21世紀(jì)能源的科學(xué)利用和可持續(xù)發(fā)展的探討-上篇

21世紀(jì)能源的科學(xué)利用和可持續(xù)發(fā)展的探討何雅玲西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院大唐電力公司技術(shù)人員現(xiàn)代科技前沿知識(shí)培訓(xùn)班21能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源結(jié)構(gòu)的多元化3結(jié)論4內(nèi)容現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)2前言031.21能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源的重要性世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨的問題我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針1.31.41.51.14

能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)今國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交關(guān)注的焦點(diǎn)。能源是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)；也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約因素；能源還事關(guān)國(guó)家的安全；能源的消耗對(duì)生態(tài)環(huán)境有重要影響。1978年，具有10億人口的中國(guó)開始崛起。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人口的增加，人民生活水平的提高以及粗放型的發(fā)展模式造成了嚴(yán)重的資源與環(huán)境問題。

2003年我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的GDP僅占全世界總值的

3.9％，而主要資源的消耗已經(jīng)名列世界前茅。1.1能源的重要性1.1能源的重要性5*百萬噸當(dāng)量石油;**百萬噸No

資源名稱

中國(guó)

世界

比例

排序1

石油/*266.43641.87.30%

第二2

煤炭/*834.72613.531.9%

第一3

鋼材/億噸2.7110.03727.0%

第一4水泥/百萬噸810177645.6%

第一5淡水/10億525.3332515.8%

第一6

排放/**3719.42498314.9%

第二2003年我國(guó)主要資源消耗及環(huán)境狀況1.1能源的重要性6

歷史上任何大國(guó)的崛起，不僅使世界經(jīng)濟(jì)政治格局變化，而且?guī)碣Y源的重新分配，導(dǎo)致國(guó)際爭(zhēng)端甚至戰(zhàn)爭(zhēng)。中國(guó)的崛起與歷史上任何大國(guó)崛起相比，最大的不同在于人口：

1870年美國(guó)開始崛起人口－4000萬；

1950年日本開始崛起人口－8400萬；

1978年中國(guó)開始崛起人口－近10億！??！十億人口大國(guó)的能源問題更加受到世界的關(guān)注！1.1能源的重要性7

所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換而獲取某種能量的資源。

能源及其分類能源有以下4種不同的分類方法1）按被利用的程度：常規(guī)能源，新能源；2）按加工的程度：一次能源（如媒），二次能源（如電，蒸汽）；3）按能否再生：可再生（太陽能），非再生（化石能源：石油，煤，天然氣等）；4）按對(duì)環(huán)境的污染情況：清潔能源，非清潔能源。1.1能源的重要性81.21能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源的重要性世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨的問題我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針1.31.41.51.19

當(dāng)今世界能源消耗仍然以化石燃料為主油氣煤核能水利發(fā)電單位：百萬噸油當(dāng)量

原油的消費(fèi)是最主要的一次能源，占世界能源總消費(fèi)的近40%。近幾年，煤炭和天然氣的增長(zhǎng)速度比原油消費(fèi)的增長(zhǎng)速度快。1.2世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況100100200300400500OECD俄羅斯世界中國(guó)美國(guó)12.614.416827.467.746311.710.923411.327.245.041.660.3133煤油天然氣1.2世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況目前世界化石能源的儲(chǔ)采比（2007）

煤炭是世界上最豐富的化石燃料資源，儲(chǔ)采比在130以上地球上的人類面臨一次能源即將枯竭的嚴(yán)重問題！?。ECD-OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織111526513198111319179總計(jì)618477336223可再生366320274228水電703728573674核電4203349927942085天然氣5769502142723604石油3606315427022335煤炭2030202020102000國(guó)際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)（百萬噸標(biāo)油）世界能源發(fā)展趨勢(shì)1.2世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況122870-46001280-2080900-14701139生物能1140-3990530-960370-550271可再生21300-3120016500-2140014100-1700010193總計(jì)911-2930359-1276327-726230核電6619-133694471-68133653-49222473天然氣3273-139034050-92014223-69223854石油4872-94574666-71863636-55042228煤炭2050203020202000政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)預(yù)測(cè)（百萬噸標(biāo)油）1.2世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況

