第二节 能源的基本情况
一、能源的储备与消耗
关于我国不可再生能源的储备状况我们可以从下列信息中初见端倪。已知全球煤炭探明储量排名如下:美国2446亿吨,占27.1%;俄罗斯1570亿吨,占17.3%;中国1145亿吨,占12.6%;印度924亿吨,占10.2%;澳大利亚785亿吨,占8.6%;南非487亿吨,占5.4%;乌克兰341亿吨,占3.8%;哈萨克斯坦312亿吨,占3.4%;波兰140亿吨,占1.5%;巴西101亿吨,占1.1%。
石油储量是指在地层原始条件下的油气量。可采储量是指在现代工艺技术条件下,能从地下储层中采出的那一部分油气量。依靠地层原始能量采油叫一次采油,往油层里注水或注气,以增加地层能量的办法叫二次采油。经过二次采油的油藏,再进一步采出残留石油的方法(如溶剂驱油法、表面活性剂法、注入蒸汽法、注入二氧化碳气体法、井下燃烧法等)都叫做三次采油。不管是一次采油、二次采油或三次采油,采出的油量都叫可采储量。2015年美国能源信息管理局列举的全球石油储备最大的11个国家排名如下表所示。
不难看出:我国煤炭储量尚可,石油储量并不乐观。截至2010年年底,我国石油累计探明地质储量为312.8亿吨,剩余技术可采储量31.4亿吨;天然气累计探明地质储量9.3万亿立方米,剩余技术可采储量3.9万亿立方米。2013年我国煤炭产量约37亿吨,淘汰落后产能约2亿吨。2013年中国生产原油约2.1亿万吨,排在俄罗斯、沙特阿拉伯、美国之后,名列第四。2012年我国进口原油约2.8亿万吨,石油的对外依存度已接近60%。2012年我国天然气消费量约为1650亿立方米,天然气进口量约为530亿立方米。2012年,中国一次能源消费总量为36.2亿吨标煤,其中,煤炭占比约为66.4%;石油占比为18.9%天然气占比为5.5%。中国已经初步形成了煤炭为主体,石油、天然气和可再生能源全面发展的能源供应格局。
二、能源发展的重要技术措施
需要指出的是,针对我国能源的储备与消耗实际情况,早在“十一五”期间,在科学发展观的引领下,业内专家们就对我国能源发展的重要技术措施提出了一些重要建议,多年来政府相关部门结合国情开展工作,取得了卓有成效的结果。如正在逐步实现“非化石燃料化”的地面交通技术。轨道交通系统,从蒸汽机车到内燃机车,再到电力机车、磁悬浮列车已经发生了数次革命性的跨越发展。当前,最具效率潜力的是车用二次锂电池纯电动动力系统解决方案。
能源发展的重要技术措施如下:
纯电动汽车具有零排放、无污染的特点,其技术跨越了传统内燃机技术,符合中国电动汽车发展的国情逐步现煤炭的洁净化和高附加值利用技术;逐步实现电力系统全数字实时仿真技术、电力系统实时检测技术、超导电力技术、可再生能源稳定安全发电和输电的共性技术;逐步扩大生物质液体燃料的使用技术,包括能源植物筛选与培育、含油微藻的筛选与培育、常规生物质能源转化技术升级、生物仿生学、生化反应、热化学反应的基础性研究、生物酶技术的升级和各转化工艺系统的优化;逐步扩大可再生能源规模化发电技术,风力发电技术、太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术;逐步实现深层地热工程化技术;逐步扩大氢能源的利用技术,包括高效、清洁、低成本的制氢技术,高容量的储氢技术,燃料电池技术;逐步实现天然气水合物(可燃冰)开发与利用技术;实现新型核电与核废料处理技术;逐步实现具有潜在发展前景的能源技术、海洋能发电技术、新概念太阳能电池技术、核聚变技术。
特别值得注意以下能源。
①页岩油与页岩气。页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。近年来由于“水平井”和“分段压裂技术”的采用使页岩油的开采和利用被重新提到日程。据美国《油气》公布的统计数字,全世界页岩油储量约11万亿~13万亿吨,远远超过石油储量。中国的页岩油储量也很丰富,约为0.72亿吨,遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区。
页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气,目前取得工业开发成功的仅为北美洲(以美国为主),产量达84亿立方米。其资源量可达数万亿立方米。
②可燃冰。可燃冰是在一定条件下,由气体或挥发性液体与水相互作用后形成的固态结晶体,可燃冰的形成要有3个基本条件:一是温度要低,它常出现在天寒地冻的时候,分布在寒冷的冻土区和海底;二是要有一定的压力,在0℃时,大于30个大气压(1大气压=0.1兆帕)就足以让它形成;三是地底要有气源。可燃冰成分中大多以甲烷为主(常占其气体组分的80%以上)。1立方米的可燃冰分解后可生成164~180立方米的天然气。
现已查明全世界可燃冰的储量相当于1000万亿立方米。目前全世界页岩气的储量是187万亿立方米,煤层气的储量是260万亿立方米。可见可燃冰储量之巨。通过10多年的调查,我国在南海地区预计有680亿吨油当量的可燃冰;在青海地区有350亿吨油当量的可燃冰;在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻探,即获得高纯度的可燃冰,其储量相当于1000亿~1500亿立方米的天然气储量。所以,可燃冰的开发与利用前景十分诱人。
2017年7月29日,由国土资源部中国地质调查局组织实施的南海神狐海域天然气水合物试采工程全面完成海上作业,标志着我国首次海域天然气水合物试采圆满结束。据报道,我国海域天然气水合物首次试采圆满成功,取得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果,创造了产气时长和总量的世界纪录。
在全球范围内,可燃冰已探明储量是现有天然气、石油储量的两倍,足够人类使用1000年。