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在世界金融危机肆虐,国际格局大变动,国际秩序大调整的背景下,中国政府和能源企业利用时代发展的新机遇,化解国际社会出现的新挑战,能源外交有声有色,能源国际合作取得重大进展。
总结今年中国能源外交面临的新机遇新形势,主要表现在以下几个方面:
第一,世界金融危机对部分能源资源国造成严重冲击,资源国的强势地位相对下降。
发端于美国的世界金融危机对全球经济造成沉重打击,包括美国、欧盟、日本在内的发达国家经济体生产大幅下滑,东欧、独联体等国家经济增长也急剧减速,就连新兴发展中大国经济也受到不同程度的冲击。世界经济的大面积滑坡导致国际市场石油需求明显下降,出现了多年来少有的供大于求的情况。
与此同时,多个资源国的金融系统陷入困境,投机大宗商品的风险增大,利润减少,致使金融资本大规模抽离石油市场,国际油价波动幅度明显加大。能源金融因素的重大变化导致国际油价大幅度下跌,能源资源国出口收入锐减,同时,由于能源资源国一些大型国有公司,近年来盲目借贷扩张,特别像俄罗斯这样独立的石油输出国,巨额债务缠身,在石油出口收入锐减的情况下,资金链发生断裂,因而陷入严重的资金短缺危机,导致开发投资萎缩,剩余产能减少,股值大幅贬值,有些公司为了还债不得不压价出售资产。
虽然最近两个月国际油价大幅反弹,但能源界普遍认为,这种反弹并非供需失衡所致,事实上,石油供应和需求库存等仍然温和看跌,本轮反弹实际上是投机资本在对世界经济危机即将触底反弹的过分乐观预期趋势下,看涨石油期权重返国际石油市场,以及美元贬值等因素所导致的。专家预测,今后一段时间,国际油价仍有可能继续走高,但持续高涨的可能性不大。主要原因是,一方面,世界经济是否已经见底,能否避免长时间的谷底徘徊,现在很难预料,另一方面,世界各国加强对金融投机监管的呼声高涨,投机资本兴风作浪的空间明显缩小,国际石油市场再次出现剧烈震荡的危险性有可能降低。
上述情况导致能源资源国在近年高油价条件下不断强化的强势地位明显下降。尽管我们不能说现在的国际石油市场不再是卖方市场,但可以肯定的是,在今后一段时间,资源国要回复上年咄咄逼人的气势十分困难。
这种情况显然有利于能源消费国的能源安全。就是在这种形势下,中国充分利用充足的外汇储备,以及深化国际能源合作,一方面大幅提升了国家的能源安全水平,另一方面给资源国能源产业的生存和发展提供了强有力的支撑,同时,也为金融危机后,国际能源市场的稳定作出了重要的贡献,可以说,中国的举措,具有双赢和多赢的性质,这是新的形式第一点。
第二,气候变化问题凸显,成为国际合作的新焦点。
与世界金融危机的发生几乎同时,国际社会对应对气候变化挑战的重视大幅增高。气候变化成为大国关系、南北关系的重大课题,成为国际战略博弈的新焦点。世界各国节能减排的呼声强烈,对于哥本哈根气候变化大会寄予厚望。因为温室气体的排放,80%都跟人类能源活动密切有关。所以,世界各国都把应对气候变化的关注重点放在了采用节能技术减少二氧化碳的排放上,放在了开发清洁能源、可再生能源的能源问题上。
于是,一场新的能源革命,一场低碳经济革命,一场绿色产业革命蓬勃兴起。在这场革命中,美国奥巴马政府率先推出了能源新政,包括中国在内的其他主要经济体刺激经济计划也都高度重视能源产业结构的调整。无论即将召开的哥本哈根气候变化大会能否就减排量化指标问题达成妥协,它对可再生清洁能源的发展都会产生极大的推动作用,不久的将来,新能源完全可能以人类意想不到的速度取代世界经济对一次能源的部分需求,我们可以设想对石油等化石能源的需求即使减少百分之十几,也不会对国际石油市场产生极大的冲击、极大的震撼,从而可能大大缓解石油供需的矛盾,引起国际能源格局的重大变化。
这种情况有利于世界能源的安全,对能源需求大国中国来说,更是一种福音。中国实现工业化、城市化、现代化的能源成本因此有望大幅降低,如果中国能在新能源革命中争取到主动,国家的能源安全受制于他人的状况会得到实质性的改变。
第三,中国的崛起势头强劲,应对危机表现突出,在国际能源关系中地位有所增强。
中国经济快速增长,能源需求持续旺盛,中国在国际能源领域必将继续占据战略买家的地位,任何国际能源主体都不能不重视中国日益增强的影响力,从而渴望大幅度扩展中国的能源外交空间。中国的外汇储备充足,世界主要能源国普遍看重中国的投资能力,这种情况有望为中国增强在国际能源市场地位,加强以资源国在能源金融领域的合作创造新的条件。
中国应对金融危机措施坚决,化危为机,成效显著,表现突出。有望率先走出危机,而率先走出危机赢得的主动地位,有望为中国对国际能源关系的运筹提供有利的支撑。
中国的国际地位快速上升,世界普遍看好中国,重视发展对中国的关系,有望大幅增强中国在现行国际格局中的地位,为中国开展更具活力的能源外交提供新的依托。
上述这三个方面的有利因素对中国能源外交的运筹已经并将继续起到重要的作用。中国战略石油储备的建立,商业石油储备的充盈,能源企业走出去步伐的加快,海外资产并购力度的加大,陆上油气管道建设的突破,长期石油供应合同的签订,能源领域全面合作的战略都是在这种有利条件下发生的。
