能源动力论文范文

2024-01-18

能源动力论文范文第1篇

2、能源与动力工程专业“电子技术”课程的教学研究与改革

3、一带一路背景下能源与动力工程专业人才培养国际化路径探索

4、节能技术在能源与动力工程中的应用研究

5、跨学科宽口径节能环保型人才的培养与实践

6、“烧锅炉”的专业,给生活带来无限动力

7、适合地区电力发展特色的专业建设探讨研究

8、试论能源与动力工程的节能技术

9、能源与动力工程的节能技术分析

10、浅谈能源与动力工程的节能技术

11、空调制冷节能技术在能源与动力工程中的探讨

12、浅谈能源与动力工程专业大学生科技创新能力的培养

13、基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践

14、矿业工程和能源与动力工程学科新型交叉培育模式探索

15、能源与动力工程学院举行“111引智计划”首场报告会

16、“卓越工程师培养计划”背景下能源与动力工程专业的实践教学体系改革研究

17、能源与动力工程专业实验教学改革研究

18、课程思政融入能源与动力工程专业的培养方案

19、能源与动力工程专业学位课程的案例教学设计与实践

20、能源与动力工程专业基础课程国际化教学模式的研究

21、能源与动力专业多层次创新实践教学体系的设计

22、能源与动力工程的节能技术分析

23、新工科背景下能源与动力工程专业实践教学的探索与研究

24、我国能源动力工程及能源可持续发展研究

25、新能源技术课程建设研究与实践

26、新工科背景下能源与动力工程专业人才培养模式探究

27、应用型本科院校“能源与动力工程专业”生产实习教学改革探索

28、海洋工程与船舶装备系列课程的教学改革探讨

29、热能动力工程与传统锅炉能源间结合要素分析

30、节能减排形势下能源与环境系统工程专业教学改革的探讨

31、浅谈“翻转课堂”在能源与动力工程专业英语教学中的应用

32、能源与动力工程 未来就业面最宽的专业之一

33、节能技术在能源与动力工程中的应用分析

34、能源与动力工程专业项目动态导向型实践教学体系改革研究

35、对比教学法在工程流体力学课程中的应用与实践

36、新工科背景下能源与动力工程专业实践教学的探索与研究

37、能源与动力工程在电力行业节能减排中的应用研究

38、新时代背景下能源与动力工程的发展分析

39、能源类专业“清洁燃烧技术”课程内容设计和教学方法探讨

40、能源动力工程专业实验课程思政建设探索

41、新建地方本科院校应用型创新人才培养的探索与实践

42、浅谈能源与动力工程在锅炉领域的实践研究

43、虚实结合的能源与动力工程专业实践教学模式探讨

44、分析能源与动力工程的节能技术

45、“能源与动力工程控制基础”课程教学改革探讨

46、能源动力类虚拟仿真综合实践平台建设

47、应用型人才培养模式下能源与环境专业教学改革的探索

48、“卓越计划”背景下能源与动力工程专业实践教学模式研究

49、多元化专业课程设计考核评价模式研究

能源动力论文范文第2篇

摘要:在可持续发展的宏观背景下,随着国家节能减排监管力度的加强、企业能源成本压力以及全球金融危机下的多重作用,能源审计迎来新的发展机遇。从功能定位、空间范畴、核心程序与技术路径角度阐述了新形势下企业能源审计的实施架构。旨在促进能源审计实务的规范化运作。

关键词:能源审计;空间范畴;核心程序;技术路径

1 能源审计的空间范畴:审计对象与范围

能源审计对象包括审计主体与审计客体,审计主体是国家审计机关,这是由宏观能源效益审计所体现的审计关系所决定的。根据上述客观基础的分析,审计的授权人是国家、政府或社会公众,而被审计对象是政府或公共机构,这就要求审计主体有一定的管理层次和权威性,由社会审计或内部审计来承担宏观能源审计是不适当的。审计客体理论上应该包括能源技术系统(ETS)的各项组成内容,但由于受到法律授权、审计手段等各种审计环境因素的制约,目前实践中一般只对与能源有关的财政收支以及对宏观能源效益有直接影响的经济活动进行审计,如重要自然资源的开发利用计划及利用效果的审计。

企业能源审计以企业资源消耗为对象,以企业经济活动全过程为范围,但必须以节能降耗、降低企业生产成本为最终目的。我们知道企业在产品的生产过程中,除了直接消耗燃料动力和耗能工质等能源外,还必须使用人力资源和消耗原材料、辅助材料、包装物、备品备件以及使用各种设备和厂房。而原材料、设备和厂房等也都是需要能源才能生产出来的,所以对它们的使用也是在间接地消耗能源,因此,一个企业的全部能源消耗既包括能源的直接消耗,也包括能源的间接消耗,将之称为全能耗(或资源)。

一般来说。对一个企业进行能源审计需要对该企业的能源管理状况(即管理机构、管理人员素质、管理制度以及制度落实情况等)、生产投入产出过程和设备运行状况等进行全面的审查。对各种能源的购入和使用情况进行详细的审计。这就要求对企业的能源计量、监测系统和统计状况进行必要的审查;要对主要耗能设备的效率和系统的能源利用状况进行必要的测试分析,同时要对企业的照明、采暖通风、工艺流程、厂房建筑结构、以及设备的使用和操作人员的素质予以专门的审查;要利用历年统计数据、现场调查了解结果及测试所得的数据,按照相应的标准和方法计算出一些评价企业能源利用水平的技术经济指标(如产品能源单耗、综合能耗、主要设备的能源利用效率或耗能指标等)。最后对各种调查、统计、测试和计算结果进行综合分析、评价、查找出节能潜力。提出切实可行的改进措施和节能技术改造项目,并做出财务和经济评价。利用能源审计的方法,对企业固定资产投资工程项目(包括节能技术改造项目)进行节能篇的论证,保证基建和技改投资项目节能效益。对热电联产企业和综合利用企业的主要经济技术指标进行审计核查,可以确保国家资源综合利用税收优惠政策,真正落实到实处。

2 能源审计的核心程序:审计准备、分析与报告

依据年度能源审计监测计划或企业委托,通常先与企业联系沟通。根据企业的生产经营安排。商定进厂时间,明确工作内容,制订工作方案,并提前通知企业,做好审计的准备工作。企业能源审计工作方案一般包括:(1)审计人员,一般6~8人,其中审计3~4人,测试3~4人;(2)审计期,一般以一个年度为基期,对比期可选1~3个年度。具体工作中也有以半年为基期的,根据企业实际情况而定;(3)审计时间,一般情况下,10~20天,根据企业的规模和要求而定;(4)审计范围及内容,根据政府部门要求和企业的需求而定;(5)企业主要配合人员,企业法人或委托主管负责人,统计、企管、会计等各1人。主管设备人员1人I(6)审计资料准备以及审计工作的依据和有关标准。

审计监测人员进入企业后。首先召开有关科室、车间人员座谈会,了解和熟悉企业生产、管理及经营情况,使企业法人及有关部门负责人明确审计工作的目的、内容及方案,提出对有关科室和部门如何配合好审计工作的具体要求。然后深入车间、科室,按审计工作要求了解企业各方面的基本情况,如设备状况、能耗与物耗水平、管理状况,调取各种资料,对相关数据进行验证,进行仓库物资抽样盘存。门卫对物资进出的记录,确定审计监测的重点等。与此同时,企业应按要求如实提供审计资料。资料收取完整以后。审计组对企业购进的能源、资源在生产经营环节的流向,按有关标准和计算方法,进行数据处理,特别重要的是产品产量,是一切分析计算的基础,从多渠道、多方法计算准确无误。然后进行封闭式审计分析、核算、评价。

