1、*学院考试科目 能源概论 考试时间 2011 年 11 月 姓名学号 学院班级 任课教师 成 绩- 1 -目 录摘要 2关键词 2概述 2正文 3主要能源 3煤炭 3石油 3 天然气 4洁净能源 4核能 4风能 5水能 5氢能 5太阳能 5生物能 6能源现状 6发展策略 7结论 8参考文献 8- 2 -摘 要：21 世纪中期的主要能源是什么？人类该如何解决最终的能源问题？温室效应，厄尔尼诺现象，臭氧层空洞，冰山融化海平面上升，水土流失，空气污染，水污染人类在生产生活中的行为和方式在消耗能源的同时破坏了生态环境的平衡；同时，随着人类工业化的不断推进，人们对于能源的需要求将会继续增加：在过去 15
2、 年时间里，人类对能源的消费需求每年都在以 1.5%的速度递增。在今后的20 年时间里，这种能源需求每年会以 2%的速度递增，在 31 年后其能源消耗量将会增加一倍。尽管石油以及煤炭等化石能源在 21 世纪仍然能够满足人类的需求，但这些能源最终将会在某一天消耗殆尽，人类将可能会面临严重的能源危机。因此，我们必须大力推动洁净能源的开发应用，减少污染，提高能源使用效率。关 键 字：能源现状 能源问题 主要能源 洁净能源 发展策略概 述：本文将主要围绕 21 世纪中期的主要能源和人类采取什么样的政策措施来实现可持续发展。电的发明彻底改变了人的生产、生活方式，但同时为了满足不断增加的电量需求人必须不断
3、的建发电厂；发明各种交通工具解决了人移动自己位置的方便,但是同时又产生汽车的污气排放问题能源需求量日益增加，环境破坏加重，使得大力发展无污染清洁能源，改善能源结构，成为当务之急。人类社会发展所需的主要能源基本是按照含碳量越来越低的趋势演变的，先是木材，然后是煤炭，现在主要是石油，接着将是天然气，最后则是不含碳的氢气、太阳能、风能等洁净能源。 经济全球化带来的是能源的紧缺。随着世界经济和社会的迅速发展，人类对能源的需求量急剧增加，可以说人类从来没有像现在这样对能源有这么大的依靠度。常规能源价格节节攀升，使新能源成为世界关注的焦点，出于战略的考虑，各国会越来越重视新能源行业的发展，无论从政策还是资
4、金上都会加大对其的扶持力度。到 21 世纪中期，人来还是会以天然气、石油、煤炭为主要能源，核能、风能、水能、太阳能、氢能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助能源。可以预见的是，依赖科技的发展，太阳能、风能等替代能源和新能源行业将获得良好发展机遇。在危机和机遇面前，我们应该以发展的眼光，饮水思源，积极准备，- 3 -迎接挑战的到来！正 文 ：1. 主 要 能 源21 世纪中期天然气、石油、煤炭依然是人类的主要能源，而各种新能源将会得到很大发展，作为辅助能源。1） 煤 炭21 世纪煤炭仍是人类赖以生存的主要能源之一，作为主要基础能源的地位不会改变。原因主要有：煤炭资源丰富，全球探明可采煤炭储量 1
5、03161 亿吨， 按目前生产水平可开采 200 年以上，而石油仅 45 年，天然气仅 65 年；煤炭作为传统能源，开采、使用技术成熟，并已形成规模的生产、应用链；洁净煤技术的推广应用已可能使煤炭成为清洁、无污染燃料。煤炭在能源发电、生产、消费中仍处于不可替代的重要地位。煤炭是是保障安全供应的最可靠的能源，同时也是目前最廉价的可利用能源；煤炭本身不是污染，是可以通过技术进步实现洁净利用的；从可采资源、保障供应、经济性和技术等方面看，煤炭仍将是不可替代的基础能源，提供优质煤炭、保障能源供应、提高煤炭效率、减少煤炭污染，是 21 世纪煤炭工业的重要责任。我们应当坚持用发展的观点来解决煤炭工业存在的
6、问题，结构调整，积极进行产业结构和产品结构的调整，大力发展高产高效生产技术，提高煤炭竞争力，发展洁净煤技术，解决环境污染问题，推动煤炭工业向高效、安全、洁净、优质的方向持续、稳定、健康发展。2） 石 油 纵观全球石油供求的形势，一个基本的判断是：预计在 21 世纪中叶，全球石油供求基本平衡的大格局不会发生根本性的变化，石油仍将是世界的主要能源。全球经济和交通运输业的发展，也将会导致石油需求增长而不是下降。据国际能源机构的预测，全球石油可采资源总量预测为 5000 亿吨，目前探明的剩余可采石油储量 1700 多亿吨。按年产油 38 亿吨计算，石油储采比 40：1。也就是说，即使今后不再发现新的石
