世界能源结构的过去与未来

据汉堡埃索公司6月10日发表的统计,目前在满足全世界一次能源的需求中,核能所占的比例不到1%。而科学家认为至少应该把核能使用提升到能源供给中占到14%。

如果年开采量维持在2.3万亿立方米，则天然气将在80年内枯竭。

世界煤炭总可采储量大约为8475亿吨。长期来看，尽管世界煤炭可采储量相对稳定，但还是出现了下降的趋势。按当前的消费水平，最多也只能维持200年左右的时间。

据美国地质局估计，全世界最终可采石油储量为3万亿桶。由此推算，世界石油产量的顶峰将在2030年出现。由于剩余储量开采难度增大，石油产量会快速下降。

太阳能缺点

(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。

(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。

(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

风能缺点：

风力发电在生态上的问题是可能干扰鸟类，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。

在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。

风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。 　

　进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。

现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间。

风能利用存在一些限制及弊端 　

1)风速不稳定，产生的能量大小不稳定

2)风能利用受地理位置限制严重

3)风能的转换效率低

4)风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟

如果还是疑惑，具体请参考百度百科里面相关名词！

工业革命促进了煤炭工业的发展第二次世界大战bai后，石油和天然气工业又获得迅速发展。目前，石油、煤炭和天然气等化石燃料已成为世界能源的主体。据《2000世界能源统计评论》资料，1999年世界一次能源消费构成的比例是石油40.5%，天然气24%，煤炭25%，核能8%，可再生能源2.5%。由此可见，化石燃料约占世界一次能源构成的89.5%。能源结构的这种现状经历了一个长期的演变过程。在产业革命后的200年中，煤炭一直是世界范围内的主要能源。

随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例开始不断增加，并于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。虽然化石能源是当前的主要能源，但化石能源的大规模低效开发和利用会导致大量资源的浪费和污染物、温室气体的排放。国内外许多专家指出，现行的能源生产、使用方式是不可持续的，按照现在的能源发展趋势，在一定时期内，难以达到可持续发展的目标。因此，必须重视研究能源发展的新思路和新模式。此外，化石燃料的不可再生和引发的不断恶化的生态环境后果也促使人们努力开发新的能源技术。现今新能源和可再生能源技术的开发己日益受到重视，预计在21世纪，以化石燃料为主体的世界能源系统将转化以太阳能和生物质能等可再生能源为主体的新的世界能源系统，化石燃料将失去世界能源主体的地位。当然，能源结构从化石能源为主转为以新能源、可再生能源为主的这一革命性变革需要一段较长的技术准备和过渡时期。新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的任务，绝非一朝一夕可以实现的，况且与化石能源相比，目前非水可再生能源依然昂贵。世界能源理事会和国际应用系统分析研究所合作完成的研究认为：在21世纪上半叶，石油、煤炭和天然气等化石燃料仍将界一次能源构成的主体，但在21世纪下半叶，随着石油和天然气资源的枯竭，太阳能和生物质能将获得迅速发展，到2100年，太阳能和生物质能等可再生能源将占世界一次能源的50%以上。 传统的矿物燃料仍将在21世纪上半叶占据世界一次能源构成的主体的另一个理由，是世界能源需求在2020年将达到110-352亿吨标准煤，如此巨大的能源需求是任何一种新能源在短期内都无法满足的，而矿物燃料矿资源目前看依然较为丰裕，价格也比较低廉。有人估计矿物燃料按目前的开发利用强度和回收率，仍可供全世界200多年。同时，矿物燃料开发利用的技术也比较成熟，并己经系统化和标准化，而建立适合新能源开发利用的新技术体系尚需较长一段时间。

