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氢能源的发展现状与安全
对策(正式)
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文件编号：KG-AO-3724-88 氢能源的发展现状与安全对策(正
式)
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摘要：采用氢气作为燃料的电池汽车其火灾事故的防范重点就是防止氢气的泄漏及防静电。燃料电池车自身的防火安全包括氢供应系统、整车用氢系统及车库安全，以防泄漏、防静电、电气防爆为主。参照国内外相应的规定和标准进行燃料电池加氢站防火间距设计。介绍电力设施的区域划分及安全措施。
关键词：消防；氢能源；燃料电池；安全措施
中图分类号：X921，TU998．1 文献标志码：B
文章编号：1009-0029(2O1O)11-1019 -03
当前，能源和环境问题正成为制约各国经济持续发展的重要因素。作为世界上仅次于石油化工的第二大产业-- 汽车工业也因此在悄然发生改变，一种以氢
气为燃料的燃料电池汽车正成为该行业的发展方向，从而备受世界各国政府及产业界的高度重视。传统的汽车以汽
油、柴油等为燃料，不仅消耗了大量的石油资源，而且汽车尾气中所含的碳氧化合物、氮氧化物和一氧化碳等对大气环境也造成了严重的污染。以氢气为燃料的燃料电池汽车改变了这种现状。氢气是一种高效、清洁的能源，它可由水中制取，资源丰富；其燃烧热值高，燃烧产物也是水，是世界上最干净的能源，而且还可循环利用，是一种理想的传统能源替代物。因此，这种以氢气为能源的燃料电池车具有高能效、零排放的特点，使其成为新一代汽车的发展方向。
然而，氢气是一种易燃易爆气体，在应用燃料电池的同时如何做好消防安全及防火、防爆工作也成为该项新技术推广是否成功的一个重要方面。对此，笔者从消防安全、防火防爆的角度，就氢能源及燃料电池汽车的发展现状、火灾危险性方面进行了阐述，提出了应采取的措施及对策。
1 氢能源与燃料电池车的开发
1．1 氢能的优点及开发
将氢气冷却至-240°C以下，再经过加压，氢就变成一种无色的液体。液态氢是火箭、火车、飞机、轮船、汽车等的极佳燃料。用作汽车燃料时，110 km 只需消耗5 kg氢气，基本上是传统汽车使用汽油量的1／3。就氢气的能效而言，其不仅有放热效率高、清洁、可以循环使用等优点，而且其质量轻、密度小，便于运送和携带，容易储藏，与难储存的电相比，优越性更为显著。它的用途也极为广泛，不但能燃烧生热，而且还可以产生化学能，并作为吸热的工质等。
传统的制氢方法有电解水制氢及高压、高温制氢，都需要消耗大量的电能和煤或天然气，消耗的能量比燃烧这种燃料所产生的能量还要多。这种昂贵的代价使其只适用于专门用途，如推进太空火箭或在航天器中维持燃料电池。经过多年的研究，科研人员已寻找出两种较为方便的制氢方法：一是光电化学电池分解水制氢，该方法利用太阳光照射到半导体氧化钛表面
时产生的电流使水分解，产生氢气，有效率达12％；二是生物制氢，通过人工模仿植物光合作用分解水制取氢气，其转化效率高达75％。此外，还可利用微生物产生氢气。这些方法解了过去制氢技术中所需的昂贵代价，使之有可能成为一种能广泛应用的新能源。但氢的密度很低、体积大，要缩小体积，需在一252℃的极低温和高压下进行，仅此一项作业就要消耗大量的能源。因此，在研制用氢作燃料的汽车和飞机的过程中，开发、运输和储存氢气的技术也还有待进一步解决。
1．2 燃料电池汽车的发展现状
燃料电池汽车技术与传统汽车、纯电动汽车技术相比，具有效率高、续驶里程长、绿色环保、过载能力强、低噪音及设计方便灵活等优点。目前车用燃料电池的燃料来源主要有两种，一是直接用氢，二是车载制氢技术。因这两种方法存在诸多不同的技术路线，因此，什么样的氢能源最适合用于燃料电池汽车的问题一直以来都是争论的焦点。国外部分国家采用直接
用氢技术，其氢气存储压力可高达70 MPa；也有的采用车载制氢技术。在我国，以同济大学和清华大学为主与相关汽车厂合作研制出的完全自主知识产权的、具有电氢混合动力系统特点的“超越系列”燃料电池轿车也是采用直接用氢技术，这些车辆参加了2008北京奥运会的示范运行，20xx年上海世博会期间，除了6辆燃料电池公共汽车外，还有100辆燃料电池观光车和90辆燃料电池轿车一起投入示范运行，这是中国最大规模的燃料电池汽车集中示范，其示范规模和示范周期在全球范围也是名列前茅的。此外，氢燃料电池汽车的研发也得到了世界能源公司和气体公司的支持。能源企业投入巨额资金主要进行加氢设施相关技术开发和示范。如林德公司20xx年在欧洲燃料电池和氢能经济平台年会上宣称将在德国的氢能环形公路上建立40座加氢站，公路将逐渐扩展至欧洲其他20个城市，并达到10 000 km 的长度。为了保障燃料电池汽车在上海世博会期间的示范运行，在世博园区附近建设了一座新的固定加氢站和两个移动加氢站，从而
在上海建成了由两个固定加氢站和两个移动加氢站组成的全国首个氢基础设施网络。
1．3 燃料电池车的供氢系统
我国第一辆原型车车载高压氢气储存供应系统由储氢瓶组、压力表、滤清器、减压器、单向间、电磁阀、手动截止阀及管路等组成。在给储气瓶组加氢气时，加氢站的压缩氢气由压力表、加气机，经客车中部的管路、三通、单向阀和管路，到达汇流排，由汇流排进入储气瓶组。当燃料电池用氢气时，压缩氢气由储气瓶组经汇流排、电磁阀和三通到达管路。管路的氢气再经过压力表和附件气路、客车后部的滤清器和减压器，到达燃料电池。
2 氢气及燃料电池车的火灾危险性分析
氢气属于火灾危险性为甲类的易燃气体，具有易燃易爆的特性。一旦点燃，燃烧速度极快，燃烧热值高。因此，在燃料电池车的使用中，一旦在氢气的制取、储存及装卸过程中发生泄漏，它可与空气混合形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸，十分危
险。就氢气的运输管道而言，也存在一定的危险性。在高压作用下，氢气能渗透到金属设备的碳素中而引起金属管道及储存设备的“氢脆”破坏，使储存设备和传输管道的塑性和强度急剧下降，导致设备损坏，引发泄漏。同时，因高压作用，泄漏时氢气从管口或缝隙处高速喷出会产生静电，静电荷的产生与其喷出时的流速存在同比关系，当静电荷达到一定值时也会引发火灾或爆炸。此外，氢气的带电性致使氢气储罐的出口处及输气管道处易发生静电积聚放电现象，这会成为氢气火灾爆炸事故的引火源，当储罐及输气管道的接地装置发生故障时，极易引发火灾及爆炸事故。因此，采用氢气作为燃料的电池汽车其火灾事故的防范重点就是氢气的泄漏及防静电。
3 燃料电池车自身的防火安全对策
燃料电池车自身的防火安全可从氢供应系统、整车用氢系统及车库安全等来考虑，以防泄漏、防静电、电气防爆为主。3．1 燃料电池车供氢系统的防火安全