7、油资源，理论上还可以开采 40 年。市场需求增长、新技术出现与地缘政治事件等正一起改变着石油能源作用与地位。“从商业上讲，不需要没完没了地进行石油勘探开发，勘探开发到一定程度，石油企业的积极性就会下降。”金融危机改变了前几年石油消费增加趋势的状态，现在国际- 4 -油价并没有往下落，而且保持在一个相对比较高的程度，这是因为石油供应方在控制产量。即使天然气取代石油成为最主要能源，石油也将在世界能源格局中占据极其重要的位置。3） 天 然 气在未来新能源发展成为人类的主要能源之前，石油和天然气的主力能源地位还将维持相当长的时间。根据计算，石油资源在未来两个世纪是不会枯竭的，而天然气将成为 21 世纪
8、的主导能源形式。天然气是 21 世纪消费量增长最快的能源，石油和煤炭消费领域里有 70%以上都可以用天然气取代。由于天然气具有较好的经济性与环保性，成为市场上最受欢迎的能源品种，在传统能源中增长最快。预计天然气需求年均增长近 2%，到 2030 年将占能源供应总量的 25%。石油的色彩中说“到 2020 年，石油和煤炭在世界能源消费中的比例将分别降到 18%和 23%，但是天然气的比重就将增加到 48%”，我认为石油的地位不会下降得那么快，但天然气毋庸置疑将会很大部分上取代石油的位置。“天然气21 世纪的能源主角”已成为人们的共识。我国、俄罗斯、中亚、中东和亚太地区天然气储量都极为可观。除了常
9、规天然气外，世界上还存在储量巨大的非常规天然气储量，如天然气水合物，即“可燃冰”，它被视为未来的清洁能源。我国南海海底的天然气水合物储量就相当于我国现有石油储量的一半。然而，虽然由于天然气水合物大部分赋存于低温高压的深海海域，开采和利用难度大，还容易扰动海底环境，一旦开采不当，导致甲烷气体大量泄漏，可能会造成海啸、海底滑坡、海水毒化、温室效应等灾害。所以开发“可燃冰”的技术还不够成熟，在它成为人类能源之前还需要一定的科技发展。天然气将是 21 世纪的能源主角，加快天然气工业的发展将成为不可扭转的趋势。2. 洁 净 能 源核能、风能、水能、氢能、太阳能、生物能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助
10、能源。1) 核 能在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种重要能源。我们可以预测在不久的将来，核聚变能可能成为核能新秀。利用核裂变，人们已经通过反应堆加以人工控制，实现了原子能发电。要使核聚变释放出的巨大的能量转变为- 5 -电能，即实现核聚变发电。也必须对核聚变实行人工控制，使其按照人们的需要有的序地进行，这就是受控核聚变。核能发电具有很多优点：不会造成空气污染，不会加重温室效应，核能发电所需要的原料铀储量丰富提炼成本低。但同时也存在问题：资源利用率低，核废料成为危害生物圈的潜在因素，处理技术不完善，核电建设投资费用大，风险较高。2) 风 能风能未来将会取得非常迅速的发展
11、，全球风能产业的前景相当乐观，各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策，将为该产业未来几年的迅速发展提供巨大动力。风能具有可 再 生 、 永 不 枯 竭 、 无 污 染 等 特 点 ， 综 合 社 会 效 益 高 。 但 尽管在理想条件下，虽然风能利用的成本比较低，但仍高于化石燃料，风能受地形、气候、风力的变化影响较大，连续性较差，转换效率较低，技术还不够成熟。所以风能的发展也值得期待。3) 水 能水 能 是 一 种 可 再 生 能 源 ， 是 指 水 体 的 动 能 、 势 能 和 压 力 能 等 能 量 资 源 。 广 义 的水 能 资 源 包 括 河 流 水 能 、 潮 汐 水 能 、 波
