中国能源枯竭难题研究论文

未来广泛应用的新能源 ---生物质能与核能能源是人类藉以克服困难，维持生存的原动力，譬如太阳给我们光热，风吹动风车可以发电，燃烧汽油可用以推动汽车，使用瓦斯可以烹调、取暖，凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。近年来，无论核分裂、核融合和太阳能的研究发展，均呈现出一片蓬勃景象，但今日能源供应市场燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均，使用时又污染严重，鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术，预计主能源维持在能源主流的地位直至本世纪之末，因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料，并加紧改良现有能源的利用技术。下面是未来应用较广泛的两种新能源。一、新能源之生物质能 生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。 而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能 量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可 转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。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。 1、生物质能的特点1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,资源丰富,可保证能源的永续利用； 2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低； 生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量， 因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应； 3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能； 4) 生物质燃料总量十分丰富。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的十倍。 2、生物质能的分类依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等。林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等。农业生物质能资源是指农业作物；农业生产过程中的 废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排 出的废水等，其中都富含有机物。 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和 少量建筑业垃圾等固体废物构成。 3、生物质能的利用 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居 于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。 目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热 解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能 源，现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 4、生物质能对中国的意义中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21 世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再 生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国 80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。1998 年农村生活用能总量 亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为 亿吨标煤，占 ％。因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。 二、新能源之核能 核能是核裂变能的简称。多年以前50科学家在的一次试验中发现铀-235 原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出 2—3 个中子的同时伴随着一种 巨大的能量，这种能量比化学反应所释放的能量大的多，这就是我们今天 所说的核能。核能的获得途径主要有两种，即重核裂变与轻核聚变。核聚 变要比核裂变释放出更多的能量。例如相同数量的氘和铀-235 分别进行聚 变和裂变，前者所释放的能量约为后者的三倍多。被人们所熟悉的原子弹、 核电站、核反应堆等等都利用了核裂变的原理。