/programs/view/3mKJcB_LyyQ/
本科生课程报告考核试卷
科 目：
能 源 与 可 持 续 发 展
教 师： 唐 胜 利 （ 教 授 ）
小 组 编 号： 第 8 组
小 组 成 员：陆春荣 王海峰 郭宇 伍彬彬 尹琳
上课时间： 2013年3月 至 2013年6月
报 告 成 绩：
阅卷评语：
阅卷教师 （签名）
2013年3月25日
能源利用面临的挑战
摘要：
众所周知，化石能源是不可再生能源，随着人类对化石能源的过度开采以及使用量不断地增加，它们必然不能再可以满足人们能源利用的需求。所以，能源将面临着更大的压力，不仅传统能源的供应能力越来越小，气候环境的变化也愈发引起人们的关注，这都对新能源发展提出了较高的期望和要求。
本文主要介绍了目前世界能源利用方面遇到的一些挑战，主要谈及三个挑战：一、能源利用效率低；二、可利用能源紧缺；三、新能源利用存在的局限。以及一些应对策略及建议。
关键字：能源 利用 挑战 建议
1 能源的科学定义
能源,是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。 “是可以从其中获得热、光和动力之类能量的资源”。它作为一种自然资源，包括：包括煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。它是人类生存和社会发展的先决条件与重要物质基础。
2 目前能源利用的状况
我国能源消耗以煤为主（我国煤炭消费量每年约占全世界煤炭消耗总量的％，可以称为全球煤炭消费的第一大户，约占我国消耗总量的67％，世界平均水平是25％），且能源利用率低，专家预测，在本世纪前30年内，煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位。
随着经济的不断发展，能源的使用量不断的扩增，能源甚至成为了控制一个国家经济发展的极其重要的因素。
如 图一 显示的是2011年全球能源消耗构成。图二 显示的是对全球能源消耗的一个预测。而有数据显示：全球2011年总能源消耗量达175.35亿吨标煤，其中以化石燃料为主，占全球能源消费量的87%。也就是说，煤、石油、天然气仍然是各个国家的三大能源巨头。而包括核能、可再生能源等在内新能源中，在其全球的能源利用比例中占的总份额还是较低的。
图一
图二
图2 而再细看我国能源利用的状况（见下图三），其中也较明显得看出，化石燃料也还是占有了不可动摇的大份额，其中以70%的煤用量居多。
图三
众所周知，化石能源是不可再生能源，随着人类对化石能源的过度开采以及使用量不断地增加，它们必然不能再可以满足人们能源利用的需求。
所以，能源将面临着更大的压力，不仅传统能源的供应能力越来越小，气候环境的变化也愈发引起人们的关注，这都对新能源发展提出了较高的期望和要求。
从中国与世界目前的能源利用结构中看出：
○1人类目前对化石能源存在很强的依赖性。
○2化石能源是不可再生能源，随着人类对化石能源的过度开采以及使用量不断地增加，必然不能再可以满足人们能源利用的需求。
○3新能源利用比例过低，效果不突出
3 能源利用面临的挑战
3.1 能源利用效率低
3.1.1 设备技术落后 目前，化石燃料，仍然是能源使用中最为重要的，如我国尤以用煤至多。但是，前能源开发利用设备和技术落后。
据资料显示：由于技术等问题，我国能源终端利用效率仅为33％，比发达国家低约10～20个 。而且单位产品的能耗平均比发达国家高约40%。
铁路和管道运输能力不足。2006年上半年，煤炭运量增长13.3%，而工业产业投资增长47.8%，运输能力远远不能满足需要。其次，由于公路运输费用过高，造成铁路运输拥挤不堪，但仍无法满足需要。
3.1.2 浪费严重
虽然我国是产煤大国，但在开采、运输、加工、转换、使用等各个环节都有较大的损失，在这些过程中，都会造成很大的浪费。
我国能源消费量巨大，浪费也非常严重。据统计我国煤炭资源的平均有效回采率只有30%左右，有些小煤窑的有效回采率只有10%左右。在能源开采过程中，大量的可采资源被白白浪费掉了。我国能源利用效率目前仍然很低，比OECD国家落后20年，相差10个百分点。比如工业锅炉，我们的平均能耗效率为60%，低于发达国家20个百分点。“我国能源利用效率目前仍然很低，比OECD国家落后20年，相差10个百分点。比如工业锅炉，我们的平均能耗效率为60%，低于发达国家20个百分点。
3.2 可利用能源紧缺
3.2.1 煤、电、油等供给不足
随着社会经济的发展，对能源的需求也日益增长。预计，2010年全球能源需求量达到105.99亿吨油当量，2020年达到128.89亿吨当量，2025年则达到136.50亿吨当量，平均年增率为2%供给不足是能源短缺的根本原因。目前世界的化石能源岌岌可危：截止到2003年底，全球剩余的石 油已探明的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到2040年，最多到2050年就要用完；而天然气估计可以用到2050年，加上可能再发现的天然气田,最目前世界的化石能源岌岌可危：截止到2003年底，全球剩余的石
