纤维素生物能源转化利用现状的分析研究

纤维素生物能源转化利用现状的分析研究

孟玥（中国药科大学，江苏，南京，邮编：２１１１９８）

摘要:本文综述了现阶段纤维素生物能源转化利用的现状，阐明了纤维素生物能源利用过程中存在的基本问题。对纤维素转化为乙醇燃料过程中的预处理技术、纤维素酶技术、发酵乙醇和转化过程集成等环节的研发现状、存在问题、技术难点和研究方向等做了比较详细的论述。

关键词:纤维素；纤维素酶；生物能源

Analysis of the conversion and utilization of cellulose bio-energy

MENG Yue （China Pharmaceutical University,Jiang su Nanjing Zip:211198）

Abstract:This paper reviewed the current situation in conversion and utilization of cellulosic biomass energy,explained the basic problems in the process of bio-synthesizing cellulose bio-energy.It also discussed in details about the current situation of research,the obstacles,the technical problems and the research direction in the process of pretreatment,cellulose enzyme technology,fermentation of ethanol and inte -gration of the fermentation reactions.Key words:cellulose;cellulose;bio-energy

国土与自然资源研究

·78·

TERRITORY &NATURAL RESOURCES STUDY

2010No.4

文章编号：1003-7853(2010）04-0078-03

中图分类号：TK6

文献标识码：B

进入21世纪以来，人类在能源、资源与环境等诸方面都面临着非常严峻的问题。纤维素是将可再生碳水化合物蓄积得最丰富的一种物质，怎样把纤维素转变成高效的能源，成为新能源研究中的一个重要方向。有关纤维素生物转化的研究已有百年历史，但至今纤维素乙醇产业仍没有形成

[1][2]

。

纤维素乙醇生产的工艺过程是首先采用有效的预处理技术打破由纤维素，半纤维素和木质纤维素等高分子相互结合形成的天然屏障，然后利用纤维素酶将预处理后的木质纤维素降解成可发酵性的单糖，再通过微生物将可发酵性单糖转化成乙醇等液体燃料[3]。

1预处理技术

预处理技术是松弛、软化纤维结构使之变成酶可以处理的状态的“事先准备”技术。其作用是改变或去除其物化结构和组成的障碍，实现原料组分分离定向转化，更有利于微生物或者酶对原料中纤维素和半纤维素进行充分的降解和低分子化。

1.1预处理方法

对木质纤维素的预处理方法主要包括物理法、化学法、物理化学法和生物法。常用的物理方法包括机械粉碎、蒸汽爆碎、微波辐射和超声波预处理等；物理化学法包括蒸汽爆破和氨纤维爆破法；化学法一般采用酸、碱、次氯酸钠、臭氧等试剂进行预处理，其中以NaOH 和稀酸预处理研究较多；生物法是用白腐菌产生的木质素分解酶类和氢键酶。

1.1.1碱处理

具有标志性意义的研究成果发表于2002年，丹麦Rise 国家实验室研究人员利用碱湿氧化法（水、碳酸钠、氧气、高温高压）处理小麦秸秆取得了良好的效果，纤维素回收率达96%，酶解转化率为葡萄糖的产率为67%。这一成果的后续研究包括预处理过程作中对催化生成乙醇的微生物抑制，以及对半纤维素的继续处理方法。

1.1.2稀酸预处理

稀酸预处理纤维原料的研究很早就已经展开，后续研究的方向之一是对预处理产物的酶解研究。已证实了利用纤维二糖

酶可以有效提高稀酸预处理的参数，并进一步发展了稀酸预处理后的酶解模型。

酶解模型的进一步研究有两条主线：一是进一步发展成软木的同步糖化发酵模型，并由此用于研究纤维素水解过程中的乙醇和纤维二糖酶的抑制作用。另一条主线是，稀酸预处理改进为

SO2蒸汽两步处理，两段式处理工艺可以使半纤维素和纤维素分

别在不同条件下得到水解，其效果比直接处理效益好。

1.1.3蒸汽爆破技术

蒸汽爆破技术将汽爆与溶剂（乙醇、离子液体、甘油等）萃取组合，实现原料化学水平组分分离，形成了秸秆中半纤维素定向转化为低聚木糖（或木糖醇）、纤维素定向酶解发酵、木质素分离纯化的秸秆高值转化路线。

将汽爆与湿法超细粉碎组合，实现原料纤维组织和非纤维组织的分离，形成了纤维组织定向酶解发酵、非纤维组织定向热化学转化乙酰丙酸等的高值转化。

1.1.4离子液体的特殊溶剂

离子液体是100℃以下的较低温度也能维持液体状态的盐。离子液体的分子结构非常复杂，一般分子量都很大，多是具有碳氢化合物侧链的有机物。2002年美国阿拉巴马大学的Robin D.

Roger 教授首次报告了在100°C 左右能够溶解纤维素的离子液

体的研究。后来又有在常温下溶解纤维素的研究成果，还知道了将酶溶解在离子液体中能够使酶发挥活性的事实。还发现将纤维素和纤维素酶同时溶解，能够实现常温下纤维素的酶糖化。

溶解纤维素的离子液虽然具有在常温下溶解纤维素的优良特性，但所有的都是亲水性的，这就是难点所在，关键在于要向溶解了糖的离子液体加水。离子液体如果是疏水性的，就会像水和油那样物理分离。如果糖的水溶解度大于其离子液体溶解性，那么糖就会从离子液体向水相转移。这样一来，就能顺利地将糖从离子液体分离出来。

对疏水性离子液的开发，将是未来攻克的主要技术。这不仅可以提高纤维素糖化效率，从离子液体的重复利用的观点看也是非常重要。纤维素变成糖后，将糖从离子液体分离后，离子液体可以再次作为纤维素的溶剂使用。直接关系到降低成本的问题。

[4]

1.2影响预处效果的主要因素

影响预处效果的主要因素是木质纤维素原料的结构及其不均一性。

木质纤维素原料主要由纤维素、半纤维素、木质素构成，其中纤维素由结晶相与非结晶相相互交错形成的，其非结晶相的大部分葡萄糖环上的羟基基团处于游离状态；而结晶相纤维素中大量的羟基基团形成了庞大的氢键，这些氢键构成巨大的氢键网络，直接导致了致密的聚集态晶体结构的形成，这也是天然纤维素难于水解的重要原因。另外这些主要组分的分布、含量、物理化学性质等都随原料的来源、种类不同而存在显著差异，这种组成的不均一性是限制秸秆的高值化利用的关键。

2纤维素酶及其生产

纤维素酶可分为外切1,4-β-D葡聚糖苷酶或纤维二糖水解酶（CBH，EC3.2.1.91），内切1,4-β-D葡聚糖苷酶（EG，EC3.2.1.21）和β-葡萄糖苷酶（β-G，EC3.2.1.21）。

2.1纤维素酶的协同作用

2.1.1酶解机理

外切酶可以水解纤维素结晶区，（CBHⅠ）从纤维素的还原端，（CBHⅡ）从非还原端开始持续水解，释放纤维二糖；内切葡聚糖酶主要作用于纤维素中的非结晶区，随机水解纤维素链中的糖苷键，把纤维素长链切断，转化成为大量不同聚合度的纤维素短链，使得纤维素聚合度降低，可供外切酶作用的纤维素链末端数增加；β-D葡聚糖苷酶则主要水解纤维二糖和可溶性纤维寡糖，最终将纤维素转化为可利用的葡萄糖[5]。

