我国能源现状与战略对策PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,我国的能源现状与战略对策,中国可持续发展面临的五大能源挑战,能源需求总量巨大且快速增长，供应能力日趋紧张,液体燃料短缺，高度依赖进口，能源安全堪忧,常规环境污染严重,农村和小城镇急需大量清洁便利的能源服务,温室气体排放量巨大而且迅速增加,可再生能源的发展趋势,（,常规方案,）,来源：中国工程院，,2008,中国石油需求预测,国内外不同机构对中国石油需求预测,我国原油产量,2050,年，我国石油进口,5.6,亿吨，占世界贸易总量,32.5,亿吨的,17.23%,。,石油贸易量难以任由我们想要多少就有多少！,天然气需求预测,2005,2010,2020,2030,2040,2050,Primary energy consumption(10,8,tce/a),21.9,30.8,43.0,52.7,59.4,63.5,Annual increase(10,8,tce/a),2010 2050,Accumulate coal consumption:,1000*10,8,tce,1.8,1.2,0.96,0.68,0.40,一次能源消费预测,最可能发展情景,Prediction of Primary Energy ConsumptionPossible Scenario,Peak time,2030,2035,2040,Peak value(10,8,t/a),80,90,100,2050 emission value(10,8,t/a),30,40,50,CO,2,排放,最可能发展情景,CO,2,Emissions Possible Scenario,应对全球气候变化，国际上可能留给中国的,CO,2,排放空间已经非常小,应及早主动应对而不是被动减排,若要将未来全球温升控制在,23,摄氏度，,2050,年全球,CO,2,排放需要比,1990,年减少,50%,左右，只能排放,104,亿吨,(1990,年,208,亿吨,),，,这也就是届时全球,CO,2,排放的总空间。,即使发达国家承诺减排其中,80%,，发展中国家整体上也需要比,2005,年减排,36%,。,中国正处于,CO,2,排放的上升期，面临国际上对我国,CO,2,排放峰值出现时间和绝对值的要求（譬如,2030,年,80,亿吨，,2035,年,90,亿吨，,2040,年,100,亿吨等），在已经大力强化节能和发展核能和可再生能源的条件下，未来在碳减排上仍将处于被动状态。,不可改变的事实,煤现在是、将来仍是我国能源的主力。,70%,50%,煤炭是中国最重要的能源，生产和消费的数量大、比重高，短期内难以替代。,煤用于发电的比例将越来越大。,从目前的,50%,上升到,70%,以上，绝对量的增加更大。,煤的直接燃烧已引起严重的环境污染。,70%80%,以上的,SO,2,，,NO,X,，汞，颗粒物，,CO,2,等。,煤的直接燃烧很难解决温室气体减排问题。,煤的直接燃烧很难解决温室气体减排问题,处理气体的体积流量对比,处理气体的质量流量对比,大型燃煤电厂，,60,万、,100,万,KW,等级的机组利用超超临界蒸汽参数，效率,4345%,。若采用尾部烟气脱,CO,2,，,效率下降,11,个百分点，即效率变成,3234%,。要得到相同的有用点，需要消耗更多的煤，形成恶性循环。