中國能源技術(shù)科技發(fā)展展望

楊 靜

(山東科技大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，山東 青島 266590)

1 節(jié)能和提高能效科技

1.1 電力過程節(jié)能和提高能效

電能已成為人們生活和生產(chǎn)所必需的、不可中斷的清潔和方便的能源。電力系統(tǒng)的重點節(jié)能包括發(fā)電廠的節(jié)能降耗、輸配電系統(tǒng)的合理運行和降低損耗、提高電力驅(qū)動設(shè)備效率和供應(yīng)電設(shè)備的節(jié)能等方面。可以通過發(fā)展國產(chǎn)大型循環(huán)流化床技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)、無功補償?shù)燃夹g(shù)實現(xiàn)節(jié)能和提高能耗。

1.2 熱力過程節(jié)能和提高能耗技術(shù)

熱能是人民生活和國民經(jīng)濟應(yīng)用最廣泛的能量形式，熱能主要用于發(fā)電和拖動、工藝過程加熱、采暖和空調(diào)。可以通過提高熱力系統(tǒng)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)效率的途徑、高效能量傳遞和轉(zhuǎn)換技術(shù)、強化傳熱技術(shù)、余熱回收技術(shù)、隔熱保溫技術(shù)、熱泵技術(shù)、熱管技術(shù)、空冷技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能和提高能耗。

1.3 建筑節(jié)能和綠色建筑

可以通過建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能、建筑物的采暖空調(diào)節(jié)能、建筑照明節(jié)能、建筑物分布式能量系統(tǒng)等技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能和提高能耗。建筑物的采暖空調(diào)節(jié)能可以通過正確選用冷熱源設(shè)備、廣泛采用熱泵技術(shù)、實現(xiàn)經(jīng)濟運行、實行供冷暖的分戶熱計量、發(fā)展建筑物蓄冷空調(diào)和推廣建筑物蓄熱供暖等方式來實現(xiàn)。

1.4 交通節(jié)能和提高能效

內(nèi)燃機是各種交通工具最重要的動力來源，包括汽車、拖拉機、火車機車和船舶；此外還有大多數(shù)工程機械，如推土機、挖掘機、壓路機、起重機等也是以內(nèi)燃機為動力；農(nóng)業(yè)機械、抽水排灌、移動電站也離不開內(nèi)燃機；柴油發(fā)電機組更是工礦企業(yè)必備的應(yīng)急電源，因此，內(nèi)燃機是石油的最大消費者。可以通過內(nèi)燃機節(jié)油技術(shù)、替代燃料油技術(shù)、替代動力汽車等技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能和提高能耗。

2 新型能源技術(shù)

2.1 天然氣發(fā)電和煤的現(xiàn)代化利用

先進高效燃煤發(fā)電技術(shù)：現(xiàn)有超臨界SC和超超臨界USC發(fā)電技術(shù)等先進高效燃煤發(fā)電技術(shù)。

煤的現(xiàn)代化利用：現(xiàn)在采用煤的氣化技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、煤液化技術(shù)以及近年來方興未艾的煤氣化多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)等技術(shù)將煤轉(zhuǎn)化為清潔的氣體或液體燃料再利用。

2.2 先進核能技術(shù)

世界核電初始發(fā)展階段受到核能軍事利用的推動，生產(chǎn)軍用钚和核潛艇的技術(shù)應(yīng)用于核電站技術(shù)的發(fā)展。我國是重視利用核能發(fā)電的，目前利用先進輕水堆、第四代核電技術(shù)、核燃料循環(huán)和聚變能等來提高核能技術(shù)。

第四代核電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展目標(biāo)是評比和比較第四代核能系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一共包括有4個方面：可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟性、安全性和可靠性以及防核擴散和實體保護。爭取實現(xiàn)這樣的技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，新的核能系統(tǒng)就有可能對世界未來的能源供應(yīng)起到重要的作用。

2.3 先進輸配電技術(shù)

電力系統(tǒng)作為一個整體，是當(dāng)今世界人類創(chuàng)造的最大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前有大容量遠距離輸電、大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行技術(shù)、先進可靠的配電網(wǎng)和供用電技術(shù)、超導(dǎo)電性及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用、分布式電力系統(tǒng)技術(shù)等先進輸配電技術(shù)。

2.4 可再生能源

可再生能源消費將從2002年的1400Mtoe增長到2030年的2200Mtoe，總量增加約60%。現(xiàn)在傳統(tǒng)的生物質(zhì)能源消費約占世界能源需求的7%，然而由于收入的增加和城市化的增長，它的份額將下降，水電的比例將趨于穩(wěn)定，其他的可再生能源比例將增加。根據(jù)世界發(fā)展形式，現(xiàn)有水電開發(fā)、現(xiàn)代生物質(zhì)能、風(fēng)力發(fā)電、太陽能的利用以及其他可再生能源用于提高能源科技與能效。

其他可再生能源中發(fā)展較為迅速的為海洋能利用與地?zé)崮芾谩：Ｑ笫峭ㄟ^各種物理過程或化學(xué)過程接收、儲存和散發(fā)能量，這些能量將以波浪、海浪、朝夕、溫差、鹽差等形式存在于海洋之中。我國地?zé)豳Y源豐富，分為發(fā)電和直接利用2大類，溫度在150°C以上才比較經(jīng)濟，地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)方面也有很大的用途，應(yīng)用廣泛。

2.5 氫能源與燃料電池

燃料電池技術(shù)則是高效、潔凈利用氫能的新技術(shù)平臺。通過燃料電池能將氫方面便轉(zhuǎn)換成電和熱，有較高的能源效率，能實現(xiàn)低污染排放甚至零污染排放。因此，氫能和燃料電池將有可能在人類社會由化石能源順利過渡到最終不依賴化石能源的可持續(xù)發(fā)展進程中發(fā)揮重要作用。

氫在自然界存在極少，必須消耗大量的能量將含氫物質(zhì)分解后才能得到氫氣，目前有化石燃料制氫、生物質(zhì)制氫、水解制氫以及其他制氫途徑。

3 展望

中國是經(jīng)濟發(fā)展較快、能源消費數(shù)量增長較快的發(fā)展中國家。中國能源科技在經(jīng)濟方面、環(huán)境方面以及國家安全方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，所以節(jié)能和提高能效科技以及新型能源技術(shù)需要得到重視與發(fā)展。只有實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略，才能保證在能源消耗很小、環(huán)境污染很小的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，能源影響我們生活的方方面面與社會的方方面面，所以能源技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。

4 建議

能源科技發(fā)展思路和重點發(fā)展方向的確定為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)提供了一條途徑。我們要通過以下政策加強頂層設(shè)計：國家要制定統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的能源技術(shù)；建立有利的市場環(huán)境：能源技術(shù)的快速發(fā)展使市場方面也要做出相應(yīng)的改變，綠色環(huán)境的廣泛號召，市場也要做出相應(yīng)的改變，同時還要加強能效管理；改進政府的管理：引導(dǎo)清潔市場的開發(fā)和形成，還要建立統(tǒng)一的協(xié)調(diào)機制；鼓勵能源技術(shù)創(chuàng)新：現(xiàn)在能源的發(fā)展離不開技術(shù)的支持，國家應(yīng)該大力投資技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)新等；鼓勵國際合作：積極學(xué)習(xí)國外的先進技術(shù)，引進國外的先進人才。