吴吟——走中国特色的能源低碳发展道路

31.6
32.9
39.0
40.4
40.1
40.0
40.4
40.1
42.6
48.5
48.6
46.8
20%
0% 1990 1995 2000 2004 2005 2006 2007 2008 2009 年
第一产业
第二产业
第三产业
2009年，我国第二产业占GDP比重达47%，三产仅43%
我国产业结构与发达国家有较大差距
1.0 1.05
1.45
1.30
0.86 0.79 0.83 0.52
0.95
0.5
0.20 0.26 0.0
0.36
1980
1985
1990
1995
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
我国风电连续数年翻番增长
万千瓦 2000 1,760 1500
1000
洁 净 煤 发 电
煤气化联合循环机组（IGCC）
大容量循环流化床机组（CFBC）
多联产是煤炭低碳化利用的最佳途径
煤基多联产的龙头工艺是煤炭气化，根据市场需 求和综合效益最大化原则，可以同时生产化工产品、 液体燃料、电力和供热，具有产品结构灵活、生产 成本低和能源转化效率高等特点。 在多联产中，煤炭中的污染物可被最大限度地处 理或资源化利用，如硫可回收利用、高纯度二氧化 碳便于利用或封存，从而实现包括温室气体在内的 污染物的近零排放。
我国核电迎来新的发展时期
万千瓦 1000 800 600 885 885
908
685
685
400
210 200 0 2000 2005 2006 2007 2008 2009
我国能源消费结构变化
3.1
20.7
18
4
7.8 3.9
72.2
70.3
原煤
原油
天然气
水电、核电、风电
1980年
2009年
我 国 C O 2排 放 总 量 大 、 增 速 快 面临严峻的国际减排形势
新奥集团开发出具有高光合效率的微藻，通过光 合作用吸收二氧化碳，再用微藻生产生物柴油。 河南天冠集团公司利用二氧化碳生产降解塑料， 并在食品保鲜、铸造、超临界萃取等方面应用。 兖州矿业集团国泰化工有限公司回收甲醇生产过 程中排放的CO2，用来生产醋酸合成原料。2008年 生产醋酸30万吨，回收利用CO2气体约14万吨。 太原理工大学开展了“气化煤气、热解煤气共制 合成气的多联产新模式”研究，获得国家重点基础 研究规划（973项目）的资助。
快中子增殖堆
天然气水合物 核聚变
研发向示范 过渡的阶段 研发向示范 过渡的阶段
基础研发阶段 基础研发阶段
蓄电池、燃料电池技 术与成本降低速度 工程验证 降低成本 成藏机理、开采技术 与环境影响
基础原理与材 料技术的突破
2030年左右
2030年后 2050年左右
主要内容
一、我国能源低碳化发展现状与形势
主要内容
一、我国能源低碳化发展现状与形势
二、高碳能源低碳化利用是我国能源低碳 发
展的关键内容之一
三、我国高碳能源低碳化利用的重点举措
世界上两次能源替代过程都长达数十年
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0
1860
薪柴 煤炭 石油
天然气 水能
1880 1900 1920 1940 1960
2003年，中石化开展CO2驱油小型矿场先导性试 验。 2008年，中石化在中原濮城水驱废弃油藏使用 CCUS技术，试验阶段井组日产油由试验前的0.6吨 /日上升到最高的15.9吨/日，井组含水率由试验 前的99.6%下降到90%。 神华集团公司正在和美国西弗吉尼亚大学开展 合作，研究利用神华煤制油工厂生产的CO2注入井 下的驱油驱气技术。

CO2储用
37


该书是诺贝尔化 学奖得主、著名有 机化学家乔治A.奥 拉2006年新作。 在中文版前言中 ，奥拉写到：“我 们认为，通过利用 目前还可获得的矿 物燃料资源以及对 二氧化碳进行加氢 还原，来生产甲醇 是一种切实可行且 方便的储存能源的 方法”。
促进CCS-CCUS-CCU发展
二、高碳能源低碳化利用是我国能源低碳 发
展的关键内容之一
三、我国高碳能源低碳化利用的重点举措
一、高度重视温室气体排放问题
