中国能源工业的发展与展望，本文主要内容关键词为：中国能源论文,工业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
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能源工业是国民经济的基础，对社会、经济的发展和人民生活的提高具有极其重要的作用。从18世纪产业革命以来，随着科技、经济的发展，在世界范围内，煤炭逐渐取代生物质能成为主要能源。到本世纪中叶，由于石油、天然气是更洁净、更方便、更高效的能源，并具有经济上的竞争性，逐渐取代煤炭成为主要能源（表1）。随着科技、 经济的发展和对环保的重视，可持续发展能源系统逐步取代以化石燃料系统为主的能源系统是发展的必然趋势。
表1 1950—1990年世界能源消费比重
年份消费比重(%)
煤炭 石油
天然气水力和核能
195061.2 26.9
10.11.8
195554.5 31.2
12.31.9
196049.9 33.0
14.92.1
196541.6 38.3
17.72.3
197034.9 42.9
19.82.4
197531.8 44.4
20.73.0
198030.6 44.1
21.83.5
198533.3 39.5
22.54.7
199032.4 38.7
23.95.0
1 中国能源的现状
1.1 能源生产
近年来中国能源的生产有了很大发展，1993年产量比1992年有了新的提高。原煤产量1149.7Mt，比1992年增长2.98%；石油产量145.2Mt，比1992年增长2.2%；天然气产量1.695×10[10]m[3]，比1992年增长7.4%；水力发电量151.8TWh，比1992年增长14.6%；秦山、大亚湾核电相继投入运行（我国一次商品能源产量及构成见表2）。
表2 一次商品能源产量及构成
1.2 能源供应与消费
1993年中国一次商品能源消费量为1117.68Mtce。 消费构成是：煤占73.8%，油19.6%，气2.0%，水电5.6%。此外，我国农村仍广泛应用生物质能，主要用于居民生活。据统计1993年的消费量为259Mtce， 其中秸杆占153Mtce，薪柴占106Mtce。因此，若计入非商品一次能源，则能源总消费量为1376.68Mtce，消费构成为煤占59.1%，生物质能18.8%，油15.9%，气1.6%，水电4.6%。
1993年中国能源供需的特点是：一次能源供需总量大体平衡，煤炭有些积压；电力生产增势稳定，但缺电局面尚未缓解，全国缺电率估计为20%；石油进口剧增，自1973年增加石油出口以来，首次成为石油净进口国。一次能源消费结构发生明显变化，石油、水电比重上升，煤炭比重下降。节能率保持高水平，能源消费弹性系数大幅降低。应当指出，由于1993年大量进口石油和钢铁等高耗能产品，对产生以上的特点有重要影响。
1.3 电力工业
全国装机容量在1GW以上的电站有28座，其中火电站24座，水电站4座，最大火电厂为谏壁电厂（1.625GW）， 最大水电站是葛州坝水电站（2.715GW）。
1993年装机总容量为182.91GW，比上年增加16.4GW，增长9.9%。其中火电137.12GW，占75%，水电44.5GW，占24.4%，核电1.2GW，占0.6%。
总发电量为839.5TWh，比上年增加11.35%。其中火电687.7TWh，占81.9%，水电151.8TWh，占18.1%。
火电厂燃料消费构成是：煤炭92.7%，油6.5%，燃气0.8%。全国发电设备年利用小时数为5068小时。
发电能源占一次能源总消费量的比重为28.4%，比上年增长1.7 %。
1.4 能源资源与布局
经勘探证实的煤储量为986.3Gt， 其中相当于世界能源委员会定义的探明储量约占30%，探明可采储量为114.5Gt，其中烟煤占75%， 无烟煤占12%，褐煤占13%。储量的84%集中于中国北部。
石油资源量为615～940亿t，天然气资源量为38～60万亿m[3]， 但探明可采储量较少，据世界能源委员会估计仅分别为32.6亿吨及1.127 万亿m[3]。此外，我国有较丰富的煤层气资源可供开发。
水能资源丰富，预计全国经济可开发装机容量为290GW， 大部分集中于西南地区。
据估计，我国铀资源可以满足40GW压水堆核电站运行30年的需要。
可再生能源丰富，可开发风能资源160GW，地热资源相当于320Mtce。
综上所述，中国人均能源资源不足，资源勘探程度低，分布不均衡。
1.5 提高能源效率与节能
能源工业的发展贯彻执行开发与节约并重，把节能放在优先地位的方针。近年来制定了一系列的节能法规，增加节能投资，建立节能管理体系、技术服务体系和信息系统，制定了研究、开发、示范项目计划，推广节能技术和产品，淘汰高耗能机电产品和限制浪费能源的生产方式，取得了显著成效。