未來可再生能源快速發(fā)展，所占比例加大常規(guī)能源中，天然氣能源發(fā)展較快13全球能源需求預(yù)測(cè)1.2世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況

未來世界能源需求中，太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能的比重將大大增加14

國(guó)際原油價(jià)格飆升1999年1月12.42美元/桶2008年7月29日125.77美元/桶來源：EIA,/dnav/pet/pet_pri_spt_s1_d.htm10年間油價(jià)上漲10倍之多1.2世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況151.21能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源的重要性世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨的問題我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針1.31.41.51.1161.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況煤石油天然氣世界總探明可采儲(chǔ)量8474.88億噸1686億噸177.36萬億米3中國(guó)探明可采儲(chǔ)量1145億噸21億噸1.88萬億米3中國(guó)所占比例(%)13.51.31.3世界總產(chǎn)量63.956億噸39.059億噸2.94萬億米3中國(guó)產(chǎn)量25.367億噸1.867億噸0.0693萬億米3中國(guó)所占比例(%)41.14.82.4世界儲(chǔ)采比13341.660.3中國(guó)儲(chǔ)采比4511.327.22008年BP統(tǒng)計(jì)報(bào)告2007年中國(guó)的化石能源

煤炭資源豐富，天然氣、石油資源相對(duì)較少172007年生產(chǎn):

693億立方米消費(fèi):673億立方米80001002003004005006007001970198019902000生產(chǎn)量消費(fèi)量單位：億立方米天然氣的生產(chǎn)和消費(fèi)

2002年后，其生產(chǎn)和消費(fèi)增長(zhǎng)加快。

產(chǎn)量和消費(fèi)量基本平衡，可以自給自足。1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況18天然氣資源天然氣資源分布地西氣東輸一線

分布在四川盆地、陜甘寧盆地、塔里木盆地和東海。

“西氣東輸”一線僅能供應(yīng)華東地區(qū)。1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況19天然氣資源1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況

2020年前后，天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例將提高

到10％以上.

“西氣東輸”二線于2008年2月開工

工程西起新疆霍爾果斯口岸，南至廣州，東達(dá)上海途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、廣東、上海等14個(gè)省區(qū)市管道主干線和八條支干線全長(zhǎng)9102公里，其工程設(shè)計(jì)輸氣能力300億立方米/年，總投資約1420億元

建成后年可替代7680萬噸煤炭;減少SOx排放166萬噸;減少CO2排放1.5億噸2000.51.01.52.02.53.03.519701980199020004.0生產(chǎn)量消費(fèi)量單位：億噸2007年生產(chǎn):

1.87億噸消費(fèi):3.68億噸

1993年開始成為凈進(jìn)口國(guó)，近年來的消費(fèi)增長(zhǎng)加快

2007進(jìn)口1.81億噸，對(duì)外依存達(dá)到49%石油的生產(chǎn)和消費(fèi)1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況21

自1993年起，我國(guó)已成為一個(gè)石油凈進(jìn)口國(guó)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和汽車保有量的增加，石油進(jìn)口量逐年遞增，2007年達(dá)到15928萬噸，進(jìn)口石油已遠(yuǎn)超過總需求量的30％，為49％，屬能源不安全。汽車保有量的迅速增長(zhǎng)造成能源不安全1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況22其他含油地區(qū)主要含油盆地石油資源

地質(zhì)儲(chǔ)量接近千億噸；最終探明可采儲(chǔ)量70億噸；截至2006年年底，全國(guó)石油剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量20.43億噸1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況2301234520002010202020302050公路部門石油需求石油生產(chǎn)能力供求缺口石油總需求單位：億噸未來石油供需預(yù)測(cè)1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況

