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1、电能与能源 能源科学概论结业作业： 学号：学院： 容简介：（1） 电能的意义、特点（2） 电能的产生与利用（3） 中国电能行业发展回顾（4） 中国电能行业出现的矛盾（5） 未来电能行业的展望（6） 总结人类历史的发展和利用的能源紧密相关。原始社会和封建社会人门主要使用薪柴燃料，社会生产力十分低下，而始于18世纪的第一次工业革命主要使用煤炭等化石燃料，社会生产力发展迅速。发明于19世纪70 年代，电能的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，第二次工业革命便应运而生，从此科技改变了人们的生活，紧随着人类就进入了电气时代，社会发展的脚步更加迅猛加快。20世纪出现的大规模电力系统
2、是人类工程科学史上最重要的成就之一。1电能的意义和特点电能是十分清洁方便的二次能源。电能是实现工业自动化和农业现代化的基础：电能在工农业中的广泛应用不但能提高劳动生产率和产品质量，改善劳动条件，节约原材料和燃料的消耗，并为新技术的应用开辟了广阔前景。电能替代其他能源可大大降低单位产值能耗，节约能源。电能为迅速提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。在能源构成中电能消耗的指数通常标志着一个国家的发达程度和工业化水平。这就决定了电能在国民生产中的重要地位和战略价值。发展电能是新能源的广泛应用和建立可持续发展能源系统的必然结果：除了水能资源的大规模开发是就地筑坝发电外，太阳能、风能、生物质能
3、、地热能和海洋能的大规模应用，几乎无一例外地是将这些新能源首先转换成电能，核能也是如此。在21世纪世界能源结构从传统的化石能源转向以可再生能源为基础的持久能源系统的过程中，以电能代替非电能源是一个不可逆转的发展趋势。电能的特点是发电、传输、用电都是同时发生。由于目前尚不能大规模地储存电能，因此电能生产中的发电、供电、配电必须紧密配合，具有不间断连续工作的功能2电能的产生与利用 目前我国的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能、风力发电、太阳能发电以及少量的潮汐发电和地热能发电。但到现在为止我国依存度最大的还是火力发电，这种以燃烧煤炭和垃圾的发电方式对环境的污染很大。 a火力发电烟气污染：煤炭直
4、接燃烧排放的SO2、氮氧化物等酸性气体区酸雨量增加。粉尘污染：对电站附近环境造成粉煤灰污染，对人们的生活及植物的生长造成不良影响。资源消耗：煤炭被称为“色的黄金”，直接燃烧掉用来发电十分可惜。 b水力发电水电要淹没大量土地，有可能导致生态破坏，一旦崩溃，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。c风力发电噪声，视觉污染。占用大片土地及林地，对植被破坏大。不稳定，不可控。目前成本仍然很高。2011年3月6日，国家电监会主席吴新雄表示：“2011年中国总发电量达到4.8万亿千瓦时，居世界第一位。”据统计，2009年我国总发电量3.65万亿千瓦时，风电上网电量276亿
5、千瓦时，风电占比0.76%;2010年总发电量4.23亿千瓦时，风电量501亿千瓦时，风电占比1.18%。2011年风电占比继续小幅上升，但未见实质性突破。d核能发电核电是一把双刃剑。核电是一种十分清洁的能源，而且它是一种能量值很高的能源。即1千克铀235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量。但链式反应必须能由人通过一定装置进行控制，失去控制的裂变能不仅不能用于发电，还会酿成灾害。特别是经过3.11东日本震的福岛核电站爆炸泄露事件后，世人对核电更是谨慎小心。 下表是中国2010-2011年1-12月能源生产统计中国2010-2011年1-12月能源生产统计年/月天然原油(万吨
6、)天然气(亿立方米)发电量(亿千瓦小时)总量火力发电量(亿千瓦小时)水力发电量(亿千瓦小时)2010 121751.888.43677.83040.9472.32011 21590.688.63100.82624.0325.431757.488.53830.13232.4411.641696.080.03663.83070.4421.051742.980.83775.43087.0511.461714.681.63968.23127.5664.171729.983.74251.53392.0698.381711.380.84260.43457.7656.191629.178.73860.631
