专题四节能减排与清洁生产.pptx

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1、节能减排节能减排 6.1 概述节能减排就是降低能源消耗、减少污染排放。节能减排工作的重要性何在？我国经济快速增长，综合国力得到了较大提高但也付出了巨大的资源和环境代价。存在的问题是：经济发展与资源、环境的矛盾日趋尖锐(主要由于经济结构不合理、并与增长方式粗放直接相关)。第1页/共73页 若继续维持现有增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。故必须实施节能减排。目前我国能耗水平 2000年按现行汇率计算的每万元(美元)GDP能耗，我国为1.274吨标准煤，比世界平均水平高2.4倍，比美国、欧盟、日本、印度分别高2.5倍、4.9倍、8.7倍和0.43倍。第2页/共73

2、页我国当前经济发展面临的问题资源、能源消耗经济增长环境污染第3页/共73页 我国能源发展战略：坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位。主要节能领域为:工业、建筑、交通。中国工业部门与OCED国家能源利用率的比较技术和生产过程技术和生产过程中国平均效率水中国平均效率水平平OECDOECD国家的高效率水国家的高效率水平平工业锅炉（）工业锅炉（）火力发电火力发电（gce/kgce/kwhwh）炼钢炼钢(GJ/t)(GJ/t)窑炉生产水泥窑炉生产水泥（kgce/tkgce/t）鼓风机和泵（）鼓风机和泵（）6565414414404017017075758080350350202019019078.57

3、8.5电动机（）电动机（）87879292第4页/共73页 工业 我国工业能耗占总能耗的69.8。工业耗能 大户是：燃煤电厂：2005年发电所占比重达81.5%，耗煤 比重占中国煤炭产量21.9亿吨的50%以上。工业锅炉：占中国总耗煤的30，热效率低下的小 锅炉占77。8钢铁工业：占全国总能耗的10。其能源消费中，煤占74.7%。能耗最高的工序依次为炼 铁电炉炼钢和焦化。建材工业：占全国总能耗的17。第5页/共73页 建筑 目前我国建筑能耗达到总能耗的252。能耗总量大，能源利用效率低，用能增长速度快。近年来空调的销售量年均增长速度已超过20。北方地区由于围护结构保暖性能不高，采暖能耗为135

4、亿吨标煤，过渡地区使用最不经济的空调采暖。交通 目前我国交通运输业能耗达到总能耗的5%6%，存在着货运吨公里耗油量较高，快速公交系统在城市规划中缺位等问题。第6页/共73页我国“十一五”节能减排目标节能方面：到2010年，万元GDP能耗由2005年的1.22吨标准煤下降到吨标准煤以下，降低20%左右。减排方面：主要污染物排放总量减少 10%，全国设市城市污水处理率不低于70%；工业固体废物综合利用率达到60%以上。6.2 能源基本概念能源的消耗是一个同时受物理学和经济学约束的人类活动。第7页/共73页 17.2.1能、能量、能源的概念能在物理学中指物体做功的能力，它包括动能、势能、热能、电能、

5、光能、核能、辐射能和化学能。能量则是对上述各种能的计量，通常用卡(kcal)和焦耳(J)来衡量。实际工作中还用煤当量(标准煤)和油当量（标准油）来衡量。注：1卡4.187J=1g水加热1所需要的能量 1千克标准煤（kgce)发热量29.3kJ第8页/共73页 能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉，是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。含义1：物质体内都含有一定的能量。含义2：我们利用技术手段可以直接或间 接转换出能量来的载能体(物质资 源)才称为能源。第9页/共73页6.2.2能源分类能源分类按蕴藏方式不同分三类：第一类能源 来自地球以外的能源，主要指太阳能。第二类能源

