世界可再生资源和非可再生资源的现状和前景
一、世界能源消费现状和趋势
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测,全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量,世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计,全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的,将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为,到2030年世界能源需求将增长60%,届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门,运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出,C02排放也将增多,减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为,中东将增加投资以扩增常规石油资源产能,非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用,氢能将有少量应用,可再生能源将有更大发展潜力。到2030年,替代能源尤其是可再生能源,不仅将成为不可或缺的重要能源,而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快,世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术,风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中总的比例将达30%,无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度,2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元,其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划,克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里,安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍,法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告,将从2010年正式启动生物能源计划,并与美国和欧盟共同开发可再生能源,建设500个示范区。预计将投资2600亿日元,而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家,越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
能源是经济发展的驱动力。纵观世界经济发展,从英国蒸汽机的发明与应用,到石油对煤炭大规模替代,其后都跟随着经济大发展的 *** 。新能源产业与低碳经济的发展,将涉及多个产业部门,并将极大地改变人们传统的生产与生活方式,一旦技术上取得重大突破,新能源产业有可能创造新一轮的经济繁荣。
金融危机推动美国加快发展新能源产业
上个世纪后半期,新能源技术与电子、信息等新兴技术同时开始萌芽,并得到较快的发展。但是,新能源与传统化石能源相比应用成本较高,因此,新能源技术在上个世纪并没有得到广泛应用。国际金融危机之后,必须寻找一个新的产业作为拉动实体经济发展的领头羊。
然而,美国在传统的劳动密集型经济中已无竞争优势,大部分实体经济已通过外包转移到发展中国家,它不可能把已经转移出去的实体经济重新收回。重振实体经济,必然扶持那些生产技术制高点由美国掌握的产业,因此,发展新能源产业成为美国等发达国家的首选。
新能源产业的崛起将引起产业的重大变革和深度裂变,并催生一系列新兴产业。尽管一些新能源技术已经比较成熟,但是,从目前来看,新能源与传统的化石能源相比,成本仍然过高,发展新能源产业需要 *** 大力扶持。2009年2月15日,美国总统奥巴马签署总额为7870亿美元的《美国复苏与再投资法案》,其中新能源为重点发展产业,主要包括发展高效电池、智能电网、碳捕获和碳储存、可再生能源等。
欧盟加大发展“绿色能源”的力度
