浅谈我国能源现状和水电资源利用的飞速发展[1]

电力机械浅谈我国能源现状和水电资源利用的飞速发展温建军·，一，李安桂3(1内蒙古科技大学。内蒙古包头014010；2．西安交通大学，陕西西安710055；3．西安建筑科技大学。陕西西安710055)●●一。。。。。。’’。’’。。。’。。。。。’。’。。。。。。。。。。。‘●●_-。-。---●。●_-●●---。-。-●---●-__-。---●-●●：摘要：面对化石能源逐渐枯竭的现状，积极开发和使用新能源和可再生能源，实施可持续发：展的能源政策已成为我国今后能源开发战略的基本选择。本文分析了我国能源面临的形势和挑：战；介绍了我国可再生能源的利用状况及发展规划；详细阐述了我国水电能资源的发展情况。我国：：是一个水能资源丰富的国家，近几十年来，我国的水电事业取得了举世瞩目的成就，极大地推动了：：我国的经济发展和社会进步。：：关键词：能源现状；化石能源危机；可持续发展战略；新能源和可再生能源；：水电能源：●●●●●‘-。-。●。__-_i-●_●-●_--●-__---●---W●●_-●-n---●---i-●_●_●-●_●-●-●_●---●-●--●--●中图分类号：TK01。TM612文献标识码：A文章编号：1006—8449(2009)06—0094—04O引言众所周知，能源是人类赖以生存的重要物质基础，是经济增长和社会进步的动力源，是社会文明程度和进步程度的重要标志之一。自18世纪以来，以煤、石油、天然气等化石燃料为基础的能源体系极大地推动了人类社会的发展，创造了辉煌的现代文明。今天，随着人口的迅猛增加、经济的突飞猛进，能源消耗持续增加，环境不断恶化，能源枯竭形势日益严峻，而经亿万年形成的化石燃料正面临严重的危机和挑战，引起了世人的普遍关注。1我国能源面临的严峻形势和挑战(1)中国能源总储量不足，人均能源占有率较低。我们知道，煤炭、石油、天然气等化石燃料是经亿万年的光合作用而形成，数量有限且不可再生。据2000年统计，全世界探明的煤储量折合标准煤为21000亿t，因受到客观条件或开采技术限制，并非全有开采价值，其中可采量仅为8300亿t，若按今天煤炭消费量31亿t标准煤继续开采，尚可维持200余年。据1999年统计，全世界探明石油可采总储量为3113亿t，而目前剩余可采量约为1511亿t。若按2000年石油产量35．5亿t继续下去，尚可维持43余年，加上非常规石油如油页岩、油砂等估计也就70年左右光景，实际上目前的石油消费量仍在扩大，枯竭之日可能更加提前。天然气资源可谓丰富，但按今天消费和发展趋势，剩余储量也不过可再开采数十年而已。据统计，我国煤炭剩余可采储量为1661亿t，可供开采不足百年；石油剩余可采储量为23亿t，仅可供开采14年，天然气剩余可采储量为6310亿ITI，可供开采不过32年，当然这种估计的准确性也值得商榷，因为忽略了新的矿藏能源的不断探明。图1所示为我国主要能源可开采时间和世界总的可开采时间对比情况图。我国能源占有状况与几个能源大国的对比情况见表l。在我国现有化石燃料(石油、煤炭、天然气)中，煤炭占世界总量的16％，石油占1．8％，天然气占0．7％，三者折合成标准油当量后加起来不足世界化石能源总储量的11％。与占世界人口21％的人口比例相比较，我国大部分能源的人均占有量、消费量均低于世界平均水平。石油人均占有量只有世界人均的11％，天然气不足5％，与发达国家相比就更低了。94I第媾电力机械圈1我国主要能源可开采时间与世界总的可开采时间对比表1我国能源占有状况与几个能源大国的对比情况项目中国美国俄罗斯占世界人均储占世界人均储量人均储量加拿大人均储量总量，％量，t人均，％ttt(2)我国的能源消费结构很不理想，石油、天然气等优质能源所占比例太小，主要以煤炭为主。图2为2002年我国的能源消费结构比例图，如图所示，2002年能源生产总量(13．90亿t标准煤)中，煤炭占70．7％，石油占17．2％，天然气占3．2％，水电能占8．2％，核能占0．7％。表2为2000年我国和世界平均能源消费结构的水电能8_2％煤炭70．7％／图22002年我国的能源消费结构比例图表22000年我国和世界平均能源消费结构对比％对比，天然气仅为世界平均能源消费水平的10．4％，石油为57．5％，而煤炭为世界平均能源消费水平的2．6倍，可见我国高污染能源消费十分明显。还有，我国终端能源消费结构也不理想，电力占终端能源的比重明显偏低，国家电气化程度不高。2000年一次能源转化成电能的比重只有22．1％，而世界发达国家平均皆超过40％，有的达到45％。(3)随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，对能源需求的缺口越来越大。在过去的20多年里，我国经济平均增长率均保持在7％以上，而能源消费的增长率仅为4．6％。