12、浪 能 、 海 流 能 等 能 量 资 源 ； 狭 义 的 水 能 资 源指 河 流 的 水 能 资 源 。 水 能 资 源 最 显 著 的 特 点 是 可 再 生 、 无 污 染 ， 它 是 常 规 能 源 。 开发 水 能 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 发 展 ， 改 善 能源 消 费 结 构 ， 缓 解 由 于 消 耗 煤 炭 、 石 油 资 源 所 带 来 的 环 境 污 染 有 重 要 意 义 ， 因 此 世界 各 国 都 把 开 发 水 能 放 在 能 源 发 展 战 略 的 优 先 地 位 。 人 们
13、目 前 最 易 开 发 和 利 用 的 比较 成 熟 的 水 能 也 是 河 流 能 源 。 水 能 主 要 用 于 水 力 发 电 ， 其 优 点 是 成 本 低 、 可 连 续 再生 、 无 污 染 。 缺 点 是 分 布 受 水 文 、 气 候 、 地 貌 等 自 然 条 件 的 限 制 大 。4) 氢 能氢能被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源，越来越多的国家开始将开发氢能列为重要的新能源项目，开发高效率、低成本生产氢的工艺。氢能被认为具有长期利用的潜力，具有高温高能，热能集中，可再生，来源广泛，应用范围广的刚有点，但也存在几个问题。首先，氢不是一种能源来源，在自然界不能自由存在；
14、氢必须从石油、天然气或水等其它物质中分离出来，成本比较昂贵；氢的分离也要消耗能量，从水中分离氢则能耗更高；与等量的石油相比，氢的热值也较低。第三，氢既不容易储存，也没有相关设施来生产、运输和销售氢燃料。氢燃料利用各环节的安全性也值得关注。在石油的色彩一书中作者预见，在未来的两个世纪里，氢将会作为从碳氢化合物- 6 -中衍生出来的烯料进入到世界经济领域中来，而它最终将会从碳氢化合物中产生出来，并且主要将来源于水。5) 太 阳 能太阳能以其清洁环保、取之不竭在全球范围受到了追捧，被认为是二十一世纪的新能源之首，发展前景极为被看好。只有太阳能才能满足人们更进一步的需求，这种更加清洁的能源将会取之不尽
15、，用之不竭。太阳能具有普遍，无害，利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。太阳能储量巨大可再生。但同时太阳能具有分散性和不稳定性，开发成本高效率低等缺点。太阳能具有巨大的利用潜力，但成本目前大大高于风能，数倍于化石燃料，利用也是断断续续的。太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20 世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。太 阳 能 利 用与 世 界 可 持 续 发 展 和 环 境 保 护 紧 密 结 合 ， 全 球 共 同 行 动
16、 ， 为 实 现 世 界 太 阳 能 发 展 战略 而 努 力 ， 保 证 太 阳 能 事 业 的 长 期 发 展 ， 注 意 科 技 成 果 转 化 为 生 产 力 ， 发 展 太 阳能 产 业 ， 加 速 商 业 化 进 程 ， 扩 大 太 阳 能 利 用 领 域 和 规 模 ， 太 阳 能 在 人 类 的 未 来 能源 结 构 中 必 将 占 据 着 主 导 地 位 。6) 生 物 能生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质是贮存的太阳
17、能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料 。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达 2x1011t ，含能量达 3x1021j。 生 物 能 直 接 或 间 接 地 来 源 于 植 物 的 光 合 作 用 ， 其 蕴 藏 量 极 大 ， 仅 地球 上 的 植 物 ， 每 年 生 产 量 就 像 当 于 目 前 人 类 消 耗 矿 物 能 的 20倍 ， 或 相 当 于 世 界 现有 人 口 食 物 能 量 的 160倍 。 是一种可再生能源，同时也是唯一一种- 7 -可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国
