发电厂化石全球能源消耗量量如何计算

原标题:2018年全球电力报告——各國能源结构分析

近日《2018全球电力报告》发布,报告分析对比了世界不同国家和地区的电力生产和电源结构发展变化情况针对不同电源模式进行对比,做出相应排名

在火电领域,排名第一的居然是我国台湾地区的火电厂前十名里,中国独占六个席位在水电领域,中國装机量连续多年排名第一三峡水电也当之无愧地成为世界第一大的水电站。在风电领域中国同样排名第一,在风机厂商中金风科技排名世界第三位,是国内风机厂商中排名最靠前的企业在光伏领域,中国从2015年开始超越美国世界最大光伏电站前两名都在中国,但昰中国的光热发展却并没有像光伏一样领先世界前十名的光热电站,中国没有一家上榜

人均能源消费量和人均耗电量在一定程度上反映一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平。根据美国中央情报局2016年的数据人均能源消费量和人均耗电量最多的国家是冰岛和列支敦士登。虽然中国电力产量居世界首位但由于人口基数巨大,人均全球能源消耗量量仅居世界第63位处于落后位置。

从表中看出截止2017姩全球再生能源发电占电力总量的26.5%,比2016年增加2%也是增幅最大的一年。其中光伏发电和风电场增幅最高

世界上最大的20座发电站

目前,世堺上最大的发电站是中国三峡水电站该发电站采用了32台弗兰西斯水轮机(Francis turbines),每台功率700MW另外还有两台50MW涡轮机发电,装机容量共计22500MW它昰世界上最大的核电站——日本柏崎刈羽核电站(Kashiwazaki-Kariwa,7965MW)的两倍多2017年正在建设的中国白鹤滩水电站(Baihetan Dam,16000MW)和巴西贝罗蒙特大坝(Belo Monte Dam11233MW),都無法跟三峡水电站的装机容量比拟

尽管三峡水电站难以抗衡,但有拟建的刚果英戈大坝(Grand Inga Dam)设计的装机容量达39000MW,将超过所有的发电站嘚装机容量包括三峡大坝。另外一个拟建发电站——俄罗斯勘察加半岛品仁纳湾潮汐电站(Penzhin Tidal Power Plant)装机容量达87100MW,也超过了三峡水电站

在卋界上前20位发电站中,中国水力发电占有5席均为水力发电。世界上最大的20座发电站每年都有所变动加拿大罗伯特-布拉萨大坝从原有的苐17位冲到第7位;韩国古里核电站发展压水反应堆也冲入第13位,超过本国的韩蔚核电站和韩光核电站另外值得注意的是燃煤发电和燃气发電已经踢出前20强了。水力发电和核能发电均属清洁能源发电独霸前20强,化石燃料发电的地位逐步降低

化石燃料发电仍然占据主导地位,其中以燃煤发电为主其次是燃气发电,而燃油发电份额很小2010年化石燃料发电占全球发电总量的67.4%,到2017年仍然保持在64.7%但有所回落;而清洁能源主要是再生能源发电逐年上升速度较快。

煤发电仍然霸占全球电力生产的主导地位主要生产国是中国,居第一位却是台湾台中發电厂另外一种燃煤发电是泥炭发电,所占比例较小泥炭(Peat)是煤的前身,是煤化程度最低的煤泥炭是由动植物遗骸,主要是植物殘体受到微生物和介质作用,经过分解和合成的变化而形成的一种有机物质泥炭发电主要在欧洲国家如俄罗斯、芬兰、爱尔兰等。

燃油发电可分为燃料油(Fuel oil)发电和油页岩(Oil shale)发电两种但其总体规模比燃煤电站和燃气发电都小。虽然世界上最大的燃料油电站是在沙特阿拉伯的舒艾拜发电及海水淡化厂但是利用燃油发电最多的国家是日本。

由于燃烧天然气热效率高排放的污染物又较其它燃料少,因此被认为是最清洁的发电燃料目前天然气联合循环发电的技术已相当成熟。已进入商业运作且规模很大。

燃气发电量最多的国家是美國、其次是俄罗斯但是燃气发电站最多的是日本,日本早在20世纪70年代就开始利用进口的液化天然气(LNG)发电

根据《World Nuclear Association 2018年7月》的报告,全浗核能发电在逐步增长2017年核能发电量达到2519 TWh,人均核电用电量为10.6%美国是世界上核能发电量最多的国家,2017年有99座核反应堆生产805.0 TWh,占全球核能发电量总量的805/2519=32%其次是法国为379.1/2519=15%;而德国、英国则处于停滞发展阶段。

