传统能源消费现状.docx
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传统能源消费现状
有关能源情况的交流
一、传统能源消费现状:
1、概况:
地球上所有能源来自太阳、太阳给地球仅20亿分之一能量,
而地球上目前工农业和生活所需能量,仅仅是地球上获得太阳辐
射能量4%即可满足,但太阳在地球上亿年主要能量积累的传统
化石能源——煤和石油天然气将在下世纪和本世纪先后枯竭,我
国目前煤可自给,少量出口,石油、天然气要进口,原油进口约
1亿余吨占总消费量的40%左右,超过公认1/3的国际警戒线。
天
然气进口约500亿M3占总消费20%。
我国总能耗仅次于美国是
全球第二消费大国,油气消耗占全球供应量1/10,而产值能耗比
较高,如每公斤标煤中国产值只有0.36美元,美国0.4美元,日
本5.58美元,法国3.24美元,韩国1.56美元,印度0.72美元,全球平均1.86美元。
该产值能耗与各国生活水平、产业结构和所处纬度有关。
上海工业能耗(折合标煤)见下表(万吨)
年
份
全
市
工
业
比
重
2000年
5499.4
3778.76
68.7
2001年
5894.78
3931.58
66.7
2002年
6249.34
3988.13
63.8
2003年
6796.34
4304.81
63.3
2004年
7405.64
4518.82
61
2005年
8069.34
4936.43
61
表一
1
产值能耗和增加值能耗表二
表二
化石能源消耗比例表三
表三
2
表四
表五
3
2、上海工业能耗存在问题:
(1)工业能耗偏高占全市61%,工业产值能耗是美国4.3倍,法、德7.7倍和日本11.5倍。
(2)能源利用率比较低以
2005年为例
上
海
全
国
世界平均
吨钢标煤耗
687Kg
760Kg
699Kg
火电每度标煤耗
343g
377g
320Kg
乙烯综合标煤耗
1.011t
1.05t
0.66t
(3)可再生能源和清洁能源利用有限。
仅少量风电约2万瓩
2007年光电正计划入网约不到3000KW,天然气发电在漕泾
投运。
(4)加强调正产品结构力度,有所为有所不为,高能耗、低
产值产品淘汰出市,生产高技术,高附加值、低能耗产品,努
力完成“十一五”产值能耗降20%。
(5)大力发展创意产业,如产品设计、工程系统集成、城市
规划、建筑时装设计、技术咨询服务、计算软件开发等。
工业
创意业更要向数字化、信息化、网络化、可视化和柔性方向发
展与文化、艺术、广电、出版、演出等文化创意业并驾齐驱、
相得益彰、共同打造上海的软实力。
二、电力供应结构:
电力是高品位能源,本身也是清洁能源,没有电力谈不上现代
化、电气化、自动化和信息化。
4
A、
全国电力发电结构
发电方式
各占比例%
备
注
燃煤火力发电
74.7
经济性、安全性好、环保差
水力发电
24.4
投资大、易破坏成灾、环保好、运行费省
核电站
0.7
投资大、易破坏成灾、环保好、运行费较省
其他(风、光、地热等)
0.2
投资大、安全、环保好运行经济
B、
上海电力发电结构
类别年份
2000年
2001年
2002年
2003年
备注
全社会装机
934
.02
997.52
1014.93
1107.63
水电
0
0
0
0
火电
822
.94
886.44
900.59
990.59
专指燃煤电厂
核电
0
0
0
0
其他
71.08
71.08
74.34
77.04
燃气、燃油和垃圾
电厂、风电等
水电、核电上海无建设条件.
