中国的能源和电力

煤煤 油油 气气 铀铀*Sources:BP Statistical Review 2005;WEC Survey of Energy Resources 2001;Reasonably Assured Sources plus inferred resources to US$80/kg U 1/1/03 from OECD NEA&IAEA Uranium 2003;Resources,Production&Demand updated 2005;*energy equivalence of uranium assumed to be 20,000 times that of coalBrendan Beck,World Coal Institute,Coal,3M Sustainable Energy Engineering,Imperial College,12 October 2006世界化石燃料和铀资源的分布，除中东和南美，世界化石燃料和铀资源的分布，除中东和南美，中国和世界的能源最终只能以煤为主中国和世界的能源最终只能以煤为主2004年年世界能源储藏世界能源储藏 (Mtoe)美国美国 俄国俄国 中国中国 澳大利亚澳大利亚 印度印度 南非南非 乌克兰乌克兰 卡萨克斯坦卡萨克斯坦 波兰波兰 巴西巴西 哥伦比亚哥伦比亚 美国美国俄国俄国中国中国澳大利亚澳大利亚印度印度南非南非乌克兰乌克兰卡萨克斯坦卡萨克斯坦波兰波兰巴西巴西哥伦比亚哥伦比亚来源：来源：Bill Senior AEA，Lin Gao CAS，China-EU Cooperation on Zero Emissions,Beijing,28th October 2009世界一次能源消费（百万吨标准煤）世界一次能源消费（百万吨标准煤）煤煤石油石油天然气天然气核能核能水能水能其它其它年年世界一次能源消费（百万吨标准煤）世界一次能源消费（百万吨标准煤）世界其它地区世界其它地区印度印度美国美国中国中国(Mtoe)(Mtoe)Source：Study of energy policy,2008.6Source：张洪涛，国土资源部总工程师，中欧加快建设绿色经济圆桌会议上讲演稿，张洪涛，国土资源部总工程师，中欧加快建设绿色经济圆桌会议上讲演稿，2010年年6月月18日日Source：张洪涛，国土资源部总工程师，中欧加快建设绿色经济圆桌会议上讲演稿，张洪涛，国土资源部总工程师，中欧加快建设绿色经济圆桌会议上讲演稿，2010年年6月月18日日来源：替代能源研究，国务院能源办公室，来源：替代能源研究，国务院能源办公室，2007来源：替代能源研究，国务院能源办公室，来源：替代能源研究，国务院能源办公室，20072050能源能源消费总量：消费总量：63 亿亿tce2005-2050总煤耗量：总煤耗量：1158 亿亿tce石油石油煤炭煤炭天然气天然气中国和美国一半以上的石油均依靠进口中国和美国一半以上的石油均依靠进口Million barrels per daySource:Dr.Steven Chu,US DOE,Presentation at Tsinghua University,July 15,2009消费量生产量百万桶百万桶/日日2009年中国的能源消费为年中国的能源消费为30.66亿吨煤当量亿吨煤当量 能源消费（百万吨标准煤当量）能源消费（百万吨标准煤当量）增长率增长率（）（）资料来源:国家发改委能源研究所，20082007能源消费增长率为能源消费增长率为7.8%，2008年为年为6.8%（2008年总消费为年总消费为28.5亿吨煤亿吨煤当量当量），），2009年为年为7.04%(2009能源总消费为能源总消费为30.66亿吨煤当量亿吨煤当量)20002009 来源来源:BP世界能源统计世界能源统计2010年鉴，年鉴，2010年年6月月11日日 如果以如果以2020年的总年的总能耗能耗40亿吨标准煤亿吨标准煤当量当量(tce)作为总量作为总量的极限，的极限，(2009年中年中国的能源消费总量为国的能源消费总量为30.66亿吨煤当量亿吨煤当量)则则2000-2020年期间总年期间总能耗增长率只能能耗增长率只能 