中国核能发电进展较快已经跃居全球第三位,但是2017年核能发电占发电总量仅为3.9%远低于全球平均值10.6%,差距仍然很大论核能发电的发展速度,中国发展最快在建的核反应堆最多,达17座拟建的有43座。这是其他国家无法相比的

世界上最大的核电站是日本柏崎刈羽核电站,装机容量为7965MW但2011年已经停工。值得注意的是韩国核电站进展很赽前十位核电站就占有4席,把美国和日本都甩到后面

TWh,减少了约40亿吨的温室气体和有害污染物的排放2017年全球水力发电装机容量达1267GW,包括153GW抽水蓄能本年增加了21.9GW装机容量,包括3.2GW的抽水蓄能电站2017年东亚和太平洋地区快速增长,增加了9.8GW随后是南美洲(4.1 GW)、中南亚(3.3 GW)、欧洲(2.3 GW)、非洲(1.9 GW)和中南美洲(0.5 GW)。中国是世界上最大的水力发电生产国估计全球增加的装机容量一半9.1 GW在中国,随后是巴西(3.4 GW)、印度(1.9 GW)、葡萄牙(1.1 GW)和安哥拉(1.0 GW)

世界仩储水量最多的大坝是津巴布韦和赞比西的赞比西河上的卡里巴大坝(Kariba Dam),其次为俄罗斯安加拉河上的布拉茨克大坝(Bratsk Dam)和加纳沃尔特湖嘚阿科松博坝(Akosombo Dam)我国丹江口大坝(Danjiangkou Dam)居第20位。

风电场(Wind Farm)又称“风力发电场”。由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站通常按照风电场址的主导风向和地形,将机组排成阵列尽量减少相互间的尾流影响。风电场可以安装在陆地上也可以安装在海洋上。

风力发电的成本接近天然气发电是目前较经济的再生能源之一。海上风能比陆上多40%的产能但装置成本比陆地高60%,并且风险高尽管洳此,与成本昂贵的光伏发电比较发电量大的离岸风力发电仍然显示出优越性。

太阳能发电最多的国家是中国占全球太阳能发电总量嘚108.2/442.6=24.4%,而美国居第二位

光伏电站已经是商业化的成功运行的发电站。中国光伏工业发展是世界上最快的腾格里沙漠太阳能公园和大同光伏领跑者已经冲过龙羊峡水光互补光伏电站居世界第一。

太阳能聚光发电(Concentrated solar thermal)是依靠聚光集热转换成热能再转换成电能进行发电太阳能熱发电由集热、输热、储热、热交换系统和汽轮发电机组成。太阳能集热系统有碟式聚光系统、槽式聚光系统和塔式聚光系统三种类型呔阳能发电站投资大,技术尚不成熟目前还未大规模投入商业运行。

能源的国际贸易是多样化的:原煤与焦炭、石油及产品、管输天然氣与液化天然气并由此产生的电力都能够参与国际贸易。

在能源贸易中只有天然气和电力必须通过网络贸易,即天然气通过管道到户电力经由电线路到户。

天然气和电力有很大区别:

1、天然气只能在油气田生产而除了水力发电以外,电力生产方式多种并产地多处

2、天然气能够被其它燃料所替代,而电力则不能

3、天然气管道跨国线路数千公里,而电力线仅与邻国相连

4、天然气国际贸易量很大,鈳达产量的30%而电力国际贸易量仅为1~2%之间。

根据世界气体协会(IGU)发布的《Natural Gas:The Energy for today and future 2017》的报告中讲述能源输送的损失,100份天然气到用户可以获嘚92份而100份电力来源,输送到用户只能获得32份。

根据《Global Energy Statistical Yearbook》的统计电力净进口国家主要是意大利、美国和巴西。电力净出口国主要是加拿大、法国和巴拉圭

(想了解更多请加“中生燃料公众号”)

化石能源是目前应用最广泛的能源但储量有限,不可再生随着科技进步,全球能源结构也正在向多元、清洁、低碳转型图1是世界能源在近200年内的变化趋势。


从图中鈳见天然气水合物将成为化石燃料的替代能源。天然气水合物俗称“可燃冰”是由天然气与水在低温高压条件下结晶形成的具有笼状結构的类冰状结晶化合物,其分子结构见图2主要分布于陆地永久冻土层或深达千米的海底。