在进行审计分析诊断的同时。监测人员利用监测仪器对企业的重点耗能设备、生产工艺系统等运行效率情况进行测试,并汇总计算测试结果。列出表格或图文找出节能障碍、潜力及改进措施建议。根据审计和监测的结果,进行汇总分析、查找问题。进行诊断和综合评价,做出审计结论,完成能源审计报告书。能源审计报告书的内容包括:对企业的基本评价;对企业各车间、各工序、各种产品的投人产出的过程中的各种能耗、物耗指标的进行计算分析;对企业投入的能源、原材料的整体利用效果进行评价;分析企业在生的日趋复杂,集中计划经济体制及其在这一体制下所形成的国有企业制度的弊端日益明显地暴露出来。自此以后,以国有企业为主体的经济体制改革成为了整个经济生活的主旋律。自20世纪70年代末(1978年)开始至90年代初,我国的国有企业改革分别经历了行政性分权、放权让利以及全面的承包责任制等几个阶段,但由于种种原因,上述举措并没有从根本上解决我国国有企业的效率低下问题。1992年,我国确定了建立社会主义市场经济体制的改革目产工艺上、管理上,设备运转上存在的节能障碍及节约的潜力;提出节能技改措施及财务分析与经济效益评价;做出审计结论,针对存在的问题,逐一说明能源、原材料浪费的原因及节约潜力,并提出整改建议。审计报告书完成后,首先要与企业负责人通常是企业法人交换意见、达成共识,因为审计出的问题牵扯副职、中层管理人员以及部门负责人较多。最后,举行有企业中层干部以上人员参加的审计结果发布会。

3 能源审计的技术路径:基本方法与分析方法

能源审计的技术路径包括基本方法与分析方法两类,企业能源审计的基本方法是依据能量平衡、物料平衡的原理,对企业的能源利用状况进行统计分析,包括企业基本情况调查、生产与管理现场调查,数据搜集与审核汇总,典型系统与设备的运行状况调查,能源与物料的盘存查账等项内容,必要时辅以现场检测。基本方法主要涵盖:(1)对企业能源管理、能源计量、能源统计等项内容的审计标准。(2)对企业的用能概况、能源流程及能源消费指标的计算分析,可以按照国家标准《企业能量平衡表编制方法》进行。(3)产品产量的核定方法,产品产量(或半成品产量)是计算单位产品能耗(或车间单耗)的基准,产品产量仅指合格品数量;产品产量核定时,要考虑到制成品、在制品或半成品的数量,在制品或半成品应折算为相当的制成品;要考虑到标准品与非标准品的区别,非标准品应折算为相当的标准品;产品产量的核定必须通过仓库物资盘查与往来账目进行核定。(4)能源消耗数据的核定方法,企业能源消耗数据和与之对应的产品(或半成品)产量的时间计算区段及所属范围应一致;企业产品能耗的核定要考虑到生产过程中外协加工部分的能源消耗;企业能源审计时应编制企业能源网络图或企业能源消费实物平衡表;企业能源消耗的数据核定应分品种进行非生产系统用能与损失能源量的计算,并对其合理性加以分析,采用合理的方式分摊到产品的企业能源消耗指标中去;企业产品能耗分析必须具有可比性,不同原料、不同生产工艺、消耗不同能源等所生产的产品,不能进行简单的对比。在综合能耗无法进行简单对比时,可对主要生产工序或重点耗能设备(如同型号的磨机、立窑等)的能源指标进行分析比较,以期寻找节能的潜力,(5)能源价格与成本的核定方法,企业能源审计所使用的能源价格与企业财务往来账目的能源价格相一致,在一种能源多种价格的情况下产品能源成本用加权平均价格计算。

能源动力论文范文第3篇

摘要:土耳其地处世界最主要能源产地和世界第二大能源消费市场之间。1990年代初,土耳其在美国支持下开始推行能源走廊计划,与它东部的能源产地以及西部的能源消费国进行广泛的能源合作,多条跨边界的油气管道修建而成,形成了比较发达的管道体系,具备成为欧盟能源供给中转地的条件,但也要看到,土耳其能源走廊计划面临着俄罗斯强有力的挑战。

关键词:土耳其; 能源走廊; 欧盟; 俄罗斯

近年来,欧盟在能源方面屡屡受到俄罗斯的牵制。2008年8月俄格战争初停,俄罗斯就宣布停止向欧盟供应天然气30个小时,以此报复欧盟和北约对格鲁吉亚的支持行为。土耳其由于其区位优势突出,东部紧邻世界两个重要的能源产地——中东和里海地区,西部又临近欧盟市场,从理论上讲,它可以在缓解欧盟能源困境方面发挥枢纽作用,而在实践中,从1990年代初起,土耳其就积极推行能源走廊计划,进行大规模的油气管道建设和能源体制改革,期望以能源合作为契机推动土耳其与欧盟的关系。土耳其能源走廊计划能否在保障欧盟能源安全方面发挥建设性作用?本文将作一分析。

冷战时期,土耳其作为北约成员在地缘政治中被西方阵营看作是阻止苏联向中东、地中海和波斯湾扩张的东方堡垒。冷战结束后,土耳其的战略重要性有所下降。然而,近几年来,土耳其因地缘优势又在世界能源版图上显现出重要性。尽管土耳其国内石油天然气资源严重匮乏,90%的石油和全部的天然气都依赖进口,但是在地理上,其东部紧挨里海地区①和中东地区,这里拥有的天然气和石油储量分别占世界储量的71.8%和72.7%,而其西部的欧盟又是世界第二大的能源消费市场。[1]这种地缘优势使其具备了充当能源走廊的条件。

1990年代初,利用地缘优势打造能源走廊成为土耳其的国家政策,其背景是1993年美国国会通过的“丝绸之路战略法案”明确提出要建立从中亚地区到东地中海的战略走廊,控制这条能源通道,而里海地区与土耳其分别处于这条通道的两端。根据“丝绸之路战略法案”,美国政府开始推行“多重管道战略。”

(Multiple Pipeline Strategy),其重点就是开发、利用和控制里海地区的油气资源,并使之安全输出。里海地区地处亚欧大陆的心脏地带,不仅极具地缘价值,而且这里已探明的石油和天然气储量分别高达328亿吨和27万亿立方米,被称为“第二个中东”。[2]1994年,在美国的支持下,土耳其与阿塞拜疆签署了输油管道协议,修建一条从阿塞拜疆的巴库经格鲁吉亚的第比利斯直到土耳其的地中海港口城市杰伊汉的输油管道,然后通过船载将阿塞拜疆的石油输往欧盟市场。该协议是土耳其能源走廊计划的开端,被土耳其称为“世纪性的协议”。1996年,美国又提出修建管道,过境土耳其输出里海地区的天然气。近年来,土耳其能源走廊计划逐渐摆脱美国的影响,更多考虑欧盟的需要,这在伊朗天然气输欧项目上表现得非常明显,土耳其不顾美国的反对,执意与伊朗展开能源合作,在两国间修建天然气管道。土耳其方面认为,能源走廊计划为土欧关系的发展提供了新机遇,使它在加入欧盟的谈判中拥有更多筹码。