2.1.2三种纤维素酶协同作用

单一的酶系组分不能独立完成对天然木质纤维素底物的最终降解，把天然木质纤维素底物降解为葡萄糖等单糖，必须在几类纤维素酶酶系组分的共同作用下完成。

例如：在预处理过的纤维素原料中，特别是半纤维素与木质素，对于纤维素的酶解有很强的抵制作用。因此向酶混合物中添加一些所谓的"辅助酶"就可能补偿纤维素酶的不足。

AlexBerlin等的实验结果表明在纤维素酶中添加部分木聚糖酶，果胶酶和β-G，在酶解酸处理过的玉米秸秆时，达到同样的酶解效果可以使总酶蛋白的量下降50%。

再如：从新鲜玉米秸秆中分离得到了与纤维素酶有协同作用的细胞壁蛋白Zea h。蛋白Zea h没有糖苷水解酶活性，但对滤纸和汽爆秸秆的酶解具有促进作用。

2.1纤维素酶菌种选育

工业生产的纤维素酶主要有真菌产生，如木霉（Trichoderm asp.）、青霉（Penicillium sp.）、曲霉(Aspergillus sp.)以及腐质霉（Hu-micola sp.）等。其中最著名的是T.reesei，它产生的纤维素酶具有酶谱全、活力高的特点。20世纪60年代以来，科学家对野生菌株T.reesei QM6a进行了大量的筛选育种工作，筛选到能够产生较高的内切型和外切型葡聚糖酶活力的QM9414、RutC30和MCG77。是目前生产酸性纤维素酶的主要菌种。腐质酶是中性纤维素酶的重要生产菌种；黑曲霉产生的纤维素酶可以用于食品工业；青霉除了产生大量的纤维素酶外还可以产生较高的葡聚糖苷酶，可以弥补木霉产生葡萄糖苷酶不足的的缺点。细菌和放线菌也能够产纤维素酶，它们产生的纤维素酶往往有耐碱耐热的特点。细菌产生的纤维素酶除了传统的内切、外切纤维素酶外，还可分泌纤维小体（cellulosome）并分泌到胞外。纤维小体由多种纤维素酶和半纤维素酶组成，具有较高的水解纤维素的能力，在纤维素废弃物的处理上有很大的应用潜力[5]。

2.2纤维素蛋白质复合化

日本东北大学大学院工学研究课的梅津光央准教授人工制造出了“超纤维素酶”。所谓“超纤维素酶”是以Steptomyces avi-dinii为来源的链霉抗生素蛋白（streptoabidin）为核，并使合成蛋白质集结在核上制造出来。梅津准教授以来源于Aspergillus niger的内切葡聚糖酶A为酶域，以来自Cellulomonas fimi的内切葡聚糖酶为结合域构建出转基因大肠杆菌。每个酶的C端都连接一段与生物素结合（生物素标签）的特殊多肽。因为生物素的存在，各域都能与链霉抗生素蛋白核紧密合在一起。以磷硼酸化的纤维素为底物，改变酶域与结合域的比例，进行超纤维素酶的作用实验，结果观察到超纤维素酶的活性是单个酶域的7倍。梅津教授作为超纤维素酶的发展版，进一步确立了使多个蛋白质结合在金属粒子上的技术，据说使用金属粒子，能够长时间的继续糖化。如果采用磁性的金属粒子，那么酶的回收就容易进行。酶的反复利用成为可能。

2.3纤维素酶的生产方法

纤维素酶的生产方法一般有液态发酵和固体发酵两种，固态发酵可节水节能，目前研究的较多。

中科院过程研究所提出了气相双动态固态发酵的新过程，此过程没有加入机械搅拌，而仅对固态发酵过程的气相状态进行控制，一方面气压处于上升和下降的脉动中；另一方面反应器的气相也处于流动中，改善了固态发酵过程的热量传递与氧传递，促进了菌体的生长和代谢，实现纯种培养。

近年来，许多科学家提出了采用现场生产（On-site produc-tion）的方式来降低纤维素乙醇生产中的纤维素酶成本的办法，即采用在乙醇工厂中建立纤维素酶车间的方式，先以工厂中预处理之后的一部分木质纤维素为原料进行有氧的产酶发酵，当酶活达到峰值或各酶组分处于最佳组合时，不经任何处理，直接将含酶的粗发酵液与新的纤维素原料混合，进入水解产糖或同步糖化发酵的后续工艺。该工艺的优点在于生产出的粗酶液不需要分离、储藏和运输等不必要的高昂成本，而将粗酶液直接用于下游工艺。由于产酶发酵液中的纤维类成分与酶蛋白有一定的吸附作用，直接使用粗酶液可避免相应分离造成的损失，有研究表明，未经过加工的粗酶液和酶制剂商品相比，有更高的酶水解效率。[6] 2.4现存在问题

纤维素酶和某些其他蛋白的协同作用机理尚不十分明确，推测可能存在两种机制：一种是某些蛋白提高了纤维素酶的稳定性，减少了纤维素酶的失活。另一种是某些蛋白的添加增加了纤维素酶和基质反应的几率。纤维素酶和其他蛋白协同作用的机理研究可以为减少纤维素酶用量、提高木质纤维素酶解效率、改良纤维素酶性能提供重要的理论依据。

3.纤维素生物转化过程集成

3.1转化工艺

3.1.1分步糖化发酵工艺（SHF）

分步糖化发酵工艺是酶解和发酵分步进行。其优点是发酵

孟玥纤维素生物能源转化利用现状的分析研究·79·

度快，反应器中没有固体物的存在，还可以产出较纯的木质素用于燃烧供热，也有可能回收纤维素酶。但存在的问题是纤维素酶终产物的抑制。

3.1.2同步糖化发酵（SSF）

是将酶水解与乙醇发酵结合起来，在同一发酵罐中进行，并且发酵罐中纤维素的水解速度远小于葡萄糖的消耗速度，为将糖转化为乙醇提供了有利条件并且提高了纤维素酶的效率。

同步糖化发酵（SSF）的优点是可以降低设备投资，提高乙醇浓度从而降低染菌的风险，立即将葡萄糖发酵成乙醇从而避免了酶解终产物对酶的抑制。

其缺点是在木质素残存的情况下，很难保证酵母充分利用发酵糖；酵母和纤维素酶的最适温度不同，难以使两者同时处于最佳状态。

纤维素液体同步糖化发酵分离方法存在糖浓度低，乙醇浓度低，纤维素酶用量大，发酵剩余物含水量高等问题。纤维素固定相酶解-液体发酵耦合技术可以提高纤维素酶的酶解效率和乙醇发酵效率，可以解决纤维素液体同步糖化发酵用水量大和酶解发酵温度不协调等问题，可降低纤维素酶解发酵乙醇的成本。

3.1.3同步糖化共发酵（SSCF）

该法为共发酵己醇和戊醇。通过改变酵母菌的木糖代谢途径及克隆控制代谢途径的相关基因，改变碳源的代谢流向，可得到酿酒酵母工程菌，可实现木糖和葡萄糖的共发酵[7]。

3.1.4联合生物工艺（CBP）

应用联合生物加工的关键是构建出能够完成多个生化反应过程的酶系统，使纤维素原料通过一个工艺环节就能转化为能源产品。一些细菌和真菌具有CBP所需要的特征，所以改造现有的微生物已成为研究热点。以基因重组等为代表的生物工程技术已经使这种设想成为现实，并为设计出更完善的CBP酶系统提供了可能。通过基因的导入使一种酵母表达多种酶，利用这种酵母就可直接将纤维素变成化工产品。细胞表面展示了各式各样的酶蛋白，如纤维素分解酶，将糖转化成乙醇的酶等，且酵母可以反复循环利用[8]。

3.2微生物改造技术

3.2.1天然改造技术

是将本身可以产生纤维素酶的微生物，尤其是厌氧微生物进行改造，使其适应CBP生产的要求。这种技术关键在于提高乙醇的耐受力，减少副产物的产生，导入新的代谢基因使糖化产物全部或大部分进行发酵，从而生产出高浓度的乙醇。有研究者对耐乙醇嗜热菌株进行了筛选和改造，所得的菌株在60g/L的乙醇浓度下生长，乙醇耐受性能满足CBP工艺的要求。

3.2.2重组技术

是通过基因重组的方法表达一系列的外切葡聚糖酶和内切葡聚糖酶等纤维素酶基因，是微生物能以纤维素为唯一碳源，将来源于纤维素的糖类完全或大部分进行发酵。这方面的微生物有大肠杆菌，毕赤酵母，啤酒酵母等。目前重组改造技术研究已取得了一定的成果。