在世界能源系统的转换过程中，煤炭将成为承上启下的可靠的过渡能源。这首先是因为相对于石油和天然气资源而言，煤炭资源相对比较丰富。现在世界能源结构中所利用的化石能源主要仍然是煤炭，其次才是石油和天然气，其比例约为68%、17%、15%。根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，但煤炭可以使用220年。其次，随着洁净煤技术的不断成熟，煤炭利用过程中所产生的环境问题将在一定程度上得到缓解。一些学者预测，在21世纪中叶，由于石油和天然气的短缺，煤炭液化生成的合成液体燃料的比例将增加。在替代传统的化石能源的可供选择的能源中，除可再生能源外，核能是人类未来能源的希望。根据国际原子能机构的统计，1999年全世界正在运转的核反应堆电站为436座，总发电能力为3.517亿千瓦时，发电量约占世界一次能源构成的8%左右。近几年，由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响，核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势，但核能的发展在亚洲仍然拥有强劲的势头。为了促进核能的发展，许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时，又加强了受控核聚变的研究，目前受控核聚变己在实验室取得阶段性成果。世界能源理事会认为，如果核技术在21世纪有重大突破，那么到2100年核能将占世界一次能源构成的30%。氢能是替代传统化石能源的理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展，氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。氢能系统由氢的生产、储运和利用三部分组成。用太阳能或其它可再生能源制氢，用储氢材料储氢，用氢燃料电池发电，将构成近“零排放“可持续利用的氢能系统，可广泛作为分布式电源。 综上所述，未来的世纪，核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源，电力将成为主要的终端能源。在21世纪，世界以化石燃料为主体的能源系统将逐步转变成以可再生能源为主体的能源系统。能源多元化将是21世纪世界能源发展的必然趋向，也是世界能源发展历程中的必然阶段

“化石能源”指石油、天然气(包括深海“可燃冰”甲烷)、煤炭，由于这些燃料能源是由数千万年前动植物在特殊地质条件下埋藏产生的，所以叫“化石能源”。目前人类生产利用化石能源技术成熟、数量庞大，而且“化石能源”还是极其重要的化工材料合成原料——煤炭是“工业粮食”，石油是“工业血液”。正因如此，人类围绕日益枯竭、需求飞长得化石能源矛盾尖锐。另外，人类依赖化石能源还造成严重的碳排放“温室效应”，高碳生活生产方式显然不可持续。

我国鉴于以上原因，决定"争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到 15%左右"，不仅仅是为了“低碳环保”减轻国际国内舆论压力，其实质更是为了自身现在与未来的能源结构安全——这才是最大目的所在。

发达先进国家事实证明：上述目标完全可行，例如：法国（核能）、德国丹麦（再生能源）……我们一定可以迎头赶上。

创新投入趋势：投入演化呈现四个阶段，投向更加倾斜可再生能源

科技决定能源的未来，科技创造未来的能源。能源技术创新在全球能源革命中起决定性作用，是各国科技创新的重点关注方向，从近40年全球能源技术研究、开发与示范（RD&D）的投入演化历程上看，总体上可分为四个阶段：

一是长期缩减阶段。IEA成员国的政府RD&D投入在1980-2000年间的投入持续减少，2000年时总投入为111亿美元，仅为1980年的47%。

二是复苏阶段。进入21世纪后随着全球能源、环境问题的凸显，主要国家普遍增加了相关投入，IEA成员国的政府总投入预算在2001-2009年间迎来了快速增长，2009年时已大幅攀升至246亿美元。

三是经济危机阶段。在全球经济危机的背景下，能源研发投入在政府支出中的优先级有所降低，以美国、日本、巴西为代表的主要投入大国纷纷削减了相关开支，使得2010-2016年间全球预算总额呈下降趋势。

四是零碳目标阶段。2016年底《巴黎协定》正式实施，协议提出的在本世纪下半叶实现净零排放的长期目标使得发展低碳能源技术成为了世界各国的迫切需要，因此IEA成员国从2017年起普遍提高了能源技术的RD&D预算。

图1 1980-2020年IEA成员国能源研究、开发与示范（RD&D）政府预算总额（单位：百万美元），资料来源：IEA

全球能源技术的研发投入侧重也在发生着深刻变革，其中，更加关注清洁能源技术、清洁能源技术发展更加倾向可再生能源领域是两大突出趋势。

一方面，IEA成员国化石燃料技术的RD&D占比在上世纪90年代之前呈上升趋势，随后开始降低，2020年时仅占7%，较1990年下降了13%，反映出全球能源研发体系中清洁能源技术的优先级得到提升。

另一方面，清洁能源技术领域的研发趋势由极度聚焦核能向核能、可再生能源协调发展的方向进行转变，从数据上看，1974年时IEA国家核能RD&D占比高达75%，可再生能源RD&D的占比仅为3%，而到了2020年核能所占比重大幅减少至21%，可再生能源所占比重则提升至20%（含氢能）。