3.5%资料来源资料来源:能源评论，能源评论，2009年年2月月来源来源:IEA 2010年年7月，金融时报，月，金融时报，2010年年 7月月22日日201020202030204020500510152025303540455055606570 coal oil NG hydro power nuclear power wind power solar power biomass power alcohol gasoline biodiesel108 tce预测预测2010 2050中国累计煤消费量中国累计煤消费量 1110亿吨标准煤亿吨标准煤（tce）煤煤石油石油天然气天然气水电水电核电核电风电风电太阳能发电太阳能发电生物质发电生物质发电乙醇汽油乙醇汽油生物柴油生物柴油201020202030204020500510152025303540455055 coal oil NG hydro power nuclear power wind power solar power biomass power alcohol gasoline biodiesel108 tce预测预测2010 2050中国累计的煤消费量中国累计的煤消费量 830亿吨标准煤（亿吨标准煤（tce）煤煤石油石油天然气天然气水电水电核电核电风电风电太阳能发电太阳能发电生物质发电生物质发电乙醇汽油乙醇汽油生物柴油生物柴油19902009的的19年中，中国的年中，中国的GDP就增长了就增长了6.6倍；倍；预计中国预计中国2010年的年的GDP增长有望超过增长有望超过11%，美国的，美国的增长预计只有增长预计只有3.1%，而欧元区则为，而欧元区则为1.3%，印度将增印度将增长长9.5%；在在GDP经过调整以消除不同货币间购买力差异的情况经过调整以消除不同货币间购买力差异的情况下，中国现在已经超过日本成为全球第二大经济体；下，中国现在已经超过日本成为全球第二大经济体；英国经济与社会研究所预计，如果今后英国经济与社会研究所预计，如果今后10年中国年中国GDP年平均增长率为年平均增长率为8%，而美国的而美国的GDP年平均增长年平均增长率为率为3%，则中国的经济规模将在则中国的经济规模将在2019年超过美国，年超过美国，成为世界最大的经济体。成为世界最大的经济体。来源:英国经济与社会研究所，泰晤士报 2010年7月28日年年CO2排放量排放量(2007年年)累计累计CO2排放量排放量(1800-2007年年)人均人均CO2排放量排放量(2005年年)美国美国 中国中国美国美国 中国中国美国美国 中国中国资料来源资料来源:美国能源部长朱棣文在清华大学的报告，美国能源部长朱棣文在清华大学的报告，2009年年7月月15日日过渡到完全的可再生能源核电时代是一个非常长的时期过渡到完全的可再生能源核电时代是一个非常长的时期能够完全取代化石燃料的大规模新能源和电力需要的条件：能够完全取代化石燃料的大规模新能源和电力需要的条件：低成本大容量的太阳能电池低成本大容量的太阳能电池能够上网的大容量风电机组和高效大容量的生物质发能够上网的大容量风电机组和高效大容量的生物质发电电大规模安全的核电大规模安全的核电 大规模能够取代石油的大规模能够取代石油的生物质液体燃料、生物质液体燃料、氢能（燃料氢能（燃料电池）、电力运输系统和电池）、电力运输系统和能源能源来源：来源：Paal Frisvold，CCS:From Demonstration to Commercialisation，China-EU Cooperation on Zero Emissions,Beijing,28th October 2009时间时间0年年可再生能源可再生能源和核能和核能高效化石燃高效化石燃料能源技术料能源技术从从2004年开始，年开始，中国几乎中国几乎以平均每周新安装以平均每周新安装200万千万千瓦，每年新增加瓦，每年新增加1亿千瓦亿千瓦 容容 量的速度发展。一年的新量的速度发展。一年的新装装机容量等于一个法国或英机容量等于一个法国或英国国的全国总容量。