概述
能夠提供某種形式能量的物質或物質的運動都可以稱為能源。大自然賦予人類多種多樣的能源,一是來自太陽的能量,包括太陽輻射能和間接來自太陽能的煤炭、生物能等;二是來自地球本身的能量,如地熱能和原子能;三是來自地球和其他天體相互作用所產生的能量,如潮汐能。
縱觀社會發展史,人類經歷了柴草能源時期、煤炭能源時期和石油天然氣能源時期,現在正向新能源時期過渡,並且無數學者仍在不懈地為社會進步尋找開發更新更安全的能源,可以相信能源的多元時代即將來臨。但是,至今人們能利用的能源仍以煤炭、石油、天然氣為主,在世界一次能源消費結構中,這三者的總和約占93%左右。
分類
(1)按其形態、特性或轉換和利用的層次進行分類。世界能源委員會推介分類:固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、核能、電能、太陽能、生物質能、風能、海洋能和地熱能。
按形成,可分為從自然界直接取得且不改變其基本形態的一次能源或初級能源,如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能等;經過自然的或人工的加工轉換成另一形態的二次能源,如電能、汽油、柴油、酒精、煤氣、熱水氫能等。
(2)按能否再生,可分為能夠不斷得到補充供使用的可再生能源,如風能;須經漫長的地質年代才能形成而無法在短期內再生的不可再生能源,如煤、石油等。
(3)按對環境影響程度,可分為清潔型能源,如風能;污染型能源,如煤炭。
(4)按利用情況,可分為在現有經濟和技術條件下,已經大規模生產和廣泛使用的常規能源,如石油、天然氣、水能和核裂變能等;目前正在推廣使用的新能源,如太陽能、海洋能、地熱能 、生物質能等。新能源大部分是天然和可再生的,是未來世界持久能源系統的基礎。
(5)按來源分為四類:一是來自太陽的能量,包括太陽輻射能和間接來自太陽能的煤炭、生物能等;二是蘊藏於地球內部的地熱能,三是各種核燃料,即原子核能;四是月亮、太陽等天體對地球的相互吸引所產生的能量,如潮汐能。
(6)按形成,可分為從自然界直接取得且不改變其基本形態的一次能源或初級能源,如地熱能;經過自然的或人工的加工轉換成另一形態的二次能源,如火電。
優缺點
可再生能源
能源 | 優點 | 缺點 |
太陽能 | 用之不竭,污染極小 | 太陽光照射不穩定,太陽能發電廠成本昂貴 |
風能 | 用之不竭,成本低,污染極小 | 渦輪噪音大,受地域限制 |
水能 | 對水和空氣污染小 | 受地域限制,水壩會影響生態環境 |
地熱能 | 用之不竭,成本低 | 受地域限制,對空氣和水輕度污染 |
海洋能 | 用之不竭,空氣污染低,土地干擾少 | 適當位置少、造價高,能源輸出不穩定,破壞正常潮汐可能會影響河口水生生物 |
生物質能 | 分布廣、儲量大、環保 | 熱值及熱效率低 |
不可再生能源
能源 | 優點 | 缺點 |
煤炭 | 容易獲得,成本較低 | 易造成空氣和水的污染 |
石油 | 使用便宜,容易運輸 | 會造成空氣污染,油泄漏會污染土壤和水 |
天然氣 | 污染很小 | 儲量有限 |
核能 | 不會造成大氣污染 | 建造反應堆成本昂貴,核廢料處理是問題,有發生核事故的危險 |
存在問題
(一)燃煤過程中排放的二氧化硫造成嚴重的酸雨污染;
(二)化石燃料燃燒產生的二氧化碳引起的全球氣候變化。大量使用礦物燃料產生的二氧化碳會使全球氣候變暖。能源引起的環境污染治理已成為國民經濟發展中必須考慮的重大問題,並將制約未來的社會經濟和能源發展。