2003年上海自发电最高1107.63万瓩,区外调电289万瓩(夏
高峰)上海用电一产4.27亿度占5%,二产514.73亿度占69%三产144.1亿度占19.32%,城乡居民生活用电82.87亿度占11.11%。
其中123产和居民空调用电在夏季高峰占1/3,上海
自发电仍以燃煤火电机组为主,30万KW以上大机组效率可
达37—38%,成本低,每度电煤耗约<350克,成本<0.4
元,由于CO2排放总量控制和区外电煤供应限制,今后拟拆小
机组加装30万瓩以上大机组,把杨厂、南电、闸电拆除,把
黄浦江的热污染移至长江口、钱塘江口,上海只建吴泾、漕泾、
石洞口、外高桥四个大电厂,目前在外高桥和漕泾拟各增建
2×100万KW、吴泾改建2×30万KW机组。
5
C、建设国际性大城市;天要蓝、水要清、地有绿,对燃煤
锅炉(电站、工业、生活)排放的粉尘、C02、S02、N0x
和热污染是城市主要污染源之一,每年若烧9000万t煤
则光S02就要排放150万t,改用天燃气好得多其主要污
染物与燃煤锅炉比较如下;
污染物
天然气
燃煤锅炉蒸气
每发一度电减排量
S02
0
15.6Kg/t
12g/KWh
烟尘
0.17g/m3
2.2Kg/t
2g/KWh
N0
x
1.825g/m3
7.6Kg/t
5g/KWh
C0
2
56.4kg/GJ
89.5Kg/GJ
73g/KWh
目前天然气直接作燃气轮机或内燃机发电机发电,在经济性尚
不能与燃煤电厂竟争。
若采取燃机联合循环,(IGCC)充分利
用燃气轮机、内燃机排烟(300-6000C)和内燃机缸套水70—
800C余热再利用,若采用发电、供热、制冷综合利用,系统
热效率,可达80%,再加上政策扶持(制订合理气、电、汽价,
加强排污增税、动员购买绿色电)从需要热能地方先搞,以热
定电,如宾馆、医院等搞小型分布式电站用油、气发电经济性
上尚可。
所以一次能源用油和气替代燃煤发电可改善环保,尚
需按资源、价格以及燃煤电厂排污治理等等综合考虑,其中居
民以天然气替代焦炉城市煤气上海可先行一步。
三、电力的调峰和存储
电力生产是发一供一配一用电一次性同时完成,不能像其他商
品可以储存以调节供需平衡。
上海电力夏季高峰期谷峰差2005
6
年达600多万KW,上海电力总缺口达400万KW。
火电厂不
宜开开停停,否则对机、电、炉都要受损,而且再启动又要耗
损不少能源,为调节高峰用电目前主要是;
1、建抽水蓄能电站,用夜里低谷电把下水库水抽到上水库,白
天尖峰时段把上水库的水来冲转水轮发电机赚取高峰电价,其
价差为1:
4.5,而发电电耗是4:
3,即用4度电可发3度电,
该机组称可逆式水轮—电动、发电机组。
据水头差不同;有贯
流式、斜流式和混流式三种,其水头差从30m—700m据以设计
选配。
上海无此地理和地质条件,在浙江建有天荒坪
6×30万
KW二期再建2×30万KW,仙居建5×30万KW,天台建
4×30万KW对华东电网进行调峰。
2、用天然气或轻柴油,紧急启动燃气轮机或柴油发电机,如上
海闸北发电厂的燃油燃气轮机发电,漕泾柘林的天燃气燃气轮
机发电,专供调峰发电,它们没有锅炉、汽轮机,以内燃式工
作,开、停迅速不伤机,但发电成本较高约1元左右/KWh。
3、动员大用户建热电联供分布式发电,白天发电、余热制冷、
制热,综合利用,夜里用电網低谷电,既达到电網调峰效果,
自身经济效益不错。
目前浦东国际机场建2000KW天然气燃气
轮机发电余热作空调、供生活用热水。
闵行区中心医院和舒野
良子浴场各建300KW和150KW柴油发电机组其烟气和套缸水
均作余热利用,热效率达80%与纯火电厂<40%效率比,高一
7
倍。
但油、气价高于煤,经济性还是燃煤电厂好。
4、有条件的单位动员用低谷电蓄冷(制冰、冷库、冷饮)蓄热
(浴场、泳池、单位热水箱)。
5、随着居民生活水平提高,每天晚上6-9时又有一个用电高峰,
由于电磁炉、微波炉、空调、冰箱、电视机等大功率家用电
器以及日光灯等都是感性负载,功率因数和电磁兼容性不
好,电网污染严重,要求大家充分利用二部制电价,用好低
谷电,选用经电磁兼用性达标的电器,避免电网污染。
四、关于新能源、上海核电、水电不能搞只有:
1、可再生能源:
各国大力支持采用补贴投资、减免税负、发电
优惠电网收购等政策引导开发可再生能源。
我国也有可再生
能源法,即将全面推行。
A、风力发电:
世界各国近年发展迅猛,尤其是德、荷、比、丹、
日、印、美、沿海国家,(全球十大风能装机及各国份额见
表)目前主力机组单机800—2000KW,最大单机试验机组
已达到5000KW,家用及小型机组1-200KW,建风电装置地