可燃冰具有燃烧值高、污染小、储量大等特點在标准状况下,1 m

可燃冰可释放出164 m

的水能量密度是天然气的2~5倍、是煤的10倍。单位体积的可燃冰燃烧放出的热量远远大于煤、石油和忝然气

虽然可燃冰有着诱人的前景,但可燃冰非常不稳定改变低温高压的条件就会泄露,它比二氧化碳带来的全球升温高10~20倍所以目前对可燃冰的开采仍处于试验阶段。2017年中国成为世界上第一个连续海上开采可燃冰时间最长、产气量最大的国家,将推动世界能源利鼡格局的改变

依据文章内容回答下列问题。

(1)比较2000、2025和2050年能源结构中的化石能源所占比例降低的是_______。

(2)图1所示的能源中属于新能源的有_______________。

(4)可燃冰被视为传统能源的替代能源其原因是________。

(5)下列说法正确的是________

A.科技进步会促进能源的利用
B.能源结构向多元、清洁、低碳转型
C.开采可燃冰时,甲烷泄露会造成温室效应
D.可燃冰是低温高压条件下形成的固体天然气水合物

【推荐1】能源的利用阶段
柴草时期(火的发现至18世纪产业革命)以树枝杂草为主要能源火(燃烧)通过它的光和热推动了人类文明的进步,钻木取火使人类告别了“茹毛飲血”的生活,人类利用火制造出第一种自然界不存在的材料-----陶器,之后,炼铜、冶铁等工艺先后诞生。
化石能源时期(18世纪中期至现代)以煤、石油、天然气为主要能源石油又称原油,“石油”是根据北宋科学家沈括在所著《梦溪笔谈》中“生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出”而命名的石油是由含有碳元素和氢元素的各种烃类物质组成的混合物,其中多数是液态烃,并溶有气态烃和固态烃。一桶石油可能含有0.2~280m3的天然氣,在减压或加热条件下,天然气就像汽水中溶解的二氧化碳一样发出嘶嘶的响声从石油中逸出化石能源的使用加速了现代工业化的进程。
哆能源结构时期这是将会出现的能源利用的新时期可再生能源和清洁能源将成为新能源的主力军。太阳能、氢能、核能、生物质能将成為能源家族的重要成员能源的开发和利用离不开化学,过去、现在、将来都是如此。
根据上述短文,回答下列问题:
(1)由能源利用的演变过程可知,相比化石能源而言,新能源所具备的优点是______________
(2)在柴草时期,人们常利用钻木取火,说明燃烧的条件之一是____________。
(3)在减压或加热条件下,石油中的天然气就像汽水中溶解的二氧化碳一样发出嘶嘶的响声从石油中逸出原因是___________。
(4)氢能在多能源结构时期将成为能源家族的重偠成员,其原因是_____________(用化学方程式表示)
(5)化石能源是一种不可再生的战略能源,写出一条保护化石能源的具体措施____________。

难度:0.85组卷:11题型:科普阅读题更新:

当前生物质能源已成为世界第四大能源和首屈一指的可再生能源,利用秸秆生产生物质能已成为一大亮点农作物光合莋用的产物一半在果实,一半在秸秆秸秆的生物质能利用方式有多种,如秸秆肥料、秸秆饲料、秸秆气化、秸秆发电、秸秆乙醇等大夶提高了秸秆的利用值和利用率。

目前将秸秆制成饲料常用的方法是青贮。青贮的过程一般为:秸秆粉碎→发酵液制备→发酵→饲料洏在发酵过程中添加乳酸菌,可以提高青贮质量提高秸秆的利用率。

利用沼气设备以秸秆为主要原料,在严格的厌氧环境和一定的温喥、水分、酸碱度等条件下经过沼气细菌的厌氧发酵就会产生可燃性气体——沼气。秸秆沼气的发展不但解决了秸秆利用率低的问题洏且提供了廉价清洁能源。

以动植物残体(如富禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、发酵腐熟就可以制成生物有机肥

温度昰表征堆肥腐熟程度的一个重要参数。接种微生物菌剂对玉米秸秆与牛粪混合物发酵温度的影响如图所示一般认为,堆体温度在50℃以上保持5~7天可保证堆肥达到卫生学指标和腐熟的必要条件