然而,我们在看到有利条件的同时,必须重视不利因素的存在。
例如:中国经济的发展对境外能源资源的依赖度还在增大,至少在2030年对化石能源的需求难以减少,势必影响到国家能源安全的维护。
再如,中国在能源金融领域的运筹能力有限,特别是在应对国际金融投机资本操纵能源市场方面缺少经验。势必增大中国维护能源安全的代价和成本。
还有,中国在现行国际能源秩序中可能长时间处于一种弱势地位,中国维护能源安全可能面临着重重困难。
基于以上有利和不利因素的分析,我认为中国能源外交必须从以下几个方面作出新的努力。
首先,要加紧后金融危机时期能源战略的谋划。在这次金融危机中,我国受到的冲击相对较轻,应对危机的思路对头,措施得力,因而完全有希望率先赢得走出危机的先机。充分利用这一先机的前提是,切实做好具有前瞻性的后金融危机时期的能源战略谋划。要分析金融危机对世界能源形势的影响以及危机过后我国在世界能源格局地位中可能的变化,既要有高瞻远瞩的战略思维,又要立足于现实国情,既要确立明确的战略目标战略战略布局和战略重点,又要制定各领域各阶段实施方略和具体举措,从而指引各个能源合作主体开展纵横捭阖的能源外交,深化多方位的国际能源合作,特别下大力推动我国周边区域和次区域能源合作,取得实质性进展。
其次,要大力推动新的国际能源金融秩序的形成。在推动新的更加公正合理的国际能源秩序形成方面,特别要关注国际能源金融秩序,要充分认识金融因素对国际能源关系的重大影响,研究这种影响,寻求利用其积极方面规避其消极方面的有效途径,建议从扩大本地结算比例入手,逐步形成新的一揽子货币结算体系,充分利用外汇储备充足的优势,加大对境外资源开发、周边油气管道建设的投资力度,贷款换石油的成功经验值得我们认真总结。
第三,要力争在绿色产业革命中走在世界前列。新能源技术是21世纪最具发展潜力的技术,是为经济可持续发展创造新的经济繁荣的重要引擎,也是应对气候变化的重要钥匙。谁率先掌握了新能源技术谁就有希望占据世界经济发展的制高点,成为世界经济革命的领头羊。我们应当从本国国情和长远利益出发,采取积极而又稳妥的措施,争取在这项革命中走到世界的前列。
与此同时,我们必须继续重视传统能源安全问题。在新能源开发尚处于起步阶段,而且在中短期内难以规模化利用的情况下,我们对一次能源的利用难以有实质性减少。因此,必须抓住后金融危机的有利时机,强化国家的传统能源安全,与世界主要油气资源国建立更加广泛的战略合作关系,尽可能多的并购油气资产,以确保我国长期而又稳定的油气供应,同时,为世界经济发展作出我们应有的贡献。
能源资源的战略属性日益突出,国际能源合作越来越离不开外交运筹,离不开对对象国政治环境、经济环境、人文环境、法律环境、社会环境、安全环境等宏观环境的研究,以及机动灵活的外交运筹。
在19世纪中叶煤炭发展之前,所有使用的能源都是可再生能源,其主要来源是人力和畜力的形式利用牛,骡,马,水磨和风磨粮食,和柴火。在右边的美国能源使用的两幅曲线图中,直到1900年的石油和天然气的重要性,和风能和太阳能在2010年发挥一样的重要性。
除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。 木材 柴是最早使用的典型的生物质能源,烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。 役用动物 传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。 水能 磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。 风能 人类已经使用了风力几百年了。如风车,帆船等。 太阳能 自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。 地热能 人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。 海洋能 海洋能即是利用海洋运动过程来生产的能源,海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等,一些沿海国家的海岸线,就很适合用来作潮汐发电。 生物能 生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气(甲烷)牛粪等。 国家发改委: 可再生能源就近消纳试点启动
为促进清洁能源持续健康发展,国家发展与改革委员会2015年10月下发通知,明确在甘肃省和内蒙古自治区部分地区开展可再生能源就近消纳试点,以可再生能源为主、传统能源调峰配合形成局域电网,降低用电成本,形成竞争优势,促使可再生能源和当地经济社会发展形成良性循环。