点要充分调研测试,一般要确保风资源,风速最好在5-20M/S
其额定功率利用小时在2000小时/年以上可以开发,上海属
可利用区,风资源并不丰富,上海在奉贤海边已装4*850KW,
南汇大治河边森林公园装11*1500KW,崇明东旺沙装
3*1500KW,共2万多瓩。
8
今后,崇明、东海大小洋山及海上再装若干台约10万KW。
风力发电核心技术是电气控制、轮毂和叶片三大件,目前,大机组都进口、天津与丹麦有合资厂,上海电机厂拟产1250KW风电机组,预计2007年可产出样机。
世界风电年均增长30%以上,到2010年总装机达1.2亿KW。
B、光伏电站,太阳能发电小型元件、组件在日用品、牧区、
城市照明、海洋浮标导航、离网的海岛和军事哨所应用较广,
功率从mW级到hW级,随着太阳能晶片光电转换效率提高
和控制技术升级,光伏电站开始从离网向并网型方向发展,
从单板机组向方阵式发展。
发电功率从hW级到KW级发展。
太阳能电池目前主要由硅晶体掺杂各种半导体元素制成,有
点像LED发光二极管的逆向运行,其基材是高纯硅晶片,故
有单晶、多晶和非晶三种其发光效率分别18%15%和
9
10%,非晶是采用真空塗膜工艺,晶格易错位,价最廉,效率
最差,但是发展方向之一。
目前我国无锡生产单晶太阳能电池,
产能是世界第三位,产品大量出口,其CEO施正荣博士是我国
首富,年产太阳能电池120MW,上海航天集团太阳能科技有限
公司和交大南洋股份有限公司是太阳能电池片生产主力,出口
量都较大。
太阳能电池片单晶约38元/W、非晶约20元/W、130
瓦/米2。
由于电控技术进步,解决了不用蓄电池直接并网技术,上海由政府补贴或买单形式,建若干示范性太阳能并网电站,
(见附件),建光伏电站投资较大,如火电约0.5-0.7万元/KW
风电约1万元/KW,光伏电站达6万元/KW。
光电按1277小时
/年、3.5小时/天计算折旧20年,发电价约4-5元/度。
美、日、
德等国在推动百万户屋顶太阳能发电计划,政府都有优惠政策
透导。
上海太阳能总辐射量约450千焦/年,属太阳辐射可利用
区,比云、贵、川好,是西藏辐射的62%。
C、其他可再生能源如潮汐、波浪、深层海水热循环都处于实
验阶段,主要是技术上可行、经济上不可行,未到市场开发
阶段。
除少数西藏等地有地热的,可以抽热水发电的地热电
厂外,国内尚不多见,但日、韩都有大动作。
10
项目列表
一、
光伏电站项目
序号
项目名称
项目地址
发电量
投资金额
动工日期
竣工日期
投资方
1
前卫村并
崇明县前
638KW
3500-4000
2006年6-8
2006年
上海市科学技术
网电站
卫村
万元
月
委员会
2
上海市西
青浦区
1MW
6000-8000
2006
年
2007年
上海市农委
郊国际农
万元
10-12月
产品交易
中心
3
上海浦东
浦东国际
1MW
6000万元
2007
年
2007年
上海市电力公司
国际机场
机场
1-3月
4
上海交大
交大闵行
700多
4000多
2007
年
2007年
上海交大
闵行校区
校区
KW
万元
上半年
体育场
5
环境学校
浦东商城
3KW
22-25万元
2006年6
2006年
环境学校
月
6
城投置地
永嘉路18
10KW
约75万元
2006
年
2007年
城投集团
号
10-12月
二、综合项目:
序号
项目名称
项目地址
发电量
投资金额
动工日期
1
坦桑尼亚5万户照
非洲坦桑尼
500KW-1000
3500-6000
2006年
明
亚
万元
万元
2
东帝汶道路照明
东帝汶
1000盏路灯
1000万元
D、水电:
上帝给予我国好地形,西高东低,青藏高原的雪水(由于C02
过量排放的温室效应,使雪线逐年抬高而减少蓄水量)积蓄成
大水库,随海拔向东逐步降低,又沿途容纳千山万水、形成长
江、黄河可以建多级水电站,还有大量因横断山脉的阻挡而向
南流的有雅鲁藏布江(印度的马普特拉河)狮泉河(印度河)
怒江(缅甸薩尔温江)澜凔江(老、缅、泰的湄公河)红河(越
南)尚可开发、我国水利工程浩大,已有15M以上水库大
坝2.58万座,按装水力发电机组达1亿KW,约占全国装机
11
30%。
均据世界第一,据2005年发改委计划安排到2020年,水电装机容量可达2.9亿KW,其中仅云南三江地区(金沙江、澜凔江、怒江)拟共建十三级水电站,装机总量2100万KW,比三峡电站的总装机1820万KW还大。
水电站建设受地理、地质、环境、水运、生态、淹没区搬迁和保护等等因数制约,
搞得不好还要引发国际纠纷,如何建设和谐的水电站,要慎之又慎。
2、核电:
指用放射性元素如钚、铀等核燃料在核反应堆内进行有控制核裂变。
