第一篇:人類使用能源的歷程與啟示
人類使用能源的歷程與啟示
摘要
火的使用使人類脫離了野蠻,步入了文明。在幾十萬年的演變過程中,薪柴和木炭一直是人類用來做飯取暖的主要能源。從18世紀初開始,煤炭在西方國家逐漸代替木柴。托馬斯·紐科門在1712年發(fā)明的燃煤蒸汽機開始了以蒸汽動力來代替古老的人工體力、風力和水力的新時代,為人類的工業(yè)文明掀開了序幕。1781年瓦特發(fā)明的改良蒸汽機更使得煤炭得以大規(guī)模地使用,使得第一次工業(yè)革命得以大規(guī)模展開。然而,隨著1859年埃德溫·德雷克在賓夕法尼亞州打出第一口油井以后,石油的大規(guī)模生產和使用不僅使得工業(yè)革命得以更大規(guī)模地在全球推廣,新的技術、新的發(fā)明創(chuàng)造也接踵而來:內燃機、汽車、飛機……石油和這些發(fā)明一道,改變了世界的生產模式、交通模式?,F代生活種中,以太陽能為主導的新型清潔能源取代了石油,煤炭等傳統(tǒng)的能源。
關鍵字
柴草 煤炭 石油 清潔能源。
“能源”?!犊茖W技術百科全書》說:“能源是可從其獲得熱、光和動力之類能量的資源”;《大英百科全書》說:“能源是一個包括著所有燃料、流水、陽光和風的術語,人類用適當的轉換手段便可讓它為自己提供所需的能量”;我國的《能源百科全書》說:“能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源?!笨梢姡茉词且环N呈多種形式的,且可以相互轉換的能量的源泉。確切而簡單地說,能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。
能源作為人類社會生產與生活中不可缺少的動力,其開發(fā)利用亦不是亙古至今一成不變的,隨著社會生產力的不斷發(fā)展,人類對能源的利用深度和廣度在不斷發(fā)展和擴大。
在人類發(fā)展史上,從原始時代到當今瞬息萬變的高科技原子時代,人類已經歷了四個利用能源的階段:柴草時期、煤炭時期、石油時期和多元化新能源時期。
一 柴草時期
人類發(fā)展史上狩獵時代是漫長的,大約距今二、三十萬年。這一時期人類一采集大自然野生植物、獵取野獸、捕捉水族為食。人類居住在天然洞穴,用骨針縫制獸皮御寒,一有空小珠、貝殼、獸牙偽裝飾品。人類已經掌握了人工取火的技術,火資源的使用增加了人的食物來源,擴大了人類活動的范圍。促進不同部落的交流,人類社會的發(fā)展。特別是在增強原始人類體質。使食物變的跟容易消化,大大減少了腸道疾病的發(fā)生。以及火的出現為制造鐵器、陶器等生產和生活用品方面起了重大作用。
在從原始社會直到18世紀的漫長的歷史年代,草木作為取火燃料一直是最主要的能源。雖然當時已有畜力、風力、水力等“新能源”的發(fā)現和利用,但還是小規(guī)模的。人們把這個漫長的能源發(fā)展的歷史階段稱為柴草時期或木柴時期。這個階段人類可利用的能源種類貧乏,所用能源的方法也是原始落后的,生產力發(fā)展水平亦很低。
二 煤炭時期
隨著生產的發(fā)展、人口的增長,人們需要的木材越來越多,木材資源日益緊張,特別是許多缺乏森林資源的地區(qū),為此,人們開始努力去發(fā)現和尋找新的能源。經過漫長的找尋,終于人們發(fā)現了一種能燃燒的礦石、煤,并開始把它用做能源。
1765 年,英國人瓦特發(fā)明了蒸汽機,煤炭才逐漸成為人類生產生活的主要能源,并由此拉開了一輪浩浩蕩蕩的工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命,始于英國的機械創(chuàng)新,而蒸汽機的改良和廣泛使用,則將工業(yè)革命推向了一個高峰,也帶動了煤炭開采和利用的爆發(fā)式增長。
16世紀末到17世紀后期,英國的采礦業(yè),特別是煤礦,已發(fā)展到相當規(guī)模,單靠人力、畜力難以滿足排除礦井地下水的要求,而現場又有豐富而廉價的煤燃料。現實的需要促使許多人,如英國的薩弗里、紐科門等,致力于“以火力提水”的探索和試驗。薩弗里制成世界上第一臺實用的蒸汽提水機,在1698年取得名為“礦工之友”的英國專利。薩弗里的提水機靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水,須將提水機裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面,這無疑是困難而又危險的。紐科門及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機,用以驅動獨立的提水泵,被稱為紐科門大氣式蒸汽機。這種蒸汽機先在英國,后來在歐洲大陸得到迅速推廣,它的改型產品直到19世紀初還在制造。紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低,這主要是由于蒸汽進入汽缸時,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,只在煤價低廉的產煤區(qū)才得到推廣。
