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我國能源生產利用的問題與迴圈利用的途徑

我國能源生產利用的問題與迴圈利用的途徑

  據《國家發改委能源研究所》公開表示,我國能源供需形勢非常不樂觀,預計到20xx年我國能源缺口將達到8億噸標準煤。實際上,我國67%的能源需求主要透過煤炭滿足,而對核電、天然氣等新能源的利用較少。作為經濟的主要支撐,石油發展也面臨巨大的挑戰,我國石油的產量非常低,基本不能滿足經濟發展的需要,大部分依靠進口。由於能源的生產與利用的各種問題,我國能源引起的環境汙染問題非常嚴重,這對我國環境的安全形成了重大威脅,也凸顯出解決我國能源問題的重要性。本文主要透過深入分析能源生產與利用存在的多種問題,並從迴圈經濟的視角探索解決我國能源生產、利用問題的相關路徑,以期促進我國經濟持續健康發展。

  一、我國能源生產存在的問題

  (一)能源供求數量矛盾突出

  我國能源的產量非常大,但增速在放緩。據中國統計年鑑資料顯示,20xx年我國能源產量36億噸標準煤,產量非常大。2xx1至20xx年,我國能源產量較上年增速分別是:0.34%、2.21%、3.19%、8.99%、9.10%、3.xx%、5.01%、7.93%、6.87%、11.12%、xx.60%、xx.09%、6.xx%和6.39%。可以看出,2xx1年至2xx5年,能源產量增速在上升,2xx6至20xx年增速在放緩,整體而言,能源產量增速非常不平穩,增幅波動非常厲害,不連貫。另外,我國能源需求量非常大,供求矛盾突出。以2012年為例,2012年我國每天能源消費量為966.2萬端標準煤,如果按照一年365天進行計算,一年需要耗費35.27億噸標準煤,如果按照366天核算,需要耗費35.36億噸,而2012年我國能源總產量為35.11億噸,因此,供求量相差0.16億噸。實際上,在這部分生產量中包含了我國從國外進口能源加工而成的量。從我國能源進出口的比例可以看出:2012年我國原油進口量為2.82億噸,出口量為243.2萬噸;煤進口量為2.88億噸,出口量為928萬噸;成品油進口量為3982萬噸,出口量為2427萬噸。因此,可以看出,我國能源貿易以進口為主導。能源的大量進口凸顯出我國能源生產供應不足,供求矛盾突出。

  (二)能源結構矛盾突出

  以煤炭為主導的能源供給結構是我國能源結構的主要矛盾。從能源的生產比例來說(如表1),2xx0年我國煤炭佔比68.5%,石油佔比22.0%,天然氣佔比2.2%,一次性電力等企業能源佔比7.3%,而20xx年國煤炭佔比66.0%,石油佔17.1%,天然氣佔比5.7%,一次性電力等企業能源佔比11.2%。雖然天然氣、電力以及其他能源消費比例上升,但煤炭一直是能源消費結構的主導;從發展裝機容量構成看,太陽能和風電的裝機容量雖然佔比上升較快,但火力發電依然是發電裝機容量的主體。

  供給結構矛盾還體現在石油過於依賴進口。根據中國石油集團經濟技術研究院20xx年1月釋出的《國內外油氣行業發展報告》顯示,20xx年我國石油表現消費量(當年生產力和淨進口量的和)超過了5.18億噸,其中全面石油淨進口量約3.08億噸,同比增長5.7%,佔石油表現消費總量的59.5%,即我國石油對外依存度為59.5%,較20xx年上升了1.1個百分點。在天然氣方面,20xx年我國天然氣消費量為1830億立方米,同比增長8.9%,其中進口量為590億立方米,同比增長11.5%,對外依存度上升至32.2%。可以看出,無論是石油還是天然氣,我國對外依存度依然保持上升趨勢。