为“明确在可再生能源富集地区率先开展可再生能源就近消纳试点,为其他地区积累经验,是努力解决当前严重弃风、弃光现象的大胆探索,是电力市场化改革背景下促进可再生能源发展的机制创新。”为此,通知要求试点必须有效解决局部地区较为严重的弃风、弃光问题。试点方案应结合地方特点,允许大胆探索,只要政策不违反法律法规,不影响电力安全稳定运行,又有利于实现就近消纳,就可以试行,通过实践检验政策的可行性和有效性。
通知还提出,通过建立优先发电权,提出可再生能源发电的年度安排原则,实施优先发电权交易,并在调度中落实,努力实现规划内的可再生能源全额保障性收购。建立利益补偿机制,鼓励燃煤发电对可再生能源发电进行调节。
物质、能量与信息。
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:¾¾ 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
u 能源的定义与源头
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。
能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
而能源是产生能量的源头。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能。
在我们生活的地球上,能源形形色色。总起来说有三个初始来源。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000 万吨煤。
u 能源结构与储量
地球上有哪些能量资源可供我们使用?它们还能维持多久?我们该怎么办?
能源的种类
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源;
二次能源:汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源,
一次能源和二次能源能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
煤的时代
能源结构的变迁历史上,伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油资源的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计
煤炭:~200年
石油、天然气:~50年
核能:无穷多
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移,核能的比例将不断增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用?据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力那么水能呢?我们知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展情况来看,在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易裂变核素
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
易聚变核反应
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀的成份
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要原料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来源于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
专家们预测,核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
1.2 变脏的地球与干净的核电
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染环境吗?核能真是可持续能源吗?
u 能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
能源利用与环境的可持续发展
能源危机
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
浓烟滚滚的火电厂
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%,到2020年达到20%。
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。
4. 全球化
由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
