资源科学 ›› 2017, Vol. 39 ›› Issue (12): 2211-2222.doi: 10.18402/resci.2017.12.01
收稿日期:
2017-09-07
修回日期:
2017-11-05
出版日期:
2017-12-31
发布日期:
2017-12-31
作者简介:
作者简介:赵建安,男,山西洪洞人,研究员,主要从事资源开发利用与区域经济发展研究。E-mail:
基金资助:
Jian'an ZHAO1,2(), Shuai ZHONG1,2(
), Lei SHEN1,2
Received:
2017-09-07
Revised:
2017-11-05
Online:
2017-12-31
Published:
2017-12-31
摘要:
在中国能源消费规模不断增长背景下,实现2030年中国对世界的节能减排承诺,只有两个基本路径:①通过产业结构调整优化能源消费结构,实现静态节能减排;②通过科技创新与技术进步,降低单位能源消费碳排放因子,实现动态节能减排。动态节能减排主要包括三个方面:①通过全面系统化工程技术的创新与进步,增加核能、水能、风能、太阳能、地热能等各类低碳能源供给;②主要耗能产业部门技术装备革新,进一步提高化石能源氧化因子,提升能源消费转换效率;③通过新材料开发和工艺技术进步,增加低碳原材料替代和消费规模。本文主要针对电力、钢铁和建材等高能耗原材料、交通运输、建筑四大能源消耗领域及产业部门,基于上述动态节能减排的三个方面探讨至2030年时序节点时的节能减排前景。基本结论是:至2030年,技术进步能够对促进节能减排发挥重要作用,但难以产生革命性影响。
赵建安, 钟帅, 沈镭. 中国主要耗能行业技术进步对节能减排的影响与展望[J]. 资源科学, 2017, 39(12): 2211-2222.
Jian'an ZHAO, Shuai ZHONG, Lei SHEN. Impact and prospect of technical progress in China’s major energy intensive industries on energy conservation and emission reduction[J]. Resources Science, 2017, 39(12): 2211-2222.
表1
2000-2015年中国工业、交通运输等终端能源消费结构"
能源消费结构 | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 2014年 | 2015年 |
---|---|---|---|---|---|
能源终端消费量/万tec | 140 476 | 250 877 | 337 469 | 413 162 | 430 000 |
工业消费量/万tec | 96 871 | 177 775 | 238 652 | 283 420 | 292 276 |
交通运输等消费量/万tec | 11 447 | 19 136 | 27 102 | 36 336 | 38 318 |
工业消费比重/% | 68.96 | 70.86 | 70.72 | 68.60 | 68.00 |
交通运输等消费比重/% | 8.15 | 7.63 | 8.03 | 8.79 | 8.91 |
表3
电力生产行业节能减排技术进步主要类型与领域"
供给类 | 需求类 | ||||
---|---|---|---|---|---|
化石能源结构替代技术 | 清洁能源替代技术 | 低能耗低排放技术 | 能效提升工艺技术 | 排放能源回收技术 | 低能耗装备技术 |
①增压流化床联合循环发电技术(IGCC-PFBC);②节油点火技术;③CP1000与CP1400核电技术 | ①分布式风光互补发电技术;②规模化光热发电技术;③磁悬浮风力发电技术;④大规模风光电集能与储能技术;⑤水力梯度发电智能联合调度技术;⑥新型蓄能材料技术 | ①脱硫技术(旋转喷雾、炉内喷钙、电子束照射、NID法);②脱硝技术(低NOx燃烧、烟气脱硝、液体吸附、微波、微生物法等);③除尘技术(惯性除尘、旋风除尘、静电除尘法等) | ①高参数、超临界机组燃烧技术;②高参数、超超临界机组燃烧技术; ③热电联产改造技术;④常压流化床联合循环发电技术(AFBC);⑤智能电网技术 | ①电站锅炉排烟余热综合技术;②除氧器余汽回收技术 | ①空气预热器改造技术;②风机节能改造技术;③汽轮机本体与辅机防风防漏改造技术;④电器变频调速技术 |
表4
钢铁生产行业节能减排技术进步主要类型与领域"
供给类 | 需求类 | ||||
---|---|---|---|---|---|
化石能源结构替代技术 | 清洁能源替代技术 | 低能耗低排放技术 | 能效提升工艺技术 | 排放能源回收技术 | 低能耗装备技术 |