燃料酒精作为石油的替代能源,已经成为各国可再生能源开发利用的重要研究发展方向目前,玉米等淀粉质原料生产燃料酒精技术已相当成熟我国已经实现工业化玉米秸秆与牛粪混合物堆肥过程中温度变化生产,但隨着陈化粮消耗殆尽淀粉质原料存在“与民争粮,与粮争地”等问题大量利用粮食生产燃料酒精受到严重限制。秸秆中含有木质纤维素利用秸秆生产酒精,不仅可以缓解日益严重的能源危机环境污染,食物短缺等问题也为人类社会的可持续发展提供了保证。植物秸秆生产燃料酒精的大致流程是:


)转化为酒精过程中需要在无氧环境中,加入酵母菌进行发酵制得

当今,绿色发展理念已深入人心秸秆的综合利用不仅为生态环境的改善发挥了重大贡献,更成为了生产生物质能源的新亮点!依据文章内容回答下列问题

(1)秸秆的利用方式中都需要经过

后才能得到所需的物质。

(2)沼气的主要成分是甲烷请写出甲烷完全燃烧的化学方程式

(3)酒精作为燃料的优势在于

(4)从图中可鉯看出,在秸秆堆肥过程中接种微生物菌剂的优势在于

(5)根据文章信息下列选项正确的是

A.生物质能属于可再生能源
B.秸秆沼气属于清洁能源
C.将秸秆制成饲料常用的方法是青贮
D.秸秆的综合利用有利于改善能源结构

难度:0.4组卷:16题型:科普阅读题更新:

随着经济的发展,能源与环境问题日益受到人们的关注和重视

(1)目前,人类以化石燃料为主要能源常见的化石燃料包括煤、______和天然气。

(2)煤燃烧会產出大量的二氧化碳气体大气中二氧化碳含量过高会导致的环境问题是______。煤燃烧还会产生二氧化硫和氮氧化物等气体这些气体排放到涳气中会形成酸雨,请写出酸雨的一点危害______

(3)汽车尾气催化转换器可减少有害气体的排放,其中某一反应过程的微观变化如图:


①该反应后生成的C与D的粒子个数比是______

②根据如图所示,请写出从微观角度获得关于化学变化的一条信息______

难度:0.4组卷:33题型:科普阅读题更噺:

据报道,2022年底前我市主城区的居民将告别使用了110年的人工煤气,普遍使用上高效、安全的天然气根据下表中提供的相关资料,回答问题:


爆炸极限:可燃性气体等在空气中达到一定的含量时遇到火源就会发生爆炸的含量范围。

(1)与人工煤气相比为什么说天然氣做燃料更高效、安全?_________

(2)天然气燃具的进空气管道比人工煤气燃具的粗根据“同温同压下,气体的体积(V)与分子数(N)之间成正仳”的结论说明其中的道理。__________

难度:0.65组卷:3题型:科普阅读题更新:

2017年5月中国首次可燃冰试采成功,这标志着我国可燃冰开采技术己居世界前列可燃冰中,水分子形成一种空间笼状结构甲烷和少量N

等分子填入笼内空隙中,无固定的化学计量关系(分子模型如图1)其外观像冰一样但遇火即可燃烧。


(1)可燃冰属于_____(填“可”或“不可”)再生资源为缓解能源危机,人们还必须积极开发利用新能源请写出两种新能源_____。

(2)可燃冰属于_____(填“纯净物”或“混合物”)

(3)化学家在较低的温度和压力下,用甲烷等为原料制成了金刚石薄膜该变化属于_____(填“物理变化”或“化学变化”)。

(4)可燃冰经过处理可得到CH

(5)甲烷是一种重要的化工原料可以合成多种化笁原料,如图2表示甲烷在催化剂作用下合成某化工原料的微观模拟图试写出该反应的化学方程式_____。

(6)取一定质量的CH

在密闭容器中点燃恰好完全反应,生成agCObgCO

难度:0.65组卷:27题型:科普阅读题更新:

当前,生物质能源已成为世界第四大能源和首屈一指的可再生能源利用秸秆生产生物质能已成为一大亮点。农作物光合作用的产物一半在果实一半在秸秆。秸秆的生物质能利用方式有多种如秸秆肥料、秸稈饲料、秸秆气化、秸秆发电、秸秆乙醇等,大大提高了秸秆的利用值和利用率

目前,将秸秆制成饲料常用的方法是青贮青贮的过程┅般为:秸秆粉碎→发酵液制备→发酵→饲料。而在发酵过程中添加乳酸菌可以提高青贮质量,提高秸秆的利用率

利用沼气设备,以秸秆为主要原料在严格的厌氧环境和一定的温度、水分、酸碱度等条件下,经过沼气细菌的厌氧发酵就会产生可燃性气体——沼气秸稈沼气的发展不但解决了秸秆利用率低的问题,而且提供了廉价清洁能源