1990年我国能源消费总量开始接近生产总量，1992年能源生产已略低于国内能源消费需求总量。2000年能源生产和消费缺口迅速扩大，石油进口量逐年增加，从1993年的990万t增加到1996年的1387万t，平均增长率为12％，1996～2000年石油净进口量平均增长率为50％，2000年进口量达6960万t，2002年进口石油7180万t，约占我国石油消费总量1．408亿t的一半以上，我国已成为仅次于美国和EI本的世界第三大石油进口国。据有关专家预测，到2020年石油消费总量将为4．3～6．1亿t，而国内最多可供应2亿t，缺口达2．5～4．1亿t，石油的对外依存度有可能接近60％，与美国58％的石油对外依存度水平相当，成为世界上第一大石油进口国。(4)能源利用效率低，建筑能耗高。我国能源从开发、加工到转换、储运以及终端利用的能源系统总效率很低，不到10％，只有欧洲地区的一半，而能源效率通常是指后三个环节的效率，约为30％，比世界先进水平低约10个百分点。以单位GDP产出消耗的能源来表征能源利用效率，若以日本为1，则意大利为1．33，法国为1．5，德国为1．5，英国为2．17，美国为2．6，加拿大为3．5，而我国高达11．5，是工业七国平均能耗的5．9倍。建筑能耗是指民用建筑(包括居住建筑和公共建筑以及服务业)使用过程中的能耗，主要包括采暖、通风、空调、冷藏、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗。近几年来是我国建筑业的鼎盛期，每年建成的房屋达16～20亿ITI，超过各发达国家年建筑面积的总和，而已建或新建建筑中95％以上属于高耗能建筑，建筑能耗占能源总消费量的30％左右，有的地区甚至更高。众所周知，采暖、通风、空调和制冷系统已经被广泛应用于工农业生产、民用和公共建筑、科学研究、交总第[3~／1I95总第第30卷_j通运输、航天航空、医疗卫生、食品保鲜等各大领域，成为国民经济健康、快速、稳定发展的重要保证，而且对提高劳动效率、保护人体健康、改善室内空气品质、创造卫生健康的工作和生活环境具有重要意义。而研究表明，采暖、通风、空调、制冷能耗约占建筑能耗的2／3左右，仅年采暖用能就达1．3亿t标准煤，全国空调高峰时能耗已达4500万kwh，相当于2．5个三峡电站满负荷出力，而照明、家用电器能耗也在迅速增加，建筑耗能亟待改善。(5)交通能耗持续增加。根据公安部交通管理局统计数据显示，截至2009年8月底，我国机动车保有量为180018512辆。其中，汽车(含三轮汽车和低速载货汽车)71856993辆，摩托车92387571辆。日前发布研究报告指出，中国正在汽车消费时代，未来五年汽车产销量将迎来一个爆发式增长，汽车消费扩张和城市化扩张将是下一轮经济增长最大的主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。而汽车是又一高油耗、高气耗大户，每年85％的汽油、20％的柴油和68％的天然气被汽车烧掉。因此，随着汽车保有量的急剧增加，将导致石油、天然气供需矛盾越来越突出。面对化石能源的加速枯竭和日益严峻的环境、能源问题，我国政府大力倡导和积极开发新能源和可再生能源，实施可持续发展的能源政策。2我国可再生能源的利用状况和发展规划面对能源、环境和人口等问题的严峻挑战，我国政府高度重视新能源和可再生能源的开发利用。国际上将可再生能源划分为传统利用的可再生能源和新的可再生能源，前者主要包括大水电站和直接燃烧的生物质能源，后者主要指现代化技术利用下的小水电、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能和固体废弃物等。可再生能源具有清洁、环保、取之不尽、用之不竭的特点。我国是一个可再生能源资源十分丰富的国家。水能的开发装机容量为3．78亿kW，年发电量1．92万亿kwh，据世界首位。2005年水电装机容量为1．05亿kW，开发程度仅为19％；太阳能在2／3的国土上，年发电量超过60万J／era，每年地表吸收的太阳能大约相当于17万t标准煤的能量，开发利用的前景广阔。到2003年我国已安装光伏电池约5万kW，制造能力超过2万kW／a，全国太阳能热水器使用量为5200万m，年生产量为1200万m2；风能资源量约为l6亿kW，可开发利用的风能资源为2．5亿kW，我国现已建电力机械成并网风力发电装机容量57万kW；地热资源的远景储量为1353．5亿t标准煤，现探明储量为31．6亿t标准煤；生物质能资源亦十分丰富，秸秆等农业废弃物的资源量每年相当于3．1亿t标准煤，薪柴资源量相当于1．3亿t标准煤，生物质能发电装机容量为200多万kw；加上城市有机垃圾等，资源总量可达6．5亿t标准煤以上。根据我国可再生能源发展的战略目标，到2010年，水电装机容量将达到1．