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经济、能源与环境和谐发展探讨


2012/11/25

单位及简介
? 国电环境保护研究院,成立于1980年,原电力部南京 环保所 ? 国电科学技术研究院,成立于2008年

经济、能源与环境和谐发展探讨
? 面向行业:环评、安评、监理、水保、验收咨询、环保 设施性能检测、高频电源及CEMs生产、环保工程等

? 面向集团:五大评价

、生产服务、节能改造
2012年11月25日

主要内容
? 经济 Economy发展 ? 能源 Energy消费 ? 环境 Environment问题 ? 3E和谐发展建议
2012年11月25日 3

经济总量增长
年份 GDP 汇率 美元 1978 3645 1.53 2382 2010 401202 6.77 59262 倍增 110 4.42 24.9 32年:9.9%;未来20年:7%~8%
经济总量位居第二,约为美国的40%

1

2012/11/25

人均水平(IMF:汇率法)
1 2 3 4 5 中国4419 香港31588 台湾18303 卢森堡 104390 6 澳 洲 54869 挪 威 84543 7 瑞 典 47667 卡塔尔 74422 8 阿联酋 47406 瑞 士 67074 9 美 国 47132 丹 麦 55113 10 荷 兰 46418 日42325;韩20165;世界人均9077

世界人均比较
比较项目 1949 - 1978 - 2010 - 2011 总量占比 0.8% 人均排名GNI 世界人均水平 1.8% 175 9.4% 121 9077-49% 10.48% 89 5414

50 45 40 35

80

1980~2020年我国能耗总量(标煤)及原煤消耗量 (亿吨)
75 70

GDP(万亿元) 能耗(亿吨标煤)

年份
比例(%)

1980 6.03 6.1 1.26 20.6

1990 9.87 10.55 3.02 28.6

2000 14.55 14.11 6.46 45.8

2005 23.6 23.19 11.68 50.4

2010 32.5 31.8 17.58 55.3

2011 34.8 34.9 19.3 55.3

2015 42.5 41.5 26.1 62.9

2020 55 54 35.6 65.9

30 25 20 15 10 5 0 1980 1985 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 50 60 65

能耗 煤耗 电煤 电煤 占比 (%)

55



GDP(万亿元)

能耗(亿吨标煤)

煤炭占一次能源消费比例(%)

经济发展与能源增长

7

8

2

2012/11/25

2010年世界煤炭消费量排行
1800 1600 1400
排名 国家 2005 2006 2007 2008 2009 2010

单位:百万油当量
比2009 年增长 占世界 比重 万平方公里 消费量

1

中国 美国 印度 日本 俄罗斯 南非 德国 韩国 波兰 澳大利 亚

1218.7 574.2 184.4 121.3 94.2 82.9 82.1 54.8 55.7 53.6 4526.9

1343.9 1438.4 1479.3 1556.8 1713.5 565.7 195.4 119.1 96.7 84.0 83.5 54.8 58.0 55.6 573.3 210.3 125.3 93.5 85.1 85.7 59.7 57.9 54.2 564.1 230.4 128.7 100.4 84.7 80.1 66.1 56.0 51.8 496.2 250.6 108.8 91.9 87.7 71.7 68.6 51.9 51.7 524.6 277.6 123.7 93.8 88.7 76.5 76.0 54.0 43.4

10.1% 5.7% 10.8% 13.7% 2.1% 1.1% 6.7% 10.8% 3.9% 16.1% 4.9%

48.2% 14.8% 7.8% 3.5% 2.6% 2.5% 2.2% 2.1% 1.5% 1.2% 86.4%

1.79 0.56 0.84 3.27 0.05 0.73 2.14 7.68 1.67 0.06

1200 1000 800 600 400 200 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

中国 美国 印度 日本 俄罗斯 南非 德国 韩国 波兰 澳大利亚

2 3 4 5 6 7 8 9 10 合计

单位:百万吨油当量

4662.7 4790.4 4849.6 4844.9 5081.8

另台湾1.1%、香港0.2%,合计49.5%

中国部分发达地区2010年煤炭消费情况
省份 江苏 浙江 上海 广东 北京 山东 河南 河北 天津 耗原煤(百 万吨) 231 139.5 58.76 159.84 26.35 373.28 260.5 274.65 48.07 百万油当量 国土面积 (万km2) 121.5 73.38 30.91 84.08 13.86 196.3 137.02 144.47 25.28 10.26 10.18 0.634 17.96 1.68 15.7 16.7 18.7 1.13 万平方公里 百万油当量 11.84 7.21 48.75 4.68 8.25 12.51 8.20 7.73 22.38

