武漢大學(xué)公選課《能源科學(xué)概論》結(jié)業(yè)作業(yè) 電能與能源.docx

電能與能源 能源科學(xué)概論結(jié)業(yè)作業(yè)姓名： 學(xué)號：學(xué)院： 內(nèi)容簡介：（1） 電能的意義、特點（2） 電能的產(chǎn)生與利用（3） 中國電能行業(yè)發(fā)展回顧（4） 中國電能行業(yè)出現(xiàn)的矛盾（5） 未來電能行業(yè)的展望（6） 總結(jié)人類歷史的發(fā)展和利用的能源緊密相關(guān)。原始社會和封建社會人門主要使用薪柴燃料，社會生產(chǎn)力十分低下，而始于18世紀的第一次工業(yè)革命主要使用煤炭等化石燃料，社會生產(chǎn)力發(fā)展迅速。發(fā)明于19世紀70 年代，電能的發(fā)明和應(yīng)用掀起了第二次工業(yè)化高潮。成為人類歷史18世紀以來，第二次工業(yè)革命便應(yīng)運而生，從此科技改變了人們的生活，緊隨著人類就進入了電氣時代，社會發(fā)展的腳步更加迅猛加快。20世紀出現(xiàn)的大規(guī)模電力系統(tǒng)是人類工程科學(xué)史上最重要的成就之一。1電能的意義和特點電能是十分清潔方便的二次能源。電能是實現(xiàn)工業(yè)自動化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)：電能在工農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用不但能提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，節(jié)約原材料和燃料的消耗，并為新技術(shù)的應(yīng)用開辟了廣闊前景。電能替代其他能源可大大降低單位產(chǎn)值能耗，節(jié)約能源。電能為迅速提高現(xiàn)代社會的生活水平及文明程度奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。在能源構(gòu)成中電能消耗的指數(shù)通常標志著一個國家的發(fā)達程度和工業(yè)化水平。這就決定了電能在國民生產(chǎn)中的重要地位和戰(zhàn)略價值。發(fā)展電能是新能源的廣泛應(yīng)用和建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的必然結(jié)果：除了水能資源的大規(guī)模開發(fā)是就地筑壩發(fā)電外，太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿拇笠?guī)模應(yīng)用，幾乎無一例外地是將這些新能源首先轉(zhuǎn)換成電能，核能也是如此。在21世紀世界能源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的化石能源轉(zhuǎn)向以可再生能源為基礎(chǔ)的持久能源系統(tǒng)的過程中，以電能代替非電能源是一個不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。電能的特點是發(fā)電、傳輸、用電都是同時發(fā)生。由于目前尚不能大規(guī)模地儲存電能，因此電能生產(chǎn)中的發(fā)電、供電、配電必須緊密配合，具有不間斷連續(xù)工作的功能2電能的產(chǎn)生與利用 目前我國的發(fā)電方式主要有火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電以及少量的潮汐發(fā)電和地?zé)崮馨l(fā)電。但到現(xiàn)在為止我國依存度最大的還是火力發(fā)電，這種以燃燒煤炭和垃圾的發(fā)電方式對環(huán)境的污染很大。 a火力發(fā)電煙氣污染：煤炭直接燃燒排放的SO2、氮氧化物等酸性氣體區(qū)酸雨量增加。粉塵污染：對電站附近環(huán)境造成粉煤灰污染，對人們的生活及植物的生長造成不良影響。資源消耗：煤炭被稱為“色的黃金”，直接燃燒掉用來發(fā)電十分可惜。 b水力發(fā)電水電要淹沒大量土地，有可能導(dǎo)致生態(tài)破壞，一旦崩潰，后果將不堪設(shè)想。另外，一個國家的水力資源也是有限的，而且還要受季節(jié)的影響。c風(fēng)力發(fā)電噪聲，視覺污染。占用大片土地及林地，對植被破壞大。不穩(wěn)定，不可控。目前成本仍然很高。2011年3月6日，國家電監(jiān)會主席吳新雄表示：“2011年中國總發(fā)電量達到4.8萬億千瓦時，居世界第一位?！睋?jù)統(tǒng)計，2009年我國總發(fā)電量3.65萬億千瓦時，風(fēng)電上網(wǎng)電量276億千瓦時，風(fēng)電占比0.76%;2010年總發(fā)電量4.23億千瓦時，風(fēng)電量501億千瓦時，風(fēng)電占比1.18%。2011年風(fēng)電占比繼續(xù)小幅上升，但未見實質(zhì)性突破。d核能發(fā)電核電是一把雙刃劍。核電是一種十分清潔的能源，而且它是一種能量值很高的能源。即1千克鈾235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2700噸標準煤燃燒放出的能量。