书城教材教辅能源科学知识(青少年科普知识阅读手册)
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第13章

通常计算的能源弹性系数有: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。能源弹性系数在一个国家的年度之间以及不同国家之间有很大的差异。它受各国或各时期的经济结构、管理体制、资源状况、技术水平、人口多寡、气候条件等多种因素影响,所以比较时要注意其可比性。

能源加工转换效率

能源加工转换效率指一定时期内能源经过加工、转换后,产出的各种能源产品的数量与同期内投入加工转换的各种能源数量的比率。它是观察能源加工转换装置和生产工艺先进与落后、管理水平高低等的重要指标。计算公式为:

能源加工转换效率=能源加工、转换产出量/能源加工、转换投入量100%

能源生产总量

能源生产总量指一定时期内全国一次能源生产量的总和,是观察全国能源生产水平、规模、构成和发展速度的总量指标。一次能源生产量包括原煤,原油、天然气、水电、核能及其他动力能(如风能、地热能等)发电量,不包括低热值燃料生产量、生物质能、太阳能等的利用和由一次能源加工转换而成的二次能源产量。

能源加工转换

能源加工与转换既有联系也有区别,两者都是将能源经过一定的工艺流程生产出新的能源产品。

能源加工一般只是能源物理形态的变化,如原油经过炼制成为汽油、煤油、柴油等石油制品;原煤经过洗选,成为洗煤;炼焦煤经过高温干馏,成为焦炭;煤炭经过气化,成为煤气等。

能源转换是能源流程中的复杂过程,是能量形式的转换。如热电厂将煤炭、重油等投入到耗能设备中,经过复杂的工艺过程转化为热力和电力,以及把热能转换为机械能,机械能转换为电能,电能又转换为热能等,都是能源加工、转换。其他形式的能转换为电力和热力是能源转换统计的重点。

能源转换有分散转换和集中转换。分散转换的主要方式是锅炉。集中转换的主要方式是发电。

能源生产弹性系数

能源生产弹性系数是研究能源生产增长速度与国民经济增长速度之间关系的指标。计算公式为:

能源生产弹性系数=能源生产总量年平均增长速度/国民经济年平均增长速度

能源审核

能源审核是对一个能源系统的效能所作的定期检查,以确保楼宇的能源使用达致最大能源效益。能源审核与财务会计其实很相似。审核员会查察系统的能源账户,检查各系统的能源使用情况,然后找出可以减少浪费的地方。

透过能源审核,找出并落实能源效益及节约方案后,你可以节省不少开支。此外,降低用电量不但可减少消耗化石能源,电力公司亦会因此减少排放污染物及引致温室效应的气体。同时,亦可为保护环境及可持续发展出了一分力。

能源审计

能源审计是指能源审计机构依据国家有关的节能法规和标准,对企业和其他用能单位能源利用的物理过程和财务过程进行的检验、核查和分析评价。

能源审计是一套集企业能源系统审核分析、用能机制考察和企业能源利用状况核算评价为一体的科学方法,它科学规范地对用能单位能源利用状况进行定量分析,对用能单位能源利用效率、消耗水平、能源经济与环境效果进行审计、监测、诊断和评价,从而寻求节能潜力与机会。

能源工业地理

能源工业地理主要研究能源工业的生产布局和能源基地的综合开发。主要包括煤炭、石油与天然气和电力3个部门。由于这三者的开发与生产条件、生产工艺和运输条件均不同,故生产布局各具特点。煤炭资源的数量、质量、品种和开发条件、分布状况,决定其开发规模和增长效益,制约着煤炭工业发展的可能性和在地区及全国的地位。

一个煤田是否能开发或优先布局,除资源条件外,经济地理位置也有重要影响。地理位置优越,如煤田靠近能源消费中心,拥有近期大规模建设的交通运输条件,靠近能源产销最佳区位和易于获得必要的技术经济支援,常得到优先开发。

石油工业主要包括采油、采气和油气炼制。石油与天然气的开发与布局取决于油气资源蕴藏量与贮存条件,而油田的地理位置,对油气田的开发先后有重要影响。若油气田交通位置好,又靠近经济发达地区,其开发价值更大。相反,开发那些边远地区、交通不便的油气田,困难很大。

炼油工业布局既受资源条件影响,又受市场吸引。因石油产品品种复杂,对运输条件要求较高,运成品油不如运原油经济。随着炼油工业日益发展成为石油化工联合企业,炼油工业多趋向于在消费区设厂。电力工业主要包括火电、水电和核电。火电厂布局首先要考虑燃料来源和负荷位置,水源也是很重要的条件。水电站布局受水力资源制约,其建设与河流综合开发利用密切相关。核电站使用的核燃料数量很少,其布局不受资源条件限制,但受水源条件影响较大。宜布局在靠近充足水源、又远离稠密居民点的消费地。