7、46.4568.5101667.083.73640.42990.3501.2111646.290.53713.03063.2493.5121698.098.74038.13425.1442.12010 1-1220301.4944.841412.633253.46621.72011 1-23372.2186.16772.95737.2723.81-35135.6274.310650.79006.51136.21-46831.9354.814304.512099.51558.31-58574.4431.618161.815277.82076.51-610289.4513.822166.11843
8、2.52742.01-712019.5597.626425.921853.23439.31-813730.8678.930732.725401.44105.11-915361.2762.734540.128532.24673.91-1017024.0842.038181.431525.35175.01-1118670.1930.141939.034612.05675.61-1220364.61025.346036.738137.36107.8下面给出的数据是中国1980-2010电能消费总量和构成统计中国历年电能消费总量和构成统计(1980-2010)(二)年份发电煤耗计算法能源消费总量(万吨
9、标准煤)占能源消费总量的比重(%)煤炭石油天然气水电.核电.其他能发电水电核电19806027572.220.73.14.04.0-19815944772.720.02.84.54.5-19826206773.718.92.54.94.9-19836604074.218.12.45.35.3-19847090475.317.42.44.94.9-19857668275.817.12.24.94.9-19868085075.817.22.34.74.7-19878663276.217.02.14.74.7-19889299776.117.12.14.74.7-19899693476.117.12
10、.14.74.7-19909870376.216.62.15.15.1-199110378376.117.12.04.84.8-199210917075.717.51.94.94.9-199311599374.718.21.95.25.10.1199412273775.017.41.95.75.20.5199513117674.617.51.86.15.70.4199613519273.518.71.86.05.60.4199713590971.420.41.86.45.90.4199813618470.920.81.86.56.10.4199914056970.621.52.05.95.50
11、.4200014553169.222.22.26.45.90.4200115040668.321.82.47.57.10.4200215943168.022.32.47.36.80.5200318379269.821.22.56.55.70.8200421345669.521.32.56.75.90.8200523599770.819.82.66.85.90.8200625867671.119.32.96.75.90.7200728050871.118.83.36.85.90.8200829144870.318.33.77.76.70.8200930664770.417.93.97.86.50
12、.8201032493968.019.04.48.67.10.7从上面的数据可以看出1980-2010年这20年中我国能源结构中煤炭、石油的比例在逐年降低，而天然气、水电、核电等清洁能源的使用率正在逐年增加。这是我国能源产业向更高级形式发展的必然结果。3.中国电能行业发展回顾新中国建立以来我国的能源产业迅猛发展。改革开放以来，中国能源工业迅速发展，为保障国民经济持续快速发展作出了重要贡献，中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为经济社会发展提供了重要的支撑。其中电力行业的贡献是不可忽略的。下面有数据作为依据中国历年能源生产.消费与国生产总值增长速度统计(1980-2010
13、)年份国生产总值增长速度(%)能源生产增长速度(%)电力生产增长速度(%)能源消费增长速度(%)电力消费增长速度(%)能源生产弹性系数电力生产弹性系数能源消费弹性系数电力消费弹性系数19807.8-1.36.62.96.60.850.370.8519815.2-0.82.9-1.43.00.560.5819829.15.66.04.45.90.620.660.480.65198310.96.77.26.47.30.610.660.590.67198415.29.27.37.47.40.610.480.490.49198513.59.98.98.19.00.730.660.600.6719868