8亿kW，开发程度达到33％；到2020年可再生能源将提供能源消费总量的10％，即每年3亿t标准煤，可再生能源发电装机容量将达1．21亿kW，约占全国总发电装机容量的12％；太阳能热水器集热面积将达2．7亿mz，地热采暖达到5000万m，地热供热水达到110万户，可再生能源供气用户达到约7000万户；开发以农作物茎杆和能源作物为主要原料的乙醇燃料、生物柴油等技术，到2020年达到1000万t的生产能力。到2040年我国可再生能源的利用水平应达到欧盟国家的水平，即满足20％的能源需求，届时可再生能源供应总量需求达l2亿t标准煤，其中发电装机达到5亿kW，发电量达到1．5万亿kwh，液体燃料超过1亿t。3我国水电能资源利用的飞速发展水能资源，属可再生能源，兼有发电、环保、灌溉、供水、航运和生态等综合效益，具有广阔的应用前景。水能资源包含着水热能资源、水力能资源、水电能资源、海水能资源等广泛的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ，而当代水能资源开发利用的主要内容是水电能资源的开发利用。水电能源是一种可再生的清洁能源，它的开发利用对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济的发展、改善能源消费结构和缓解由于消费煤炭、石油等化石资源所带来的资源短缺和环境污染具有极其重要的意义。因此，世界各国都把开发水电能放在能源发展战略的优先地位。我国是一个水能资源十分丰富的国家，根据19771980年第三次全国水力资源普查结果和近年来的全国复查，我国水能资源理论蕴藏量为694400MW，相当于年发电量60829亿kwh，技术可开发装机容量为541640MW，相应年发电量为24740亿kwh，经济可开发装机容量为401795MW，相应的年发电量为17534亿kwh。其理论蕴藏量和可开发量均居世界首位，主要分布在我国西南、中南和西北地区。1978年原水利电力部根据我国水能资源的分布96I第媾电力机械情况、开发条件和国民经济发展的要求，从战略考虑，提出关于发展水电事业，建设十大水电能源基地的设想 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。规定从1979年起的一个时期内，在水力资源丰富的西北、西南和中南地区的主要河流上，选择条件优越的河段，建立十个水电能源基地，集中进行开发。总装机容量为1．92亿～1．97亿kW，年发电量(1．o0～1．02)X10亿kwh。到1986年全国已开发水电工程装机容量860．2万kW，在建水电工程装机容量达1991．5万kW。待开发的水电站有15361万一15933万kW。1989年水利水电规划设计总院对1979年编制的“十大水电能源基地规划的设想”作了补充，增加了东北和黄河中游北干流两个水电能源基地，提出“十二大水电能源基地的设想方案”，总装机容量达到2．1亿kW，年发电量达到1．Oxl()4亿kWh。至1999年十二大水电能源基地中已建和在建的水电站总装机容量为0．58亿kW，年发电量达到0．24xl04亿kWh，占十二大水电能源基地水能资源总规划值的27．0％和24．5％。我国1949～2000年水电资源累计开发装机容量和年发电量以及水电占电力_I二业总装机容量和年发电量的比重见表3”。表3我国1949—2000年水电开发量占电力工业总发电羹的比重国现代化建设和国家可持续发展的重要内容之一，取得了举世瞩目的成就，引起世人的广泛关注。2005年2月28日，《中华人民共和国可再生能源法》的颁布和2007年8月31日国家发改委《可再生能源中长期发展规划》的颁布，不仅使水电开发有了合法的权益保障，还明确了今后十五年我国可再生能源发展的总体目标：到2010年，全国水电装机容量达到1．9亿kW，其中大中型水电1-4亿kW，小水电5000万kW；到2020年，全国水电装机容量达到3亿kW，其中大中型水电2．25亿kW，小水电7500万kW。4结语今天，节约能源和改善环境是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。大力开发水电能资源就显得尤为重要。这也是减轻环境压力、保障经济安全、全面建设小康社会的必然选择，是促进循环经济发展、建设节约型社会、转变经济增长方式、实现可持续发展的必由之路，是落实科学发展、构建和谐社会的必然要求。水电能资源是一种可再生的能源，优点是：清洁、环保，具有防洪、航运、供水、灌溉、旅游等综合效益，利1949l6．30．4l950l6．50．41960l9410．5l970623．51．61980203i．85．419903604．69．520007935021．0总量37853．01007．10．03l84．87．80．O3l86．674】041l9I．82046】．I2377．0582．13．