3.2.3共培养技术

纤维素糖化液中含有葡萄糖，麦芽糖，乳糖，半乳糖，木糖，阿拉伯糖等多种糖成分，利用共培养法能提高发酵效率。

清华大学核能与新能源技术研究院通过限制性培养条件和连续继代培养，筛选获得了一组具有高能稳定降解纤维素能力的复合菌群H。该菌群在传代30代以上仍能保持各项性稳定，其工作PH为6-9，3天可以完全降解置于100mLPCS缓冲液培养基中的滤纸，发酵液中能检测出1.54g/L乙醇；该课题组以前人原生态分离高效菌群的研究为基础，结合中药理论“君臣佐使”原理进行了具有纤维素酶降解并产生乙醇能力的天人混合菌进行筛选，并采用定向限制法培养的方式进行菌群结构的优化，确定了琥珀酸嗜热羧菌Clostridium thermo succinogene、产气荚膜梭菌Clostridium straminisolvens和紫色板蓝根羧菌Clostridium isatidis 等多种可以直接实现纤维素到乙醇转化的菌株。菌群间通过菌种之间的协同作用，共同维持体系的稳定性及降解能力的稳定[9]。3.2.4存在的问题

第一，外源基因共表达对细胞的有害性。如在啤酒酵母中导入大量的外源基因可能导致基因表达不稳定和对细胞表面产生其他不利的影响。

第二，需在转录水平使外源基因适量表达。这需要研究如何利用酵母的调控蛋白，找到合适不同基因的启动子和转录调控元件，准确的调节不同基因的表达量。

第三，一些分泌蛋白可能折叠不正确。纤维素降解蛋白合成之后必须要正确折叠才能分泌并行使功能。未正确折叠的蛋白分泌后要通过内质网结合蛋白降解，而且对内质网造成压力[10]。

3.3产品的分离技术

与菌种的筛选、诱变、基因工程技术、大规模发酵技术相比，产品的高效提取和分离技术研究较少，基础薄弱，存在大量尚未解决的科学和工程问题，制约着纤维素乙醇的大规模生产。发酵原料的预处理增加了发酵成本，发酵产物浓度低，组分复杂增加了提取分离的成本。

3.3.1分离方法

去除细胞核细胞碎片应该是分离提纯的首要步骤。除去了细胞和细胞碎片，发酵液才能真正成为清澈的液体，进而可以采用蒸馏、萃取、吸收或吸附等手段进行分离和浓缩。由于产物浓度过低，通常采用两级分离，第一级将大量液体杂质去除并将产物浓缩到80%以上，第二级是将产物进一步提纯到90%甚至99%以上[11]。

到目前为止，生物分离纯化在很大程度上还是以经验为主，尚未达到传统化工产品分离纯化的成熟地步。

分离纯化将逐渐趋向于生物过程耦合与集成化，如萃取发酵，吸附分离发酵，膜耦合分离发酵等，这些方法有利于实现边发酵，边分离的目的，有利于解除产物或副产物的抑制，提高底物转化率和产物收率。

3.3.2存在的主要问题

第一，发酵液成本复杂且随时间的变化和化学反应产物不同。发酵液的组成有上百种以上，既有固体的微生物细胞、细胞碎片、残存的固体培养基，又有各种蛋白质、多糖、核酸、脂类等大分子物质，还有各种单糖、寡糖、氨基酸、核苷酸、有机酸、醇、无机离子等小分子。这些杂质随时间的推移还不断变化，例如微生物细胞可能进一步发酵，一些细胞会破碎，导致胞内的组分进一步释放；目标产物也有可能被释放的酶降解。

·80·孟玥纤维素生物能源转化利用现状的分析研究

第二，发酵液批次之间的重现性不好。不同批次的产物浓度，杂质种类和含量都有可能不同，给分离带来难度。

第三，目标产物浓度低。发酵液中的乙醇浓度一般在10%左右，将其提纯到95%的成本就占了整个生产过程成本的70%以上；如果要进一步提纯到大于99%，则要解决乙醇-水的恒沸点的问题，费用会成倍增加。

4小结与展望

综上所述，纤维素生物乙醇未能大规模生产的主要原因有三个：一是，我们现阶段都是从单一学科或单一技术角度来解决纤维素利用问题，没有开展对纤维素生物能源的综合研发和利用，产物单一必然导致成本上升；二是，现阶使用的纤维素酶的酶解效率低，生产成本居高不下；三是，缺乏与原料直接工程化配套的高效，低成本，集成技术[12][13]。

虽然现阶段纤维素生产还存在诸多问题急等解决，但最终人类将揭开所有这些困惑，预处理技术问题，高效纤维素酶生产问题，转化工艺的高效集成问题等，终将在人类的探索中得到解决，效利用地球上最大可再和资源---纤维素批量生产燃料乙醇的设想会成为现实[14]。

参考文献：

[1]浦秋君，夏方远.生物技术在木质纤维素转化乙醇中的应用.环境与技术，2009，32（12D ）：227-229

[2]金慧，王黎春，杜风光等.木质纤维素原料生产燃料乙醇预处理技术研究进展[J].酿酒科技，2009，18（7）：95-98

[3]朱丽娟，于建荣.纤维素乙醇制备中纤维素酶相关技术专利分析[J].生

物产业技术，2010，04（7）：76-82

[4]星良孝，长光大慈，河田孝雄.不断进化的生物质相关技术[J].生物产业技术，2010，04（7）：8-16

[5]方诩，秦玉琪，李雪芝等.纤维素酶与木质素生物降解转化的研究进展[J].生物工程学报，2010，26（7）：864-869

[6]方诩，典音波.纤维素酶在木质素纤维素转化产糖技术中的开发与应用.生物产业技术，2010，04（7）：48-51

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[8]林章凛，陈博.工业酶蛋白研究的重要进展[J].生物产业技术，2010，04（7）：57-64

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[10]赵心清，白凤武，李寅.系统生物学和合成生物学研究在生物然料生产菌株改造中的应用[J].生物工程学报，2010，26（7）：880-887

[11]修志龙，苏志国.生物基化学品分离提纯的难点和对策[J]生物产业技术2010，01（1）：34-39

[12]金升莹，陈红章.超细汽爆稻草及其酶解[J].生化工程，2007，42（2）：188-192

[13]沈勇，孙铠.纤维素酶对纤维素酶解动力学的研究[J].东华大学学报：自然科学版，2001，27（1）：14-19

[14]龚德词.生物的生产与发展.当代化工[J].2009，38（2）：178-181作者简介：孟玥（1989-），女，在读大学生，主要研究方向为生物技术。

(2010-08-04收稿刘晓佳编辑)

国土与自然资源研究

2010No.4

TERRITORY &NATURAL RESOURCES STUDY

·81·

文章编号：1003-7853(2010）04-0081-03

中图分类号：Q949.91

文献标识码：A

大兴安岭山野菜资源

马俊莹1，张杰3，魏殿文2，梁国玲1（１．大兴安岭地区绿色产业发展处，黑龙江

１６５０００；３．内蒙大兴安岭林业学校）

摘要:大兴安岭林区有山野菜95种，具有无污染、储量丰富、分布集中等特点，极具开发潜力，但开发起步较晚，利用种类单一、层次低，

应采取科学有力的保护和利用措施促进山野菜产业的发展。关键词:大兴安岭；山野菜

The wild potherbs resources in Daxinganling

MA J un-ying et al （Developmental Bureau of Green Industry in Daxinganling District,Jiageda 165000,China ）

Abstract:There are 95species of wild potherbs which are taintless,abundant and concentrative distribution in Da Xingan Ling.They have potential development.But there are some problems such as the late development,single species for utilization,low developmental level and so on.Some scientific and strong measures of protection and utilization should be picked off to promote development of the whole wild potherbs industry.

