12.07 中國工業化的能源結構及節能源趨勢

簡介

中國工業化的能源結構及節能源趨勢


中國能源需求飛速增長,2017年前的十年間能源消費增長了54.6%,2017年仍然貢獻了全球增長量的34%,是全世界最大的能源消費國。

中國工業化的能源結構及節能源趨勢

風電、太陽能等新能源發電具有間歇性、隨機性、可調度性差的特點,要求變壓設備具有更高的穩定性和可靠性;風電站、太陽能電站所處環境相對惡劣、佈局分散,對變壓器的環境適應性要求較高,並應具有可視化的實時監控功能以降低維護頻率;核電站對變壓器的安全性要求極高,需在使用期末仍能承受極端的地震和突發短路情況。

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中國資源稟賦相對較差。石油、天然氣等優質能源短缺,對外依存度高;煤炭資源豐富,探明儲量排名世界第2位;鈾礦資源潛力巨大,但勘探程度較低,供給不足;可再生能源儲量充沛,但開發程度不高。截至2016年底,中國風電裝機總量達1.49億千瓦,佔全國電源總裝機的1-1-1499.03%,上網電量2,410億千瓦時,佔全國總髮電量的4.02%,風電已成為中國繼水電、煤電之後的第三大電源。

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中國正處於現代化建設過程中,就四個現代化來講,即為將現代條件作為基礎的工業化,也可叫做新型工業化。利用信息化可以加快實現工業化,創造新的發展道路,其優勢鮮明多樣,主要包括具有良好經濟效益、環境汙染輕等,並且使人力資源優勢得到充分發揮。能源消費成本在鋼鐵行業、石化行業、建材行業、鋁行業產品成本中所佔比例分別為35%,40%,40% - 50%,50%。

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在西方發達國家,尚未進行工業革命前,人類長期應用柴草和火柴兩種能源,具有極低社會生產力,僅僅能夠進行簡單再生產。歐盟在19世紀60年代第一次發生工業革命,地點在英國,接著在美國、日本以及歐洲爆發,支持工業革命的能源基礎有煤炭。1900- 1950年,世界經濟年增長率達到2%。第二次重大調整發生在1950-1965年,這是能源結構變化的過渡時期,即從煤炭到石油和天然氣的過渡。第三次重大調整發生在1966-1992年,石油能源時代,在全球範圍中,經濟增長率達到4.5%。而人們正逐步走出這一時代,朝著可再生能源時代邁進,即為第四次重大調整,2017年,世界經濟年增長率為3%。能源的每一次調整和優化總能促進社會生產力的提高,同時伴隨著能源消耗的下降和節約。


機械行業的能源節約

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製造業是中國國民經濟各個領域的重要支柱,機械工業是其核心產業。在機械工業中,有許多不同類型的能源設備,如各種熱處理爐、有用的電動輸送設備、鍛造設備、各種運輸工具等。

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以機械工業生產的風力渦輪機和泵為例,總設備功率接近2億千瓦,年電力消耗量佔全國總用電量的30% -40%。如果能抓住各行各業的泵和風機的節電工作,它將成為行業節能工作的重點。

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泵、風機的節電工作是多方面的,如用先進的Y2系列電動機代替淘汰了的Y系列電動機;採用變頻調速代替閥門開度調節水量和風量,節約能源;為用戶生產不同規格的泵和風扇,以避免大型泵(風扇)在滿負荷運行時無法運行,浪費半負荷運行。也就是“大馬拉小車”的現象,在不同的場合用適當的小型泵(小型風扇)代替大型泵(大型風扇),達到節電的目的。

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2020年我國GDP達到約4萬億美元時能源需求總量將至少達到24.5億t油當量。其中石油消費需求為5.8~7.2t,20年累計消費需求量約為80~94億t;天然氣為2400億m^3,20年累計消費需求量為2.3萬億m^3;煤炭消費需求介於25~28億t,20年累計消費需求360億t。除煤炭資源外,石油、天然氣等均不能滿足當前和長遠發展的需要。

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煤、油、氣等是不可再生能源礦產!!!油、氣能源中國80%為進口。

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核電與火電、水電並稱世界三大電力供應支柱,相比火電等傳統能源,核電具有環境影響小、資源消耗少等特點,而相比風電、光伏等新能源,核電則呈現發電功率高、供應能力強、運行功率穩定不受環境因素影響等特點。據國際原子能機構統計數據顯示,截至2015年末全球共14個國家核電發電量佔比超過20%,其中法國高達76.3%,美國和俄羅斯的核電佔比分別為19.5%和18.6%10,核電已成為世界上最主要的非化石能源之一。截至2017年1月1日,中國已建成並投入在運的核電機組有35臺,累計裝機容量達3,350萬千瓦,在建核電機組22臺11,2016年核電發電量佔比約3.56%。

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大部分發電設施在中西部地區,輸送電也是一項浩大工程!2017年1-7月份,全國各省送出電量合計5998億千瓦時。

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其中,內蒙古送出電量855億千瓦時,;雲南送出電量730億千瓦時;四川送出電量660億千瓦時;山西送出電量495億千瓦時;湖北送出電量445億千瓦時;貴州送出電量333億千瓦時;安徽送出電量314億千瓦時;寧夏送出電量283億千瓦時;新疆送出電量258億千瓦時;河北送出電量251億千瓦時;陝西送出電量221億千瓦時;甘肅送出電量189億千瓦時;遼寧送出電量175億千瓦時。

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移動通信、互聯網的普及帶來了通信網絡的進一步擴展,特別是無線網絡覆蓋不斷向深度和廣度拓展,目前全國僅三大運營商就建設了70萬左右的無線基站系統,從整個移動通信網絡設備的能源消耗分佈來看,基站設備的能源消耗佔據了絕大部分,統計顯示,無線網絡的能源消耗佔到全網能源消耗的80%以上。

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基站站點建於室內,通常需要利用高能源消耗的空調設備將溫度保持在 25˚C。普通 GSM 和 WCDMA 基站的能耗分別為 800W 和 500W。2G基站覆蓋半徑5公里,3G基站半徑2.5公里,4G基站半徑1.25公里,5G基站半徑800-1000米。

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大家在享受無線網絡及互聯網的買買買剁手、刷刷刷的同時,要保障這些便利的背後的能源保障是一項龐大工程!基站、服務器等設備24小時待命的背後是能源消耗戰!試問:您家裡、公司裡的無線路由器不使用時,斷過電嗎?

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互聯網從不休眠。谷歌每秒大約可響應 64,000 次搜索查詢,僅此數字足以表明公司對數據中心可用性的至高需求。此外,為全球範圍內其他公司提供的重要雲服務也需要全天候提供數據。因此,除了計算技術外,冷卻也是運行可靠性的關鍵因素。現代服務器系統可以在溫度高達 35℃ 左右的環境中運行,然而,如果不冷卻,將會很快超過這個極限溫度,造成所有系統停止。

中國工業化的能源結構及節能源趨勢

一個30萬臺服務器規模的數據中心集群,以每臺服務器600W計算,如果年均PUE能夠從1.25降至1.1,一年節電即可超過2億度,相當於減少20萬噸二氧化碳的排放。


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