石油供求缺口較大240510152025301970198019902000生產(chǎn)量消費(fèi)量單位：億噸未來石油供需預(yù)測(cè)煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)

煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)都很高

生產(chǎn)和消費(fèi)持平，可以自給自足1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況2007年生產(chǎn):

25.37億噸消費(fèi):25.79億噸25ClicktoaddTitle1ClicktoaddTitle2ClicktoaddTitle3ClicktoaddTitle4含煤地區(qū)煤田硬煤褐煤1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況煤炭資源

我國(guó)煤炭資源豐富，分布廣泛。北方地區(qū)多于南方地區(qū)山西、陜西、內(nèi)蒙地區(qū)有我國(guó)主要的煤田262007年2006年11.327.245中國(guó)41.660.3133世界煤炭天然氣石油世界14763.340.5中國(guó)4841.812.1化石能源2006年和2007年儲(chǔ)采比研究結(jié)果1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況

煤炭資源比石油、天然氣豐富一次能源枯竭嚴(yán)重！270%60%SO2DustNOxCO28570608540%20%80%100%所占比例排放種類燃煤有害物排放所占比例1.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況2006年我國(guó)排放的SO2和NOx的總量大于4000萬噸,CO2排放量高6.2億噸,CH4的排放量也居世界前列煤是主要的能源和化工原料,也是主要污染源。281.3中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況

我國(guó)常規(guī)能源特點(diǎn)：“富煤、貧油、少氣”

一次能源枯竭嚴(yán)重！

煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)持平，可以自給自足

石油供求缺口較大，對(duì)外依賴性大天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)持平，可以自給自足總結(jié)291.21能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源的重要性世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨的問題我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針1.31.41.51.130我國(guó)能源面臨問題

單位產(chǎn)品能耗較高

我國(guó)資源相對(duì)不足

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不良

環(huán)境問題非常嚴(yán)重1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題

能源的利用效率低31我國(guó)資源相對(duì)不足1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題32

到2050年人口16億，人均GDP1萬美元。達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家人均能源需求如下：到2050年的能源消耗預(yù)計(jì)

以4噸計(jì)算，我國(guó)到2050年要生產(chǎn)64億噸標(biāo)媒，而按目前預(yù)測(cè)，到時(shí)我國(guó)最多只能有30-45億噸標(biāo)媒，即最多達(dá)到約人均3噸標(biāo)煤，開發(fā)新能源與節(jié)能研究任務(wù)重大，具有重要戰(zhàn)略意義。美國(guó)60年代，8噸標(biāo)媒；歐洲80年代，6噸標(biāo)媒；日本90年代，4噸標(biāo)媒；韓國(guó)1997，年均3.9噸標(biāo)媒。

1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題33我國(guó)能源面臨問題

單位產(chǎn)品能耗較高

我國(guó)資源相對(duì)不足

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不良

環(huán)境問題非常嚴(yán)重1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題

能源的利用效率低34單位產(chǎn)品能耗較高1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題35能源利用效率低1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題36我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不良世界中國(guó)28.6%6.4%5.6%23.8%35.6%70.4%5.9%3.3%19.8%煤石油天然氣水電核能

我國(guó)是世界上為數(shù)不多的幾個(gè)以煤炭為主的國(guó)家之一，高達(dá)70%

能源消費(fèi)模式偏離當(dāng)前世界以油氣燃料為主的基本趨勢(shì)。1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題37環(huán)境問題非常嚴(yán)重煤炭等化石燃料大量燃燒造成嚴(yán)重大氣污染燃煤電廠排放的污染物種類

二氧化硫SO2

氮氧化物NO2NON2O

碳氧化物CO2CO

顆粒物質(zhì)

重金屬、氟等1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題38中國(guó)（2004）美國(guó)（2004）日本（2002）6.63.80.23.61.40.3SO2NOX煙塵1.50.3NA2004年我國(guó)與國(guó)外火電廠污染物排放率比較（克/千瓦時(shí)）根據(jù)2004年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)，2004年全國(guó)