(1)所有储氢瓶、管道以及阀件均应适用于氢介质，储瓶、管道及阀件所能承受的压力留有足够的安全裕量；储氢瓶的安装符合相关国家规范的安全要求，高压氢气连接管应采用质量符合国家标准的无缝不锈钢管。
(2)安装前并组管路需经过30 MPa水压实验和2OMPa气密检查实验后才进行总体安装；总装结束后，对整车氢供应系统进行两次气密性检查；在储氢瓶的出口处设有过流保护装置，当管路或间件产生氢气泄漏使氢气流量超过燃料电池发动机需要最大流量的
2O％时，过流保护装置会自动切断氢气供应；
(3)需在储氢瓶的总出口设计一个电磁阀，在探测到氢气泄漏或处于其他危险情况时可切断供氢系统。
3．2 燃料电池车的整车用氢系统的防火安全整车用氢安全系统主要从防氢气泄漏及报警、防静电等方面着手，电气控制系统应包括氢泄漏监测及报警处理系统、车体防静电接地、车内部件防爆电气设计等。
(1)氢泄漏监测系统可安装在车顶部的储氢瓶舱、
乘客舱、燃料电池发动机舱以及催化燃烧型传感器附近，传感器实时检测车内的氢含量，当有任何一个传感器检测到的氢体积分数超过氢爆炸下限(空气中的氢体积分数为4 )的1O 、3O 和50 时，监控器会分别发出I级、II级、III级声光报警信号。报警处理系统在接收到I级报警信号时，应启动声光报警系统；同时通过声光报警通知司机有氢气泄漏，关闭氢供应系统中氢气瓶组出口的电磁阀，并采取其他相应的处理措施。
(2)燃料电池车车体底部应有多处接地线，以防止静电积聚。
(3)燃料电池车的氢检测传感器均选用防爆型，氢安全处理系统中所用的继电器选用防爆固态继电器，车体严禁使用电源插座、接触器、继电器以及机械开关等可以引起电弧的用电装置，严禁进行电焊、砂轮磨削等可以引起火花、电弧的操作。
3．3 燃料电池车车库的防火安全车库的安全可从防氢气积聚及防静电等方面考虑。
(1)车库内防止氢气积聚的措施主要包括氢泄漏监测及报警处理系统，送、排风设施等。车库内氢泄漏监测系统可实时检测车库内的氢体积分数，当有任何一个传感器检测到的氢体积分数超过氢爆炸下限(与车上标准相同)，监控器会发出报警信号；同时自动打开车库上部
的进气窗，并开启车库顶部的排风机排风，以排出氢气。
(2)车库使用的灯具、排风机电机以及氢检测传感器均选用防爆型。
(3)车库内严禁使用电源插座、接触器、继电器以及机械开关等可以引起电弧的用电装置，严禁进行电焊、砂轮磨削等可以引起火花、电弧的操作。
4 燃料电池加氢站的消防安全措施和对策
笔者以上海安亭加氢站的消防设计为例，分析了燃料电池加氢站的消防安全措施。
4．1 燃料电池加氢站的主要设备
(1)管束拖车：管束拖车有9个气瓶组成，总水容
积2 250 L；质量28 180 kg。系统的制造和检验符合DOT一3AXX的规定；中国特种设备制造许可证：TS2200828- 2009。
(2)压缩机：压缩机单台流量最大为28 kg／h，共2台。制造和检验合NFPA 52的规定。
(3)储气瓶组：9只，布置方式为3×3。系统的制造和检验符合ASME Section VIII，Division 1，Appendix22；中国特种设备制造许可证：TS2200210-2010。
(4)加气机：加气机1台；加气枪2只(巴士和轿车各1)；布置：左右两侧。制造和检验符合NFPA 52的规定。
4．2 防火间距
由于我国还没有《燃料电池汽车高压氢气加氢站》的规范和标准，设计中特别注意拖车之间、压缩机和高压储气瓶之间、以及控制室和压缩机之间的防火间距。此外，加气机也需置于安全位置。在设计中参照了国内外相应的规定和标准，燃料电池汽车高压氢气
中国能源结构现状及发展趋势 摘要：我国目前的能源消费结构仍以煤炭为主，对进口石油依存度过高，能源安全和环保问题日益严峻。本文通过对各种可再生性能源的利用状况进行比较，认为我国发展生物质资源产能潜力巨大，如麻风树、油桐等陆生植物制备的生物柴油在近期会有较大的发展，特别以微藻为主的水生植物制备生物柴油，将有可能成为最有竞争力的替代性能源，在我国未来能源结构中占有举足轻重的比重。 关键词：能源安全；温室气体；可再生性能源；微藻；生物柴油1. 中国能源构成的现状 随着经济的飞速发展，中国的能源消费总量连续多年都位居世界前列。统计数据表明2001～2006年间，我国每年一次性能源的消费比重均在90%以上（见表1），而风能，太阳能，生物质能等新能源的利用率仍然很低。我国能源消费构成的特点：（1）煤炭的生产和消费比重偏高。近五年来煤炭年产量占能源总产量的比重呈逐年递增趋势，2006年这一比重上升至76.7%。（2）石油的生产量低，消费量高，供需缺口需依赖进口石油满足。与煤炭资源相反，石油在能源总产量的比重逐年递减，2006年仅为11.9%，而其消费量的比重五年来均超过20%。（3）新能源利用率低，发展潜力大。目前对新能源的利用率不足10%，而我国地域辽阔，太阳能，风能，生物质等能源蕴藏丰富，开发潜力巨大。 2. 能源消费结构存在的主要问题 2.1 石油短缺与能源安全
我国石油储量占世界总量的2%，人均占有量仅为世界平均水平的十分之一，自1993年成为原油净进口国以来，到2002年已经成为世界第二大石油消费国、第七大石油进口国。中国统计年鉴数据显示（见表2），1995之后的十年间，随着经济飞速发展，中国对进口石油的依存度也基本呈逐年递增趋势，2006年，全国48.2%的石油消耗量需从国外进口。而2008年4月中国社科院发布的《中国能源发展报告（2008）》蓝皮书预计，2010年和2020年中国石油消费量将达4.07亿吨和5.63亿吨，分别比2006年提高17.42%和62.47%。BP世界能源统计（2008）的数据表明，全球石油探明储量约1.24万亿桶，以目前的开采速度仅够开采40多年。 石油资源的日益匮乏和中国对进口石油的过度依赖使我们不得不面 对能源安全问题，特别是全球已进入高油价时代，能源安全更成为一个关系到国计民生和影响到中国整体经济可持续增长的关键性问题。 2.2 煤炭消耗与环境恶化 中国是世界第一产煤大国，煤炭产量占全世界的37%。作为中国的主要能源，在1995～2006十年间，煤炭在全国能源消费总量中所占比例均在65%以上，并且在未来相当长的时期内，中国能源消费结构仍将保持煤炭占据主导地位的状况。大量煤炭的燃烧导致二氧化碳、氮氧化物、粉尘等环境污染物的排放量逐年增大。据美国EIA（Energy Information Administration）统计，1990年世界二氧化碳的排放量约为215.6亿吨，预计2010年将为277.2亿吨，2025年达到371.2亿吨，年均增长1.85%。目前，我国二氧化碳的排放总量仅次于美国
