常规能源范文

时间:2023-03-17 08:53:51

常规能源

常规能源范文第1篇

又是多么深刻地改变了我们长久以来建立起的能源行业?

随着深海油气、页岩油气、煤层气等一系列非常规油气资源逐渐进入商业化开发的阶段,也许现在是时候让我们系统地思考这些非常规油气资源开发引发出的“能源革命”给整个能源产业带来怎样的影响。

让我们以欧洲为例来具体看待这个问题。数据显示,欧洲正在成为全球能源市场的最主要的一部分。这种崇高的地位不仅仅得益于欧洲诸国领先的技术水平,更重要的是因为欧洲正在成为能源(尤其是化石能源)的最主要进口区域。目前欧洲已经是世界最大的天然气进口市场,也正在逐渐成为全球最大的石油进口市场。

保障能源安全是欧洲在能源领域的一贯政策。为了实现这一目标,欧洲不仅在政治上重视与主要能源供应国的关系,努力实现能源供给来源的多元化;欧洲各国还在经济上加强基础设施建设,同时也积极寻找各种替代能源。

非常规资源可能会是欧洲未来解决能源安全问题的重要方法。如果欧洲不希望错过这次声势浩大的非常规资源革命,那么它就必须尽快获得公众的支持,并建立完善的规章制度。

改变进行时

众所周知,世界能源版图正在发生变化,这一变化将不仅影响能源经济,更会对整个世界产生深远的影响。

非常规油气资源的大规模商业开发成就了人们口耳相传的美国制造业勃兴。但是对于大多数的欧洲能源消费者来说,能源价格却一直居高不下,这成为了制约欧洲经济复苏的重要原因。

而且,我们不能忽视的一点是,对于非常规油气资源的开发,社会大众很多都还持着非常谨慎的态度。这意味着我们还需要花费大量的精力用于协调能源开发和环境保护之间的关系。

那么,这场席卷全球的非常规油气开发革命对我们来说究竟意味着什么呢?

水平井和水力压裂技术在美国的完美结合,引爆了美国资源开发的大潮。“页岩气革命”彻底改变了美国,走向了全世界。

美国常规油气的产量已经连续多年下跌。非常规油气的商业化开发不仅彻底中止了这一趋势,甚至足以保障美国到2020年都可以实现油气增产。

如今,另一种非常规石油――轻紧油又横空出世,可能会是改变美国能源格局的另一个要素。轻紧油生产所用的横向开采和水力压裂技术,与页岩气的生产技术一脉相承。

尽管现在就奢望轻紧油能够实现稳定的商业化生产还为时过早,但是人们已经开始规划轻紧油美好的未来――成为继页岩油气之后又一股革命性力量,改变世界能源格局;彻底缓解世界能源供应紧张的局面,帮助降低国际能源价格。

如果一切都按照人们所预想的那样,也许十年之后,美国就会成为世界上石油和天然气产量最大的国家。到那时,整个世界将会为之焕然一新。

天然气面临的选择

天然气作为一种化石能源,清洁、高效,可以说是传统能源中的绿色能源。但是天然气价格的区域性差异始终客观存在。非常规油气资源的开发可能会有助于这个老问题获得新的解决方案。

天然气共有三个主要市场――美洲、欧洲和亚太地区――这三大市场之间,既相互影响,又相互竞争。我们希望看到的是,在未来几十年的时间里,三大天然气市场加强联系,逐渐成为一个类似国际石油市场的国际天然气市场。

随着非常规天然气的大规模开发,国际间天然气贸易也日渐频繁。我们有理由相信这一系列举动都会给传统的天然气供应国和与石油挂钩的传统天然气定价方式足够的压力来做出改变。以亚洲市场为例,如果覆盖全亚洲的天然气贸易中心得以建立,无疑可以大大增强亚洲天然气贸易的竞争性。

欧洲实际上也拥有大量的非常规油气资源储量,如果能够实现开发,非常规油气资源将会在欧洲能源的多元化进程中扮演重要的角色。但是欧洲社会普遍对非常规油气资源接受程度不高,民众和环保组织对开发过程中对环境的破坏十分忌惮。同时,欧洲也并没有美国那样完备的非常规油气开发法律法规体系。

非常规油气资源的开发是一个长期的过程,它需要技术进步来解决实际开发中的困难,需要政府和产业制定适当的行业准则和制度规范。这些都是北美能够实现页岩气革命的成功基础。

动员欧洲开发非常规油气资源会给常规天然气供应商施加压力。这一举措可以给日益成长的欧洲天然气市场注入足够的活力,让欧洲天然气价格不至于始终保持在一个高点。我们已经看到欧洲天然气市场为新的定价机制而努力。无论如何,各方面为天然气市场而做出的努力都值得我们肯定,当然,一切工作都还未结束。

天然气价格并不是竞争中要注意的唯一要素,天然气对电力行业的重要影响也需要我们考虑在内。不同地区的电力价格是不一样的。欧洲和日本便比美国和中国的电价都要高。

更高的燃料成本催生出了更高的投资成本,更高的投资成本又催生出了更高的可再生能源补贴成本。这些成本的增加最终都通过电价传递给了消费者。事实上,我们预计,到2020年,可再生能源补贴将会使欧元区居民用电价格增加15%,如果成本不能降低,全世界范围内电力价格都会增加15%左右。

目前能源业内普遍认为天然气的黄金时代即将来临,而非常规油气资源的大规模商业开发将缓解世界范围内的能源供应紧张局面。但政策选择是艰难的,如果人们可以充分利用非传统资源给人们带来的好处的话,欧洲将需要面对更多的选择。

但是目前,仅从地质学的角度来看,我们对欧洲非常规天然气的开发前景并不乐观。根据天然气生产的黄金法则,水是非常规资源开采的核心要素。随着水力压裂法的广泛运用,水逐渐成为了非常规资源开发的关键要素。民众和环保组织对非常规油气资源的谨慎态度就大多源于水力压裂法对水资源的污染。而这就要求能源行业在开发的过程中必须运用高水平的水管理措施。

科学技术水平的进步能够帮助我们在开发自然资源的过程中逐步适应来自社会和环境方面的要求和压力。经过整个行业长时间的积累和计算,为了达到这些标准而采取的措施仅使得我们的天然气价格上升了7%.

这意味着欧洲可持续发展路径、天然气工业、消费者以及整个欧洲竞争性市场都可以在重重的博弈之中获得最终的胜利。

常规能源范文第2篇

迈入高油价时代

截止3月24日,Brent与WTI原油分别收于115.55与105.75美元。我们预计价差或将继续收窄,但Brent油价高于WTI的状况将持续。

我们认为,二季度油价将维持在100美元附近震荡,日本地震影响与利比亚因战争可能导致该国长期原油供应中断已在油价中体现。未来油价向下的风险主要为全球进入加息周期降低需求,欧债危机再次抬头。

中东北非(MENA)地区紧张局势,或将油价高点推至140美元。未来如果利比亚的紧张局势得不到有效控制或不断恶化,受其影响国际原油等大宗商品价格以及金价有可能继续攀高,全球通胀风险也将随之升温。

全球供需状况是影响油价的涨跌主要基本面因素。需求将保持旺盛增长。近期主流能源机构IEA、EIA、OEPC的月度报告中均上调2011年全球石油需求预测。预计2011年相对2010年分别增长144万桶/天、147万桶/天与140万桶/天。

生产与消费市场的不均衡,导致油价必然上涨。在全球通胀,美元贬值的背景下,OPEC增产保价的意愿并不强烈。从地区看,原油储量最多的地区为中东与北非(MENA),OPEC的12个成员国的整体储量占比为76%。OPEC的产量占比为41%,非OPEC与前苏联的产量占比为42%与17%,主要消费地区北美、欧洲、亚洲的储量/产量均不高。

政治经济环境是影响中短期油价涨跌的主要因素。目前国际油价早已不仅仅取决于OPEC/non-OPEC的产量与国际石油需求的变化,欧美针对全球经济危机的对策、经济景气是否回升以及地缘政治因素的变化等都会对油价的中短期走势产生重要影响。

历史上因地缘政治危机引发的三次石油危机。第一次石油危机对的影响最大,油价上涨了300%,之后二次危机,油价的涨幅逐渐缩窄至150%~200%,主要原因之一是遭受到第一次石油危机重创的西方发达国家开始储备石油以及控制石油定价权,减弱了石油短缺对国家经济的影响。

地缘政治影响难以预测。历史上的几次石油价格大幅攀升都是因为OPEC供给骤减,促使市场陷入供需失调的担忧中。近期由突尼斯引导的一场政权革命,已经蔓延到中东及北非地区(MENA)的十几个国家,动荡局势如果无法缓和且进一步加剧,进而引发市场对未来石油供应大幅减少的担忧,那么国际油价将可能会承受更大的上涨压力。

天然气续写上涨进行曲非常规能源布局正当时

国际天然气量价齐升

2011年一季度由于经济复苏拉动需求与中东地缘政治风险,油价加速上涨,一季度上涨15%。预计2011年全球原油需求增长140~150万桶/日,增长1.7%。

欧洲天然气价格追随油价波动大幅上涨。英国HerenNBP指数目前价格为10.4美元/mmBtu,2011年1季度均价9美元/mmBtu,比2010年均价上涨38%,2010年均价6.5美元/mmBtu,同比上涨了35%。

未来全球天然气有望量价齐升。IEA预测到2030年天然气需求增速快于煤炭与原油,年均增速1.4%(煤炭与石油分别为0.5%、0.6%)。天然气在全球的比重有望超过石油成为第二位能源。

新兴国家能源需求快速增长。2010年我国天然气表观消费量1073亿立方米,同比增长21%,供需缺口127亿立方米。预计2015年我国天然气市场需求2000-2400亿方,2020年将达到3500-4000亿方。到2020年缺口将达到800多亿立方米;预计2010年印度天然气消费量600亿立方米,至2015年增加至850~1100亿立方米,缺口将达到600亿立方米。

短期看日本燃气电站需求增加或刺激国际天然气价上行。特大地震直接破坏日本国内电力设施,导致部分核电站停工,此次地震至少已造成日本1240万千瓦电发电设施关闭。由于被破坏的核电恢复可能需要较长时日,短期内应急发电与重建对燃气发电需求将增加,进而带动天然气进口量激增,刺激国际天然气价格上涨。

中期看燃气发电更加清洁安全。天然气作为清洁能源在日本可能被更加推崇。地震前,在日本的能源结构中,日本全国共有18个核电站,55个反应堆,供应24%的电力;燃气发电占比26%,主要是液化石油气LPG和天然气LNG发电。

我们煤炭研究员认为日本震后但考虑到由于替代核电以及火电机组重建等因素,中长期将至少增加年化煤炭进口量847万吨。可以预期灾后重建与核电替代也将使日本天然气进口量将大幅提升。

从长远来看,地震破坏了核电工业的声誉,或可能造成全球新增核电减速。核辐射的心理影响远大于地震的冲击,预计震后,日本(乃至全球也可能)对核反应堆替代燃料的需求显著上升。本次地震对全球核电、天然气和石油的长期影响将远远超过目前的状况,传统的石化能源或将重新成为各国有限考虑的能源消费方式。

能源政策与“十二五”规划助力非常规油气资源开发

2009年我国GDP占世界的8.6%,消耗了世界47%的煤炭和10%的石油;美国GDP占24.3%,煤炭和石油消费量分别占15%和22%;日本GDP占8.7%,煤炭和石油消费量分别只占3.3%和5.1%。