①块矿炼铁技术(熔融还原炼铁技术);②纳米微米节能材料技术;③高炉喷煤助燃剂技术 | ①高炉喷吹废旧塑料替代碳还原技术;②干熄焦燃烧技术;③蓄热式燃烧技术;④清洁电源利用提升技术 | ①微波炼铁技术-无碳炼铁工艺技术;②富氧燃烧技术;③转炉干法除尘技术;④降低烧结漏风技术 | ①高炉低温快速还原反应工艺技术;②氧化铁H2还原技术和炉顶煤气CO2分离技术;③热轧连铸比综合技术 | ①高炉煤气回收发电技术;②高炉冲渣水余热回收技术;③转炉煤气回收技术;④烧结余热利用技术 | ①风机节能改造技术;②电器变频调速技术 |
表5
水泥生产行业节能减排技术进步主要类型与领域"
供给类 | 需求类 | ||||
---|---|---|---|---|---|
化石能源结构替代技术 | 清洁能源替代技术 | 低能耗低排放技术 | 能效提升工艺技术 | 排放能源回收技术 | 低能耗装备技术 |
①农业、工业、交通运输等行业废弃油等燃料替代技术;②城市垃圾衍生燃料协同处置技术 | ①纯低温余热发电技术;②生物质燃油点火替代技术 | ①预分解窑外循环高固气比悬浮预热技术及NOx燃烧减排技术;②粉尘回收材料技术;③混合材替代技术 | ①原料辅料超细预粉磨技术;②在线料耗、能耗数据采集分析集成技术;③回转窑喷煤富氧燃烧技术;④工业废渣、污泥等辅助材料协同处置技术 | ①旋转窑余热回收技术;②多次送风及余热回收技术 | ①技术装备产能协同技术;②新型蓖式冷却机技术;③高效辊压机、球磨机联合应用技术;④各类电器变频调速技术 |
表6
2013—2016年不同运输方式主要单位能耗指标变化"
运输方式及能耗 | 2013年 | 2014年 | 2015年 | 2016年 |
---|---|---|---|---|
铁路单位运输工作量综合能耗 /(9tec/(万t·km)) | 463 | 455 | 471 | 471 |
城市公交/(tec/万人次) | 1.5 | 1.4 | 1.5 | 1.6 |
城市公交/(kgec/(百车 ·km)) | 47.6 | 48.1 | 48.9 | 48.5 |
公路客运/(kgec/(千人 ·km)) | 11.6 | 12.1 | 12.6 | 14.5 |
公路客运/(kgec/(百车 ·km)) | - | 29.3 | 28.7 | 29.7 |
公路货运/(kgec/(百t·km)) | 1.9 | 2.0 | 1.9 | 1.8 |
海洋货运/(kgec/(千t·nmi)) | 5.9 | 5.1 | 5.2 | 5.0 |
港口装卸/(tec/万t) | 2.9 | 2.7 | 2.6 | 2.5 |
民航运输/(kgec/(t·km)) | - | - | 0.432 | 0.431 |
表7
交通运输行业节能减排技术进步主要类型与领域"
供给类 | 需求类 | ||||
---|---|---|---|---|---|
化石能源结构替代技术 | 清洁能源替代技术 | 低能耗低排放技术 | 能效提升工艺技术 | 排放能源回收技术 | 低能耗装备技术 |
①高效燃料油替代技术;②高密度车用、船用液化燃气制造储存技术 | ①清洁能源转换装备技术;②氢燃料大规模制备技术; ③清洁能源快速换装技术 | ①高效车用、机车、船用、飞行器发动机装备制造技术;②高效电动、混动成套运输装备制造技术;③轻量化运输装备材料技术;④低能耗运输装备设计技术;⑤低能耗运输基础设施材料技术 | ①交通枢纽客货高效运输转换技术;②多式联运组织与集约化物流运行技术;③城市智能交通运输空间管理技术;④城市空间高效利用站场设施运行技术 | ①港场站废油废热回收技术;②港场站污染物处置技术 | ①高能耗运输装备协同处置技术;②高能耗运输装备监管、淘汰运行技术;③既有运输装卸设备“油改电”技术;④运输基础设施管理装备低能耗技术 |
表8
建筑节能减排技术进步主要类型与领域"
供给类 | 需求类 | ||||
---|---|---|---|---|---|
化石能源结构替代技术 | 清洁能源替代技术 | 低能耗低排放技术 | 能效提升工艺技术 | 排放能源回收技术 | 低能耗装备技术 |
①高效热电联产替代技术;②各类燃气(煤层气、瓦斯气、天然气等)替代煤供热技术;③水-气联合循环蓄能技术 | ①地热能建筑持续供热技术;②城乡分布式建筑风-光互补供热制冷技术;③清洁能源建筑蓄能技术;④水热能源替代供热制冷技术 | ①新型保温节能轻型墙体材料制造技术;②新型保温节能墙体涂料制造技术;③城乡社区布局规划与节能民用、公共建筑设计集成技术;④建筑垃圾回收再利用技术;⑤建筑施工节能集成技术;⑥低能耗照明与电器设备制造技术 | ①既有公共建筑节能改造集成技术;②既有小区与民用建筑近零耗绿色节能改造集成技术;③公共建筑智能使用节能管理技术;④北方不同区域供热采暖节能改造技术 | ①工业余热回收与建筑供热耦合节能技术;②谷电-冰水蓄能耦合节能技术 | ①公共建筑高能耗电机电器节能变频改造技术;②民用建筑集中供热监控节能改造技术;③公用设施与建筑节能改造集成技术 |
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