新大陸的發(fā)現和地理大擴張,讓英國擁有了巨大的商品市場。毛紡織業(yè)貢獻了當時英國對外貿易的主要產品,當傳統(tǒng)的手工操作無法滿足巨大的市場需求時,英國人發(fā)明了飛梭,繼而又發(fā)明了水力紡紗機、水力織布機,這些機械的應用大大提高了紡織業(yè)的效率。利用水力作為能源有很大局限性,它必須建在河流附近,且河流水量不固定,這顯然不適合機械大生產的需要。于是,以煤為燃料的蒸汽機改良運動應運而生。公元1765年,瓦特發(fā)明了帶冷凝器的單向式蒸汽機,1782年又發(fā)明雙向式蒸汽機。1785年,蒸汽機開始用于毛紡業(yè),1789年應用于毛織業(yè)。得益于蒸汽機的使用,從1766年到1789年,英國的紡織品產量在20多年內增長了5倍。
1807年美國人富爾敦建造了世界上第一艘蒸汽動力的輪船。不久,英國人史蒂文森發(fā)明了蒸汽火車機車,1825年,英國建成世界上第一輛蒸汽機車和鐵路。到十八世紀末,蒸汽機普遍代替其它動力,成為英國許多工業(yè)部門的主要動力來源。
蒸汽機應用到紡織業(yè),提高了紡織業(yè)的效率和產量;蒸汽機應用到運輸業(yè),載重上千噸的火車開始在大陸上穿越,載重上萬噸的輪船開始在大洋中橫渡;蒸汽機應用到礦山開采業(yè),降低了人類的勞動強度,并且可以晝夜不停、連續(xù)開采;蒸汽機應用到金屬冶煉上,大型鼓風機開始使用,煤炭成為冶煉的主要燃料;蒸汽機應用到機械制造上,可以制造出更復雜、更精密的工具。伴隨著蒸汽機在工業(yè)生產領域的廣泛使用,近代的能源工業(yè)煤炭工業(yè)開始在世界范圍內廣泛建立起來。1861年,英國的煤炭年產量已經超過五千萬噸。煤炭的廣泛利用,被人們譽為黑色的金子,工業(yè)的食糧,成為十八世紀以來人類使用的主要能源之一。
1861年,煤炭在世界一次能源消費結構中只占24%,1920年則上升為62%,此后,世界能源進入了“煤炭時代”。20世紀30年代以后,隨著發(fā)電機、汽輪機制造技術的完善,輸變電技術的改進,特別是電力系統(tǒng)的出現以及社會電氣化對電能的需求,火力發(fā)電進入大發(fā)展的時期。煤炭在世界能源中的主導地位一直保持到20世紀60年代。
三石油時期
成隨著科技、經濟的發(fā)展,石油在一次能源結構中的比例開始不斷增加,并于20世紀60年代超過煤炭。為世界經濟和各國工業(yè)發(fā)展需求最大的能源。如果說鋼鐵是近代工業(yè)經濟的筋骨的話,那么石油就是近代工業(yè)經濟的血液。很難想象缺乏石油,世界經濟和科技的發(fā)展能夠有什么樣的發(fā)展。自從工業(yè)革命以來,機械的快速發(fā)展和大規(guī)模應用所帶來的不僅是科技對于人類社會發(fā)展的沖擊,更重要的是,隨著生產效率的不斷提高,直接帶來的是農業(yè)經濟開始向工業(yè)經濟的重大轉變,這一轉變無論是從社會結構、政治體制還是在國防外交方面都對人類的國家系統(tǒng)和世界系統(tǒng)產生了翻天覆地的徹底性的顛覆,從而形成了延續(xù)至今的工業(yè)文明社會。而其中,支持和制約這種發(fā)展的重要因素之一,就是能源。在農業(yè)經濟時期,能源的主要來源是人力和畜力,也涉及到一部分的水力和風力,但這部分不是最主要的。而隨著工業(yè)經濟的興起,人力和畜力很明顯無法滿足機械,這一工業(yè)文明的最重要的標志和工具,對于動力來源的需求,于是開始求助于自然能源,最為普遍的是水力和風能。借助于自然能源,是工業(yè)革命以來,人類機械文明發(fā)展的一個重要里程碑,這使人類得以擺脫單調而沉重的重復性勞動,徹底從動力提供者的角色擺脫出來,而專注于對機械的生產效率的提高。
人類正式進入石油時代是在1967年。這一年石油在一次能源消費結構中的比例達到40.4%,而煤炭所占比例下降到38.8%。石油需求的增長和石油貿易的擴大起因于石油在工業(yè)生產中的大規(guī)模使用。
