河南省能源問題及其對策研究

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(鄭州電力高等專科學校，鄭州 451460)

0 引 言

河南省是一個人口大省,也是一個經濟大省，能源消耗量巨大，近年來我省的能源缺口將近達到了能源消耗總量的一半。隨著工業化進程的加快及城鎮化的建設，河南能源消費將持續增加，能源缺口也會越來越大。盡管河南能源資源豐富，但開發和利用浪費也非常嚴重，解決不好將會嚴重影響河南省現代化的進程。隨著在中原經濟區的建設和鄭州航空港綜合實驗區快速發展，對能源的安全性要求也越來越高，研究當前河南發展過程中遇到的能源問題并提出相應的解決對策，對保證河南經濟的快速發展非常重要。

1 河南省能源存在的主要問題

1.1 河南能源資源豐富，但過度開采嚴重，后勁不足

河南省能源資源豐富，河南煤炭資源位居全國前列，石油資源豐富，生物質能源豐富，風能、太陽資源一般，水力資源相當匱乏。全省累計查明煤炭資源284.54億t,年煤炭產量2.09億t，河南年產石油400多萬t[1-2]，可供大規模開發的風電場共有8處，約100萬kW；生物質能源豐富，年產生物質能源3678萬t標煤[3]，相當于2011年河南能源總消耗量的16%。河南理論可開發水電資源490萬kW，目前全省已建成總裝機418.26萬kW，占河南總裝機容量5 406萬kW的7.7%。但由于常年高強度開采，目前大部分國有重點煤礦面臨資源逐漸枯竭，而新探明的煤礦開采難度較大，2 000 m以深的開采技術還沒有；石油資源已接近枯竭[4]，水力資源基本開發完畢。在可再生能源資源中，風能、太陽能雖屬于可利用地區，雖然企業對此有較高的興趣，但可再生能源開發成本還比較高，經濟效益較差，企業大規模開發的積極性還不大。

1.2 工業結構不合理，化石能源消耗總量較大，環境污染嚴重

河南能源消費總量大，且以工業消費為主。2012年，河南能源消耗總量達23 647萬t標準煤，比2011年增加了2.6%，其中煤炭消費量2.54億t，占80.2%，石油消費1 500多萬t。同年能源生產量為12 665萬t標準煤，從外省調入能源達10 350萬t標煤[1]，石油有三分之二需要外部資源。能源消費不合理，工業能耗較大，且工業中高耗能鋼鐵、化工、電解鋁、建材占比重較大，占到了所有工業能耗的一般以上。

圖1 河南省不同行業能源消耗比例

圖2 河南省不同工業類別能源消耗

另外，建筑能耗需要重視的一個能源消費大戶。隨著城鎮化建設和人民對生活水平的日益提高，建筑能耗日益增加。2012年，河南省生活用能已達到2 945.31萬t標煤站，占社會總能耗的12.83%，夏季高峰時期的空調負荷約為1 900萬kW，占社會用電總負荷的一半。

河南用能以煤炭為主的形勢短期內不會改變，煤炭的過量消費給環境帶來的壓力越來越大。近兩年，霧霾天氣頻繁出現，環境容量已達到極限。在近10年來能源消耗總量中，河南省煤炭資源消耗量比例高達87%，石油、天然氣和水電的比重較低，而且85%的煤炭都是直接燃燒使用。這種高耗能低效率的煤炭利用方式，排放出大量的CO2、SO2和煙塵，形成了大氣的主要污染物，見表1。

表1 “十一五”期間河南省污染物排放量[5]

2 解決能源問題的主要技術分析

隨著科技的發展，一些先進的能量系統已經基本成熟，推廣利用先進能量系統對我省的能源問題的解決和環境污染的問題將有很好的促進作用。這些先進能量系統涉及煤炭的高效清潔利用、可再生能源的開發、低碳建筑技術的利用。

2.1 超超臨界燃煤火力發電技術

火力發電是把煤的化學能轉化為熱能然后再轉化為電能的技術。煤在鍋爐中燃燒，產生高溫高壓的蒸汽推動汽輪機旋轉，汽輪機帶動發電機發電，做工后的乏汽在凝汽器中凝結成水在通過高壓循環泵注入到鍋爐中繼續生成蒸汽。這個循環過程中，凝結損失是能量的最大損失，提高蒸汽的溫度和壓力將提高機組的效率。新蒸汽的壓力介于25～31 MPa，溫度達到593～610 ℃，的機組稱為超超臨界發電機組，發電效率達到45%，同時污染物排也大大低于其他類型的燃煤發電機組。通過多年的努力，我國已掌握1 000 WM超超臨界發電技術，并建設了一批示范機組，運行效果良好[6]。

2.2 可再生能源利用技術

太陽能、風力發電和生物質能是技術基本成熟且可大規模利用的可再生能源。太陽能的利用方式主要有太陽能熱利用和太陽能光伏發電，太陽能熱利用就是利用太陽能集熱器把太陽能轉化為熱能進行發電、供暖或供應熱水。太陽能熱利用的效率能達到40%以上，是我國目前太陽能最主要的利用方式。太陽能光伏發電是通過光伏電池把太陽能直接轉化為電能，轉化效率較低，只有18%左右。目前主要有大型并網光伏發電、小型獨立光伏發電和太陽能光伏建筑一體化利用等幾種形式。

風力發電是風能最主要的利用形式，也是技術最成熟，成本相對較低的可再生能源發電形式。我國的是風電設備的生產和利用大國，大型風力發電機組已2 MW的機型為主，除此還有很多小型微型發電機，主要在一些風光互補的路燈上使用。