(三)環境壓力對能源發展戰略的挑戰。環境壓力對能源發展戰略造成巨大挑戰,協調經濟發展和環境的關係、能源結構轉換和環境的關係是21世紀前20年要解決的重大課題,處理不好會嚴重影響經濟和社會的全面發展。
從發展的歷程來看,中國實際上走的是先污染後治理的道路,改革開放後我國嚴重的環境污染已經造成了巨大的經濟成本和環境代價。因此在保持經濟快速增長的同時,充分重視能源環境問題,減少環境污染,已經成為一個極其緊迫而嚴峻的問題。但另一方面,作為開發中國家,中國正處於迅速推進工業化和城市化的發展階段,對能源依賴不斷增加,加之粗放型的經濟成長方式,技術和管理水平落後,總的來看以城市為中心的環境污染仍在加劇,並且從城市向農村蔓延,生態環境破壞的範圍仍在擴大。因此目前和未來20年內中國都應該以發展經濟為制定發展戰略的首要出發點。但同時中國不能再走先污染再治理的老路,否則會喪失改善環境和解決環境污染的最佳時機,必須儘可能協調能源和環境的矛盾。
開發
開發要求
科學合理的能源資源利用體系的核心要求是:按照減量化、再利用、資源化的原則,以提高能源資源利用效率為中心,以節能、節水、節地、節材、資源綜合利用為重點,通過加快產業結構調整,推進技術進步,加強法制建設,完善政策措施,強化節約意識,建立長效機制,形成節約型的增長方式和消費方式,促進經濟社會可持續發展。開發內容
首先應加快開發水電。水能是可以再生的清潔能源,運行費用低,無大氣污染問題,加快水電發展有利於改善我國電力工業結構,降低煤炭消費量。其次應擴大天然氣的發電比重,根據國際能源機構(IEA)的資料,IEA會員國未來的發電結構,天然氣發電的比重將由1995年的12.9%增至2005年的19.6%,而核能發電的比重則不斷降低。
第三是積極開發新的可再生能源,世界上主要國家為了應對溫室效應,都積極開發利用新的再生能源,包括風能、太陽能、海洋能、地熱、生物質能等。中國目前除重點搞好風力發電場的建設外,還要扶持太陽能、地熱能、潮汐能和生物質能的發電試點和研究工作,因地制宜建設可再生能源電站。應積極鼓勵和支持開發節能新技術,組織實施節能示範工程,鞏固和完善節能技術服務體系,培育和規範節能技術市場,逐步形成規模化的節能產業。
評價
能源資源評價 (energy resources assessment)是評價能源資源的供應潛力,為能源規劃提供能源資源的可獲取量、資源的增加速度、資源的生產能力和開發投資及成本等有關信息。評價內容包括地質評價和經濟評價兩個方面:
①地質評價是根據能源資源的形成和分布情況,研究與開發有關的資源賦存特徵,從而確定能源資源的利用價值及其後續勘探的發展方向。
②能源資源經濟評價是從國民經濟需要與合理開發能源資源的原則出發,利用技術經濟分析方法,在一定的開發利用技術條件下,全面綜合研究各種自然和社會因素對能源資源開發利用的影響,分析能源資源的工業意義和開發利用價值。經濟評價的任務是回答能源資源開發利用合理性問題。由於能源資源通常劃分為非再生能源資源和可再生能源資源,因此能源資源評價也可分為非再生能源資源評價和可再生能源資源評價。能源資源的地質評價是能源經濟評價的前提條件。
措施
解決世界能源問題的根本途徑
解決世界能源問題的根本途徑,主要有兩個方面:其一是廣泛開源,其二是認真節流。
所謂開源,就是積極開發和利用各種能源。在繼續加緊石油勘探和尋找新的石油產地的同時,積極開發豐富的煤炭資源,還要大力開發水能、生物能等常規能源,加強核能、太陽能、風能、沼氣、海洋能、地熱能以及其他各種新能源的研究和利用,從而不斷擴大人類的能源資源的種類和來源。
