广州市低碳发展节能减排讲座
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广州市低碳发展节能减排讲座 “ 十二五 ” 广州低碳发展 的挑战和机遇 PowerPoint PPT Presentation


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广州市低碳发展节能减排讲座 “ 十二五 ” 广州低碳发展 的挑战和机遇. 华 贲 华南理工大学 天然气利用研究中心 2011 年 8 月 5 日 . 广州. 主要内容. 一、低碳发展 — 可持续发展的新纪元 二、从一次能源到终端利用的科技创新 — 低碳发展的引擎 三、解决工业、商住能源保障靠 DES/CCHP 集成创新 四、交通能源多元化与 LNGV 在中国的发展机遇 五、向低碳转型的过渡时期用好天然气的历史任务 六、广东和广州面临的低碳发展挑战和机遇. 一、低碳发展 — 可持续发展的新纪元.

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广州市低碳发展节能减排讲座 “ 十二五 ” 广州低碳发展 的挑战和机遇

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Presentation Transcript


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广州市低碳发展节能减排讲座

“十二五”广州低碳发展 的挑战和机遇

华 贲

华南理工大学 天然气利用研究中心

2011年8月5日.广州


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主要内容

一、低碳发展—可持续发展的新纪元

二、从一次能源到终端利用的科技创新—低碳发展的引擎

三、解决工业、商住能源保障靠DES/CCHP集成创新

四、交通能源多元化与LNGV在中国的发展机遇

五、向低碳转型的过渡时期用好天然气的历史任务

六、广东和广州面临的低碳发展挑战和机遇


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一、低碳发展—可持续发展的新纪元


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1、中国已到粗放发展转向可持续发展的关键时刻

中国经济持续快速发展的能源环境代价

(1)、能源需求增长过快,2010中国人口占世界20%,GDP占9%,耗煤占48.2%、钢材占43%,水泥占54%

(2)、能源利用效率低下(中国36.8%,世均50.3%)

(3)、石油对外依存度增长过快(2010:53.4%)(4)、能源消耗造成严重环境污染

牺牲资源、环境、生活质量的外向型经济,世界工厂,已经不可持续


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2014/9/10

世界和中国一次能源消耗构成比较

世界燃煤的48.2%

世界污染严重的20城市中国占16个; NOx、SO2排放总量超过环境承载能力的70%左右

4


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粗放性经济:高能耗、高消耗、高污染、低效率

经济

着重GDP

结构失衡

无以为继

不可持续

能源

低效消耗

燃煤为主

依赖外界

环境

生态破坏

环境污染

资源耗竭


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经济

社会发展

产业结构

平衡、协调

能源

能源结构

利用效率

环境

生态循环

生存条件

科学发展观,可持续发展,新型工业化道路,循环经济


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2、气候变化和碳减排的新硬约束

地表温度上升

CO2排放

海平面上升

大气中CO2浓度增加


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国际能源署:“450情景方案”的具体目标

控制地表温升不超过 2°C

全球CO2排放量到2020年达峰值,307/320亿 tCO2/a;

2030年降到240-260 亿 tCO2/a;

到2050年则降至100亿tCO2/a;左右,相当于1990年(209亿tCO2/a; )的一半。

30亿人口的新兴国家工业化。IEA 预计2030年世界能源需求将比2005年增加60%。


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2、向低碳能源转型是人类可持续发展的硬约束

IEA:2010全世界碳排放总量已达306亿吨,人均4.37吨;逼近2020年的控制指标320亿t/a.

2010年中国排放CO2 67亿t/a,人均4.86吨,超过世均。

2011年4月夏威夷监测站:CO2浓度已达394.97ppm.

控制气候变化,减排CO2,是人类可持续发展的硬约束

中国政府承诺:2020年碳强度降低40-45%


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3、“低碳发展”的科学理念和内涵

还要发展,总能耗还要增加,生活质量要提高。

节制用能,控制因耗能导致的CO2失衡(地化所数据)

科学用能、提高能效。

能源构成转型:高碳能源---低碳能源---无碳能源

1)发展可再生能源和新能源(最终走向)

2)煤的洁净、CCS利用

3)高效利用天然气


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能源碳强度ω=κ/ε

高碳一次能源比率γ

γ =[(C+B)(1-β)+O+0.33G]


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回归出的关联式:ω = 2.4γ


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按“450情景方案”世界能源碳强度和能耗构成

项目时间2005 2020 2030 2050

CO2排放,teCO2/人均240/3.6 307/4.0 250/3.0 108/1.2

总能耗,亿tec/a 151.77/2.3 220/2.9 250/3.0 225/2.5

能源碳强度ω 1.58 1.4 1.0 0.48

高碳能源比率γ/β 0.64/0 0.58 / 0.1* 0.42 / 0.4* 0.20/0.8

煤, 亿t/a /% 59.2/27.8 86/28 102/29 95/30

石油,亿t/a /% 48.5/36.3 39/25 32/18 16/10

天然气,tcm/a /% 2.79/ 23.6 3.8/22 3.9/20 2.1/12

核能和再生能源18.5/12.2 55/25 83/33* 108/48

运用上述关联式推算未来世界能源增长/二氧化碳减排的趋势


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图1 2005—2050: 低碳发展时代世界能源结构变化走势


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5、中国走向低碳能源的进程I:产业结构调整中国各产业分率和能源强度ε′变化的关系