6、地球自身蕴藏的能量，主要指地热能资源、原子能燃料，包括地震火山喷发和温泉等。第三类能源 地球和其他天体引力相互作用而形成的。主要指太阳和月亮对地球 引力导致的潮汐现象所蕴涵的机械能。按相对比较的方式分类见下表第10页/共73页 可再生能源可再生能源不可再生能不可再生能源源一次能一次能源源常常规规能能源源商品能商品能源源水力（大型）水力（大型）核能（增值堆核裂变燃料）核能（增值堆核裂变燃料）地热地热化石燃料化石燃料（煤、石油、（煤、石油、天然气等）天然气等）核能核能传统能传统能源（非源（非商品能商品能源）源）生物质能（薪材秸秆、粪便生物质能（薪材秸秆、粪便等）等）太阳能（自然干燥等）太阳能（自然

7、干燥等）水力（水车等）水力（水车等）风力（风车、风帆等）风力（风车、风帆等）畜力畜力非非常常规规能能源源新能源新能源生物质能（作物制沼气、生物质能（作物制沼气、酒精）酒精）太阳能（收集器、光电池）太阳能（收集器、光电池）水力（小水电）水力（小水电）风力（风力机等）风力（风力机等）海洋能海洋能 地热地热氢能氢能核能（核聚变燃料）核能（核聚变燃料）煤田气煤田气可燃冰可燃冰二次能二次能源源电力、焦炭、沼气、汽油、柴油、煤油、重油等油电力、焦炭、沼气、汽油、柴油、煤油、重油等油制品，酒精、化工产品，蒸汽、热水、氧气、压缩制品，酒精、化工产品，蒸汽、热水、氧气、压缩空气、氢能等。空气、氢能等。第11页/

8、共73页 从燃烧性质方面可分为：燃料能源（如矿物燃料、生物燃料、化工燃料、核燃料、氢燃料）非燃料能源（如水能、风能、地热能、光能）按对环境影响情况可分为：清洁能源（如太阳能、水能、氢 能）非清洁能源（如煤炭、油页岩、石 油）按能源服务过程分：一次能源、二次能源、终端使用能源和有用能源。第12页/共73页 二次能源的生产过程存在能的损耗，以燃煤发电为例，能量利用效率仅30。有用能源这一概念非常重要，因为它可以使我们的技术设备在设计上更加精确，尽量减少不必要的消耗。第13页/共73页6.2.3 能源服务能源服务能源服务主要被划分为三大类：移动力、热力、电力。移动力主要是交通运输，它的特点是在户外的

9、运动中消耗能源，如公路、铁路、水路、航空。燃料与技术的选择是 节能的关键，如汽车在制造完成之后再节能要比汽车设计制造过程中引入节能措施困难得多。热力大多都是在静止的系统中消费，如炉灶、锅炉等，并且消费大都发生在建筑物内。可产生热力的燃料选择比产生移动力燃第14页/共73页料更广,所有能源都可产生热力。电力则是整个能源消费系统的核心。电力的消费都必须通过电器和电子设备,其中电动机一项就占了很大的比例。电力的生产与消费系统性很强,需要网络运输,因不可大量储存而需要在生产和消费实现实时平衡。针对上述三大能源服务的不同特性应该有不同的节能战略和政策。提高能源综合利用效率。节能应围绕能源生产和能源 服务

10、，来提高能源效率和提高技术设备效率。第15页/共73页常规一次能源 石油及天然气开采 水力 井下采煤 露天采煤第16页/共73页 太阳能第17页/共73页常规二次能源火力发电水力发电第18页/共73页 核能：传统的核裂变技术铀资源的利用率约1，快中子反应堆将是当前唯一能实现核燃料增值的先进堆型，天然铀资源的利用率可提高到6070，核废料污染问题也会改善。核裂变原理核裂变原理核裂变原理核裂变原理第19页/共73页广东大亚湾核电站广东大亚湾核电站第20页/共73页江苏田湾核电站我国目前并网运行的单机装机容量最大核电站，继秦山一三期、大亚湾、岭澳等之后第6个并网发电的核电站。第21页/共73页 6.