所謂節流,就是要大力提倡節約能源。節能是世界上許多國家關心和研究的重要課題,甚至有人把節能稱為世界的“第五大能源”,與煤、石油和天然氣、水能、核能等並列。在節能方面,在有計畫地控制人口增長的同時,重點要發揮先進科學技術的優勢,提高各國的能源利用效率。如果世界各國家和各地區都能改進各種用能設備,不斷提高能源的質量標準和降低單位產品的能耗,加強科學管理,適當控制生活能源的合理使用,就能使能源更加有效地用於生產和生活之中,從而解決人類面臨的能源問題。
解決中國能源資源問題途徑
一、節約能源,提高能源利用率。
二、從技術進步、結構調整和機制創新等多方面尋找出路。提高資源的使用效率和技術進步最為重要。
三、調整能源結構、鼓勵使用新型的能源方式。開發清潔、可再生能源與“綠色能源”是解決能源危機的重要途徑。太陽能、地熱能、風能、海洋能、核能以及生物能等存在於自然界中的能源被稱作“可再生能源”,由於這些能源對環境危害較少因此又叫做“綠色能源”。開發“綠色能源”是解決能源危機的重要途徑。近年來,面對能源危機,許多國家都在下大力氣研究和開發利用“綠色能源”的新技術新工藝,並且取得了相當可觀的成就。目前“綠色能源”在全球能源結構中的比重已達到15%~20%,今後由石油、煤炭和天然氣“老三樣”能源唱主角的局面將得到改善。
四、加快調整產業結構。要大力發展服務業。抓住當前部分行業產能過剩的時機,加快淘汰浪費能源資源、污染環境的落後工藝、技術和設備。加強巨觀調控,遏制盲目投資、低水平重複建設,限制高耗能、高耗水、高污染產業的發展。
五、加快發展循環經濟。循環經濟是一種新的經濟發展模式。發展循環經濟,既是緩解能源資源約束矛盾的根本出路,也是從源頭上減少污染、減輕環境壓力的治本之策。要加快循環經濟立法進程,開展循環經濟示範試點,探索有效模式,研究建立循環經濟指標體系,推動重點行業、園區、城市和農村循環經濟發展。把循環經濟的發展理念落實到規劃編制、政策制定、制度設計、項目決策和法規規範制定等關鍵環節。要按照減量化、再利用、資源化的要求,積極開發和推廣套用能源資源節約、替代、循環利用和治理污染的先進適用技術。按照循環經濟理念,抓好重化工業集聚區或工業園區建設和改造,推進產業鏈延伸組合,實現能源資源循環利用。要大力發展可再生能源,在有條件的地區推動大型風電基地建設,加快太陽能光伏併網電站建設,繼續實施綠色能源示範縣和水電農村電氣化縣建設,加大實施農村戶用沼氣和畜禽規模化養殖場沼氣工程力度,加強農林生物質能源基地培育和利用。要穩步發展替代能源,組織實施以木薯、紅薯、甜高粱莖稈等為原料的非糧生物燃料乙醇試點項目和煤炭直接、間接液化等示範工程。在狠抓工業節能降耗的同時,更加重視建築業、交通運輸業、公用事業、政府機構和居民生活等領域的節能降耗。
六、加快完善相關政策。要加快建立能夠反映資源稀缺程度和環境損害成本的價格形成機制,促進生產要素的高效使用。對發展循環經濟、推行清潔生產等成績顯著的企業,要給予稅收減免等政策優惠。要切實加大對節約能源資源方面科技創新的支持力度,大力推進節約能源資源技術的原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新。
七、節能減排。中國“十一五”規劃綱要提出,“十一五”期間單位國內生產總值能耗降低20%左右、主要污染物排放總量減少10%。這是貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措;是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇;是推進經濟結構調整,轉變增長方式的必由之路;是維護中華民族長遠利益的必然要求。
