能 源 发 展 战 略 与 科 学 用 能 徐 建 中

一、世界能源形势 能源在人类社会发展中的作用 “能源危机” 环境污染 不能走传统的发展道路 建立可持续发展的能源结构

国际能源机构预测（百万吨标油） 2000 2010 2020 2030 煤炭 2335 2702 3154 3606 石油 3604 4272 5020.5 5769 天然气 2085 2794 3498.5 4203 核电 674 573 728 703 水电 228 274 320 366 可再生 223 336 477 618 总计 9179 11131 13198 15265

政府间气候变化专业委员会预测 2000 2020 2030 2050 煤炭 2228 3636-5504 4666-7186 4872-9457 石油 3854 4223-6922 4050-9201 3273-13903 天然气 2473 3653-4922 4471-6813 6619-13369 核电 230 327-726 359-1276 911-2930 生物能 1139 900-1470 1280-2080 2870-4600 可再生 271 370-550 530-960 1140-3990 总计 10193 14100-17000 16500 21400 21300-31200

未来能源需求的特点 天然气比例增加，石油减少 可再生能源2030年前后大规 模应用 1、总需求持续上升 在一段长时期内，化石能源仍 是主要的一次能源 天然气比例增加，石油减少 可再生能源2030年前后大规 模应用

为减少温室气体排放，注重节能和加速可再生能源开发 3、高新技术对能源技术发展影 响大 2、环境保护对能源结构影响大 为减少燃煤污染，大量使用石油、天然气 为减少温室气体排放，注重节能和加速可再生能源开发 3、高新技术对能源技术发展影 响大 注意吸取国外经验教训，避免走弯路 也是跨越式发展

二、能源在我国经济和社会发 展中的战略地位与存在问题 1、能源需求迅速增长，供需矛盾尖锐；能源结构不合理，优质液体燃料短缺；效率低下，浪费惊人。能源问题是制约我国经济和社会发展长期的、重大的瓶颈

一次能源需求分析 2000 2020 情景1 情景2 情景3 煤炭（亿吨） 12.5 18.5 23.8 28.5 2000 2020 情景1 情景2 情景3 煤炭（亿吨） 12.5 18.5 23.8 28.5 石油 （亿吨） 2.24 4.0 4.8 5.2 天然气（亿 m3）245 2000 1700 1200 一次电力 2392 13931 11913 10791 （亿千瓦时）

一次能源供应能力预测 2000 2020 低方案 高方案 煤炭（百万吨） 1000 2100 不确定 油（万吨） 16300 17500 20000 气（亿立方米） 272 1300 1500 水电（百万千瓦） 79.3 240 300 核电（百万千瓦） 2.1 50 新能源（百万吨标煤）1 不确定 不确定

受环保、水资源限制，开采规模难以满足中、高情景需求 石油： 煤炭： 资源有保证 受环保、水资源限制，开采规模难以满足中、高情景需求 石油： 缺口大 能源安全问题突出 天然气： 将有大发展

水电： 高速发展 开发利用率达70%以上 须十分注意环境保护 核电： 积极发展 可再生能源与替代能源： 加快开发

从更长时期考察 到 2050年，缺口可能达20亿 吨标煤 2030年以后，常规能源生产 与能源总需求的缺口继续扩大 人均1万美元时的能源消耗 保证清洁、经济、充足、安 全的能源供应是我国发展长期的 重大瓶颈

2、环境影响更加严重，减排治 污、保护生态刻不容缓 大量燃煤造成严重大气污染 SO2和NOx的排放 细微粒子 CO2减排问题 重金属

3、国际竞争逐年加剧，能源安 全问题突出，全球战略势在必 行 既利用本国资源，又利用外国 资源来满足本国的能源需求 立足加强国内油气勘探的基 础上，实行立足国内外两种资源和 两种市场并用的方针

三、中长期能源科技规划战略 研究的基本思路 在分析能源需求和供应能力缺口的基础上，研究采用哪些途径可高质量地保证能源供应，指出其中的科技问题；对可再生能源和后续能源，给出其技术发展的路线图

能源发展战略 通过科学用能和开发利用 国内外资源，为全面建设小康 社会提供能源保障，并进而为 建立充足、经济、清洁和安全 的可持续发展能源体系打下基 础。

大力推进科学用能 紧抓洁净煤技术 加强油气勘探、采运与利用 高速开发水力资源 积极发展核电 加速可再生能源和新能源研究 高度重视电力建设 能源与环保协调发展

节能为本 多元发展 环境友好 保障安全

四、节能和科学用能 提高能 源利用效率，减少能源消耗 四、节能和科学用能 提高能 源利用效率，减少能源消耗 社会越进步，节能的重要性越突出 节能是一种特殊形式的战略能源 节能代表先进文化的前进方向 节能是先进生产力发展的要求 科学用能是这些要求和发展的必然 结果