06586．9l263．56．6J3789．02403．512．53l900．019233．01O0．0—8．88．8l6．326．23026．024．8一经过多年的发展，我国的水电建设取得了很大的成就。2004年水电装机容量突破1亿kW，占全国电力总装机容量的1，4，提供了全国约l／5的电力需求。小水电的蓬勃发展，解决了3亿无电人口的用电问题，特别是部分农村、贫闲山区的用电问题。到2005年全国水电装机容量已达到II738．8万kW。目前我国已修建各类水电站6万多座，其中大中型水电站230多座，百万kW以上的电站就有20座，还有一批超巨型、(特)大型水电站在建、待建和拟建中。2008年底，举世瞩目的三峡工程26台70万kW发电机组全部投产，总装机容量达到1820万kW，标志着中国水电建设事业步入了新的黄金时期。水电能资源建设已成为我国利民；存在的问题是：工程投资大、建设工期长、长期效益好、近期效益差、投资回收较慢。但伴随着水电的投资体制、建设体制、工程管理体制以及流域开发体制、施工体制等的建立、健全和完善，我国的水电建设事业一定会取得更加辉煌的成就。参考文献：⋯王革华．能源与可持续发展[MI．北京：化学工业出版社，2005—01．1O2～lo4．[2】吴搏任．漫谈化石能源fJ】．环境，2006，(1)：84~85．【3】涂逢祥．建筑节能[M】．第一版．北京：中国建筑工业出版社，2004—03．[4J北京市公安局公安交通管理局网站fEB／OL]．http：／／www．bjjtg1．gov．erdpublish／imrtalO／tab4lfinfi)14338．htm(5】裴郁．我国可再生能源发展战略研究【D1：【硕士学位论文】．大连：辽宁师范大学，2001．【6】陈静超．我国可再生能源立法研究【D1：【硕士学位论文1．南京：河海大学，2005．【7】周云湖．中国的水电资源开发现状及前景．红水河，2009，(2)：1-8．I8】张超．水电能资源开发利用IM1．北京：化学工业出版社，21305．f9]中国水力发电总装量稳居世界第一，[EB／OL]．http：／／news．xinhuanet．comJnewscenter／2009—04／20／content一11222287．htm．收稿日期：2009—05—18修回日期：2009—09—14(下转第24页)脚I／总第130期第30卷I5，57435"""一heaterusingsuctionstreamliquidinjection[J]．AppliedThermalEngineering，2009，29：2942~2948．[61陈士发．往复加热型双水箱热泵热水器理论分析和试验研究【D】：【硕士学位论文J．南京：南京理工大学，2008．[71张后雷，刘心志，朱曙光，等．双水箱热泵热水器及其加热 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 【P】．中国专利：200810154802．2(申请号)，2008．专题研讨【8】Stene，J．AmethodforincreasingtheenergyefficiencyofresidentialCO2heatpumpwaterheatersystems[A]．PreliminaryProc．ofthe5thIIR．．GustavLorentzenconferenceonNaturalWorkingFIuidsatGuangzhou[C]．Guangzhou．2002：276～283．收稿日期：2009—09—18修回日期：2009—10—19DesignofaWaterTankwithFloatingPlateandFur1．．canisterandResearchonItsInternalMoving，HeatandMassTransferPerformanceCHENShi—fa，ZHANGHou—lei。LIUXin—zhi(SchoolofPowerEngineering，NanjingUniversityofScience＆Technology，Nanjing210094，China)Abstract：Inmanywatertanksinheatpumpsystems，therehascold—hotwatercontactwhichcausesirreversibleheatloss．Inordertoreducesuchheatloss，anewwatertankwithfloatingplateandfurl—canisterwasdesignedandfabricated．Thefloatingplateandfurl—canisterstructurewasusedtoseparatecoldwaterandhotwaterandstoI℃themintwochambersrespectivelythatavoidsthedirectcontactofcoldwaterandhotwater．