能源是人类社会赖以存在和发展的基础，是实现我国经济社会可持续发展的物质基础，是中国崛起的动力。能源问题已经成为经济社会可持续发展的一个刚性约束问题，如何正视我国能源消费现状,科学制定节能规划目标,构建起能支撑我国经济适度发展的能源保障体系,以实现能源、经济的协调发展,对我国的持续发展具有重要意义。 随着经济全球化进程的加快，能源供应国际化所面临的地域政治控制威胁也在加剧。我国能源需求增长较快，一些地区发生了不同程度的能源紧张局面。再加上我国正处于工业化建设的中期阶段，是世界第二位能源消费大国，能源供应的保障是经济与社会发展的基础条件，因此必须加强对能源危机的认识和应对策略研究。 我国正处在工业化过程中，经济社会发展对能源的依赖比发达国家大得多。一次能源的储量和生产量可以满足需要，但由于能源的生产分布并不均衡，能源价格正日益成为改变世界财富分配的重要因素，资源控制导致的能源危机是主要的表现形式。我国能源资源可利用总量比较丰富，结构以煤炭为主，一次能源的生产能力在20世纪80年代以来有了长足发展，基本满足和支持了我国经济与社会发展的能源需求。不同的人类文明时期拥有不同的物质生产方式，使用的主导能源也不相同。主导能源从化学(矿物)能源向物理能源转换，是当前世界能源发展的基本趋势。从全球时代背景和我国具体国情出发，我国现代化建设应确立由初级战略——传统能源发展战略和高级战略——新能源发展战略组成的复合型的能源发展战略。
近年来，资源的日益枯竭导致国际之间的资源争夺战愈演愈烈，能源甚至成为发动现代战争的根本目的。而20世纪的两次世界范围内的石油危机，使人们意识到寻求和发展可以替代化石能源的其它能源的重要性和紧迫性。同时，长期使用煤炭等污染的能源所产生的环境污染给人们带来了无尽的困扰，严重威胁着人类的生存。能源短缺、油价飙升，已成为笼罩在人们心头的一片挥之不去的阴影。解决能源短缺问题，要靠能源技术的改进，更要靠正确的能源理论来支撑。就是说，树立科学的能源观，努力把握能源演进的历史及其规律，是深入认识能源问题的实质、切实把握能源问题的发展趋势、探寻能源问题解决方案的关键。而全球性的能源短缺乃至危机，恰好发生在我国全面建设小康社会和加速实现现代化的历史时期，已成为我国经济发展中一个极其严重的瓶颈。 一、我国的能源结构现状 从能源总量来看，我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国，能源消费主要靠国内供应，能源自给率为94% 。其中煤炭的消费已经占76% ,而且在未来相当长的时期内，我国仍将是以煤为主的能源结构.同时石油和天然气所占能源的消费比例也开始慢慢上升，出现了石油、天然气对外依存度逐步加大。虽然我国的水利资源丰富，但水电也只占到6%，炭、石油是不可再生资源，一旦能源枯竭，势必影响我国的国民经济的运行。 二、我国能源结构出现的问题 我国供需出现很大的缺口，按目前的经济发展速度，缺口将会越来越大。近几年，石油、天然气的进口大增，油价一直攀升，这即以我国的经济增长的需要，但也从侧面反映我国的能源结构的不合理性。煤炭是主导能源，但据预测，如果按现在的开采速度，我国的煤炭的供
中国能源现状及发展前景分析 学号；作者： [ 摘要] 能源是人类社会生活和发展的物质基础，一直为世界各国所重视。本文从中国能源现状的分析入手，对石油、天然气、煤炭、电力四大主要能源现状作了初步考察，充分认识到我国能源面临着一系列挑战。同时对我国实现社会主义现代化征途中对能源的发展前景进行了展望和对策分析。 [ 关键词] 能源；现状；挑战；发展前景；中国 一直以来, 能源问题都被世界各个国家所重视, 因为能源是人类社会生活和发展进步的物质基础。在过去的20 世纪中, 人类使用的能源主要有四种, 就是原油、天然气、煤炭和电力。而根据国际能源机构的统计, 假使按目前的势头发展下去, 不加节制, 那么,地球上原油、天然气、煤炭三种能源供人类开采的年限, 分别只有40 年、60 年和220 年了。进入21 世纪, 能源问题的重要性更是越来越突出, 确切地说, 能源问题已经不仅仅是某一个国家的问题,而是整个世界, 整个人类社会所要面对和所要解决的问题。 一、我国能源的现状 我国既是能源的消费大国, 也是能源的生产大国。虽然1990年以来能源生产总量已名列前茅, 但人均占有能源消费量只有发达国家的5%-10%; 但在另一方面, 每万美元国民生产总值能耗方面则为世界各国之首, 为印度的2.2 倍, 为发达国家的4-6 倍; 使用能源的设备效率偏低, 又造成能源的浪费, 能源利用效率不高。[1]再者, 我国能源生产与消费以煤及石油为主, 造成严重的环境污染。 （一）煤炭资源 中国是世界最大煤炭生产国和消费国。我国以煤为主的能源结构在相当长的时间内难以改变。然而, 煤炭利用严重污染环境, 据统计, 每燃烧1 吨标准煤排放二氧化碳约26 公斤, 排放二氧化硫约24 公斤、排放氮氧化物约7 公斤。[2] 这不仅影响和危害人类的身体健康, 还直接影响人类赖以生存的条件。 （二）石油资源 我国石油资源相对短缺。中国目前有待发现和探明的石油资源比较丰富, 但勘查难度比较大。随着社会经济的发展, 我国的石油需求量将会越来越大。据有关部门预测, 到2020 年, 我国石油消费量最少也要4.5 亿t, 届时石油的对外依赖度将有可能接近60%。国际能源署公布的数据甚至称, 到2030 年中国进口石油占石油总需求的百分比将激增至80%以上。[3] （三）天然气资源 天然气是一种清洁和使用方便的能源, 我国是开发利用天然气最早的国家, 天然气资源储藏量达380000 亿立方米, 目前已探明储量仅占5%, 天然气在能源结构中的比重仅占2.1%, 为世界平均水平的十分之一。目前, 国家已开始全国天然气管网的大规模建设,特别是启动了西部大开发序幕性工程的"西气东输"工程, 为天然气的合理利用打下了坚实的基础。 （四）电力资源 过去十多年, 中国电力工业高速发展, 2003 年发电量为1990年的3 倍。2003 年, 发电装机容量391 40GW。到2004 年5 月, 发电装机容量达400GW。2004 年9 月, 水电装机容量达100GW, 居世界首位。全国1GW以上电站共有107 个, 最大水电站是三峡水电站, 已装机5 9GW; 最大火电站是山东德州电站, 2 4GW; 最大核电站是广东岭澳核电站, 1 98GW。[4] 但是, 中国20 世纪60 年代中期出现大范围缺电。造成严重缺电局面的原因是多方面的, 但主要是体制问题, 包括: 高耗电产业过度发展, 电力预测和规划失误, 以及电力改革尚未从根本上改变垄断经营格局等。