Key words:Daxinganling;wild potherb

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表1三种野菜自然储量统计表(吨)

我国能源状况浅析

能源是人类社会赖以存在和发展的基础，是实现我国经济社会可持续发展的物质基础，是中国崛起的动力。能源问题已经成为经济社会可持续发展的一个刚性约束问题，如何正视我国能源消费现状,科学制定节能规划目标,构建起能支撑我国经济适度发展的能源保障体系,以实现能源、经济的协调发展,对我国的持续发展具有重要意义。 随着经济全球化进程的加快，能源供应国际化所面临的地域政治控制威胁也在加剧。我国能源需求增长较快，一些地区发生了不同程度的能源紧张局面。再加上我国正处于工业化建设的中期阶段，是世界第二位能源消费大国，能源供应的保障是经济与社会发展的基础条件，因此必须加强对能源危机的认识和应对策略研究。 我国正处在工业化过程中，经济社会发展对能源的依赖比发达国家大得多。一次能源的储量和生产量可以满足需要，但由于能源的生产分布并不均衡，能源价格正日益成为改变世界财富分配的重要因素，资源控制导致的能源危机是主要的表现形式。我国能源资源可利用总量比较丰富，结构以煤炭为主，一次能源的生产能力在20世纪80年代以来有了长足发展，基本满足和支持了我国经济与社会发展的能源需求。不同的人类文明时期拥有不同的物质生产方式，使用的主导能源也不相同。主导能源从化学(矿物)能源向物理能源转换，是当前世界能源发展的基本趋势。从全球时代背景和我国具体国情出发，我国现代化建设应确立由初级战略——传统能源发展战略和高级战略——新能源发展战略组成的复合型的能源发展战略。

近年来，资源的日益枯竭导致国际之间的资源争夺战愈演愈烈，能源甚至成为发动现代战争的根本目的。而20世纪的两次世界范围内的石油危机，使人们意识到寻求和发展可以替代化石能源的其它能源的重要性和紧迫性。同时，长期使用煤炭等污染的能源所产生的环境污染给人们带来了无尽的困扰，严重威胁着人类的生存。能源短缺、油价飙升，已成为笼罩在人们心头的一片挥之不去的阴影。解决能源短缺问题，要靠能源技术的改进，更要靠正确的能源理论来支撑。就是说，树立科学的能源观，努力把握能源演进的历史及其规律，是深入认识能源问题的实质、切实把握能源问题的发展趋势、探寻能源问题解决方案的关键。而全球性的能源短缺乃至危机，恰好发生在我国全面建设小康社会和加速实现现代化的历史时期，已成为我国经济发展中一个极其严重的瓶颈。 一、我国的能源结构现状 从能源总量来看，我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国，能源消费主要靠国内供应，能源自给率为94% 。其中煤炭的消费已经占76% ,而且在未来相当长的时期内，我国仍将是以煤为主的能源结构.同时石油和天然气所占能源的消费比例也开始慢慢上升，出现了石油、天然气对外依存度逐步加大。虽然我国的水利资源丰富，但水电也只占到6%，炭、石油是不可再生资源，一旦能源枯竭，势必影响我国的国民经济的运行。 二、我国能源结构出现的问题 我国供需出现很大的缺口，按目前的经济发展速度，缺口将会越来越大。近几年，石油、天然气的进口大增，油价一直攀升，这即以我国的经济增长的需要，但也从侧面反映我国的能源结构的不合理性。煤炭是主导能源，但据预测，如果按现在的开采速度，我国的煤炭的供

当今世界能源现状与发展综述

当今世界能源现状及发展趋势 当今世界，人类社会发展日益加速，无论是在工业，农业，还是第三产业服务业，高新技术产业，都是处于人类历史上空前发 展最快的一个阶段。社会的发展提高了人类的生活水平，大大加 强了社会生产力，同时对能源（如煤，石油）的需求和使用也大 幅提高，从汽车内燃机到家用用电器，无不需要能源去运作。 就中国目前来说，我国GDP每年以10%的速度发展，能源消 耗急骤增加，环境、生态日益恶化。这种对自然无序的、掠夺性 索取的发展模式已难以为继，实际上已造成当前十分严重的、不 可逆转的后果，大自然的惩罚已经不断地凸现出来，并还要继续 加重。 能源在历史上的利用状况： 人类对能源的利用主要有三大转换：第一次是煤炭取代木材 等成为主要能源；第二次是石油取代煤炭而居主导地位；而当 今世界是在石油逐渐枯竭的状况下向多能源结构的过渡转换。

18世纪前，人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用，尤其是木材，在世界一次能源消费结构中长期占据首位。蒸汽机的出现加速了18世纪开始的产业革命，促进了煤炭的大规模开采。到19世纪下半叶，出现了人类历史上第一次能源转换。1860年，煤炭在世界一次能源消费结构中占24％，1920年上升为62％。从此，世界进入了“煤炭时代”。 19世纪70年代，电力代替了蒸汽机，电器工业迅速发展，煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。1965年，石油首次取代煤炭占居首位，世界进入了“石油时代”。1979年，世界能源消费结构的比重是：石油占54％，天然气和煤炭各占18％，油、气之和高达72％。石油取代煤炭完成了能源的第二次转换。因此，石油是现在世界上利用最多的能源，并且面临着枯竭的危机。 化石燃料的大量利用破坏了生态环境，间接上对人类的发展也造成了不良的影响。因此，发展新能源，向多能源结构的过渡是当今人类所不可避免的。 我国能源利用现状： 一、能源丰富而人均消费量少 　我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八

我国发展氢能源的优劣势分析

我国发展氢能源的优劣势分析 一、氢能源简介： 氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。随着石化燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： l、重量最轻的元素。标准状态下，密度为 0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。 2、导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。 3、自然界存在最普遍的元素。据估计它构成了宇宙质量的 75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形 态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 5、燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 6、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢 化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。 7、利用形式多。既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池 ，或转换成固态氢用作结构材料。 8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 9、可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。 10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 11、氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益 优于其他能源。 二、我国发展氢能源的必要性： 石油、煤炭、天然气燃烧产物是二氧化碳，是温室气体，造成地球温度逐年升高。专业机构的最新研究结果表明全球气候变暖已导致非洲乞力马扎罗山的山顶冰盖消融80％，如这一趋势得不到遏制，100年后山顶冰雪将完全消失。德国汉诺威大学的植物研究所科学家瓦尔特指出，尽管目前全球气温仅上升0.6℃，但对生态造成的影响已经明显危机到动物和植物的生存，现在，春天的来临及许多植林的生长期正在提前，较长时间后动物食物链可能发生混乱。同时，化石燃料中有杂质，特别是疏、氮、磷、砷等，燃烧产物酸性，造成大气污染和酸雨。酸雨不仅伤害农作物和蔬菜的叶片，而且能够降低农作物和蔬菜种子的发芽率，降低大豆蛋白质含量。阔叶林和针叶林的冠层在酸雨作用下，钙、镁等离子在冠层雨溶液中富集，造成叶子中营养离子的大量淋失，进而加速根部营养的吸收和迁移，重新吸收的营养离子也会从植物体大量析出；如此循环，就会造成营养亏缺，直接影响森林生长，威胁森林生态系统内的物质循环，而且这个过程随酸雨的强度增加而增加。酸雨还造成土壤中铝的大量释放和镁等有毒金属元素的沉降和积累，对树木形成毒害，同时，直接影响和危害土壤表层，干扰微生物正常生化活性，森林枯枝落叶的分解和物质再循环受到破坏；降低土壤的AO和A1层的PH值，使适中偏碱性菌类活动受到遏止,N元素的同化和固定减少，土壤肥力下降。同时，酸雨使湖泊酸化，将土壤中的活性铝冲洗到河流、湖泊中，毒害鱼类，改变整个水体生态系统，使水体中的生物种类和数量大大减少，而且还导致温室效应的加剧，刺激皮肤，引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为