对于欧盟而言,土耳其能源走廊计划有助于改善欧盟的能源安全供给状况。尽管1970年代石油危机以后,欧盟国家在核能和可再生能源的利用方面取得一定成效,但是国际能源组织(IEA)表示,矿物燃料(石油、天然气和煤)依然是全球能源市场的主导。欧盟80%的能源消费依赖矿物燃料,其中,50%的天然气和石油依赖进口,预计到2030年天然气进口比重会上升到80%,石油进口比重则升至70%。欧盟能源安全中一个比较突出的问题就是对某个国家和地区的油气资源过于依赖,特别是对俄罗斯的依赖。欧盟能源市场上45%的天然气和20%的石油来自俄罗斯,其中,有六个成员国100%依赖俄罗斯的天然气供应,至少有7个成员国90%的石油进口自俄罗斯。[3]

对俄罗斯能源的高度依赖让欧盟感到担忧,因为俄罗斯不仅控制着油气资源,还垄断着输欧的油气管道。虽然欧盟在能源方面一直致力于与俄罗斯建立伙伴关系,但是近年来俄罗斯与邻国能源摩擦层出不穷。2006年1月,俄罗斯与乌克兰之间的天然气价格争端,使欧盟数个国家在冬季出现供气紧张状况。同年7月,俄方又以技术原因为由暂停通过“友谊”石油管道支线向立陶宛供油。2007年初,俄罗斯与白俄罗斯发生“石油争端”,波兰从俄进口石油一度中断。如果说能源纷争还容易化解的话,那么以下两方面问题的存在使欧盟对俄罗斯能源供给的持续性、可靠性以及价格的合理性的担心就很难释然了。首先,俄罗斯不可能一直维持能源的高出口率。尽管目前俄罗斯是世界上第一大天然气出口国,但是随着俄罗斯几个主要气田日益枯竭,俄罗斯天然气产量迟早会下降。同样,俄罗斯石油储量占世界的6%,而其产量却占世界的12%,居世界第二位,要一直维持这种高产量是很困难的。其次,俄罗斯的能源扩张面临着投资不足的困扰。近年来,俄罗斯一直致力于实行能源扩张战略,与许多国家签有能源供应合同。国际能源组织指出,2001年至2030年间,俄罗斯国内能源领域需要累计投资3390亿美元,即每年大约需要投资110亿美元,其中,1/3的投资用于向经济合作发展组织国家(OECD)的能源出口计划,而1998年至2003年的五年间,俄罗斯国内整个投资规模不过570亿美元,平均每年的投资规模不足120亿美元,其中外商投资每年约52.5亿美元,这种投资水平无法满足俄罗斯能源工业的发展。然而,俄罗斯对外资进入国内能源市场比较排斥,荷兰皇家壳牌和英国石油公司原先分别持有俄罗斯沙哈林2号气田和科夫塔气田的股份,在俄政府频频施压之下,两家公司被迫以低价将它们所持有的股票卖给了俄罗斯国内的能源公司。投资不足迟早会影响俄罗斯能源生产效率以及能源价格,这将对欧盟能源市场的稳定带来冲击。

因此,从长远看,欧盟有必要寻找其他安全可靠的能源供给地,增加能源供给渠道,降低对俄罗斯的依赖。由于里海地区油气资源储量丰富,又靠近欧盟市场,2006年欧盟能源绿皮书指出,如果欧盟能分享里海地区的能源,将有助于缓解欧盟能源供给安全,并提出要逐步把里海地区的能源市场与欧盟市场整合为一起。[4]里海地区一直远离世界能源市场,前苏联时期,该地区的油气资源主要通过“中亚-中央”管道集中输送到俄罗斯之后再出口。阿塞拜疆、哈萨克斯坦、土库曼斯坦、乌兹别克斯坦等国独立后,成为中亚内陆国家,其能源出口在很大程度还是依赖俄罗斯,但是俄罗斯往往用较低的价格购买这些国家的油气资源,然后再以高价出口,这一现实迫使它们寻求其他可行的出口通道。由于与这些前苏联国家在历史、文化和语言方面存在亲缘关系,土耳其在1990年代初率先承认这些国家的独立,并向它们提供了大量援助,包括15亿美元的低息贷款、7000万美元紧急援助,并在这些国家开办了2000多家合资企业。[5]这种良好关系使土耳其成为里海国家能源出口通道的选择之一,而欧盟能源绿皮书中也暗示土耳其是里海地区油气资源输欧最可靠的、最安全的中转地,称土耳其对于欧盟能源安全供给具有战略重要性。有专家表示,拥有世界天然气储量35.5%的10个主要供应国已经或者打算利用土耳其作为中转地向欧盟输出天然气。预计到2015年,欧盟国家15%的天然气进口和10%的石油进口将会过境土耳其。[6]

对土耳其来说,能源走廊计划将给其带来巨额的过境费,同时也能解决其自身的能源供给安全问题。为更好推进能源走廊计划,1999年欧盟赫尔辛基峰会宣布土耳其成为入盟候选国后,土耳其对国内能源体制进行了市场化与私有化改革,鼓励投资、竞争、市场定价以及提高能源效率,从而使本国的能源体制符合欧盟的要求。这一改革增强了土耳其国内以及国外能源公司投资土耳其油气管道建设的信心和热情。目前,土耳其境内已经初步形成了较为发达的油气管道网络体系,已建、在建或者规划中的油气管道有14条之多。

在石油输送方面,目前每天大约有600万桶石油过境土耳其输出。[7]作为能源走廊计划的重要部分,巴库-第比利斯-杰伊汉输油管道(以下简称BTC管道)于2006年投入使用,全长1760公里,日均输油100万桶,占世界日均供油量的1.5%。整个工程耗资36亿美元,主要由英国石油公司(BP)投资。通过这一管道输出的阿塞拜疆石油在到达土耳其地中海港口杰伊汉后,由油轮运往意大利。该管道建成后不久,哈萨克斯坦官方宣布了要借道BTC管道输出本国石油。根据2006年哈萨克斯坦与阿塞拜疆签署的协议,每年将2000万吨产自哈萨克斯坦卡沙汗大油田的原油海运到巴库,然后泵入BTC管道,输往杰伊汉再出口欧盟市场。这一协议得到了土耳其的同意。从经济角度看,哈萨克斯坦的石油的注入将使BTC管道扭转亏损局面。

除了BTC管道之外,博斯普鲁斯海峡分流管道也在修建中,这主要是为了缓解土耳其海峡的海运压力。由油轮装载通过土耳其两海峡的石油占世界日常消耗量的4%。2003年有8000船次通过两海峡,1.5亿吨主要产自俄罗斯的石油和石油产品由此输出,预计到2010年这一数字将达到20亿吨。[8]但是,土耳其两海峡是黑海和地中海之间海上通道的主要“梗阻点”,其中,博斯普鲁斯海峡最狭窄处只有半英里宽,将拥有1200万人口的伊斯坦布尔一分为二,密集的通航船次给伊斯坦布尔带来不小的环境压力,而且这里的反向水流非常强烈,以至于该海峡成为世界上导航难度最大、最危险的海上通道。所以,土耳其提出修建分流管道解决海峡拥堵问题。2000年,英美两国政府以及一些世界知名的石油公司如壳牌、美孚、英国石油公司等接受了按“无偿原则”为土耳其修建一条分流管道。土耳其方面主张该管道应跨越整个安纳托利亚地区,起点是黑海南岸的土耳其港口萨姆逊,终点是杰伊汉,这一主张得到了除俄罗斯外各方的认可,2007年4月,该分流管道开始修建。