,烟气流量,1141m,3,/s,149,1atm,合成气流量,7m,3,/s,207,27.2atm,烟气流量,3493t/h,149,1atm,合成气流量,363t/h,207,27.2atm,不可改变的事实（续）,再生能源在,2020,年前不可能解决主要问题,风电：,装机,1,亿,kW,，折合满负荷,2500,小时，约为火电的,1/3,，相当于火电,3300,万,kW,，是,9.5,亿,kW,总装机容量的,3.5%,。,太阳能：,热发电最多几万,kW,示范，光伏发电，不会比风电多。,生物质能：,可利用的农作物秸秆,3,亿吨标煤，可利用的森林,3,亿吨标煤，总量相当有限。不同于国外大农场，绝大部分生物质资源是高度分散的,(,中国小农经济,),。人均耕地少，人均秸秆占有量少。绝对不能照搬外国的做法。,由于我国能源消费总量的急剧增长，可再生能源在,2020,年以前很难在总能源平衡中占有一定分量的比例，,因此,2020,年以前可再生能源在份额上不能解决我国能源的主要问题。,资源和环保呼唤煤的现代化利用！,煤炭现代化利用战略方向,多联产,通过煤（或石油焦）气化和化工反应一次通过方式实现电力、液体燃料、化工产品、供热、合成气等的联产。,多联产是,可持续发展的,技术上有良好继承性和可行性,有良好经济效益,和,环保性能,，具有捕捉,CO,2,的天性，是实现未来,CO,2,捕捉和埋存的途径，它对于中国乃至世界都具有非常重要的战略意义。,不需要特殊的技术突破,同现有技术是连贯一致的。,富集的,CO,2,容易捕捉和分离，易与天然气化工过程衔接,即,多联产具有捕捉,CO,2,的天性,。,这是中国,CO,2,减排的战略方向。,整体煤气化联合循环（,IGCC,）,多联产系统的简单阐释：一次通过法制甲醇,1,、动力,/,化工过程耦合,2,、两个过程均简化,3,、经济性,/,可靠性提高,原因：联产高附加值液体燃料，降低了产品成本可以简化系统，降低投资和运行成本，提高系统可靠性,Slurry Bed Synthesis,MeOH/DME,特点：,多联产：资源,/,能源,/,环境一体化能源系统,多联产产品：,1,、城市煤气,2,、电力,3,、热,/,冷,4,、液体燃料,5,、化工产品,6,、氢气,7,、纯,CO,2,多联产是推动,IGCC,发展的重要途径,IGCC,发展了几十年，虽然技术在不断的成熟，系统的可靠性在不断增强，但是还有很多问题存在，其自身的一些缺陷仍然是阻碍其发展的关键。,比投资费用高,，经济上仍然无法与常规燃煤电站相竞争；,系统还不够成熟，运行经验不够，,可靠性、可用率有待进一步提高,；,操作不够灵活，一般,只能用作基本负荷电站,。,基于煤气化的多联产系统是将,IGCC,和煤化工技术耦合的能源系统，具有包括电力和化工产品的多种产品输出。,多联产系统的特点,有机的耦合和集成：电,/,热,/,冷,/,燃料,/,化工,不是多个生产过程简单的叠加：每种产品工艺流程,/,设备简化，投资和运行成本降低,各流程优化组合，总体效益,/,污染最优,多个产品之间的“峰一谷”差调节互补,规模效应,高度“灵活”和“开放”,是一种概念，可以用于不同产品的生产系统,按照技术进步和投资分阶段逐步推进,/,添加,主要思想：从系统的高度对现有的技术进行集成和优化，从系统要效益，从耦合要效益,多联产：多维度梯级利用,过程相互耦合，实现,能量流、物质流、流,(Exergy),等的总体优化,氢碳比合理优化利用,（若是一股脑烧掉太可惜）,尽量减少“无谓”的化学放热过程,（,Shift,）,热量的梯级利用,（过程内部和燃气,/,蒸汽联合循环）,压力潜力的充分利用,（高压反应、各种膨胀,）,物质的充分利用,（如,CO,2,）,随着越来越严格的环保规定,煤气化多联产在经济上的优势将会越来越显著。,多联产：综合解决我国能源问题的重要方案,有助于缓解能源总量要求,联合生产多种产品，效率提高可以减少总量需求；采用高硫煤拓展了煤炭资源的利用。