只是实现核聚变的条件要 求的较高，即需要使氢核处于几千万度以上的高温才能使相当的核具有动 能实现聚合反应。1、核能利用— 核电站目前化石燃料在能源消耗中所占的比重仍处于绝对优势，但此种能源 不仅燃烧利用率低，而且污染环境，它燃烧所释放出来的二氧化碳等有害气体容易造成 "温室效应"，使地球气温逐年升高，造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来严重影响。与火电厂相比， 核电站是非常清洁的能源，不排放这些有害物质也不会造成"温室效应"， 因此能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态环境。 世界上核电国家的多年统计资料表明，虽然核电站的投资高于燃煤电厂，但是，由于核燃料成本远远地低于燃煤成本，相反核燃料反应所释放 的能量却远远高于化石燃料燃烧所释放出来的能量，而且核燃料取之不皆，这就使得目前核电站的总发电成本低于烧煤电厂。 2、核能发电优点 ：1)、核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。2)、核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3)、核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的 燃料体积小，运输与储存都很方便，一座 1000 百万瓦的核能电厂一年只需 30 公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。5)、核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较 不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。 3、核能发电缺点 ：核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然 所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政 治困扰。 核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到 环境裏，故核能电厂的热污染较严重。核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。核能电厂较不适宜做尖峰、高峰之随载运转。兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界 环境，会对生态及民众造成伤害。4、中国核能发展的趋势核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如， 一座 100 万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年 仅需铀燃料三四十吨。核电的另一个优势是干净、无污染，几乎是零排放，中国正在加大能源 结构调整力度。积极发展核电、风电、水电等清洁优质能源已刻不容缓。中国能源结构仍以煤炭为主体，清洁优质能源的比重偏低。 中国目前建成和在建的核电站总装机容量为870万千瓦，预计到2010 年中国核电装机容量约为 2000万千瓦，到 2050 年，根据不同部门的估算，中国核电装机容量可以分为高中低三种方案。中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划，准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时，核电的比重将占电力总容量的4%，即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。 从核电发展总趋势来看，中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行，当前发展压水堆，中期发展快中子堆，远期发展聚变堆。具体地说就是，近期发展热中子反应堆核电站；为了充分利用铀资源，采用铀钚循环的技术路线，中期发展快中子增殖反应堆核电站；远期发展聚变堆核电站，从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。人口增加，每人耗费的能源用量也不断升高，但自然界的能源蕴藏并非无穷，与传统能源逐渐枯竭之际，对各种形式再生能源的开发研究正被各国重视，现今社会人类终於体悟到能源不容我们的任意挥霍，因此除了积极开发新能源、改善能源利用的效率外，也应研究如何在不降低生活水准、不减缓工业发进步及经济成长的前题下，努力节约能源。

