《精编》能源与城市可持续发展讲义课件

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1、24 05 2020 1 第7章能源与城市可持续发展 7 1城市能源与城市可持续发展7 2城市能源利用现状及趋势7 3城市能源利用的主要问题7 4城市能源可持续发展目标7 5优化城市能源利用的对策措施 24 05 2020 2 7 1城市能源与城市可持续发展 1 能源的概念能源是能够为人类提供某种形式能量 机械能 热能 电能 化学能等 的自然资源及其转化物 或者说能量的来源称为能源 如太阳能 风能 化石燃料 水力等 能源的分类 24 05 2020 4 7 1城市能源与城市可持续发展 2 能源的分类 1 按能源的生成方式分 一次能源和二次能源一次能源 直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和

2、资源 包括原煤 原油 天然气 油页岩 核能 太阳能 水力 风力 波浪能 潮汐能 地热 生物质能和海洋温差能等等 二次能源 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品 包括电力 蒸汽 煤气 汽油 柴油 重油 液化石油气 酒精 沼气 氢气和焦炭等等 24 05 2020 5 7 1城市能源与城市可持续发展 2 能源的分类 2 按能源在当代社会中的地位分 常规能源和新能源 常规能源 已能大规模生产和广泛利用的一次能源 又称传统能源 如煤炭 石油 天然气 水力和核裂变能 是促进社会进步和文明的主要能源 新能源 是在新技术基础上系统地开发利用的能源 如太阳能 风能 海洋能 地热能等 与常规能源相比 新能源

3、生产规模较小 使用范围较窄 常规能源的大量消耗容易带来环境问题温室效应 温室效应是由于大气里温室气体 二氧化碳 甲烷等 含量增大而形成的 石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳 酸雨 大气中酸性污染物质 如二氧化硫 二氧化碳 氢氧化物等 在降水过程中溶入雨水 使其成为酸雨 煤炭中含有较多的硫 燃烧时产生二氧化硫等物质 光化学烟雾 氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质 光化学烟雾 主要成分是臭氧 另外常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染 常规能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康 又影响动植物的生长 破坏经济资源 损坏建筑物及文物古迹 严重时可改变大气的性质

4、使生态受到伤害 24 05 2020 7 7 1城市能源与城市可持续发展 2 能源的分类 3 按能否再生分 对一次能源 可再生和非再生能源 再生能源 自然界中可循环再生能源 例如 风能 水能 太阳能等 非再生能源 自然界不能循环再生的能源 用一点 少一点 例如 原煤 原油等 24 05 2020 8 7 1城市能源与城市可持续发展 2 能源的分类 4 按其来源分 对一次能源 来自地球以外天体的能源 太阳能 风能 水能 生物质能 来自地球内部的能源 地热能 地球一其它天体的作用产生的能源 潮汐能 24 05 2020 9 7 1城市能源与城市可持续发展 3 能源在城市发展中的重要地位 1 能源对

5、城市经济产生巨大影响城市能源是城市经济运行的重要物质基础 城市能源是驱动城市经济发展的动力源 也是社会生产和居民生活正常运转的 血液 能源问题作为一个战略性问题 受到各级政府的高度重视 近年来 我国能源供不应求的局面日渐突出 24 05 2020 10 7 1城市能源与城市可持续发展 3 能源在城市发展中的重要地位 1 能源对城市经济产生巨大影响城市能源状况决定城市经济部门分布与发展 石油城大庆 煤炭城阜新 24 05 2020 11 7 1城市能源与城市可持续发展 3 能源在城市发展中的重要地位 2 能源是城市居民不可或缺的生活条件按城市居民对能源的消耗用途不同 电能 生活消费用能 24 0

6、5 2020 12 7 1城市能源与城市可持续发展 3 能源在城市发展中的重要地位 3 能源对城市生态环境产生重要的影响能源开发利用尤其是不合理的开发利用方式是城市环境问题的重要原因 24 05 2020 13 7 2城市能源利用现状及趋势 1 能源的生产与消费 1 能源生产总量及结构在一次能源生产中 原煤占据绝对性地位 原油次之 天然气和水电占很小的比重 从能源生产变化趋势看 能源生产结构仍以煤为主 虽然煤的比重稍有下降 但仍占66 以上 原油在能源生产总量中的比例变化不大 一直在20 左右 天然气比例有所上升 水电比重上升较快 24 05 2020 14 7 2城市能源利用现状及趋势 1