1 清洁能源概念 传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。 清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。 2 我国清洁能源发展现状 清洁能源在我国发展至今，主要有如下几种： 1．洁净煤技术 由于我国煤炭在能源中的重要地位，今后一段时期内，煤炭仍将是我国主要的一次能源，最直接也是最重要的就是煤炭的清洁燃烧。目前比较成熟的的洁净煤技术主要包括：型煤、洗选煤、动力配煤、水煤浆、煤炭气化、煤炭液化、洁净燃烧和发电技术等。 2．核电 核能是清洁的能源。我国已经建有的核电站分别有秦山核电站、大亚湾核电站、岭澳核电站等，运行情况良好。目前是我国主要的发电来源之一，地位仅次于煤炭和水电。根据新浪网消息，我国政府近期规划在2006年至2010年期间，将积极发展核电，重点建设百万千瓦级核电站；远期规划是到2020年，每年核发电能力，从目前的8700兆瓦，增加到4万兆瓦，意味着2006～2020年的14年里，中国将增建30座核电厂。 3．太阳能 太阳能是清洁可再生的能源，目前已在我国得到较大范围的使用，主要体现为太阳能热水器的普及使用。在山东等地，太阳能产业正得到快速发展，许多技术如太阳能电池等也日臻成熟。 4．生物质能 是指由生命物质排泄和代谢出的有机物质所蕴含的能量，我国生物质能储量丰富，70％的储量在广大的农村，应用也是主要在农村地区。目前已经有相当多的地区正在推广和示范农村沼气技术，技术简单成熟，正在逐步得到推广。我国在生物柴油研究方面也得到快速发展，在福建、四川等地已经建有小规模的生物柴油生产基地，但是目前并未形成产业化。 5．水能 水能在我国早已得到大规模的使用，主要用途是发电。较早期的有小浪底水电站，刘家峡水电站等；规模较大的如三峡水电站等。这些水电站为我国的经济建设提供能源保障作出了巨大贡献。 6．风能 我国风能资源较为丰富，风能在我国的利用也较为成熟。据中国风电发展报告指出，如果充分开发，中国有能力在2020年实现4000万千瓦的风电装机容量，风电将超过核电成为中国第三大主力发电电源。在我国甘肃等风能资源丰富的地区有较大规模的应用。 7．地热能 我国地热资源丰富，已发现温泉有3000多处。地热应用前景广阔，主要指的是有效利用地下蒸汽和地热水，用途可以发电、供暖等。受资源所限，地热发电站主要集中在西藏地区。在其他地区，地热也正得到越来越广泛的应用。山东省商河县已经建成的温泉别墅就是利用地热供暖，效果良好。
中国新能源的利用现状与趋势 1 引言 随着全球化石能源枯竭供应紧、气候变化形势严峻，世界各国都认识到了发展新能源的重要性，特别是中国长期以来主要依靠煤炭，在一次能源供给中一直保持在2/3以上的比例。而中国的石油进口量连续增长，2009年进口原油约2.04亿吨。据测算，中国石油消费进口依存度已达到50%的“警戒线”。同时随着2000年以来，在国家和地方政府的政策支持下，城镇燃气行业改革加速，燃气行业得到了长足发展，对天然气的需求一直处于高速增长，这种状况将在未来将长时间存在，毕竟中国的人均能源消耗只有的美国的1/11。随着中国的社会经济进一步发展，生活水平的改善意味着人均能源消耗量将有十分巨大的增长，近几年来汽车保量的快速增加即是例证。 随着传统化石燃料，如石油、煤矿、天然气等储存量不断减少，而同时社会经济不断发展，对能源的需求日益增加，以及环境恶化的巨大压力，新能源被提到了更重要的位置。虽然中国还处于工业化、城镇化快速发展的关键阶段，但是仍然在哥本哈根会议上提出努力的方向，“到2020年单位国生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％－45％”。新能源是一个有力的工具。 2 新能源的利用现状 2.1 新能源 新能源，是指新的能源利用方式，既包括风电、太阳能、生物质能等，又包括对传统能源进行技术变革所形成的新能源，如煤层气、煤制天然气等。新能源
产业具有资源消耗低、清洁程度高、潜在市场大、带动能力强、综合效益好的优势，正在成为富有活力、最具前景的战略性新兴产业，对推动我国经济社会可持续发展具有重要战略意义。 2.2 太阳能 太阳能利用主要有太阳能的热利用和发电两种途径。热利用以太阳能热水器为代表，主要集中在小城镇和农村地区，由于城市土地紧以及政策、规划和设计等因素，太阳能的热利用在城市属于个案，如位于市龙岗区的振业城是华南第一个大规模应用太阳能技术的社区，整个太阳能中央热水系统采用的是联集式全玻璃真空式太阳能集热器。太阳能板和屋顶结合，与保温水箱分离，这种安装方式达到形式与功能的统一，与建筑较为完美的结合，这些太阳能热水器还设置了电辅助加热设施，即使在阴雨天也可正常使用，能提供适宜身体的水温。而集中利用则较少。 另一种主要的途径就是太阳能光伏发电，虽然近些年来光伏发电技术有了较大的进步，但是与常规发电方式和核发电相比太贵了，经济性不强。 2.3 风能 中国的风能资源丰富和较丰富的地区主要分布在两个大带：一是三北（东北、华北、西北）地区丰富带。风能功率密度在200W/㎡～300W/㎡以上，有的可达500 W/㎡，可利用的小时数在5000h以上，有的可达7000h以上。二是沿海及其岛屿地丰富带。年有效风能功率密度在200W/㎡以上，可利用小时数在7000h～8000h。这一地区特别是东南沿海，由海岸向陆是丘陵连绵，所以风能丰富地区仅在海岸50km之。 《可再生能源法》实施以来，中国的风电产业和风电市场发展十分迅速，截
中国农村能源政策：回顾与展望 朱四海 福建省政府发展研究中心 摘 要：农村能源问题的实质是能源公平问题，向农村持续提供高品位的能源服务不仅是发展的需要， 更是农村居民的基本需求和基本权力。改革开放以来，中国农村能源政策经历了从解决农村 居民生活用能、到保障能源可持续发展、再到提高减缓和适应气候变化能力的目标演进。当 前，政策的关键是按照公共服务均等化原则，促进经济发展过程中的能源公平，并在农村可 再生能源的开发利用过程中保障农民的交易权力、提高农民的就业机会、增加农民收入。 关键词：农村能源 问题 政策 改革开放以来，中国农村能源政策的演变基本上是围绕能源问题展开的： 首先，是农村能源问题。中国农村能源政策首先是由农村能源问题引发的 。尽管政府早在上世纪50年代就关注农村能源问题，特别是关于沼气、小水电和地方煤矿的发展，但直到“六五”计划（1982）才最终确立农村能源的政策框架。 其次，是能源安全问题。1994年国务院发布的《中国21世纪议程》确立了新能源和可再生能源在未来能源系统中的战略地位，紧接着又在“九五”计划中明确了农村能源商品化、产业化的发展方向，促进能源可持续发展。农村能源问题让位于国家能源问题。 第三，是全球气候变化问题。能源消费排放的温室气体引发的全球变暖问题使得国家能源问题国际化。中国政府于2007年发布了《中国应对气候变化国家方案》，农村能源被赋予了提高减缓和适应气候变化能力的新使命。 本文从国家层面就政府围绕上述问题出台的相关农村能源政策进行了历史回顾和展望。 一、短缺时代的农村能源政策（1979～1995） 农村能源不是能源分类学上的概念，在能源政策范畴里人们没有“城市能源”的概念却有农村能源的概念，说明农村能源是一个问题。