11、2.4 能源的特殊性能源的特殊性 能源不同于粮食或其他原材料，能源的消费都是通过技术设备来完成的，能源的消耗量取决于技术设备的效率。能源的供应要通过较长的产业链得以实现。能源消费带来的污染具有强烈的外部性，污染给全社会造成损害。节能措施大多是通过技术设备的更新才能实现,而更新需要时间和成本;其次是能源价格问题。第22页/共73页 6.3节能的物理学依节能的物理学依据据热力学第一定律：能可从一种形式转换为另一种形式，但其总量既不能增加也不能减少能量守恒原理。热力学的第二定律：热量不能自动由低温源传向高温源。孤立系统中内部发生的过程总是由机率小 的状态 (有序)向机率大的状态(无序)进行 熵增原理

12、。信息不属于物质世界，不遵守热力学定律。在房间里安装温控设备可以降低取暖能耗。信息与技术含量高的机器设备能耗低，效率高。工业生产流程从手工操作到机械化，第23页/共73页 半自动化再到自动化是一个不断增加信息的采集和处理的过程。在这一过程中，随着信息量的增加，产品的单位能耗会不断降低。节能的物理学基础就是在热力学定律允许的情况下以信息替代能源。第24页/共73页6.4节能的经济学依据节能的经济学依据 我们运用经济学原理绘出一个最基本的价值创造过程单元生产过程。在这个过程中，我们创造了价值，同时也产生了废弃物。废弃物的一部分可能在其他生产过程里被再循环，剩余的部分被排入环境而导致环境污染。第25

13、页/共73页 单元生产过程的“能源信息材料”模型 为了降低自然资源和能源的消耗，并且使环境污染减到最小，我们需要增加信息的输入。价值创造过程可以通过提高能源的投入和信息的投入来取得。因为价值本身是非物质单位，所以可以通过提高非物质性的投入，即信息的投入，来增加价值。用无第26页/共73页 限的信息资源来替代有限的能源资源，也正是“从粗放型高耗能发展向集约型低耗能方向转变，用信息化带动工业化，走新型工业化道路”的理论基础。信息可以被分为两大类：结构型信息：知识、技能、操作程序、组织 结构、体制和标准法规等，均是人的行为规 范化的信息。流动型信息：通过语言、教育、传媒等方式传播的信息。第27页/共

14、73页工业的两种功能增增值值转转化化投资投资收益收益原料原料产品产品废品废品废料废料第28页/共73页6.5 单位单位GDP能耗的能耗的降低降低单位GDP能耗指一个国家当年消耗的所有能源除以该年的GDP总量。降低单位GDP能耗 3种途径：结构节能：通过产业结构调整降低高能耗低附加值产业在国民经济中所占的比例。技术节能：通过技术途径降低各产业部门的能源消耗。降低活动节能：如降低家庭消费，降低客运量，降低制造业产值等。注意：过分依靠产业结构调整来降低单位GDP能耗是不现实的。一个国家的产业结构是第29页/共73页 全球劳动分工的结果；另外，产业结构调整需要漫长的时间，很难在短期内取得效果。但是转变

15、消费模式是我们每一个人都可以力所能及的事情，是中国本身可以办到的。当中国的经济增长方式正在从出口驱动型向内需拉动型转变时，引导节能型的消费方式对我国的节能尤为重要。思考：如何从个人出发做好节能减排。第30页/共73页第31页/共73页6.6 节能减排中国在节能减排中国在行动行动1.工业n n关停耗能小火电武钢节能减排第一爆武钢节能减排第一爆第32页/共73页 淘汰耗能小水泥厂淘汰耗能小锅炉第33页/共73页“十一五十一五”时期淘汰落后生产能力一览表时期淘汰落后生产能力一览表行业行业内容内容单位单位十一五期十一五期间间20072007年年电力电力实施实施“上大压小上大压小”关停小火电机关停小火电