能源结构

能源结构是一次能源总量中各种能源的构成及其比例关系。通常由生产结构和消费结构组成。一次能源资源丰富的国家和地区,影响其生产结构的主要因素有:资源品种,储量丰度,空间分布及地域组合特点,可开发程度,能源开发及利用的技术水平。在能源生产基本稳定,能源供应基本自给的基础上,能源生产结构决定着能源消费结构。一次能源资源贫乏,能源产品依赖进口或输入的国家和地区,其能源生产结构和消费结构取决于产品来源、保证程度及相互替代的经济性。如某些工业发达国家国内煤炭生产的比重,往往受进口石油数量大辐度增减的影响。

能源与人口

人口的增长,并非取决于能源的单一因素,但能源却是影响人口数量的一个重要因素。能源与人口之间存在着一种既相互影响又相互制约的关系。从人类对能源的利用和人口的发展关系来看,大致经历了4个阶段:

第一阶段,人类完全依赖自然光热而生存繁衍,这一时代是人类的原始能源时代,世界人口长期徘徊在10万~20万之间,人口增长几乎处在停滞状态。

第二阶段,人类初步自觉地改造利用自然环境的柴草等初级能源。这一时代大约始于一万年以前的新石器时代。这时人类开创了刀耕火种的初始农业,世界人口增至1000万左右。随着人类改造自然、利用能源的进展,世界人口开始从公元初的2亿多上升到1750年的7.28亿。

第三阶段,化石能源替代了柴草能源,尤其是世界进入了石油能源时代之后,人口直线上升。到20世纪90年代中期,世界人口已超过了50亿。

第四阶段,到21世纪,化石能源时代将逐步过渡到新能源时代。美国能源部预测到2070年以后,世界将进入以太阳能、地热、风能、水能、海洋能和核聚变、增殖堆等能源为主导的新能源时代。在这个阶段的初期,世界人口增长率开始下降,但人口数仍将持续上升一个时期。

预计到2030年,世界人口将达到100亿,2100年,世界人口将达到130亿。随着能源结构的变革,人口质量的提高,世界人口将有可能稳定在适度的数量上。

能源经济区划

能源经济区划是根据能源资源丰度、产销联系与结构特点的地域差异对全国进行的一种区域划分。它以各地区的能源资源评价与能源开发、供求现状分析为基础,并把资源、生产、运输、消费结合起来,全面考虑,分区划片。

全面认识能源资源分布及其开发条件的地域差异,明确各地区能源供应与国民经济结构的关系,为进一步改善能源生产在全国范围内的布局,搞好能源的地区产销平衡与合理流向,为制订不同地区的能源政策与工业发展方向提供科学依据。

全国性能源经济区的划分步骤与方法为:

(1)在资源经济评价的基础上,提出可供建立具有区际意义的能源基地;

(2)对各能源基地的合理供应范围进行划分,以便在它们与各主要能源消费地间找出经济效益最佳的产销联系;

(3)对各能源基地的产运销售地区进行地域组合,以形成具有相当规模的综合开发产销区;

(4)参照未来交通网的发展情况,大区工业体系的形成趋势,并适当考虑行政区界线,对区划界线作相应调整。

能源消费总量

能源消费总量是一定时期内全国或某地区用于生产、生活所消费的各种能源数量之和。是反映全国或全地区能源消费水平、构成与增长速度的总量指标。通过制订或查阅全国或全地区的能源平衡表,其计算公式为:

全国(地区)能源消费总量=能源期初库存量+一次能源生产量+能源进口量(调入量)-能源出口量(调出量)-能源期末库存量。

能源平衡表

能源平衡表是在社会经济发展中,具体反映能源平衡的形式。从数量上较为直观地揭示能源的资源、转换和终端消费间的平衡关系。

能源平衡表的分类

按能源的内容分为单项能源平衡表(如煤炭能源平衡表)和综合能源平衡表;按平衡范围大小分为地区(包括全国)能源平衡表、部门能源平衡表、工矿企业能源平衡表、以及车间(工序)或重点耗能设备的能源平衡表。其中地区能源平衡表在工业地理的研究和实践中应用最广,它采用矩阵形式,由3个基本部分组成(如表),“列”为各种一次能源和二次能源,“行”为能源流向和各种经济活动。总矩阵的平衡关系式为:可供本地区消费的能源量+加工转换损失+经营运输损失=终端消费量。子矩阵的平衡关系式为:

(1)可供本地区消费的能源量=一次能源产量+进口+外省调入+年初库存)-(出口+调出省外+年末库存);

(2)加工转换投入和产出=一次能源投入加工转换量-产出的二次能源量+转换损失量;