年份/产业 第一产业 第二产业 第三产业 ε ε′

2006 ,% 11.7 48.9 39.4

分能源强度, 0.04 0.85 0.16 1.05 0.39

2015,% 10 40 50

分能源强度, 0.03 0.69 0.21 0.93 0.34

2020年,% 8 30 62

分能源强度, 0.03 0.52 0.25 0.80 0.29

2030年,% 6 24 70

分能源强度, 0.02 0.42 0.29 0.70 0.26


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5、中国走向低碳能源的进程II:提高能效能效对能源强度ε的影响分析

能效η / 年份 2005 2015 2020 2030

/ ε′ 0.445 0.34 0.29 0.26

36.81% 1.21 0.92 0.78 0.70

40% 1.110.85 0.73 0.65

50% 0.89 0.680.58 0.52

55% 0.81 0.62 0.53 0.47


5 iii

5、中国走向低碳能源的进程III:向低碳能源转型

一次能源科技新的重大突破改变博弈关系

1)、核能与可再生能源技术进展

世界4.3%/a,中国5.1%/a,(2020前9%)

2)、煤的CCUS技术突破

IEA:2020:10%,2030:30%

3)、气体能源的技术突破

非常规天然气至关重要

2010---2020、30最为关键

世界一次能源走势将取决于三者之间在科技进步所改变的经济性的博弈


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虚线是更可能的前景

2005—2050:中国低碳能源的变化趋势


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二、从一次能源到终端利用的科技创新—低碳发展的引擎


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1、“科学技术是第一生产力”---历史发展的科学概括

从改革开放30年的变化看科学技术推动社会发展

衣、食、住、行---科技成果产生的巨大变化

从基础科学(数理化天地生)到高新科技领域(信息技术、新材料、生物技术、能源技术、先进制造、航天……)

人类认知和创新的潜力巨大


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2、能源科技发展回顾

化石能源资源勘探开发技术(煤、石油、天然气)

能源转换、传输技术(发电、输电、天然气)

能源终端利用技术和效率(工业、交通、家电、照明….)

可再生能源开发利用(太阳能光伏、风力发电、水力发电、生物质能利用)


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2014/9/10

3、中、美两国从一次能源到终端利用模式比较

世界和中国一次能源消耗构成比较

世界燃煤的48.2%

世界污染严重的20城市中国占16个; NOx、SO2排放总量超过环境承载能力的70%左右

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2 2030 2

2、2030---中国实现低碳发展的大思路2)、提高能效:工业、建筑物、交通工业、建筑、交通三类终端用能在总能耗中的分布比较


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2002年美国能流图


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2007年中国能流图


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L/CNG

4、未来20年从一次能源到终端利用技术途径的大变局

中国能源、化工资源一体化路线探讨—现状

工业/民用

天然气、

CBM、BIOG

发电厂/CHP

富 氧 气 化

CO+H2

化工原料

石油

DME

交通燃料

H2

汽柴油

炼 油 厂

C2+及

凝析油

LPG

基本石油化工


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4、未来20年从一次能源到终端利用技术途径的大变局未来的变化趋势


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一、低碳经济时代中国能源产业面临的挑战和机遇低碳发展下中国一次能源构成如何转型?

一次能源科技新的重大突破改变博弈关系

1)、核能与可再生能源技术进展

世界4.3%/a,中国5.1%/a,(2020前9%)

2)、煤的CCUS技术突破

IEA:2020:10%,2030:30%

3)、气体能源的技术突破

非常规天然气至关重要

2010---2020、30最为关键

世界一次能源走势将取决于三者之间在科技进步所改变的经济性的博弈


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低碳时代一次能源在终端利用中的格局

煤碳须在扑捉和封存二氧化碳的条件下(CCS)才能利用;CCS 要求经济规模,使煤必然退出城市终端用能市场;而转向超超临界发电和煤气化多联产为主;部分用于制水泥和炼铁。

可再生能源将大部分用于电力生产,部分直接用于向低品位、低能量密度的建筑物用能和化工原料。

石油逐渐淡出主要一次能源,部分用于有机化工、部分用于交通能源。

提高能效和碳减排使天然气成为主要的工业和民用燃料。


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到2050年三种一次能源的博弈

科技进步改变一次能源到终端利用的能源和技术途径

占80%的需求靠什么提供

这20%也将大变


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二、低碳经济下中国一次能源到终端利用的变化趋势

2010-2020能耗增长靠什么?可再生能源、煤、石油、天然气?

发展可再生能源是一个长期的历史进程;由于基数较低,即使以10%/a的速度增长,每年也增加不了0.3亿 tce/a

继续靠增加采煤,CCS技术的发展和推广需要大量的资金和时间(IEA:2020年CCS占煤耗的10%,成本30欧元/t。中石化示范项目:200-250¥/ tCO2)。碳减排承诺如何兑现?能效怎能提高?

石油面临峰值,价格高,对外依存度快速攀升,已对国家安全构成威胁。不可能解决中国继续工业化和城镇化的能源需求。


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占总能耗约7成的工业和商住用能将主要由天然气冷热电联供分布式能源系统+智能电网提供;


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交通能源呈现多元化的局面

电力------高铁、地铁、插电式汽车替代大部分私家车;

3月21日欧盟提出2050年禁止汽、柴油车

LNGV替代柴油车船;非粮乙醇、煤基DME替代汽油; 生物燃料2040年成航空燃料主力,2050年占全球运输业的25%


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有机化工原料来源

科学建模、评价准则:

1、最新科技状况

2、经济边界条件

3、LCA 与 SCA

4、能效、碳减排判据

将由退出交通领域的石油 同煤、生物质共同分享。


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