世界能源結(jié)構(gòu)的演變及發(fā)展趨勢

【專家解說】：工業(yè)革命促進(jìn)了煤炭工業(yè)的發(fā)展;第二次世界大戰(zhàn)后，石油和天然氣工業(yè)又獲得迅速發(fā)展。目前，石油、煤炭和天然氣等化石燃料已成為世界能源的主體。據(jù)《2000世界能源統(tǒng)計(jì)評論》資料，1999年世界一次能源消費(fèi)構(gòu)成的比例是石油40.5%，天然氣24%，煤炭25%，核能8%，可再生能源2.5%。由此可見，化石燃料約占世界一次能源構(gòu)成的89.5%。能源結(jié)構(gòu)的這種現(xiàn)狀經(jīng)歷了一個(gè)長期的演變過程。在產(chǎn)業(yè)革命后的200年中，煤炭一直是世界范圍內(nèi)的主要能源。 隨著科技、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油在一次能源結(jié)構(gòu)中的比例開始不斷增加，并于20世紀(jì)60年代超過煤炭。此后，石油、煤炭所占比例緩慢下降，天然氣比例上升，新能源、可再生能源逐步發(fā)展，形成了當(dāng)前的以化石燃料為主和新能源、可再生能源并存的格局。雖然化石能源是當(dāng)前的主要能源，但化石能源的大規(guī)模低效開發(fā)和利用會(huì)導(dǎo)致大量資源的浪費(fèi)和污染物、溫室氣體的排放。國內(nèi)外許多專家指出，現(xiàn)行的能源生產(chǎn)、使用方式是不可持續(xù)的，按照現(xiàn)在的能源發(fā)展趨勢，在一定時(shí)期內(nèi)，難以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。因此，必須重視研究能源發(fā)展的新思路和新模式。此外，化石燃料的不可再生和引發(fā)的不斷惡化的生態(tài)環(huán)境后果也促使人們努力開發(fā)新的能源技術(shù)?，F(xiàn)今新能源和可再生能源技術(shù)的開發(fā)己日益受到重視，預(yù)計(jì)在21世紀(jì)，以化石燃料為主體的世界能源系統(tǒng)將轉(zhuǎn)化以太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源為主體的新的世界能源系統(tǒng)，化石燃料將失去世界能源主體的地位。當(dāng)然，能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主轉(zhuǎn)為以新能源、可再生能源為主的這一革命性變革需要一段較長的技術(shù)準(zhǔn)備和過渡時(shí)期。新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)，絕非一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的，況且與化石能源相比，目前非水可再生能源依然昂貴。世界能源理事會(huì)和國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所合作完成的研究認(rèn)為：在21世紀(jì)上半葉，石油、煤炭和天然氣等化石燃料仍將界一次能源構(gòu)成的主體，但在21世紀(jì)下半葉，隨著石油和天然氣資源的枯竭，太陽能和生物質(zhì)能將獲得迅速發(fā)展，到2100年，太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源將占世界一次能源的50%以上。 傳統(tǒng)的礦物燃料仍將在21世紀(jì)上半葉占據(jù)世界一次能源構(gòu)成的主體的另一個(gè)理由，是世界能源需求在2020年將達(dá)到110-352億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，如此巨大的能源需求是任何一種新能源在短期內(nèi)都無法滿足的，而礦物燃料礦資源目前看依然較為豐裕，價(jià)格也比較低廉。有人估計(jì)礦物燃料按目前的開發(fā)利用強(qiáng)度和回收率，仍可供全世界200多年。同時(shí)，礦物燃料開發(fā)利用的技術(shù)也比較成熟，并己經(jīng)系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化，而建立適合新能源開發(fā)利用的新技術(shù)體系尚需較長一段時(shí)間。 在世界能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換過程中，煤炭將成為承上啟下的可靠的過渡能源。這首先是因?yàn)橄鄬τ谑秃吞烊粴赓Y源而言，煤炭資源相對比較豐富。現(xiàn)在世界能源結(jié)構(gòu)中所利用的化石能源主要仍然是煤炭，其次才是石油和天然氣，其比例約為68%、17%、15%。根據(jù)國際上通行的能源預(yù)測，石油將在40年時(shí)間內(nèi)枯竭，天然氣將在60年內(nèi)用光，但煤炭可以使用220年。其次，隨著潔凈煤技術(shù)的不斷成熟，煤炭利用過程中所產(chǎn)生的環(huán)境問題將在一定程度上得到緩解。一些學(xué)者預(yù)測，在21世紀(jì)中葉，由于石油和天然氣的短缺，煤炭液化生成的合成液體燃料的比例將增加。在替代傳統(tǒng)的化石能源的可供選擇的能源中，除可再生能源外，核能是人類未來能源的希望。根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，1999年全世界正在運(yùn)轉(zhuǎn)的核反應(yīng)堆電站為436座，總發(fā)電能力為3.517億千瓦時(shí)，發(fā)電量約占世界一次能源構(gòu)成的8%左右。近幾年，由于核電站運(yùn)行的安全性、核廢料的處理和核不擴(kuò)散等因素的影響，核能的發(fā)展在歐洲、北美洲和獨(dú)聯(lián)體國家出現(xiàn)了下降趨勢，但核能的發(fā)展在亞洲仍然擁有強(qiáng)勁的勢頭。為了促進(jìn)核能的發(fā)展，許多國家在研究新一代快中子反應(yīng)堆的同時(shí)，又加強(qiáng)了受控核聚變的研究，目前受控核聚變己在實(shí)驗(yàn)室取得階段性成果。世界能源理事會(huì)認(rèn)為，如果核技術(shù)在21世紀(jì)有重大突破，那么到2100年核能將占世界一次能源構(gòu)成的30%。氫能是替代傳統(tǒng)化石能源的理想的清潔高效的二次能源。隨著制氫、氫能儲(chǔ)運(yùn)及燃料電池技術(shù)的發(fā)展，氫能將成為其他新能源和可再生能源的最佳載體替代化石能源。氫能系統(tǒng)由氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和利用三部分組成。用太陽能或其它可再生能源制氫，用儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫，用氫燃料電池發(fā)電，將構(gòu)成近“零排放“可持續(xù)利用的氫能系統(tǒng)，可廣泛作為分布式電源。 綜上所述，未來的世紀(jì)，核能、氫能、可再生能源將逐步發(fā)展并最終成為主要能源，電力將成為主要的終端能源。在21世紀(jì)，世界以化石燃料為主體的能源系統(tǒng)將逐步轉(zhuǎn)變成以可再生能源為主體的能源系統(tǒng)。能源多元化將是21世紀(jì)世界能源發(fā)展的必然趨向，也是世界能源發(fā)展歷程中的必然階段。