图2 1974-2020年IEA成员国能源研究、开发与示范（RD&D）政府投向的演化趋势（单位：%），资料来源：IEA

虽然能源技术的研发投入在近年来呈现出上升趋势，但能源创新在全球创新格局中的地位仍然不高，存在较大的提升空间。从世界主要国家的总体研发结构上看，能源技术研发投入占国家研发总投入的比重均较低，以2020年为例，美国为1.2%，中国为2.2%，法国为3.7%，德国为1.4%。风险投资的行业分布情况也同样印证了能源创新的受重视程度仍有待大幅提升，以中国与美国2020年的风险投资情况进行说明，可发现中美当年收到的能源行业风险投资分别为4.38亿美元、19.8亿美元，分别仅占两国当年收到风险投资总额的0.7%、1.6%，而同年IT行业的占比分别高达40%与41%。

图3 2020年主要国家能源技术RD&D情况，数据来源：IEA、NSF、国家统计局、法国国家经济研究和统计局、德国联邦统计局

图4 2020年中美收到的风险投资的行业分布（单位：百万美元），数据来源：NSF

创新产出趋势：可再生能源创新产出快速增长，光伏是其主要来源

能源技术创新投入的增长也使得新的能源科技成果不断涌现，正在并将持续改变世界能源格局。

由以上论述可知，我国发展核能是具有必要性和保障性的。根据我国面临的能源供需不平衡、能源危机和较为严重的生态问题，核能利于可持续发展体现在以下几个方面：

(一)有利于解决我国能源供需不平衡

1、地域间供需不平衡

我国主要的能源消耗地在东部沿海地区及工业带沿线地区，主要以工业消耗为主。而我国的火力发电主要在北方地区，水力发电在大西南地区，风力发电和太阳能发电又满足不了现时需要，长期处于能源供应地与消耗地不一致的状况。核能发电具有可行性的选址比较丰富，而且大多数位于沿海地区，为东部沿海地区提供了较为便利的电力资源，减缓了由于地域间供需不平衡而带来的矛盾，为经济的可持续发展提供了保障。

2、消费量与供给量矛盾

从消耗来看，工业的能源消耗最大，占总消耗能源的70%，其次，城市的能源消耗量也较大。据统计，我国要到2018年前后才能实现工业化和城市，接下来的几年，各地为了经济发展，能源的消耗量会达到一个峰值。在能源供给量有限的情况底下，低消耗、高产能的核能资源成了较为经济和清洁的能源。

核能的适当发展，有利于我国能源安全，保持我国煤炭、石油等化石燃料的储备量，使这些化石燃料达到更高的效率。

(二)有利于能源长期有效利用

1、核能使用降低全国火力发电的比例

按目前不完全的统计口径，2004年，煤炭在一次能源生产和消费结构中分别占75.6 % 和67.7% ， 石油占13.5%和22.7% ， 天然气占3.0%和2.6% ，水电占7.9%和7.0%。而核能及太阳能、风能、生物质能等新能源和可再生能源，在能源结构中所占比重还微乎其微。核能是比较清洁可控的现代能源，也是近期比较经济合理的替代能源，随着技术进步， 安全保障也很完善。从国际上看，法国等发达国家在核能开发利用上做得很好，值得借鉴。法国也是传统能源资源短缺国家，通过从战略高度发展核能.法国的能源自给率从27%提高到50%，有效地减少了石油进口依赖。

随着核能技术成熟与安全系数的提高，我国可利用核能为不可再生资源的储备量提供的保证。

2、储备煤炭资源用于高效利用形式

2007年，我国成了最大的焦炭生产国和出口国。焦炭工业在效益上臂普通的煤炭为主的火力发电效益更高。

煤炭的高温分解和气化技术已经得到发展和提高。最近，基于煤炭的化工技术，如：煤炭液化、煤炭气化、煤炭合成产品都逐渐在中国的市场推出。

煤炭通过焦炭生产和气化之后得出了乙醚、酯等化工品，再经过分解后变为电力资源和甲醇等更为实用的动力和产品。新的煤炭化学工程有利于国内煤炭资源丰富的地方进行经济发展。这种高利用率，高效益的生产方式使得我们认识到煤炭资源不仅仅只有发电原料。

