《石油替代能源研究》ppt课件

《《石油替代能源研究》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《石油替代能源研究》ppt课件（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、我 国 远 期 石油替代能源研究,我国远期石油替代能源的研究,1 世界和我国远期石油供需的预测 2 运输燃料替代方案以及石油化工产品 的新原料和生产路线 3 氢能运输燃料推广应用展望 4 运输车辆与替代燃料的匹配和适应性 5 符合我国国情的分析研究与初步建议,世界和我国远期石油供需的预测,1.1 原油资源和产能增长与下降预测 1.2 世界和我国原油需求预测 1.3 非常规石油接替程度预测,原油资源和产能增长与下降预测,USGS 于2000年公布资料 单位 10亿桶 原油 天然气凝析油 合 计 待发现可采储量 732 207 939 平均储量增长 688 42 730 平均剩余探明可采储量 89

2、1 68 959 累计开采量 710 7 717 最终可采储量 3021 324 3345,原油资源和产能增长与下降预测,原油资源和产能增长与下降预测,根据USGS资料,若年增产1%,则2047年峰值产量57亿吨,若年增产2%,则2037年峰值产量73亿吨. 根据IEA 2004年世界能源展望,2030年预测产量60亿吨(2004年至2030年平均年增长幅度1.6%) 另见下列年度间增长幅度表(2000年后为预测值), 资料来自 （IEA WEO ） 1971/2000 1990/2000 00/10 10/20 20/30 30/40 40/50 1.30 1.30 0.67 0.75 0.

3、77 0.01 -0.55,原油资源和产能增长与下降预测,我国总资源量（地质储量）接近千亿吨 但最终可采约亿吨 探明可采储量近亿吨 迄今已采出约亿吨 剩余探明储量不到亿吨，每年新增可采储量约 亿吨，剩余最终可采储量约有亿吨。,世界和我国原油需求预测,根据有关资料，年前供需可望平衡 从下图看出世界一次能源需求增长迅速但在年后石油所占份额将降到以下,世界和我国原油需求预测,发达国家仍追求更好的生活条件，从下表看出美国汽油消费将从年的 4 亿吨 增加到年的7.2 亿吨。 美 国 运 输 燃 料 消 费 量（亿吨/年） 年度 2000（实际）2010（预测） 2020（预测） 2025（预测） 轿车

4、1.7 1.9 2.1 2.2 轻型卡车 1.3 2.1 2.7 3.1 重型车 1.0 1.7 1.8 1.9,世界和我国原油需求预测,我国石油消费预测年达到亿吨，其中依赖进口量亿吨 年一次能源消费估计为年的两倍，即约亿吨油当量石油消费可能达到亿吨（人均吨，大大低于目前中等发达国家和地区人均吨的水平）,非常规石油的接替程度预测,关于非常规石油的定义 页岩油 基于油砂的合成原油和基于重油或超重油 衍生产品（如） 煤基合成油 生物质基合成油 天然气基合成油,非常规石油接替程度预测,前述第项 页岩油从油母页岩干馏得到世界总资源为亿，其中经济可采者 亿 分布于美国、中国、爱沙尼亚等地，由于开采、加工

5、成本高，除个别国家曾经工业生产外，均未大规模利用。,非常规石油接替程度预测,前述第项 油砂加拿大总资源量亿经济可采亿（其中已列入原油储量）已生产多年当前油价高，计划扩大生产规模一座将密度为.重质沥青加工为密度.合成原油（）年产量 万吨的工厂投资约亿美元 超重油委内瑞拉沥青带总资源量亿经济可采亿，当前年产量约万吨,运输燃料替代方案以及石油化工产品 的新原料和生产路线, 醇醚燃料 生物柴油 煤基合成油（CTL）天然气基合成油（GTL） 煤制氢（CTH）或天然气（GTH）制氢，包含煤 的多联产技术 生物质合成油（BTL）或制氢（BTH） 利用风能、核能、太阳能多种途径制氢 煤或天然气以及生物质生产石