14、.83.09.55.49.50.341.080.611.08198711.63.610.67.210.60.310.910.620.91198811.35.09.67.49.70.440.850.650.8619894.16.17.34.27.31.491.771.031.7819903.82.26.21.86.20.581.630.471.6319919.20.99.15.19.20.100.990.551.00199214.22.311.35.211.50.160.800.370.81199314.03.615.36.311.00.261.090.450.79199413.16.910.7
15、5.89.90.530.820.440.76199510.98.78.66.98.20.800.790.630.75199610.03.17.23.17.40.310.720.310.7419979.30.35.10.54.80.030.550.060.5219987.8-2.72.70.22.80.350.030.3619997.61.66.33.26.10.210.830.420.8020008.42.49.43.59.50.281.120.421.1320018.36.59.23.39.30.791.110.401.1220029.14.711.76.011.80.521.290.661
16、.30200310.014.115.515.315.61.411.551.531.56200410.114.415.316.115.41.431.511.601.52200511.310.013.510.613.50.881.190.931.19200612.77.414.69.614.60.581.150.761.15200714.26.514.58.414.40.461.020.591.0120089.65.45.63.95.60.560.580.410.5820099.25.47.15.27.20.590.780.570.78201010.48.113.36.013.20.781.280
17、.581.27从上面的数据明显可以看出电能的生产和消费在多数年份里的增长速度大于GDP的增长率，同样可以看出电能生产和消费的增长速度每年都大于能源生产和消费的增长速度，这足以说明中国电能为我国国民经济发展做出的贡献是不可替代的、不可磨灭的。4.中国电能行业出现的矛盾中国电能行业发展到现在虽然取得十分辉煌曙目的成就，但如今我国的电力发展也遇到了不少挑战。a. 全国用电需求不断增加，电力缺口不断加大，冬夏时节个别地区还会出现电荒甚至拉闸限电等现象。这与我国全面实现小康社会、构建和谐社会的节奏明显不符。国家电监会在10日召开的年度工作会议上透露，2011年全社会用电量达4.7万亿千瓦时，同比增长11
18、.7%。中国电力企业联合会日前预测，2012年，我国电力需求增速将有所放缓，预计全社会用电量增速在8.5%至10.5%之间，全社会用电量将达到5.14万亿千瓦时。供应方面，预计新增装机8500万千瓦左右，其中，水电新增2000万千瓦左右，火电新增缩小到5000万千瓦左右，年底全口径发电装机容量达到11.4亿千瓦左右。不过，报告指出：“2012年水电生产形势可能仍不乐观，保障电力供应最关键的是要确保火电生产的电煤供应。”根据目前情况判断，2012年，汛前水电来水偏枯可能性较大，电煤地区性、时段性矛盾仍然比较突出，供应外部环境依然比较严峻。b. 煤炭等原材料的价格不断上涨、水电厂随季节影响，导致电
19、厂运营成本持续上涨，但电价上调势必影响人民生活成本，推高CPI上扬，引起社会不满。今年的两会期间电价改革成为焦点。火电行业近年来亏损严重，遇到经营困难，40.8%的代表委员认为火电亏损是由于“煤价过高”，16.3%的代表委员认为是由于“电价过低”，10.2%的受访对象认为是由于“电煤供不应求”，但也有18.4%的代表委员认为是由于“电企管理不良”。中国电力企业联合会在其官网发布电力工业“十二五”规划滚动研究报告(下称报告)称，中国电价水平偏低，2015年合理的平均销售电价应在728.7元/千千瓦时，较2010年上涨27.6%、年均增长5%。c.中国电能质量治理市场发展还处于初级阶段中国电能质量
20、治理市场从目前来看，其整体市场规模与发达国家相比还相对有限，但其发展速度却相当之快，整个电能质量治理市场还处于发展的初级阶段。随着政府、发电、供电以及用电企业对电能质量的理解和认识的加深，电能质量治理市场将会持续快速的增长。因此，电能质量治理市场中蕴藏着较大的市场发展潜力。d. 高耗能行业用电增长拉动作用仍较明显上半年，建材、冶金、化工、有色四大高耗能行业用电增长情况有所分化，建材、冶金用电增速较快，累计同比分别增长19.8%和12.5%;化工、有色用电增速低位徘徊，累计同比分别增长7.5%和6.7%。四大高耗能行业合计用电量7482亿千瓦时，同比增长11.2%，低于全国平均1个百分点，拉动全