为应对国际社会对政府间气候变化专门委员会 （IPCC）第四次报告的质疑，今年3月联合国秘 书长潘基文和IPCC主席帕乔里委托国际科学院理 事会（IAC）对IPCC评估过程和程序进行评审。 IAC于2000年创建，总部设在荷兰阿姆斯特丹 。现任理事会成员18个，由中、美、德、日、印 等15个国家的科学院和3个国际组织组成。 IAC评估报告认为，IPCC组织各国科学家编写 并定期发布气候变化评估报告总体上是成功的。
核能
合理的能源转化利用方式：可再生资源 含碳资源
世界化石能源资源中煤炭储量最大
类别 剩余探明可采储量
煤炭 （亿吨） 8260
石油 （亿吨） 1708
天然气 （万亿立方米） 185
2009年产量
储采比（年）
69.40
122
39.29
42
3.07
60
积极发展洁净煤发电
高参数超超临界煤电机组（USC）
核能
1980 2000
1785年瓦特制成改良蒸 汽机，煤炭逐步代替薪柴， 但直到19世纪末期，煤炭 消费量才超过薪柴
1870年德国人奥托发明 内燃机，石油逐步替代煤 炭，但直到20年代中叶， 石油消费量才超过煤炭
新一轮能源替代也将经历数十年
预计到本世纪中叶，非化石能源在一次能源消费中仍仅占1/3
中国能源资源以煤炭为主
839
500 34
0 2000 2005 2006 126
420 207
2007
2008
2009
2009年我国可再生能源发展
类别
一、发电 水电 风力发电 光伏发电 生物质发电 二、供气 三、供热 四、燃料乙醇 总计 利用规模 单位 万千瓦 万千瓦 万千瓦 万千瓦 万千瓦 亿立方米 亿平方米 万吨 规模 21726 19679 1613 30 400 150 1.45 171) 2.64亿吨标煤 年产量 单位 亿千瓦时 亿千瓦时 亿千瓦时 亿千瓦时 亿千瓦时 规模 5747 5747 269 4.5 200 折标煤 (万吨/年) 20114 20114 893 15.8 700 1100 2900 171
热堆核电且产生大量长寿命高放废物
规模化发展核电需要进口大量铀资源
核能科技自主创新能力不足
近 发中 展期 面核 临能 的规 挑模 战化
核能产业体系有待完善和加强
近中期内非化石能源难以成为主要新增能源
风能资源评估不够，可获 得性缺乏实证
风电间歇性特征，导致大 规模并网受到制约 科技自主创新能力不足， 产业体系薄弱 风电发电成本仍高于常规 煤电
走中国特色的 能源低碳发展道路
吴
吟
2010年10月18日· 中国矿大
主要内容
一、我国能源低碳化发展现状与形势
二、高碳能源低碳化利用是我国能源低碳 发
展的关键内容之一
三、我国高碳能源低碳化利用的重点举措
我国能源消费总量较大 且未来还将持续增长
我国能源消费总量历史变化
亿吨标煤 35 30
25.9 25 20 18.4 13.1 9.9 6.0
发近 展中 面期 临风 的电 挑规 战模 化
部分新能源技术商业化利用的预期
关键技术 太阳能发电 纤维素 燃料乙醇 电动汽车 目前发展阶段 示范阶段 基础研发阶段 主要制约因素 转换效率低 发电成本高 高产品种选育 与转化技术 预计大规模商 业化应用时间 2025年左右 2030年左右 2025年左右
应对气候变化是能源发展的关键因素
大气中CO2的浓度已由工业化前280ppm增加到379ppm。 国际社会普遍认为，化石能源消费产生的大量温室气体是全 球气候变暖的主要原因。
我国能源消费引起的CO 2 排放不断增加
亿吨 70 60 18.6 12.9 10.5 %
20.0
20.8
22.2
25
20
15
我国城镇化水平与发达国家有较大差距
100 82 80
90 67 74 77
82 73
86
60 40
20 0
50
47 30
世 界 平 均
中 国
美 国
日 本
德 国
英 国
法 国
韩 国
俄 罗 斯
巴 西
印 度
我国正处于工业化进程中
100% 80% 60% 41.3 40% 47.2 45.9 46.2 47.7 48.7
60 20.7 50
21.6
22.8
54.7
24 20
16.4 40 39.8
30 20 12 8
44.5
16
10
0 2007 2015 能源消费总量 2020 能源消费占世界比重 2030
4
0
我国非化石能源发展迅速 但能源结构仍以煤为主
我国水电发展迅速
亿千瓦 2.0 1.73 1.96
1.5 1.17
千亿吨标准煤
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 总量 折标准煤 比重