  (三)能源生產過程汙染問題嚴重

  煤炭、石油等多種能源的開採過程中會排放大量的汙染物質。煤炭開採過程中會排放大量的廢氣,汙染大氣環境。煤炭開採過程的廢氣主要有甲烷、二氧化碳以及二氧化硫、一氧化碳等有毒氣體。我國每年礦井開採排放甲烷量超過70億立方米,佔世界甲烷排放總量額30%左右。相對於煤炭利用的廢氣廢物回收情況,煤炭開採的廢氣回收處理還處於萌芽階段,目前只有5%左右的廢氣被處理,其他95%的廢氣都會排放在大氣中。煤炭開採過程中經常回遇到煤矸石自然的現象,其自然過程中會排除大量氣體。據統計,我國國有煤矸石煤礦xxxx多個,累計量超過30億噸,其自然的機率超過了40%。煤矸石自然過程中會排放大量的汙染性廢氣。近年來,我國對洗煤的需求逐漸上升,原煤入洗的過程中會排放大量的煤泥水進入地表,從而對地表形成重要汙染、據調查顯示,我國因洗煤會排出洗矸45xx萬噸,洗煤廢水4xx0萬噸,煤泥2xx萬立方米。我國石油開採過程中也會產生大量的汙染,包括石油開採過程中會產生含油汙水汙染;石油在開產和生產過程中還會導致大量的'揮發性氣體,並生成光學汙染煙霧,這些煙霧會破壞臭氧層形成溫室效應,同時會產生致癌物;另外石油開採會產出大量的廢渣,這些廢渣含油多種有毒物質,如果不經過處理,直接堆放土壤或汙染低下源,直接侵害人類健康。

  二、我國能源利用存在的問題

  (一)能源利用強度大幅度低於發達國家,也低於部分發展中國家

  能源生產的問題反映我國供給的質量,而能源的利用問題反映了我國能源的消費問題。能耗強度、能源消費彈性是衡量能源利用效率的重要指標。1980年至2xx6年我國能耗強度呈上升趨勢。2xx7年至今,我國能耗強度呈下降趨勢,下降幅度較大:2xx9年下降了1.9%左右;2010年下降了3.5%左右;2011年下降了1.9%左右;2012年下降了3.6%左右;20xx年下降了3.7%左右;20xx年下降了4.8%左右。雖然能耗強度在不斷下降,但能源利用效率是我國能源利用的關鍵問題之一。我國創造了全球GDP的12.3%,能源消費佔了全球總量的21.5%。20xx年,我國單位GDP能耗是世界平均水平的1.8倍,是美國的2.3倍,日本的3.8倍,高於巴西、墨西哥等發展中國家。單位產品能耗也能在一定程度上反映出我國的能源效率問題。據IEA統計,我國普通鋼、水泥、合成氨等高耗能產品的單位能耗要分比國際最先進的國家分別高出50%、60%和33%。

  (二)我國能源消費彈性顯著低於發達國家水平

  我國能源消費彈性在不斷提高,但是依然處於發達國家水平。能源消費彈性是能源消費增長與同期經濟增長率的比值,能夠反映我國經濟增長對能源的依賴程度。如果能源消費彈性係數大於1說明區域經濟增長過於依賴能源,係數越大說明經濟對能源的依賴度越大,也說明經濟增長的能源利用效率越低。一般來說,發達國家的能源消費彈性在0.4左右,一般不超過0.5。目前欠發達國家的能源利用效率普遍較低,能源消費彈性在1左右。我國能源消費彈性近年來一直保持較高的水平,2xx0年至20xx年我國能源消費彈性係數為0.54、0.7、0.99、1.62、1.67、1.19、0.76、0.61、0.31、0.53、0.69、0.77、0.51、0.48、和0.3。2xx3年至2xx5年彈性係數都大於1,其他年份我國整體的能源消費彈性大於0.5,顯著要大於發達國家水平,因此我國能源消費效率要顯著低於發達國家水平。

  (三)我國能源利用效率整體低於發達國家水平

  我國能源利用效率約36.3%,比發達國家低10%左右,差距非常大。根據能耗與經濟增長的密切關係,一些經濟學家提出了倒U型曲線,即隨著經濟的增長,工業化階段初期和中期能源消費一般呈緩慢上升趨勢,而進入後工業發展階段後,隨著經濟增長方式的改變,能源消耗強度會逐漸下降。目前大多數發達國家處於後工業化發展階段,能耗強度在不斷下降,而大部分發達國家處於工業化初期和中期階段,因此能耗利用效率處於上升階段。日本、美國等發達國家第三產業的比例高達60%以上,遠高於第二產業的比重,而我國第三產業的比重在40%左右。與印度相比,我國能源利用效率低,主要是因為印度以資訊經濟為基礎的服務業,其服務業的比重也遠遠高於中國。這說明我國能耗效率較低的重要原因在於我國產業結構的問題。