杰伊汉是基尔库克-优木尔塔输油管道的终端,这里的管道每年可输出7000万吨的伊拉克石油。1990年代,在伊拉克受制裁期间,这条管道在联合国“石油换食品”计划中发挥了重要作用。

土耳其作为能源走廊所承担另一任务是输送天然气。据国际能源机构预测,世界能源市场上的天然气消费将会持续大幅增长,因为它不仅便宜,储量丰富,而且也是最清洁的能源,目前欧盟国家已经广泛使用天然气发电。与石油不同,天然气液化后由船载输出成本相对较高,所以修建输气管道直接连结供给方与消费方是优先考虑的方式。到目前为止,土耳其境内已经形成自北而南、从东向西的完整的天然气输送网络,有六条跨境输气管道穿越土耳其的边界:(1)俄罗斯-土耳其西部管道,输送俄罗斯的天然气,年输送能力是140亿立方米;(2)北部有蓝流管道,穿过黑海海底,也是输送俄罗斯的天然气,年输送能力最高可达160亿立方米;(3)东部有南高加索管道,输送阿塞拜疆的天然气,年输送能力80亿立方米;(4)东部有德布里兹至埃尔祖鲁姆的管道,输送伊朗的天然气,年输送能力200亿立方米;(5)南部有阿拉伯管道,输送埃及的天然气,年输送能力100多亿立方米;(6)西部有土耳其-希腊管道,主要是再出口阿塞拜疆的天然气,目前年输送能力7.5亿立方米。

根据俄罗斯与土耳其的天然气合同,前两条管道输送的天然气只能用于土耳其国内消费,不允许再出口,其它管道输入的天然气可用于再出口。这六条管道中,最为重要的是南高加索管道,它是土耳其能源走廊计划的支柱。该管道与BTC输油管道并行,主要输送储量达6250亿立方米的阿塞拜疆沙赫·丹尼兹气田的天然气,途经格鲁吉亚,最终到达土耳其城市埃尔祖鲁姆。为实现阿塞拜疆以及今后更多的里海地区天然气过境土耳其输欧的目标,土耳其与希腊在2003年签署协议,修建长285公里的输气管道,这是建设南欧天然气网络的第一步,第二步是将这条管道延伸至意大利。根据协议,管道建成初期每年向希腊提供7.5亿立方米的天然气,此后逐步增加到每年供应30亿立方米,另外每年还将向意大利提供80亿立方米的天然气。该管道已于2008年4月投入使用,这是里海地区天然气第一次不经过俄罗斯领土直接出口欧盟市场。

南高加索管道以及土希管道的投入使用,极大地推动了土耳其能源走廊计划。目前,土耳其和欧美方面正与里海国家商讨沿里海天然气管道体系的修建计划,该体系以南高加索管道为主,再新建辅助管道(重点是修建里海水底管道)将土库曼斯坦和哈萨克斯坦的天然气引入南高加索管道,同时欧盟将修建纳卜科(Nabucco)天然气管道,与南高加索管道在土耳其境内实现对接。纳卜科管道将连接奥地利与土耳其,途经保加利亚、匈牙利、罗马尼亚等国,还将与计划中的南欧天然气管道网络连成一体。所以,纳卜科管道计划非常重要,它将创造一个新的完整的天然气输送体系,可以成为目前俄罗斯-欧盟输气管道的补充或替代,将使土耳其继俄罗斯、阿尔及利亚和挪威之后成为第四个输欧天然气大动脉。2004年,欧盟在维也纳成立了纳卜科管道研究股份公司,出资400多万欧元对这条管道进行了可行性论证,并在2007年任命荷兰前外长尤兹亚斯·冯·阿特森为该项目的协调专员,显示了欧盟对这一计划的重视。

除了寻求输出里海地区的天然气,土耳其还与中东的天然气供应国进行合作,以充实纳卜科计划与南欧天然气管道网络计划。2007年7月,土耳其不顾美国对伊朗的制裁,与伊朗签署协议,获准开发伊朗南部海湾水域南帕斯(SouthPars)三个天然气田,并将开发出来的天然气出售给伊朗,再由伊朗每年输送100亿立方米天然气给土耳其,土耳其可用之供应国内也可输送至欧洲。双方还将合作在土耳其境内铺设两条共计约3500公里长的天然气管道,每年向欧盟市场输送400亿立方米天然气,土库曼斯坦也表示会通过此管道向欧洲输送天然气,欧盟方面已经默认了土耳其与伊朗的能源合作。土耳其还与伊拉克进行商谈,提出“伊拉克综合天然气管道”计划,希望参与开发伊拉克天然气。此外,连接土耳其与埃及的阿拉伯天然气管道也已经建成,该管道途经约旦和叙利亚。根据该协议,埃及每年向土耳其出口40亿立方米的天然气,并过境土耳其向欧盟出口80-100亿立方米的天然气。沙特阿拉伯也提出要借阿拉伯管道向欧盟输出天然气。

土耳其已经拥有较为发达的油气管道网络,无论是里海国家、中东国家还是欧盟都有意选择它作为能源中转地,在一定程度上,它已经成为亚欧之间的能源走廊。然而,土耳其能源走廊计划对欧盟的能源安全能做出多大贡献,将取决于它能再出口从其他渠道输入的油气资源的数量。从目前情形以及未来趋势看,对欧盟而言,土耳其作为天然气中转地的重要性显然要甚于其作为石油中转地的重要性,因为欧盟市场上的石油主要通过霍尔木兹海峡由船运输入的局面在一段时期内是难以改变的。那么,土耳其能否成为第四个输欧天然气的大动脉?土耳其总理埃尔多安给出了答案,他说:“只有沿里海天然气项目成为现实,土耳其能源走廊计划才能完成。”[9]沿里海项目重要性在于其关系到纳卜科天然气项目的实施,而纳卜科计划则决定着土耳其在欧盟能源安全中的地位。卡塔尔、阿曼、阿联酋等中东天然气生产大国表示,只有纳卜科计划完成以后,他们才会考虑过境土耳其向欧盟市场出口天然气。[10]