一戰(zhàn)以前,石油主要被用于照明,主要產油國美國和俄羅斯同時也是主要的消費國。在一戰(zhàn)中,石油的戰(zhàn)略價值已初步顯現出來,由于石油燃燒效能高,輕便,對于軍隊戰(zhàn)斗力的提高具有重大戰(zhàn)略意義。20世紀20年代,由于石油成為內燃機的動力,石油需求和貿易迅速擴大。但是由于化石能源帶來的環(huán)境問題越來越嚴重,不得不去尋找跟清潔的新能源。
四 多元化新能源時期
隨著社會突飛猛進的發(fā)展,能源需求量亦成倍增加。世界上的常規(guī)能源--煤、油、氣將逐漸枯竭和告急。能源污染日趨嚴重,能源問題成為世界性的危機和挑戰(zhàn)。人類開始并被迫深入地研究能源問題和能源開發(fā),以實現第三次能源變革--即以石油為主要能源逐步向多元化能源結構過渡,開始了對核能、太陽能、海洋能、生物質能等的開發(fā)研究與利用。并從社會、經濟、環(huán)境等多角度全方位研究開發(fā),增強能源的可持續(xù)性,這一變革在相當多的國家和地區(qū)已取得了進展和成功。能源開發(fā)的這一時期還剛剛起步,將持續(xù)今后較長的時期,今后亦將有更多的新能源被人類所認識、開發(fā)和利用。
在世界能源系統(tǒng)的轉換過程中,煤炭將成為承上啟下的可靠的過渡能源。這首先是因為相對于石油和天然氣資源而言,煤炭資源相對比較豐富。現在世界能源結構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%。根據國際上通行的能源預測,石油將在40年時間內枯竭,天然氣將在60年內用光,但煤炭可以使用220年。其次,隨著潔凈煤技術的不斷成熟,煤炭利用過程中所產生的環(huán)境問題將在一定程度上得到緩解。一些學者預測,在21世紀中葉,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。根據國際原子能機構的統(tǒng)計,1999年全世界正在運轉的核反應堆電站為436座,總發(fā)電能力為3.517億千瓦時,發(fā)電量約占世界一次能源構成的8%左右。近幾年,由于核電站運行的安全性、核廢料的處理和核不擴散等因素的影響,核能的發(fā)展在歐洲、北美洲和獨聯體國家出現了下降趨勢,但核能的發(fā)展在亞洲仍然擁有強勁的勢頭。為了促進核能的發(fā)展,許多國家在研究新一代快中子反應堆的同時,又加強了受控核聚變的研究,目前受控核聚變己在實驗室取得階段性成果。世界能源理事會認為,如果核技術在21世紀有重大突破,那么到2100年核能將占世界一次能源構成的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、氫能儲運及燃料電池技術的發(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、儲運和利用三部分組成。用太陽能或其它可再生能源制氫,用儲氫材料儲氫,用氫燃料電池發(fā)電,將構成近“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,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,世界以化石燃料為主體的能源系統(tǒng)將逐步轉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世紀世界能源發(fā)展趨勢。
能源的出現與使用促進科技的發(fā)展、加快世界工業(yè)革命的發(fā)展、改變世界格局。
參考文獻
《資源科學概論》.科學出版社,《自然資源學原理》 科學出版社,自然資源市場,
第二篇:《能源與節(jié)能》征稿啟示
征稿啟事
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《能源與節(jié)能》創(chuàng)刊于1996年,本刊堅持科學發(fā)展觀,關注我國能源經濟現象,報道能源與節(jié)能領域最新科研成果,探求我國該領域的方針、政策和發(fā)展戰(zhàn)略,積極普及節(jié)能知識。同時為從事教學、管理、科研、以及廣大一線工作的技術人員就能源、環(huán)保及節(jié)能等相關問題提供了一個政策研討、理論交流及節(jié)能和環(huán)保等新技術推廣的平臺。
《能源與節(jié)能》立足宣傳貫徹國家能源與節(jié)能的戰(zhàn)略方針政策;報道全國新型能源基地和工業(yè)基地的建設與發(fā)展;登載有關領導對能源與節(jié)能工作的重要講話;發(fā)表能源與節(jié)能工作者的學術論文、技術專利;探討與能源相關的產業(yè)結構調整及資源綜合利用的理論和實踐;介紹國內外能源開發(fā)與節(jié)能新技術;推廣節(jié)能減排、節(jié)能環(huán)保的典型經驗;促進國內外能源與節(jié)能領域的信息、產品、技術交流;承攬能源與節(jié)能市場需求的各類廣告,服務于全國能源與節(jié)能事業(yè)發(fā)展。