,有助于缓解液体燃料短缺,可以大规模地生产甲醇、二甲醚、,F-T,合成油和氢等替代燃料，缓解石油进口压力。,彻底解决燃煤污染问题,完全消除常规燃煤污染物排放，重金属等痕量污染物脱除更经济。,多联产：综合解决我国能源问题的重要方案（续）,有助于解决快速城市化引起的小城镇和农村洁净能源问题：,为具有天然气管道的城镇提供城市煤气,煤制,DME,可以作为,LPG,的补充或替代物，很可能是小城镇，尤其是住宅高度分散的农村地区的最终能源解决方案,满足未来减排,CO,2,的需要,煤气化系统可以以较小的成本捕捉,CO,2,实施煤炭现代化战略刻不容缓,目前正值新一轮电力建设高潮；,现在兴建的电厂将决定,2020,年及以后的煤炭利用模式；,错过这一时期，今后实施煤炭现代化战略将更为困难；,继续按传统技术模式发展，将导致环境、能源安全、温室气体排放等一系列困难。,实施煤炭现代化战略刻不容缓,如果延误过渡到以煤气化为核心的多联产技术的时机，将会：,显著增加将来中国治理空气污染的成本；,难以控制未来石油进口；,大大增加减排温室气体的成本。,目前世界风电总装机容量及预测,截至,2009,年，全球风电,总装机容量已达,159.213 GW,，其中,38.312,GW,为,2009,年新增装机容量,。,根据目前的发展形势和政策，预计,2020,年,全球风电总装机容量将达到,1900GW,。,1998-2010,年世界风电新增装机容量及预测,2009,年总装机容量前,10,的国家,2009,年，美国和中国风电市场发展居于领先地位,中国超过德国，位居全球第二，位居亚洲第一,2009,年新增装机容量主要国家占的份额,全球风电产业未来发展预测,Prediction,海上风电场,到,2009,年底共有,12,个国家建立了海上风电场，其中,10,个在欧洲，中国和日本有小规模的安装。,海上风电总装机容量占到全球风电总装机容量的,1.2%,；,截至,2008,年底，已有,1473MW,的风电机组在海上风电场投入运行，其中,99%,来自于欧洲；,2008,年，新增海上风电装机容量为,350MW,；,2009,年，新增海上风电装机容量为,454MW,，主要来自于丹麦、英国、德国、瑞典及中国。海上风电装机容量的增长速率为,30%,在欧洲之外，中国已经开始在上海附近安装第一个主要的风场，容量,21MW,。,2006-2009,各大洲总装机容量,欧洲的风电发展依然保持着领先的地位，北美洲和亚洲在风电市场份额上正处于迅速增长的阶段。,各大洲风电场分布,风电产业的重心正在从欧洲移向亚洲和北美洲,中国的小型离网型风电,发展情况,2008,年总容量,79.757MW,据统计，,2008,年出口,100kW,以下离网型风电机组共,38957,台，比,2007,年增长,50%,发展趋势,应用范围不断扩大。国内外分布式发电供电系统的推广应用进一步促进了千瓦级离网型风电机组的发展。,单机容量逐年增大。单机容量,1kW,以上的机组增加很快，产量达,19139,台，总容量为,65MW,，占年总容量的,89.8%,。,出口大量增加。,“风光互补发电”仍是发展方向。,发展建议：,用于分布式供电系统,并网风电,风电场建设,中国风电场装机容量近,6,年来以大于,100%,的速率增长,2008,年中国累计风电装机达到,1210,万,kW,；,2009,年，中国累计风电装机达到,2580,万,kW,，其中风电并网容量,1613,万,kW,（约,2/3,）,2008,年风电上网电量约,120,亿,kWh,；,2009,年，风电电量,269,亿,kWh,，占总电量的,0.74%,（,2009,年全国发电量,36506,亿,kWh,新风电发展规划,2008,年，国家能源局把发展风电作为改善电源结构的重要任务之一，分别再内蒙古、甘肃、新疆、河北和江苏等风能资源丰富地区，为,2020,年的发展目标开展了,7,个千万,kW,级风电基地规划工作,。