中国清洁能源现状分析及发展中存在问题

1 清洁能源概念 传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。 清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。 2 我国清洁能源发展现状 清洁能源在我国发展至今，主要有如下几种： 1．洁净煤技术 由于我国煤炭在能源中的重要地位，今后一段时期内，煤炭仍将是我国主要的一次能源，最直接也是最重要的就是煤炭的清洁燃烧。目前比较成熟的的洁净煤技术主要包括：型煤、洗选煤、动力配煤、水煤浆、煤炭气化、煤炭液化、洁净燃烧和发电技术等。 2．核电 核能是清洁的能源。我国已经建有的核电站分别有秦山核电站、大亚湾核电站、岭澳核电站等，运行情况良好。目前是我国主要的发电来源之一，地位仅次于煤炭和水电。根据新浪网消息，我国政府近期规划在2006年至2010年期间，将积极发展核电，重点建设百万千瓦级核电站；远期规划是到2020年，每年核发电能力，从目前的8700兆瓦，增加到4万兆瓦，意味着2006～2020年的14年里，中国将增建30座核电厂。 3．太阳能 太阳能是清洁可再生的能源，目前已在我国得到较大范围的使用，主要体现为太阳能热水器的普及使用。在山东等地，太阳能产业正得到快速发展，许多技术如太阳能电池等也日臻成熟。 4．生物质能 是指由生命物质排泄和代谢出的有机物质所蕴含的能量，我国生物质能储量丰富，70％的储量在广大的农村，应用也是主要在农村地区。目前已经有相当多的地区正在推广和示范农村沼气技术，技术简单成熟，正在逐步得到推广。我国在生物柴油研究方面也得到快速发展，在福建、四川等地已经建有小规模的生物柴油生产基地，但是目前并未形成产业化。 5．水能 水能在我国早已得到大规模的使用，主要用途是发电。较早期的有小浪底水电站，刘家峡水电站等；规模较大的如三峡水电站等。这些水电站为我国的经济建设提供能源保障作出了巨大贡献。 6．风能 我国风能资源较为丰富，风能在我国的利用也较为成熟。据中国风电发展报告指出，如果充分开发，中国有能力在2020年实现4000万千瓦的风电装机容量，风电将超过核电成为中国第三大主力发电电源。在我国甘肃等风能资源丰富的地区有较大规模的应用。 7．地热能 我国地热资源丰富，已发现温泉有3000多处。地热应用前景广阔，主要指的是有效利用地下蒸汽和地热水，用途可以发电、供暖等。受资源所限，地热发电站主要集中在西藏地区。在其他地区，地热也正得到越来越广泛的应用。山东省商河县已经建成的温泉别墅就是利用地热供暖，效果良好。

能源利用状况分析制度

能源利用分析制度 第一条为规范我公司能源利用秩序，建立科学规范的分析制度，并通过对能源利用状况进行分析，建立科学的能源利用制度，根据国家有关法律法规，并结合我公司能源利用现状，特制定本制度。 第二条企业能源利用状况分析的目的是指企业通过定期对主要用能设备、工艺系统以及全单位的能源利用状况进行技术经济分析，并采用必要的测试和能源消费统计分析相结合。通过能源利用状况分析可确定用能水平，查找节能潜力，明确节能方向，为改进能源管理，进行节能技术改造，提高能源利用率提供科学依据。 第三条本制度是淄博德弘化工科技有限公司能源利用分析工作的基本依据，适用于公司内部各个部门。 第二章职责范围 第三条我公司能源利用分析范围包括电、蒸汽、水及其他可以利用的能源。 第四条能源利用分析要通过对各原始数据、统计数据的分析，确定能源利用的科学性和合理性，为生产和能源利用搞好服务。 第五条能源利用情况每季度由技术部组织进行一次分析，并根据分析情况出具分析报告，为生产中合理使用能源提供决策依据。

第六条能源利用情况分析要本着“实事求是、科学务实”的原则，严禁弄虚作假，技术部对各单位上报的原始数据进行分析，发现弄虚作假现象，要视情节轻重，给予200-500元罚款。 第七条通过能源利用分析，要切实达到合理用能、节能环保、降低生产能耗的目的。 第八条通过对能源利用状况进行经济分析，识别存在的工艺缺陷，挖掘节能潜力，为实施节能技术改造和加强节能管理提供科学依据。 第九条每半年技术部组织一次用能情况通报会，对企业用能情况进行分析通报，并对能源利用中存在的问题进行剖析，并提供改进措施。 淄博德弘化工科技有限公司

中国能源现状

中国能源现状及发展前景分析 学号；作者： [ 摘要] 能源是人类社会生活和发展的物质基础，一直为世界各国所重视。本文从中国能源现状的分析入手，对石油、天然气、煤炭、电力四大主要能源现状作了初步考察，充分认识到我国能源面临着一系列挑战。同时对我国实现社会主义现代化征途中对能源的发展前景进行了展望和对策分析。 [ 关键词] 能源；现状；挑战；发展前景；中国 一直以来, 能源问题都被世界各个国家所重视, 因为能源是人类社会生活和发展进步的物质基础。在过去的20 世纪中, 人类使用的能源主要有四种, 就是原油、天然气、煤炭和电力。而根据国际能源机构的统计, 假使按目前的势头发展下去, 不加节制, 那么,地球上原油、天然气、煤炭三种能源供人类开采的年限, 分别只有40 年、60 年和220 年了。进入21 世纪, 能源问题的重要性更是越来越突出, 确切地说, 能源问题已经不仅仅是某一个国家的问题,而是整个世界, 整个人类社会所要面对和所要解决的问题。 一、我国能源的现状 我国既是能源的消费大国, 也是能源的生产大国。虽然1990年以来能源生产总量已名列前茅, 但人均占有能源消费量只有发达国家的5%-10%; 但在另一方面, 每万美元国民生产总值能耗方面则为世界各国之首, 为印度的2.2 倍, 为发达国家的4-6 倍; 使用能源的设备效率偏低, 又造成能源的浪费, 能源利用效率不高。[1]再者, 我国能源生产与消费以煤及石油为主, 造成严重的环境污染。 （一）煤炭资源 中国是世界最大煤炭生产国和消费国。我国以煤为主的能源结构在相当长的时间内难以改变。然而, 煤炭利用严重污染环境, 据统计, 每燃烧1 吨标准煤排放二氧化碳约26 公斤, 排放二氧化硫约24 公斤、排放氮氧化物约7 公斤。[2] 这不仅影响和危害人类的身体健康, 还直接影响人类赖以生存的条件。 （二）石油资源 我国石油资源相对短缺。中国目前有待发现和探明的石油资源比较丰富, 但勘查难度比较大。随着社会经济的发展, 我国的石油需求量将会越来越大。据有关部门预测, 到2020 年, 我国石油消费量最少也要4.5 亿t, 届时石油的对外依赖度将有可能接近60%。国际能源署公布的数据甚至称, 到2030 年中国进口石油占石油总需求的百分比将激增至80%以上。[3] （三）天然气资源 天然气是一种清洁和使用方便的能源, 我国是开发利用天然气最早的国家, 天然气资源储藏量达380000 亿立方米, 目前已探明储量仅占5%, 天然气在能源结构中的比重仅占2.1%, 为世界平均水平的十分之一。目前, 国家已开始全国天然气管网的大规模建设,特别是启动了西部大开发序幕性工程的"西气东输"工程, 为天然气的合理利用打下了坚实的基础。 （四）电力资源 过去十多年, 中国电力工业高速发展, 2003 年发电量为1990年的3 倍。2003 年, 发电装机容量391 40GW。到2004 年5 月, 发电装机容量达400GW。2004 年9 月, 水电装机容量达100GW, 居世界首位。全国1GW以上电站共有107 个, 最大水电站是三峡水电站, 已装机5 9GW; 最大火电站是山东德州电站, 2 4GW; 最大核电站是广东岭澳核电站, 1 98GW。[4] 但是, 中国20 世纪60 年代中期出现大范围缺电。造成严重缺电局面的原因是多方面的, 但主要是体制问题, 包括: 高耗电产业过度发展, 电力预测和规划失误, 以及电力改革尚未从根本上改变垄断经营格局等。