高油价与”十二五”规划促进国内非常规能源行业高速发展。欧美发达国家以能源安全为核心,增加国内供给、多元化能源品种、降低对外依存度等举措的能源战略调整,对我国能源结构调整战略的制定有指导意义。

美国、日本和欧盟各国作为世界能源主要消费国,其能源政策特点及走向在发达国家中具有一定代表性。美、日和欧盟能源政策的主要特点:围绕能源安全问题对能源政策进行调整;能源消费不断趋向安全清洁和节能增效;鼓励使用太阳能等新能源;政府实施财政补贴政策,能源与环境保护联系紧密。

美国:能源政策以“增加国内供给、节约能源、降低对外依存度以及大量使用清洁能源”为核心。奥巴马政府更提出7000亿美元的巨额经济刺激计划发展新能源,旨在打击过度能源投机行为与10年内实现不需要从中东和委内瑞拉进口石油的目标。

日本:积极拓宽能源获取渠道,特别是保证优质能源石油的安全供应,同时从安全和环境考虑,积极开发新能源和“省资源能源型”产业政策。

欧盟:能源政策注重节约能源、提高能源使用效率和注重环境保护。

国内能源政策:大力优化能源结构,提高能源利用效率,切实保障能源安全,高度重视环境保护。“十二五”期间,要占据关键技术和产业领域制高点,加快能源调整优化结构,大力培育新能源产业。

能源发展规划将包括:风能、太阳能、生物质能、煤炭清洁利用、煤层气、天然气水合物、核能、智能电网、新型汽车燃料等内容。

“十二五”规划纲要:推动能源生产和利用方式变革。有序开展煤制天然气、煤制液体燃料和煤基多联产研发示范;促进天然气产量快速增长,推进煤层气、页岩气等非常规油气资源开发利用。

“十二五”规划细则将为非常规能源生产与利用相关行业指明发展方向。预计未来我国在煤层气、页岩气、重质油、页岩油与油砂等非常规能源的技术突破与勘探开发将加速。随着我国经济的持续快速发展,能源需求大幅增加,仅靠常规油气供应将很难满足国民经济发展的需要,加大对非常规油气资源的勘探开发具有重要的战略意义。非常规能源作为能源体系中的新生替代力量,正处于技术快速发展和产业化成长阶段,规模化发展与提高开发的经济性是长期趋势。

我国非常规油气资源储量丰富。非常规油气资源主要包括非常规石油和非常规天然气两大部分:非常规石油资源主要包括重质油、沥青、油砂、油页岩、煤炼油、深层石油等;非常规天然气包括致密砂岩气深盆气、煤层气、页岩气、水溶气以及天然气水合物等多种类型。

投资建议

在高油价时代,长期看好非常规能源的开发,日本核泄漏事故之后,能源政策或向传统能源清洁利用领域倾斜,非常规能源的开发将加速。但由于国内油气开发技术相对落后,行业机会更多依赖政策扶持。

常规能源范文第3篇

关键词:居住区供暖规划;太阳能供暖;联合供暖

中图分类号:TU984文献标识码: A

1引言

目前,我国能源储备面临巨大的挑战[1]。传统能源面临较大压力,我们必须要开发和利用各种新能源与可再生能源,走一条可持续发展之路。

我国太阳能资源丰富,全国有三分之二以上地区的年太阳辐照量超过5000MJ/m2,年日照小时数超过2200h。我国太阳能资源分布的主要特点是太阳能的高值中心和低值中心都处于北纬22°~35°太阳年辐射总量西部地区要高于东部,南部地区低于北部[2]。因此我们应合理利用太阳能资源,本文研究了沈阳地区太阳能与常规能源联合供暖。

2 多层建筑采暖负荷动态模拟

1建筑概况:本文以沈阳一栋六层三个单元一梯两户的住宅建筑为模型,建筑面积2901.12 ,供暖期限为11月1日至翌年3月31日。

2.用DEST软件模拟建筑动态负荷,并分析多层建筑逐时单位面积负荷,可知最大采暖负荷为1月,采暖负荷指标为41.61w/,平均采暖负荷指标为16.49w/,采暖耗热量为6.24x105 MJ。

3 规划居住区内利用太阳能集热器的集热量分析

1.太阳能集热器类型

太阳能集热器是太阳能热利用的关键部件[3],分为平板型多层太阳能集热器、真空管太阳能集热器[4―5]、聚焦型太阳能集热器、太阳能空气集热器 [6]。

2.住宅建筑外观设计之中太阳能集热器布置位置

1)太阳能集热器的布置位置:屋顶、南向、与遮阳板相结合。

3.屋顶布置太阳能集热器的间距

按互不遮挡原则最小间距为[8]:

(3.1)

式中,S――满足不遮挡条件的最小安装距离,m;

H――前排集热器最高点与后排最低点的垂直高差,m;

H――太阳高度角[9];

R――太阳光线水平投影与集热器表面法线在水平投影间夹角。

偏离南向,中午前后两个时刻夹角最小值[10]:

(3.2)

式中,a――计算时刻太阳方位角,上午取负值;

P――集热器方位角[11]。

4.倾斜面上太阳辐射量的计算方法

Mills D[12]提出集热器大多数用固定安装。张鹤飞认为最佳倾角是使系统使用期内总得热量最大[13]。本文以固定集热器的方式布置集热器,倾斜面上的太阳辐照量为:

(3.3)

式中,I――倾斜面上太阳辐射量,MJ /(・d);

――水平面上直射辐射,MJ /( ・d);

――水平面上散射辐射,MJ /( ・d);

β――集热器倾角;

――地面反射率[14];

――斜平面上直射辐射的修正因子。

5.单位面积集热器的集热量

(1)沈阳市气象及地理概况

沈阳地势平坦,为温带季风气候。夏季平均气温为 20℃,最高气温为 36℃。冬季最低温度为-30℃。沈阳位于中国东北地区南部,北纬 41.8°。

(2)屋顶集热器单位面积集热量

沈阳纬度为41.8°,本文取太阳能集热器安装角度为42°。计算出采暖期逐时太阳能集热器单位面积集热量。

(3)南向集热器单位面积集热量

为避免遮挡阳光,南向集热器布置在两窗间的外墙上,倾角为90°。计算得单位面积集热器逐时集热量。

4 多层住宅建筑采暖中利用太阳能保证率分析

通过对多层建筑三种情况:第一种t1,只在屋顶布置;第二种t2,只在南向布置;第三种t3,在屋顶和南向同时布置,分析多层住宅建筑采暖中可利用太阳能的保证率。

4.1太阳能集热量

图4.1 太阳能集热器布置在屋顶集热量

多层建筑屋顶面积为484,能布置太阳能集热器的面积为192。集热器只布置在屋顶情况下逐时的集热量。(如图4.1所示)

用同样的方法计算出,太阳能集热器只布置在屋顶的逐时集热量。

由于太阳能集热器布置在屋顶与南向两者并无相互遮挡。因此t3情况太阳能集热器集热量为t1与t2的代数和。

4.2常规能源需要量

通过对t1情况下采暖季五个月(11月、12月、1月、2月、3月)的前五日对采暖负荷与常规能源需要量逐时进行对比。发现11月1日~11月5日:几日内的采暖负荷几乎都由常规能源来承担;12月1日~12月5日:只在个别时刻太阳能集热器的集热量能完全满足建筑物所需采暖负荷,不需常规能源提供;1月1日~1月5日:只有在1月2日11刻时常规能源需要量为0;2月1日~2月5日:某些时刻采暖负荷曲线明显高出常规能源需要量曲线,差值为可利用太阳能;3月1日~3月5日:太阳能集热器的集热量完全满足负荷需要。

对于t2和t3情况,与t1的分析方法相同,在此不详细介绍。

4.3太阳能保证率分析

保证率:

(i=1,2,3)(4.1)

式中,Qti――不同布置情况下满足采暖需要的集热量,MJ;

Qf――采暖季总采暖负荷,MJ。

采暖季每月利用太阳能的保证率见表4.1。

表4.1 多层住宅能耗中太阳能的保证率

屋顶布集热器保证率 南向布集热器保证率 屋顶和南向布集热器保证率

十一月 11.31% 7.99% 14.72%

十二月 8.60% 6.15% 12.01%

一月 8.47% 5.77% 12.00%

二月 12.35% 8.71% 16.27%

三月 16.90% 11.32% 20.98%

采暖季 10.54% 7.33% 14.17%

由数据可知,多层建筑太阳能集热器只在屋顶布置与在屋顶和南向同时布置集热器的保证率相差不大,但初投资会减少一半。

5结论

(1)多层建筑在屋顶布置集热器的太阳能保证率高于在南向两窗之间垂直布置太阳能集热器的太阳能保证率。

(2)在本研究设定条件下规划区多层建筑屋顶与南向同时布置集热器可满足采暖季平均太阳能保证率为14.17%。其中太阳能的保证率在十二月份为最小,可达12.00%。在三月为最大,可达20.98%。

参考文献

[1]武涌,刘长滨,刘应宗,等.中国建筑节能管理制度创新研究[M].北京:中国建筑工业出版,2007.

[2]王如竹,代彦军.太阳能制冷[M].北京:化学工业出版社,2006,21-22.

[3] 周志敏.21世纪的绿色能源―太阳电池[J].电源世界,2007,(4):P38.

[4] 吴军,杨治金,李雪平,等.中国城市供热热源的技术发展现状及趋势[M],热电技术,2000,2:P8-12.

[5] 李先瑞,李笑.燃气供热的现状与展望[M].全国暖通空调制冷,2000年学术年会论文集[C].2000:P39- 42.

[6] 杨庆,盛晓文,李清荣.中小型燃油锅炉供暖系统经济运行方式的研究.全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C].2000:P122-125.

[7] 江亿主编.建筑环境系统模拟分析方法――DEST[M].中国建筑工业出版1996.

[8] 王铭.太阳能热水系统与建筑一体化[J].安徽建筑,2008(2),32.

[9] DEST官方网站:.

[10] 李元哲.被动式太阳房热工设计手册[M].清华大学出版社,1993.

[11] 王如竹,代彦军.太阳能制冷[M].北京:化学工业出版社,2007.

[12] 何梓年,朱敦智.太阳能供热采暖应用技术手册[M].化学工业出版社.

[13] 张鹤飞.太阳能热利用原理与计算机模拟[M].西安:西北工业大学出版社,2004,3.

常规能源范文第4篇

Abstract: Based on current situation of conventional energy use, this paper analyzes the difference between wind power and thermal power, and hydropower from the environmental, economic and development potential. On the basis of the three generation features, it expounds the advantages of wind power in the energy-saving and emission reduction benefit, and economic benefit, and the development situation under the national sustainable development strategies, putting forward proposals on Jiangsu energy development and use.