,甘肃酒泉千万,kW,级风电基地建设规划已经完成，率先进入实施阶段。,2008,年,8,月结束了,380,万,kW,规模的风电设备招标工作，标志着酒泉千万千瓦级风电基地建设工作已全面展开，加上原来已建和在建风电场项目，规模超过,500,万,kW,。,其他地区的千万,kW,级风电基地建设规划正在或编制中。新疆哈密规划,5000,万,kW,，内蒙古规划建设,5000,万,kW,，其中蒙西,2000,万,kW,，蒙东,3000,万,kW,；河北规划在沿海和北部地区共建设,1000,万,kW,；江苏规划建设,1000,万,kW,，其中近海,700,万,kW,。,中国风电发展的特殊驱动力,风电业主都是大型国营企业，例如大型的电力公司（大唐、国电等），它们都拥有,60GW,至,80GW,的装机容量,这些大企业主要从煤、石油化工和其他业务中得到大量收入，而风电仅仅是业务的很小一部分，风电的盈亏无关紧要,目前缺乏风电电量的数据，风电业主和地方政府只关心装机容量，不管风能资源到底如何,风电是政绩和企业业绩的标志性成果,风电如此热主要是出于政治的考虑，或是为了满足可再生能源的份额，对将来真正能发多少电兴趣不大,中国风电发展的特殊驱动力,外国公司抢滩中国市场,比如，德国、丹麦、印度等,国内国营、民营企业纷纷进入，目前已有很多家，将会大洗牌,进入方式：购买外国专利或合资生产，基本都不是国内,R&D,成果，没有自主知识产权！,国产的,MW,级风电机都是仿制品，还需长期运行考察加以改造,风电发电的并网问题,风能资源丰富地区都处于电网末端，与电网建设不匹配,风电并网要求电网有旋转备用容量，控制系统。电网要求改造，增加成本,风电随机性对电网的扰动导致电网安全性下降,风电占电网的容量为,5%,至,10%,已是最大值，有些电力企业称风电为“劣质电”、“垃圾电”,风电发电量的变化,（新疆某风场一年的发电量）,风电发电的并网问题,大量耗电工业都需要低压直流电,电解铝工业（,6%,总电量）、氯碱工业,海水淡化,电解水,抽水灌溉,不并网可大幅降低风电设备投资,变浆距,定浆距,无调速、调压、调相位要求，控制系统简化,采用弱励磁双凸电机，降低成本,据一般估计，风电机成本可降低,30%,到,40%,，从而实现每,kW,装机成本从,10000RMB,下降到,6000RMB,左右,风电是否可以不并网？,风电发电的并网问题,非并网风能利用的典型案例,风电与煤化工结合,中间存储，消除风电随机性缺陷,单位煤量的甲醇产量增加一倍！,电解槽,氢气,氢气产品,储氧罐,氧气产品,配气,储氢罐,简化风力发电系统,水煤浆,净化系统,气化系统,甲醇产品,甲醇原料气,甲醇合成系统,煤,水,制浆,水,CO,2,有关六个,“,风电三峡,”,的问题,在当地没有需求，必须输出,新建输电线路！？投资，运行？世界上，没有听说有为风电建设输电线路的例子,电网运行的安全性（已有几起事故例子），低电压穿越。若河西走廊的风电三峡建造,750kV,线路，投资巨大,(,一百多亿,),，而输送的是不到,2000,小时,/,年的风电，把这些不稳定的大量电能外送，受体是谁，如何消纳？,打捆输出！？要建设多少其他电源才能打捆，若风电只占,5%,到,10%,？其他电源的规划、建设如何同步安排。