油已探的可开采量为1565.8亿 吨，如果，以后没有发现新的蕴 藏量可观的油田的话，估计到2040年，最多到2050年就要用完；而天然气估计可以用到2050年，加上可能再发现的天然气田,最多用到2090年；煤炭的情况好一些，估计可以再用200年甚至300年。综上所述，到本世纪末，除煤炭外, 其它的化石能源就要开采殆尽！“能源危机” 之说绝不是危言耸听！
由于1998年国家整顿小煤矿而大中煤矿的建设不完善，使煤炭供给严重短缺。“九五”期间，大中型煤矿的开工建设规模仅为“七五”，“八五”时期的30%。而且1996年我国“软着陆”以后，于“九五”后期调整了电力建设规模，1999年到2002年以及一直到现在新装机增长明显下降，而经济增长引起高耗能行业的发展，对能源的需求增加很大，供给的增加赶不上需求的增加，必然造成电力和煤炭供应紧张的局面。
3.2.2 能源总量大，人均占有少
能源通常分为一次能源和二次能源，目前煤炭、原油、天然气、水能等是使用最广泛的一次能源，即通常意义上的常规能源。
我国一次能源储量丰富，能源消费主要靠国内供应，能源自给率达94%，虽然我国是世界上第二大能源生产国，但同时也是第二大能源消费国，2004年一次能源生产总量18.46亿吨标准煤，消费19.7亿吨标准煤，今年将首次超过20亿吨标准煤。 我国常规能源探明技术可开发资源总量超过8230亿吨标准煤，探明剩余经济可采储量1392亿吨标准煤,约占世界总量的10.1%。
中国人均能源消耗也处于很低水平，2005年约为世界平均水平的3/4、美国的1/7。人均能耗低导致对高能源需求的预期。只要中国人均能耗达到美国的25%，其能源总需求就会超过美国。只要人均石油消费达到目前的世界平均水平，其石油消费总量将达到6.4亿吨，如果保持现在1.8亿吨的石油产量水平，中国石油进口依存将达72%，超过目前美国的石油进口依存(63%)。
而我国能源储量虽然很丰富，水能资源和煤炭探明储量分别居世界第一、第三位，但人均却只有世界平均水平的一半左右，石油、天然气等人均储量更是低于世界平均水平。
3.2.3 技术发展跟不上人类的需求，新能源补给受限
由于能源开采和使用的一些技术较为落后，导致我国能源利用效率低下。目前，全国煤矿采煤机械化程度仅为45%，远低于国际上80%-100%的先进水平。科技进步对我国煤炭经济增长的贡献率不到30%，而国外已达到70%-80%。目前我国主要煤炭技术装备产品与发达国家相比，性能指标落后15年左右。 按单位国民收入能耗比较，我国分别是日本、德国和美国的10.6倍、8.3倍和4.6倍。有很大比例的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。
虽然核能、太阳能、风能、地热能、氢能、海洋能等则是随着人类对自然界认识的深化和技术进步基础上进行开发和利用的能源，除核能外，大多数尚处于开发和小规模生产阶段。
比如：
1、我国是太阳能热水器生产量与销售量最大的国家；但从房屋的热水 器安装率来说，以色列已达到80%，日本为11%，台湾也达到2.7%，我国仅在千分之几左右。
2、我国的已经运行的核电站有： 1）秦山核电站2）大亚湾核电站；3）田湾核电站，但功率都较小，无法满足人们的需求。
3、我国的风力资源丰富，风力电厂主要分布在新疆、内蒙等地，例如，闻名全球的新疆的达坂城风力发电厂。但是风力不稳定，受季节性影响大，储存与传输难。
3.3 新能源利用存在局限
新能源（或称可再生能源更贴切）主要有：太阳能、风能、地热能、生物质能等。
3.3.1 太阳能利用存在的局限
（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。（2）地理位置：平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大。 （3）季节：而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。
（4）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响。所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的。
目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。
3.3.2 风能利用存在的局限
(1)能量密度低
由于风能来源于空气的流动，而空气的密度很小，每立方米空气的质量只有1．226kg，因此风力的能量密度很小，只有100～300W／m2，太阳能的能量密度为lkW／m2。必须增大扫风面积来获取足够的风能。
(2)不稳定性
由于气流瞬息百变．风时有时无，时大时小，日、月、季的变化都十分明显等。
(3)特殊气象环境的风资源有时不可利用
经常出现覆冰、浮雪、冻雨的地区会严重影响风力发电机组的运行乃至损坏设备。
4 应对措施及建议
4.1 合理利用能源，提高能源的使用效率。
从可持续发展的角度看，合理利用能源，提高能源的使用效率应该放在优先地位。（1）政府应加强节能法的宣传教育，提高人民的节能意识。例如北京市市民普遍提倡并付诸行动的空调节能方法值得发扬光大，使用空调夏天调高一度，冬天调低一度，效果差不多，事实上已节约了很大一部分电能。（2）增加对先进节能技术的研发投入，并使节能技术应用于更广泛的领域中去。如生活中节电、