这个问题源于能源建设的长期工业服务倾向和城市偏好、农村地区长期缺乏基本的商品性能源服务，反映了广大农村主要依靠当地可获取的可再生能源（薪柴、秸秆）的“能源贫困”现实。农村能源问题已经长期存在，但在能源短缺时代，受政府政策偏好的制约，国家能源建设优先保障工业和城市的用能需求，农村能源政策手段的选择主要围绕农村地区的资源赋存展开，着力发展沼气、薪炭林、小水电、小煤炭、太阳能以及推广省柴节煤灶。由于政策制定者缺乏为政策执行提供必要的资源及其它相关条件，这一时期的农村能源政策更多表现为导向功能而非分配功能（参见“表一”），其特点有四： ⑴ 政策设计以单项技术经济政策为主，并从试点起步。政策“抓手”主要包括农业部组织的沼气建设试点县、节柴改灶试点县建设，水电部组织的、以发展小水电为主要内容的农村初级电气化试点县建设，以及林业部组织的薪炭林试点县建设。在上述试点的基础上，组建了跨部门的“国家农村能源综合建设县项目领导小组”，开展以县为单元的农村能源综合建设。 ⑵ 政策目标是模糊和多元的。上述设计的政策意图在于缓解农村能源的供应短缺，但到底“能在多大程度上解决农村能源问题”却是不清晰的，政策目标只是一个不十分明确的大方向，具体内容是在政策执行过程中逐步加以明确和修正的。由于农村能源集能源建设、农村经济社会建设、环境建设于一体，具有经济、社会、环境综合效益，政策目标一开始就是多元的。 ⑶ 政策实践是探索性和渐进性的。由于政策目标的模糊，解决农村能源问题的进程也就呈现弹性状态，政策实践没有具体的时间表。决策者只能根据以往的经验审核现有的方案，通过与以往政策的比较、考虑不断变化的客观环境，对以往政策进行局部的、小幅度的调适，在现有政策基础上实现渐进变迁。就农村能源问题本身而言，决策者并不是“不想干”，而是不知道“怎么干”，或者由于客观条件的限制“无法干”。 ⑷ 农村能源游离于国家商品性能源供给体系之外。1982年确立、并经1986年修正的“因地制宜、多能互补、综合利用、讲究效益”的农村能源建设方针，其目标基本上限于解决农村能源问题，试图通过发展沼气、薪炭林，推广省柴节煤灶，以及在有条件的地方发展
中国能源现状分析 1、能源消费需求不断增加 能源就是经济与社会发展得动力,人们对更高生活水平得追求导致能源消费需求得增加。2005~2009年,中国得GDP年增长率都在10%上下,与此想对应得就是,能源需求平均增速为7、45%,远高于同期世界能源消费得平均增速为1、65%(见图1)。 图1 世界与中国能源消费增加速度 资料来源:BP世界能源统计、中国能源统计年鉴 2、能源消费结构不合理
在能源消费需求不断增加得同时,我国得能源消费结构相对不合理,主要体现为:新能源比例低,常规能源“多煤、缺油、少气”。 2005~2009年,我国得能源消费结构中,新能源比例低于3、1%,而世界得平均水平为12%;常规能源中,煤炭得比例占74%以上,而世界能源消费结构中,以石油为主,煤炭比重略高于天然气(见图2、3)。 图2 2005~2009年世界能源消费结构
图3 2005~2009年中国能源消费结构 资料来源:BP世界能源统计、中国能源统计年鉴 3、能源危机与环境危机 能源消费需求得快速增加,使常规能源面临枯竭得危机。如果以2009年得能源探明储量、生产量、消费量为基础,中国已探明储量得常规能源仅能开采、消费不足35年,而这一数字得全世界平均值也仅不足80年。在无重大能源发现或能源消费结构无重大变化得情况下,全世界常规能源在未来100年内消耗殆尽,而石油可能就是最先枯竭得能源(见图4、5)。
图4 2009年中国、世界能源储产比 图5 2009年中国、世界能源储消比储产比=2009年已探明储量/2009年得生产量;
储消比=2009年已探明储量/2009年得消费量。 资料来源:BP世界能源统计2010年6月 常规能源得消费带来一系列得环境问题,如气候变化、酸雨。 常规能源得消费产生正在使全世界得温室气体浓度快速上升。根据世界气象组织WMO发布得《温室气体公报》,全球二氧化碳、甲烷、氧化亚氮得平均浓度比工业革命前(1750年前)分别增加了38%、158%与19%。温室气体增加带来得冰川融化,海平面上升,极端天气贫乏等诸多环境灾难。 2010年中国监测得443个城市中,189个城市出现酸雨,8个城市(区)酸雨频率为100%,也就就是说逢雨必酸。 4、新能源繁荣与困境 能源危机、环境危机已经引起世界各国得高度重视,发展新能源无疑就是不二选择,而目前技术最成熟得水电、核电、风电、太阳能发电与热利用成为各国最佳选择。 1)新能源得繁荣 今年年初得能源工作会议上提出,十二五能源发展得主要目标就是: 一次能源消费总量控制在40亿吨标煤,2009年这一数字为29、2亿吨标煤,即2010~2015年得年均增速低于7、4%(前文提到,2005~2009这一数字为7、45%)。就目前瞧来,这一目标基本可以实现。 非化石能源在一次能源消费中比重达十二五末达11、4%,十三五末达15%。即到2015年非化石能源消费折合标煤约4、6亿吨标煤(2009年这一数字为0、9
能源互联网的发展现状 能源互联网是什么？杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）在所著的《第三次工业革命》中第一次对其进行阐述，电网将变成分布式和可分享，电网会变成像互联网一样。这里所说的能源互联网，实际上是一种隐喻，其实际意义是指“从分布集中的传统化石燃料以及铀能源向分散式的新型可再生能源转移”。 杰里米·里夫金对能源互联网（Energy Internet）描述的局限性： 1. 杰里米·里夫金对能源互联网（Energy Internet）主要是对用户层的能源共享的愿景。而对能源系统缺乏总体的把握，对能源系统的层次结构也没有清楚的描述。 2. 杰里米·里夫金对能源互联网（Energy Internet）的命名不够全面。要准确描述能量这个与时间有关的物理量，应由功率（POWER）和能量（ENERGY）来共同表述。前者更关注能量随时间的变化，而后者表示给定时间段的能量消耗或生产。 3. 杰里米·里夫金在其著作《第三次工业革命》中未阐述智能电网与能源互联网之间的关系。 一、美国——FREEDOM系统，提升能源效率 针对可再生能源的日益普及，FREEDOM系统的理念是在电力电子、高速数字通信和分布控制技术的支撑下，建立具有智慧功能的革命性电网构架吸纳大量分布式能源，通过综合控制能源的生产、传输和消费各环节，实现能源的高效利用和对可再生能源的兼容。