弄不好是风电机在隔壁滩或沙漠中“晒太阳”,有关风电机大型化的问题,目前有风电机越做越大的趋势,风电机做大，单位造价不见得下降，反而上升，中国的技术水平在世界上相对较低，目前可靠运行才是最最主要的,在相当的时期内，,1.5MW,和,2MW,应该是主力机型,应该大中小结合，尤其是发展,5kW,到,100kW,的聚风式风电机（同样风轮直径，输出是不聚风的,3,倍），在此基础上增加蓄电装置（钒液流电池），组成分布式电网,0.6MW,0.8MW,1MW,1.5MW,2MW,2.5MW,3MW,5MW,有关海上风电的问题,海上风电造价要高得多,基础设施、防台风、运行费用,海上风电适合大型化,技术难度：,5MW,单个叶片长,60,到,62,米,个别示范，稳抓稳打，循序渐进，千万不要一哄而起,首先是江苏沿海滩涂的风电发展,一个新能源产业的形式是一个完整的产业链,技术先进性，运行安全可靠性，良好经济性，批量建设可行性，形成标准化，系列化，规模化发展格局,风力资源的深入调查与分析,电网的接入与当地和附近地区的架构,风电电量的消纳，风速的预测（,23,天，,56,天）,风电场的工程设计与规模,当地的特殊条件,风机的设计、制造、安装、,调试、起动,设计,:,气动、强度、机械设计、刚度、精度要求、材料,制造,:,机械制造、材料、润滑油等,安装,:,特殊吊装设备,风机的检验与论证,风机的运行与信息反馈系统,电网的改造,标准体系、论证中心、测试中心等,包括设计制造、运行等,风电接入对电网的影响，谐波、低电压穿越等,电量的消纳，非并网的可能性，有关用户的配合等,市场消纳,政策的制定，利益相关者,的关系处理,政策,:,要细化、配套，围绕风电发展产业链，围绕将来市场,利息相关者,:,业主、风机制造、地方政府、居民等,经济性分析,风电“过热”：只是,装机容量,大跃进，,制造能力,大跃进,制造能力,：三大家，五大家；,70100,家,装机容量,：,2010-3000,万,kW,，,2020-1.5,亿,kW,风力发电水平良莠不齐，总体水平低，每,kW,运行小时少，运行中,全生命周期成本大,但不断扩大、高速扩张，最后是增加全生命周期成本，是最大的浪费！,没有自我创新,(,有些小改小动,),不掌握核心技术，最多只不过是一个制造大国,能力过剩、无序竞争、大洗牌是国家资源的浪费！,风力资源的深入调查与分析,风电场的工程设计与规模,风机的设计、制造、安装、,调试、启动,风机的检验与论证,风机的运行与信息反馈系统,电网的改造,市场消纳,政策的制定，利益相关者,的关系处理,设计,制造,安装,调试,启动,风电产业链的其它环节不匹配，且十分欠缺,上游：资源，评估（科学）,中游：核心技术,国家层面：各种中心的建立，自主创新,政策层面,电网层面,市场消纳方面,总体最多是,“跛脚”,跃进,风力资源的深入调查与分析,风电场的工程设计与规模,风机的设计、制造、安装、,调试启动,风机的检验与论证,风机的运行与信息反馈系统,电网的改造,市场消纳,政策的制定，利益相关者,的关系处理,下一步风电发展战略建议,扶持政策要细化、要配套，要围绕整个风电发展的产业链，围绕将来可能的市场,加强基础服务工作,建立标准体系，强制性认证体系。,目前我国风电公共技术服务体系尚未建立，如国家级和大企业的风电技术中心、国家试验风场、国家级风电公共试验平台、国家风电设备检测认证中心等。,人员培养,：设计、材料、调试人员的培养；风电是一个复杂的系统工程，从材料、零部件设计、制造、安装调试、运行维修、故障诊断,从微观到宏观的各方面人员。,电网配套,：风场、电网、消纳同步进行。,下一步风电发展战略建议（续）,推进风电设备国产化，加强技术自主研发、自主创新能力。,建立以电量为主要考核目标,(,不是装机容量,),的机制,，从规划做起，以上网电量为规划目标。电量受体、电网输送、风电场建设等同步考虑。