  (四)能源利用過程汙染排放嚴重

  從能源的利用效率問題分析可知,發達國家的利用效率低為50%左右,而我國的利用效率為36%,因此能源中大部分是不能被利用的,實際上即使能源利用效率很高,其也會排放大量的廢物廢氣。煤炭是我國經濟發展的主導能源。煤炭的主體是碳、氫、氧,佔95%左右。煤化的程度越深,碳含量就越高,氫、氧的含量就越低。煤炭燃燒時,氮不產生熱量,而是在高溫下轉變成氮氧化合物和氨,以遊離狀態溢位。煤炭中含量硫、磷、氟、氯和砷等等有害成分。煤炭燃燒後,會排放出大量含有硫、磷、氟、氯和砷等有害化合物質於空氣和土地中。我國85%的煤炭是透過直接燃燒使用,主要用於火力發電、工業鍋爐、民間取暖和家庭爐灶。直接燃燒屬於高能耗低效燃燒方式,並且廢氣的處理不足,會導致其向空氣排放大量的二氧化硫、二氧化碳和煙塵。大量煤炭的燃燒是形成中國以煤煙型為主的大氣汙染的主要原因。煤炭在生產和利用之間的空間差距很大,北煤南運、西煤東輸的長距離運輸導致運輸過程中引起了大量的煤塵汙染,這不僅導致煤炭大量流失,也嚴重汙染了煤運沿線周邊的生態環境。據統計,我國煤炭運輸平均運距約80KM,而因煤炭運輸向大氣中排放的煤塵超過1xx0萬噸。另外,油類能源的利用過程中也會產生大量的廢物廢氣。以汽車為例可以分析出油類能源在利用過程中的嚴重汙染問題。目前我國機動車主要使用兩種能源,汽油和柴油。汽油在常溫下是一種透明液體,很難溶解於水,易燃,因此成為世界重要的能源。汽油在使用過程中會是產生二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、鉛或酸的化合物等多種有毒物質。同時汽油在不完全封閉的條件下會揮發,而揮發的氣體被人體吸入後會引起急性中毒。在車輛密集的大城市中,空氣中50% 左右的汙染物來自於汽車的排氣或者直接揮發所致。柴油在環保上質量比汽油品質要低,其燃燒效率較低,排放的廢氣越多,帶來的汙染性更大。

  三、 我國能源資源實現迴圈再利用的主要途徑

  (一)能源資源開發的迴圈再利用

  能源資源開發的迴圈再利用主要包括兩個方面:一是實現能源的高效開發,以提高能源開發效率,實現資源的充分利用。能源在生產過程中有浪費,在利用過程中浪費,而在開發過程中本身也存在浪費,這主要是因為技術有限。以煤炭開發為例,在一個大煤礦中,煤炭的開採率一般不足30%:一方面一些煤炭含量低的即使開發出來也不能利用,另一方面很多煤炭資源雖然在當前技術條件下已經可以利用,但因為開發技術不足而導致不能開發出來使用。對此,只能不斷最佳化煤炭利用和開發技術,提高煤炭資源的開發和利用效率。二是充分利用可再生能源,提高可再生能源的利用比例,逐步實現可再生能源取代傳統不可再生能源。空氣能、太陽能、風能等清潔能源是可以取之不盡用之不竭的,因此其開發和利用可以不斷迴圈。但我國清潔能源利用的比例依然比較低,煤炭等傳統能源依然佔據主導地位,這主要是因為我國開發利用的技術不足:一方面開發成本高,很多消費者從經濟程度考慮不會採用;另一方面利用範圍較窄,不能廣泛應用到家庭以及工業生產中,這是限制清潔能源取代傳統能源的重要因素。以太陽能為例,現在主要應用於熱水器、路燈等發熱發光裝置,利用範圍較窄,空氣能、風能主要應用於小規模發電。

