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1、新能源利用技术 主要内容 能源与环境的挑战节能减排中国与国际能耗指标的比较 新能源 的定义新能源利用技术概述 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 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
2、 领先 其他国家 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 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 中国石油进口依存度急剧增加 1995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
3、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 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
4、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2 9 天然气占0 2 水电占4 7 这就注定了我国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
5、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 环境保护严峻 目前中国3 4的城市空气污染
6、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
7、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 国际能源署在 世界能源展望2006 中预测 中国将会在2010年前后超过美国 成为世界上二氧化碳的第一大排放国 这一 质变 将会给环保工作带来巨大的挑战 首先是国际方面的压力会越来越大 全世界都在关注中国的能源消耗和环境排放问题 美国政府在大选之后 对于二氧化碳减排的承诺方面会做出更大的努力 很有可能会改变他们对京都条约的态度 如果中国不提早准备好有效的应对措施 届时作为最大的二氧化碳排放国会在后京都议定书的国际谈判上处于十分被动的局面 同时 中国政府 专家学者也意
8、识到 受全球气候变化所带来的负面影响最大的是发展中国家 极端气候事件 水灾和干旱都会给中国这样还以农业为主的国家造成巨大的损失 中国的黄河曾出现断流 那么 今后的长江会不会出现断流 如果中华民族的两大母亲河都因全球气候变暖受到非常大的影响 这将对中国的经济 老百姓的生活乃至中华文明都会产生巨大的影响 我国政府的已高度重视 在减少环境排放方面有非常强烈的意愿 愿意承担温室气体减排的义务 希望通过各种途径同时应对当地污染和全球气候方面的挑战 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
9、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
10、 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
11、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
12、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
13、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 熵的世界观我们传统的世界观是建筑在19世纪中叶 主要的科学基础是牛顿的三个机械定律和热力学第一定律 以及达尔文的 进化论 基本的观念是 物质不灭 和 能量守恒 认为世界总的方向是从无序向有序发展 我们的目标是建立一个 物质极大丰富 的人类大同世界 地球上的资源和能量将随着技术的发展 取之不尽 用之不竭 1850年德国科学家克劳修斯总结并表述了热力学第二定律 即 熵定律 加入的热量 绝对温度 熵 他认为 热可以自发地从高温传向低温 而低温不会自发的传向高温 一杯热水可以自己变冷 确不会自动变热 除非借助外部更
14、多的能量 能量虽然守恒 但质量却发生了变化 一桶温水可能比一小锅开水所含的热量要多 但它永远煮不熟一个鸡蛋 熵会自发的越来越增加 而不会自动减少 热向何处去了 向更低的温度散去 直到绝对温度 273 一旦散去将难以重新聚积 一旦能量散尽 温差将消失 宇宙将热寂 能量实际上是从有序向无序发展 进入20世纪 科学突飞猛进 人们对世界的认识也在不断加深 科学家发现热力学第二定律是一个具有普遍意义的真理 特别是俄罗斯出生的比利时科学家普利高津 对热力学第二定律进行了广泛的延伸 并创立了耗散结构理论 不仅能源科学进一步证实了这些理论的正确性 资源专家也相信尽管物质不灭 但资源的品位将逐渐失去 最终将无法
15、再利用 宇宙天文学家肯定地认为 对于太阳和地球 熵定律是一切自然定律中的最高定律 因为对于宇宙和天体的研究 越来越证实这一定律的正确 物理学家也发现时间是不可逆的 如同熵增加的过程也不可逆转一样 时间和能量起源于一点 时间最终指向熵增加 生物学家发现生命的过程也在熵定律的涵盖之下 生命就是一个能量的过程 生命的能量过程就是整个宇宙的能量过程中的一部分 生命逝去的过程恰恰就是一个熵增的过程 而环境学家也认为熵增正是地球环境面临的规律性问题 甚至社会学家和经济学家也在沿用着这一定律来分析 认识和解释问题 熵定律已经成为一种新的世界观 它为人类规范了一种行为界线 我们无法逆转熵的方向 就像无法逆转时
16、间一样 但是可以减缓熵增加的速度和过程 通过我们对自身的生活方式和行为方式的调整和约束 通过科学技术进步和社会观念进步 来减缓有效资源和有效能量的耗散速度 20世纪70年代 先后两次石油危机之后使人们更加坚信不移 世界的资源不可能无限制地支持人类的高速发展和肆无忌惮的消费 物质极大丰富 仅仅是一个梦想 社会 经济发展的有序性是由更多的无序作为代价的 因此 可持续发展 绿色GDP 和 循环经济 等等观念开始成为人类文明的主题 影响人类的发展进程 实际上 这就是我们所说的 科学发展观 在熵的世界观的感召下 为了落实可持续发展的战略转变 一些以节约资源 保护环境 提高能效为核心的 行动浪潮 在西方发达国家迅速涌起 相应发展出 能源需求侧管理 DSM 合同能源管理 EMC 综合资源规划 IRP 资源环境交易 温室气体减排机制 能源服务公司 ESCo 体系 等等 这些立足于需求侧的能源优化和以节能环保为盈利空间的市场化运作手段得到了社会和政府的支持 同时也提出了在需求侧和一些小规模资源综合利用现场直接建立相关的能源利用设施的必要性 节能减排 十一五 期间单位国内生产总值 GDP 能耗和主要污染物