SO2排放量為2254.9萬噸，為全國(guó)SO2排放總量的50%

火電廠NOx排放估算為650萬噸/年

煙塵排放估算為275萬噸/年1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題392006年全球CO2排放量前5位的國(guó)家4日本55.83印度46.61俄羅斯327中國(guó)228美國(guó)1CO2排放量（億噸）國(guó)家位次1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題40排放量751-961726煤石油天然氣428主要常規(guī)能源CO2排放量（克/千瓦時(shí)）

常規(guī)能源中，煤炭的二氧化碳排放量最大

天然氣造成的污染最小1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題41不同發(fā)電方式生命周期內(nèi)CO2排放的比較

太陽能、風(fēng)能等可再生能源的二氧化碳排放要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤炭等常規(guī)能源1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題42化石燃料造成嚴(yán)重的環(huán)境問題0.8GlobalWarmingandCO2AtmosphericConcentration－K.Suzuki1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題43溫室氣體的作用44中新網(wǎng)北京2006年11月16日消息:

設(shè)在華盛頓的地球政策研究所15日說，由于溫室效應(yīng)造成海平面上升，大洋洲島國(guó)圖瓦盧的居民將被迫舉國(guó)搬遷。氣溫上升、冰川熔化、海平面上升。1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題06年歐洲出現(xiàn)千年不遇的暖冬45

加拿大冰山區(qū)域不斷縮小

－K.Suzuki1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題46美國(guó)航天局給出的南極臭氧層空洞照片

嚴(yán)重的干旱造成物種滅絕－平均每一個(gè)小時(shí)有一個(gè)物種絕滅47

從1751

到2004年海表面的pH從8.25

降低到8.14：海洋酸化－GlobalOceanAcidification

，危及海洋生物。

大氣層中污染物的增加導(dǎo)致天空變暗－GlobalDimming：過去半世紀(jì)中平均每十年損失陽光2-3％。48煤炭等化石能源消費(fèi)嚴(yán)重影響我國(guó)環(huán)境

溫室氣體排放總量達(dá)到60億噸二氧化碳當(dāng)量

近百年來，我國(guó)平均氣溫升高了0.5-0.8℃

1986–2005年，我國(guó)連續(xù)出現(xiàn)20個(gè)暖冬天氣

據(jù)343個(gè)城市調(diào)查，僅1/3達(dá)二級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題49煤炭等化石能源消費(fèi)嚴(yán)重影響我國(guó)環(huán)境

1/3國(guó)土受到酸雨污染

近一半城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)年平均降水量平均每十年減少2.9mm

海平面上升

2050年，海平面上升情況：天津0.7-1.0m,上海0.5-0.7m，珠江三角洲0.4-0.6m1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題50<5.65.0-5.6>5.6我國(guó)酸雨區(qū)分布1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題51美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究學(xué)者聲稱：世界上高達(dá)40%的臨床死亡病例是由環(huán)境污染所引起的

1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題52長(zhǎng)江兩岸工廠密布，環(huán)境污染嚴(yán)重1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題53被污染的城市天空1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題542005.11.3北京遭遇五級(jí)重度污染天氣552006年12月12日，北京再度出現(xiàn)五級(jí)重度污染

56HARMBECDA經(jīng)濟(jì)損失加劇貧困城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境問題突出制約社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展自然災(zāi)害頻繁生態(tài)惡化帶來的一系列問題1.4我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨問題571.21能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源的重要性世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)狀況我國(guó)能源生產(chǎn)和利用面臨的問題我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針1.31.41.51.158節(jié)能優(yōu)先、結(jié)構(gòu)多元、環(huán)境友好、保障安全未來二十年我國(guó)可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略

我國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中將能源列為第一個(gè)項(xiàng)目

第十一個(gè)五年規(guī)劃中規(guī)定，到2010年要實(shí)現(xiàn)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%，每年單位GDP能耗下降4.36%。