《重点用能单位能源利用状况报告制度实施方案》

重点用能单位能源利用状况报告制度 实施方案 为贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》关于重点用能单位应当每年向管理节能工作的部门报送上年度“能源利用状况报告”的规定，了解掌握重点用能单位能源利用状况，加强重点用能单位节能管理，制定本实施方案。 一、充分认识实施重点用能单位能源利用状况报告制度的重要性和必要性 重点用能单位能源利用状况报告制度，是重点用能单位依法定期向管理节能工作的部门报送能源消费情况、能源利用效率、节能目标完成情况、节能效益分析、节能措施等内容的制度。实施重点用能单位能源利用状况报告制度，对加强和改善重点用能单位节能监管、提高能源利用效率、实现“十一五”节能目标具有重要意义。 实施重点用能单位能源利用状况报告制度，是国家对重点用能单位能源利用状况进行跟踪、监督、管理、考核的重要方式，也是编制重点用能单位能源利用状况公报、安排重点节能项目和节能示范项目、进行节能表彰的重要依据。定期报送能源利用状况报告是重点用能单位的法定义务，各级管理节能工作的部门、各重点用能单位要充分认识开展这项工作的重要性和必要性，切实加强领导，确保报告制度落到实处。 二、重点用能单位“能源利用状况报告”的主要内容和填报要求 （一）填报单位 1、年综合能源消费量一万吨标准煤以上的用能单位； 2、国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府管理节能工作的部门指定的年综合能源消费总量5000吨以上不满一万吨标准煤的用能单位。 （二）填报内容

内容包括： 表1：基本情况表。填报单位基本信息、能源管理人员资料、经济及能源消费指标、以及主要产品单位能耗情况等。 表2：能源消费结构表。填报统计年度内重点用能单位各类能源购进量、能源消费量和能源库存量等。 表2-1：能源消费结构附表。主要填报统计年度内重点用能单位能源加工转换环节的能源投入量、加工转换产出量以及回收利用能源量等。 表3：能源实物平衡表。填报能源在重点用能单位内部各个生产环节的能源统计数据，并计算能源损耗情况。是对重点用能单位内部能源利用分配情况的综合反映，同时对用能单位能耗数据真实性进行校对。 表4：单位产品综合能耗指标情况表。填报单位产品综合能耗以及与上年期比较的变化情况。 表5：影响单位产品（产值）能耗变化因素的说明。是对表4能耗指标变化原因进行分析和简短说明。 表6：节能目标完成情况。用能单位“十一五”期间节能目标逐年完成情况。 表7：节能目标责任评价考核表。根据《国务院批转节能减排统计监测及考核实施方案和办法的通知》（国发[2007]36号）要求，重点用能单位对节能目标完成情况进行自评。 表 8：主要耗能设备状况表。对主要耗能设备（通用设备、专用设备）概况、运行情况、淘汰更新情况等进行说明。 表 9：合理用能国家标准执行情况表。根据合理用热、合理用电国家标准对用能情况进行自评。 表10：规划期节能技术改造项目列表。包括项目类别、名称、改造措施、投资金额、时间安排以及预期节能效果等。 表 11：与上年相比节能项目变更情况表。与上一年相比，节能项目的变更

中国能源现状分析

中国能源现状分析 1、能源消费需求不断增加 能源就是经济与社会发展得动力,人们对更高生活水平得追求导致能源消费需求得增加。2005~2009年,中国得GDP年增长率都在10%上下,与此想对应得就是,能源需求平均增速为7、45%,远高于同期世界能源消费得平均增速为1、65%(见图1)。 图1 世界与中国能源消费增加速度 资料来源:BP世界能源统计、中国能源统计年鉴 2、能源消费结构不合理

在能源消费需求不断增加得同时,我国得能源消费结构相对不合理,主要体现为:新能源比例低,常规能源“多煤、缺油、少气”。 2005~2009年,我国得能源消费结构中,新能源比例低于3、1%,而世界得平均水平为12%;常规能源中,煤炭得比例占74%以上,而世界能源消费结构中,以石油为主,煤炭比重略高于天然气(见图2、3)。 图2 2005~2009年世界能源消费结构

图3 2005~2009年中国能源消费结构 资料来源:BP世界能源统计、中国能源统计年鉴 3、能源危机与环境危机 能源消费需求得快速增加,使常规能源面临枯竭得危机。如果以2009年得能源探明储量、生产量、消费量为基础,中国已探明储量得常规能源仅能开采、消费不足35年,而这一数字得全世界平均值也仅不足80年。在无重大能源发现或能源消费结构无重大变化得情况下,全世界常规能源在未来100年内消耗殆尽,而石油可能就是最先枯竭得能源(见图4、5)。

图4 2009年中国、世界能源储产比 图5 2009年中国、世界能源储消比储产比=2009年已探明储量/2009年得生产量;

储消比=2009年已探明储量/2009年得消费量。 资料来源:BP世界能源统计2010年6月 常规能源得消费带来一系列得环境问题,如气候变化、酸雨。 常规能源得消费产生正在使全世界得温室气体浓度快速上升。根据世界气象组织WMO发布得《温室气体公报》,全球二氧化碳、甲烷、氧化亚氮得平均浓度比工业革命前(1750年前)分别增加了38%、158%与19%。温室气体增加带来得冰川融化,海平面上升,极端天气贫乏等诸多环境灾难。 2010年中国监测得443个城市中,189个城市出现酸雨,8个城市(区)酸雨频率为100%,也就就是说逢雨必酸。 4、新能源繁荣与困境 能源危机、环境危机已经引起世界各国得高度重视,发展新能源无疑就是不二选择,而目前技术最成熟得水电、核电、风电、太阳能发电与热利用成为各国最佳选择。 1)新能源得繁荣 今年年初得能源工作会议上提出,十二五能源发展得主要目标就是: 一次能源消费总量控制在40亿吨标煤,2009年这一数字为29、2亿吨标煤,即2010~2015年得年均增速低于7、4%(前文提到,2005~2009这一数字为7、45%)。就目前瞧来,这一目标基本可以实现。 非化石能源在一次能源消费中比重达十二五末达11、4%,十三五末达15%。即到2015年非化石能源消费折合标煤约4、6亿吨标煤(2009年这一数字为0、9

世界能源现状及分析

世界能源现状及分析——兼谈燃煤发电的发展与应用 化学化工学院20620151152180 安晓鸣 一言以蔽之，当前全世界的能源使用结构仍然是以石油、天然气和煤三大传统能源为主，辅之以核能、风能、生物质能等清洁能源，并大力开发新能源。 石油、天然气资源将在2050年前被罄尽的看法已被公认。 由于大量碳排放导致全球气温上升，破坏生态平衡的危机，用煤的简单和直接燃烧又受到限制。 核能发电因其碳零排放和生产成本低廉的特点，一度被认为是理想的未来能源，自问世以来一直呈增长趋势。但其安全性和经受自然灾害的能力，最近又受到人们质疑。日本福岛事件后，大批核电工程项目下马，核能发展陷入停滞。 太阳能的充分利用是一条好出路，但由于占地面积大、太阳能电池的昂贵、低效和高污染，这一可再生能源当前尚难以大量开发利用。 风力和潮汐发电亦属可再生能源，但亦受地域、节气和设备投资的限制。 利用生物燃料能源有利于减少碳排放，但和粮食生产、经济作物、其它动植物争土地和空间会受到相当程度限制。几年前因生物质能大跃进导致粮食作物产量减少，推高了世界粮价，甚至在非洲酿成饥荒。 而纵观众多新能源，甲烷水合物( methane hydrate) 又名可燃冰，在海洋大陆架深处和陆上永久冻土带有相当的蕴藏量，但目前开采利用在技术上尚有困难，大规模开发利用仍是遥遥无期。 近年来如火如荼的页岩气资源，亦存在燃烧热值低、开采难度大并附带高污染等等缺陷。 总之为使人类社会健康发展，生活质量能持续改善，在新能源开发和有效利用以及节约减排上还要作最大努力。 目前世界上大规模投入运行并网发电的发电方式主要有四种，火力发电、核能发电、水力发电及风力发电。 火力发电是传统火电厂采用的发电方式，也是目前世界上发电量最大的发电方式。火力发电一般以燃煤为能源进行燃烧发电。与其他能源相比，燃煤具有热值高、储量大、易运输等优点，一般认为世界上煤资源的储量尚能满足100 ～ 200 年的需求。但是燃煤会产生大量灰渣和CO2，含硫的煤会产生硫酸，形成酸雨，更不必说燃煤带来的碳排放问题。 截至目前，全世界核反应堆的发电量约占全球总发电量的近20%，在一些工业化国家中核电占50%以上。除极个别情况外，核电站有很好的运行记录，发电的可靠性高，在正常情况下，对环境友好，无有害气体排放。但与此同时，核能发电的运行维护成本高、核废料难以处理也是无法回避的问题，如何克服民众对核能的恐慌情绪则是绕不开的坎。 水电站集蓄水、节流、防洪、发电等诸多功能于一身，在条件适宜的地区有极大的应用潜力。但是水力发电的发电量完全取决于自然因素，有很大的波动性，这就造成了极大的资源错配与浪费。另外，水电站建设对自然环境和生物繁殖也有极大影响，像黄河小浪底这样的工程应当引起我们的警醒。 风力发电近年来方兴未艾，笔者家乡就设有国华电力的风力发电厂。风力发电的前期建设需要天量的固定投资，运行维护的人力成本也居高不下，而并网运行后的发电量却具有很大的波动性，可以说是一种清洁却不经济的发电方式。此外，风力发电机组需要占据广阔的土地，在选址上极为苛刻。