地区 百万吨 油当量

东部 中部 西部 全国平均

851.78 784.48 370

类别 原煤 石油 天然气 占总 百万 百万 占总 万平方 占总 公里 量的比 吨油当 量的比 吨油当 量的比 例 量 例 量 例 百万吨 (%) (%) (%) 油当量 70.7 25.8 42.49 3.5 310. 6.54 45 90.1 7.6 19.83 2.3 65.9 2.75 3 78.1 13.7 38.89 8.2 64.7 0.87 5 76.0 18.3 5.7 1.79

中国东部、中部地区需要实施世界上最严格的排放标准 西部地区可建设煤电基地,实施西电东输

3

2012/11/25

2010年主要耗煤国家的能源消费结构比较
国家 煤炭 中国 美国 印度 日本 俄罗斯 南非 德国 韩国
10省优先增煤区11.61亿吨原煤 4省控制增煤区1.78亿吨原煤
2012年11月25日

类别(%) 石油 17.6 37.2 29.7 40.2 21.4 20.9 36.0 41.4 27.4 36.0 天然 气 4.0 27.2 10.6 17.0 53.9 2.8 22.9 15.1 13.5 23.1 核能 0.7 8.4 1.0 13.2 5.6 2.6 10.0 13.1 0 0 水电 6.7 2.3 4.8 3.9 5.5 0.3 1.4 0.3 0.8 2.9 可再生 能源 0.5 1.7 0.9 1.0 0.01 0.08 5.8 0.2 2.0 1.3 合计 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
14

70.5 23.0 53.0 24.7 13.6 73.4 23.9 29.8 56.3 36.7

单位:百万吨油当量
13

波兰 澳大利 亚

核电、油气、可再生

12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0
1949年 185万千瓦 1978年 5712万千瓦 1987年 1亿千瓦 1995年 2亿千瓦

第一个亿,用了100年; 第二个亿,用8年时间; 第三个亿,用5年时间; 第四个亿,用3年时间; 第五个亿,用2年时间; 05-11年,每年净增1个亿左右; 2011年,突破10个亿 ……
2005年 5.2亿千瓦 2000年 3亿千瓦

2011年 10.56亿千瓦 2010年 9.6亿千瓦
2007年 7.2亿千瓦

中国的电力发展
火电比重
800 700 600 81.8 81.8 81.7 82.6 81.6 483.82 74.8 83.2 84 82.8 81.2 81.8 706.63 82 652.05 80.8 556.07 602.86 80

装机容量(GW)

391.38 329.48 75.7 289.77 74.5 300 253.01 265.55 74 400 74.5 200 100 0 2001 2002 2003 2004 2005

76.05 74.6

76 74 73.4 72 70 68

2006

2007

2008

2009

2010

1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

火电装机容量

火电装机比重

火电发电量比重
16

15

2012年11月25日

15

2000年火电装机2.37亿千瓦时,2010年是其2.98倍

比重(%)

500

77.6

77.4

78

4

2012/11/25

3?环境问题
? 酸雨 ? 空气质量‐‐常规、PM2.5、臭氧和灰霾 ? 排放总量 ? 毒性物质与微量元素 ? 温室气体
氧化

酸雨(酸沉降)
H2SO4,硫酸盐 HNO3, 硝酸盐 干沉降

SO2,NOx

SO42NO3湿沉降

酸雨pH


2012年11月25日 17

酸度(pH) = -log[H+]
4 5 6 7 8 9 10 11 12

1

2

3

13 14



2010年全国降水pH分布

城市空气质量
烟尘 SO2 NO2

(113个环保重点城市2010年空气质量)

5

2012/11/25

二次颗粒物(细颗粒)
硫酸盐颗粒物的形成: H2SO4 + 2 NH3 ---> (NH4)2SO4 (s) 气相: O2,H2O SO2 + OH ---> H2SO4 液相: H2O SO2 + H2O2 ---> H2SO4 (酸环境) SO2 + O3 ---> H2SO4 硝酸盐颗粒物的形成: HNO3 + NH3 <---> NH4NO3
(aq,s)