21、社会用电增长3.8个百分点。因此在“十二五”期间优化产业结构仍然是我国保障能源系统健康发展的必要措施。5.未来电能行业的展望a.未来电力需求预测综合考虑能源消费总量控制影响、2011年全国经济运行与电力供需实际情况，滚动研究报告中“十二五”期间全国全社会用电量增长速度略有提高，“十三五”基本不变，适度调高了中西部地区用电量增速，调低东部地区增速。预计2015年全社会用电量将达到6.026.61万亿千瓦时，“十二五”期间年均增长7.5%9.5%，推荐为6.4万亿千瓦时，年均增长8.8%；最大负荷达到9.6610.64亿千瓦、“十二五”期间年均增长7.9%10.0%，推荐为10.26亿千瓦，年均增
22、长9.2%。预计2020年全社会用电量将达到88.81万亿千瓦时，“十三五”期间年均增长4.6%6.6%，推荐为8.4万亿千瓦时，年均增长5.6%；最大负荷达到13.0314.32亿千瓦，“十三五”年均增速为4.9%6.9%，推荐为13.66亿千瓦，年均增长5.9%。预计2030年全社会用电量将达到11.312.67万亿千瓦时，最大负荷达到18.5420.82亿千瓦。b.电力工业发展思路与规划目标“十二五”规划目标：全国发电装机容量达到14.63亿千瓦左右。其中，水电3.01亿千瓦，抽水蓄能4100万千瓦，煤电9.28亿千瓦,核电4300万千瓦,气电4000万千瓦,风电1亿千瓦，太阳能发电50
23、0万千瓦，生物质能发电及其他500万千瓦。与2010版规划相比，滚动规划中2015年全国发电装机容量增加2600万千瓦，其中，水电增加1700万千瓦，煤电减少500万千瓦，气电增加1000万千瓦,太阳能发电增加300万千瓦，生物质能发电及其他增加200万千瓦。按照装机容量可能达到15亿千瓦左右来规划安排电源前期工作，根据实际市场需求滚动安排年度开工规模。非化石能源发电装机总规模将达到4.95亿千瓦，占总装机的比重为33.8，比2010年提高6.9个百分点。非化石能源发电量1.59万亿千瓦时左右，占总发电量的比重为24.9%，比2010年提高5个百分点左右。非化石能源发电可替代化石能源5.2亿吨
24、标煤，占一次能源消费的比重达到12.4%左右，为全国非化石能源比重达到11.4%的贡献率超过100%。2020年规划目标：全国发电装机容量达到19.35亿千瓦左右。其中，水电3.6亿千瓦，抽水蓄能6000万千瓦，煤电11.7亿千瓦,核电8000万千瓦,气电5000万千瓦,风电1.8亿千瓦，太阳能发电2500万千瓦，生物质、潮汐、地热等1000万千瓦。与2010版规划相比，滚动规划中2020年全国发电装机容量增加5000万千瓦，其中，水电增加3000万千瓦，煤电增加1000万千瓦,核电减少1000万千瓦,气电增加1000万千瓦,太阳能发电增加500万千瓦，生物质、潮汐、地热等增加500万千瓦。按
25、照装机容量可能达到20亿千瓦来规划安排电源前期工作，根据实际市场需求滚动安排年度开工规模。非化石能源发电装机总规模将达到7.15亿千瓦，占总装机的比重为37.0，比2015年提高3.1个百分点。非化石能源发电量2.3万亿千瓦时左右，占总发电量的比重为27.3%，比2015年提高2.4个百分点左右。非化石能源发电可替代化石能源7.3亿吨标煤左右，占一次能源消费的比重达到14.5%左右，为全国非化石能源比重达到15%的贡献率达到96.7%。1十二五期间中国海上风电的发展目标为500万千瓦。2十二五中国风电新增装机6000万千瓦以上。3十二五中国200万无电人口将用上电。4十二五中国电力工业投资预计
26、将达到6.1万亿元。5 2015年中国电力行业将减少580万吨氮氧化物排放。6十二五期间中国2861亿元投资将入智能电网。7 近日，俄国有国际电力公司（）下属的电力公司与中国国家电网公司签署了为期25年供电协议，俄计划2037年前向中方供电1000亿千瓦时。6.总结中国电力工业60年来披荆斩棘，成就举世瞩目，电力行业的蓬勃发展为国的成长和壮大做出了不可磨灭的功绩。当今世界能源市场局势复杂，我国电能的发展面对着诸多挑战，但我相信中国电力人高举中国特色社会主义伟大旗帜，以理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，以科学发展为主题，以加快转变电力发展方式为主线，以保障供应安全、优化能源结构、促进节能减排、实现和谐发展为重点，着力提高电力供应安全，着力推进电力结构优化，着力推进资源大围优化配置，着力推进电力技术装备和产业升级，着力推进电力和谐发展，努力构建安全、经济、绿色、和谐的现代电力工业体系，满足经济社会科学发展的有效电力需求。参考资料1 大学图书馆数据库2 精讯数据库3中国能源统计年鉴20114 中国财经资讯数据库5 中国能源网6 国家电网官方7 ICTresearch公司8 中国电力企业联合会9 国家电监会 10 百度百科 2012年3月16日星期五晚