由于需要更加稳定、高效、安全的电网，以及实现以风能和太阳能为代表的新能源大规模替代化石能源，电网将不可避免地走向智能化和分散化。而这一趋势，正在从隐喻意义上的“互联网式的电网”，转向真正的能源互联网，即用互联网、云计算、大数据技术，来管理现代文明中最基础的产品——电力。如果说电力是现代产业和消费的中枢神经，那么互联网技术将是电网的中枢神经。 从当年IBM最早提供智能电网的解决方案，到目前趋势是硅谷的高科技公司在引领能源互联网的风潮。其创新领域大致包括以下几个方向：提升能源效率：美国的能源互联网公司——奥能公司OPower (下称奥能)，于2014年4月在纽交所上市。奥能目前在全球已与100家公用事业企业建立服务协议，为超过6000万户的家庭提供能效管理。 奥能创建于2007年，准确的说它是一家软件公司，借助先进的数字化通讯手段，与客户建立联络平台，通过分析公用事业公司的能源数据，以及其他各类第三方数据，进而为用户提供节能方案。2015年4月14日，奥能跟随美国“智能城市—智慧增长”总统商业发展代表团访问中国。 用户通过奥能提供的平台，可以清楚知道这个冰箱、电视、热水器、手机等在这个月的用电量，甚至可以到自己邻居的能源使用情况，从而进行对比，合理规划能源使用情况。奥能的数据平台能够帮助电力公司降低用电高峰时期的用电量，不仅为用户，也为电力公司节省了能源。 目前，奥能在全球已与100家公用事业企业建立服务协议，为超过6000万户的家庭提供能效管理。根据奥能董事长拉斯基的测算，截至目前，奥能帮助用户节省了约60亿千瓦时的电力，2014年，其帮助节省电力约27亿千瓦时。其表示，美国最大水力发电站之一的胡佛水电站，平均每年的发电量为39亿千瓦时，预计今年奥能帮助用户节省的电量将超过胡佛水电站的发电量。 奥能85%的利润额都来自美国，但其业务已经扩展到日本、新西兰、英国、法国等诸多国家。目前，奥能只在香港开展了一个项目，已经与国家电网公司、南方电网公司以及其他一些电力公司建立了商业联系。 大数据+服务：甲骨文创始人之一Thomas M. Siebel创办的C3 Energy，通过集成大数据形成分析引擎，提供电网实时监测和即时数据分析，同时也能对终端用户进行需求响应管理。另外，拥有大数据可以产生更多的商业模式，如用于节
中国能源现状与展望 从类别上来讲，能源分成常规能源与新能源。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，是促进社会进步 和文明的主要能源。在讨论能源问题时，主要指的是常规能源。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。常 规能源与新能源的划分是相对的。以核裂变能为例，20世纪50年代初开始把 它用来生产电力和作为动力使用时,被认为是一种新能源。到80年代世界上不 少国家已把它列为常规能源。太阳能和风能被利用的历史比核裂变能要早许多 世纪,由于还需要通过系统研究和开发才能提高利用效率，扩大使用范围,所以 还是把它们列入新能源，常规能源的储藏是有限的. 2016 年全部类型发电中，火电、水电、风电、核电占比分别为 74。4%、17.8％、4.1%、3.6%。火电同比增速由 2011 年 13。9%下降至 2016 年 2。6%,同比增速放缓。水电受天气因素影响波动较大。2012、2014 年来水较好，水 电发电量同比增长超过 20％。2015、2016 年来水较少，水电发电量同比分别 同降 6.4％、同增 5.6％.2016 年风电、核电同比增速分别为 30.1％、24。4％且近几年都保持两位数增长.由于国家鼓励清洁能源、限制火电发展,因此在四种发电类型中火电增速最为缓慢，火电在总发电量中占比呈下降趋势。 煤炭一直作为我们的主要利用资源，与生活息息相关，而丰富的煤炭资 源也正好提供了我们的开发利用，所以我们直到现在，无论多少新型能源的开发，也离不开煤炭对我们的帮助,在今后相当长的一段时间内,科学技术的飞速 发展，煤炭仍旧是人类生产生活中的必不可少的能源。 中国煤炭资源丰富，除上海以外其它各省区均有分布,但分布极不均衡。在中国北方的大兴安岭—太行山、贺兰山之间的地区，地理范围包括煤炭资源 量大于1000亿吨以上的内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南6省区的全部或大部，是中国煤炭资源集中分布的地区，其资源量占全国煤炭资源量的50％ 左右，占中国北方地区煤炭资源量的55%以上。在中国南方，煤炭资源量主要 集中于贵州、云南、四川三省，这三省煤炭资源量之和为3525.74亿吨,占中国南方煤炭资源量的91。47%;探明保有资源量也占中国南方探明保有资源量的90%以上.我国煤炭从储量相当丰富，仅次于俄罗斯、美国，所以在能源结构中以煤为主将持续很长一段时间。 中国也蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家 和重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光 伏发电系统和太阳能热水系统.不过光伏发电占中国发电量的占比并不高。 水力发电始终是中国的强项，其占总发电比也比较高。三峡大坝，葛洲 坝我想无人不知。在水电的开发,设备，施工方面,中国与其他国家相比起步并 不算早，但巨大的开发市场与倾向性较强的招标模式，使得中国与水电相关的 企业短短几十年的时间内积累了大量宝贵的经验.在全世界前十五大水电站中，中国占了七个，前十大水电站中占了四个，如果算上即将开工投产的乌东德和
农村能源发展现状调研报告 当农村出现能源短缺、用能矛盾突出时，贯彻“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”和“开发与节约并举”的工作方针显得尤为重要。坚持“群众自愿、节约优先、清洁生产、安全第一”的原则，大力推广沼气、省柴灶、节煤炉、地火垅改造等可再生能源和技术，促进农村能源经济发展，更好发挥农业的基础支撑作用，不仅是农村能源自身的现实要求，更是事关经济社会发展的重大课题。 一、我区农村能源发展现状及分析 截止年底，全区累计发展农村户用沼气6500口，占全区总农户的XX%，全区XXX个自然村，现有XXX个村用上了沼气，、突破千口大关，乡建沼气675口，占总农户的XX%，，普及率居全区榜首。新建生态卫生学校5个，新建50至100立方米小型沼气工程4处。推广节煤炉1万余个，省柴灶7XXX户，太阳能利用面积5000平方米。农村能源结构明显改善，利用效益显著提高，取得了较好的经济、社会和生态效益。全区生产沼气约200万立方米，折标煤200余吨，减少二氧化碳排放3000吨，年保护森林植被5万亩，化肥、农药使用量逐步减少，提高了农产品品质、增加了产量，每年实现增收节支2XXX万元。 （一）户用沼气普及率较高，但发展不平衡