关键词: 风力发电;火力发电;水力发电;优势比较

Key words: Wind power;Thermal power;Hydropower;comparative advantage

中图分类号:P754.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)35-0022-02

0 引言

自然环境是人类赖以生存和发展的基础,人类维持正常生产、生活的所有物质及能量均来自于自然环境。随着人口数量的激增,人类消耗自然资源的速度呈指数化增长。与此同时,爆发式的工业化扩张也给社会带来了严重后果,引起了国际社会的广泛关注。风能作为一种清洁的可再生能源,蕴藏量巨大,全球风能约为2.74亿兆瓦,其中可利用的风能为200万兆瓦,是地球上可开发利用的水能总量的10倍。风能在利用过程中不产生有害废弃物和温室气体,被认为是当前最廉价、技术最成熟的可再生资源。江苏作为我国目前经济发展迅速的省份之一,以仅占全国1%的国土创造了近10%的财富,而维持经济持续快速发展需要消耗大量的能源,需要电力工业的有力支撑。江苏传统基础能源主要为煤炭、石油和天然气,总体含量较为贫乏,分布不均匀。据统计,江苏省国土面积约10.9万平方千米,而含煤面积仅为2540km2。截至2011年末,全国煤炭基础储量2157.89亿吨,江苏省煤炭基础储量10.81亿吨,只占全国比重的0.5%。就石油和天然气资源来看,江苏省石油基础储量2933.35万吨,占全国石油基础储量的0.9%;天然气基础储量24.04亿立方米,仅占全国的天然气基础储量的0.06%。面对能源稀缺与亟需能源的矛盾,开发新能源以支持江苏可持续发展变得迫在眉睫。

江苏是风能资源大省,也是国家指定的风电发展基地之一。其风能资源较丰富,可用于发电的风能达2380兆瓦,潜在的风力发电量为2200万千瓦,占中国风能资源的近1/10。本文通过在环境、经济和发展潜力等方面逐一分析比较江苏风力发电与常规能源等发电方式的区别及优势,为规划和开发建设江苏新能源供了广阔的前景。

1 环境优势比较

随着科学技术的不断发展以及人们环保意识的不断提高,“低碳”的生活概念正在影响着人们的日常生活。传统的火力发电以煤炭、石油、核物质为原料,容易产生二氧化碳、二氧化硫等污染物,这给环境造成了严重的危害。相比煤炭、石油等,风能作为一种非常清洁的绿色能源,在转换成电能的过程中,不存在常规燃煤火力发电厂所产生的污染排放,环境成本低。在进行风力发电时能够减少二氧化碳和其它有害气体的排放,不会造成酸雨、烟雾及辐射等环境污染,所以节能减排效益显著。除此之外,风能是可再生能源,可以说是“取之不尽,用之不竭”,其自身就是对传统能源的节约,可替代部分一次能源,优化能源结构。

根据表1可得,火力发电的燃煤污染物排放中CO2的排放率最高,为1731(kg·t-1),而风力发电的二氧化碳排放量约为7g/kwh,远低于煤电的964g/kwh、石油的726g/kwh和天然气的484g/kwh,按我国每度电的二氧化碳排放量约为997g计算,每使用一度风力电,即可减少二氧化碳排放量990g[1]。

由表2可以看出,针对江苏省规模以上工业企业研究发现,其主要能源消费量以煤炭为主,其次是焦炭和原油,而煤炭的消费量占主要能源总消费量的80%左右,占据了主导地位,在2005年到2012年间煤炭的消费量增长了1.7倍,随着往后工业的不断发展,这个数量将会逐年增加。而江苏省近几年的环境污染严重,煤炭开采和使用对其的影响不计其数。

相比燃煤发电,风力发电的优势主要体现在两个方面:一是可以减少CO2、SO2、NOX等污染物在风电场的运行过程中的排放,利用风力发电技术将风能转化为电能,避免了有害气体污染空气,破坏生态平衡。二是能够减少煤炭的使用量,我国煤炭储量巨大,但煤炭属于不可再生资源,利用风力发电可以缓解资源有限的压力;风电场的建设也可以缩小了固体废渣的占地面积,避免了煤炭和灰渣在运输过程中对环境的污染,促进地区大气环境的改善。

2 经济优势比较

中国作为世界GDP第二大国,拥有着丰富的风能资源,并且具有巨大的开发利用价值,其商业化、规模化的潜力也很大。根据全国第2次风能资源普查结果,中国陆地风能离地面10m高度的经济可开发量为2.53亿kW,离地面50m的经济可开发量可能会增大一倍。近海资源估计比陆地上大3倍,10m高经济可开发量约7.5亿kW,50m高约15亿kW[2]。

目前,风电已成为具有较强经济竞争力的可再生能源发电技术,风电在创造就业机会和刺激经济增长方面的作用也越来越显著[3]。在提高风力发电的经济性的同时,可以刺激了对相关人才的需求,创造了更多的就业机会,也提升了公司的竞争力和整体效益。此外,由于风电设备国产化率的不断提高,再加上风电场规模的不断扩大,风电成本正不断降低。

首先,与火力发电相比,目前火力发电的不完全成本已经达到每千瓦/时0.2~0.3元,这其中不包括所排污染物的处理成本;而风能取之不尽,没有原料成本,并且风力发电1亿千瓦时,就可节约3万吨标煤,减少9万吨二氧化碳的排放,节约淡水20多万立方米。考虑到火力发电还受到化石能源价格浮动的影响,风电的经济效益要比火电明显得多。

其次,与水力发电相比,水电价格机制一方面不能真实全面地反映电力的供求关系,另一方面也无法反映水资源价值和水电开发的环境损害成本。水电站建造的一次性经济投资和人力投资远高于风电站建造,并且需要消耗大量时间,对周围居民的影响更是不可补偿,而风电场建设周期短、见效快,如果不算测风周期的话,建成一个大型风电场只需要不到一年的时间[4]。

从风电运营成本来看,其经济效益也明显优于火电和水电。一方面,由于风电场不需要大面积的燃料堆场和灰场,风电机组实际占地一般为风电田的5%左右,所以其土地资源仍可以保持与风电场建设前一样继续使用;另一方面,风电企业不需要燃料物流管理和市场管理,因此管理人员少,成本也相应降低。

3 发展前景优势

风力发电作为改善能源结构,应对气候变化和能源安全问题的主要技术之一,一直以来都是我国实现可持续发展战略的重大规划。

随着风电的规模化不断发展,风电的成本也将逐步下降,许多投资者也很看好风电的市场前景。根据我国风电发展预测,2020年以后化石燃料资源将大幅度减少,火电成本也将随之增加,届时风电将更加具备市场竞争能力。到2020年底,全国风电总装机规模将达到12000万kW。预计2030年以后,水能资源大部分也将全部开发完,同时海上风电将进入大规模开发时期,并有可能形成“东电西送”的局面。预计到2050年底,全国风电总装机规模将达到50000万kW,风电将处于规模化发展状态,各项技术经济指标将会进一步提高,风电企业的竞争力和盈利能力也将明显增强。江苏拥有945公里的标准海岸线及面积908万亩沿海滩涂,占全国滩涂总面积的四分之一,居我国沿海各省、市之首。江苏沿海中部岸外拥有世界最大的海岸外辐射沙洲,总数有70左右,190.26万亩的理论深度基准面零米线以上的总面积。这足以证明江苏省以其丰富的自然资源和风能资源,发展沿海风电站和海上风电站是有坚实的基础依靠。

同时,近年来我国政府相继出台了多项扶持政策,具体包括全额并网、电价分摊、财税优惠等,上网电价也由最初的完全竞争过渡到现在的特许权招标模式[5],这些政策都极大地推进了风电的发展。

综上所述,可以发现风电以其良好的环境效益、经济效益和发展前景,必将成为本世纪中国重要的电源。常规能源的环境污染、资源浪费、成本增加等问题越发严重,风力发电将为人类最终解决能源问题带来新的希望。本文以江苏省风电为典型代表,深入探讨了风力发电的比较优势,可以为今后风能源的利用与开发提供科学依据。

参考文献:

[1]俞海淼,周海珠,裴晓梅.风力发电的环境价值与经济性分析[J].同济大学学报,2009,37(5):704-708.

[2]李俊峰,施鹏飞,高虎.中国风电发展报告2010[M].海口:海南出版社,2010.

[3]刘晓林.漫谈风力发电[J].电气应用,2009,28(3):82-85.

[4]派特.风能与太阳能发电系统[M].北京:机械工业出版社,2009.

[5]赵子健.促进风电产业发展的政策分析[D].上海:上海交通大学,2009.

常规能源范文第5篇

2017年5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布,中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

中国石油大学(华东)石油工程学院副教授孙致学介绍:“可燃冰是天然气水合物,是由水分子在高压和低温环境下捕获住天然气分子而形成的似冰状结晶态化合物。因其遇火即可燃烧,故又名‘可燃冰’。”而对于其非常苛刻的形成条件,上海交通大学机械与动力工程学院教授巨永林讲道:“温度不能太高,高于20℃,天然气水合物就会分解,也不能太低。海底温度在2℃~4℃,才适合天然气水合物的形成。”“水合物的形成需要30个大气压,这就决定了可燃冰的埋藏深度。形成可燃冰的主要气体就是甲烷,甲烷气富集地区,具备压力、温度条件,就可能产生可燃冰。”

在常温常压条件下,可燃冰能够分解为甲烷和水,1立方米的可燃冰通常可释放出164~180立方米的天然气。据估算,世界上可燃冰所含的有机碳总量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍。孙致学表示:“在地球上,蕴藏着极具潜力的可燃冰资源,即使我们仅开采其17%~20%的份额,也足够我们使用200年了。自然界中的可燃冰广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境,目前我们已经发现超过230个天然气水合物矿点。”目前,可燃冰资源最具有开发前景的是在北极地区现有基础设施条件下具有高饱和度天然气水合物的优质储层。

可燃冰试采成功能否改变能源市场的现有格局?又能否在不久的将来影响我们的生活?中国真的突破了这一技术吗?2030年,我们是否能够用上干净的可燃冰?其实,可燃冰作为清洁、高效的非常规天然气资源之一,日本、俄罗斯、美国、加拿大等数十年前就已陆续开始对陆地和海洋可燃冰进行勘探。据了解,日本于2013年尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷,但由于海底砂流入开采井,试验仅6天就被迫中断。而我国最近试采可燃冰的方法与日本相同,也是“减压法”。巨永林分析,本次试采中,“从目前所了解的情况分析,可能并没有技术上的重大突破”,“相较特殊的开采技术,更难的是特殊的生态保护技术”。开采过程中如果发生甲烷泄漏,很可能引起大规模的温室效应――甲烷的温室效应是二氧化碳的22倍。此外,孙致学介绍:“作为海底浅层沉积物胶结物的可燃冰降压气化采出后,位于大坡度陆坡处的海底松散沉积物在重力作用下变形、失稳直至发生大规模的海底滑坡等地质灾害,将会导致海底地震、海啸等灾难,也是目前可燃冰商业化开发面临的一个重大问题。”中科院广州能源研究所天然气水合物研究中心相关负责人也表示,相对于美国和日本,中国的可燃冰研究滞后。虽然有可燃冰的富集规律和成藏机制研究基础、建立了可燃冰开采综合模拟技术系统,但接下来,还需从开采技术优化、过程安全控制、地层稳定性及环境影响等方面开展深入研究。技术、环保题之外,成本也是制约商业化开采的难题。巨永林表示,美国页岩气水平井、垂直井、水力压裂技术的创新,使得页岩气开采成本越来越低,甚至比常规天然气成本还低。可燃冰试采过程从技术方面来说没有革命性的技术,面临诸多难题,成本太高。

常规能源范文第6篇

[关键词] 河南;非常规能源;丝绸之路经济带;时机;如何发展;思考

[中图分类号] F426.1 [文献标识码] A [文章编号] 1671-0037(2017)3-11-6

Reflections on the Implementation of Unconventional Energy Development in Henan

Yao Yaming Huang Zhiquan Cui Jiangli Xing Kuang Wang Hongjian

(North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou Henan 450011)

Abstract: Henan has not only wide distribution of sedimentary basin, but also complete age distribution, is not only an important production base for conventional energy, but also a province with large new energy resources. Simultaneously, it will be a promising province for the development and utilization of unconventional energy (including geothermal resources). Development and utilization of Henan unconventional energy have great significance for the optimizing energy structure, adhering to the sustainable development of resources and environment, promoting the construction of Central Plain Economic Zone and Silk Road Economic Belt, and realizing Henan leap development. Thus it is suggested to rely on the implementation of Henan unconventional energy development action plan, with the establishment of professional organizations and major project planning as guidance, to coordinate the exploration, demonstration and development work of unconventional energy; take unconventional energy collaborative innovation center as comprehensive research and development collaboration platform, to converge international and domestic unconventional energy talent and technology;take three major demonstration experimentation zones as carriers to realize breakthrough in the key technology and process. Ultimately, commercial exploitation of unconventional energy in Henan can be realized, adding fuel for the construction of beautiful central plain, and the development of Silk Road Economic Belt.