然而,无论沿里海项目还是纳卜科计划都面临着俄罗斯的挑战。首先,在里海的法律地位问题上,俄罗斯改变了原先的共管原则,即“离岸45海里区域为沿岸各国所有,其余海域则为沿岸各国共有”,提出根据沿岸各国海岸线长短,按中间线等距离划分里海海底矿产资源。俄罗斯、哈萨克斯坦和土库曼斯坦倾向接受中间线原则,而伊朗则坚持共管原则。俄罗斯方面强调,建设任何沿里海的管道体系,只有在确定里海法律地位后方可进行,这实际上是警告西方的能源公司和财团不要在争议尚存的情况下盲目投资。其次,俄罗斯与里海东岸的土库曼斯坦、哈萨克斯坦开展能源合作,阻止里海天然气西流,并取得一定成果。2007年,三国签署协议,同意对现有的中亚至俄罗斯的“中亚-中央”天然气管道进行更新改造,并在里海附近铺设新的通往俄罗斯的天然气管道,形成中亚地区规模最大的天然气输送体系,普京强调,“这条新能源动脉的开工建设将保证我们的伙伴获得长期、稳定的天然气供应,为巩固欧洲、欧亚乃至全球能源安全作出新贡献。”[11]该工程最早将于2008年下半年动工,年输气能力可在2010年前达到100亿立方米,此后有望增加到300亿立方米,这对沿里海天然气项目构成有力的竞争,也对纳卜科计划形成威胁。最后,俄罗斯提出南流管道项目(South Steam Project)直接对抗欧盟的纳卜科计划。俄罗斯天然气工业股份公司已经与意大利埃尼公司(ENI)签署协议,宣布成立合资公司共同修建南流管道。该管道穿过黑海海底,抵达保加利亚后,再分成两条管道,一条沿西北向延伸到奥地利,一条先南向抵达希腊,再向西到达意大利。目前,该管道的过境国匈牙利、希腊、保加利亚、斯洛文尼亚等国已经与俄罗斯签署了有关南流管道的合作协议。由于南流管道在线路上与纳卜科计划基本上重叠,从而降低纳卜科计划的现实意义,匈牙利等国政府已公开表示不支持纳卜科计划。[12]

可以看出,俄罗斯对欧盟方面提出的绕道俄罗斯的天然气管道计划非常敏感,主要原因在于:一是使欧盟国家在天然气供应方面无法摆脱对俄罗斯的依赖,从而达到牵制欧盟的目的,从这个意义上讲,油气管道无疑具有了政治内涵。二是加强对里海地区的控制。一方面,里海地区的战略地位重要,是俄罗斯的南大门。近年来,随着北约的不断东扩,俄罗斯的国家安全受到威胁,这决定了它不会轻易放松对里海地区的控制。另一方面,俄罗斯国内的能源产量不可能长期维持其能源扩张战略,这要求它必须获得更多的能源供给。

此外,尽管欧盟认为土耳其是里海地区油气资源输欧的最安全可靠的中转地,但是土耳其能源走廊计划难以回避以下问题。首先,里海地区和土耳其都是地震多发区,历史上这里曾多次发生7级以上的大地震,这增加了管道建设的技术难度。俄罗斯方面就曾经以地震为由反对铺设里海海底管道,称海底管道一旦破裂造成原油泄漏将会威胁里海的生态环境。其次,地区局势的不稳定也给管道的安全运行造成了困难。由于中东局势的动荡,土耳其与伊朗、土耳其与伊拉克之间的油气管道多次陷于中断,最近的俄格战争迫使途经格鲁吉亚的BTC管道和南高加索管道关闭,而库尔德游击队的恐怖袭击也使土耳其北部的管道时常陷入瘫痪。

总而言之,油气管道已经不单纯是一种运输通道,也是各种政治经济利益博弈的渠道。很显然,土耳其能源走廊计划面临诸多挑战,特别是俄罗斯的挑战,凭土耳其一己之力难以应对,需要欧盟提供更多的支持。在欧俄关系充满不确定因素的情况下,欧盟有必要协调各成员国立场,更加坚决地推进纳卜科计划,使俄罗斯输欧天然气管道处于竞争状态,这是缓解欧盟的能源困境的现实可行的措施。

参考文献:

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[3]Zeyno Baran,EU Energy Security:Time to End Russian Leverage,The Washington Quaterly,N0.3,2007,p.132.

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[9]Kazakhstan signs memo on new route, Turkish Daily News,1 June 2007.

[10]John Roberts,The Turkey Gate:Energy Transit and Security Issues,Tukish Policy Quaterly,No.4,2004,p.19.

[11]里海能源争夺战再度上演[DB/OL].http://news.xinhuanet.com/world/2007-12/22/content_7294393.htm.

[12]Zeyno Baran,EU Energy Security:Time to End Russian Leverage,The Washington Quaterly,N0.3,2007,p.140.

责任编辑仝瑞中

能源动力论文范文第4篇

摘要:改革开放30年的中国能源法制的建设与发展反映了经济发展和体制改革的需要。市场经济需要能源管理的法制化,而可持续发展赋予了我国能源立法新的内涵。构建中国特色能源法及其法律体系,将为实施能源可持续发展战略提供法律保障。能源法制建设30年的经验与启示是:独立的负责任的能源管理机构、预则立的方法论以及坚持中国特色的“洋为中用”的制度创新。

关键词:能源法;能源法制;可持续发展

能源法,就其广义而言,是调整能源领域中各种经济和社会关系法律规范的总称。它有特定的研究领域、特定的研究对象,并形成了有别于其他法律部门的理论。我国能源立法的实践,推动并丰富了能源法的基础理论研究,而理论的发展和深化也提升了能源立法的质量和实施的功效。作为上层建筑领域的组成部分和统治阶级的重要工具之一——能源法,在构建适应中国国情特点的能源法规及其体系的进程中迈出了坚实的步伐。中国改革开放的30年是中国能源法制建设的30年,也是创建中国特色的能源立法30年。回顾中国能源立法的30年,不仅仅是纪念,重要的是在评估和探索中,把中国的能源法理论和立法实践推进新的阶段。

一、转轨时期:能源体制改革滞后的能源立法只是一种尝试

发生在20世纪70年代的两次石油危机,引起了各国能源政策的巨大变化,由廉价石油时代的能源高消耗,转向了促进能源的节约利用和替代能源的开发。世界主要能源消费国家加快了能源的立法。有些国家在制定单行法规的基础上编篡能源法规汇编,如日本,通商产业省汇集出版了《能源六法》,日本国会于1979年颁布了《能源使用合理化法案》;而有些国家采用普通法的形式,制定国家能源法,如美国1978年发布了《国家能源政策法》,目的是把对石油的高度依赖,转向更多地消费煤炭。1974年10月法国制定了《省能法》,英国颁发了《能源法》。