实施天保工程和退耕还林后，耕地由原来21.6万亩下降到9.3万亩，人平由原来3.7亩下降到1.7亩。种养结构调整，劳动力大量转移，、、、和城镇化进程加快，以及大九湖湿地公园建设，致使大量煤燃料和天然气向农村延伸。在1.3万户农民中，已建沼气6XXX户，集中分布在1200米以下，占适宜建池农户的XX%。不适宜建池的有6000余户（包括生态移民、无建池宅基地、孤寡老人等）占总农户的XX%左右。低山少数村因基层组织弱化普及率低，其次因村级公路通户率低，建池成本过大，部分困难户无法享受国家优惠政策。虽然户用沼气总体需求旺盛，但区域发展不平衡。 （二）山区中小型沼气工程需求迫切 随着新农村建设发展标准的提高，在农村环境建设中，畜禽养殖以户为基础的小农经济受到了冲击，由分散养殖逐步向养殖小区过度。目前，全区中小型养殖小区100多处，每天直接排放粪尿达到20吨左右，不仅严重污染环境，而且浪费了大量的沼气资源。现已建中小型沼气工程6处，仅占规模化养殖场的3%。 当前，中小型养殖规模化生产是山区畜牧业的发展方向之一，但养殖场大多集中在水源较好、人户集中的城郊周围。大量的粪便未经处理而直接排放，给水体、农田、农户造成污染，从而出现了政府担心、百姓恼火、企业着急的尴尬局面。矛盾不断涌现，纠纷处处发生，这些都是因为“废物”没有得到有效利用而造成的。如原宋洛养殖小区、果园养殖小区等。其次是业主能源环保意识差，无长远打算。
中国新能源的发展现状与未来趋势The Current Development Situation and the Future Trend of Chinese New Energy 新能源发展趋势、前景 从新能源行业发展总体情况来看,大部分新能源利用方式始于20世纪70年底,并在90年代开始普及应用,虽然部分技术趋向成熟,但无论从市场扩张速度还是成长前景看,新能源行业仍然处于生命发展周期中的成长期,并将在3年左右的时间内陆续进入成熟期。 由于技术的限制,短期内电力行业没有替代品,电力行业生命周期的问题主要研究对象是各种具体的电源类型,比较的是这些电源类型之间的替代和生命周期。新能源由于具有清洁、可持续的特性,因此新能源行业的成熟期持续时间将较长,即使到了行业的饱和衰退期,其衰退速度也将很慢。 具体来看,水电行业历史悠久,技术已经比较成熟,可以看作是步入成熟期的行业;风电产业在20世纪70年代末起始西欧国家,风电设备行业克服了“能量不稳定”、“转换效率低”等弱点,在丹麦、德国、西班牙、荷兰、美国、日本、印度等国家得 到广泛应用,风电设备产业在部分国家开始饱和,逐步向外技术输出。从这些特征可以确定,风电设备产业在先发国家已经进入了成熟期,但在中国、印度等新兴国家,风电产业仍处于快速成长期;太阳能发电行业目前在技术研发、试点应用等方面取得了显著成效,已经脱离了幼稚期,但由于成本仍然过高,限制了技术的推广应用,可以看作刚刚进入成长期的朝阳产业。 新能源行业目前投资成本仍然较高,尤其是大型风电基地、核电站的投资规模要求很高,行业存在一定风险,但短期来看,国家新能源发电优先上网的政策对新能源行业盈利水平提供了基本的保障。虽然风电设备、多晶硅等部分潜在产能过剩或存在低水平重复建设的行业竞争趋向激烈,部分企业发展面临困难。但在2020年前,在国家节能减排及能源结构调整的大背景下,新能源行业均将保持在景气区间,行业盈利水平有望持续提高。一、中国能源行业发展历史
能源互联网技术发展阶段分析 2016.8
目录 一、引言 (1) 二、能源互联网阶段划分 (1) 2.1 全球能源互联网发展阶段划分 (2) 2.2 国内互联的阶段划分 (3) 2.3 能源互联网架构划分 (4) 三、能源互联网阶段技术分析 (5) 3.1 能源本身的互联阶段 (6) 3.2 信息互联网与能源行业相互促进 (10) 3.3 能源与信息深度融合 (11) 四、结论 (12)
能源互联网技术发展阶段分析 一、引言 第一次工业革命：蒸汽机作为动力机被广泛使用，机器代替了手工劳动，使人类社会对能源需求大大提高。 第二次工业革命：电的发现和利用、内燃机等机械技术的发展直接推动了第二次工业革命，人类这一百多年的文明发展伴随着能源的急速消耗，对能源的需求还在不断增加。 “第三次工业革命”：融合互联网技术和可再生能源技术，构建新型能源供需架构的思路，能源互联网相关技术获得广泛关注。之所以“第三次工业革命”，注以引号，是因为随着美国未来学者杰里米˙里夫金所写的《第三次工业革命》一书提及并着重描绘的能源互联网蓝图引起广泛关注和憧憬。从而逐渐兴起一股能源互联网的讨论热，并且逐步升温成一种预见性的“革命”。即便称之为“革命”，也只是概念性的，因为并不是后世总结。或许，今时今日的我们便是“革命者”，开创一个新革命。 能源互联网，现在被各界誉为能源发展趋势，具有指向性的作用，国内外学者给以不同发展阶段定义，所谓“仁者见仁，智者见智”，本文根据目前国内多数专家、学者的学说，简单谈一下能源互联网的阶段划分，以及现阶段技术发展状况。 二、能源互联网阶段划分 能源互联网是刚刚起步的阶段，也是正在构建蓝图，逐步定义调整的阶段。现阶段能源互联网主要定义为，互联网技术、能源技术与现代电力系统的结合，是信息技术与能源电力技术融合发展的状态。解决可再生能源的有效利用问题, 即借助电力电子技术、信息技术实现各类集中式电源、分布式电源、储能装置、用电单元的能源流、信息流的互联互通，在允许新能源接入的同时，合理分配能源资源以提高能源利用率。 能源互联网是互联网技术提供了可行的技术方案。包含了目前开展的智能电网,分布式发电,微电网等研究,能源互联网在概念、技术、方法上都有一定的独
新型清洁能源的开发现状与利用 我国属于能源大国，能源开发与国民经济发展的关系十分密切，我国一直重视开发煤炭和石油能源的开发，现在正在逐渐向新型能源转化，逐步开发新能源。现在西方发达国家陆续开始开发新型能源，包括太阳能、风能、水能、潮汐能等能源，这些属于可再生能源，还有很多不可再生能源，如天然气、氢气和核能等。目前我国正致力于新型清洁能源的开发与利用研究。本文首先指出了清洁能源开发的现状，分析了当前清洁能源开发和利用存在的问题，提出了清洁能源开发和利用的有效策略。 在我国战略发展过程中，清洁能源的开发和利用是一项基本战略，这是实现可持续发展的必然要求，这也符合生态经济与低碳经济发展的需要，是构建和谐社会的基础和前提。我国心情清洁能源的开发和利用还面对很多的问题，如认识不够、开发难度大、开发和处理技术落后、保障制度不够完善、能源利用率较低等，要想解决这些问题，就要推进技术研发，建立完善的制度，进而促进新能源的开发和利用。 一、我国清洁能源发展现状 清洁能源开发难度大。我国地大物博，广袤土地上存在的清洁能源较为风农夫，但是由于多种原因，新型清洁能源