煤炭
石油
煤炭 1825亿吨 1304亿吨 94.04% 石油 27.6亿吨 42亿吨 3.03%
天然气
天然气 3万亿立方米 40.6亿吨 2.93%
国土资源部：2006年全国矿产资源储量通报
近中期内非化石能源难以成为主要新增能源
双气头多联产项目
焦炭 100万吨
焦炉煤 4.6亿m3
产品
甲醇 20万吨 电力 200MW
4.2亿m3
重 整
气化煤气 6.7亿m3
合成气 9.3亿m3
效果
減排 CO2 1.8亿m3 节水 9.5万吨 节煤 12%
气化
2008年7月，华能北京热电厂年捕捉利用3000吨二氧化碳示范项目建成投产
积极开展CCUS技术研究
106.6
116.2
10
30
0
65.1
5
0
2008
2015 中国二氧化碳排放
2020
2025
2030
占世界总排放的比重
我国应对气候变化的减排承诺
2009年9月，胡锦涛总书记 在联合国气候变化峰会上宣 布：到2020年，我国非化石 能源占一次能源消费比重达 到15%左右。
2009年12月，温家宝总理 在哥本哈根世界气候大会宣 布：到2020年，我国单位GDP 二氧化碳排放比2005年下降 40%至45%。
28.1 29.1 23.6
21.3
30.7
15
10
15.9 14.6 15.0
5 0
1990
1995
2000
2001
2003
2004
2006
2007
2009
1980
2002
2005
2008
年
我国人均能源消费低于世界平均水平
吨标煤/人
12.0
10.1 10.0
8.0
6.0 4.0 2.6 2.0 0.0 世 界 中 国 美 国 日 本 德 国 法 国 英 国 5.3 5.6 5.6
50
40 30
65 51
56 60 10 5
20 10 22 30
0
1990 2000 2005 2006 2007 2008
0
二氧化碳排放量
占世界总排放的比重
未来我国能源消费CO 2 排放仍呈增长趋势
亿吨 150
%
35
120
22.2
26.6
27.7
28.6
28.9
30
25 20
90
60
15
86.1 95.8
6.7 4.6 2.3
6.9
2.4
韩 国
俄 罗 斯
墨 西 哥
我国正处于城镇化进程中
%
50 41.8
43.0
43.9
44.9
45.7
46.6
40
30 20 10 0 1990 1995 29.0
36.2
26.4
2000
2004
2005
2006
2007
2008
2009
年
近年来我国城镇化水平不断提高，但2009年仅为46.6%
煤炭地下气化工业化流程示意图
地下气化充填示意图
四、大力发展低碳无碳能源
加大煤层气、页岩气、城市垃圾沼气等非常规 天然气的开发力度，扩大天然气、液化天然气进 口规模。 水电和核电是优化能源结构、减少二氧化碳排 放强度的主力军，必须提早安排建设。 风电和光伏发电技术接近成熟，具备中期内大 规模发展潜力，是未来发展的重要方向。 太阳能热利用、大中型沼气、固体成型颗粒等 可再生能源利用技术已比较成熟，应积极推动加 快发展。
水电发展面临的挑战： 1. 2. 我国水电资源开发 率已达50%左右; 待开发资源主要集 中于西南地区，开 发难度和生态环境 影响较大; 水电开发要大量占 用土地资源和安置 移民;
3.
4.
大型水电站建设周 期长，如三峡超过 10年。
近中期内非化石能源难以成为主要新增能源
热堆核电对天然铀的利用效率低
二、节能提效是低碳化发展的基础
节能管 理体系
节能型 生产体 系
节能 优先
节能是“第一” 能源资源。 保障基本用能， 限制过度用能， 鼓励节约用能。 节能型 消费体 系
提高能源利用效 率。
三、低碳化发展要做好煤炭这篇大文章
煤炭 石油 液体燃料 天然气 水能 风能
电
生物质能 化工产品
太阳能
发电 液体燃料、化工产品
100% 80% 60% 40% 76.7
42.6
68.1
69.4
60.3 76.9
72.8
46.8
20% 22.0 0% 30.2 29.7
37.1
2Fra Baidu bibliotek.9 26.2
美国
日本
德国 第一产业
法国 第二产业
英国 第三产业
韩国
中国
发达国家第二产业比重约为25%，第三产业比重达70%以上
未来我国能源需求将持续增长