在金融危机发生之前,欧盟就开始积极倡导发展节能环保产业。在2009年至2013年的5年时间中,全力打造具有国际水平和全球竞争力的“绿色产业”,并以此作为欧盟产业调整及 *** 经济复苏的重要支撑点,以便实现促进就业和经济增长的两大目标,为欧盟在环保经济领域长期保持世界领先地位奠定基础。
欧盟将低碳经济看作“新的工业革命”,力图在全球应对气候变化行动中和低碳产业中发挥领导者的角色。例如,欧盟计划,到2012年12月31日,淘汰所有的白炽灯,用绿色环保的节能灯取而代之。欧盟要求成员国救助汽车业的资金必须用于节能型汽车的研制和生产,必须用于小排量、洁净型或混合燃料汽车或电动汽车技术的研制和产品生产。
美国:对外积极参与减排,对内大力培育节能环保产业
新能源产业虽然对其他产业有较强的带动作用,但与其他新兴产业不同,新能源产业的发展需要替代传统的化石能源的市场空间。美国奥巴马上台后,一改过去布什 *** 的能源政策,在新能源、环保政策方面较为高调,尤其是在全球气候变化行动中由消极转为积极,表示将在未来10年投入1500亿美元资助替代能源的研究,以减少50亿吨二氧化碳的排放。
在气候变化谈判中,美国等发达国家一个主要目标是要求把中国和印度等大国加进去,因为只有世界各国尤其是能源消费大国参与,新能源产业才能获得巨大的市场空间,才能凸显美国新能源技术优势,否则有可能由于能源成本的上升使美国的制造业竞争能力进一步下降。
发达国家能源变局的启示及我国的策略
经济全球化和世界产业分工的格局形成,使得新能源产业的发展形态发生了很大的变化。金融危机后,以美国为代表的发达国家正在掀起一场新的技术变革,这对我国既是机遇也是挑战。机遇在于我国有可能通过新能源与节能技术的变革,缩短与发达国家在经济、技术方面的差距,提升我国产业的国际竞争力。所面临的挑战是,我国虽然在数量规模上,风能、太阳能的开发利用并不落后,但是我国新能源产业主要集中在相关制造环节,缺乏核心技术,能源利用效率较低,环保能力低。因此,在以节能减排为目标的新一轮国际竞争中,我国可能要承受较大的压力。当前,我国经济已率先回暖,从总体上看有利于应对发达国家的能源变局。我国应抓住机遇,做好以下几方面的工作。
一是加强对现有产业节能的改造。对固定资产更新改造是治理经济衰退的有效途径。由于经济低迷,民间资本投资意愿不强,我国 *** 应通过制订一系列税收和信贷政策引导企业尤其是民营企业对生产设备进行节能技术改造,同时,要进一步加强对节能消费品补贴,促进节能产品的市场开发和生产。
二是新能源发展要坚持以自主知识产权为主的发展模式。新能源产业处于发展初期,其对经济的带动主要表现在技术收益上,在大规模产业化方面还不具备市场条件,需要 *** 政策的扶持。因此,我国新能源产业发展的对策应立足于技术创新及自主知识产权的产业化方面,避免我国搭台唱戏、发达国家卖票收钱的问题。要把我国拥有巨大的能源市场的优势用于促进我国具有知识产权的能源产业发展上面。
三是要加快电力体制改革。由于电力体制改革尚未完成,我国新能源产业和节能产业的发展还面临较大的体制障碍。随着新能源和节能技术的发展和广泛运用,我国在电价形成机制,电力运用与电网管理体制等方面存在的问题会进一步暴露出来,并有可能阻碍我国新能源产业和节能技术的应用。为此,要加快电力体制改革,以体制变革促进技术进步和产业发展。,参考: big5.xinhua/gate/big5/news.xinhua/theory/2010-03/01/content_13073848,
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。
有人估计,石油和天然气将在70年后枯竭煤200年后枯竭。近年来,石油价格大幅上涨,我们正面临着能源危机。所以,从现在起,要大力开发其他新能源,如太阳能、风能和生物能等。其实,我们现在已经开始使用这些可再生能源了。
太阳能、风能和宏观生物能的利用,已经比较普遍,大家也很熟悉。下面我们介绍一下微生物能的开发和利用。
藻类和细菌等微生物都含有有机碳,地层里的化石燃料都是由它们生成的。如今,科学家利用它们来制取生物能源,制取柴油、乙醇等燃料,5千克藻类可产1升燃料。科学家还发现有的藻类产油率非常高,1公顷藻类1年能产生物燃油95000升而产油最高的同量油棕榈也只有5950升,只有藻类的1/16,它们可以用来制造大量的燃油。
太阳能发电站
太阳能飞机(2009年滑行试验成功、2012年将飞越大西洋)
太阳能飞机“太阳神”号(美国宇航局)
风力发电机