但鏈式反應(yīng)必須能由人通過一定裝置進行控制，失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電，還會釀成災(zāi)害。特別是經(jīng)過3.11東日本大地震的福島核電站爆炸泄露事件后，世人對核電更是謹慎小心。 下表是中國2010-2011年1-12月能源生產(chǎn)統(tǒng)計中國2010-2011年1-12月能源生產(chǎn)統(tǒng)計年/月天然原油(萬噸)天然氣(億立方米)發(fā)電量(億千瓦小時)總量火力發(fā)電量(億千瓦小時)水力發(fā)電量(億千瓦小時)2010 121751.888.43677.83040.9472.32011 21590.688.63100.82624.0325.431757.488.53830.13232.4411.641696.080.03663.83070.4421.051742.980.83775.43087.0511.461714.681.63968.23127.5664.171729.983.74251.53392.0698.381711.380.84260.43457.7656.191629.178.73860.63146.4568.5101667.083.73640.42990.3501.2111646.290.53713.03063.2493.5121698.098.74038.13425.1442.12010 1-1220301.4944.841412.633253.46621.72011 1-23372.2186.16772.95737.2723.81-35135.6274.310650.79006.51136.21-46831.9354.814304.512099.51558.31-58574.4431.618161.815277.82076.51-610289.4513.822166.118432.52742.01-712019.5597.626425.921853.23439.31-813730.8678.930732.725401.44105.11-915361.2762.734540.128532.24673.91-1017024.0842.038181.431525.35175.01-1118670.1930.141939.034612.05675.61-1220364.61025.346036.738137.36107.8下面給出的數(shù)據(jù)是中國1980-2010電能消費總量和構(gòu)成統(tǒng)計中國歷年電能消費總量和構(gòu)成統(tǒng)計(1980-2010)(二)年份發(fā)電煤耗計算法能源消費總量(萬噸標準煤)占能源消費總量的比重(%)煤炭石油天然氣水電.核電.其他能發(fā)電水電核電19806027572.220.73.14.04.0-19815944772.720.02.84.54.5-19826206773.718.92.54.94.9-19836604074.218.12.45.35.3-19847090475.317.42.44.94.9-19857668275.817.12.24.94.9-19868085075.817.22.34.74.7-19878663276.217.02.14.74.7-19889299776.117.12.14.74.7-19899693476.117.12.14.74.7-19909870376.216.62.15.15.1-199110378376.117.12.04.84.8-199210917075.717.51.94.94.9-199311599374.718.21.95.25.10.1199412273775.017.41.95.75.20.5199513117674.617.51.86.15.70.4199613519273.518.71.86.05.60.4199713590971.420.41.86.45.90.4199813618470.920.81.86.56.10.4199914056970.621.52.05.95.50.4200014553169.222.22.26.45.90.4200115040668.321.82.47.57.10.4200215943168.022.32.47.36.80.5200318379269.821.22.56.55.70.8200421345669.521.32.56.75.90.8200523599770.819.82.66.85.90.8200625867671.119.32.96.75.90.7200728050871.118.83.36.85.90.8200829144870.318.33.77.76.70.8200930664770.417.93.97.86.50.8201032493968.019.04.48.67.10.7從上面的數(shù)據(jù)可以看出1980-2010年這20年中我國能源結(jié)構(gòu)中煤炭、石油的比例在逐年降低，而天然氣、水電、核電等清潔能源的使用率正在逐年增加。這是我國能源產(chǎn)業(yè)向更高級形式發(fā)展的必然結(jié)果。3.中國電能行業(yè)發(fā)展回顧新中國建立以來我國的能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。改革開放以來，中國能源工業(yè)迅速發(fā)展，為保障國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展作出了重要貢獻，中國是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國和消費國。