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工作研究能源建設節(jié)能減排環(huán)境保護高新技術能耗檢測學術探討水利建設煤炭資源再生能源應用等
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第三篇:英國電力體制改革歷程與啟示
英國電力體制改革歷程與啟示
北極星智能電網在線2014-1-24
●英國“破碎化”電改的國情背景是:撒切爾政府推崇私有制、市場化和自由化,迷信“市場萬能”,這與我國堅持公有制主體地位的國情截然不同。
●“破碎化”改革后,英國電力市場主體從“各環(huán)節(jié)獨立”演變?yōu)椤耙惑w化重組”:廠網分開時的12家供電企業(yè)整合為6家發(fā)輸配售一體的集團公司,占據大部分市場。
●本土電力企業(yè)喪失市場主導地位,德、法企業(yè)成為英國電力市場上主力軍,占據60%份額。
●電價持續(xù)上漲,工業(yè)和居民電價9年間分別上漲47.1%和31.6%,居民電價漲幅比法國高28.7個百分點,比歐洲平均水平高13.1個百分點。
●2014年英國將實施的新一輪電改方案不再以“促競爭、提效率”為目標,而以保障安全供電、促進低碳發(fā)展和用戶負擔最小為目標。
●電改沒有統(tǒng)一成熟的模式,各國電改須立足國情、因地制宜地探索改革路徑,決不能照抄照搬,還應根據形勢變化和改革實施情況進行調整。
英國電力改革的背景及歷程
上世紀90年代初,電力工業(yè)改革作為撒切爾政府推行的整體經濟體制變革的一部分,伴隨著這一階段英國國有行業(yè)的私有化步伐拉開序幕。
改革前,英國由國有化的中央發(fā)電局統(tǒng)管英格蘭和威爾士的發(fā)、輸、配電業(yè)務,實行壟斷經營,下屬12個地方電力局,按照所劃分的區(qū)域進行供電。另有一個協(xié)調組織——電氣委員會負責電力政策和法規(guī)的制定以及相關事務的處理。在蘇格蘭和北愛爾蘭,也有類似的壟斷機構,如蘇格蘭發(fā)電局。
1989年,英國對原有中央發(fā)電局資產實施廠網分開和私有化重組,同時建立了競爭市場,并在后續(xù)的20多年中不斷總結和調整改革模式。市場模式經歷了從集中競價到雙邊交易的轉變;市場主體經歷了從各環(huán)節(jié)獨立到發(fā)、配、售電環(huán)節(jié)一體化重組的過程。
改革第一階段是行業(yè)結構重組、私有化和電力庫模式建立。1989年,英國議會通過了《1989年電力法》,在英格蘭和威爾士,原中央發(fā)電局拆分為3個發(fā)電公司(國家電力公司、電能公司和核電公司)和一個輸電公司(國家電網公司),然后,將分拆后的公司和原有的12個地方電力局逐步實施私有化。在蘇格蘭,南蘇格蘭發(fā)電局和北蘇格蘭水電局在民營化后股份全部售出,成立了蘇格蘭電力公司和蘇格蘭水電公司,統(tǒng)一經營發(fā)、輸、配、售電業(yè)務,各部門獨立核算。北愛爾蘭電氣服務部在1992年私有化中將所屬4個發(fā)電廠售出,同時成立了北愛爾蘭電網公司,經營輸電、配電和零售業(yè)務,并于1993年轉變?yōu)楣煞葜乒尽?/p>
在進行電力重組的同時,英國電力工業(yè)開始引入市場機制,建立了競爭性的電力庫。在這種模式下,電力輸出超過5萬千瓦的電廠必須持有發(fā)電許可證,通過電力庫進行公開交易(直供除外)。供電公司、批發(fā)商、零售商及用戶(除直供用戶之外)也必須通過電力庫來購買電力。一個名為電力聯合運營中心電力市場交易機構成立,由國家電網公司負責運營。
改革第二階段是建立新電力交易制度。由于強制電力庫存在定價機制不合理、市場操縱力等問題,英國議會于2000年7月28日批準了新的公用事業(yè)法案,對電力市場的框架和行業(yè)結構進行了調整,設立了新的管理機構OFGEM和新的用戶組織Energywatch。在英格蘭和威爾士地區(qū),以雙邊合同為主的新的電力交易機制完全取代了電力庫模式,建立了新的經營執(zhí)照標準,重新規(guī)定了所有市場參與者的責任、權利和義務。
改革第三階段:BETTA模式建立。1990年以來的改革,主要是在英格蘭和威爾士地區(qū),蘇格蘭和北愛爾蘭地區(qū)沒有建立競爭性的電力市場。2005年4月開始,英國政府決定將NETA模式推廣到蘇格蘭地區(qū)乃至全國,稱BETTA計劃。