参生热量通过多次热交换,把高压蒸气由核岛输到常规岛推动汽轮发电机发电,常规岛运转模式与普通火电站一样,核岛内按其放射性元素及其冷却方式分;
A、轻水堆:
用普通水作传热和作减速剂,又有压水堆和沸
水堆之分。
轻水堆体积小,造价低、安全、但要用浓缩
铀。
B、重水堆:
用重水作减速剂,可有效减低快中子速度、可
用天然铀作燃料,但造价较高。
C、石墨气冷反应堆:
用CO2或N2作载热体、石墨作减速剂,
燃料省、体积大、造价高,可用天然铀作燃料。
D、石墨冷反应堆:
用液态金属纳作载热剂,石墨作减速剂。
E、快中子增殖反应堆:
不用减速剂以铀、钚的混合氧化物
作燃料,以液态纳作载热剂,又称快堆,技术含量较高,
12
经济性较好。
F、第四代裂变快堆:
又称超高温堆、气冷快堆、超临界水
冷堆。
又有纳(Na)快堆、鉊(PB)快堆和熔盐快堆之
分,技术经济指标更高、更先进。
据2003年统计全球在运行和在建的核电及总电量比例如下:
3、其他新能源:
A、生物质利用、用秸秆、甘蔗渣、泔脚、酒糟、粪便参生
沼气作燃气、发电、
B、玉米、地瓜、木薯等澱粉类做乙醇,甲醇可以替代部分
汽油开车。
C、种植能源植物,草和树,如黄鼠草每公顷可提100KG油,
海南的油楠树一棵可日产10-15L等。
在海洋种巨型藻和
浮游生物提取甲醇乙醇。
美国生物质发电装机达1000
13
万KW。
D、LPG、LNG、CNG和氢作燃料开车。
E、垃圾处理改填埋式占土地和污染地下水,要分拣,分有机、无机、有毒三大类、有机垃圾燃烧发电,已建成浦东、江桥二座,从发电来说经济性不及燃煤但有利环保。
F、煤的液化、气化和煤变油,开车作燃料,煤化工接下来由葛老师作进一步介绍。
五、突破能源供应困局:
要积极建立应急能源储备体系和战略储备体系。
能从容应对世界风云突变、确保我国能源供应安全。
原油每桶从70美元跌到50美元,价格变化就可能美国用石油储备资源操纵、使第三世界承受巨大能源风险。
我们应充分利用1万亿美元外汇、做好战略能源和物资储备,操作好期货市场,不要过多买进美国国债。
1、近期:
A、除积极开发国内石油天燃气资源外,现在1/3以上消费
靠国外供应,预计到2020年要超过50%。
如何依靠睦邻
友好政策,确保西伯利亚东线(俄罗斯)和中亚西线上
海合作组织各国陆上管线不断供应、中东、印尼、文莱、
越南和南美海上供应,其中石油进口总量70%来自中东非洲,
为突破马六甲困局拟从缅甸登陆一部分,以管导输入云南。
又
以合作合资方式在国内建炼油厂。
(如阿联酋)这样可避开
OPEC的出口限额。
我们的能源输入采取远攻近交,合众联横
14
对周边国家睦邻友好,外敛内修,共同致富,以建立国家安全
屏障。
美洲、非洲油气资源可以收购、併购,有区别开放市场,手里有美元、有市场、还怕没有油?
现在中国已经有改变游戏规则的能力了,但不能肆无忌惮地浪费能源,否则将使全球价格环境问题给世界带来危机。
B、确保我国海洋岛、屿、礁的领海守护,专属经济区划分
和开发,增强海上国防和油气开发力度。
C、加强科研投入,开发海洋油气资源装备,全球油气开采
34.1%来自海上,占全球海洋产业25%,世界深海钻井
深可达9000—12000M,甲板载荷达7000—10000吨,
作业水深达3000M以上。
目前全球海洋油气项目434个,其中水深大于500M占48%,水深大于1200M占22%,我国目前只能在200M以内浅海层开采,要大力投入研
制和引进开发力度,与发达国家同享这座资源库。
D、积极研发深海甲烷水冰开采技术。
2、中远期:
A、利用航天技术在太空近地500~800km或远地3.6万km处建约50k㎡太阳能发电站,把电能转换为微波,发射到地面,地面上设约70k㎡微波接收站,我国计划在2050
年左右完成太空太阳能发电站计划。
B、核聚变技术的开发,即模仿太阳核聚变,能数亿年放光
放热,即按爱因斯坦著名公式推定、消耗放射性元素的
15
质量,能参生光速的平方的能量释放,叫托克马克装置。
(即ICF惯性约束核聚变)它是一个永续能源选择。
我
国在该领域研究成果已名列前茅,实验装置工作可达数
秒种,预计本世纪下半叶可以工业化。
C、海水中氘氚开发利用。
D、月球氦3开发利用。
六、关于节能:
健全节能法规、优化能源结构、完善能源政策、加快技术进步、
推进能源终端管理、完善能耗准入制度,建立节能社会服务体系,建
设节能、节材型社会,“十一五”产值能耗降20%不能少(北京市要
求30%)。
上海退离休高级专家协会
化工冶金专委会会员
沈一均
2007年2月
16
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