今年全国的全国总容量。今年全国装装机总容量将超过机总容量将超过9 亿千瓦。亿千瓦。中国汽车产量1953-2003444.370501001502002503003504004501953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003万辆1953199239年年200220031年年200020022年年199220008年年电力、钢铁。水泥和汽车的产量快速增长电力、钢铁。水泥和汽车的产量快速增长总装机容量（总装机容量（100GWe)1949 1978 20072009年中国钢产量为年中国钢产量为5.678亿吨，占全球总产量亿吨，占全球总产量47%。2009年中国汽车产销量分别为年中国汽车产销量分别为1379.1万辆和万辆和1364.5辆，均为世界第一。辆，均为世界第一。1994-2009年中国汽车销量及增长率年中国汽车销量及增长率13641.85GWe57.12GWe714GWe每一万美元每一万美元GDP产值的能耗产值的能耗(吨标准煤吨标准煤/万美元）万美元）美国美国 日本日本 德国德国 英国英国 法国法国 意大利意大利 中国中国 西班牙西班牙 加拿大加拿大 印度印度 世界平世界平均均 中国每一万美元中国每一万美元GDP产值的能耗是世界平均的产值的能耗是世界平均的2.88倍，倍，是发达国家的是发达国家的5.5倍。倍。资料来源:金融时报，2010年7月22日1949200719871995200020040.0185GWe100GWe200GWe300GWe400GWe714GWe19780.5712GWe1949年：年：1.85GWe;2009年：年：874 GWe,60年增长了年增长了472倍倍1978年：年：57.12GWe;2009年：年：874 GWe,30年增长了年增长了15倍倍Source:China Electricity Council(CEC),2008总安装容量（100GW)Source:China Electric Power Industry Statistics Analysis,2009水电水电 22.43%其它其它 0,13%风电风电 1.8%核电核电 1.04%煤电煤电 74.60%煤电占全国总装机容量的煤电占全国总装机容量的74.6%，煤电为主将长期存在煤电为主将长期存在Source:China Electricity Council(CEC),2010Source：Energy Review Feb.20099601600总安装容量总安装容量煤电总安装容量煤电总安装容量301950s1980sSO2SO2排放排放控制控制1970s1990s火电厂终端产品火电厂终端产品的回收和利用的回收和利用烟气脱烟气脱NOXSO2排放标准的日益严格和要求更多的污染物排放控制设备，排放标准的日益严格和要求更多的污染物排放控制设备，将继续影响火电厂的净效率将继续影响火电厂的净效率2010-2020SO2,SO3,PM2.5汞汞NOxCO2捕获和封存（捕获和封存（CCS)CO2粉尘排放粉尘排放控制控制由于发电效率的提高和各种降低排放的洁净煤技术的发展导致的排放降低由于发电效率的提高和各种降低排放的洁净煤技术的发展导致的排放降低0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1970 1971-1990 1990-2005 2005-2015 2015-2030 19701970年的排放为基线的百分数年的排放为基线的百分数洁净煤技术以美国燃烧烟煤的发电厂为例以美国燃烧烟煤的发电厂为例先进的洁净煤技术 只由于效率提高只由于效率提高 NOx PM Hg CO2 SO2 由于洁净煤技术的发展自由于洁净煤技术的发展自1970年以来年以来燃煤火电厂污染物排放的降低燃煤火电厂污染物排放的降低近期近期中期中期长期长期时间时间CO2排放排放降低率降低率提高效率提高效率生物质混烧生物质混烧碳捕获和封存碳捕获和封存（CCS)常规燃煤火电厂将常规燃煤火电厂将CO2直接排入大气直接排入大气燃煤燃煤CCS电厂是将烟气中的多电厂是将烟气中的多数数CO2捕集，然后将捕集，然后将CO2液化。