Key words: Henan;unconventional energy; Silk Road Economic Belt;opportunity;how to develop;reflection

家中原经济区、世界丝绸之路经济带建设已全面启动,作为这个区、带上具有重要地理、历史地位的河南必将迎来一个全新的发展机遇,已经在常规能源和新能源方面为国家做出贡献的河南,由于还蕴藏着更为丰富的非常规能源(含地热资源),对于其的勘探开发利用,将会成为河南实施清洁能源、美丽中原一个新的亮点。

近些年,我国能源面临着两个比较严重的问题。一是油气供需缺口大,每年需大量从海外进口石油、天然气。 2015年进口原油3.28亿吨,天然气621亿立方米,进口依存度分别达到60.6%、32.6%,特别是石油,已大大超过50%的心理防线,严重影响到国家能源战略安全;二是结构不合理,我国能源构成中,煤炭占比高达70%以上,不仅对大气环境造成污染,而且危害人们身体健康[1]。

目前,人们虽说采用了许多对策,包括节约能源和发展新型可再生能源,但是依然没有从根本上改变这种局面。如开始利用太阳能、风能、核能等可再生资源,但短期内则难以替代油气资源;发展生物质油,但存在着与人类争夺粮食的危险;进行煤化工,但是造成的环境污染亦不容小视。

当前,北美特别是美国成功开采非常规天然气,尤其是页岩气,给我们在替代能源开发方面带来新的启示。2009年美国煤层气产量就达到560亿立方米,2015年页岩气产量更是达到2 800亿立方米,从而成为世界第一大天然气生产国。页岩气的规模化开采让美国政府相比过去有了更大的战略调整空间,大大增强了美国在能源外交和应对气候变化等方面的主导权,也对全球天然气市场、能源供应格局以及地缘政治产生了重要影响。

河南是中国常规能源(石油和煤炭)生产基地,也是新型能源(生物制油)潜在大省,同时也是非常规能源(页岩气和煤层气,以及地热资源)蕴藏量巨大的地区。据专家估算,河南省页岩气资源量预计3万亿立方米以上,煤层气资源量超过1万亿立方米,在国内排名均比较靠前。

适逢国家加紧中原经济区的建设,对能源需求必将会越来越多,河南有非常好的非常规能源资源,应该成为下步勘探开发的重点区域。建议省政府启动和实施“非常规能源行动计划”,做好非常规能源的勘探、开发规划以及示范实验区建设工作,构建综合创新平台,突破一些关键技术,建立起一支具有解决理论问题和工程实践问题的综合队伍,早日形成常规能源(煤炭)、新能源(生物制油)和非常规能源(煤层气、页岩气、地热)三足鼎立的格局。非常规能源的开发将极大地促进相关产业的发展,带动装备制造业研发、生产和技术服务水平的提升,对河南人才培养和扩大就业以及进一步辐射我国中西部地区非常规能源开发起到积极推进作用,使河南成为非常规能源创新开发和技术输出的重要基地。近年来,华北水利水电大学已组织有关科研人员对国际国内非常规能源的勘探、开发进行了初步的研究,并且在相关技术方面取得了一定的突破,具有了非常规能源方面一定的人才和技术基础,希望成为非常规能源开发中的重要力量[2]。

总之,加快河南省非常规能源勘查、示范和开采步伐,对不断改善能源结构,提升河南省能源战略地位,建设美丽中原,造福全省人民具有非常重要的现实意义。

1 非常规能源开发的必要性

我国近年从海外进口原油所占比例接近60%(2015年已达60.6%),不但每年要用掉大量外汇,而且直接影响到国民经济的发展,尤其是已经严重威胁到国家的能源战略安全。即使是超级大国――美国,也不敢使能源依赖进口。

1.1 我国石油依赖度接近60%,严重威胁到国家战略安全

自1993年起,中国成为原油纯进口国;2004年,原油进口量超过日本,成为世界第二大进口国;2009年,中国进口石油约2.04亿吨,比上年增长约14%,进口依存度达到52%,首次超过舆论认为的50%心理防线;2015年,中国石油消费的进口依存度已达60.6%。据中国社科院的《2014年中国能源发展报告》预计,2020年、2030年国内所需的石油量分别为5.3亿吨和6.5亿吨。如果未来10~20年中没有大油田被发现,石油进口量还将不断提高,国内油价会受国际油价波动、地缘政治、气候变化、运输等种种因素影响,涨跌更加频繁。中国能源环境已从“比较安全”向“比较不安全”转移,国内能源供求将更多受制于国外,严重威胁到国家战略安全[3-4]。

因此,大力勘探、开发本土能源,降低对外依存度,是改善能源供应紧张局面的根本。

1.2 煤炭所占比重过大,环境污染严重

2014年,我国能源消费总量达34.8亿吨标准煤,比上年增长7.0%,煤炭占比依然高达77.8%。而我国煤炭利用中的80%是原煤直接燃烧,同年全国发电量47 000.7亿千瓦时,其中,火电发电量为38 253.2亿千瓦时,占81.39%。

目前,我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,2014年全社会烟尘和二氧化硫排放量分别为1 059万吨和2 218万吨,名列各国之首,其中因燃煤产生的排放量分别占70%和90%,由此带来了诸多严峻挑战。首先在全球气候变化加剧,国际社会碳减排压力加大的背景下,我国在应对生态环境气候改善和承担碳减排义务谈判过程中承受巨大国际舆论压力;其次,能源消费过度依赖煤炭的现状已造成国内严重的环境污染,直接影响国民经济可持续发展和人民群众的身体健康;第三,我国煤炭资源赋存条件与主要产煤国家相比相对较差,煤层埋藏深、自然灾害多,且随着开采强度、深度逐年增加,条件越来越复杂,煤矿安全生产的压力加大;高强度开发煤炭资源,富煤地区环境承载能力面临挑战,由此带来的次生灾害增多[5]。

加大非常规能源的开发利用,既有利于调整能源结构,又有利于改善生态环境。

1.3 加快非常规能源的开发利用,是建设美丽中原的迫切需要

中国常规油气资源不足,而且能源生产和消费结构不合理,开发非常规能源是改善这种局面的迫切需要。近年来,河南省在改善能源结构,提高清洁能源利用程度等方面做了一些有益的尝试,且已初见成效,但是距省委、省政府提出的建设美丽河南要求还有一定距离。而河南非常规能源在全国占有一定的比例,必将是下一步勘探开发非常规能源的重点区域。为此,我们要加快非常规能源的勘查、开采力度,加速岩气、煤层气等非常规能源以及地热资源的利用步伐,优化河南能源生产结构,早日形成常规能源、新能源和非常规能源三足鼎立的格局,实现河南非常规能源开发利用本地化,增加河南省经济总量和经济效益[6-7]。

河南非常规能源的开发利用,对改善河南省人民生活、优化环境质量、实现可持续发展起到积极作用,为实现中原经济区的宏伟目标奠定坚实的基础。

2 开发的可行性

2.1 国际上有成功开采非常规能源的先例

2.1.1 美国“页岩气革命”取得突破性进展。美国为了调整国内能源供应格局,增强能源外交和应对气候变化的主导权,近年来利用水平井加多段压裂、清水压裂和同步压裂等先进技术,对本土蕴藏丰富的页岩气进行开发,大量生产液化天然气替代原油,取得了丰硕的成果。2010年美国页岩气产量超过1 380亿立方米,占全国天然气年总产量的23%,超过俄罗斯成为全球第一大天然气生产国。2015年,美国页岩气产量更是高达2 800亿立方米,比我国常规天然气产量还多1 400亿立方米。美国页岩气开采量大幅提升,使美国对进口石油的依赖不断降低。美国能源信息署数据显示,美国石油对外依存度已从2005年的60.3%降至2013年的42%。未来十年美国计划把石油进口量再削减三分之一,届时,美国能源综合自给率将达到75%[8-9]。

2.1.2 美国、加拿大煤层气开发效益显著。煤层气作为清洁能源,开发利用得到了许多国家的青睐。美国是世界上煤层气商业化开发最早取得成功的国家,是迄今为止煤层气产量最高的国家。加拿大是目前煤层气商业化开发速度最快的国家。2009年美国煤层气年产量已达560亿立方米;截至2015年底,美国煤层气井共32 000余口,其中17 000口井在进行生产;2016年新增1 000口煤层气井,美国煤层气产业开始进入稳定的发展阶段。目前,美国煤层气年产量已占天然气年总产量的8%~10%,对美国天然气的市场供应已形成重要的补充。

尽管各国的煤层气资源条件和政策等有所差别,煤层气产业发展的状况有所不同,但国外煤层气的成功开发和快速产业化发展,尤其是美国和加拿大的经验值得借鉴。一方面表明煤层气资源的开发走产业化发展道路是可行和现实的,另一方面显示煤层气产业会随着理论创新和技术进步不断发展壮大[10-11]。

2.2 河南非常规能源资源丰富,是下一步勘探开发的重点地区

2.2.1 页岩气开发潜力较大,前景最为乐观。页岩气作为富有机质页岩地层系统中的非常规天然气,资源潜力大,开采寿命长。中国国土资源部调查的结果初步显示,中国页岩气资源量巨大,预测总量高达134.42万亿立方米,可采页岩气储量约25.1万亿立方米,将满足我国今后200年的天然气需求。到2020年,我国的页岩气产量有望达到1 000亿立方米以上,成为我国能源供应的一个重要来源。

河南页岩气预测资源量超过3万亿立方米。主要分布在太康隆起海相页岩,濮阳凹陷、周口坳陷等海陆交互过渡相页岩和南襄盆地陆相页岩层中[9,12]。

2.2.2 煤层气资源较为丰富,分布非常广泛。河南煤炭资源十分丰富,相应地煤层气资源也十分可观。据权威人士评价,河南省煤层埋深2 000米以浅的煤层气资源总量为10 427亿方,平均资源丰度为1.18亿方/平方千米。全省主要煤层含气量集中在中二叠世早期山西组二1煤,以二1煤甲烷含量最高;豫北、豫西、中部、南部煤田为中高煤层气含量区[11-14]。

2.2.3 地热资源相当可观,开发前景十分广阔。地热资源是世界上最古老的能源之一。据测算,地球内部的总热能量约为全球煤炭储量的1.7亿倍。对于地热资源丰富的河南省来说,其开发的重要意义自然不言而喻。河南省中低温地热资源非常S富,主要分布在郑州、开封、周口、新乡、鹤壁、安阳、洛阳、濮阳等地。据计算:河南省每年的地热可开采热水量资源为5.510063×108立方米,可利用热能量为1.0947881×1017焦,折合标准煤3.7415×106吨[7]。