总体来讲,“十三五”时期要积极稳妥地发展水电,全面协调推进风电的开发,推动太阳能的多元化利用,因地制宜地发展生物质能,加快地热能开发利用,同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标:供热系统中太阳能热水器80000万平方米,地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨,生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
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。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
1.1 概述
1.2 燃料乙醇的特性
1.3 燃料乙醇工业的发展
1.3.1 国外发展概况
1.3.2 国内发展概况
1.4 燃料乙醇技术展望
1.4.1 燃料乙醇生产技术
1.4.2 燃料乙醇应用技术
1.4.3 展望
参考文献
2 合成法生产乙醇
2.1 乙烯直接水合法
2.1.1 乙烯直接水合法的理论基础
2.1.2 乙烯直接水合法的催化剂
2.1.3 乙烯直接水合法的生产工艺
2.1.4 乙醇精制工艺
2.1.5 合成乙醇生产分析
2.2 乙烯间接水合法
2.2.1 乙烯气的吸收
2.2.2 吸收液的水解
2.2.3 乙醇的精馏
2.2.4 稀硫酸的处理
2.3 其他合成方法
2.3.1 乙醛加氢法
2.3.2 CO-H2合成乙醇
2.4 合成生产关键设备
参考文献
3 发酵法生产乙醇
3.1 原料种类和原料处理
3.1.1 淀粉质原料及原料处理
3.1.2 糖蜜原料和处理
3.1.3 纤维质原料和处理
3.2 乙醇的发酵
3.2.1 乙醇发酵常用的微生物
3.2.2 酒母的培养
3.2.3 乙醇的发酵工艺
3.3 乙醇的蒸馏
3.3.1 蒸馏原理
3.3.2 精馏原理
3.3.3 蒸馏与精馏工艺
3.3.4 蒸馏节能技术
参考文献
4 乙醇脱水
4.1 精馏脱水
4.1.1 恒(共)沸精馏
4.1.2 萃取精馏
4.2 吸附及离子交换技术
4.2.1 吸附技术
4.2.2 离子交换技术
4.3 膜分离技术
4.3.1 概述
4.3.2 膜分离过程的类型
4.3.3 膜及膜组件
4.3.4 膜分离在乙醇脱水中的应用
4.4 超临界流体萃取技术
4.4.1 超临界流体萃取技术的原理
4.4.2 超临界流体萃取技术的特点
4.4.3 超临界流体萃取技术在乙醇生产中的应用
参考文献
5 发酵清洁生产与综合利用
5.1 二氧化碳回收生产
5.1.1 乙醇发酵气体组成
5.1.2 二氧化碳回收生产工艺及质量标准
5.1.3 固体二氧化碳(干冰)生产
5.2 乙醇酵母回收利用
5.2.1 生产饲料酵母或面包酵母
5.2.2 生产核糖核酸与核苷酸
5.3 杂醇油及醛酯馏分回收利用
5.3.1 杂醇油的回收利用
5.3.2 醛酯馏分的回收利用
5.4 酒糟废液回收利用
5.4.1 酒糟废液处理概述
5.4.2 生物处理法
5.4.3 废液烧却法
5.4.4 回流法
5.5 酒糟饲料生产
5.5.1 淀粉原料的酒糟组成
5.5.2 利用酒糟生产饲料
5.5.3 利用酒糟生产饲料酵母
参考文献
6 燃料乙醇的储运
6.1 变性燃料乙醇调和及标准
6.1.1 变性燃料乙醇调和
6.1.2 《变性燃料乙醇》标准
6.2 燃料乙醇储运
6.2.1 储存系统
6.2.2 运输系统
6.2.3 储运损耗
6.3 储存设备
6.3.1 储罐容量的确定
6.3.2 储罐选型
6.4 运输系统设施
6.4.1 铁路运输设施
6.4.2 公路运输设施
6.5 燃料乙醇储运设备特殊附件
6.5.1 带干燥装置的呼吸阀系统
6.5.2 呼吸阀
参考文献
7 乙醇汽油混配
7.1 燃料清洁化发展总论
7.1.1 汽油燃料的清洁化发展
7.1.2 汽车代用燃料及其应用技术范围
7.1.3 醇类燃料及燃料乙醇应用意义
7.2 乙醇汽油的混合燃料特性及燃用方式
7.2.1 乙醇燃料特性
7.2.2 乙醇汽油混合燃料的特性
7.2.3 内燃机掺烧燃料乙醇的燃用方式
7.2.4 燃料乙醇燃用特点及改善措施
7.3 乙醇汽油的混配及加油
7.3.1 《车用乙醇汽油》标准
7.3.2 车用乙醇汽油调和组分油的生产及储运
7.3.3 乙醇汽油的混配
7.3.4 加油站乙醇汽油储存
7.3.5 乙醇汽油加油站
参考文献
8 乙醇汽油应用
8.1 乙醇汽油发动机的适应性
8.1.1 乙醇汽油标号的合理选用
8.1.2 汽油发动机的适应性调整与清洗
8.1.3 乙醇汽油使用问题的排除
8.2 乙醇汽油汽车发动机特性
8.2.1 汽车启动性能
8.2.2 汽车动力性能及燃油经济性
8.2.3 汽车排放性能
8.3 乙醇汽油安全消防与事故处理
8.3.1 乙醇汽油安全消防
8.3.2 乙醇汽油分层及中毒事故处理
参考文献
9 燃料乙醇发展前景
9.1 乙醇柴油
9.1.1 概述
9.1.2 调和特性
9.1.3 燃烧特性
9.1.4 发动机的耐久性
9.1.5 尾气排放
9.1.6 发展前景 <br <= span=>