其主要特點是:第一,在全國范圍內建立統(tǒng)一的競爭性電力市場,統(tǒng)一電力貿易、平衡和結算系統(tǒng)。第二,實現全國電力系統(tǒng)的統(tǒng)一運營,由英國國家電網公司負責全國電力系統(tǒng)的平衡,保障供電質量和系統(tǒng)安全。蘇格蘭原有兩個電力公司保持輸電資產所有權。
英國電力行業(yè)結構演變及現狀
耐人尋味的是,在拆分中央發(fā)電局和私有化電企后,受市場利益驅動,英國電改初期“破碎化”的電力行業(yè)結構竟然重新出現了一體化并購趨勢。
廠網徹底分開初期產生的12家供電企業(yè)逐漸整合為6家同時擁有發(fā)電、(輸)配電、售電或發(fā)電、售電一體化集團公司,占據英國市場大部分份額。經過20多年的不斷重組、并購和改革,目前英國電力行業(yè)呈現以下結構:
發(fā)(售)電環(huán)節(jié):6家同時擁有發(fā)配售(或發(fā)售、發(fā)輸配售)垂直一體化集團公司,占據英國發(fā)電市場65%和售電市場87%的市場份額,其余市場份額由獨立發(fā)電或售電公司占有。
輸電環(huán)節(jié):英格蘭和威爾士地區(qū)輸電資產歸屬于英國國家電網公司;蘇格蘭地區(qū)輸電資產歸屬發(fā)輸配售垂直一體化的蘇格蘭電力公司以及蘇格蘭和南方能源集團公司。輸電網在英格蘭和威爾士地區(qū)以及蘇格蘭地區(qū)實行全國統(tǒng)一調度,調度機構隸屬于英國國家電網公司。
配電環(huán)節(jié):英國有7個主要的配電網運營機構擁有并運營配電網資產。此外,英國特定地區(qū)還有一些獨立配網運營機構,主要擁有和運營部分接入既有電力配送網絡的電網擴展項目。
政府監(jiān)管機構體系:英國的政府監(jiān)管機構主要包括4個部門:一是能源氣候部,是能源宏觀政策的制定部門;二是天然氣與電力市場監(jiān)管辦公室,是英國電力監(jiān)管部門,獨立于政府,受議會監(jiān)督,同時監(jiān)管天然氣和電力兩個市場,主要監(jiān)管手段是價格監(jiān)控;三是公平交易辦公室,主要依據反壟斷法、競爭法及公平交易法對操縱市場、企業(yè)并購等行為進行監(jiān)管;四是競爭委員會,主要應前兩者的要求對糾紛處理進行詳細的調查、仲裁。
英國電改四大問題不容忽視
總體來看,英國電力改革一定程度上促進了電力市場的良性競爭,通過市場競爭配置資源,發(fā)展了大量聯合循環(huán)天然氣機組來替代燃煤機組,促進了電力工業(yè)生產效率的提高,2009年天然氣發(fā)電量占44.1%,而改革前不足2%。
但英國改革也出現了一些問題值得關注和思考。
首先,改革后市場機制未能有效吸引投資,造成系統(tǒng)備用裕度下降,2006年英國發(fā)電容量備用系數已經從改革之初的35%降到22%。
其次,改革導致英國本土電力企業(yè)失去了電力市場中的主導地位,德國E.ON、RWE,法國EDF、GDF-Suez等企業(yè)逐漸成為英國電力市場上的主力軍,占據約60%的市場份額。
再次,受到電網監(jiān)管方式的約束,電力企業(yè)的研發(fā)投入連續(xù)多年逐步降低,英國電網公司研發(fā)投入占銷售收入比例從改革前的2%下降到2011年的0.1%。
最后,進入21世紀后,隨著供應冗余度降低和一次能源價格的增長,英國電價持續(xù)上漲,2000~2008年,英國工業(yè)和居民電價分別上升了47.1%和31.6%,升幅高于同期法國(法國工業(yè)和居民電價漲幅為11.7%和2.9%)和大部分歐洲國家水平(歐盟15國工業(yè)和居民用戶電價平均漲幅為37.7%和18.5%)。
值得關注的英國電改新趨勢
近年來,隨著北海油氣資源的逐漸消耗,從2004年起,英國結束了能源自給自足的局面,開始成為能源凈進口國(2011年能源對外依存度為36%),保持能源供應安全的壓力開始顯現。
此外,碳排放目標的壓力使得英國需要在未來的20年中將其碳強度快速下降?!洞笮突痣姍C組法令》和《工業(yè)排放法令》的實施,意味著大量燃煤和燃油機組都將關閉,取而代之的是可再生能源機組和其他運行靈活的低碳機組。這些低碳技術都將是高成本或者具有明顯的出力間歇性(例如可再生能源),需要通過充足的電網備用、先進的需求側管理機制、儲能以及電網基礎設施的升級改造支撐其發(fā)展。英國原有的市場機制不能滿足未來發(fā)展需要,需要對市場模式或機制進行變革。
