则的话,在今后几十年我国将会为此付出更多的代价。

  到目前为止,有相当数量的农民没有得到良好的能源服务,孙文斌民航家属他们仍依赖当地的农业废弃物(秸秆、柴草等)作为主要能源,有些地方甚至仍在砍伐森林和破坏生态。此外,我国城镇化率以每年1%%在增长,每年有将近一千万人口进入新的城镇。据统计,每个城镇居民人均所消耗的能源是农村人均的3.5倍。这部分份额巨大的能源应来自何处?怎样才能结合社会主义新农村的建设提供给广大农村和新建中、小城镇符合中国国情的现代化能源服务,以减少生态破坏,减少室内污染,提高农民生活质量……这是整体能源战略的重要组成部分。

  以上这五点是我国能源面临的严峻的挑战,能源战略、能源科技、能源政策都应以解决以上五点为出发点和落脚点。

  整个能源、环境问题是一个庞大的系统工程,牵涉到科学、技术、文化、历史传统、教育、外交、政治等方面,且这些方面是相互耦合、相互影响的。本文只是从技术层面提出若干个重要的战略对策,远远不能说明问题的全部,甚至所提到的科学、技术也只能是一个局部而已。

  我国虽然人均资源短缺,供应压力较大,但另一方面单位GDP的能耗强度(EnergyIntensity)很大,大约是日本的5—6倍,其原因是多层次的:

  ●工业结构的原因。如高能耗、低附加值的产业;制造业缺乏自主创新,处于低端;第三产业不够发达……

  ●技术相对落后的原因。我国发电、水泥、炼钢、电解铝等的单位能耗都比先进技术低20%%—30%%。

  ●政策方面的原因。节能往往是软指标,政策相互不配套,贯彻不力,统计混乱,一般号召多,落实少。用能企业、机关、个人没有真正节能的驱动力和意识。

  从某种意义上讲,人们没有把节能作为自己的行为准则,在消费模式方面不加选择地模仿西方,更有甚者以奢侈、豪华为荣。中央提倡的循环经济,资源节约型社会,多是在口号上跟得很快,表面文章多,政绩工程多,扎扎实实的实效工作少。

  从科学技术层次考虑,节能有非常大的覆盖面,从基础研究到应用研究,一直到节能产品的研发和商业化推广,有大量的工作。例如,强化传热、传质,两相、多相流动,可再生能源(太阳能、风能、生物质能、地源冷热能,以及由这些能源应用组成的复合系统)的高效、合理利用,新型蓄能(热、电)装置,新型的热力系统,复杂工业系统的集成、优化……

  其实,节能本身就是一种能源,而且是最最“清洁”的能源,在这方面我国的潜力是极大的,这给广大的科技工作者、政策制定者提供了十分广阔的发挥聪明才智的天地。

  如前述,我国的一次能源在相当长的一段时间内主要是煤,而煤的直接燃烧引起严重的环境问题,因而,煤的现代化利用———以煤的气化为龙头的多联产系统是对应我国能源问题严重挑战的战略方向。煤基多联产系统的框图如下:

  煤经气化后成为合成气(CO+H2),净化以后可用于生产化工原料、液体燃料(合成油、甲醇、二甲醚)和电力。这些生产过程的能量流、物质流、火用流(exergy)按最优原则耦合在一起,比分别生产相关产品在基本投资、单位产品成本,污染的排放(硫、汞、颗粒物)、环境等方面都有显著的效益。这种多联产系统在化工产品、液体燃料和电力之间可以按市场需求或是发电的“峰-谷”差适当调节,有很好的灵活性。

  多联产系统所生产的液体燃料,尤其是甲醇和二甲醚是绝好的煤基车用替代燃料,可以有份额的缓解我国石油的短缺。同时,甲醇还可以用来生产烯烃和丙烯,用煤化工去“替代”一部分传统的石油化工,以减少石油消耗。二甲醚是一种物理性质与液化石油气(LPG)相近的化工产品,除了替代柴油外,是一种绝好的民用燃料,可以给城市和一些缺乏能源的地区提供清洁能源服务。

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