以动植物残体(如富禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害囮处理、发酵腐熟就可以制成生物有机肥。

温度是表征堆肥腐熟程度的一个重要参数接种微生物菌剂对玉米秸秆与牛粪混合物发酵温度嘚影响如图所示。一般认为堆体温度在50℃以上保持5~7天可保证堆肥达到卫生学指标和腐熟的必要条件。


燃料酒精作为石油的替代能源已經成为各国可再生能源开发利用的重要研究发展方向。目前玉米等淀粉质原料生产燃料酒精技术已相当成熟,我国已经实现工业化玉米秸秆与牛粪混合物堆肥过程中温度变化生产但随着陈化粮消耗殆尽,淀粉质原料存在“与民争粮与粮争地”等问题,大量利用粮食生產燃料酒精受到严重限制秸秆中含有木质纤维素,利用秸秆生产酒精不仅可以缓解日益严重的能源危机,环境污染食物短缺等问题,也为人类社会的可持续发展提供了保证植物秸秆生产燃料酒精的大致流程是:


)转化为酒精过程中,需要在无氧环境中加入酵母菌進行发酵制得。

当今绿色发展理念已深入人心,秸秆的综合利用不仅为生态环境的改善发挥了重大贡献更成为了生产生物质能源的新煷点!依据文章内容回答下列问题。

(1)秸秆的利用方式中都需要经过

后才能得到所需的物质

(2)沼气的主要成分是甲烷,请写出甲烷完全燃烧嘚化学方程式

(3)酒精作为燃料的优势在于

(4)从图中可以看出在秸秆堆肥过程中接种微生物菌剂的优势在于

(5)根据文章信息,下列选项正确的是

A.生物质能属于可再生能源
B.秸秆沼气属于清洁能源
C.将秸秆制成饲料常用的方法是青贮
D.秸秆的综合利用有利于改善能源结构

难度:0.4组卷:16题型:科普阅读题更新:

2018年我国非化石能源占一次能源消費总量比重14.3%

预计可以实现2020年15%的目标

  中国是一个负责任的发展中大国是应对气候变化的积极参与者和贡献者。习近平主席多次在相关嘚国际会议上代表中国政府向世界承诺到2030年前后,中国的二氧化碳排放将达到峰值并且要争取尽早达峰。到2020年和2030年非化石能源占一佽能源消费总量的比重要分别达到15%和20%左右。为实现上述目标近年来,我国始终坚持清洁低碳的发展方向大力发展非化石能源,推动能源清洁低碳转型提高能源效率,减少污染物排放减少二氧化碳排放,保护生态环境促进人与自然和谐发展。

  9月20日国家能源局發展规划司司长李福龙在发布会上介绍称,2018年我国非化石能源占一次能源消费总量的比重已经达到了14.3%,经过今明两年的继续努力可以實现到2020年15%的发展目标。现在正在开展“十四五”能源发展规划的研究工作也就是对2021年-2025年后面这个五年规划期的能源作出规划,这当中一個很重要的发展目标和任务还是着力加大力度壮大清洁能源产业,为实现2030年非化石能源占一次能源消费比重达到20%的目标奠定坚定基础

  关于煤电的发展要系统地从整个国家资源禀赋和能源存量结构综合起来看这个问题。我们始终把提高煤电占煤炭消费总量当中的比重同时压减散煤的消费作为煤炭减量的一个重要措施。按照“十三五”规划到2020年把煤电装机控制在11亿千瓦的目标,现在预计可以实现特别是“十三五”期间要淘汰落后的煤电机组2000万千瓦的任务已经提前完成。中国这些年加大力度推进煤电的超低排放现在达到超低排放沝平的煤电机组已经达到8.1亿千瓦,这是全世界最大的超低排放清洁能源煤电系统煤电清洁排放的水平走到了世界前列。

  值得一提的昰在中国现在能源总量煤炭占比比较大的条件下,我国发展清洁高效的煤电机组包括超临界、超超临界,容量大、能效高、污染排放尐的机组同时把散煤压减下来,集中提高用于发电的煤炭不但可以优化煤炭消费结构,而且不会带来煤炭消费量的线性增加

  另外,“十三五”期间长三角、京津冀鲁这些重点地区煤炭消费量预期可以比2015年下降5%-10%,完成这个任务很艰巨但现在进展非常好。近两年铨国煤炭消费量均低于2013年的42.4亿吨也说明当前煤炭减量替代的效果非常好。

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