2.3 河南已初步具有非常规能源开发利用的技术和人才基础

近年来,河南煤田地质局、河南省煤层气开发利用有限公司在煤层气资源评价、勘查选区、开采实验等方面进行了积极的探索;河南地质矿产局积极涉足页岩气勘探开发,并且积极参与国土资源部第二轮页岩气开发招投标,一举中标温县、中牟两个页岩气区块;河南省地矿局水文地质队在郑州、开封等地进行地热水开采实验,为地热资源的开采进行了很好的技术储备。

华北水利水电大学是水利部与河南省共建、以河南省管理为主的高校,是河南省重点支持建设的骨干高校之一。学校现设有54个本科专业、52个硕士学位授予点;现有3个省级一级重点学科、19个省级二级重点学科、3个专业学位类别、13个专业学位领域。学校现有部级特色专业建设点3个、省级特色专业建设点10个、省级教学团队4个、省级精品课程14门、省级实验教学示范中心2个。学校1981年获得国家首批硕士学位授予权,并具有硕士研究生单考权资格和推荐并接受免试研究生资格、开展同等学历申请硕士学位资格及工程硕士招生培养资格。学校与中国科学院地质研究所、中国农科院农田灌溉研究所、清华大学、同济大学等20余所高等院校和科研院所联合培养博士研究生。特别是2016年年初,成为金砖国家大学联盟成员,从此开创了学校国际合作的崭新局面。

学校拥有教职工1 500余人。中国工程院院士顾金才、王浩、倪维斗、周丰峻、王光谦为我校教授、双聘院士。学校现有3个省部级重点实验室,4个院士工作站,1个院士实验室,30余个研究院所。近年来,学校先后承担了50多项部级科研项目,作为主要参加单位参与了多项国家科技支撑计划、“863”课题的研究。近3年,学校作为主要完成单位参与完成的2项科研成果荣获国家科技进步二等奖;获得省部级科研奖励42项,其中学校作为主持单位获得的省部级奖励30项。

华北水利水电大学与国内外著名高校、科研院所和能源企业合作,就页岩气、煤层气等非常规能源以及低热资源勘查、开采、利用中的理论和实践问题进行了有效的探索,汇聚了一批专业人才,掌握了一些工艺技术。特别是近几年,开展科技援疆,为新疆非常规能源的研究、开发、利用做出了较为突出的贡献 [7,15]。

以上技术和人才储备为河南非常规能源的开采利用奠定了良好基础。

3 非常规能源开发思路

3.1 基本情况

依托华北水利水电大学学科专业优势和非常规能源团队实力,开展河南非常规能源(地热)勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范工程。其目的是,为落实《河南省国民经济和社会发展第十三个五年规划》和发展清洁能源,促进循环经济,创造绿色环保,实现能源结构和供应多元格局,建设美丽中原。

总体思路是适应国家宏观经济形势和经济发展方式的深刻变化,借助国家中原经济区的良机,将河南建设成为全国特色鲜明、经济效益好、竞争力强、产业体系先进的清洁能源、循环经济、绿色环保基地。项目定位是全国非常规能源大型研发、试验、开发、利用示范区。项目目标是解决河南在开发非常规能源方面的关键技术和工艺、重大理论和实践难关,实现国内一流、世界领先的创新理论、方法、技术,实现一体化、基地化、大型化、现代化和集约化发展,达到资源节约和环境友好目的,实现经济效益和社会效益双丰收。

主要内容包括三个方面:一是河南页岩气资源评价、目标选区、开发利用的综合物探、地质理论与钻探技术研究;二是河南煤层气富集规律、压裂工艺、井上下联合开采综合方法应用研究;三是河南地热资源前景、分布规律预测与勘查开采、循环利用综合配套技术研究[13,16]。

3.2 实施的主要内容、步骤

3.2.1 成立机构。成立非常规能源开发利用研究中心。该中心以华北水利水电大学为主,以资源与环境学院、水利学院、电力学院、机械学院主要人员为基础,与省内、外有关从事非常规能源的高校、科研机构以及能源集团等大型企业共同组成。

3.2.2 创新立项。按照科技部和省科技厅有关科技项目相关规定,对河南非常规能源项目进行立项。题目:河南非常规能源(地热)勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范工程。按照重大专项类别,先后在河南省、科技部和国家分别进行立项。

题目下设三个分课题:

一是河南页岩气资源评价、目标选区、开发利用的综合物探、地质理论和钻探技术研究[6-9];下设四个子课题:

① 河南主要沉积盆地(坳陷、凹陷)盆地海相、海陆过渡相、陆相页岩分布状况;② 河南页岩气资源潜力及其分布规律;③ 页岩气储集物性分析;④ 水平井钻井工艺及压裂改造技术。

二是河南煤层气富集规律、压裂工艺、井上下联合开采综合方法应用研究[6,7,11];下设四个子课题:

① 河南煤层气地质与资源综合评价;② 河南煤层气含气量、储集物性研究;③ 压裂工艺技术研究;④ 煤层气排采工艺技术研究。

三是河南地热资源前景、分布规律预测与勘查开采、循环利用综合配套技术研究[6-7];下设四个子课题:

① 河南地热形成条件、资源远景及分布规律;② 河南深部地热资源、浅层地热能和干热岩资源特点;③ 地热循环、可持续开采技术攻关研究;④ 地热开采过程中地下水的保护措施研究。

3.2.3 示范试验区工程。改变过去固守在校园或研究室内封闭式研究模式,一开始就走产、学、研、用一体化道路,分别在主要盆地(坳陷、凹陷)选择三个示范实验区,完成非常规能源(地热)勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套研究生产[1-3,6-7]。

① 页岩气项目选择在中牟地区;② 煤层气项目选择在平顶山地区;③ 地热项目选择在洛阳地区。

3.2.4 预期成果。在预定的时间内,力争达到5项预期成果。

① 取得一项高水平的科研成果,申报国家科学技术进步二等奖及以上级别奖励;② 提出一套适合河南地质条件的非常规能源探、采、用一体化理论、方法、技术;③ 发表一批高水平学术论文(SCI10篇,EI10篇,核心期刊20篇);④ 申报一批国家专利(发明专利10项、实用新型专利10项),制定一套非常规能源行业标准,其中,页岩气、煤层气、油页岩分别1~2个标准;⑤ 打造一个在国家有重要影响力的综合科研创新团队。

3.2.5 孵化园区。先期已经完成的多项国家发明专利,其中:一种连通地面与地下开采煤层气的方法;一种循环开采地热资源的方法。计划先行将这些专利向省政府汇报,以技术入股形式M入郑州经济技术开发区,联合省内煤炭、水文等企业,在河南全面推广这些技术。

3.2.6 实施规划。按照“1133”目标进行规划实施,即成立一个研究中心,设立一个项目,建成三个示范区,分三个阶段进行。

① 一个中心:非常规能源(地热)开发利用研究中心;② 一个项目:河南非常规能源(地热)勘探、开发、炼制、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范项目;③ 三个示范区:一是页岩气项目选择在中牟地区;二是煤层气项目选择在平顶山地区;三是地热项目选择在洛阳地区;④ 三个阶段:一是2016.1―2016.12完成机构组建、人才引进、项目立项;二是2017.1―2018.12完成项目评价、技术研发、示范工程实施、试生产;学科专业建设,人才培养,技术储备;三是2019年开始,全面开发利用,实现规模化生产,提供人才支撑和技术保障。

4 效益预测

4.1 经济效益非常突出

到2020年页岩气形成10亿立方米、煤层气形成10亿立方米、地热利用10亿方的年生产能力,并随着技术进步和工艺的进一步成熟,2020年后产量将会快速增长。按目前天然气1.5元/立方米价格计算,10亿立方米页岩气产值为15亿元,10亿立方米煤层气产值为15亿元,10亿立方米地热产值为10亿元,合计40亿元。以后,每年会逐步增加。

4.2 社会效益十分明显

第一,优化产业结构,加快新型工业化进程;第二,改善投资环境,推动区域经济发展;第三,循环综合利用,实现低碳绿色发展;第四,有利于河南省能源地质与工程技术人才培养;第五,能提供各层次大批就业岗位。

4.3 产业带动效应显著

河南省非常规能源(地热)勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范工程,与战略性新兴产业关系密切,成功实施将带动中原战略性新兴产业发展,有效调整产业结构。

4.4 专业人才培养加快

通过非常规能源行动计划的实施,不仅能加快非常规能源开发所需专业人才的培养,还能带动相关产业专业技术人才需求,促进高校扩大工科人才培养规模,成为我国在非常规能源勘探开发、综合评价、工艺技术、装备制造和技术服务等方面人才培养的重要基地[10-13]。

5 问题与建议

由于河南非常规能源成藏条件、分布规律有其独特的地质特征,在开发难度上面临着比美国更加复杂的技术和环境问题,即使与四川、山西、新疆等省区相比,河南开发方面的问题也较多。因此,建议无论是在地质理论,还是开采工艺或组织管理,还是具体实施等方面都要及早筹划,统一部署。特提出以下五点建议:

5.1 建立机构,统筹能源开发

在省级层面成立非常规能源开发工作领导小组,制定科学可行的非常规能源专项规划,统一部署非常规能源的勘探、开发、利用。适时建立河南非常规能源集团,尽快使非常规能源成为河南能源的重要成员,进一步提升河南在国家能源领域的地位,为减少CO2的排放,创造绿色GDP做出贡献。

5.2 以华北水利水电大学为主成立非常规能源开发利用研究中心

依托华北水利水电大学学科人才优势,联合省内外相关院校、科研院所、能源企业,成立非常规能源开发利用研究中心。建议省政府设立专项资金予以资助,汇聚非常规能源高端领军人物和专业技术人才,开展非常规能源勘探、开发、利用的理论和实践研究。

5.3 以项目建设为依托,解决重大理论和工程问题,加快人才培养

按照科技部和省科技厅有关科技项目相关规定,对河南非常规能源(地热)勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范项目按照重大专项类别,先后在省、科技部和国家分别进行立项。

通过项目的实施,达到摸清河南非常规能源(地热)的资源状况和分布规律;解决非常规能源勘探和开发的重大理论问题;加快河南非常规能源勘查、开采、利用的人才培养步伐。5.4 以三大示范实验区为载体,攻克关键技术和工艺难关

非常规能源的勘探和开发是一项长期的、复杂的、艰巨的系统工程,需要高校与科研院所、企业联合,走产、学、研、用一体化道路。建议省政府投入资金分别在中牟、平顶山、洛阳建立三个示范实验区,引进、吸收、消化、集成和创新先进技术,攻克河南非常规能源开采关键技术,编制科学开采工艺流程,制定水质、生态环境保护标准,达到规模化商业性开采的目标[14-16]。

5.5 加强国际战略合作

在省人民政府的大力支持下,利用金砖国家大学联盟成员的优势,积极与国际上在非常规能源开采领域取得重大成果的相关研究机构和能源公司建立战略性合作伙伴关系,加强人员交流和技术合作。设立非常规能源专业论坛,以促进国际交流,从智力资源和信息资源等方面保障非常规能源的高效开发利用。

参考文献:

[1] 刘池洋,张复新,高飞.“沉积盆地成藏(矿)系统”[J].中国地质,2007(3).

[2] 吾满江.艾力,姚亚明,张俊敏.能源科学知识概论[M].西安:陕西科学技术出版社,2013.

[3] 邹才能.非常规油气地质[M].北京:地质出版社,2011.

[4] 赵文智,何等发,宋岩,等.中国陆上主要含油气盆地石油地质基本特征[J].地质论评,1999(3).

[5] 崔民选.2007中国能源发展报告[R].北京:社会科学文献出版社,2007.

[6] 童怨.“非常规油的成因与分布”[J].石油学报,2012(S1).