為了應對這些挑戰(zhàn),英國能源部制定了低碳減排路徑,提出需要建立與低碳發(fā)展相適應的電力市場機制。2011年7月,英國能源部正式發(fā)布了《電力市場化改革白皮書(2011)》,開始醞釀以促進低碳電力發(fā)展為核心的新一輪電力市場化改革。英國新一輪改革將以保障供電安全、實現能源脫碳化以及電力用戶負擔成本最小為目標,改革主要內容包括針對低碳電源引入固定電價和差價合同相結合的機制、對新建機組建立碳排放性能標準、建立容量市場促進電源投資等。2013年10月10日,英國能源氣候變化部發(fā)布了《電力體制改革實施草案》,針對差價合同和容量市場兩項政策提出實施草案,計劃將于2014年正式實施。
英國電改對我國電改的啟示
電力改革沒有統(tǒng)一成熟的模式,深化我國電力體制改革必須立足國情,因地制宜探索改革路徑。
英國電改具有特殊的時代背景和國情特點:撒切爾政府推崇私有制、市場化和自由化,迷信“市場萬能”,對電力行業(yè)推行拆分式改革,走“破碎化”的道路,很大程度是為了私有化電力資產。此外,英國改革初期能源自給率高(90%以上)、天然氣供應充足,還具有經濟增長緩慢、電力工業(yè)發(fā)展成熟、生產力水平較高等特點。而且,英國本身在實施了最初的行業(yè)拆分后,在市場經濟利益的驅動下,也重新出現了整合趨勢,形成了如今多元化的市場主體格局,由6大同時擁有發(fā)配售(或發(fā)售、發(fā)輸配售)的垂直一體化集團公司主導市場。
我國以公有制為主體的基本經濟制度、能源資源與能源需求逆向分布的格局和電力工業(yè)處于較快發(fā)展期等基本國情,都決定了我國電力體制改革不能簡單照搬西方模式,只能從我國能源電力工業(yè)的實際出發(fā),探索出一條具有中國特色的改革發(fā)展道路,促進電力工業(yè)的科學發(fā)展。
電力市場化改革是逐步推進的過程,需要根據形勢變化和改革實施情況,動態(tài)調整和完善改革思路和目標。我國2002年提出的電力改革方案,較多借鑒了英國的改革模式。當前,我國電改發(fā)展形勢已經與十年前有很大不同,清潔能源開發(fā)突飛猛進、智能電網技術快速發(fā)展、電力企業(yè)全球化競爭加劇等都是新的重大變化。從國際上看,包括英國在內的國際電力市場化改革在這十年間也出現許多新的情況,英國市場模式幾經調整,近年來隨著對改革認識的深化和應對氣候變化任務的加重,英國電力改革已不再單純以促進競爭、提高效率為目標,即將開啟的新一輪改革進入了以促進綠色低碳發(fā)展、保障供應安全為核心的新階段。因此,進一步深化電改,需要對前一階段的改革進行系統(tǒng)總結和評估,立足新的形勢和要求,對改革的取向、思路和重點任務及時進行調整和完善。
第四篇:人類利用能源的幾個階段
人類利用能源的幾個階段
能源、材料和信息被稱為人類社會發(fā)展的三大支柱。所謂能源是指提供能量的自然資源。人類的文明始于火的使用,燃燒現象是人類最早的化學實踐之一,燃燒把化學與能源緊密地聯系在一起。人類巧妙地利用化學變化過程中所伴隨的能量變化,創(chuàng)造了五光十色的物質文明。從人類社會的發(fā)展歷史進程,可以從中找到能源品種的不斷開發(fā)不斷更替的作用。根據各個歷史階段所使用的主要能源,可以分為柴草時期、煤炭時期和石油時期。
一、柴草時期
從火的發(fā)現到18世紀產業(yè)革命期間,樹枝雜草一直是人類使用的主要能源。柴草不僅能燒烤食物,驅寒取暖,還被用來燒制陶器和冶煉金屬。
陶器是人類利用火制造出來的第一種自然界不存在的材料,世界古文明發(fā)源地都在新石器時代中后期出現過陶器。把自然界的粘土,加水調和,揉捏成一定形狀的泥坯,晾干后用柴火燒烤,使粘土中部分成分發(fā)生化學變化,冷卻后即成為質地堅硬的陶器。制陶技術經過幾千年的發(fā)展演變后出現的瓷器,至今還受到人們青睞。制陶技術的成熟也為金屬冶煉和鑄造技術的發(fā)展提供了條件。
金屬冶煉技術的發(fā)展史中,以銅為先,翠綠色的孔雀石和深藍色的藍銅礦是銅的兩種常見礦石,它們的主要成分是堿式碳酸銅。銅的熔點比較低,是1083℃(鐵的熔點是1537℃)。在陶制容器中用木炭可將堿式碳酸銅還原成金屬銅,然后鑄成各種形狀的器皿和用具??脊艑W已證實在公元前3000年,亞、非、歐廣大地區(qū)已普遍掌握了用木炭煉銅的技術。金屬材料的出現加速了人類文明的進程。
能源中煤炭和石油天然氣的重要性雖已居首位,但柴草作為生活能源卻從未間斷過,不少發(fā)展中國家的農牧民至今仍以柴灶為主。在能源危機的呼喚中,這種最古老的能源品種,又以它的容易再生而再度受到關注??梢哉f人類是在利用柴火的過程中,產生了支配自然的能力而成為萬物之靈的。
二、煤炭時期