危機
能源危機是指因為能源供應短缺或是價格上漲而影響經濟。這通常涉及到石油,電力或其他自然資源的短缺。能源危機通常會使得經濟休克。很多突如其來的經濟衰退通常就是由能源危機引起的。
19世紀70年代的產業革命以來,化石燃料的消費急劇增大。初期主要以煤炭為主,進入20世紀以後,特別是第二次世界大戰以來,石油以及天然氣的開採與消費開始大幅度的增加,並以每年2億噸的速度持續增長。西方幾個石油公司壟斷了世界石油的勘探、開採、生產、銷售、貿易和儲運。他們利用政治,經濟實力壓低石油價格,獲取暴利。西方已開發國家深受其惠,使富國愈富,而亞非拉石油生產國和出口國仍處於貧困、落後境地。為此,中東國家發起,為維護國家主權、石油經濟權益,反對石油壟斷組織的掠奪,協調石油政策等,建立了“石油輸出國組織”。70年代以來,開發中國家石油生產國兩次採取減產、禁運、提價、國有化等措施,衝擊西方已開發國家的石油供應。一些國家實行了國有化,到1981年收回石油開採權的92%。8家公司還控制儲量的8%和產油的1/5,這年獲淨利5.7億美元。西方工業已開發國家喪失了廉價石油的來源,由於減少或中斷石油的供給,使許多工廠關閉,失業率上升,生產下降,為此能源危機使整個工業已開發國家的經濟發展出現了減速、停滯、下降,加深了經濟危機。並且也波及到靠進口石油的開發中國家,於是能源問題成為世界性的大問題。
影響
能源資源與環境
能源是重要的環境污染源,由於能源利用效率低和以煤、石油為主的能源結構,導致環境污染很嚴重。
以中國為例,目前中國主要面臨以下能源環境問題:
一是燃煤過程中排放的二氧化硫造成嚴重的酸雨污染。中國在1995年就已經成為全球二氧化硫排放最多的國家,超過了歐洲和美國。目前全國火電廠二氧化硫排放量占全國的40%,預計到2010年將占60%。20世紀90年代中期,中國由於酸雨和二氧化硫污染造成農作物、森林和人民健康等方面的經濟損失約為1100多億元,已接近當年國民生產總值的2%,成為制約中國經濟和社會發展的重要因素。
二是化石燃料燃燒產生的二氧化碳引起的全球氣候變化。中國的二氧化碳排放量居世界第二位,占全世界的13%。據專家估計,以煤炭為主的礦物能源消費的增長,將使中國溫室氣體和二氧化碳的排放在未來10年內有明顯的增長,在隨後的20年可能趨於平穩,2030年將達到相當於美國目前的排放水平。大量使用礦物燃料產生的二氧化碳會使全球氣候變暖。能源引起的環境污染治理已成為中國國民經濟發展中必須考慮的重大問題,並將制約未來中國的社會經濟和能源發展。解決中國能源與環境的矛盾,是以開發清潔與可再生能源為最有效的解決出路,同時,從技術進步、結構調整和機制創新等多方面尋找出路。一方面,能源開發和利用必須堅持把節約放在首位,提高採收率,在利用上要通過採用先進技術和設備,提高能源使用效率,降低單位產值的能耗;另一方面,要充分重視調整結構。首先,加大經濟結構調整力度,最佳化資源配置。其次,進一步最佳化能源結構,提高優質能源比重,推進煤炭潔淨化利用,積極開發新能源與可再生能源。