Theinternalmovingpe—．0nnanceoffloatingplate，theh0twatersupplytemperatureandthemasstransferbetweentheupperand10werchambersofthewatertankweretested．Theexperimentalresultsshowedthatthefloatingplateandthefurl—canistercanm0veupandd0wninthewatertankfreely．Thestaticdriftofthefloatingplateissmallanditsmovingvelocityinworkingprocessissteady．ThenewstructuredecreasestheheatlOSSinthewatertankefficiently．Therestillexistsweakmasstransferbetweentheupperandlowerchambersofthewatertank，sothematerialsandthefabricationtechniqueofthefloatingplateandthefurl-canisterneedtobefurtherimproved．Keywords：watertank；floatingplate；furl—canister；heattransfer；masstransfer作者简介陈士发(1984-)，男，安徽五合人，硕士研究生；张后雷(1971一)，男，江苏徐州人，副教授，博士，主要从事制冷热泵技术研究。(上接第97页)SimpleDiscussiononEnergySituationandRapidlyDevelopmentofHydropowerResourcesUtilizationinChinaWENJian-jan一．LIAn—gui(1．1nnerMongoliaUniversityofScience＆Technology，Baotou014010，China；2．XUanJiaotongUniversity，Xi肌710055。China；3．Xi、∞UniversityofArchitecture&Technology，Xi、m710055．China)Abstract：Forthestatusofthegradualdepletionoffossilenergy，activelydevelopingandusingnewandrenewablesourcesofenergy，implementingsustainabledevelopmentenergystrategyhavebecomethebasicchoiceofourcountryfutureenergydevelopmentstrategy．Theenergysituationandchallengesfacingofourcountrywereanalysed．TheutilizationofrenewableenergyresourcesanditsdevelopmentplanningwereintroducedandthedevelopmentstatusofpresentChinesehydroelectricenergyresourceswereelaboratedindetail．Ourcountryshydroelectricenergyresourceswerequiterichandourcountryshydroelectricenergyenterprisehasobtainedtheachievementwhichattractsworldwideattentionspeciallyinrecentseveralyears，whichhasdriveneconomicgrowthandsocialprogressofourcountrytremendously．Keywords：energysstatus；fossilenergycrisis；sustainabledevelopmentstrategy；newandrenewablesourcesofenergy；hydroelectricenergy基金项目：本课题为教育部新世纪优秀人才支持 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 之部分内容(No．XCET～04—0970)。作者简介：温建军(1976一)，男，内蒙古丰镇人，博士研究生，讲师，研究方向：空调制冷建筑节能。24I