能源利用状况分析报告

能源利用状况分析报告 2004 AN ANALYSIS REPORT ON ENERGY UTILIZATION ， IN NANJING 2004 南京市经济委员会 南京市统计局 - 1 - 目录 第一章经济发展与能源利 用 ...................................................................... 3 一、经济发展状 况 ..................................................................... .. (3) 二、能源利用状 况 ..................................................................... ................................... 4 第二章能源消费与构 成 ..................................................................... . (6) 一、能源消费及转 换 ..................................................................... (6)

二、终端能源消 费 ..................................................................... .. (7) 三、工业终端能源消费...................................................................... ........................ 8 第三章主要耗能行业能源利 用 (11) 一、石化产 业 ..................................................................... .. (11) 二、钢铁产 业 ..................................................................... .. (12) 三、建材产 业 ..................................................................... .. (12) 四、电力产 业 ..................................................................... .. (13) 五、定位分 析 ..................................................................... ............................................ 13 第四章形势与任 务 ..................................................................... .. (15)

世界能源资源状况

世界能源资源状况 根据《年世界能源统计》，截止到年底，全世界剩余石油探明可采储量为亿吨，其中，中东地区占％，北美洲占％，中，南美洲占％，欧洲占％，非洲占％，亚太地区占％.年世界石油产量为亿吨，比上年度增加％.通过对比各地区石油产量与消费量可以发现，中东地区需要向外输出约亿吨，非洲和中南美洲地石油产量也大于消费量，而亚太、北美和欧洲地产消缺口分别为亿、亿和亿吨. 煤炭资源地分布也存在巨大地不均衡性.截止到年底，世界煤炭剩余可采储量为亿吨，储采比高达（年），欧洲、北美和亚太三个地区是世界煤炭主要分布地区，三个地区合计占世界总量地％左右.同期，天然气剩余可采储量为万亿立方米，储采比达到.中东和欧洲是世界天然气资源最丰富地地区，两个地区占世界总量地％，而其他地区地份额仅分别为％～％.随着世界一些地区能源资源地相对枯竭，世界各地区及国家之间地能源贸易量将进一步增大，能源运输需求也相应增大，能源储运设施及能源供应安全等问题将日益受到重视. 世界能源供应和消费趋势 根据美国能源信息署（）最新预测结果，随着世界经济、社会地发展，未来世界能源需求量将继续增加.预计，年世界能源需求量将达到亿吨油当量，年达到亿吨油当量，年达到亿吨油当量，年均增长率为％.欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量地比例将继续呈下降地趋势，而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势.伴随着世界能源储量分布集中度地日益增大，对能源资源地争夺将日趋激烈，争夺地方式也更加复杂，由能源争夺而引发冲突或战争地可能性依然存在. 随着世界能源消费量地增大，二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒物等环境污染物地排放量逐年增大，化石能源对环境地污染和全球气候地影响将日趋严重.据统计，年世界二氧化碳地排放量约为亿吨，年达到亿吨，预计年将为亿吨，年达到亿吨，年均增长％. 面对以上挑战，未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化方向发展. .多元化 世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主地时代，现在正在向以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛地利用.可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源地结构变化决定了全球能源多样化发展地格局.天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站地趋势.未来，在发展常规能源地同时，新能源和可再生能源将受到重视.在欧盟年可再生能源发展规划中，风电要达到万千瓦，水电要达到亿千瓦.年初英国政府公布地《能源白皮书》确定了新能源战略，到年，英国地可再生能源发电量占英国发电总量地比例要从目前地％提高到％，到年达到％..清洁化 随着世界能源新技术地进步及环保标准地日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化地方向发展，不仅能源地生产过程要实现清洁化，而且能源工业要不断生产出更多、更好地清洁能源，清洁能源在能源总消费中地比例也将逐步增大.在世界消费能源结构中，煤炭所占

氢能源的应用及其发展

氢能源的应用及其发展 一、什么是氢能源 1.氢能源介绍 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源、能源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。 氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采，今下几乎完全依靠化石燃料制取得到，如果能回收利用工程废氢，每年大约可以回收到大约1亿立方米。 2.氢能源的特点 作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： -能量高。除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。氢的高能，使氢成为推进航天器的重要燃料之一； -氢本身无毒，燃烧产物是水，无污染，且能循环使用； -氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快； -利用形式多，可以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 -耗损少：可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小； -利用率高：氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高； -运输方便：氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。 因此，可以说氢能是最理想的、完美的能源。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注。发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保

中国煤炭行业现状分析及未来发展趋势简析

中国煤炭行业现状及未来发展趋势简析 摘要 煤炭在我国的一次性能源生产和消费中均占主体地位，同时，我国煤炭生产 和消费量均居世界第一位。随着我国经济发展进入新常态，煤炭行业现状及其发展趋势更加成为关注的热点。从2012年开始，煤炭行业告别了10年的发展旺盛期，进入了萧条时代，尤其是15年煤炭行业彻底地进入了“寒冷的冬季”，目前仍没有回暖的迹象，发展趋势不容乐观。 关键词：煤炭行业；现状分析；未来趋势 引言：煤炭作为我国主要的能源基础和工业原料，长期以来，推动了中国经济的快速发展。截止到2014年年底，我国煤炭资源探明储量为1145亿吨，位居世界第三位，占全球储量的12.8%，而石油和天然气分别仅占全球的1.1%和1.8%具 体情况如图表所示 2014年中国一次能源探明储量情况 能源单位2014年占全球比例（%）储采比世界平均储采 比（%） 石油10亿桶18.5 1.1 11.9 52.5 天然气万亿立方 米 3.5 1.8 25.7 5 4.1 煤炭亿吨1145 12.8 30 110 注：储采比：用任何一年年底剩余的储量除以该年度产量，所得的计算结果即表明如果产量继续保持在该年度的水平，这些剩余储量可供开采的年限。 从表中可以看出我国的煤炭储采比远低于世界平均水平，但从资源保证年限角度分析，煤炭仍是中国能源安全和经济安全的基础，在中国能源格局中具有不可替代的地位。

1、我国煤炭行业的现状 1.1 受到国家宏观制度的制约 煤炭行业属于高危行业，国家对其加强了安全整顿，无论是从设备上还是从安全防护措施上都加大了监管力度，这样就增加了吨煤成本。其次煤炭污染严重，导致近几年来雾霾现象十分严重，国务院于2013年9月发布《关于大气污染防治行动计划》，明确到2017年，京津冀、长三角、珠三角等区域大气细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，煤炭在全国能源消费中的占比降至65%以下。不断强化的环境约束以及国家能源政策的变动对煤炭在中国能源结构中的主体地位带来了较大冲击，再有新能源的出现与提倡，如核能、太阳能、风能等产业的出现大大地挤压了煤炭的产量，占有了煤炭一定的利润空间。其中，可再生能源的增长是对煤炭的直接代替。 如表1所示 年份能源生产总量 （万吨标准煤） 构成（能源生产总量=100） 原煤原油天然气水电、核电、 风电 2010 296916 76.6 9.8 4.2 9.4 2011 317987 77.8 9.1 4.3 8.8 2012 333300 76.6 8.9 4.4 10.1 2013 356536 75.9 8.4 4.5 11.2 2014 357079 73.8 8.5 4.8 12.9 资料来源：《煤炭工业统计提要》《BP世界能源统计年鉴2015》 1.2受到国际煤炭市场的制约 我国加入WTO成为世界经济组织的一员。在国际市场经济这个平台里，信息的流动性与资源的共享性发展迅速，国外的矿石、铁粉、煤炭以其品质好、价格低等优点打入我国煤炭市场。如下图