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发展速度与能源供求，是中国经济现在和未来都必须面对的一个难题。一方面，我国人均资源相对不足，现在又处在资源消耗比较多的工业化中期阶段，伴随着工业化和城市化快速推进，城乡建设广泛开展，经济规模不断扩大，资源需求量与日俱增；另一方面，由于增长方式粗放，经济结构矛盾突出，资源利用效率低，加之社会生活消费结构迅速升级，经济全球化和国际贸易壁垒等因素，节能降耗和污染减排的任务十分艰巨，能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的主要因素。一、对当前我国能源结构、资源利用的效率分析1、产业结构不合理，经济增长方式粗放：进入新世纪以来，我国经济连续5年达到10％的高速增长，但经济增长过多地依靠投资拉动和高耗能行业为主的重工业，2007年我国能源消费总量亿吨标准煤，比上年增长。其中，煤炭消费量亿吨，增长；原油亿吨，增长；天然气673亿立方米，增长等，尽管在过去的20年里，中国已在能源利用上取得了GDP翻两番而能源消费仅翻一番的令世界瞩目的成绩，但能源效率低依然是制约中国经济社会发展的突出矛盾，我国一吨煤产生的效率仅相当美国的，欧盟的，日本的，单位能耗仅能创造不到美元的GDP，而世界平均水平为美元，日本更是达到了美元，分别是我国的倍和15倍。同时资源浪费现象严重，工业用水重复利用率要比发达国家低15至25个百分点，我国矿产资源的总回收率大概是30%，美国、澳大利亚、德国、加拿大等发达国家，资源回收率能达到80％左右。中国综合能源利用效率约为33％，比发达国家低10个百分点，使用效率若能达到先进国家水平，则相当于可节约3亿吨的石油，或相当于亿吨标准煤。国际经验表明，进入到资本密集型工业化阶段后，经济增长潜力进一步提高的同时，能源和资源的消耗也必然要出现高增长，尤其是我国的工业化是一个13亿人口的发展中大国的工业化，这在人类历史上是史无前例的，目前，我国已成为世界上煤炭、钢铁、铁矿石、氧化铝、铜、水泥消耗最大的国家，是世界上能源消耗的第二大国，我国自2003年以来，能源矿产资源消耗占全球的30％，但在这些资源定价方面，我国还不具备主导权。2、节能和减排任务十分艰巨，环境污染居高不下：当前科技进步对我国经济增长的贡献率只有40％左右，除了能源消费过程中的污染物排放外，能源在开采、炼制及供应过程中，也会产生大量有害气体。截至2007年底，全国发电装机容量达到71329万千瓦，同比增长。火电达到55442万千瓦，约占总容量，同比增长；煤炭约占能源消费构成近70%，石油占％，天然气仅占3%，能源资源条件决定了我国以煤为主的能源消费结构在短期内难以转变，这也决定了中国节能减排任务的艰巨性和长期性。"十五"期间，中国主要污染物排放量原计划到2005年比2000年减少10％，但2005年的统计数据表明，烟尘、化学需氧量等相当一部分污染物的减排量均未实现预期目标。2006年全国二氧化硫排放量2594万吨，比2005年又增长，全年全国化学需氧量(COD)排放总量1431万吨，增长，我国与发达国家相比，每增加单位GDP的废水排放量要高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上，造成三分之一的国土遭受酸雨污染，每年经济损失达1000亿元以上，直接威胁13亿人口和16亿耕地的安全。2007年，在监测的557个城市中，有389个城市空气质量达到二级以上（含二级）标准，占监测城市数的；有152个城市为三级，占；有16个城市为劣三级，占。世界银行曾根据我国经济发展趋势预计，2020年中国燃煤污染导致的疾病需付出经济代价达3900亿美元，占国内生产总值的13％。3、从我国资源条件和对外贸易结构分析：我国资源价格水平长期偏低，近年来一直扮演着"世界工厂"的角色，不仅导致了高耗能、高污染和资源性产品甚至是能源资源的直接出口，扩大了贸易顺差和人民币升值的压力，"政绩"和成本意识的缺失，还使我国原本稀缺的资源更加稀缺。有关部门统计：我国历年贸易顺差商品的生产中所需要的能源，即间接能源出口量，1980年至2005年年均增长，2005年达到亿吨标油。扣除能源进口量，近几年我国能源净出口逐年递增，由1999年的亿吨标油，增长到2005年的亿吨标油，生态环境付出的巨大代价，已造成一些地方经济的慢性自杀。中国是目前世界第二位能源生产国和消费国，但能源资源并不富余，根据国家发改委公布的数据，我国煤炭、石油、天然气探明储量分别占世界的11%、和，人均占有量分别为世界人均水平的55%、11%和5%。其次能源资源赋存分布不均衡，开采条件较差，石油进口依存度高达到40%以上。专家测算，到2020年，我国人口按14-15亿计算，则需要26-28亿吨标准煤；到2050年，人口按15-16亿计算，则需要35-40亿吨标准煤。按专家的估计，我国煤炭剩余可采储量为900亿吨，可供开采不足百年；石油剩余可采储量为23亿吨，仅可供开采14年，天然气剩余可采储量为6310亿立方米，可供开采不过32年，能源供应已成为制约经济增长的基本因素，这一现象在我国将长期存在。二、落实节能降耗，保持可持续发展的几点思考1、加快产业结构调整，坚持开发与节约并举："十一五"期间，我国单位GDP能源消耗指标将从2005年的吨标煤/万元下降到2010年的吨标煤/万元，降幅20%左右，节约能源已经被专家视为与煤炭、石油、天然气和电力同等重要的"第五能源"。因此，我们首先要从调整产业结构和转变经济增长方式入手，提高关键技术和重大装备制造水平，加快淘汰落后的工业生产技术和工艺，将能源使用效率和环境评价作为产业发展政策的重要量化指标，这是缓解中国能源紧张的长远之策。2007年我国全年共关停小火电1438万千瓦，据测算，60万千瓦的大机组和10万千瓦、5万千瓦以下的小机组，一千瓦时的发电煤耗要差100到150克标准煤。