(3)终端消费量=物质生产部门消费+非物质生产部门消费+生活消费。

地区能源平衡表不仅能直接完整地反映地区间能源流通的联系,各种“能源生产-终端消费”的全部流程,一次能源与二次能源加工转换的投入产出关系,能源消费的品种结构和行业部门能源消费结构等,并可间接地反映能源利用经济效益,加工转换效率,消费弹性系数等,为制定能源发展战略提供科学依据。

能源资源储量

石油的世界总储量,悲观地估计为2700亿吨,乐观地估计为6500亿吨。在油砂和油页岩中还有7000亿吨。但能经济地回采的约有1750亿吨。按悲观估计,回采量最少约1000亿吨。照目前世界年耗油量30亿吨推算,可用130年左右。但是全世界已查明的石油可采储量仅879亿吨。如每年开采30亿吨,不到30年就可用光。天然气储量约1800亿吨到4000亿吨。全世界天然气的可采储量为70多亿立方米。

有一种看法是,目前全世界可开采的天然气总储量高达281亿立方米,也只满足170年的需求。煤炭目前已证实的储量为14000亿吨。按目前全世界的耗煤量计算,可用500年。

还有一种估计是,全世界煤储量的预测量是10万亿吨,但可供采掘的只有约7000亿吨。以每年开采量34亿吨计算,只能维持200年。铀的可供作核燃料的矿产资源储量为400万吨。仅西方世界已证实有209万吨。即使核技术迅速发展,这个储量也要到快中子增殖反应堆迅速生产出比自身所消耗的还要多的核燃料之后很长一段时间才用完。世界水力资源的理论蕴藏量38亿千瓦,可开发的有11万千瓦/小时。

能量资源

能源即指人类取得能量的来源,包括已经开发可供直接使用的自然资源和经过加工或转换的能量来源,而尚未开发的自然资源称为能量资源;能源形式多样,按获得方法分为一次能源和二次能源,自然界中存在的称为一次能源,如煤、石油、水能等,由一次能源转换成的称为二次能源,如电能、煤气、汽油等;按被利用的程度分为常规能源和新能源,被人民广泛利用的能源称为常规能源,如煤、石油,水能等,用先进的技术加以利用以及用新技术开发的能源称为新能源,如太阳能、风能、地热能等;按可否再生分为可再生能源和非可再生能源,自然界中可以不断再生并有规律的得到补充的能源称为可再生能源,如水能、风能、太阳能等,随人类的利用而越来越少的、总有枯竭之时的能源称为非可再生能源,如煤、石油、天然气等。

能源矿产

能源矿产是中国矿产资源的重要组成部分。煤、石油、天然气在世界和中国的一次性能源消费构成中,分别占93%和95%左右。中国能源矿产资源种类齐全、资源丰富,分布广泛。已知探明储量的能源矿产有煤、石油、天然气、油页岩、石煤、铀、钍、地热8种。其中,煤炭资源有5345处,保有储量总量10025亿吨,居世界第3位;石油资源有油区32个,探明地质储量有181.4亿吨,剩余探明可采储量22.41亿吨,居世界第11位;天然气资源量约70万亿立方米,剩余可采储量0.7060万亿立方米,居世界第21位;铀矿资源较少,探明储量居世界第10位之后;地热资源分布较广,在距地表2000米以上的浅范围内,约有相当于13711亿吨标准煤的能量;油页岩资源有64处,总保有储量315亿吨;石煤资源有93处,总保有储量42.56亿吨。

能源农业

能源农业是国家新提出的产业概念,主要指以开发生物质能为目的的种植业。地球每年生产1000亿~1250亿吨干生物质;海洋年生产500亿吨干生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,能源农业将得到大力发展。

能源地图

反映一定地域范围内能源的发展条件及其水平的地区差异的专题地图。能源地图可以全面、系统地表达资源、生产、输送、消费4方面的内容,有助于对能源地理的研究,并可为能源开发规划的制订服务。

根据能源种类,如煤炭、石油、天然气、水能、地热、太阳能、风能等,可以分别编制按能量和品种、质量分级的资源分布图,按开采和加工规模分级的能源工业企业分布图,按流向、流量表示的能源输送图,以销售数量和范围或人均消费量表示的能源消费分布图等。

从综合研究的角度开发,可对一个国家的能源总体,做出各地资源构成和开采条件评价图、能源生产构成分布图、能源消费结构分布图、能源经济区划图以及能源基地综合发展规划图等。能源地图既是经济地图的一部分,又与某些专题地图有较密切的关系,如与矿物燃料地质图和远景预测图、水力资源图、气候资源图(太阳辐射、风速风日分布等)、工业地图、交通运输地图、环境保护地图等。