16、机组组万千瓦万千瓦5000500010001000炼铁炼铁300300立方米以下高炉立方米以下高炉万吨万吨100001000050005000炼钢炼钢年产年产2020万吨以下的小转炉、小电万吨以下的小转炉、小电炉炉万吨万吨5500550035003500电解铝电解铝小型预焙槽小型预焙槽万吨万吨65651010铁合金铁合金63006300千伏安以下矿热炉千伏安以下矿热炉万吨万吨400400120120电石电石63006300千伏安以下炉型电石产能千伏安以下炉型电石产能万吨万吨2002005050焦炭焦炭炭化室高度炭化室高度4.34.3米以下的小机焦米以下的小机焦万吨万吨8000800010001

17、000水泥水泥等量替代机立窑水泥熟料等量替代机立窑水泥熟料万吨万吨250002500050005000玻璃玻璃落后平板玻璃落后平板玻璃万重量箱万重量箱30003000600600造纸造纸年产年产3.43.4万吨以下草浆生产装置、年万吨以下草浆生产装置、年产产1.71.7万吨以下化学制浆生产线、排万吨以下化学制浆生产线、排放不达标的年产放不达标的年产1 1万吨以下以废纸为万吨以下以废纸为原料的纸厂原料的纸厂万吨万吨650650230230酒精酒精落后酒精生产工艺及年产落后酒精生产工艺及年产3 3万吨以万吨以下企业（废糖蜜制酒精出外）下企业（废糖蜜制酒精出外）万吨万吨1601604040味精味精年

18、产年产3 3万吨以下味精生产企业万吨以下味精生产企业万吨万吨20205 5柠檬酸柠檬酸环保不达标柠檬酸生产企业环保不达标柠檬酸生产企业万吨万吨8 82 2第34页/共73页建筑：建设部提出建筑节能5项措施：“十一五”期间，新建建筑将严格执行节能强 制性标准。北方采暖地区既有建筑实施热计量及节 能改 造。加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能 运行管理与改造。主要工作内容为：能耗监测 能耗统计、能源审计、能效公示及制度建设。推进可再生能源在建筑中规模化应用。推广绿色建筑及低能耗示范。第35页/共73页 交通运输 国务院节能减排综合性工作方案要求：优先发展城市公共交通，加快城市快速 公交和轨道交通

19、建设；严格执行乘用车、轻型商用车燃料消耗量 限值标准，建立汽车产品燃料消耗量申报 和公示制度；推进替代能源汽车产业化；运用先进科技手段提高运输组织管理水 平。第36页/共73页6.7 新能源开发新能源开发1998年1月1日实施的中华人民共和国节约能源法明确提出“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”。2006年1月1日实施的中华人民共和国可再生能源法提出“国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域”。17.7.1新能源概念新能源相对常规能源而言，以采用新技术和新材料而获得或在新技术基础上系统开发利用的能源。第37页/共73页第38页/共73页 17.7.2新能源的未来新能源的未来未来能源系

20、统构成第39页/共73页未来能源系统构成（核能成本、技术问题解决后）第40页/共73页17.7.3 新能源技术的发新能源技术的发展展可再生的新能源：太阳能：太阳每年平均输入地球的能量，约190万亿吨标准煤。利用：太阳能热发电第41页/共73页 太阳能光伏发电第42页/共73页太阳能光伏发电太阳能住宅太阳能住宅太阳能住宅太阳能住宅第43页/共73页 风能：过去10年间，全球风电装机容量的年平均增长率为30 陆上风力发电第44页/共73页空中风力发电海上风力发电第45页/共73页第46页/共73页生物质能以生物质为载体、由生物质产生的能量。是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。生物质能的