能源供應(yīng)持續(xù)增長，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供了重要的支撐。其中電力行業(yè)的貢獻是不可忽略的。下面有數(shù)據(jù)作為依據(jù)中國歷年能源生產(chǎn).消費與國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度統(tǒng)計(1980-2010)年份國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度(%)能源生產(chǎn)增長速度(%)電力生產(chǎn)增長速度(%)能源消費增長速度(%)電力消費增長速度(%)能源生產(chǎn)彈性系數(shù)電力生產(chǎn)彈性系數(shù)能源消費彈性系數(shù)電力消費彈性系數(shù)19807.8-1.36.62.96.60.850.370.8519815.2-0.82.9-1.43.00.560.5819829.15.66.04.45.90.620.660.480.65198310.96.77.26.47.30.610.660.590.67198415.29.27.37.47.40.610.480.490.49198513.59.98.98.19.00.730.660.600.6719868.83.09.55.49.50.341.080.611.08198711.63.610.67.210.60.310.910.620.91198811.35.09.67.49.70.440.850.650.8619894.16.17.34.27.31.491.771.031.7819903.82.26.21.86.20.581.630.471.6319919.20.99.15.19.20.100.990.551.00199214.22.311.35.211.50.160.800.370.81199314.03.615.36.311.00.261.090.450.79199413.16.910.75.89.90.530.820.440.76199510.98.78.66.98.20.800.790.630.75199610.03.17.23.17.40.310.720.310.7419979.30.35.10.54.80.030.550.060.5219987.8-2.72.70.22.80.350.030.3619997.61.66.33.26.10.210.830.420.8020008.42.49.43.59.50.281.120.421.1320018.36.59.23.39.30.791.110.401.1220029.14.711.76.011.80.521.290.661.30200310.014.115.515.315.61.411.551.531.56200410.114.415.316.115.41.431.511.601.52200511.310.013.510.613.50.881.190.931.19200612.77.414.69.614.60.581.150.761.15200714.26.514.58.414.40.461.020.591.0120089.65.45.63.95.60.560.580.410.5820099.25.47.15.27.20.590.780.570.78201010.48.113.36.013.20.781.280.581.27從上面的數(shù)據(jù)明顯可以看出電能的生產(chǎn)和消費在多數(shù)年份里的增長速度大于GDP的增長率，同樣可以看出電能生產(chǎn)和消費的增長速度每年都大于能源生產(chǎn)和消費的增長速度，這足以說明中國電能為我國國民經(jīng)濟發(fā)展做出的貢獻是不可替代的、不可磨滅的。4.中國電能行業(yè)出現(xiàn)的矛盾中國電能行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在雖然取得十分輝煌曙目的成就，但如今我國的電力發(fā)展也遇到了不少挑戰(zhàn)。a. 全國用電需求不斷增加，電力缺口不斷加大，冬夏時節(jié)個別地區(qū)還會出現(xiàn)電荒甚至拉閘限電等現(xiàn)象。這與我國全面實現(xiàn)小康社會、構(gòu)建和諧社會的節(jié)奏明顯不符。國家電監(jiān)會在10日召開的年度工作會議上透露，2011年全社會用電量達4.7萬億千瓦時，同比增長11.7%。中國電力企業(yè)聯(lián)合會日前預(yù)測，2012年，我國電力需求增速將有所放緩，預(yù)計全社會用電量增速在8.5%至10.5%之間，全社會用電量將達到5.14萬億千瓦時。供應(yīng)方面，預(yù)計新增裝機8500萬千瓦左右，其中，水電新增2000萬千瓦左右，火電新增縮小到5000萬千瓦左右，年底全口徑發(fā)電裝機容量達到11.4億千瓦左右。不過，報告指出：“2012年水電生產(chǎn)形勢可能仍不樂觀，保障電力供應(yīng)最關(guān)鍵的是要確?；痣娚a(chǎn)的電煤供應(yīng)?！备鶕?jù)目前情況判斷，2012年，汛前水電來水偏枯可能性較大，電煤地區(qū)性、時段性矛盾仍然比較突出，供應(yīng)外部環(huán)境依然比較嚴峻。