其时,我国正处于改革开放的初期,经济总量和能源生产和消费量,处于世界的后位,虽有少量能源的进出口,但我国的能源消费和供应与世界能源市场的关联度不大,几乎处于能源系统自循环状态。但是,计划经济体制下能源工业的高度集中、统一的管理模式和指令性的资源配置,导致资源的供应难以满足经济增长的要求。电力的持续短缺,以及国内其他能源供应的不足时有显现,由此引发了人们探讨经济发展与能源的关系,寻求加快能源工业发展、合理有效利用能源的全面管理之策。在感受到了世界能源立法脉动的同时,也启动了我国的能源立法工作。水电部和石油部组建了专门的班子,对电业(电力)法和石油法的起草进行调研。时任全国人大常委会法制委员会主任、中共中央政法委书记彭真同志,长期领导全国政法工作,对我国的社会主义法制建设,在理论和实践上做出了重大的贡献,在20世纪80年代之初,就发出指示要求起草能源法。工作落实由新成立的国家能源委及所属的能源研究所承担(笔者有幸担当了该项研究任务的负责人),进行了能源立法理论的探索。然而,遗憾的是,国家能源法的立法仅仅开始短暂的研究,尚未进入草拟,却由于综合性的全国能源管理机构——国家能源委员会的撤消而告停,石油法、电力(业)法以及由国家计委牵头组织的节约能源法的起草工作也因体制、机构等原因耗时颇长却不得进展。其中很重要的原因是20世纪80年代,我国经济体制仍然置于计划经济为主导的地位,国家办能源、政企不分和指令性的计划管理,运行着中国能源生产和消费的庞大系统。所谓的行政性能源法规,明显带有部门计划管理的政令特色,适用范围窄,不仅不能称为法律文件,多是政策性的“通知”和“办法”,但是,对于政企合一的能源工业体制,实施主体和管理者之间的关系相对简单,因此执行却是非常有效的。在能源节约、扩大能源投资、建立能源价格管理和节能奖惩等方面都取得了良好的实施效果。因此,国务院的政令、条例、办法或者规范性的文件形式颁发,已经足够了。客观上对能源管理的法制化并不急需,特别是国家综合性的能源管理机构的撤消,不仅终结了国家能源法起草的使命,而研究起草的其他几项重要的能源专门法,也伴随着政企分开和行政体制的变化,历经数载也未能提出可行的法律草案进入立法程序。

二、市场化改革:推进了能源法制化的进程

20世纪90年代我国改革开放政策的全面实施和市场化进程的加快,中国特色的社会主义市场经济体制和运行机制逐步建立,市场配置资源的作用增强。伴随着经济的飞速发展,能源总量需求与日俱增,能源在我国经济发展中的重要性愈益突出。虽然我国经济体制和市场化改革进程中,能源工业是由计划性的经济管理转向市场经济的法制化管理的后发领域,但是政企分开、能源的企业化改组和商业化运营,已经成为了能源产业部门体制改革的方向。市场经济就是法制经济,要搞市场就要制定市场的法律规范。

诞生于20世纪80年代后期而于1993年撤消的能源部,在探索能源体制改革和市场运行机制以及法制化管理上起到了承上启下的作用。由其牵头组织,委托能源研究所完成的“中国能源法体系的建设”课题,全面规划了能源法体系各层级的法律和法规,提出了中国能源法规体系的基本框架,提出了国家能源立法计划和进度安排的建议,对能源单行法及法规的立法工作起到了指导和推动作用,尽管1993年能源部因国家行政机构改革,能源管理机构的弱化被撤消,但是90年代中期,我国经济立法进程明显加快,《电力法》、《煤炭法》和《节约能源法》分别在1995年、1996年和1997年由人大常委会颁发。但是在能源法体系规划中设列的国家能源法(能源基本法),却由于没有权威机构领命和立法时机不成熟未能提到日程上来。

人大常委会颁布实施的3大能源专门法,是90年代我国能源立法的重大突破和能源法理论的进步。首先它提升了能源法规的法律地位和法律效力,改变了短效和缺少法律地位的行政性文件为主的指令性能源管理的方式;二是在能源法制上,反映了经济体制改革的成果,即在政企分开的基础上政府对能源企业的管理,由计划管理转为法制化管理,适应了能源投资体制的市场性变革和能源企业经营模式变化的需要。规范了企业的能源开发和经营行为以及市场各类主体间的关系,明确了它们的权利和义务;三是相继出台了一些与能源专门法配套的行政法规和地方法规,对上位法条款的释义,以及因法律实施条件的地区差异而由地方立法机构颁布的地方能源法规,体现了我国能源法规体系各层级的不同适用;四是能源立法规划的实施和能源专门法的立法实践,推动了能源法理论的发展。当能源法作为一种法律体系提出时,一些质疑者并不认为这是经济法中能够独立的法律部门,而是从属于矿产资源法的一个分支。但是能源法家族中各法的成功立法,以其明确而又特定的适用范围,以

及特有的社会经济关系的调整,不同于资源法中其他法律部门的调整原则和特殊的制度设计,为能源法学奠定了理论基础。在学术理论上不仅取得了能源法体系的研究成果,还在高校教材中出版了能源法教科书。

但是评估这个时期的能源法规,尽管适当地注意到了立法的前瞻性,但是,囿于当时的立法环境和条件,改革初期的体制纠葛和计划经济的烙印仍有所表现,市场化改革的不到位,对市场运作的模式和规律尚不清晰,未能作出完全符合市场经济运行的制度性安排,法律主体问的关系混乱以致权力和义务不对等。

三、可持续发展的理念:赋予了我国能源法制新的内涵

20世纪的百年里,人类大部分时间没有意识到资源的有限性,为了生存得更好无度地开采自己生存的土地,甚至掠夺他人的资源,破坏性使用能源。气候变化的严峻使人类意识到无节制地消费能源不仅资源枯竭,还会毁坏人类赖以生存的空间,需要全球行动限制能源消费在环境允许的范围内,才能使经济增长,人类永续。可持续发展的理念逐渐被人们所接受,世界各国在里约宣言之后,纷纷制定可持续发展的战略与方针。我国政府制定了《中国21世纪议程》白皮书,将可持续发展作为经济与社会进步的战略方针。我国作为发展中国家,可持续发展是以发展为核心,这种发展不能超越环境和资源的承载能力,以改善和提高人类生活质量为健康发展目标。能源与经济、环境的协调发展,是实施可持续发展战略的重要支点。

20世纪最后10年是我国体制和经济运行机制变革较大时期,由计划经济向市场经济转变,我国能源政策的基本点发生了重大变化,注意与国际规则接轨。可持续发展,焦点集中在自然资源与生态发展的可持续发展、经济的可持续发展和社会的可持续发展这三个方面。我国是发展中国家,经济和社会发展是我国能源法规和政策制定的重要依据,但是资源的节约使用和环境保护成为支撑能源可持续发展的基本国策。“九五”期间先后制定实施的《节能法》、《煤炭法》、《电力法》,都在不同程度上明确了能源工业与环境发展的相互关系,并且制定了相应的规范。但是,由于市场经济体制改革仍处于初发阶段,可持续发展所需要的体制和机制条件尚不完备,所以在法的规范和制度上仍不能体现可持续发展的丰富内涵。

“十五计划”末期和21世纪初,市场经济体制在我国基本确立,市场配置资源的作用进一步增强,充分激发了各类经济要素的活力,我国经济持续高速发展。但是,潜藏在高速经济增长进程中的制约因素也逐渐地暴露,粗放式的经济增长和资源开发利用过程中的浪费,加剧了资源供应的短缺;中国经济与世界经济大潮的接轨与交融,优质能源的大量进口凸现了能源供应的安全问题;气候变化框架公约签定与可持续发展战略作为国策,使环境成为能源结构和消费方式必须严肃对待的问题。为了实现可持续发展的目标,促进可再生能源的发展就是必然的选择,与时俱进的我国能源立法,及时制定和颁发了可再生能源法。

可再生能源法立法原则不仅体现了能源可持续发展的理念,还对政府和市场主体的行为进行了规范,并在可再生能源的发展机制和制度创新上取得了突破,标志着符合可持续发展战略和适应市场经济体制的我国能源立法步入了新的阶段。

2007年10月全国人大公布了经过修订的《节能法》,不仅扩大了节能法的调整范围,在规范了对节能主体的管理的同时,重要的是引进了市场机制,把政府的激励政策、对节能市场的培育与政府的责任和义务作出规制。