我国能源利用现状及对策的分析精编

我国能源利用现状及对 策的分析精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986

我国能源现状及利用对策的分析 以前，我们常接受这样的教育：我们的国家地大物博、物产丰富。可是，我们同时拥有庞大的人口，各种常规能源资源人均占有量远低于世界水平。随着改革开放以来，我国经济的迅速发展，对各种能源的需求不断扩大，能源利用方面出现了各种问题，以前传统的能源利用结构已经远远不能满足我国的发展。 在对我国能源现状进行分析的同时，我们有必要对我国的能源现状进行了解，我国现在能源利用方面表现出来的利用率低，不平衡等特点是有着深刻的现实影响因素。 我国现在能源资源有以下特点： 1.能源资源总量比较丰富。我国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。 2.人均能源资源拥有量较低。众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。极大的限制了我国的能源利用。 3.能源资源分布不均衡。我国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要蕴藏在、，水力资源主要分布在，石油、天然气资源主要分布在东、中、和海域。而我国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源分布

与能源消费地域存在明显差别。由于经济，技术，地理等因素的影响，所有我国在能源利用方面也呈现不均，所以才有现在大规模、长距离的北煤南运、、，南水北调等重大工程。 4.能源资源开发难度较大。我国虽然能源丰富，但是常规化石能源可以利用率低，开采难度大，例如煤很多需要深处开采，很少可以直接进行露天开采…… 正是由于我国能源自身分布等因素，再加上我国历史，经济条件影响，我国现在能源利用方面也出现了与之相似的特点。我国现在能源利用结构方面表现出以下特点： 1.能源消费以煤为主，环境压力加大。 煤炭是我国的主要能源，以煤炭为主的常规化石能源是我国现在利用比较广泛的，限于我国现在的发展状况以及科技水平，以煤炭为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式，加大了环境保护的压力。煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源。随着中国机动车保有量的迅速增加，部分城市大气污染已经变成煤烟与机动车尾气混合型。这种状况持续下去，将给生态环境带来更大的压力。由于煤炭的使用率比较高，而我国现在的天然气使用普及率比较窄，天然气价格比较低，市场价格体系

能源利用现状及对策的分析

能源利用现状及对策的 分析 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

我国能源现状及利用对策的分析 以前，我们常接受这样的教育：我们的国家地大物博、物产丰富。可是，我们同时拥有庞大的人口，各种常规能源资源人均占有量远低于世界水平。随着改革开放以来，我国经济的迅速发展，对各种能源的需求不断扩大，能源利用方面出现了各种问题，以前传统的能源利用结构已经远远不能满足我国的发展。 在对我国能源现状进行分析的同时，我们有必要对我国的能源现状进行了解，我国现在能源利用方面表现出来的利用率低，不平衡等特点是有着深刻的现实影响因素。 我国现在能源资源有以下特点： 1.能源资源总量比较丰富。我国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。 2.人均能源资源拥有量较低。众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。极大的限制了我国的能源利用。 3.能源资源分布不均衡。我国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要蕴藏在、，水力资源主要分布在，石油、天然气资源主要分布在东、中、和海域。而我国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源分布与能源消费地域存在明显差别。由于经济，技术，地理等因素的影响，所有我国在能源利用方面也呈现不均，所以才有现在大规模、长距离的北煤南运、、，南水北调等重大工程。

4.能源资源开发难度较大。我国虽然能源丰富，但是常规化石能源可以利用率低，开采难度大，例如煤很多需要深处开采，很少可以直接进行露天开采…… 正是由于我国能源自身分布等因素，再加上我国历史，经济条件影响，我国现在能源利用方面也出现了与之相似的特点。我国现在能源利用结构方面表现出以下特点： 1.能源消费以煤为主，环境压力加大。 煤炭是我国的主要能源，以煤炭为主的常规化石能源是我国现在利用比较广泛的，限于我国现在的发展状况以及科技水平，以煤炭为主的能源结构在未来相当长时期内难以改变。相对落后的煤炭生产方式和消费方式，加大了环境保护的压力。煤炭消费是造成煤烟型大气污染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源。随着中国机动车保有量的迅速增加，部分城市大气污染已经变成煤烟与机动车尾气混合型。这种状况持续下去，将给生态环境带来更大的压力。由于煤炭的使用率比较高，而我国现在的天然气使用普及率比较窄，天然气价格比较低，市场价格体系不完善，天然气的设施投入需要，因此我国现在的能源利用方面出现了瓶颈，严重的制约了我国经济的科学发展。 2.资源约束突出，能源效率偏低。 我国优质能源资源相对不足，制约了供应能力的提高；能源资源分布不均，也增加了持续稳定供应的难度；经济增长方式粗放、能源结构不合理、能源技术装备水平低和管理水平相对落后，导致单位国内生产总值能耗和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家平均水平，进一步加剧了能源供需矛盾。单纯依靠增加能源供应，难以满足持续增长的消费需求。现在我国对能源的大量需求，只有提

全球氢能源现状分析

全球氢能源现状分析 1. 燃料电池市场现状 燃料电池是将氢气化学能直接转化为电能的装置,是氢能高效转化及利用的最佳方式，具有转换效率高、零污染、零排放等优点。 氢能燃料电池转换效率可达60%，是内燃机效率的3 倍左右，十分高效；加强速度方便快捷，一般3-5 分钟即可加满；能量密度高，热值是LNG 的两倍、汽油的三倍，车载续航里程可达500-1000 公里；储存方式多样，可以是压缩气态储氢、液化储氢、金属氢化物储氢、碳吸附储氢等方式，相对于车载燃油和锂电池更为便捷，且氢气极易消散，具有更高的安全性。 根据数据统计显示，从出货量数量统计来看，全球燃料电池出货量增长明显，2009 年全球14.4 千个，2012 年增至4.57万个，到2017 年全球燃料电池出货量达7.26 万个。从出货容量统计看，2009 年全球燃料电池出货容量为 86.5MW，2016 年增至516.5MW，2017 年燃料电池出货容量达669.7MW。 目前，全球燃料电池生产区域较为集中，主要集中在欧洲、北美、亚洲少数国家，根据数据统计显示，2017 年欧

洲燃料电池出货量为5.1 千个，北美燃料电池出货量为9.9 千个，亚洲出货量5.68 万个。按照容量统计，2017 年欧洲燃料电池出货量为39.1MW，北美燃料电池出货量为325.5MW，亚洲出货量303MW。 2. 燃料电池乘用车市场现状 目前燃料电池乘用车的市场主要以美国、日本和欧洲为主，具体包括美国、日本、挪威、荷兰、法国、德国、英国、瑞典、比利时、瑞士、奥地利、丹麦、意大利、韩国、爱尔兰和芬兰。 全球从2013 年开始有燃料电池乘用车的销量，2013 年—2017 年11 月份全球燃料电池的销量分别为33 辆、159 辆、711 辆、2312 辆和2966 辆。 3. 加氢站市场现状 据OFweek 统计，全球加氢站的60％由美国空气产品公司、法国液化空气公司和林德集团建设。空气产品公司是国际氢能委员会指导级别成员，将所开发的加氢站技术提供给欧洲、中国、日本和美国。液化空气集团参与建设及投资运营的加氢分布在欧洲、美国、日本和阿联酋等地，具有丰富的加注站设备数据及相关技术。 林德拥有成熟的加氢机技术，提供的产品按压缩技术的不同，可以分为低温抽气泵、离子压缩机和活塞式压缩机加氢机，共有8种型号。加氢效率最高的是采用离子压缩机的