因此，我们一方面要抓紧落实"十一五"期间关停小火电机组5000万千瓦，炼钢能力5500万吨，水泥生产能力亿吨的任务，鼓励实行煤电联营或煤电运一体化经营，大力开展煤炭的清洁利用，这意味着每年能节约6000万-9000万吨标准煤，并大大减少污染的排放。另据测算，如果我国第三产业增加值的比重提高一个百分点，第二产业中工业增加值比重相应降低一个百分点，那么万元GDP能耗就可降低约1个百分点。在能源的开发上，应借鉴西方发达国家的经验，充分利用国内外两种资源、两个市场，政府宜鼓励更多的有实力企业投资境外开采石油，积极推动国际能源合作。2、加快能源结构调整，大力开发可再生能源和清洁能源：2007年我国水电达到14526万千瓦，约占总容量，同比下降了个百分点，核能发电量突破600亿千瓦时，但所占比重仍然偏小。如今太阳能、风能、沼气、地热能、海洋能等为代表的新能源技术已在发达国家大量开发，2006年全球新能源已占能源消费总量的，如法国的核电量已占装机容量的70％。我国新能源的发展速度和水平不仅远远低于大多数发达国家，甚至落后于印度、巴西等国，以一种能源为主的单一能源供应模式已不能有效保障中国经济全面可持续的发展。我国幅员辽阔，必须走出一条中国特色的能源发展新路，在积极推进核电建设的同时，我国可开发利用的风能资源约亿千瓦，地热资源的远景储量为亿吨标准煤，探明储量为亿吨标准煤，太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位，水力资源理论蕴藏量折合年发电量为万亿千瓦时，经济可开发年发电量约万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位，已具备了规模化和产业化发展的基础。目前新能源技术由于成本较高，进入市场的竞争力有限，因此国家必须制定切实可行的优惠政策，加大扶持国产新能源技术的开发和利用，推进能源结构向可再生能源调整。据专家推算，每利用一吨可再生资源，可节约原生资源120吨，少生产垃圾废水100吨，增加产值约300元，产生利润500元。3、利用价格杠杆和资源监管，调整产品出口结构：从经济成本上看，随着环境保护和对污染排放的要求越来越严格，这就使原来的外部成本，或原来是由社会承担的成本，转化成企业生产经营方面的成本，从而加大整个经济运行的成本。同时随着中国和一些发展中国家相继步入工业化阶段，全球资源性产品将形成新一轮需求高峰，这在全球自然资源分布极不平均、少数发达国家的跨国公司垄断全球主要资源供给的情况下，将使资源性产品的价格上涨呈现长期化趋势，资源约束将伴随我国工业化的整个进程。因此，我们必须尽快将资源、环境约束纳入到我国参与国际分工的战略构架之中，逐步形成符合我国现实国情以及长远利益的国际分工体系，禁止能源直接出口和严格限制高能耗产品的出口，进一步加快将资源型产品的出口为高附加值产品的出口，放开我国紧缺资源的物质进口配额，降低进口税率。在资源监管上，当前尤其需要建立推进我国矿产资源产权改革和生态补偿机制，让价格真实反映要素的稀缺程度，促进节能减排和结构调整的价格形成机制和价格体系。同时，改变能源税的计量依据，由现在的按企业产量征收改为按划分给企业的资源可采储量征收，促使企业尽量提高资源的回采率。4、2007年12月26日，我国发布了《中国的能源状况与政策》白皮书，节能、减排决不能前松后紧，GDP的增长必须建立在确保完成节能减排指标的基础上。美国在工业化的100年中，消费了390多亿吨石油，近73亿吨钢铁和大量其他矿产品，我国从来没有将来也不可能有发达国家重化工业高速发展时期享有的廉价资源供应量和环境容量，中国已经加入多个国际环境公约，必须承担起与发展水平相适应的国际环境义务。今年4月1日新修订的节能法已开始实施，同时，要加快体现能源战略和政策导向的《能源法》、《循环经济法》的立法工作，制定相关的配套法规和实施细则，真正把节能减排纳入法制化的轨道，做到依法行政和依法治企。另一方面，要尽快出台中国能源可持续发展及其评价指标体系，完善国内生产总值和能源消耗指标体系，将能源消耗纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核，建立和完善节能信息的发布制度，构建统一、高效的能源监督管理和问责体系。要加大舆论宣传力度，逐步推动建筑节能和交通节能，倡导资源节约型的生活方式，树立全民节能环保意识，最后，加快建立中国的能源期货市场，力争实现由能源的需求方来制定能源的期货价格，进而引导现货价格，促进经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高、管理创新转变，从而实现经济、社会、环境又好又快的协调发展。

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不可再生能源是在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天；未来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.因而不可再生能源的科学开采、合理利用,对于人类的可持续发展有着非常重要的意义.那我们怎么做到这些呢?我认为：一、节约利用化石能源不随意浪费能源,不断开发能耗小的新型生活用品、交通工具和动力机器等.二、新能源的开发如：风能、地热能、海洋能等三、生物质能的综合利用如：沼气等 我相信人类将用自己的智慧把更多更新的能量开发出来满足高度繁荣的社会,而人与自然的关系将更和谐,世界将变得更美好.