煤炭的開采始于13世紀,而大規(guī)模開采并使其成為世界的主要能源則是18世紀中葉的事了。1769年,瓦特發(fā)明蒸汽機,煤炭作為蒸汽機的動力之源而受到關注。第一次產業(yè)革命期間,冶金工業(yè)、機械工業(yè)、交通運輸業(yè)、化學工業(yè)等的發(fā)展,使煤炭的需求量與日俱增,直至20世紀40年代末,在世界能源消費中煤炭仍占首位(見表2-1)。
煤是發(fā)熱量很高的一種固體燃料。它的主要成分是碳(C),還有一定量的氫(H)和少量的氧(O)、氮(N)、硫(S)和磷(P)等。煤是既含有機物也含無機物的復雜混合物。煤可以直接當燃料使用,但從物盡其用的角度來看,應多提倡煤的綜合利用。例如煤經過干餾(隔絕空氣情況下強熱),可以分別得到焦炭、煤焦油和焦爐氣。焦炭可以供煉鐵用;煤焦油可提取苯、萘、酚等多種化工原料;從焦爐氣中也可提取一定量的化工原料,也可直接作為氣體燃料,其污染性遠低于直接燒煤。煤炭的利用使人類獲得了更高的溫度,推動了金屬冶煉技術的發(fā)展,工業(yè)革命后100多年生產力的發(fā)展促進了人類近代社會的進步。
三、石油時期
第二次世界大戰(zhàn)之后,在美國、中東、北非等地區(qū)相繼發(fā)現了大油田及伴生的天然氣,每噸原油產生的熱量比每噸煤高一倍。石油煉制得到的汽油、柴油等是汽車、飛機用的內燃機燃料。世界各國紛紛投資石油的勘探和煉制,新技術和新工藝不斷涌現,石油產品的成本大幅度降低,發(fā)達國家的石油消費量猛增。到60年代初期,在世界能源消費統(tǒng)計表里,石油和天然氣的消耗比例開始超過煤炭而居首位。
第五篇:人類利用的主要能源的教案
人類利用的主要能源的教案
1.能說出人類不同時期利用主要能源的發(fā)展歷程。
2.結合實例,說出能源與人類生存和社會發(fā)展的關系。
3.常識性了解什么是一次能源、二次能源及其特點。
根據一次能源、二次能源的特點,會給常規(guī)能源和新能源進行分類。
了解21世紀的能源趨勢,形成節(jié)約能源的意識。
重點:結合實例,說出能源與人類生存和社會發(fā)展的關系。
難點:了解21世紀的能源趨勢。
隨著社會的發(fā)展,人類使用的能源也在不斷變化,可以通過圖片、視頻介紹人類使用能源的發(fā)展歷程,使用能源的變化導致了社會技術的不斷變革,人類社會的發(fā)展離不開能源的使用。介紹我國和世界現階段的能源結構及消耗趨勢,近幾十年來來,能源消耗量在急劇增長,并且能源使用都是以煤、石油等化石能源為主,分析這類能源的特點,它們在地球上的儲量有限。這些能源直接從自然界獲得,這類能源是一次能源,還有一些能源無法從自然界直接獲得,只能通過一次能源轉化得到,這類能源為二次能源,如電能就是二次能源。根據一次能源和二次能源的定義給常用能源進行分類。
隨著社會的發(fā)展,對能源的需求量在迅速增加,但目前作為人類主要能源的化石能源儲量并不豐富,而且化石能源開發(fā)利用后,不能再生,人類正面臨著能源危機。為了使人類獲得持續(xù)的發(fā)展,解決能源危機,就要開發(fā)利用新的能源,如太陽能、核能等。另外在使用能源時要注意節(jié)約,提高能源的能源效率等也是緩解能源危機的途徑,要形成節(jié)約能源的意識。
學生課前收集不同時代人類利用的主要能源的資料、實物投影、世界和我國能源消耗的資料、多媒體課件整合網絡。
教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖
(5分鐘)播放人類利用能源的一些場景,提出問題,人類利用的很多的能源都是來自于太陽,那么這些能量都是由太陽提供的嗎?人類使用的能量是無窮無盡的嗎?學生觀察圖片和視頻,了解人類能源的使用,知道生活生產離不開能源創(chuàng)造課堂情景,激發(fā)學生的興趣和求知欲
(5分鐘)播放水力發(fā)電、煤炭、石油、核能、天然氣等圖片,提出人類使用的能量是通過不同的能源提供的,各種能源的使用,促進了人類文明的發(fā)展。你能說出這些能源的來源嗎?說出人們在使用能源時,能說出各種能源的來源聯系實際,貼近生活,培養(yǎng)分析與總結能力
新課內容(25分鐘)人類利用能源的歷程
結合課前大家收集的資料,請同學們從三個方面對人類能源利用發(fā)展的歷程進行介紹。
自從人類掌握了人工取火的方法之后,人類就開始了開發(fā)利用能源的進程。
提出問題:內燃機中能量轉化,對生產和生活帶來什么影響。
人類利用能源史上兩次劃時代革命轉折,即煤炭代替柴薪成為主要能源,石油取代煤炭而居主導,創(chuàng)造了世界經濟發(fā)展的奇跡。
提出問題:生活中常見的家用電器所涉及的能量轉化有哪些?