[7] 姚亚明,崔树军,陈建军,等.“地球科学新理论、新技术在油气勘探中的应用”[J].新疆石油地质,2007(2).

[8] 张义杰.准噶尔盆地断裂控油特征与油气成藏规律[M].北京:石油工业出版社,2010.

[9] 车长波,杨虎林,刘招君,等.我国油页岩资源勘探开发前景[J].中国矿业,2008(9):1-4.

[10] 李小地.“中国大油田的分布特征与发展前景”[J].石油勘探与开发,2006(2).

[11] 刘成林,车长波,樊明珠,等.“中国煤层气地质与资源评价”[J].中国煤层气,2009(3).

[12] 聂海宽,唐玄,边瑞康.页岩气成藏控制因素及中国南方页岩气发育有利区预测[J].石油学报,2009(4):484-491.

[13] 姚亚明,刘池阳,赵增禄,等.“焉耆盆地侏罗系煤系源岩评价与成烃机理研究”[J].沉积学报,2003(3).

[14] 秦勇.中国煤层气地质研究进展与评述[J].高校地质学报,2003(3).

[15] 宋岩,陈孟晋,程胜飞,等.“中国天然气地质理论进展”[J].石油勘探与开发,2004(1).

常规能源范文第7篇

【关键词】单片机 ADC0809 能源互补 太阳能

1 引言

随着科技的发展,能源扮演着愈来愈重要的角色。近年来化石能源储存量不断地减少,根据统计,地球蕴藏的石油只能再开40年,天然气矿藏仅够60 年使用,煤矿还有150 年的存量。由于对能源的高度需求,人类终究会面临化石能源开发殆尽的一天。在未来数十年间,人类有必要开发出新一代的能源技术,以降低对石油、天然气和其他有限矿物能源的依赖度。目前,全世界对环境的关注也在日益加深,在这样的前提下,太阳能是非常有发展潜力的能源之一。其利用会越来越多。

针对上述问题,提出了把太阳能与常规电源配合为用电设备供电,以降低用电设备对常规能源的消耗,最大限度的利用太阳能的同时保证用电设备设备正常运行的节能方式,以减少用电设备设备对有限化石能源的消耗,同时起到了环境保护的作用。

2 系统工作原理

系统主要由主控芯片、电压电流采集电路、驱动控制电路组成,如图1所示。其中,电压电流采集电路采用ADC0809芯片,主控芯片AT89C51根据采集到的功率与所需功率进行对比,确认功率互补比例,发出控制命令,通过控制电路实现太阳能和常规能源互补对负荷的供能。

3 系统硬件电路设计

3.1 主控芯片及电路

主控芯片选用的为广泛使用的AT89C51单片机。AT89C51是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机,片内含4K字节的可反复擦写的程序存储器和128字节的数据存储器,并且该器件能够与MCS-51系列的单片机相互兼容。

AT89C51的电路主要由晶振电路和复位电路组成。晶振电路的作用是为AT89C51提供最基本的时钟信号,而复位电路则为AT89C51提供复位信号,本设计采用的为上电自动复位方式。

3.2 电压电流采集电路

利用ADC0809芯片实现对太阳能电池板的电压、电流进行采集,其连接方式如图2所示。其中,ADC0809的IN0口接电流信号、IN1口接电压信号,用接与单片机P0口的74LS373的Q0、Q1、Q2信号通过74LS138译码后作为ADC0809的片选信号,将片选信号分别与单片机的读写信号经74LS02进行或非处理后作为ADC0809的读(OE)写(START、ALE)信号。同时,由于ADC0809的工作频率小于单片机的ALE频率,需将单片机的ALE用D触发器进行二分频后作为ADC0809的时钟信号。

3.3 驱动控制电路

驱动电路用三极管与继电器的配合来实现,其原理图如图3所示。当三极管的基极有高电平信号时集电极与发射机便会导通,如此继电器的线圈将会通电,继电器的常开点将会闭合。图中LED灯D1-D4表示太阳能供电时的信号灯,D5-D8表示常规能源供电时的信号灯,D9-D12表示设备的工作情况信号灯。用此原理给A1-A8相应的信号即可达到能源互补的驱动控制。

4 控制程序设计

系统的控制程序由功率采集子程序和能源互补驱动子程序2部分组成。

当系统刚复位后,系统执行程序的顺序如下:

(1)功率采集子程序:通过ADC0809转换器采集太阳能电池板的电压、电流信号,每采集一次电压、电流信号将其相乘求出当时的功率,如此采集50次后相加求出平均功率。

(2)能源互补驱动子程序:将由上一步得出的太阳能电池板的功率与已知的单台用电设备功率进行对比以确定太阳能与常规能源的分配,完成分配后继续进行功率采集。图4为系统主程序的流程图。

5 结论

本设计的主要特点有:(1)对太阳能电池板的实时功率多次采集,确保了功率采集的准确性;(2)将传统的由常规能源单一供电改为由太阳能与常规能源互补供电;(3)单片机的管脚只使用了P0口,预留了很多管脚,可以方便的与其他系统配合使用。

参考文献

[1]张洪润,孙悦,张亚凡. 单片机原理及应用[M].北京: 清华大学出版社,2008.

[2]潘永雄.新编单片机原理与应用(第二版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.

[3]张洪润,孙悦,张亚凡.单片机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2008.

作者简介

龙江涛(1990-),男,新疆农业大学机械交通学院学生,所学专业为电气工程及其自动化。

通讯作者

李春兰(1967-),女,四川省三台人。博士,现为新疆农业大学机械交通学院副教授。研究方向为电力系统继电保护、新能源并网技术。

作者单位

常规能源范文第8篇

[关键词]供需形势;运输属性;运输负荷

[中图分类号]F512.3 [文献标识码]A [文章编号]1002-736×(2012)04-0027-04

近年来,全球能源需求增长迅猛从而引发能源市场的剧烈波动,在全球能源格局中拥有独霸地位的美国也多次受到能源危机的影响。能源是国家生存和发展的基础,是经济发展的重要推动力,保障能源供给,避免能源短缺已成为各国政府的首要任务;能源的供给运输,不再是单纯经济问题,已上升为涉及多层次的战略和安全问题。保证国家的经济安全首先要保证国家能源安全。即要有效控制境外能源资源并作合理投资;要建立充足稳固的国家能源战略储备,同时,确保能源供应链的安全(张国宝,2009)。对于能源供应链的安全保障,正是通过合理有效的能源运输,才能得以实现。能源运输贯穿于能源产地与消费地之间,且生产和消费的空间分布决定了能源运输的总体格局,了解其特征有利于研究能源运输的总体流向,并可通过区域产量与消费量的比对,可确定各区域的运输总量,从而为通道体系的综合评价和优化奠定基础(姜广君,2011)。

我国地域辽阔,能源分布范围广泛,能源产量丰富地区众多,但由于受到本地能源需求的影响,无法根据产量判断能源区外供给能力,而地区的能源对外供给能力,将直接影响能源运输通道的建设力度和发展方向,是政策研究的基础和保障(姜广君,2011)。根据地域及能源供需特征划分,将我国划分为七大区域。分别是:京津冀、晋陕蒙宁、东北、华东、中南、西南、新甘青地区。七大区域的能源生产与消费属性各有不同(姜广君,2011)。本文针对我国当前原煤、焦炭、石油、天然气、电力五大常规能源,分别从供需空间分布、能源运输流向及区域运输负荷等方面,进行分析和概述;通过区域生产量与消费量的比对,对五大能源分别进行运输平衡分析,研究各类能源的总体运输流向,确定七大地区的能源调运输入、输出属性;通过各地区能源调运量计算,完成各类能源的区际运输负荷分析,分别确定各类能源的高负荷运输区域,并据此提出我国区域能源运输通道建设的发展建议。

一、常规能源区域供需形势分析

我国常规一次能源资源主要分布在经济欠发达的西部和北部地区,据相关部门统计,截至2006年底,常规能源探明资源量8923亿吨标准煤。其中,煤炭、石油、天然气、水电的比重分别为84.5%、4.2%、4.1%和7.2%;煤炭资源绝大部分集中分布在山西、陕西、内蒙古和新疆四省区,占全国总储量的70%以上;石油、天然气资源主要分布在东北、华北、西北和海上;按经济可开发量计算,约60%以上的水资源集中在云南、贵州、四川、重庆和(张国宝,2010)。

根据能源生产总量数据统计,全国七大区域中,能源生产比重前三位分别是:晋陕蒙宁、华东、东北,1990-2009年,年均能源生产比重分别是38.52%、14.91%和12.76%。2009年,晋陕蒙宁地区能源生产总量125972.51万吨标准煤,占全国能源生产总量的45.31%,其次分别为,华东地区37409.17万吨标准煤,中南地区30198.48万吨标准煤,西南地区27701.12万吨标准煤,京津冀、东北、新甘青地区能源生产总量比重在5%~9%之间(国家统计局,2010)。可见,晋陕蒙宁地区作为我国能源生产基地的绝对优势已经确立。就能源消费总量而言,七大区域中,比重前三位分别是:华东、中南、晋陕蒙宁,1990-2009年,年均能源生产比重分别是28.05%、18.36%和14.67%。2009年,华东地区,能源消费总量117095.23万吨标准煤,占全国能源消费总量的29.44%,其次分别为:中南地区75446.93万吨标准煤,晋陕蒙宁地区61395.34万吨标准煤,东北地区45789.56万吨标准煤,京津冀、西南、新甘青地区能源消费总量比重在5%-10%之间。华东地区能源消费量远超过其他省区,成为我国的主要能源消费地。

对于我国当前使用的原煤、焦炭、石油、天然气、电力五大常规能源,通过分析各区域近五年的生产与消费平均比重,可进一步明确不同能源的区域供需形势。通过数据分析可知,不同区域的能源供需,在种类及数量方面各有不同。原煤生产比重前三位的是:晋陕蒙宁、华东、西南;而消费比重前三位的是:华东、晋陕蒙宁、中南。焦炭生产比重前三位的是:晋陕蒙宁、华东、京津冀;消费比重前三位的是:华东、京津冀、晋陕蒙宁。其他能源的区域供需形势如表-1所示。

二、区域运输属性分析

由表-1数据可知,七大地区均存有一定的能源生产能力,即理论上均可作为能源供应基地。但另一重要因素无法忽视,各地区在具有能源供给能力的同时,同样具有消耗需求,甚至多数地区能源需求远远超过自身供给能力,此时,则需要地区外的能源补充,从而保证供需平衡。真正意义的能源供给基地,应是在满足本地区能源需求的基础上,能够进行对外输出。因此,某地区的能源运输属性,是由其生产与消费能力差值的正负来决定的。假设实际生产中,不存在能源逆向运输的不合理现象,即某地区的能源消费缺口是在本地生产能源全部使用后,由区外调入补充,则可进行如下定义:将各地区能源消费量与生产量之差,视为该地区的区域能源运输量,若该数值为负,表明该区域能源消费量小于生产量,此时,该地区具有向其他地区提供能源供给的能力,总体运输属性为调出;反之,为能源调入。据此,计算不同种类能源各区域的运输量,并判断其运输属性,如表-2所示。

