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1、,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）2000 2010 2020 2030 煤炭 2335 2702 3154 3606 石油 3604 4272 5020.5 5769 天然气 2085 2794 3498.5 4203 核电 674 573 728 703 水电 228 274 320 366 可再生 223 336 477 618 总计 9179 11131 13198 15265,政府间气候变化专业委员会预测2000 2020 20
2、30 2050 煤炭 2228 3636-5504 4666-7186 4872-9457 石油 3854 4223-6922 4050-9201 3273-13903 天然气 2473 3653-4922 4471-6813 6619-13369 核电 230 327-726 359-1276 911-2930 生物能 1139 900-1470 1280-2080 2870-4600 可再生 271 370-550 530-960 1140-3990 总计 10193 14100-17000 16500 21400 21300-31200,未来能源需求的特点1、总需求持续上升在一段长时期内
3、，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2000 2020情景1 情景2 情景3 煤炭（亿吨） 12.5 18.5 23.8 28.5 石油 （亿吨）
4、 2.24 4.0 4.8 5.2 天然气（亿 m3）245 2000 1700 1200 一次电力 2392 13931 11913 10791 （亿千瓦时）,一次能源供应能力预测 2000 2020低方案 高方案 煤炭（百万吨） 1000 2100 不确定 油（万吨） 16300 17500 20000 气（亿立方米） 272 1300 1500 水电（百万千瓦） 79.3 240 300 核电（百万千瓦） 2.1 50 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
5、 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
6、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
7、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
8、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
9、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Energy Star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,Energy Star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 smart transportatio
10、n,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
11、,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40 lm/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
12、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 -50C)可利用低品位余热 (80C)吸附式,DES的关键技术
13、,小型和微型燃气轮机技术有了很大提高Mercury 50： 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 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 NOx 7ppm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
14、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,
