节能降耗及合理利用能源资源思路浅析
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 20825 次点击
保菁
摘要:通过对能源资源现状的分析,阐述了节约能源的途径和重要意义,对未来能源结构转化的趋势及如何合理利用能源资源作了详细介绍。
关键词:能源资源;节能;可持续发展
中图分类号:F403.3文献标识码:B
一、我国能源资源现状
1.人均能源资源占有量低
我国人均水资源为世界平均水平的1/4;石油、天然气、铜、铝等重要矿产资源的人均储量,占世界平均水平的1/251/4。我国的石油原本有一定量出口,而20世纪末,已成为石油净进口国,2003年进口原油9000多万t。而2020年将达到2亿t。总体上预计,本世纪中期,能源进口将超过总需求量的50%以上。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,我国年人均能源资源消费量将逐年增加,到2050年预计达到2.38t标准煤左右,相当于目前世界平均值,远低于发达国家目前的水平。人均能源资源相对不足,是中国经济和社会可持续发展的一个制约因素。
2.能源利用率低
我国能源利用率比国际先进水平低10个百分点,仅为33%。在八个高耗能行业的单位产品能耗平均值比世界先进水平高47%,占工业部门能源消费总量的73%。我国能源系统的总效率很低,只有11.1%,即能源可采储量变成终端有用能的只有1/10,约90%的能源在开发、加工转换、运输和终端利用过程中损失和浪费掉了。
3.城市高潮化导致高耗能
我们正处于城市化高潮。全国每年约有200多万人从农村迁往城市,每年城市新增建筑面积大约15亿时。当城市化比例达到30%时将进入起飞期,在30%~75%期间处于高潮发展期,到75%以后人口迁移速度减慢。我国现在的城市比例是39%以上,已处于起飞期。这一时期有可能持续30-40年,经过这段时期之后,人口的空间布局将在国土面积中基本固定,也就是大中小城市格局的基本固定以及各类城市人口密度的相对固定。这三个层次人口密度的分布决定了城市能源的高消耗。
4.高峰化与机动化高潮合并造成巨大的能源浪费
大城市不合理的空间结构,公共交通道路的发展与城市发展不协调,无快速的公交专用道,采用高耗能、高污染的燃料等,造成巨大的能源浪费。
二、节能是缓解我国能源资源危机的有效途径
世界各国十分重视节能工作,通过颁布政府法令,对锅炉和相关设备、供热和制冷系统、汽车和家用电器等做出本国化的规定,有些国家还征收能源生态税。中国是能源生产和能源消耗大国,在目前政策环境下,能源需求约为3233亿t标准煤,如果采取节能措施,能源需求约为24亿t标准煤。两相比较,可少用8-9亿t标准煤,价值约为8000多亿元。即经济增长所需要的能源相当一部分靠节约满足,这是我们唯一的选择。长期坚持节能优先必须成为中国可持续发展能源战略的一个重要基本点。
节能,当前最要紧的是节电,许多人误解为“自残”,视作为“勒紧裤腰带”,等同于降低生活品质。其实恰恰相反,节能的目的是让生活质量稳步提升,在一些大城市中市民们守着空调却无法享受,甚至是交通要道的红绿灯因为无电而“罢工”。显然,这不是节能的要求也不是节能的结果;同样在一些地方,空调“冻”得人们自备厚厚的外套御寒、大白天还亮灯办公、热水机饮水机下班后没人关。这些也不是生活质量提高的标志,更算不上享受生活的经典;一样的灯火辉煌,道路上的照明给人们出行带来方便,而霓虹灯、广告牌等“景观工程”在现阶段也是一种浪费。
真正的节能主力应当是大城市、大机关、大集团和大企业。城市集中了机关、集团、商厦、宾馆等耗能大户,是电机、电梯、空调等大电(机)器的密集地。公建空调能耗在城市夏季用电中占40%左右,空调温度每升高一摄氏度,可降低耗电量8%,在商厦,照明用电仅占总能耗的5%,而中央空调却耗去总能耗的67%。电力系统的发供电企业也有很大的节煤、节油、节水和节电等方面节能潜力。而冶金、化工、矿山和建筑行业同样蕴藏着巨大潜力。真正的耗能大户也是节能大户。节能不是难点,关键是非个人消费能源如何节约。如果每一份能源消费都由“个人帐户”支付,节能的成效会愈来愈大。