另外,藻类和所有的植物一样,在光合作用过程中吸收二氧化碳。而且藻类的生命周期短、繁殖迅速、生物量大,所以它在生长过程中需要海量的二氧化碳,因此藻类是最理想的碳汇。因此,我们可以将工厂排放的二氧化碳聚集起来,输入可控的藻类人工培养“田”里,供藻类生长繁殖使用,科学家估算,人工养殖1平方千米藻田,一年需供养5万吨二氧化碳。这样,既生产了微生物能源,又消耗了排放的二氧化碳,达到了二氧化碳减排的目的。
封闭式平板状可控藻类培养田(光生物反应器)
未来,我们还可以利用微生物能源技术,将引发和赤潮等危害的藻类汇聚起来,作为天然的材料制造燃油,变害为利。
生物能源
主要区别有,性质不同、分类不同、优劣势不同,具体如下:
一、性质不同
1、可再生能源
凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称之为可再生能源。
2、不可再生能源
经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源,称之为非再生能源。
二、分类不同
1、可再生能源
再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生。
2、不可再生能源
非再生能源包括煤炭、石油、天然气、化学能等。它们随着大规模地开采利用,其储量越来越少,总有枯竭之时 。
三、优劣势不同
1、可再生能源
提供可持续性能源,减少环境污染。
2、不可再生能源
是不能再生的,用掉一点,便少一点。长期以来人类还是一直大量开发自然资源,而且在环境中累积废弃物,此一趋势未来恐将面临自然资源耗竭及生态环境恶化之威胁,甚至断送人类的永续发展。
参考资料来源:百度百科-再生能源
参考资料来源:百度百科-非再生能源
2020年是个不平凡的年,因为新冠肺炎的侵袭,让全人类都遭受重创。我国是第一个做出反应,并掌控疫情的国家,这是让国人非常骄傲的。虽然刚开始爆发了,但是反应还算及时,没有让疫情进一步扩大。(文章最后有我个人对文章重点的总结,赶时间的话可以直接跳到最后面看总结。)
过年的时候,大家出行都少了,大部分都在家里,避免与其他接触。那时候汽油的价格变得非常便宜,很多人感叹已经很久没有见过这么低的油价了。近几年不断上升的油价,终于在疫情面前低下了头,不敢骄傲。
起初,我以为是因为全国人民减少了出行,汽油用得少了,价格自然也就降下来了。毕竟汽油的原材料石油是不可再生资源,用一点少一点,未来的价格也只有上升,不可能降低。所以,人类才不断在选择和研发新能源,一方面是为了避免二氧化碳的排放,另一方面就是因为石油是不可再生资源,会有用完的一天。
然而,四月份的一条新闻让我震惊了,美国的原油期货价格跌破零元,收于-37.63美元/桶。虽然期货价格并不是现货价格,但是也反应了原油低迷的状态。这条新闻引起了我对石油的关注,所以我去好好了解了石油。
大家可能会发现,我刚才又说石油,又说原油。所以首先,我们先把两者的关系来理清楚。
石油一般是气态、液态和固态的烃类混合物,具有天然的产状。是烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合物。
原油一般是指直接从地下或者是海底开采上未经加工的石油,是一种黑褐色并带有绿色荧光,具有特殊气味的粘稠性油状液体。
但是我们习惯上所说的石油,其实就是原油的定义,也就是单指粘稠性油状液体。但是石油的定义其实要比原油更大一点。因为石油除了包含了液态的原油,还有气态和固态的其他烃类物质。
石油的产品可是遍布了我们生活的方方面面,并不只燃料一种用途。所以假设有一天石油被我们用完了,那么我们并不只是没有了一种最常用的燃料,影响了出行。而是生活都有可能受到影响。
让我们来看看石油的产品有哪些吧。第一个就是刚刚提到了燃料了,小到锅炉和燃油灯,大到飞机和船舶,都是需要使用燃料来发挥自己的作用。石油通过各种物理和化学方法处理后,分别可以得出不同的燃油,众多品种的燃油可以满足各种器械和设备。
第二个是沥青。在我们的城市里,比较主要的道路都是使用沥青铺路。因为使用沥青铺路的好处多多,表面平整、行车舒适、振动小、噪音低、耐磨损、不扬尘、易清洗、施工期短、可分段修建、养护维修简便、可再生利用,这些都是优点。
第三个是润滑油。我们的车辆和家中各种机械,在会产生摩擦的地方,只要涂上润滑油,就可以减少摩擦,从而减少磨损、延长寿命,也可以让使用更加顺畅。另外还有散热、绝缘和密封的功能。连我们人使用的凡士林也都属于润滑油,只不过我们会把凡士林处理得更适合人类使用而已。