地球上的能源是有限的,如同只伐樹而不植樹,森林也會變成荒原一樣,如此大量的消費 ,世界的礦產能源資源也將會枯竭。目前人類所需能源中78%為地下化石資源(包括石油、煤、天然氣),以今天的消耗速度僅夠不到200年之用。現在世界能源消費量以石油換算約為80億噸/年,按40億人計算,平均消費量為2噸/人/年。以這種消費速度,到2040年,首先石油將出現枯竭;到2060年,核能(指裂變反應)及天然氣也將終結。地球的能源已經無法提供近116億人口的能源需求。而隨著世界人口的不斷增加,能源緊缺的時期將會提前到來。因此,21世紀新能源的開發與利用,已不再是一個將來的話題,而是關係到人類的可持續發展,關係到人類子孫後代命運,是刻不容緩的一件大事。所謂可持續發展,是指在開發自然、利用自然資源時,既滿足當代人生存、發展的需求,同時又不損害後代人滿足其需求的能力;既要保證今天經濟的適度增長和結構最佳化,又要保持資源永久利用和環境最佳化,從而做到環境與經濟的有機協調,實現持續共進、有序發展。因此,人們必須估計到,非再生礦產能源資源枯竭可能帶來的危機,把節約能源與提高能效放在首位,養成節約能源資源的良好習慣,探索、研究開發利用新能源資源。否則,就可能因為向大自然索取過多而造成嚴重的後果,以至使人類自身的生存受到威脅。
嚴峻的環境和資源問題,促使可持續發展問題擺到桌面上來。人們注意到,在世界經濟高速增長的過程中,科學技術為經濟的繁榮做出了極大的貢獻,但工業時代人類所運用的科學技術在給人類的個體生活帶來各種便利和舒適的同時,也由於人類的短視和對他人及後代不負責任的態度和行為,而起到了破壞地球生態環境的負面作用。
能源資源與節約型社會
能源資源問題是關係中國經濟社會發展全局的一個重大戰略問題。我們要從推動中國經濟社會持續發展和人民生活水平不斷提高的全局出發,全面分析能源資源形勢,深入研究能源資源問題,全面做好能源資源工作,促進形成可持續的生產方式和消費模式,建立資源節約型國民經濟體系和資源節約型社會,為實現全面建設小康社會的宏偉目標和中國的長遠發展提供可靠的能源資源保證。
節約能源資源,走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源優勢得到充分發揮的路子,是堅持和落實科學發展觀的必然要求,也是關係我國經濟社會可持續發展全局的重大問題。我們必須立足當前、著眼長遠,下更大的氣力抓好節約能源資源的工作。
中國能源資源特點
中國能源資源總體呈現四個特點:總量較豐,人均較低,分布不均,開發較難。
一是總量比較豐富。化石能源和可再生能源資源較為豐富。其中,煤炭占主導地位。2006年,煤炭保有資源量10345億噸,剩餘探明可采儲量約占世界的13%,列世界第三位。油頁岩、煤層氣等非常規化石能源儲量潛力比較大。水力資源理論蘊藏量折合年發電量為6.19萬億千瓦時,經濟可開發年發電量約1.76萬億千瓦時,相當於世界水力資源量的12%,列世界首位。
二是人均擁有量較低。煤炭和水力資源人均擁有量相當於世界平均水平的50%,石油、天然氣人均資源量僅相當世界平均水平的1/15左右。耕地資源不足世界人均水平的30%,生物質能源開發也受到制約。
三是賦存分布不均。煤炭資源主要賦存在華北、西北地區,水力資源主要分布在西南地區,石油、天然氣資源主要賦存在東、中、西部地區和海域。而我國主要能源消費區集中在東南沿海經濟發達地區,資源賦存與能源消費地域存在明顯差別。
四是開發難度較大。與世界能源資源開發條件相比,中國煤炭資源地質開採條件較差,大部分儲量需要井工開採,極少量可供露天開採。石油天然氣資源地質條件複雜,埋藏深,勘探開發技術要求較高。未開發的水力資源多集中在西南部的高山深谷,遠離負荷中心,開發難度和成本較大。非常規能源資源勘探程度低,經濟性較差。