,又好又快，目前主要是解决好的问题,，掌握关键技术，提高质量,使平均运行小时数（折合成额定负荷）达到,2000h,以上。我国不缺这些电量，,2008,年全国发电量为,3.5,万亿,kWh,，而风电仅为,120,亿,kWh,，不足,0.4%,。,培养“老母鸡”，形成真正具有自主知识产权的风电产业,。大幅度提高风电制造业的进入门槛，避免低质量风机进入市场。,下一步风电发展战略建议（续）,没有自主创新要么就是逐步沦为“打工”，要么就是被外资“并吞”。,在关键技术上下工夫，在整个产业链上下工夫，在这两者的自主创新上下工夫,才能真正立于不败之地。,在新能源方面要有自主开发、自主创新，要有机制、体制创新，拥有自主的核心技术，不能只看热闹一时。,在好的基础上才有后劲，充分借鉴汽车行业的教训。,千万不要把风电变成“政绩工程”，或是各大公司扩张、争夺地盘、互相厮杀的混战战场。国家资源（纳税人的血汗钱）将会受到巨大的损失,跳跃式前进反而欲速不达,，形成很大的浪费，这也是我国几十年来发展的经验与教训。,实施,CCUS,战略,CCUS,三阶段,CCUS:Carbon Capture,Utilization and Storage,中国,CCUS,目前已有很大的潜力，关键在于国家重视，全面安排。,按照我国国情走自己的路，不要老受国外的影响。,我国现代化的能源发展战略必须从现在开始考虑将来中国分阶段减排,CO,2,的问题。,中国的,CCUS,战略可按三个阶段考虑，从易到难，积累经验，逐步推进。,实施,CCUS,战略,CCUS,三阶段,CCUS,应当尽快启动，三个阶段,:,第一阶段：,利用,从天然气中分离出来的,CO,2,强化石油开采（,EOR,）及回收煤层气（,ECBM,）,第二阶段：,煤化工中的,CCUS,正在排空的至少有几千万吨,CO,2,，这部分,CO,2,的捕捉要比直接燃煤电厂容易得多。,2 t CO,2,/t,MeOH,、,4 t,CO,2,/t DME,，生产过程中,CO,2,的浓度和压力较高，捕集成本较低。将技术产业链从燃料制作扩展到,CO,2,捕集、到,EOR,及,ECBM,的运输。,第三阶段：,直接燃煤电厂中的,CCUS,这是个耗能工程，比煤化工中的,CCUS,困难的多，对于燃煤电厂，因捕集减少,11,个百分点,实施,CCUS,战略,我国每年,25,亿,-30,亿,tce,怎么用，要有一个全面细致的规划，多少是直接燃烧，多少是气化，多少是多联产？这些宏观调控都是政府的责任。,要在,2030,年达到顶点（,80,亿），困难是极大的，若现在不采取断然的行动，将来困难更大。有些“极端”措施都要考虑，如厉行节约，改变生活方式，总量控制，大力发展核能，大力发展可再生能源，煤炭的清洁利用，大小水电一起利用，大幅度提高资源开采、转化、输运和终端利用的效率,同时，相当规模地实施,CCUS,。,2020,发电技术的,CO,2,减排成本,Source:McKinsey Company“Costs and Potentials of Greenhouse Gas Abatement in Germany”,Energy Sector Perspective,Berlin(2007),新能源的定义因地、因时而不同。比如核电在中国是新能源，而在法国、美国则不是。,“能源”是一个广泛的称呼，有四大主要环节：,四个环节中的一个或几个环节有大的变化，且相对于在役主力能源而言，能大幅度地节约资源、大幅度减排的能源或能源技术即可称为“新能源”。,例：煤的现代化利用，如以煤气化为核心的多联产系统,柴薪,煤炭,能源的多样化,天然气,水能,风能,太阳能,核能,资源,转化,输送,终端利用,新能源的定义,