1、什么是科学用能 深入研究用能系统的合理配置和 用能过程中物质与能量转化的规 律，以提高能源率和减少污染， 最终减少能源的消耗 从系统科学角度，研究科学用能； 对用能的全过程和各个环节进行 分析、研究，综合得出结论

科学用能的研究内容 能量转化的规律 用能的方法 用能的系统 用能的技术 用能的管理、法律与政策

建立科学用能的理论、方法 例如，对热能利用已经建立 了“温度对口，梯级利用”的原 理 科学用能贯穿在各种能量转化 过程，在经济和社会的各个部门、 各个领域广泛存在 例如，对热能利用已经建立 了“温度对口，梯级利用”的原 理 需要针对流动、传热和燃烧过 程的综合控制与优化发展普遍的 理论、方法和技术

用能的科学管理 市场经济条件下能源利用的总 方针和相应的法律、法规、政策 需求侧管理 供需双侧管理 能源服务业

2、科学用能的作用 日本1975到2000的工业与能源

日本主要工业的耗能强度

日本与西方国家能耗水平的比较

英国能源消耗30年总量不变

美国的节能：25年来减少能源消费74%

美国的节能：人均能耗保持不变

美国的节能：人均油耗保持不变

美国的节能：单位GDP能耗下降42%

美国的节能：环境改善

3、高耗能产业的节能与科学用能 节能与科学用能的主要应用领 域 高耗能产业 针对共性科技问题 管理科学化

建筑科学用能 我国建筑能耗已占总能耗的 27.8% 今后30年，新建住房460亿m2 我国建筑能耗是同纬度国家的 3倍左右，且污染严重 与健康、舒适结合，降低能耗

美国推行Energy Star计划 政府支持的计划 旨在帮助企业和家庭通过高能 效来保护环境 仅2002年 节约的能源可 用于2000万个家庭和减少相当于 1800万轿车排放的温室气体，总 价值相当于80亿美元

Energy Star计划的节能标准 家用计算机 27% 复印机 42% 电视机 24% 中央空调 24% 洗衣机 38% 室内照明 66% 家用计算机 27% 复印机 42% 电视机 24% 中央空调 24% 洗衣机 38% 室内照明 66% 窗户 ……

美国政府办公建筑能耗不断降低

交通科学用能 城市交通规划是复杂性科学问题 智能运输体系 综合交通系统是一个十分复杂的巨 系统 减少车辆的增加 减少运输里程 减少堵车 smart transportation

汽车动力的发展 高效低污染内燃机与柴油机 混合动力 燃料电池 电动车 代用燃料

减少能源消耗 产品革新 产业结构升级 新技术、新方法、新工艺 循环利用 变旧为新 变废为用 对共性问题 科学用能新理论

技术创新使制冷技术30年节能约70%

美国工业技术节能计划 通过协调的研究与发展，产生 跨越式技术，以获得能源和环境的 显著收益 主要针对高耗能工业 发展适用于多个过程的共性技 术 新一代的制造概念 巨大挑战

美国工业技术节能计划 任务：通过研发、验证和推广， 探寻改善能源强度的工业技术 目标：1、从2002年到2020年， 高耗能工业的能源强度降低30% 2、从2000年到2020年通过 研发和示范，使10个高效工业技 术产业化

美国实施工业技术节能计划的原因

美国工业节能计划的目标

节能照明新技术 全球照明用电 占总电量的20% 总能源的7% 我国照明用电 占总电量的13% 年增长率15% “九五”以来我国实施 全球照明用电 占总电量的20% 总能源的7% 我国照明用电 占总电量的13% 年增长率15% “九五”以来我国实施 “中国绿色照明工程”

LED技术 光效的最高水平已达40 lm/w， 是白炽灯发光效率的4倍，寿命 达到100000小时，为LED应用领 域的拓展开辟了极为绚丽的前景 LED必将是未来照明光源的发 展趋势，人们称之为“半导体照 明工程”

五、分布式能源系统（DES） 建在用户附近 冷热电联供 能量梯级利用 提高能源利用 率 减少污染 提高用电可靠性 经济和社会效益好

大电网可靠吗？

集中式与分布式有机结合是21世纪能源工业重要发展方向 美国能源部的目标：2010年 分布式占新增发电20% 适应大量应用天然气的形势 对建筑节能有重要意义 实现绿色建筑的技术基础