可持续发展战略为我国的能源立法规定了新的任务,丰富了新时期能源法的内涵和制度设计。2005年9月党中央、国务院领导审时度势及时做出起草《能源法》(能源基本法)的决策,《能源法》作为能源法律法规的基本法,对全面推进我国能源领域的法制建设,开拓和充实能源法的理论研究将产生深远的影响。《能源法》是我国实施能源可持续发展战略的保障。在经济、能源、环境协调发展的目标下,要创新制度与规范,确保在市场经济的条件下,使能源结构的优化和调整、资源的有效开发和合理利用、能源市场的公平竞争和政府的监管、能源的节约使用和提高能效、可再生能源的发展和能源的替代、能源的安全和储备、政府财税激励和合理能源价格、税费制度等逐步完善,以及为了人们平等地享用能源资源,需要对弱势群体的补贴和保护得到规制。总之,以科学发展观为指导,为建设节约型社会和创新型国家,构筑稳定、经济、清洁安全的能源供应体系,将是我国能源立法面临的新的课题和任务。目前,煤炭法和电力法都启动了修订程序,石油天然气法、原子能法也进入了起草准备阶段。最近几年煤电油运的全面紧张,能源供应的短缺和环境状况的恶化,引起举国上下的关注。为了应对能源供需的严峻形势,完善与加快我国能源立法已经成为了业界和广大民众的共识。

四、经验与启示

改革开放30年来,中国的能源法制建设,经历了从无法可依到一系列能源法律法规的出台,逐步形成了中国特色的能源法规体系的框架,并且在改革发展的道路上不断地完善和充实。回顾30年的能源立法实践,给我们留下的经验和启示良多,笔者认为主要包括以下几个方面:

(一)能源法不同于宪法、民法、刑法等法律部门,它属于专业性强但调整范围又很宽泛的专门法或称为行业法/专业法。虽然它的立法过程与别的法律法规一样,需要经过法案的提出、草拟、立法机构的审议和批准等相同的立法程序。但是根据我国政治经济体制的特点,依法行政的政府行业管理机构对一些专门法的提出、研究和草拟负有责任。中国能源法制建设的历程表明,凡是政府机构中设立了独立的能源管理部门,能源立法的步伐就会前进一大步,80年代初国家能源委虽然存续时间较短,却启动了《能源法》预研究工作,组织起草了改革开放急需的中外合作开采海洋石油的重要行政法规,发布了5个节能指令;能源部执政的五年中,组织完成了能源法律体系建设的研究,并依此提出了能源立法规划;进入21世纪,国家发展改革委内设的能源局,委托能源法研究会再度启动了新的一轮能源法律体系的研究,探索了中国能源法律法规新的需要和内涵,提出了在市场经济条件下完善能源法律体系的设想,同时把现行能源单行法的修订和缺项的单行法提到研究起草的日程;成立了两年多的国家能源领导小组办公室,在国内外各界的普遍关注下,根据国务院领导的指示,勇挑重担与国家发改委、国家法制办紧密合作,得到10多个部委的密切配合,组织专家历时2年许,研究和起草了《能源法》的送审稿。由此可见,在中国目前的政治经济体制中,独立的负有能源管理责任的政府能源机构是中国能源立法的强力推进者,是毋庸置疑的。我们有理由相信国家能源局的诞生将为我国的能源法制建设作出新的贡献。

(二)凡事预则立。能源法涉及的经济社会关系复杂,调整的范围宽泛,而且中国仍处于体制变革中,能源法律的立法过程在相当程度上是一个庞杂的系统工程。为此,做好立法规划和立法前的论证研究是非常重要和必须的。一是能够保证立法的质量,确保法律实施的效果;二是避免相关法问的冲突和矛盾,也避免出现法律真空;三是通过合理的能源立法规划,使上下位法律法规的配置合理,各部法规既有分工又各行其则;四是在开门立法、广纳众言中吸纳各类法律关系主体的合理诉求,平衡利益关系,均衡权利与义务。

(三)本着“洋为中用”的原则,大胆借鉴国外能源立法的经验,但是不能盲目照搬。建设中国特色的能源法制的过程,就是坚持科学发展观,坚持法制创新,走符合中国国情、政情、社情的能源立法之路。要在比较中西法律体系特点的基础上,去借鉴去创新。可再生能源法的制定和节能法的修订,已经开辟了中西融合的立法实践。

中国的能源法制建设已经走过了可圈可点的30年,业绩代表过去,辉煌的未来需要我们更加努力的求索与实践。

能源动力论文范文第5篇

关键词:新工科;化学专业;能源科学与工程;能源化学;教学内容

能源与环境是决定人类生存与发展的两个关键制约因素。能源科学与技术的发展事关国家經济社会发展的能力和水平,是国家高度关注的战略领域[1-2]。建设和完善能源化学专业和应用化学专业的能源特色方向(以下统称能源相关化学专业),培养一大批具有扎实的化学基础,能够从事高层次能源科学与技术研究的人才,对保障国家安全和发展至关重要。调研发现,当前的能源相关化学专业普遍存在教学内容和人才培养的理科化倾向以及过分关注物理能源的问题,使得专业的化学特色不够突出,学生综合运用化学和能源知识分析和解决能源相关复杂问题的能力和素养不足,难以适应新工科快速发展的需要[3]。为了更好地按照新工科理念对现有的能源相关化学专业进行改造,使其人才培养更加突出化学特色、应用特色和交叉特色,促进能源化学研究的最新成果尽快转化为新技术、新业态、新产业,服务于国家创新发展,我们对能源开发、转化和高效利用等领域所涉及的重要化学原理与过程进行了分析,在此基础上提出了改革能源相关化学专业教学内容的建议。

一、能源科学与技术中的化学

能源科学是研究能源的开发、生产、转换、存储、传输、分配及综合利用的科学[4]。在能源开发和利用的过程中,化学发挥着决定性作用,决定着能源科学发展的速度和水平。在能源开发方面,传统能源如石油、煤炭、天然气不可再生、储量有限,可供开采的储量正日益枯竭。与此同时,这些化石能源的使用,还会带来严重的环境问题[5];新兴能源如页岩油、页岩气、泥炭、可燃冰的开发正方兴未艾,但这些资源也不可再生,无法长期支撑人类的可持续发展;其他一次能源包括水能、核能、太阳能、风能、地热能、生物质能等,很多都属于可再生的清洁能源,其开发与利用正成为人们最为关注的领域[6]。表1给出了重要的能源类型和开发利用的方式。

表1中所列能源(严格说应该是能源载体)基本都属于一次能源,即来自自然界、没有经过加工转换的能源[7],这些能源往往不能直接利用。人们需要通过多种手段,将一次能源中所蕴含的能量转化为便于利用的形式,即二次能源[8]。二次能源主要包括电能、热能和机械能。将一次能源转化为二次能源的过程即能源的转化与利用过程。能源的高效利用、低排放、低污染转化是能源转化利用所追求的目标[9],化学原理在能源的转化和利用中使用广泛。能源转化的主要方式列于表2中。