7、能源的生产与消费 1 能源生产总量及结构能源生产结构与能源资源禀赋密切相关 我国能源资源具有资源禀赋种类全 数量多 煤炭资源储量大 石油天然气巳探明储量不足 水能 风能 太阳能 地热能等再生能源和核能利用潜力巨大等基本特征 24 05 2020 15 7 2城市能源利用现状及趋势 1 能源的生产与消费 2 能源消费总量及结构能源消费总量1996年以前呈现高速增长态势 1997 2001年呈现平稳发展态势 2001年后又恢复高速增长趋势 能源人均占有量低于世界平均水平 能源消费结构中煤炭占较大比重 石油次之 天然气比重很小 水电在能源消费总量的比重也很小 同世界能源消费结构相比 我国属于 低质型

8、 能源消费结构 能源消费总量及构成 24 05 2020 17 7 2城市能源利用现状及趋势 2 能源进口与出口能源进出口保持持续增长 其中 上世纪90年代开始 能源进口增速加快 能源出口增速放缓 逐渐成为能源净进口国 24 05 2020 18 7 2城市能源利用现状及趋势 2 能源进口与出口能源进出口保持持续增长 其中 上世纪90年代开始 能源进口增速加快 能源出口增速放缓 逐渐成为能源净进口国 石油 24 05 2020 19 7 2城市能源利用现状及趋势 3 城市能源消费现状 1 城市能源在全部能源消费中的地位 24 05 2020 20 7 2城市能源利用现状及趋势 3 城市能源消费

9、现状 2 城市生活能源消费a 城市人均生活能源消费水平远高于农村地区据估算 2000年城市人均年生活能源消费为194 9千克标准煤 农村人均年生活能源消费为73 8千克标准煤 前者是后者的2 6倍 b 城市人均生活能源消费水平与发达国家相差甚远例如 1997年电力消耗 中国人均生活用电是101KWH 日本和美国人均生活用地是1834KWH和4025KWH 分别是中国的18倍和40倍 24 05 2020 21 7 2城市能源利用现状及趋势 4 未来城市能源供需预测 1 未来城市能源需求预测随着我国经济水平持续快速增长 人民生活水平的不断提高以及城市化进程的加快 未来能源需求总量会保持较高的增长

10、 有关专家预测的我国能源消费和能源需求如下表所示 24 05 2020 22 7 2城市能源利用现状及趋势 4 未来城市能源供需预测 2 未来城市能源供求矛盾预测a 能源资源的地区分布不均衡 会导致地区能源供需矛盾能源产地集中在北方和西部地区 消费地集中在东部地区b 人均能源资源禀赋不足 会导致总量和结构性短缺从探明的可采储量看 人均煤炭 石油和天然气分别是世界平均水平的1 2 1 10和1 20 尤其是石油和天然气供给面临结构性短缺 C 能源资源开发程度不一 制约能源供给能力石油7 世界3 天然气3 2 煤炭1 0 5 水能10 26 24 05 2020 23 7 3城市能源利用的主要问题

11、 1 能源安全问题2 能源消费结构不合理3 能源环境问题4 能源效率低5 能源强度高6 电气化水平低7 能源投资不足 24 05 2020 24 7 3城市能源利用的主要问题 1 能源安全问题由于煤炭储量相对丰富 净出口量不断上升 能源安全问题主要体现在石油供应方面 一方面 我国石油资源开发利用程度已经远高于国外 且已探明储量有限 可采储量不多 另一方面 由于经济增长和能源结构优化的原因 石油资源的需求量越来越大 1993年我国从石油净出口国变为石油净进口国 2000年的石油资源进口依存度已超过30 预计2010年和2020年将进一步提高至40 和50 面对世界政治格局的复杂多变 世界油价市场