从1980年到1993年单位产值能耗下降40.6%，主要耗能产品单位能耗明显下降：火电厂供电煤耗降低6.5%；吨钢综合能耗降低24.3%； 水泥熟料综合能耗降低7.4%；合成氨综合能耗降低30.8%。
尽管在节能方面取得较大进展，但仍普遍存在能源效率低和浪费严重，单位产值能耗高。主要工业产品能耗比国际水平高40%，主要用能设备，如工业锅炉、风机、水泵、电动机的效率与国际先进水平尚有较大差距。
1.6 能源与环境
中国是少数几个能源以煤为主的国家之一，能源对环境的影响主要是煤炭生产和利用对环境的危害。据估计排放到大气中的SO[,2]及烟尘总量中分别有90%及70%来自燃煤。
在煤炭生产过程中对环境的主要危害是：每采百万吨煤，造成地面塌陷面积约20ha； 矿井酸性水和洗煤厂废水污染； 每年煤矸石排出约100Mt，累计存量1600Mt，全国1500座矸石山中有140座自燃。年排放CH[,4]超过50亿m[3]。
在煤炭燃烧、利用过程中，对环境的主要危害是大气污染。1993年全国燃煤SO[,2]排放量为16.2Mt，占总排放量的90%，烟尘排放量14.16Mt，同时还排放大量CO[,2]温室气体。
1993年，据73个城市统计，降水pH年均值范围为3.94～7.63，pH低于5.6的城市占49.3%。南方等一些城市已频繁出现酸雨。 酸雨对农田的危害其面积达5.3Mha。
1.7 面临的主要问题
人均能源储量少（煤约为平均值的50%，油为12%），勘探程度低，分布不均衡；人均能耗低（仅为世界平均值的47%），单位产值能耗高，用能设备效率低；能源生产和消费的布局不匹配；以煤为主的能源结构对环境的危害严重。
2 中国能源的展望
2.1 发展战略
根据中国能源的现状及存在的问题，发展战略应包括以下主要内容：（1）贯彻开发与节约并重。把节约放在优先地位的方针， 引导国民经济走上资源节约和保护环境的可持续发展道路。（2）逐步改善能源的结构与布局。在相当长的时期内煤炭仍将是主要能源，要以电力为中心，大力发展水电，积极开发石油、天然气，适当发展核电，因地的制宜地开发新能源和可再生能源。（3）发展和推广洁净煤技术， 减少煤炭在生产、消费中的污染。（4）加快电力工业现代化建设， 提高发电能源占一次能源消费总量的比重，大力发展坑口电站，减轻煤炭运输压力。（5）依靠科技进步，提高能源效率。
2.2 能源需求及供给预测
我国专家采用多种不同预测方法，对今后能源需求进行了预测，大体趋势是一致的。综合预测结果，比较可取的需求见表3。
表3 中国能源需求量预测
项目
1990 2000 2010 2020
总量 (Mtce)1256 1670 2260 2794
煤
(Mt) 1055 1400 1770 2100
油
(Mt)
115 200 260 320
气
(10[8]m[3])153 350 1200 1600
水
(GW)36
68 100 160
核
(GW)2.7
20
40
新能源和再生能源 (Mtce) 260 240 309 310
考虑到我国一次能源的生产能力，煤及可再生能源的供应能力大体可以满足需求，水电将会有很大的发展，但石油及天然气需求增长过快，缺口甚大。
国内石油已供不应求，1993年我国已从净出口国变为净进口国，缺口将急剧增加。预计到本世纪末缺口45Mt，此后缺口还将增大。
2000年天然气缺口50亿m[3]，此后缺口还将增大。
为了尽可能减少缺口，一方面要努力提高油气利用效率，节约油、气；另一方面要发展代用能源，如煤气化产品代气、水煤浆、煤液化产品、生物质液化产品代油，发展电动汽车、农业排灌机械等。
2.3 能源运输
能源是我国货运量最大的商品，占铁路货运量的49%，公路的26%，水运的37%，内河和沿海主要港口货物吞吐量的51%。今后煤炭开发重点将向西部转移。晋、陕、蒙煤炭外运量1990年为220Mt左右， 2000年将增至400Mt，到2020年将增至700Mt左右，运输已成为能源工业发展的制约因素。为此，要从建设坑口电站，改输煤为输电和发展高效运输技术两个方面来解决。
随着输变电技术的发展，超高压输电线路的容量大大增加，输电的经济距离加长。国际上已有成熟的技术经验可供借鉴。因此，在煤炭主要产区建立坑口电站，减少煤炭外运是缓解煤炭运输困难的有效办法。
提高运输能力的根本出路，在于采用先进技术，开发和完善铁路煤炭重载单元列车成套技术，发展大吨位能源运输船舶和油、气、煤浆管道运输。
2.4 核能
核能以其一系列的优点而引起重视。核能的发展可分为三个阶段，即先利用热中子的反应堆的裂变能，再利用快中子反应堆的裂变能，最终利用聚变能。 其中第一阶段消耗的是地球上存在的天然铀中的铀235，第二阶段可通过增殖方式，使铀238转化为钚239，再利用钚的裂变能。这样一来可使天然铀的利用率增加数十倍。我国核能的利用正处于第一阶段的起步，作为核能的主要形式核电的近况如表4：