18、家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 能 源 现 状 :1) 人 均 能 耗 低 而 能 源 强 度 高 。 我国拥有世界第三大能源系统，一次能源消费量居世界第二位。但人均能耗水平很低。人均
19、能耗与生活质量的关系比人均产值更为密切。另一方面，我们的能源强度远高于世界平均水平。能源消费的这种两重性，是我国能- 8 -源问题的症结所在。2) 资 源 总 量 丰 富 ， 但 人 均 能 源 资 源 不 足 。中国有多种能源资源，其中水能和煤炭较为丰富，蕴藏量分别居世界第 1 和第 3位；而优质化石能源相对不足，石油和天然气资源的探明剩余可采储量目前仅列世界第 13 和第 17 位。由于人口众多，各种能源资源的人均占有量都低于世界平均水平。分品种看：水能资源经济可开发总量为 4.02 亿 kW，年发电量 17 500 亿 kWh，主要分布在西南地区，开发程度还比较低，但开发难度加大、成本升
20、高。3) 能 源 生 产 迅 速 增 长 ， 生 态 环 境 压 力 明 显 。在需求快速增长的驱动下，中国能源生产增长很快，煤炭增长尤为迅速。过去 6年，中国原煤年产量增加了近 12 亿 t，2007 年产量达到 25.4 亿 t，约占全球产量的40。与此同时，煤炭大量生产和使用中存在一系列问题，如资源回采率低、浪费严重，安全事故多发、死亡率高，对地表生态和地下水系破坏大。此外，SO2、烟尘、粉尘、NO 2 以及 CO2 排放量也有所攀升，给生态环境治理带来了难度。4) 农 村 商 品 能 源 短 缺 。农村居民生活用能仍有 60%靠柴草。薪柴消耗超过合理采伐量，造成大面积森林植被破坏，水土
21、流失加剧；大量秸秆不能还田，导致土壤有机质含量减少，地方下降。5) 以 煤 炭 和 石 油 为 主 的 能 源 结 构 面 临 严 峻 挑 战 ， 结 构 不 合 理 。我国是世界上少数几个能源以煤炭为主的国家之一，也是世界最大煤炭消费国。同时石油的消耗量也在不断增长。发 展 策 略 ：1）制定统一、一致、综合的能源体系，避免能源之间打架，要增强能源之间的协调性和综合性；2）把提高能效和实现可持续发展作为国家发展战略的优先定位；加强能源机构的建设，强烈建议建立能源部，还要进一步完善能源的监管机构，对于一些节能的机构也应该建立和加强；3）要发挥价格合市场配置资源的基础性作用，并建立支持可持续发展
22、的财税激励政策；4）引进开发先进的能源技术和清洁煤炭技术；5）拓展国际和作，降低利用国外资源的难度；- 9 -6）减少针对性措施对社会潜在的负面影响，比如调整价格、完善税收政策可能会对低收入群体产生负面的影响；7）要形成统一的国家政策目标，全社会要对能源可持续发展给予高度关注。结 论 ： 科技是第一生产力，科学技术主导能源未来。短时间内我们的主要任务，是利用先进的科学技术在设施齐全成熟油田扩大产量和加快新产地生产能力建设，以满足石油和天然气不断增长的需要，促进石油和天然气的勘探、开发和利用。改善人们的生产生活方式，节约能源，提高能源利用效率。从长远看，科技发展与技术进步，逐渐提高新能源应用技术
23、水平，推动新能源取得新发展，新能源的开发方案和商业应用都是建立在依靠技术进步的基础之上。在新能源的开发过程中，新技术的综合应用将会降低生产成本，使消费市场得到较经济实惠的能源，推进新市场的开发。总之，当前能源供应正处于更加激烈的竞争环境中，为世界和人类提供充足的能源是一项非常艰巨的任务，但历史发展表明，我们有理由相信能取得最后的成功。只有逐渐抛弃污染环境的能源，开发新的洁净能源，一个清洁美丽的星球才能适合人类长久居住。参 考 文 献 ：新能源与可再生能源概论 ，苏亚新，化学工业出版社，2006-03；新能源与可再生能源技术21 世纪能源与动力 ，李传统，2005-9-1；新能源概论，王革华，化学工业出版社，2006-08；新能源：后石油时代的必然选择，钱伯章，化学工业出版社，2007-5。