6、油化工基本原料 （例如CTO、GTO、BTC等）,醇 醚 燃 料,1 乙醇 - 应用很久源于生物的内燃机燃料, 现在巴西和美国已广泛采用,我国也已在几个省份试用, 属于环境友好的燃料组分。 一般以10%的比例掺入汽油, 因乙醇发热量较低, 大约 1 吨乙醇可节约 0.9 吨汽油。 通常以玉米等粮食作物为原料经发酵过程生产。当汽油价位低时难与竞争，需政府补贴。 正在开发中的利用玉米秸秆的纤维素、半纤维素加酸或酶水解转化成葡萄糖然后发酵的工艺可免与粮食争原料，但成本偏高。,醇 醚 燃 料,2 甲醇 - 属于清洁型内燃机燃料, 可掺入汽油或单独使用. 不足之处是毒性大 , 普及应用时难以管理. 通常

7、以天然气或煤炭为原料生产. 其价格受原料和装置规模影响较大 , 受地区因素制约. 甲醇也可作为燃料电池的燃料. 一是经过车载转化器转变为氢气 , 另一种是直接做为电池燃料( DMFC) .两者都存在推广应用的若干问题.,醇 醚 燃 料,3 二甲醚 -曾经一度被宣传为清洁的柴油机燃料, 但因多种原因迄今未得到应用。 它的原料和生产途径和甲醇类似，实际可由甲醇制成，或用合成气 “一步法” 制备。 有的专家曾推荐二甲醚作为替代液化天然气的能量载体，在天然气产地生产后便于用船长距离输送，并论证了经济性。但未能实现。 二甲醚作为民用液化石油气的替代品，在某些地区和一定条件下可行。,生 物 柴 油,1 已

8、在欧洲和美国等地使用多年，属于源于生物的环保型清洁燃料。 2 原料为油菜籽油、大豆油、葵花籽油、棕榈油以及厨房回收油，将其与甲醇进行酯交换反应，得到脂肪酸甲酯（F A M E）即生物柴油，并副产甘油。 3 通常掺入柴油 中的比例 10%-20%，性能变化不大，如 100% 代替，则存在寒冷地区或季节流动性能不良和对橡胶材料侵蚀问题。,生 物 柴 油,4 原料中含不饱和脂肪酸多时，所制得的 F A M E 氧化安定性差。 5 生物柴油润滑性能好 6 生物柴油成本视原料价格而有差异，一般比石油柴油高（除非原油价位高时），有些国家 对城市公交客车使用给以补贴。,乙醇汽油和生物柴油的扩大应用,1 从生

9、物来源和清洁燃料的角度，生物柴油和乙醇汽油是很好的代用燃料。 2 原料的来源与各国国情密切相关，要具体分析。 3 乙醇的生产原料可扩大到多种含纤维素物料，比较容易得到。F A M E 原料仅限于油料作物，数量有限。 4 专家估计在欧盟替代 5% 汽油，需占用 5% 耕地，替代 5% 柴油，需占用 15% 耕地；而在美国上述占用比例分别为 8% 和 13% 。 5 美国目标是将生物源的替代运输燃料所占比例从目前的不足 5% 提高到2020年的 10% 和2030年的 20% 。,煤基合成油和天然气基合成油,1 直接法煤制油 : 在高压和高温下借助催化剂和供氢剂将煤的有机物和氢气反应生成液体油品（

10、从石脑油、中间馏分到重油和渣油）气体烃，还有水、氨、硫化氢等。 只有低灰分、岩相组成中镜质组多的煤才适合直接液化。液化油要进一步经过加氢精制和裂化才能获得目的产品。 国内外均开发了直接液化技术，神华公司正开始建设300万吨级大型工厂。,煤基合成油和天然气基合成油,2 间接法煤制油： 煤首先气化变成含 CO 和 H2 的合成气，在中压中温下靠专门催化剂进行 费-托 合成反应生成以直链烃为 主的气体烃、液体烃（从石脑油、中间馏分油到石蜡 ）等产品。石蜡再进一步加氢裂化得到以优质柴油为主的油品。 国外已拥有成熟的生产技术，国内也在进行示范厂建设。,煤基合成油和天然气基合成油,3 天然气基合成油： 天