的?_发不是很顺利，首先，地理条件和环境是一种限制因素，例如我的很多地区未开发的水能一般集中在西南部的高山 和深谷中，地热能和潮汐能也分布在地势较为特别的地区，风能主要集中在西北风较大的地区，能源开发环境恶劣，工程建设难度较大，其次，清洁能源的勘探工作水平较低，成本较高，开发难度较大，与其他能源相比，竞争力较弱，因此，难以实现大规模开发。
清洁能源产业化存在困难。能源的利用最好就是形成产业链，改变传统能源结构，实现多元化的能源利用。但现阶段，我国清洁能源产业化与西方国家相比起步较晚，缺乏相关经验，与西方国家差距较大。清洁能源产业化存在一些困难，主要表现在：（1）水能。我国水资源较为丰富，我国可以开发和利用的水资源约占全球水资源的1/7，总量大，但是开发利用的较少，利用率远远低于很多西方国家。有数据显示，美国水资源开发率为63%，我国只约到15%。（2）风能。我国目前利用风力发电在逐年上升，截止到2010年，风力发电能力达到16吉瓦。但与部分发达国家相比，风能资源的产业化水平不足，没有实现风力发电机并网发电，发电机功率较小，风能资源还有很大开发空间。（3）太阳能。我国对于太阳能的开发和利用还处于起步探索阶段，光伏发电装机容量只有15万千瓦，还没有形成一定的规模。（4）潮汐能、地热能。我国目前对于地热能和潮汐能的开发利用是多种清洁能源里面最低的，主要原因是我国地理环境的影响，另外开发和利用技术落后也是重要的原因。（5）核能、氢能等，目前我国核能与氢能发展较为迅速，但是清洁煤技术发展缓慢，有待进一步产业化。
世界能源现状及分析——兼谈燃煤发电的发展与应用 化学化工学院20620151152180 安晓鸣 一言以蔽之，当前全世界的能源使用结构仍然是以石油、天然气和煤三大传统能源为主，辅之以核能、风能、生物质能等清洁能源，并大力开发新能源。 石油、天然气资源将在2050年前被罄尽的看法已被公认。 由于大量碳排放导致全球气温上升，破坏生态平衡的危机，用煤的简单和直接燃烧又受到限制。 核能发电因其碳零排放和生产成本低廉的特点，一度被认为是理想的未来能源，自问世以来一直呈增长趋势。但其安全性和经受自然灾害的能力，最近又受到人们质疑。日本福岛事件后，大批核电工程项目下马，核能发展陷入停滞。 太阳能的充分利用是一条好出路，但由于占地面积大、太阳能电池的昂贵、低效和高污染，这一可再生能源当前尚难以大量开发利用。 风力和潮汐发电亦属可再生能源，但亦受地域、节气和设备投资的限制。 利用生物燃料能源有利于减少碳排放，但和粮食生产、经济作物、其它动植物争土地和空间会受到相当程度限制。几年前因生物质能大跃进导致粮食作物产量减少，推高了世界粮价，甚至在非洲酿成饥荒。 而纵观众多新能源，甲烷水合物( methane hydrate) 又名可燃冰，在海洋大陆架深处和陆上永久冻土带有相当的蕴藏量，但目前开采利用在技术上尚有困难，大规模开发利用仍是遥遥无期。 近年来如火如荼的页岩气资源，亦存在燃烧热值低、开采难度大并附带高污染等等缺陷。 总之为使人类社会健康发展，生活质量能持续改善，在新能源开发和有效利用以及节约减排上还要作最大努力。 目前世界上大规模投入运行并网发电的发电方式主要有四种，火力发电、核能发电、水力发电及风力发电。 火力发电是传统火电厂采用的发电方式，也是目前世界上发电量最大的发电方式。火力发电一般以燃煤为能源进行燃烧发电。与其他能源相比，燃煤具有热值高、储量大、易运输等优点，一般认为世界上煤资源的储量尚能满足100 ～ 200 年的需求。但是燃煤会产生大量灰渣和CO2，含硫的煤会产生硫酸，形成酸雨，更不必说燃煤带来的碳排放问题。 截至目前，全世界核反应堆的发电量约占全球总发电量的近20%，在一些工业化国家中核电占50%以上。除极个别情况外，核电站有很好的运行记录，发电的可靠性高，在正常情况下，对环境友好，无有害气体排放。但与此同时，核能发电的运行维护成本高、核废料难以处理也是无法回避的问题，如何克服民众对核能的恐慌情绪则是绕不开的坎。 水电站集蓄水、节流、防洪、发电等诸多功能于一身，在条件适宜的地区有极大的应用潜力。但是水力发电的发电量完全取决于自然因素，有很大的波动性，这就造成了极大的资源错配与浪费。另外，水电站建设对自然环境和生物繁殖也有极大影响，像黄河小浪底这样的工程应当引起我们的警醒。 风力发电近年来方兴未艾，笔者家乡就设有国华电力的风力发电厂。风力发电的前期建设需要天量的固定投资，运行维护的人力成本也居高不下，而并网运行后的发电量却具有很大的波动性，可以说是一种清洁却不经济的发电方式。此外，风力发电机组需要占据广阔的土地，在选址上极为苛刻。
中国能源现状及未来的发展 改革开放以来，中国发生了翻天覆地的变化，面对持续、快速增长的中国经济，对能源的需求，特别是对一次能源的需求的不断增长，产生了很多的问题。煤炭开采的安全、利用率、深加工的研发，石油对国外进口的依赖所带来的安全问题，煤层气等个别气体产业化建设问题等等都在制约着中国经济平稳快速发展。中国的能源发展在20年里也取得了很大的成就，实现GDP翻2 番，能源消费翻1 番，完成了中国经济增长所需能源一半靠开发，一半靠节约的目标。 一 对中国能源现状的认识 随着经济建设的推进，资源储量的勘探也越来越清楚。中国地大物博,能源资源丰富,据2006 年中国统计年鉴的数据，全国主要能源的基础储量为:石油248972.1 万t、天然气28185.4亿m3、煤炭3326.4 亿t;但若以“人均拥有量”来衡量,中国却是资源贫瘠国,2006 年人均石油储量只有1.9t, 人均天然气储量2168m3,人均煤炭储量256t,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%,中国的人均资源储量远远低于世界水平。二 中国能源存在的问题 中国能源结构不合理，能源消费以煤占主导地位，偏离了世界能源结构以油气为发展趋势主流。落后的用煤方式、生产设备、管理方式产生了严重的污染。中国经济现代化正面临能源的严峻挑战:能源供需矛盾尖锐、转换方式落后、能耗高、效率低、生态环境破坏严重、经济损失巨大。 1、 人均能源资源少,供需有差距 中国人口众多,占世界人口的21%,能源矿产人均探明储量相对较少,煤炭资源可以满足较长期需求,而石油和天然气资源则需要以国外资源作为重要补充,才能满足当前和长远的需求。中国是世界能源大国, 一次能源的生产和消费均居世界前列,但人均能源消费水平还很低。 2、 能耗强度高,效率低 由于我国产业结构的不合理性与管理技术上的落后，尽管在能源消耗上有了很大的改善，但是与发达国家比还是存在很大的差距。中国产业生产和居民生活中大量使用高耗能的落后技术和产品，现有的近400 亿m2建筑中, 99%属于高能耗建筑。中国发电、冶金、建材、化工等产业消耗全部一次能源的80%左右,单位产品能耗平均高于国际先进水平20% ～30%。 3、结构不良,污染严重 能源资源决定了中国能源长期以来是以煤为主的能源结构， 不论是火力发电还是工业用煤， 都会造成大量污染排放。SO2和CO2排放量分别