發(fā)展戰(zhàn)略的基本思想1.5我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針59

科技部投入70億元支持節(jié)能減排與應(yīng)對(duì)氣候變化

科技部在支撐計(jì)劃、863計(jì)劃和973計(jì)劃等主題科技計(jì)劃中安排了上百個(gè)項(xiàng)目和專題研究，加大了對(duì)節(jié)能、新能源、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、污染控制、氣候變化等領(lǐng)域技術(shù)開發(fā)、示范和推廣的支持力度，強(qiáng)調(diào)科技項(xiàng)目與國(guó)家節(jié)能減排重大工程建設(shè)相結(jié)合，為推動(dòng)節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)提供全面科技支撐。

2008年財(cái)政部安排270億元支持推動(dòng)節(jié)能減排

270億元專項(xiàng)資金包括:十大重點(diǎn)節(jié)能工程獎(jiǎng)勵(lì)資金75億元;中西部地區(qū)城市管網(wǎng)建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)資金70億元;淘汰落后產(chǎn)能獎(jiǎng)勵(lì)資金40億元；“三河三湖”及松花江流域治理獎(jiǎng)勵(lì)資金50億元;環(huán)境監(jiān)測(cè)能力建設(shè)及節(jié)能基礎(chǔ)工作等35億元。此外,加上中央建設(shè)投資中安排的148億元,2008年中央財(cái)政共計(jì)安排418億元用于支持推進(jìn)節(jié)能減排工作1.5我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針60

所承擔(dān)的相關(guān)節(jié)能減排的科研項(xiàng)目：

973國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目：

高效節(jié)能的關(guān)鍵科學(xué)問題（已完成）

973國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目：

高能耗工業(yè)領(lǐng)域換熱設(shè)備的節(jié)能新理論與新方法（在研）教育部科學(xué)研究重大項(xiàng)目：

高效節(jié)能換熱設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究（在研）國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目：

太陽能的分頻利用和熱發(fā)電中的熱物理基礎(chǔ)科學(xué)問題研究（在研）

1.5我國(guó)能源可持續(xù)化生產(chǎn)發(fā)展方針61（1）從系統(tǒng)科學(xué)的角度研究用能，包括宏觀的能源利用規(guī)劃，方案，布局等（2）研究用能種類的選擇與配置；（3）制定相應(yīng)的政策與法規(guī)。節(jié)能與科學(xué)用能

節(jié)能與科學(xué)用能技術(shù)的研究已經(jīng)成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)保障，受到世界各國(guó)的廣泛重視。節(jié)能優(yōu)先、結(jié)構(gòu)多元、環(huán)境友好、保障安全621能源現(xiàn)狀及其面臨的問題能源結(jié)構(gòu)的多元化3結(jié)論4內(nèi)容現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)2前言063不同層面上的節(jié)能（1）技術(shù)節(jié)能：提高用能設(shè)備的利用率，直接減少能耗。能源利用率：（2）工藝節(jié)能：采用新工藝，降低產(chǎn)品能耗。（3）結(jié)構(gòu)節(jié)能：調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，發(fā)展低能耗工業(yè)；（4）管理節(jié)能：通過科學(xué)組織管理，減少能耗。

一般估計(jì)：（1）和（2）稱為直接節(jié)能，占節(jié)能潛力1/3;（3)和（4）為間接節(jié)能。本報(bào)告只介紹技術(shù)節(jié)能與工藝節(jié)能，而且僅就節(jié)約熱能的原理做主要介紹。

2現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)64（1）節(jié)約熱能：遵照“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”原理使用熱能；建筑節(jié)能；余熱回收利用；采用強(qiáng)化傳熱新技術(shù)。（2）節(jié)約煤炭：提高燃燒設(shè)備效率，冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)，城市立即發(fā)電，燃煤發(fā)電新技術(shù)。（3）節(jié)約用油：內(nèi)燃機(jī)、工業(yè)爐窯、交通運(yùn)輸節(jié)油，利用生物油。（4）節(jié)約用電：電動(dòng)機(jī)節(jié)電，照明節(jié)電。（5）采用分布式能源系統(tǒng)。2.2現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)2.2節(jié)能技術(shù)652.2.1