液化。其其CO2减排率超过减排率超过85以上。以上。将将液态液态的的CO2通过管道或其它通过管道或其它方式输送至合适的封存地点方式输送至合适的封存地点将液态将液态CO2注入适合于封存的地下注入适合于封存的地下深层地质结构中，使深层地质结构中，使其其永不泄漏。永不泄漏。超超过过一一英英里里可能的其它可能的其它CO2封存地点封存地点地下深层盐水层地下深层盐水层不可开采的煤层不可开采的煤层废弃的油废弃的油/气田气田（1）CO2捕集和液化捕集和液化（2）CO2运输运输（3）CO2封存封存地下水层地下水层密封岩层密封岩层密封岩层密封岩层CCS造成造成的效率降低的效率降低铁素体和马氏体钢铁素体和马氏体钢(26MPa,545 C)奥氏体钢奥氏体钢(29MPa,600 C)火电材料达到蒸汽参数的时间火电材料达到蒸汽参数的时间Net efficiency30%35%40%45%50%55%19501970199020102030CCS技术能够大规模推广应用的条件技术能够大规模推广应用的条件CCS的效率损失使火电效率又回到的效率损失使火电效率又回到50年以前年以前Source:EON电厂净效率电厂净效率37Steam State or Energy LevelSteam Temperature 液态水液态水水蒸气的临界点是水蒸气的临界点是22.1MPa、374o C压力压力 1压力压力 2过热蒸过热蒸汽状态汽状态 汽水共存的饱和状态汽水共存的饱和状态 面积的增加面积的增加 =电厂效率的提高电厂效率的提高超临界蒸汽循超临界蒸汽循环环SteamTemp.Constant SteamTemp.蒸汽蒸汽温度温度直流锅炉直流锅炉蒸汽蒸汽给水给水汽包锅炉汽包锅炉蒸汽蒸汽给水给水恒定的蒸恒定的蒸汽温度汽温度资料来源:超超临界机组的优化设计，电力技术，第19卷，第1期，2010年1月 36%CO2今天的超超临界效率今天的平均效率 42%将来的超超临界效率 即使将来必须采用即使将来必须采用CCS，CCS也必需建立在高效火电厂的基础上，因此，为也必需建立在高效火电厂的基础上，因此，为了将来发展和应用了将来发展和应用CCS，今天的火电厂也必需要尽可能地提高火电厂的效率，今天的火电厂也必需要尽可能地提高火电厂的效率电厂的发电效率，电厂的发电效率，%用于捕集用于捕集CO2的电力的份额，的电力的份额，%来源：Based on:Gas Turbine World,Jan Feb 2007全球现在已运行的全球现在已运行的IGCC电厂仅电厂仅4137MWe,采用的是各种不同的燃料采用的是各种不同的燃料,还处于示范还处于示范阶段阶段来源：来源：SuWenbin,Greengen，China-EU Cooperation on Zero Emissions,Beijing,28th October 20090资料来源:新华社2010年月日电，国家能源局，人民日报2010年7月26日，资料来源:发改委能局，2009年7月30日资料来源:国家能源局，人民日报2010年7月26日，全国平均供电煤耗（全国平均供电煤耗（）逐年下降）逐年下降距最先进的国家如日本和德国的距最先进的国家如日本和德国的300 的水平还有较大差距，的水平还有较大差距，但已超过美国的但已超过美国的350 资料来源:全国电力供需与经济运行形势分析预测报告（20092010年度）中电联，2010年1月 累计订货的超临界机组容量累计订货的超临界机组容量(MWe)欧盟、日本和中国国产化超临界机组容量增长的比较欧盟、日本和中国国产化超临界机组容量增长的比较订货年订货年欧盟欧盟日本日本中国中国二氧化碳排放（百万吨二氧化碳排放（百万吨）二氧化碳的减少量二氧化碳的减少量CO2减排量减排量IGCC-CCS超超临界超超临界CCS先进超临界先进超临界CCSIGCC超超临界超超临界先进超临界先进超临界超临界超临界常规煤粉炉常规煤粉炉资料来源:冯伟忠，上海外高桥3厂1000MWe超超临界机组的节能技术，2010年4月28日gce/kWhgce/kWh上海外高桥第三发电有限责任公司上海外高桥第三发电有限责任公司供电煤耗的降低（现状和目标）供电煤耗的降低（现状和目标）来源:25MPa/560oC/560oC 