生物質能是農作物秸稈、林業廢棄物、動物糞便等有機質中所蘊含的能量。目前生物質能源利用的主要方式包括生物質直接燃燒發電，生物質壓塊燃燒發電、生物質沼氣、生物質氣化等多種利用方式。生物質直燃發電和生物質沼氣是利用最廣泛的生物質能利用技術。

可再生能源具有可持續、環境友好等優點，但也具有能量密度低，開發利用成本高等缺點，風能和太陽能受天氣影響，波動較大的缺點，大規模的風電和光伏發電并網將給電網的安全運行帶來困難。生物質能唯一利用方式上最接近煤的可再生能源，但在資源收集方面也遇到了與小農種植方式不協調的困難。

2.3 低碳建筑技術

隨著建筑能耗的不斷增加，低碳建筑技術也越來越受到人們的關注，建筑物外墻保溫、太陽能采暖、熱泵技術、冷熱電三聯產技術在建筑中正在得到推廣應用。建筑物外墻保溫是通過在建筑物外墻上增設保溫層來達到保溫隔熱的效果，減少建筑物空調和供熱負荷，目前這項技術在我國已經強制實施；太陽供暖和太陽能熱水技術也比較成熟，但隨著高層建筑越來越多，與多層建筑房子建好后由家庭安裝的形勢不同，太陽能供暖和熱水必須在建筑設計階段就設計進去，才能保證使用效果和建筑的美觀。熱泵技術是利用低溫熱源供熱的一種技術，其能效系數高達300%，遠遠高于用電能來直接生產熱水，而且可以實現夏季供冷、冬季供暖和熱水的供應。冷熱電三聯產技術是利用燃氣-蒸汽聯合發電，同時利用余熱供熱，利用吸收式制冷機制冷的能量梯級利用的分布式發電技術，在發電的同時，冬季可以供暖，夏季可以供冷。

3 河南省能源問題的對策建議

能源日益短缺和環境污染加重是我省經濟發展過程中遇到的主要能源問題，為解決能源與環境問題對我省經濟發展的束縛，政府部門必須積極謀劃、提前布局，通過經濟、財政、稅收等手段鼓勵科研機構、企業研究、開發、利用先進能源[7]。

3.1 立足煤炭，以電為主，加大節能減排的力度

政府部門應首先立足煤炭資源，加強資源管理，關停能耗高、污染重的小機組、自備電廠，建設超超臨界發電機組；引導高耗能企業對自身能耗的時空分布進行排查，推廣余熱利用，依靠科技進步，降低企業能耗。

3.2 優化產業結構，升級現代工業

優化產業結構，實現產業升級，發展汽車、電子信息、裝備制造、食品、輕工等成長性強，附加值高的產業。大力發展第三產業，減少國民經濟對高耗能工業的依賴。快發展農業循環經濟,制定實施農作物秸稈綜合利用規劃和畜禽養殖廢棄物資源化利用規劃,推進社會層面循環經濟發展。

3.3 大力發展可再生能源產業，實現多能互補

開發可再生能源是實現可持續發展的保證，結合我省實際情況，開發推廣可再生能源技術。我省屬于太陽能可利用地區，但土地資源同樣寶貴，由于太陽能能量密度低，不可能占用大量耕地來開發太陽能，必須走太陽能建筑一體化的模式，開發分布式太陽能發電技術。推廣使用建筑節能技術，減少建筑能耗，可通過政府補貼的方式對目前成本還較高的可再生能源發電進行補貼；建設節能等示范建筑，進行補貼并進行過程監管。新農村建設和農村土地流轉制度的實施，家庭農場的耕作模式實現，為生物質能源提供了發展機遇和廣闊的市場。政府相關部門應當出臺鼓勵生物質能發展的相關政策、對生物質產業進行規劃，引導生物質能產業健康發展。

3.4 發展低碳建筑

建筑能耗在社會總能耗中的比重越來越大，發達國家建筑能耗的比重已達到50%。河南淺層地熱豐富，適合發展土壤源熱泵系統，政府部門應在學校、政府事業單位建筑、公共建筑中推廣應用，但地下水源熱泵由于破壞地下水資源，應盡快限制其開發。同時鼓勵洗浴中心、美容美發等常年用熱水的地方使用空氣源或土壤源熱泵熱水系統。在使用天然氣供暖的單位，特別是熱力公司，由于使用冷熱電三聯產一次性投入太大，政府部門應給予財政補貼。

3.5 加大科研投入，促進成果轉化，建設示范基地

目前可再生能源的開發技術還不十分成熟，開發成本較高，必須不斷加大對科研的投入；一些產業政策、管理方法也不成熟，需要投入人力物力進行研究；成立相關工程技術研究中心，促進科技成果轉化為生產力；在條件成熟地區，建立可再生能源利用示范基地，引導社會資本向可再生能源的投入。

[1] 員三強，孫錦屏.河南煤炭資源狀況與形式分析[J]. 河南國土資源，2003,11:35-36.

[2] 河南省統計局.2013年河南統計年鑒[Z].北京：中國統計出版社，2013.

[3] 周建強，孫為民，李彥普.城鎮化視域下河南發展農村能源產業可行性研究[J].科技創新導報,2013,5:148-150.

[4] 柳國群.河南省石油天然氣資源概況[J]. 河南化工，1987,1:53-54.

[5] 羅 娟.河南省“十二五”時期節能減排問題研究[D].鄭州大學，2013.

[6] 朱寶田，趙毅.我國超超臨界燃煤發電技術的發展[J].華電技術，2008, 2(30):1-5.

[7] 王京安,馬立釗,高 翀. 英國能源產業政策及其啟示[J]. 河南社會科學, 2010,06: 106-109.

[8] 許恒勤，安立華，許 譚，等.森林植物生命能源開發與利用研究綜述[J].森林工程，2010(4)：37-38+43.