學生展示課前的調查資料,介紹人類從利用能源的起始階段,以及柴薪時代向煤炭時代的轉折。
學生展示以蒸氣機、熱機為代表的以化石能源為動力的各種機械。引發(fā)了世界性的工業(yè)革命。
學生展示電磁感應現象的發(fā)現以及發(fā)電機的發(fā)明使煤、石油等化石能源被轉換成更加便于輸送和利用的電能。
學生介紹現代新能源的開發(fā)和利用,分析新能源的優(yōu)勢了解能源使用與人類社會發(fā)展的關系。
培養(yǎng)學生資料搜集能力,學生合作學習的能力
學生分組討論:
請你對下列能源進行分類,并說出分類標準。
煤、天然氣、汽油、太陽能、核能、地熱能、電能。
一次能源:煤、天然氣、太陽能、核能、地熱能。
二次能源:汽油、電能。
可再生能源:太陽能、地熱能。
不可再生能源:煤、天然氣、汽油、電能、核能。
常規(guī)能源:煤、天然氣、汽油、電能。
新能源:太陽能、核能、地熱能。
清潔能源:太陽能、核能、地熱能、電能、天然氣。
非清潔能源:煤、汽油。
學生說出電能使用樹中的能量轉化培養(yǎng)學生利用物理知識解決實際問題的能力。
從能量轉化的角度來認識能源的利用
閱讀課本中“21世紀的能源趨勢”,了解當今世界范圍能源所面臨的嚴峻問題,了解近年來世界能源消耗情況。
展示資料,以百分比方式描述的我國和世界能源扇形圖。分析世界與我國目前能耗結構比是否合理。
中國
世界
我國人均能源擁有量處于世界較低的標準。
思考:(1)能耗結構比的不合理,會帶來什么樣的問題?
(2)從我國的能源人均擁有量偏低中感悟到什么?學生閱讀課本內容,了解當今世界能源消耗情況。
學生分析能源消耗扇形圖,可以得出,能源消耗中化石能源消耗占比最大,可再生的清潔能源利用率太低。能耗結構比不合理。
學生討論回答:
(1)無論是中國還是世界范圍,化石能源消耗占比過重,化石能源是不可再生能源,儲量有限。要積極開發(fā)清潔的新能源,降低化石能源消耗比,實現能源的可持續(xù)發(fā)展。
(2)我國能源人均擁有量偏低,這就要求我們在實際使用能源時要節(jié)約能源,要更加迫切地去開發(fā)新能源和使用可再生能源。如開發(fā)我國現在使用較少的水電、核能、太陽能等新能源。培養(yǎng)學生自學能力。
通過數據了解現階段能源使用的狀況及結構。
對情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng),形成節(jié)約能源的意識
1.通過本節(jié)課的學習,你知道了有關能源的哪些知識?
2.你能說說人類利用能源經歷了哪些歷程嗎?
3.你能說出一些常見的一次能源和二次能源嗎?
4.你能說出21世紀能源趨勢嗎?中國現階段能源利用的結構合理嗎?學生梳理本節(jié)課知識內容。
1.了解人類使用能源的歷程;了解21世紀的能源趨勢等。
2.人類從使用柴薪能源開始使用能源;蒸汽機的出現使煤、石油的使用越來越普遍,它引發(fā)了一次工業(yè)革命。汽輪機及大型發(fā)電機的出現,使電能的應用越來越廣泛。
3.一次能源是直接能從自然界獲得的,如煤、石油、天然氣等,二次能源通過一次能源轉化得來,如電能。
4.總結現階段能源使用培養(yǎng)學生總結歸納的能力。
利用物理方法解決實際問題,加強理論聯系實際的能力
作業(yè)布置完成《動手動腦學物理》第1~2題按要求完成知識鞏固