通过计算近五年不同的地区的能源运输量,可以发现,多数地区能源运输量数值均为正,表明多数地区虽具有能源生产能力,但仍无法满足自身消耗需求,需要由外部省区调人,维持供需平衡。其中,只有晋陕蒙宁地区,无论就单一种类能源,或是能源总量而言,运输量数据均为负,即处于能源调出状态,说明该地区煤炭、油气、电力五类能源,在满足自身需求的基础上,可以实现省外能源供给,是真正意义上的能源供应基地,该数据也为进一步证明晋陕蒙宁地区作为我国首要能源供应基地提供数据支持。此外,西南地区的焦炭、天然气、电力三类能源,以及新甘青地区的天然气、电力两类能源运输,也处于省外调出状态,表明该类地区当前承担着相应能源的省外供应任务。

根据各地区的能源运输属性及运输总量数据,可以进一步明

确各类能源的主要供给情况。原煤主要供给基地为晋陕蒙宁地区,调出量超过除华东外的其他五省区的需求总和;焦炭主要供给基地仍为晋陕蒙宁地区,西南地区也可提供部分供给,但相对较小,研究表明,晋陕蒙宁地区的焦炭外运总量超过其他地区的需求总和,说明该地区不仅可为其他省区提供供给,同时也是重要的焦炭出口基地;天然气主要供给基地为新甘青地区,晋陕蒙宁与西南地区也可提供有效供给,两地区总和可达到新甘青供应总量的50%左右;电力主要供给基地为晋陕蒙宁地区,新甘青与西南地区可提供有效供给,两地区总和达到晋陕蒙宁供应总量的64%左右;此外,对于石油资源而言,由于我国石油供给主要依靠进口,对外依存度较高,东北地区虽有较大规模开采中油田,但地区需求同样偏高,因此仅依据石油的区域运输量指标衡量,只有晋陕蒙宁地区,存在少量的石油对外输出能力,其他地区均需地区外部的石油供给,维持平衡。

三、区域运输负荷分析

通过区域能源运输量指标的研究,可了解地区的能源运输属性,同时,该指标的绝对值反映的是各地区境内发生的实际能源调运数量,该部分能源既可能是由省外调入,也可能是输出至省外,但无论其具有何种属性,均需要通过地区内部的能源运输体系得以实现。因此,可借助该指标,研究各地区所承担的能源运输负荷情况。取表-2数据绝对值,即为各地区间区际能源调运量,将各地区区际能源调运量汇总后,可得到全国区际能源调运总量,二者之比即为某地区区际能源运输量占全国总量的比重,可反映出该地区能源运输负荷的总体概况。计算各地区近五年年均区际调运量比重如表-3所示。

就能源总量而言,七大区域中,华东地区区际调运负荷最大,接近全国总量的35%;其次为晋陕蒙宁和中南地区,运输负荷比例分别接近25%与20%;三地区分别作为我国能源生产与消费的主要地区,与前述分析结果相一致。

分析各类能源的区际调运比重,可确定不同能源的高负荷运输地区。例如,原煤运输负荷前三位的地区分别是晋陕蒙宁、华东、中南。结合区域运输属性分析结果可知,晋陕蒙宁地区作为原煤供给基地,以运输输出为主,其他两地区作为原煤需求地区,则以运输输入为主。明确不同地区的运输负荷及流向,可为发展地区性能源运输通道的体系建设提供科学、准确的决策依据。因此,将不同种类常规能源的区际调运负荷进行排列和分析,可确定各种类能源的区际运输高负荷区域(如表-4所示)。

分析能源区际调运的高负荷区域排序结果,可知,排序靠前且出现频次较高的区域分别为晋陕蒙宁、华东以及京津冀地区。晋陕蒙宁作为我国首要的能源供应基地,区际能源调运负荷居首位,且处于能源外送状态;而华东地区原油区际调运负荷最高,且处于能源输入状态,表明该地区的原油消耗量巨大,且对外依存度最高;京津冀地区焦炭、天然气、电力三类能源的区际运输负荷分别位居第二和第三,运输状态同样为地区外输入格局。此外,研究表明,新甘青地区的天然气运输负荷高居首位,运输属性为省外输送,表明该地区是我国首要的天然气供给基地,相应的运输通道体系建设应与之相匹配。

四、我国常规能源区域运输通道发展的建议

通过上述完成的能源区域供需形势分析、运输属性分析以及运输负荷分析,最终确定了五大常规能源的总体运输流向,确定不同区域的能源调运输入、输出属性;找到了各类能源具有高运输负荷的具体地域。以上的分析结果,有助于我们提出具有较强针对性的区域能源运输通道发展建议。

(一)晋陕蒙宁地区铁路、电网双向发展

当前,晋陕蒙宁地区已成为我国主要的煤炭及电力供给基地,能源外送的畅通直接决定了基地保障作用的有效实现。铁路作为传统的能源运输方式,具有安全程度高、运力大、成本低、污染小及不受天气制约等诸多优势,应继续加大铁路建设力度,特别是能源专线的建设。以内蒙古为例,煤炭铁路运输主要依靠大包、大准铁路及包神、神朔铁路,后经秦皇岛港、黄骅港,转为海运。可利用成熟港口,积极开辟新的煤炭铁海联运通道,加快蒙西地区至曹妃甸港区煤炭运输通道的建设进程,重点路段可考虑增建双线、高速铁路等。

此外,晋陕蒙宁地区作为我国重要的电力供给基地,其电力外送能力的保障同等重要。发电被认为是煤作为能源使用的最好路径之一,煤电转化率仅次于煤制气,特别是在当前特高压输电技术日益成熟的背景下,可积极开发新型高效清洁煤炭发电技术,实现能源就地转化。因此,当前形势下应在加快能源铁路专线建设步伐同时,增加区域发电比重,大力推广特高压网络的空中输电线路建设。

(二)大力推进新甘青地区的天然气管道建设

新甘青地区是我国首要的天然气供给基地,其天然气调运比重占全国总量的三分之一,而天然气管道运输相对于铁路、公路等其他方式,具有安全稳定、速度快、污染小、有效运输时间长等优势,我国现有99%的天然气运输依靠管道实现。因此,应确保“十一五”期间规划建设的10条、全长1441公里的输气管道顺利投产,并在未来的10-12年内,实现天然气管道35万公里的建设目标,保证天然气管网的灵活调运和有力保障。

(三)华东地区能源运输的多种形式保障

华东地区作为我国能源消耗的主要地区,煤炭、油气四种常规能源的区际调运量均高居全国前三位,因此,对该地区的能源供给保障应实行多种形式并行发展。

华东地区所需煤炭70%以上依靠铁路运输,区外煤炭依托大秦线、侯月线等进海南下,区内煤炭通过连云港及长江内河港口运往华南及“长三角”等地。应在条件允许地区增建专用煤炭码头,发展煤炭铁海联运,内陆地区则确保煤炭运输铁路的畅通、高效;同时,由于该地区消耗煤炭中很大比例用于燃煤发电,可在地区内部及周边地区选择定点煤炭基地,合作共建电厂,通过推进煤电一体化,使煤炭就地或就近转化,可在缓解铁路运输压力的同时,减少运输的沿途污染。

此外,华东地区作为我国首位的经济发达地区,油气消耗量巨大,应加快华东地区的油气管线建设步伐,以及配套场站设施的完善。由于管道运输不同于油气勘探、开发等其他环节,需要对全国管网宏观布局,实行统一调配、协调、管理,避免浪费人力、物力的重复建设,因此,应在华东、华南等重要管网集中交汇地区,建立统一的管理组织机构,尤其是保证管网持续运行的维修、抢修体系,实现资源的有效共享。

[参考文献]

[1]国家统计局,中国统计年鉴2010[M].北京:中国统计出版社,2010.

[2]姜广君.我国能源运输通道体系综合评价及优化研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2011.

[3]张国宝.中国能源发展报告2009[M].北京:经济科学出版社,2009.

常规能源范文第9篇

我国地域辽阔,能源分布范围广泛,能源产量丰富地区众多,但由于受到本地能源需求的影响,无法根据产量判断能源区外供给能力,而地区的能源对外供给能力,将直接影响能源运输通道的建设力度和发展方向,是政策研究的基础和保障(姜广君,2011)。根据地域及能源供需特征划分,将我国划分为七大区域。分别是:京津冀、晋陕蒙宁、东北、华东、中南、西南、新甘青地区。七大区域的能源生产与消费属性各有不同(姜广君,2011)。本文针对我国当前原煤、焦炭、石油、天然气、电力五大常规能源,分别从供需空间分布、能源运输流向及区域运输负荷等方面,进行分析和概述;通过区域生产量与消费量的比对,对五大能源分别进行运输平衡分析,研究各类能源的总体运输流向,确定七大地区的能源调运输入、输出属性;通过各地区能源调运量计算,完成各类能源的区际运输负荷分析,分别确定各类能源的高负荷运输区域,并据此提出我国区域能源运输通道建设的发展建议。

一、常规能源区域供需形势分析

我国常规一次能源资源主要分布在经济欠发达的西部和北部地区,据相关部门统计,截至2006年底,常规能源探明资源量8923亿吨标准煤。其中,煤炭、石油、天然气、水电的比重分别为84.5%、4.2%、4.1%和7.2%;煤炭资源绝大部分集中分布在山西、陕西、内蒙古和新疆四省区,占全国总储量的70%以上;石油、天然气资源主要分布在东北、华北、西北和海上;按经济可开发量计算,约60%以上的水资源集中在云南、贵州、四川、重庆和(张国宝,2010)。

根据能源生产总量数据统计,全国七大区域中,能源生产比重前三位分别是:晋陕蒙宁、华东、东北,1990-2009年,年均能源生产比重分别是38.52%、14.91%和12.76%。2009年,晋陕蒙宁地区能源生产总量125972.51万吨标准煤,占全国能源生产总量的45.31%,其次分别为,华东地区37409.17万吨标准煤,中南地区30198.48万吨标准煤,西南地区27701.12万吨标准煤,京津冀、东北、新甘青地区能源生产总量比重在5%~9%之间(国家统计局,2010)。可见,晋陕蒙宁地区作为我国能源生产基地的绝对优势已经确立。就能源消费总量而言,七大区域中,比重前三位分别是:华东、中南、晋陕蒙宁,1990-2009年,年均能源生产比重分别是28.05%、18.36%和14.67%。2009年,华东地区,能源消费总量117095.23万吨标准煤,占全国能源消费总量的29.44%,其次分别为:中南地区75446.93万吨标准煤,晋陕蒙宁地区61395.34万吨标准煤,东北地区45789.56万吨标准煤,京津冀、西南、新甘青地区能源消费总量比重在5%-10%之间。华东地区能源消费量远超过其他省区,成为我国的主要能源消费地。

对于我国当前使用的原煤、焦炭、石油、天然气、电力五大常规能源,通过分析各区域近五年的生产与消费平均比重,可进一步明确不同能源的区域供需形势。通过数据分析可知,不同区域的能源供需,在种类及数量方面各有不同。原煤生产比重前三位的是:晋陕蒙宁、华东、西南;而消费比重前三位的是:华东、晋陕蒙宁、中南。焦炭生产比重前三位的是:晋陕蒙宁、华东、京津冀;消费比重前三位的是:华东、京津冀、晋陕蒙宁。其他能源的区域供需形势如表-1所示。

二、区域运输属性分析

由表-1数据可知,七大地区均存有一定的能源生产能力,即理论上均可作为能源供应基地。但另一重要因素无法忽视,各地区在具有能源供给能力的同时,同样具有消耗需求,甚至多数地区能源需求远远超过自身供给能力,此时,则需要地区外的能源补充,从而保证供需平衡。真正意义的能源供给基地,应是在满足本地区能源需求的基础上,能够进行对外输出。因此,某地区的能源运输属性,是由其生产与消费能力差值的正负来决定的。假设实际生产中,不存在能源逆向运输的不合理现象,即某地区的能源消费缺口是在本地生产能源全部使用后,由区外调入补充,则可进行如下定义:将各地区能源消费量与生产量之差,视为该地区的区域能源运输量,若该数值为负,表明该区域能源消费量小于生产量,此时,该地区具有向其他地区提供能源供给的能力,总体运输属性为调出;反之,为能源调入。据此,计算不同种类能源各区域的运输量,并判断其运输属性,如表-2所示。