45%高压高压缸缸煤煤粉粉直直流流锅锅炉炉给水温度给水温度:275 C 310 C 310 C 335 C 低压缸低压缸 35MPa/700oC/700oC 51%35MPa/700o/C/720oC/720oC 53%中压缸中压缸 1给水泵汽轮给水泵汽轮机机20%80%30MPa/600oC/600oC 47.5%给水温度给水温度335C、三维高效汽轮机叶片设计三维高效汽轮机叶片设计蒸汽参数：蒸汽参数：35MPa/700oC/720oC/720oC净效率：净效率：53中国正在加入开发中国正在加入开发700oC先进超超临界机组的行列先进超超临界机组的行列高温材料高温材料+改进热力学设计（机组改进热力学设计（机组 高低布置高低布置+双再热双再热+3D 叶片叶片+Master Cycle等）等）给水泵给水泵中压缸中压缸23D 叶片叶片Master Cycle高低布置高低布置来源：能源评论2009年2月，2009年8月来源：2011年01月3日19:15，中央电视台，央视网来源：瞭望东方周刊2009年第11期68106USD在在10亿美元中中国占亿美元中中国占34.6%69资产融资资产融资公共市场公共市场风险资本风险资本/私人股权私人股权中国中国美国美国英国英国其余其余27个欧盟国家个欧盟国家西班牙西班牙巴西巴西德国德国加拿大加拿大意大利意大利印度印度墨西哥墨西哥法国法国土耳其土耳其澳大利亚澳大利亚日本日本印度尼西亚印度尼西亚南非南非阿根廷阿根廷70风电风电太阳能太阳能其它可再生能源其它可再生能源生物燃料生物燃料高效和低碳技术高效和低碳技术/服务服务在在10亿美元中中国占亿美元中中国占34.6%中国中国美国美国英国英国西班牙西班牙其余其余27个欧盟国家个欧盟国家巴西巴西德国德国加拿大加拿大意大利意大利印度印度墨西哥墨西哥法国法国土耳其土耳其澳大利亚澳大利亚日本日本印度尼西亚印度尼西亚南非南非阿根廷阿根廷71风电风电太阳能太阳能其它可再生能源其它可再生能源生物燃料生物燃料中国中国美国美国英国英国西班牙西班牙其余其余27个欧盟国家个欧盟国家巴西巴西德国德国意大利意大利加拿大加拿大墨西哥墨西哥土耳其土耳其法国法国印度印度澳大利亚澳大利亚印度尼西亚印度尼西亚日本日本南非南非阿根廷阿根廷72太阳能光伏电池太阳能光伏电池地热发电地热发电生物质发电生物质发电小水电小水电风电风电世界世界 发展中发展中 欧盟欧盟27 中国中国 美国美国 德国德国 西班牙西班牙 印度印度 日本日本 国家国家73 总容量：总容量：13,000MWe(占占1.6%）2010年将超过年将超过30,000MWe,成为世界第一成为世界第一计划到计划到2020年使风电容量达到年使风电容量达到:100,000MWe（占（占6.3%）计划在西北、北方和沿海建造三个计划在西北、北方和沿海建造三个 10,000 MWe 等级的大风电场。等级的大风电场。75MWe76MWe美国美国 中国中国 德国德国 中国中国 西班牙西班牙 印度印度 意大利意大利 法国法国 英国英国 葡萄牙葡萄牙 丹麦丹麦 其其余余 中国太阳能分布图（中国太阳能分布图（MJ/m2/a）中国拥有丰富的太阳能中国拥有丰富的太阳能 资源，平均比德国高出资源，平均比德国高出 50%；大部分太阳能资源集中大部分太阳能资源集中 在远离负荷中心的西部在远离负荷中心的西部 地区（西藏、青海、新地区（西藏、青海、新 疆、内蒙古南部、山东疆、内蒙古南部、山东 和广东东南部等地）。和广东东南部等地）。，在西藏地区，在西藏地区 更高达更高达7 kWh/平方米平方米80单位：百万平方米81106 m2水电资源量水电资源量：中国是世界上水电资源最丰富的国家中国是世界上水电资源最丰富的国家可开发容量可开发容量:400 GW可开发小水电容量：可开发小水电容量：90 GW中国农林固体剩余物能源资源中国农林固体剩余物能源资源总量约总量约7.4亿吨亿吨86资源和环境呼唤高碳的煤实现低碳的清洁利用！资源和环境呼唤高碳的煤实现低碳的清洁利用！谢谢谢谢！