b. 煤炭等原材料的價格不斷上漲、水電廠隨季節(jié)影響，導(dǎo)致電廠運營成本持續(xù)上漲，但電價上調(diào)勢必影響人民生活成本，推高CPI上揚，引起社會不滿。今年的兩會期間電價改革成為焦點?；痣娦袠I(yè)近年來虧損嚴重，遇到經(jīng)營困難，40.8%的代表委員認為火電虧損是由于“煤價過高”，16.3%的代表委員認為是由于“電價過低”，10.2%的受訪對象認為是由于“電煤供不應(yīng)求”，但也有18.4%的代表委員認為是由于“電企管理不良”。中國電力企業(yè)聯(lián)合會在其官網(wǎng)發(fā)布電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃滾動研究報告(下稱報告)稱，中國電價水平偏低，2015年合理的平均銷售電價應(yīng)在728.7元/千千瓦時，較2010年上漲27.6%、年均增長5%。c.中國電能質(zhì)量治理市場發(fā)展還處于初級階段中國電能質(zhì)量治理市場從目前來看，其整體市場規(guī)模與發(fā)達國家相比還相對有限，但其發(fā)展速度卻相當(dāng)之快，整個電能質(zhì)量治理市場還處于發(fā)展的初級階段。隨著政府、發(fā)電、供電以及用電企業(yè)對電能質(zhì)量的理解和認識的加深，電能質(zhì)量治理市場將會持續(xù)快速的增長。因此，電能質(zhì)量治理市場中蘊藏著較大的市場發(fā)展?jié)摿?。d. 高耗能行業(yè)用電增長拉動作用仍較明顯上半年，建材、冶金、化工、有色四大高耗能行業(yè)用電增長情況有所分化，建材、冶金用電增速較快，累計同比分別增長19.8%和12.5%;化工、有色用電增速低位徘徊，累計同比分別增長7.5%和6.7%。四大高耗能行業(yè)合計用電量7482億千瓦時，同比增長11.2%，低于全國平均1個百分點，拉動全社會用電增長3.8個百分點。因此在“十二五”期間優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍然是我國保障能源系統(tǒng)健康發(fā)展的必要措施。5.未來電能行業(yè)的展望a.未來電力需求預(yù)測綜合考慮能源消費總量控制影響、2011年全國經(jīng)濟運行與電力供需實際情況，滾動研究報告中“十二五”期間全國全社會用電量增長速度略有提高，“十三五”基本不變，適度調(diào)高了中西部地區(qū)用電量增速，調(diào)低東部地區(qū)增速。預(yù)計2015年全社會用電量將達到6.026.61萬億千瓦時，“十二五”期間年均增長7.5%9.5%，推薦為6.4萬億千瓦時，年均增長8.8%；最大負荷達到9.6610.64億千瓦、“十二五”期間年均增長7.9%10.0%，推薦為10.26億千瓦，年均增長9.2%。預(yù)計2020年全社會用電量將達到88.81萬億千瓦時，“十三五”期間年均增長4.6%6.6%，推薦為8.4萬億千瓦時，年均增長5.6%；最大負荷達到13.0314.32億千瓦，“十三五”年均增速為4.9%6.9%，推薦為13.66億千瓦，年均增長5.9%。預(yù)計2030年全社會用電量將達到11.312.67萬億千瓦時，最大負荷達到18.5420.82億千瓦。b.電力工業(yè)發(fā)展思路與規(guī)劃目標“十二五”規(guī)劃目標：全國發(fā)電裝機容量達到14.63億千瓦左右。其中，水電3.01億千瓦，抽水蓄能4100萬千瓦，煤電9.28億千瓦,核電4300萬千瓦,氣電4000萬千瓦,風(fēng)電1億千瓦，太陽能發(fā)電500萬千瓦，生物質(zhì)能發(fā)電及其他500萬千瓦。與2010版規(guī)劃相比，滾動規(guī)劃中2015年全國發(fā)電裝機容量增加2600萬千瓦，其中，水電增加1700萬千瓦，煤電減少500萬千瓦，氣電增加1000萬千瓦,太陽能發(fā)電增加300萬千瓦，生物質(zhì)能發(fā)電及其他增加200萬千瓦。按照裝機容量可能達到15億千瓦左右來規(guī)劃安排電源前期工作，根據(jù)實際市場需求滾動安排年度開工規(guī)模。非化石能源發(fā)電裝機總規(guī)模將達到4.95億千瓦，占總裝機的比重為33.8，比2010年提高6.9個百分點。非化石能源發(fā)電量1.59萬億千瓦時左右，占總發(fā)電量的比重為24.9%，比2010年提高5個百分點左右。非化石能源發(fā)電可替代化石能源5.2億噸標煤，占一次能源消費的比重達到12.4%左右，為全國非化石能源比重達到11.4%的貢獻率超過100%。2020年規(guī)劃目標：全國發(fā)電裝機容量達到19.35億千瓦左右。其中，水電3.6億千瓦，抽水蓄能6000萬千瓦，煤電11.7億千瓦,核電8000萬千瓦,氣電5000萬千瓦,風(fēng)電1.8億千瓦，太陽能發(fā)電2500萬千瓦，生物質(zhì)、潮汐、地?zé)岬?000萬千瓦。與2010版規(guī)劃相比，滾動規(guī)劃中2020年全國發(fā)電裝機容量增加5000萬千瓦，其中，水電增加3000萬千瓦，煤電增加1000萬千瓦,核電減少1000萬千瓦,氣電增加1000萬千瓦,太陽能發(fā)電增加500萬千瓦，生物質(zhì)、潮汐、地?zé)岬仍黾?00萬千瓦。按照裝機容量可能達到20億千瓦來規(guī)劃安排電源前期工作，根據(jù)實際市場需求滾動安排年度開工規(guī)模。非化石