核能可以逐渐降低煤炭发电的比例，储备我国丰富的煤炭资源，用于效益更高的化工生产，实现不可再生资源的可持续发展。

(三)有利于生态环境可持续发展

首先，由于世界人口急剧增长，尽管进行了保护能源的努力，但预测表明对能源的需求仍然在继续增长。尤其在电能的利用上有急速上升的趋势。世界上能源利用已经达到一定水平，环境影响的重要性已经超越了地方和区域的规模。我国的酸雨问题就是化石燃料燃烧排放物所引起的，而我国是世界上重要的燃煤大国，每年排出大量的二氧化碳与二氧化硫。

其次，IAEA与其他10个国际间组织早在赫尔辛基电和环境专家研讨会中指出：在常规运转状态下，核动力及可更新能源系统处于健康风险谱的较低端，煤和石油的能源系统处于健康风险谱的较高端来自于核能、石油、天然气的严重事故的人类健康风险在大小上处于同一个量级，比水电事故的风险要小2个等级。甚至，我们无法预测化石燃料燃烧带来的天气变化将会对我们的社会与经济带来何等的影响。

综上所述，电能是非常清洁的二次能源，使用效率也非常高。以火力发电为主的形式虽然暂时能够满足我国的能源需求，但是其污染环境和资源的有限程度促使我们必须找到新的替代能源。基于核能具有较好的安全保障，兼顾其他不可再生能源及水电能源的安全系数，这种清洁能源是值得我国使用的。

核能不是可再生能源，核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc²，其中E=能量，m=质量，c=光速。核能是人类历史上的一项伟大发现。

核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片，同时放出中子和大量能量的过程。反应中，可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗，至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行，则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。

1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。

3.核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，暂时没有其他的用途。

4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

5.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

6.核能发电实际上是最安全的电力生产方式.相比较而言，在煤炭、石油和天然气的开采过程中，爆炸和坍塌事故已杀死了成千上万的从业者。

不是，核能是不可再生能源。

因为核燃料是矿产资源，属于不可再生资源。核能是通过核反应从原子核释放的能量，可通过三种核反应释放：

1、核裂变，较重的原子核分裂释放结核能。

2、核聚变，较轻的原子核聚合在一起释放结核能。

3、核衰变，原子核自发衰变过程中释放能量。

核能的优点

1、核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。

2、核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

3、核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便。

截止2017年我国能源结构中太阳能风能生物能地热能海洋能等大约只占百分之五，在中国可以形成产业的新能源主要包括水能(主要指小型水电站)、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。

新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

我国清洁能源持续扩容，清洁低碳、安全高效的能源体系正加快构建。党的十八大以来，我国煤炭消费比重下降8.1个百分点，清洁能源消费比重提高6.3个百分点。日前召开的中央财经委员会第一次会议指出，要调整能源结构，减少煤炭消费，增加清洁能源使用。

扩展资料：

我国能源结构正由煤炭为主向多元化转变，能源发展动力正由传统能源增长向新能源增长转变。

看规模——据统计，截至2017年底，全国发电装机总量累计达17.8亿千瓦，可再生能源发电装机容量达到约6.5亿千瓦。2017年，全国光伏年发电量首超1000亿千瓦时，天然气产量约1500亿立方米，从世界第十八位上升至第六位。

看质量——供给侧，清洁能源开发正从资源集中地区向负荷集中地区推进，集中与分散发展并举的格局正逐步形成；消费侧，党的十八大以来，煤炭消费比重累计下降8.5个百分点。

清洁能源消费比重大幅提升。2017年，非化石能源和天然气消费比重分别达到13.8%和7%，累计上升4.1和2.2个百分点；电能替代量达1000亿千瓦时以上，天然气替代量达300亿立方米。

看效率——利用效率快速提升。“以光伏为例，目前我国常规单晶硅电池和多晶硅电池转换效率分别达到19.8%和18.6%，先进技术单晶电池和多晶电池转换效率分别达到21%和19.5%以上，技术水平和经济性全球领先。

参考资料来源：百度百科-能源结构