表2显示,从一次能源向二次能源转化通常需要经历多个步骤,而步骤越多、每一步的转化效率越低,则总的能量转化效率就越低。以火电为例,从燃料燃烧到发电需要经过“化学能→热能→机械能→电能”四步,其能源利用率一般只有35%~38%,最高为42%[10]。而使用燃料电池可以直接完成“化学能→电能”的转化,其能源利用率通常在70%以上,远高于火电[11]。因此,能源的高效转化是能源化学研究的重要方向。当然,所谓能源转化是指将能源转化为可以直接利用或者更加便于储存和运输的形式,简单的分离过程(非化学过程如石油炼制)或者转化为非能源材料(如石油化工生产化工原料)不属于能源转化范畴,也就不属于能源化学的研究领域。

能源的分布与利用往往存在巨大的时空差异。如我国的煤炭、石油和天然气等传统能源主要分布在华北、东北和西北区域,而能源消耗最大的区域则是华北、华东和华南,所以能源的储存和运输对能源的有效利用至关重要。为了解决通过公路、铁路和航运运煤成本高、效率低、污染重等问题,人们试图开发将煤液化后通过管道输送的方法[12],目前最有效的方法是通过建设坑口电站,将煤直接转化为电,再通过高压输变电系统进行输送。此时,如何提高坑口电站煤的燃烧效率,降低SO2和NOx的排放量就成为重点。显然,基于坑口电站集中发电的处理,比原来分散发电的处理更加集中,具有效率高、成本更低的显著优势。另外,以氢能开发为例也可以说明转变输运方式的重要性。氢能是未来能源,但其常温常压下呈气态,储存和运输过程不仅效率低、不方便而且非常危险[13]。因此,人们通常采用压缩、液化甚至固化的方式储存和使用氢气。但这些物理储存方式效率仍然不高且风险很大。人们试图开发储氢合金解决这一问题,这属于能源化学中能源材料开发范畴,但迄今储氢合金的研究和应用还不成熟[14]。将氢气与二氧化碳、一氧化碳、氮气等反应,生成甲酸、甲醇、氨等储氢介质,在需要氢气时催化这些储氢介质分解释放氢气不失为一种便捷、高效、安全的方法,因此,相关研究成为近20年的热点,构成能源化学的重要研究领域[15-16]。

另外,对太阳能发电、风力发电、潮汐发电等新型发电形式而言,虽然其符合环保、绿色、可持续的要求,但发电的质量不高、不稳定,电的生产和使用匹配困难,还会给电网的安全平稳运行带来潜在危险[17]。因此,对电能的储存和调节就变得非常重要。将能源转化为易于储存和运输的形式以实现对能源利用的有效调节是能源有效利用的关键之一。表3给出了能源储存的主要方式。

由表3可见,物理储能的方法相对单一,而化学储能的方式则形式多样,研究和应用的前景广大,这恰恰是能源化学研究的最重要领域。其中,“化学能1→化学能2”是指采用化学方法将能源从一种形式转化为另一种便于储存运输且安全便捷的形式的过程。电化学储能是目前技术成熟、应用广泛的技术,在能源化学研究中具有特殊的重要性[18-19]。无论是化学还是电化学、光化学的储能和转化过程,为了实现高效转化,催化剂(包括电催化剂、光催化剂)的研究都具有举足轻重的地位。

二、能源相关化学专业新工科改造建议

通过上面的讨论可以发现,石油化工的重点在于生产化工原料而石油炼制属于物理过程,不宜作为能源相关化学专业教学的重点。将现有能源转化为高效储能介质,如通过转化将石油、煤炭、天然气变为氢气、乙醇、甲醇等才属于能源化学范畴;化石能源的绿色应用,如煤的脱硫、脱硝以及高效燃烧、燃烧产物的处理等,也应纳入能源化学的教学范畴;而新型能源材料、能源载体、新型储能装置的开发和高效制备、现有能源的高效转化和有效利用则是能源化学的最重要内容。

因此,能源相关化学专业新工科改造,在教学上应该使学生对能源的开发、生产、转换、存储、传输、分配及综合利用进行全面的了解,重点应介绍以下几个方面。

1.能源化学理论基础

(1)能源化學基础

热化学,燃料性能及其评价,热功转化方式及转化效率,电化学基础,电化学能量转化效率,光化学基础,光化学量子效率和能量效率,速率与速率方程,速率的测量,反应速率影响因素,反应机理,催化剂性能及其评价。

(2)能源催化

催化化学基础:重要能源催化反应,催化研究方法。

电催化基础:多孔电极,气体扩散电极,电催化研究方法,电化学反应装置,重要电催化反应。

光催化基础:光催化剂,光催化研究方法,重要光催化转化反应。

(3)能源材料基础

能源材料的制备、结构与性能。

2.重要能源转化过程

煤炭的转化:煤炭的加工处理,煤的液化/气化,水煤气转化,煤的脱硫脱硝,煤炭的高效燃烧技术。

原油的开采与转化:原油的催化裂化,原油的加氢裂化,燃油添加剂,高效燃烧,尾气处理。

甲烷的转化:天然气水合物开发,甲烷转化制甲醇,甲烷燃料电池。

合成气及其转化:合成气的制备,合成气制甲醇和碳氢化合物。

氢气的转化:工业制氢,含氢化合物重整,水的电解,水的光解,储氢介质(储氢合金、甲醇、甲酸)的合成与制备,储氢介质制氢,氢氧燃料电池。

二氧化碳转化:二氧化碳的化学转化,(光)电化学转化,光化学转化。

甲醇转化:甲醇的制备,甲醇重整制氢,甲醇燃料,甲醇制油,直接/间接甲醇燃料电池。

乙醇转化:乙醇的制备,乙醇汽油,直接/间接乙醇电池。

甲酸转化:甲酸的制备,甲酸分解制氢,直接/间接甲酸燃料电池。

生物质转化:常见生物质,淀粉和纤维素的转化,植物油脂转化,生物柴油,生物质储氢和制氢。

其他新型转化过程。

3.能源材料

催化材料:重要催化剂及其制备方法。

储能材料:重要金属储能材料及其加工,重要无机非金属储能材料及其制备,重要有机能源材料及其制备。

辅助材料:电解质,溶剂,隔膜,离子交换

膜,其他辅助材料。

添加剂:燃油添加剂,电极添加剂,电解液添加剂。

4.电化学储能装置(包括电池及其制造工艺,电池生产设备)

电池:一次电池,二次电池,金属空气电池,燃料电池,液流电池。

电化学电容器。

电解池:电解装置设计与制造。

5.光能利用

光热转换,光伏发电,光电化学,化学发光。

区别于现有能源相关化学专业,上述内容更多地强调了工程与工艺的内容。在人才培养过程中,除了要求在形成整体性、系统性的科学思维、工程思维和管理思维之外,还要强化实验和实习教学,加大校企协同育人,强化学生的研究能力、方案设计能力、方案的评价判断能力与生产过程管理能力的培养,使学生真正体现理工复合或者理科向工程延伸的新工科特点,能够成为引领能源技术和能源产业发展的创新性复合人才。

三、小结

本文对各类能源的开发、转化和利用的过程进行了分析,对能源的形式、能源的转化和能源的利用进行了归类整理,明确了能源研究中化学的地位和作用,进一步明确了能源化学专业和应用化学专业能源方向的新工科改造方向,并给出了能源化学相关教学内容的建议。

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