环境现状
我国绝大多数城市的PM2.5年平均浓度为欧美等国家的几十倍,对人 体健康造成极大的隐患和伤害,细粒子浓度居高不下也是形成酸雨和致 使能见度下降的重要因素。
1931

61 42 31 4.1 太原 北京 上海 广州 洛杉矶

PM2.5细颗粒年均浓度(?g/m3)
5.2 3.7 5 多伦多

有机颗粒物的形成: 气相: VOC + OH --->有机颗 粒物
(长链 VOCs, 芳香族,生物 VOCs)

亚特兰大 蒙特利尔

注:1. 太原市数据为2005年12月~2006年2月(冬季)平均浓度数据,PM10为>300 ?g/m3

气相: (白天) NO2 + OH ---> 气相或液相: (晚上) N2O5 + H2O --->

一个成年人 一生(70年)吸入的PM10总量=日均呼吸空气量20m3 ×365天 × 70年× PM10浓度 一生吸入的PM2.5总量=日均呼吸空气量20m3 × 365天 × 70年× PM2.5浓度 太原:约PM10??150克, PM2.5??100克 北京:约PM10??60克, PM2.5??30克 南京:约PM10??50克 上海:约PM2.5??20克

HNO3 HNO3

22

臭氧污染

23

二次颗粒物的4个前体物:SO2、NOX、 VOC、NH3

6

2012/11/25

宁波臭氧监测结果

灰霾(大气能见度)

峰值基本上出现在午后14:00~15:00左右,而在午夜时刻达到最低值
25

宁波市灰霾出现的天数变化

南京市霾污染(2011‐5‐17现代快报)
250 200 150 100 50 64.6 13.9 0 20世纪70年代
20世纪90年代 2009年

全国污染物排放总量
3000 2500

180 160 140 120 100 211 120.4 150.5 80 60 56 40 20 0 04年 05年 06年 07年 08年 108 115 135
万吨

165
2000

1500

1000

500

0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

南京年均灰霾天数

重度和严重霾次数

二氧化硫

烟尘

氮氧化物

7

2012/11/25

1400

60%

? 2010年中国能源消费总量超过美国,成为世界第一
排放量(万吨)

1200

50%

1000

? 2011年中国发电量超过美国,成为世界第一 ? 2010年水泥占世界总量60%/钢材产量占世界总量44.3% ? 二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、汞排放量均为世界第一 ? 2010年中国进出口产品净出口带走3.6亿吨标准煤,占总量 的11.1%

800 30% 600 20% 400 10%

200

0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

0%

电力二氧化硫排放

电力烟尘排放

电力NOx排放

电力二氧化硫比例

电力烟尘比例

电力NOx比例

30

毒性物质与微量元素


? 联合国环境规划署(UNEP)的报告草案中,2005年中国 汞排放量为825.2吨,占全球总排放量的42.85% ;印度汞 排放量为 171.9 吨,占全球总排放量的 8.93% ;美国汞排 放量为 118.4 吨,占全球总排放量的 6.15% 。我国电力和 热力行业化石燃料燃煤排放汞 387.4 吨,美国排放 62.8 吨。
900 800 700 600 汞排放量(吨) 500 400 300 200 100 0 中国 印度 美国 俄罗斯 印尼 南非 巴西 澳大利亚 韩国 哥伦比亚 其他源 土法炼金 工业生产 电力和热力行业化石燃料燃烧

?汞 ?砷 ? PAHs ? 硒(微量元素) ? 铅??

土法炼金 19% 水泥工业 11%

电力和热力行 业化石燃料燃 烧 47%

有色金属冶炼 12%

其他源 11%

2005年我国汞排放情况分布图

2005年全球前10位国家汞排放量情况

占全国排放总量的比例

40%

8

2012/11/25

温室气体排放
? 2002年美国第一,占全球总量的23%,中国 占13% ? 2010年中国第一

4和谐建议
稳定 强军 创新 民主 节能 产业西移 西电东输 严格标准 发展核电 增加油气 加大可再生 减少高耗能产品出口
33 34

谢谢!

9


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