  (二)能源利用的再迴圈利用

  根據上文分析可知,我國能源利用效率只有36%,相比發達國家低10個百分點,因此在能源的利用過程中有64%的被浪費。這些被浪費的能源主要源於以下方面:一是能源的利用裝置不足。從工業鍋爐而言,我國煤炭在工業鍋爐的使用效率為60%,而國外達到了20%,其他的煤炭為不完全燃燒。不完全燃燒導致煤炭不能徹底被燃燒帶來浪費,同時也會增加一氧化碳等有毒氣體的排放。油類燃燒裝置對油類的利用效率也會產生直接影響,例如我國國產汽車普遍油耗較大,而日本汽車燃耗較少。雖然近年來我國汽車工業在不斷創新,並且著重在節能減排上創新,但目前我國的創新水平依然不足,在能源利用效率的技術上與發達國家存在很大差距。二是我國被浪費能源沒有進行回收處理和再利用。迴圈經濟強調物質的再迴圈,能源被大量浪費後應該透過創新技術進行回收,然後實現能源物質的再次利用。對此,可以向發達國家學習。在日本,能源的自給率不到20%,但是其早在1991年就制定了《再生資源利用促進法》與《容器包裝分類再商品化法》,實現EPR系統,鼓勵生產者和消費者儘可能實現廢棄物減量化與迴圈利用,並建立各種型別的廢物垃圾處理企業。我國也有企業在研究能源的迴圈利用問題,如四川達興能源公司在20xx年3月實施的脫硫液迴圈利用技改專案日前取得成功,但該項技術還沒有進行推廣。

  (三)能源生產過程的再迴圈利用

  玉門市因為石油開採而導致開採的石油廢物堆積,嚴重影響了地下水環境和土壤質量,威脅了區域居民的身體健康。但是如果發展迴圈經濟,將其中的有害物質和有利物質進行回收處理,全部轉變為有利物質,那麼石油開採工業將成為玉林經濟發展的核心產業和優勢產業。俄羅斯、阿拉伯等許多國家大量開採石油,但並沒有形成我國玉門市這樣的廢物累積的城市。這說明不是不能實現的問題,而是沒有著力去實現的問題。實際上,我國已經有部分割槽域也在著力推進能源的迴圈使用。如在我國府谷縣境內煤炭資源豐富,該區域創新了煤炭迴圈利用的新型清潔能源產品“蘭炭”。“府谷煤”經低溫乾餾後,其固態產物“蘭炭”具有高固定性、高化學活性等特點,以其低廉的價格,廣泛用於高耗能的電石行業、鐵合金行業,經再加工可制優質冶金型焦,降低能耗,提高其經濟效益。其液體產物低溫焦油接近國外低芳烴原油,輕油含量高,加氫可製成石腦油、採油及改制瀝青;氣態產物煤氣,因加熱方式不同組分不同,因而利用方式方法不同,或是作城鎮生活用氣,或是發電,或是用於生產甲醇。可以看出府谷煤在生產過程中透過分析不同的成分實現了煤炭的迴圈利用。

  (四)能源廢物廢氣可以再迴圈利用

  廢氣廢物可以進行再迴圈,這是因為廢氣廢物可以透過物理、化學等多種方式進行處理後變成有用的物質,然後供消費者使用。無論是個體消費者還是企業消費者,在進行能源消費的過程中會排放大量廢氣廢物,這些廢氣廢物直接排放到環境中會直接對環境形成惡劣影響,但如果能夠創新一種方式,改變其影響的方向,那麼其有可能成為一種有用的物質,這就是廢氣廢物的再迴圈使用。在青鋼的生產中就在著力實現這一目標。在董家口迴圈經濟區青鋼董家口廠區,有一個青鋼迴圈經濟配套專案,由中機國能電力投資有限公司和青島鋼鐵集團合資建設,總投資21億元。專案一期投資12億元,佔地245畝,主要為青鋼提供生產用電、用熱,兼顧周邊地區的生產及生活用熱。其利用的原理是,鋼鐵在生產過程中需要耗費大量的煤炭資源,煤炭資源在燃燒過程中會產生大量的熱氣體和熱水,對此,企業利用先進的技術裝置在生產鋼鐵的同時將煤炭熱能轉變成為電力和熱水。據統計,專案投產後,可以實現對外供電10億度,約佔青鋼總用電量的60%,對外提供5xxt/h蒸汽和7xx萬平方米供熱面積的熱水,該專案正常執行發電後,每年可節約標煤31萬噸,減排二氧化碳68萬噸,減排二氧化硫2萬噸。不僅填補了董家口經濟區無集中供熱、熱電聯產的空白,還將建立國內鋼鐵行業高水平節能減排、廢棄能源高效回收、資源迴圈利用和節能環保等高新技術產業示範工程,能為青鋼和合資公司創造預期的經濟效益,專案建成後可將青鋼打造成董家口經濟區迴圈經濟綜合利用示範單位和董家口經濟區集中供熱、熱電聯產中心。因此可以看出,能源使用後產生的各種物質是可以進行再次迴圈使用的。

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