11、然气部分氧化制造合成气，气体精制后作为费-托合成原料，以下步骤与煤的间接法合成油相同。 4 综合评述： 不论煤基或天然气基合成油都要求低廉的原料价格，否则成本难与石油产品竞争。 煤基合成油工厂投资每年每吨油品约在8000-10000元，比天然气基高出近一倍。每产1吨油用煤3吨以上，耗新鲜水6吨以上。 煤直接液化设备和工艺远较间接法复杂，对煤种要求也高，建厂宜审慎。,煤或天然气制氢与煤的多联产技术,1 煤炭（煤水浆或干煤粉）在压力气化炉内通入氧气 气化，然后经过精制、CO变换、脱CO2 得到氢气。 传统的成熟工艺已广泛用于生产合成氨、甲醇等。 尽管各个工艺过程有不同专利技术，但总的来说投资偏大，

12、能耗高，生产成本高。只有当煤价低廉的坑口附近建设较大规模的装置经济才是合理的。 无论是气化工艺，还是气体精制、氢气分离以至空气分离制氧的工艺技术都有改革或改进余地，突破性的研究开发工作已在开展中。,煤或天然气制氢与煤的多联产技术,2 天然气制氢也有一套成熟工艺，即通过高温水蒸汽转化或加氧部分氧化得到转化气，然后然后经过 CO变换、变压吸附脱CO2 得到氢气。 天然气成本对产品氢成本影响很大，制氢装置规模次之。 新技术如氢气分离以至空气分离制氧的工艺技术都有改革或改进余地，小型化的低成本分散制氢装置正在国外大力开发试验中。,煤或天然气制氢与煤的多联产技术,3 煤的多联产技术伴随着清洁煤技术提出多

13、年，曾经有多种方案-在发电之外供热（或供冷）和生产多种化学品（甲醇、氢、合成油、二甲醚等），近年来美国在提出 Vision 21 的基础上，具体安排 FutureGen 的新一代煤电联产氢的实施方案，综合热效率可达60%。 我国煤炭资源丰富，而且煤的价格低于美国，因此在产煤地区采用煤电联产氢的技术建设大型项目是可行的。,生 物 质 合 成 油 或 制 氢,1 生物质资源: 生物质资源既包括人们可食用的粮食和油料作物, 还保括农村通常用为燃料的作物秸秆、林业生产和加工过程废弃物，还有城市产生的生物质垃圾。 美国每年可利用的生物质资源超过6亿吨，折合2.5亿吨油当量, 将它们合理利用构成循环经济的

14、一个重要环节。我国资源与美国接近，但分布较分散。 生物质的有效利用途径：（1）直接做燃料分散生产沼气或集中产生电力（2）去生物质精炼厂（Biorefinery）加工为运输燃料和高附加值的化工产品。,生 物 质 合 成 油 或 制 氢,2 生物质合成油（BTL） 生物质首先经过预处理和干燥等过程, 然后在气化炉内通入氧和水蒸汽, 绝大部分气化成为CO,CO2,H2,CH4等,进一步转变为合成气, 采用费托法合成油品. 生物质也可先经过热分解得到生物油，生物焦炭和气体。这一步可在分散的小装置进行，然后将油和焦集中到大型装置加工得到BTL。,生 物 质 合 成 油 或 制 氢,3 生物质制氢（BTH

15、） 生物质制氢两大途径： 热化学分解过程包括高温气化或中温热分解以及加水分解等，先得到含CO和H2的气体，进一步转化为氢气。大部过程和前述的生物质制油过程接近。 生物过程包括（1）厌氧发酵产生甲烷为主的气体然后加工为氢气；（2）利用某些微生物（如绿藻）的代谢功能，通过光化学分解反应产生氢。 热化学分解过程技术基本成熟，将实现工业生产。 生物过程（1）适合做民用燃料，大规模制氢不经济;（2）正处于基础研究阶段。,利用风能、核能、太阳能制氢,1 风能制氢 风能属可再生能源，世界拥有巨大潜在能量（陆地和近海）。风力发电技术已经成熟，正向建设大型化风电场的方向发展。 欧洲近年发展迅速，美国也急起直追，在开发大型风力机组和降低成本方面已有长期规划。 为克服风能供电的波动特点，除在蓄