美国对DES投资近年来大大增加

分布式能源系统的核心—微型或小型动力装置 内燃机 燃气轮机 燃料电池 Stirling机

DES的发展方向：冷热电联产 系统的基本构成： 动力系统和发电机（电） 供热系统（余热回收装置，供 暖、热水、通风） 制冷系统（供冷、除湿）

热电联产方式 外燃式：背压蒸汽轮机 内燃式：燃气轮机与内燃机 发电效率和热效率高 尺寸小、重量轻 污染排放低 燃料适应性广

制冷方式 压缩式 吸收式 溴化锂 应用广泛 氨 制冷范围大（10— -50°C) 可利用低品位余热 (80°C) 吸附式

DES的关键技术 技术有了很大提高 小型和微型燃气轮机 Mercury 50： 4600kW 效率 38.5% NOx排放 5ppm 价格 <$170万 回热技术

小型燃气轮机的发展 2000年 效率 ≥40% 排放 <10ppm 2010年 提高性能 降低排放 <5ppm 2000年 效率 ≥40% 排放 <10ppm 2010年 提高性能 降低排放 <5ppm 连续运行 >8000小时

微型燃气轮机的发展 技术有了长足进步，使分布式 能源系统的大发展成为可能 目前微型燃气轮机性能 效率 ≥ 30% NOx排放 ≤ 10ppm 效率 ≥ 30% NOx排放 ≤ 10ppm 回热技术

美国先进微型燃气轮机系统计划 美国能源部 2000年制定 6年内使新燃机系统商业化 效率 ≥40% 排放 NOx <7ppm 美国能源部 2000年制定 6年内使新燃机系统商业化 效率 ≥40% 排放 NOx <7ppm 成本 <$500/kw

冷热电三者之间的关系 注意充分利用中低温余热，发 挥环境热源与热泵的作用 针对具体用户的不同需求，研 究、制定适用的“个性化”方案 从获取最大的经济效益出发， 建立三者之间的关系 注意充分利用中低温余热，发 挥环境热源与热泵的作用 针对具体用户的不同需求，研 究、制定适用的“个性化”方案 系统集成技术

3、减少环境污染，改善能源结构 改善能源结构 化石能源为主， 水能、核能、可再生能源并存 最终 2020年 改善能源结构 化石能源为主， 水能、核能、可再生能源并存 最终 以可再生能源和聚变能为主的 多元结构 可持续发展

可再生能源与新能源 减少污染：CO2减排、利用 和储 存 种类多 地热能、海洋能 因地 制宜发展 重点： 太阳能、风能、生物质能 代表发展的趋势，应当重视 减少污染：CO2减排、利用 和储 存 种类多 地热能、海洋能 因地 制宜发展 重点： 太阳能、风能、生物质能 发展储能技术

氢能 西方国家提出“氢经济” 理性看待“氢经济” 大规模制备 化石燃料 太阳能光解 生物质 高温气冷堆 储运

4、注重能源高新技术的研究、 开发与应用 规划应当看的长远一点，具有前瞻性、战略性 加强基础性研究，注意学科交叉与渗透 能源科学技术问题的复杂性、综合性、长期性和投资巨大 规划应当看的长远一点，具有前瞻性、战略性 加强基础性研究，注意学科交叉与渗透

技术集成与系统集成 关注新概念、新理论、新方法 能源科技成果产业化 遵循事物发展的客观规律 庞大的系统工程 综合、全面考虑经济、社会、 科技等因素

四、结语 能源问题是制约我国经济和社 会发展的长期瓶颈 大力发展一次能源和推动节能 与科学用能是根本性的措施 走资源节约和科学利用型发展 道路，是我国迈向先进国家、实 现国家振兴唯一正确的途径

实施全社会的节能和科学用能战略 节能和科学用能的根本目的：提高 能源利用效率，即在满足对能源需求 的过程中，最大限度地减少能源的消 耗和最大限度地减少对环境的污染 建立科学用能的理论、方法和技术 多层次节能与全方位科学用能

把节能和科学用能落到实处 节能是一个观念、意识问题 在市场经济条件下加强节能和科 学用能 制定和完善有关法律、法规和政 策 修改、完善“节能法” 政府的职责 宏观调控和引导

一些具体的建议 进行全民的节能和科学用能的宣传 教育，介绍能源科技发展，引导消费 调研我国能源利用情况，分析、总 结节能现状 清理、筛选、集成和推广现有的节 能方法、技术和措施 制定产品能耗标准，强制执行 设立专项奖励基金

抓住重点领域的节能和科学用能 对高耗能领域进行分析和研究， 凝练优先资助项目，力求早日突破 针对共性科技问题，加强基础性 研究，为科学用能提供理论依据和 方法、技术 引进国外先进节能技术，尽早消 化吸收和国产化，并进一步提高

谢 谢