按質(zhì)使用熱能－溫度對(duì)口、梯級(jí)利用2.2節(jié)能技術(shù)高品位能量的利用方式(a)降級(jí)使用

(b)梯級(jí)利用

熱能的品質(zhì)是有差別的。生產(chǎn)與工藝、生活消費(fèi)對(duì)熱能的品質(zhì)要求不同，應(yīng)該按照溫度對(duì)口－梯級(jí)利用口原則，做到“質(zhì)量匹配，熱盡其才”。66電驅(qū)動(dòng)熱泵驅(qū)動(dòng)制冷生活熱水采暖排放環(huán)境低溫中溫高溫燃料品位能源梯級(jí)利用概念能源梯級(jí)利：（Energycascadeuse）是能源合理利用的一種方式不管是一次能源還是余能資源，均按其品位逐級(jí)加以利用。能源的梯級(jí)利用可以提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率，是節(jié)能的重要措施。

2.2節(jié)能技術(shù)67

將發(fā)電系統(tǒng)如小燃?xì)馔钙桨l(fā)電機(jī)組（加燃料電池）（數(shù)千瓦到50MW)以分散的方式布置在用戶附近。

可冷、熱、電聯(lián)供，實(shí)行溫度對(duì)口、能量梯級(jí)利用，提高總體能源利用率（可達(dá)90％）；避免了遠(yuǎn)距離輸配電的損失，利于減少電負(fù)荷的季節(jié)不平衡性；減少污染，提高用電的安全性。

這一概念1978年由美國(guó)公共事業(yè)管理政策法公布，稱為分布式能源系統(tǒng)。

2.2.2采用分布式能源系統(tǒng)2.2節(jié)能技術(shù)68大電網(wǎng)可靠嗎？2003年8月14號(hào)美國(guó)、加拿大東部電網(wǎng)停電造成交通堵塞情況

2003年8月14號(hào)美國(guó)、加拿大東部發(fā)生大規(guī)模電網(wǎng)停電事故，損失高達(dá)300億美元。此后，分布式能源系統(tǒng)引起了更加的重視。預(yù)期未來的分布式發(fā)電系統(tǒng)將為美國(guó)生產(chǎn)30％的電力。69換熱器分布式能源系統(tǒng)舉例2.2節(jié)能技術(shù)70分布式能源系統(tǒng)使用的概念設(shè)計(jì)2.2節(jié)能技術(shù)71國(guó)外分布式能源系統(tǒng)使用舉例2.2節(jié)能技術(shù)72

我國(guó)分布式能源系統(tǒng)的研究與試驗(yàn)工程正在積極興起，沿海電力供應(yīng)緊張的地區(qū)對(duì)此特別感到有興趣；今年年初雪災(zāi)以及最近四川的地震中暴露出來的能源供應(yīng)問題都促使這一研究與實(shí)踐工作的開展。2.2.2采用分布式能源系統(tǒng)2.2節(jié)能技術(shù)73

我國(guó)建筑能耗已占總能耗的30%左右

我國(guó)處于建設(shè)高峰期，每年新增建筑20億平方米。在新建建筑中，95％仍舊屬于高能耗建筑，單位建筑面積采暖能耗為氣候相近國(guó)家的3倍左右

“十一五”期間，我國(guó)建筑節(jié)能的目標(biāo)是要達(dá)到節(jié)約

1.01億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排4億多噸二氧化碳。新建建筑節(jié)能50%，四個(gè)直轄市和北方重點(diǎn)城市實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%