21、来源：柴薪、农作物秸秆、禽畜粪便、城市垃圾、非粮食作物、水生植物 等。生物质能的转化利用：沼气利用、生物质汽化、生物质液化、生物质热分解。第47页/共73页 生物质直接燃烧发电山东利用秸秆生物质燃烧发电 天津垃圾燃烧发电厂第48页/共73页生物质液化发电泰国生物柴油发电第49页/共73页 地热能我国最大地热电厂、海拔4300米的西藏羊八井地热电厂 第50页/共73页 海洋能 潮汐电站海上漂浮电站海上漂浮电站第51页/共73页 氢能氢是自然界存在最普遍的元素，构成了宇宙质量的75；据推算，如把海水中的氢全部提取出来，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。发热值 142,351

22、kJ/kg，是汽油发热值的3倍。燃烧清洁，生成水和少量氮化氢。氢能利用形式多，可通过燃烧产生热能，也可作为燃料电池发电。第52页/共73页分布式能源系统 未来能源供应方式城市供应氢气，终端能源使用设备为各建筑内的氢燃料电池，它既可提供建筑所需电力也可提供热能(热电联供)。能源利用率可达75,是火力发电的2倍多。第53页/共73页 氢燃料电池汽车 即将使用于2008 北京奥运会第54页/共73页 核能（聚变）：一种高效清洁的新能源“人造小太阳”，核原料可来自海水中提炼的氢的同位素氘和氚，可谓取之不尽、用之不竭。而且反应之前之后没有辐射性污染问题。氘氚核聚变原理氘氚核聚变原理第55页/共73页 我

23、国自主研制中的核聚变 反应装置第56页/共73页不可再生的新能源：可燃冰：由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态笼状化合物。存在于海底或陆地冻土带内，1立方米天然气水合物可以释放出164立方米的天然气。2040年后石油的替代燃料。第57页/共73页 2006年6月，我国在南海北部成功钻获的“可燃冰”实物样品。第58页/共73页清洁生产清洁生产一、工业生态学清洁生产的理论基础环境环境能源能源原料原料废料废料工业系统工业系统产品产品废品废品环境环境第59页/共73页二、工业发展的三种模式1、工业生产的传统模式环境“无偿清道夫”人类“环境寄生虫”造就工业内部高度的经济性第60页/共73页2、污染

24、控制模式原料原料工业系统工业系统产品产品能源能源处理装置处理装置环境环境废物废物第61页/共73页与生产过程割裂被动处理二次污染费用高技术限制未考虑产品的生态无害性第62页/共73页3、清洁生产对产品整个生命周期采取污染预防战略实现工业生态化第63页/共73页二、清洁生产的概念1、目标（1）合理利用自然资源，减缓资源耗竭（2）降低整个工业活动对人类和环境的风险第64页/共73页2、内容（1）清洁的能源（2）清洁的生产过程（3）清洁的产品第65页/共73页3、两个过程的全控制（1）宏观层次上组织工业生产的全过程控制（2）微观层次上进行物料转化生产全过程的控制第66页/共73页4、经济效益、环境效

25、益和社会效益的统一5、清洁生产本身是不断完善的过程第67页/共73页三、全过程控制的方法找到合适的替代方案：（1）革除（2）修正（3）改变（4）重组第68页/共73页四、实施清洁生产的方向（1）资源的综合利用（2）改革工艺和设备（3）组织厂内物料循环、（4）加强管理（5）改革产品体系（6）必要的末端智力（7）组织区域内的清洁生产第69页/共73页五、清洁生产实例明尼苏达矿业与制造公司（简称3M公司）污染预防获利计划（简称3P计划）基本目标：（1）寻求环境的改善（2）有经济效益，降低改善环境所需成本（3）为与环境有关的雇员提供机会，吸引他们做感到骄傲并对公司有益的事情。第70页/共73页事实过程：（1）高层管理的支持（2）确认成果并奖励（3）信息共享（4）测量和统计（5）报告进展第71页/共73页当雇员认定某个特定的污染或废物问题有可能解决时，就成立一个包括工程、研究、市场及法律等专业雇员的小组去分析这个问题，寻找解决办法，然后提出一份建议书给有关部门，再做决定看是否有资金、时间及其他资源去做。第72页/共73页感谢您的观看！第73页/共73页