第四个是溶溶剂。在化工行业,这个是少不了的。除了制备各种试剂外,还可以利用它们的之间会反应或者相溶的性质来洗涤。比如,当我们弄到了油漆的时候,可以拿汽油或者煤油来洗涤。
既然我们那么需要石油,就让我们来探寻一下石油的由来吧。说实话,目前为止并没有一种确切的定论。最主流的两种说法分别是生物成油理论(有机成因理论)和非生物成油理论(无机成因理论)。让我们分别来了解一下。
生物成油理论(有机成因理论):这种理论认为,石油是古代有机物(动物和藻类)死亡以后,被埋在厚厚的沉积岩(沉积岩就是大量的植物和动物死亡后,其身体的有机物质不断分解,与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成)下,经过漫长的地质年代与淤泥混合。
地下的高温和高压下逐渐转化,先形成腊状的油页岩,再退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻,它们向上渗透到附近的岩层中,直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。慢慢聚集到一起的石油就形成了油田。
这种理论可以说是最主流的,我们的教材中也是使用这套理论来告诉我们石油的成因。所以我们从小都知道石油是一种不可再生能源,总有一天会用完。我们需要节省能源,减少能源的消耗。那么如果有一天告诉你石油是取之不竭的或者是短期之内不会被用完,你会是什么感想呢?请看看另外一种理论吧。
非生物成油理论(无机成因理论):这个理论其实是在不断发展的理论,因为科学家觉得生物成油理论还是有漏洞的,所以一直都在研究石油的成因。我国大庆油田勘探开发研究院的崔永强博士曾指出,天文学、地质学、科学实验和勘探开发实践中,我们发现烃类的大规模存在并不以生命物质的存在为前提。比如土卫六上发现了大量甲烷。
并且还有一点可以证明生物成油理论是错误的,那就是熵,也就是热力学第二定律。化学热力学计算表明,所有生命分子的化学势均小于甲烷,且随其聚合度的增大而减小。相反,乙烷以上烃类分子的化学势均大于甲烷,且随其聚合度的增加而增加。从生命分子演化到烃类分子,是一个从低化学势演化到高化学势的过程,它违背热力学第二定律关于自发过程必须向熵增方向演化的规定。
崔永强博士还发表了论文《现代石油地质学——幔源油气理论》来阐释石油的形成,其中指出石油和岩浆都是地幔流体作用的不同产物,都是源于烃碱流体。烃碱流体中的烃类组分就是幔源油气的源头。幔源油气是现代石油地质学的核心。
用最简单的话来说(想要看具体原理,请自行搜索论文),就是地幔中高温高压的条件,使得石油形成。然后因为地壳运动,烃碱流体就向空出来的位置富集。
总得来说,依照现在的科学认知,我们原来所了解的生物成油理论其实已经被推翻了。并且按照现在石油开采情况来看,石油的产量只有增加,没有减少。我们也从来没有听说过有油田被采完。
但是,这并不代表我们就可以随意挥霍石油能源,因为二氧化碳的增加,确实对我们的环境造成了非常大的影响。从环保的角度,让我们确实应该减少石油能源的燃烧。就今年疫情影响导致的汽车减少出行,其实就已经可以看到环境的改善。所以无论油价高地都好,请从我做起!
个人觉得是重点的总结:
1.石油一般是气态、液态和固态的烃类混合物,具有天然的产状。是烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合物。
2.原油一般是指直接从地下或者是海底开采上未经加工的石油,是一种黑褐色并带有绿色荧光,具有特殊气味的粘稠性油状液体。
3.但是我们习惯上所说的石油,其实就是原油的定义,也就是单指粘稠性油状液体。但是石油的定义其实要比原油更大一点。因为石油除了包含了液态的原油,还有气态和固态的其他烃类物质。
4.石油的产品可是遍布了我们生活的方方面面。第一个是燃料,第二个是沥青,第三个是润滑油,第四个是溶溶剂。
5.石油的由来,最主流的两种说法分别是生物成油理论(有机成因理论)和非生物成油理论(无机成因理论)。
6.生物成油理论(有机成因理论)是说古代有机物(动物和藻类)死亡以后,由于地下的高温和高压下逐渐转化为石油。
7.非生物成油理论(无机成因理论)是说地幔中高温高压的条件,使得石油形成。然后因为地壳运动,烃碱流体就向空出来的位置富集。
8.依照现在的科学认知,我们原来所了解的生物成油理论其实已经被推翻了。但是,这并不代表我们就可以随意挥霍石油能源,因为二氧化碳的增加,确实对我们的环境造成了非常大的影响。从环保的角度,让我们确实应该减少石油能源的燃烧。