建筑節(jié)能意義重大2.2.3

建筑節(jié)能74

除照明外，建筑物用能主要是冷和熱這樣一些品位較低的能源建筑用能所占比例圖2.2.3

建筑節(jié)能75建筑科學(xué)用能措施

高效供熱和空調(diào)系統(tǒng)

水（地）源和空氣源熱泵

高效節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料

節(jié)能照明

太陽能等可再生能源利用2.2.3

建筑節(jié)能76采用高效節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料:高性能的保溫材料,減少墻體的散熱損失比例系數(shù)，稱為導(dǎo)熱系數(shù)(thermalconductivity),單位是

2.2.3

建筑節(jié)能77

減少磚墻導(dǎo)熱系數(shù)的有效方法是采用空心磚。空氣導(dǎo)熱系數(shù)很小常溫下為

,一塊標(biāo)準(zhǔn)黏土磚從實(shí)心改為空心率為40％的空心磚有效導(dǎo)熱系數(shù)可以減少50％左右，導(dǎo)熱系數(shù)從0.8-0.9

降低到0.4-0.45左右。2.2.3

建筑節(jié)能78

我國(guó)單位建筑面積采暖能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2至3倍。將太陽能的使用與建筑節(jié)能結(jié)合是全世界的發(fā)展趨勢(shì)。

上海生態(tài)建筑辦公示范樓山東德州皇明太陽能科技園太陽能建筑一體化2.2.3

建筑節(jié)能79太陽能與建筑結(jié)合采用主動(dòng)太陽能能量供給系統(tǒng)、低溫輻射地板采暖與制冷系統(tǒng)、新風(fēng)和新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)、綠色照明和光導(dǎo)管技術(shù)。建筑自身節(jié)能超過75%

中德超級(jí)節(jié)能別墅2.2.3

建筑節(jié)能80太陽能與建筑一體化2.2.3

建筑節(jié)能81

2010世界太陽城大會(huì)主會(huì)場(chǎng)，總建筑面積7.5萬平方米，采用全球首創(chuàng)太陽能熱水供應(yīng)、采暖、制冷、光伏發(fā)電等與建筑結(jié)合技術(shù)，建筑節(jié)能70%太陽谷國(guó)際會(huì)議中心(山東德州）2.2.3

建筑節(jié)能高溫高壓氣體高溫低壓氣體汽液共存低壓低溫高壓液體采用熱泵取暖T1T2

2.2.3

建筑節(jié)能83制冷與制熱兩用裝置夏季制冷循環(huán)冬季制熱循環(huán)采用熱泵取暖2.2.3

建筑節(jié)能84熱泵流程圖熱泵主要有水源熱泵、地源熱泵、空氣源熱泵和復(fù)合熱泵2.2.3

建筑節(jié)能85某地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)一年運(yùn)行費(fèi)用比較

采用地源熱泵系統(tǒng)要比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約63%，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用28萬元2.2.3

建筑節(jié)能86北京工業(yè)大學(xué)體育館采用熱泵技術(shù)北京工業(yè)大學(xué)體育館是2008年北京奧運(yùn)會(huì)羽毛球和藝術(shù)體操的比賽場(chǎng)館2.2.3

建筑節(jié)能87

北京工業(yè)大學(xué)體育館采用水源熱泵系統(tǒng)制冷

北京科技大學(xué)體育館、奧運(yùn)場(chǎng)館地下車庫采用光導(dǎo)管照明系統(tǒng)（LED技術(shù)）

奧運(yùn)村、豐臺(tái)體育中心、國(guó)家游泳中心等奧運(yùn)場(chǎng)館均安裝了太陽能熱水器

國(guó)家體育館、奧運(yùn)大廈和豐臺(tái)壘球館采用了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)奧運(yùn)村微能耗幼兒園示范工程：用了蓄冷技術(shù)、光導(dǎo)管技術(shù)、屋頂綠化技術(shù)、屋頂風(fēng)力發(fā)電、太陽能熱水、太陽能光伏發(fā)電、節(jié)能玻璃