12、的波动起伏等情况 如何安全 稳定 持续 经济的保障石油供给是我国城市可持续发展需要考虑的重要问题 2 能源消费结构不合理 24 05 2020 26 7 3城市能源利用的主要问题 2 能源结构不合理 1 过度依赖煤炭资源 是造成能源利用效率低下的重要原因美国 德国同样是煤炭资源丰富的国家 但其煤炭主要用途是来发电和炼焦 在工业中应用的很少 在大城市燃烧的更少 而在我国 煤炭在城市中作为主要消费能源 而且是在城市生活中直接燃烧 以石油 天然气为主的能源结构 能源利用效率要比以煤为主的能源结构明显要高 终端能源的优质化比例不高影响能效水平的提高 2 燃煤选成的大气污染将对中国城市带来沉重的环境压力

13、 24 05 2020 27 7 3城市能源利用的主要问题 3 能源环境问题我国是少数以煤炭为主要能源的国家 能源环境问题主要体现在煤炭的生产和利用对环境的危害上 1 大气污染燃煤引起的大气污染给我国城市带来沉重的环境压力 据估计排放到大气中的SO2及烟尘总量分别有90 及70 来自燃煤 2 气候变化温室气体排放直接影响全球气候变化 我国CO2的排放量仅次于美国居于世界第二位 这种状况与我国能源消费以煤为主有直接关联 24 05 2020 28 7 3城市能源利用的主要问题 4 能源效率低目前 全国能源利用效率是32 低于发达国家近10个百分点 能源开采和输送后的能源系统总效率不到10 不足发

14、达国家的一半 将近90 的能源资源在生产 加工转换 输送 储存和终端利用过程中被损失和浪费掉 同时我国GDP能耗巨大 能效水平远低于发达国家 能源效率低下一方面造成能源需求的不断上升 另一方面导致污染排放居高不下 加剧城市的大气污染问题 24 05 2020 31 7 3城市能源利用的主要问题 5 能源强度高能源强度是能源消费与经济或物理产山的比率 在国家水平 能源强度是国内主要能源的消费总量或终端能源消费与国内生产总值或物理产出的比率 可以用万元国内生产总值能源消费量来表示 它反映能源利用的效率和经济发展对能源的依赖程度 总体而言 我国能源利用的效率在不断提高 经济发展对能源的依赖度有所下降

15、 但是与发达国家相比 能源强度仍然出于相当高的水平 从1980年的25 9 到2000年的33 4 单位GDP能耗不断下降 从80年3 63tce 千美元到2002年的1 18tce 千美元高耗能部门产品单耗有了大较大幅度降低 如1990年到2000年能耗钢 997kgce t降到781kgce t 水泥 201 1kgce t降到181kgce t 乙烯1580kgce t降到1212kgce t 改革开放以来 我国能源利用率有一定幅度的提高 6 电气化水平低 24 05 2020 37 7 3城市能源利用的主要问题 7 能源投资不足 24 05 2020 39 7 4城市能源可持续发展目标

16、 1 世界及我国能源形势世界能源的结构与消耗 1 近一百年世界能源消耗增长了20倍能源消耗最多的是美国 人口占4 9 能耗占24 4 印度人口占15 4 能耗占2 3 我国1996年人均能耗1 14吨 排名86 世界人均2 4 北美10 欧洲苏联5 单位 万吨标准煤 24 05 2020 40 7 4城市能源可持续发展目标 1 世界及我国能源形势世界能源的结构与消耗 2 能源结构20世纪60年代以前煤是世界最重要能源 后来 石油上升较快 发达国家以石油为主 美国 日本56 3 我国 印度仍以煤为主 我国75 8 印度67 8 24 05 2020 42 7 4城市能源可持续发展目标 1 世界及我国能源形势 化石燃料 有限能源 枯竭 能源危机迫在眉睫世界经济的现代化 得益于化石能源 如石油 天然气 煤炭与核裂变能的广泛的投入应用 因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济 然而 由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭 大亚湾 24 05 2020 43 7 4城市能源可持续发展目标 1 世界及我国能源形势 化石燃料 有限能源 枯竭 石油储量1180 1510亿吨 以1995