表4
年份 核电装机容量(GW)发电量(TWh)
1992
0.30
0.53
1993
1.20
2.49
1993
2.10 14.04
根据我国已探明的铀矿储量，假定核电站的寿期为30年，今后的25年可分为以下三个阶段来预计核电的发展规模。
从现在起到下世纪初的近期，发展到6GW 的装机容量是没有问题的，铀矿储量完全可保证。2010年算中期，发展到装机容量11GW，利用现有储量还是可能的。到2020年算远期，如规划发展到30GW以上，现有储量就会出现缺口，必须从现在起开始加强地勘和科研的力度。
由于铀资源的有限，在未来二三十年内，在人口多国土广的我国，核能不可能在能源结构中占较大比例，但在一次能源缺乏而交通运输又很紧张的地区，核电站有其显著的优势。
2.5 洁净煤技术
煤炭是中国的主要能源，但在其开发、消费过程中带来严重的环境污染。洁净煤技术就是旨在解决这一问题的新技术群。洁净煤技术的开发和应用将促进传统的煤炭生产和消费向洁净、高效利用方向转变，以保证国民经济的可持续发展。
中国煤炭生产消费的多种形式，决定了污染产生的多样性。因此，中国洁净煤技术的特点是，覆盖面广，包括了我国煤炭生产、消费的全过程中出现的多种污染的控制技术，主要是煤炭的加工技术、燃烧技术、转化技术和煤炭生产中的污染控制技术。
在煤炭加工方面，要大幅度提高煤炭入洗量，降低煤的硫分和灰分，发展民用及工业型煤及水煤浆，节约能源，减少污染。
选煤可除去原煤中60%的灰分和40%的黄铁矿硫，可提高燃煤设备的热效率和可靠性并减少SO[,2]及烟尘的排放，是合理用煤的前提和减少燃煤污染的最经济的途径。1993年入洗原煤230Mt，占耗煤总量的20%。应大力提高煤炭入洗量，争取到本世纪末入洗原煤量达到4.5亿吨。
使用民用型煤一般可节煤20%～30%，烟尘和SO[,2]可减少40%以上。今后要研究新型粘结剂，开发高压成型工艺及生物型煤，进一步推广应用民用及工业型煤。
水煤浆是一种代油的新型洁净燃料，可提高燃烧效率5%～10%，约2吨水煤浆可替代1吨燃料油。我国已建成年产能力1Mt的制浆厂， 正在中小型电厂、工业锅炉、窑炉中进行商业性示范，已取得良好效果。
在煤的燃烧方面要进一步开发和推广应用流化床燃烧（FBC）技术，研究煤气联合循环发电技术（IGCC）和先进燃烧器。
流化床燃烧技术是比较洁净、可燃用劣质煤的新一代燃烧技术，与采用煤粉炉和烟道气净化装置电站相比，SO[,2]和NO[,2]可减少50%。中国已有3000余台（大多数在10t/h以下，最大为139t/h）小型循环流化床。 小型循环流化床燃烧技术已开始应用，可有效地利用煤泥、减少污染。加压流化床燃烧技术尚处于开发阶段。当前应推广成熟的流化床燃烧技术，并使之大型化。
煤气联合循环发电技术（IGCC）是一种高效、洁净和先进的燃煤发电技术，下世纪可能成为燃煤发电的主导技术之一。IGCC电站可燃用高硫煤，SO[,2]排放量比粉煤炉加烟道气脱硫装置的电站少70%，比流化床燃烧少50%，NO[,2]则分别减少60%和25%。IGCC电站投资高，技术比较复杂，我国尚未进行系统开发和示范，但做了一些单项技术的研究开发和前期准备工作。
我国已开发成功多种低污染新型粉煤燃烧器，其中旋流式煤粉预燃室燃烧器已用于几十个电厂。炉内喷钙技术是中、低硫煤燃烧中脱硫的经济方法，现已进入中试阶段，脱硫率可达40%。
在煤炭转化方面，主要是把资源丰富的煤炭转化成洁净的、方便的、高效的气体或液体燃料，以保护环境、方便使用和节约能源。
适用于中小城市的水煤气部分甲烷化技术已示范，两段炉气化技术已推广应用。适于大城市的鲁奇加压气化炉已从德国和捷克引进，大型化工合成原料气已引进德士古加压气化炉，工业燃料气发生炉两段炉气化已进行商业性示范，加压流化床气化炉正处于中试阶段。
煤的直接液化方面已建成不同液化工艺的小型连续液化试验装置，并已进行不同煤种的液化性能试验，也已完成几种煤的工艺条件试验以及煤、油共炼试验。预计下世纪初，煤的液化技术将可能进入商业化阶段。在煤的间接液化方面，已建成年处理能力2000t的中试厂。 煤制甲醇技术上已经成熟，可供居民炊用的醇—醚燃料已建立示范厂。
综上所述，中国能源工业面临经济增长的需求和环境保护的双重压力。如果能源生产和消费方式保持不变，中国未来的能源需求无论从资源、资金、环境和运输都是难以承受的。因此，引导全社会重视适度消费，节约能源，依靠科技进步改变能源生产与消费方式，调整能
源结构，建立对环境危害较小的能源系统，才能实现中国能源生产和消费的可持续发展。
（收稿时期：1995—09—20）
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