通过计算近五年不同的地区的能源运输量,可以发现,多数地区能源运输量数值均为正,表明多数地区虽具有能源生产能力,但仍无法满足自身消耗需求,需要由外部省区调人,维持供需平衡。其中,只有晋陕蒙宁地区,无论就单一种类能源,或是能源总量而言,运输量数据均为负,即处于能源调出状态,说明该地区煤炭、油气、电力五类能源,在满足自身需求的基础上,可以实现省外能源供给,是真正意义上的能源供应基地,该数据也为进一步证明晋陕蒙宁地区作为我国首要能源供应基地提供数据支持。此外,西南地区的焦炭、天然气、电力三类能源,以及新甘青地区的天然气、电力两类能源运输,也处于省外调出状态,表明该类地区当前承担着相应能源的省外供应任务。

根据各地区的能源运输属性及运输总量数据,可以进一步明确各类能源的主要供给情况。原煤主要供给基地为晋陕蒙宁地区,调出量超过除华东外的其他五省区的需求总和;焦炭主要供给基地仍为晋陕蒙宁地区,西南地区也可提供部分供给,但相对较小,研究表明,晋陕蒙宁地区的焦炭外运总量超过其他地区的需求总和,说明该地区不仅可为其他省区提供供给,同时也是重要的焦炭出口基地;天然气主要供给基地为新甘青地区,晋陕蒙宁与西南地区也可提供有效供给,两地区总和可达到新甘青供应总量的50%左右;电力主要供给基地为晋陕蒙宁地区,新甘青与西南地区可提供有效供给,两地区总和达到晋陕蒙宁供应总量的64%左右;此外,对于石油资源而言,由于我国石油供给主要依靠进口,对外依存度较高,东北地区虽有较大规模开采中油田,但地区需求同样偏高,因此仅依据石油的区域运输量指标衡量,只有晋陕蒙宁地区,存在少量的石油对外输出能力,其他地区均需地区外部的石油供给,维持平衡。

三、区域运输负荷分析

通过区域能源运输量指标的研究,可了解地区的能源运输属性,同时,该指标的绝对值反映的是各地区境内发生的实际能源调运数量,该部分能源既可能是由省外调入,也可能是输出至省外,但无论其具有何种属性,均需要通过地区内部的能源运输体系得以实现。因此,可借助该指标,研究各地区所承担的能源运输负荷情况。取表-2数据绝对值,即为各地区间区际能源调运量,将各地区区际能源调运量汇总后,可得到全国区际能源调运总量,二者之比即为某地区区际能源运 输量占全国总量的比重,可反映出该地区能源运输负荷的总体概况。计算各地区近五年年均区际调运量比重如表-3所示。

就能源总量而言,七大区域中,华东地区区际调运负荷最大,接近全国总量的35%;其次为晋陕蒙宁和中南地区,运输负荷比例分别接近25%与20%;三地区分别作为我国能源生产与消费的主要地区,与前述分析结果相一致。

分析各类能源的区际调运比重,可确定不同能源的高负荷运输地区。例如,原煤运输负荷前三位的地区分别是晋陕蒙宁、华东、中南。结合区域运输属性分析结果可知,晋陕蒙宁地区作为原煤供给基地,以运输输出为主,其他两地区作为原煤需求地区,则以运输输入为主。明确不同地区的运输负荷及流向,可为发展地区性能源运输通道的体系建设提供科学、准确的决策依据。因此,将不同种类常规能源的区际调运负荷进行排列和分析,可确定各种类能源的区际运输高负荷区域(如表-4所示)。

分析能源区际调运的高负荷区域排序结果,可知,排序靠前且出现频次较高的区域分别为晋陕蒙宁、华东以及京津冀地区。晋陕蒙宁作为我国首要的能源供应基地,区际能源调运负荷居首位,且处于能源外送状态;而华东地区原油区际调运负荷最高,且处于能源输入状态,表明该地区的原油消耗量巨大,且对外依存度最高;京津冀地区焦炭、天然气、电力三类能源的区际运输负荷分别位居第二和第三,运输状态同样为地区外输入格局。此外,研究表明,新甘青地区的天然气运输负荷高居首位,运输属性为省外输送,表明该地区是我国首要的天然气供给基地,相应的运输通道体系建设应与之相匹配。

四、我国常规能源区域运输通道发展的建议

通过上述完成的能源区域供需形势分析、运输属性分析以及运输负荷分析,最终确定了五大常规能源的总体运输流向,确定不同区域的能源调运输入、输出属性;找到了各类能源具有高运输负荷的具体地域。以上的分析结果,有助于我们提出具有较强针对性的区域能源运输通道发展建议。

(一)晋陕蒙宁地区铁路、电网双向发展

当前,晋陕蒙宁地区已成为我国主要的煤炭及电力供给基地,能源外送的畅通直接决定了基地保障作用的有效实现。铁路作为传统的能源运输方式,具有安全程度高、运力大、成本低、污染小及不受天气制约等诸多优势,应继续加大铁路建设力度,特别是能源专线的建设。以内蒙古为例,煤炭铁路运输主要依靠大包、大准铁路及包神、神朔铁路,后经秦皇岛港、黄骅港,转为海运。可利用成熟港口,积极开辟新的煤炭铁海联运通道,加快蒙西地区至曹妃甸港区煤炭运输通道的建设进程,重点路段可考虑增建双线、高速铁路等。

此外,晋陕蒙宁地区作为我国重要的电力供给基地,其电力外送能力的保障同等重要。发电被认为是煤作为能源使用的最好路径之一,煤电转化率仅次于煤制气,特别是在当前特高压输电技术日益成熟的背景下,可积极开发新型高效清洁煤炭发电技术,实现能源就地转化。因此,当前形势下应在加快能源铁路专线建设步伐同时,增加区域发电比重,大力推广特高压网络的空中输电线路建设。

(二)大力推进新甘青地区的天然气管道建设

新甘青地区是我国首要的天然气供给基地,其天然气调运比重占全国总量的三分之一,而天然气管道运输相对于铁路、公路等其他方式,具有安全稳定、速度快、污染小、有效运输时间长等优势,我国现有99%的天然气运输依靠管道实现。因此,应确保“十一五”期间规划建设的10条、全长1441公里的输气管道顺利投产,并在未来的10-12年内,实现天然气管道35万公里的建设目标,保证天然气管网的灵活调运和有力保障。

(三)华东地区能源运输的多种形式保障

华东地区作为我国能源消耗的主要地区,煤炭、油气四种常规能源的区际调运量均高居全国前三位,因此,对该地区的能源供给保障应实行多种形式并行发展。

华东地区所需煤炭70%以上依靠铁路运输,区外煤炭依托大秦线、侯月线等进海南下,区内煤炭通过连云港及长江内河港口运往华南及“长三角”等地。应在条件允许地区增建专用煤炭码头,发展煤炭铁海联运,内陆地区则确保煤炭运输铁路的畅通、高效;同时,由于该地区消耗煤炭中很大比例用于燃煤发电,可在地区内部及周边地区选择定点煤炭基地,合作共建电厂,通过推进煤电一体化,使煤炭就地或就近转化,可在缓解铁路运输压力的同时,减少运输的沿途污染。

常规能源范文第10篇

关键词:能源;发展趋向;非常规油气;新能源

一、以“全球观”看中国

(一)全球一次能源消费状况(资料来源:ETRI)

全球一次能源消费将不断增长,但增速逐渐放缓,预测在2045年左右_到167亿吨油当量的峰值,之后增长停滞并缓慢回落。在能源消费结构上,煤炭和石油比重逐渐下降,但仍以化石能源为主,未来天然气将成为第一大能源。但随着全球环保意识的加强,非化石能源消费开始增长,预测在2050年将达到一次能源消费总量的23%左右,全球一次能源消费逐渐趋于清洁化。

可以看出,中国一次能源消费逐年增长,始终排在世界前列,2016年已经成为众多国家当中能源消费最多的,占比世界一次能源消费的22.6%。排名其后的依次是美国、俄罗斯、印度和日本。

(二)全球剩余油气资源量

2016年,全球油气剩余探明可采储量保持增长。石油剩余储量为2415.8亿吨,增长0.2%;天然气剩余储量为191.2万亿立方米,增长0.3%。可以看出,中国油气资源剩余探明可采储量相比其他国家是相当低的。也就是说在未来,中国能源消费想要完全自给自足基本上是不可能的,中国必将在较长一段时间处于油气进口大国的地位。

未来全球石油和天然气的产量增长将更加依赖于非常规资源。预计全球石油2030年达到52亿吨左右的高峰产量,其中常规油产量2030年增至42.4亿吨,之后缓慢下降。预计常规天然气产量2030年达到3.4万亿立方米,之后基本保持这一水平,2040年后有所下降;非常规天然气(页岩气、致密气、煤层气、生物气等)产量增长迅速,尤其是页岩气,其产量在2050年将增长至1.1万亿立方米左右,约占全球天然气总产量的20%。因此,非常规油气行业必定很有发展前景的。

二、以国内统计数据看中国能源

(一)国内一次能源消费情况(数据来源:中石油经研院)

国内一次能源消费持续增长,预计于2035年前后将达到37.5亿吨油当量的峰值,之后开始下降。在能源结构方面,国内一次能源逐渐趋于清洁。由于中国严格的控煤政策和公民环保意识的提高,煤炭消费已达峰值开始逐步下降;石油消费还有一定增长空间,但变化不会太大;而天然气和非化石能源作为清洁能源,其消费将不断增长,并且在一次能源中的占比越来越大。

(二)国内油气行业的发展预测

(1)石油

可以看出,中国石油产量还具有一定的增长空间,这主要来源于非常规石油开采技术的发展。国内石油总产量预测在2030年左右将达到2.3亿吨的峰值,之后石油产量逐渐下降。

中国对石油的需求量仍在不断增长,主要来源于交通运输对石油的需求。随着燃料替代和电动汽车的发展普及,预测成品油消费量在2030年左右将达到峰值并开始出现较快下降。但由于国内石油产量始终满足不了石油需求量,中国已经超越美国成为最大石油净进口国,这一地位将在较长时间内保持不变。

(2)天然气

由于中国的页岩气、煤层气、生物气和致密气等非常规天然气资源丰富且开采技术日趋成熟,中国的天然气产量还有很大的增长空间,预计高峰产量将达到4200-4300亿立方米。其中页岩气产量有望达到1000亿立方米,所以非常规天然气开采还是很有发展前景的。

前面提到,未来天然气将成为第一大能源,国内对天然气的需求量将迅猛增长。预测到2050年能够达到美国目前的消费水平7100亿立方米。这也说明中国未来天然气对外依存度将不断增长,预计2050年天然气进口量将高达2850亿立方米左右。美国的天然气进口量在不断下降,预计到2020年将由净进口转变为净出口,而中国将长时间从国外进口天然气以满足庞大的天然气需求量。不过,这说明中国的天然气行业是很有发展前景的,中国迫切需要天然气行业的高技术人才。

图2 3国内天然气需求量与产量变化

(三)新能源的发展

上一篇:生物质能源范文 下一篇:新能源客车范文

友情链接