三、努力提高能源利用率
通过科技进步提高能源的利用率是我国建设“节约型社会”的一项重要任务,也是降低单位GDP能耗的重要手段。工业、建筑和交通是能源利用技术的三大传统领域,遵循行业技术进步客观规律的基础上,加大科研投入,对建设“节约型社会”具有重要的战略意义。
1.工业用能技术
(1)工业锅炉运行效率。锅炉是我国主要的热能动力设备,消耗的煤炭占全国煤炭消耗总量的1/3左右。目前大多数工业锅炉实际运行效率为60%-70%,比国外平均低15个百分点以上。开发一系列高效率锅炉和先进的锅炉技术,“运行效率”是关键,而不是锅炉的“设计效率”或“名牌效率”。
(2)提高电机系统运行效率。电机系统是最大的耗能设备,消耗了我国发电总量的62%左右。电机系统包括电动机、被拖动设备(风机、水泵、压缩机)和调速装置三大部分。目前我国电动机、风机、水泵、压缩机等单个设备的效率虽然比国外水平略低,但整个系统运行效率低是最主要的问题。实际运行中,不少高效电机往往处于低效运行状态中,这主要是系统设计、选型、匹配和控制系统设计不合理造成的。我国电机拖动系统的能源利用率比国外平均低20%左右。电机调速技术可以有效提高电机系统的运行效率。近年来电机中低压变频调速技术在产品中得到了比较广泛的应用,但高压变频技术尚待进一步提高。
(3)高耗能行业中的用能技术。高耗能行业中钢铁、建材和化工三者的能源消费量之和占工业能源消费总量的60%左右。除了提高通用设备的用能效率以外,还要增加现代化大型设备,淘汰小型设备,采用先进生产工艺和余能回收技术。
2.建筑用能技术
(1)建筑物本身的节能技术。建筑物本身的节能技术分为节能建筑围护结构和节能建筑设计两个方面。新型墙体材料主要在新增建筑中使用,我国新型墙体材料研发还尚需努力。对原有建筑墙体的节能改造主要增加外保温围护结构。在建筑设计方面,我国尚无规范内的绿色建筑标准。
(2)高效供热和制冷系统技术。采用集中式的热电联供(或热电冷三联供系统)取代传统集中供热和分户式空调,热电联供能够实现热量的梯级利用,燃料利用效率可以达到80%以上。
(3)建筑物内部用能设备。大力推广使用太阳能设备和高效节能灯,这两种设备投资少,见效J决,是所有终端用能设备中节能率最高,成本效益最好的一种技术。
3.交通用能技术
(1)现有汽车技术的改造。交通用能占我国能源消费总量的10%左右,是油品消费大户,汽车节油技术是我国交通节能计划长期关注的重点。
(2)替代燃料创新技术。利用液化石油气、压缩天然气、乙醇、甲醇等全面替代传统的汽油、柴油。并应加快投资研发电动汽车。
四、寻找新能源,实现能源结构的转变
1.许多行业都在探索开发能源的新途径。如钢铁企业利用干法熄焦显热回收发电、高炉炉顶压差发电;水泥企业利用窑炉尾烟气余热发电;发电厂利用煤研石和煤泥混烧发电、垃圾发电等。就全局看,开发水力资源是首要之举,到目前全国水电总装机容量仅占可开发的四分之一,由于90%可开发的装机容量集中在西南、中南和西北地区,客观上制约了水电的开发和利用。
2.加快发展天然气。中国长期以来能源结构以煤为主,是造成能源效率低下和环境污染严重的重要原因。天然气的利用不仅有很好的环境效果,而且有更高的能源效率。
3.核电作为一种清洁、经济、高效的能源,对确保能源安全、优化能源结构、提高环境质量,实现人类可持续发展有着不可替代的作用。
4.作为电力能源的有机组成部分,可再生能源的利用也有着广泛前景。这方面主要集中在开发利用地热能、风能、太阳能、海洋能、氢能等。风能在我国已有成功利用的经验,但受到地域限制,必须是在适于风能开发的地方推广运用。相对而言,太阳能的利用应当成为普及型能源。不要煤、不用气、不耗电,而且1年四季都有热水使用,因此需要加大普及力度。根据世界权威部门的预测,到2060年新能源与可再生能源的比例将占能源结构的50%以上。因此要从根本解决中国能源供应不足的问题,开发中国丰富的新能源与可再生能源是一条符合国际发展趋势的可行之路。