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节能减排. A 节能减排部分. B 植被吸收 CO 2 部分. 4. 1. 2. 3. 一次化石能源转换过程中的节能研究. 能量转换过程中的节能研究. 终端节能. 总结. A 目录. 一次能源转换节能总纲. 化石能源. 煤. 石油. 天然气. 生成化肥. 燃料. 电厂. 燃煤发电. 锅炉，窑炉. 化工转换. 化 工 转 换. 节 能 措 施. 节 能 措 施. 节煤. 减排. 48 ％燃煤发电. Mtce. 80% 以上发电量. 煤. 发电机. 天然气. 石油. 水、核.
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节能减排 A 节能减排部分 B 植被吸收CO2部分
4 1 2 3 一次化石能源转换过程中的节能研究 能量转换过程中的节能研究 终端节能 总结 A 目录
一次能源转换节能总纲 化石能源 煤 石油 天然气 生成化肥 燃料 电厂 燃煤发电 锅炉，窑炉 化工转换 化 工 转 换 节 能 措 施 节 能 措 施 节煤 减排
48％燃煤发电 Mtce 80%以上发电量 煤 发电机 天然气 石油 水、核 90%以上燃料 近年一次能源消费构成变化情况 32％锅炉、窑炉 到2020年，燃煤发电消费约占53％，工业锅炉、窑炉占1/4，煤化工转化占约20％，合计99％ 18％化工转化 90%以上原料 2005年，22亿t 煤炭能源转换 煤炭在中国能源中占有重要地位
1.1燃煤发电 近年电力构成 单位：亿千瓦时 资料来源：中国统计年鉴2006，2006年数据为中国电力企业联合会快报
我国历年电力煤耗相关指标 1.1燃煤发电 数据来源：煤炭科学研究总院
1.1燃煤发电 B 国际比较 A 国内比较
节能改造措施 a 关停小火电机组 大型高效发电机组每千瓦时供电煤耗为290—340克，中小机组则达到380—500克，高出100—200克。从污染物排放看，2005年，小火电机组排放的二氧化硫和烟尘排放量分别占到电力行业总排放量的35%和52%。 全国６.２２亿千瓦电力装机中，小火电占 １.１５亿千瓦。达到同样的发电量，小火 电煤耗要比大机组高三成至五成。而且小火电 产生的二氧化硫和烟尘占整个电力工业三分之 一和一半大型高效发电机组每千瓦时供电 煤耗为290—340克，中小机组则达到380—500 克，高出100—200克。从污染物排放看，2005 年。小火电机组排放的二氧化硫和烟尘排放量 分别占到电力行业总排放量的35%和52%。 为何关停小火电？
今后四年全国要关停小燃煤机组5000万千瓦以上，燃油机组700万千瓦至1000万千瓦，不再新上小火电项目。这样，每年可节能5000万吨以上标准煤、减排160万吨以上二氧化硫。据估算，现有的小机组如果被大机组完全替代，一年可以节约煤炭9000万吨标准煤，相应地减少二氧化硫排放180万吨，今后四年全国要关停小燃煤机组5000万千瓦以上，燃油机组700万千瓦至1000万千瓦，不再新上小火电项目。这样，每年可节能5000万吨以上标准煤、减排160万吨以上二氧化硫。据估算，现有的小机组如果被大机组完全替代，一年可以节约煤炭9000万吨标准煤，相应地减少二氧化硫排放180万吨， 减少二氧化碳排放2.2亿吨。
b.发展超超临界技术 • 定义 锅炉的新蒸汽的压力大于临界压力(22.064MPa)小于25MPa的锅炉称为超临界锅炉，配套的汽轮机称为超临界汽轮机 锅炉的新蒸汽的压力介于25～31MPa的锅炉称为超超临界锅炉，配套的汽轮机称为超超临界汽轮机。 超超临界锅炉结构图
节能潜力 我国目前运行的发电厂，平均发电效 率在35％以下，单电煤耗为380克标 准煤以上；我国设计生产的亚临界机 组的发电效率在38％左右，单电煤耗 约350克标准煤；我国引进的超临界机 组的发电效率在41％左右，单电煤耗 约310克标准煤；以三菱、日立为代表 的日本超超临界机组发电效率在48％ 左右，单电煤耗约265克标准煤。如果 采用超超临界技术发电，和我国现在 运行的机组效率相比，每度电至少可 以节煤50克，按现在的装机容量，每 年可节煤两亿吨。
节能比较 节能前后对比 1995年-2006年我国电力煤耗情况（节能比较） 单位：亿吨 以国际先进标准计算 以我国现行发电标准能耗标准计算 实际供电煤耗量
煤电减排CO2和SO2 若按照国际先进水平为标准，我国煤电减排的CO2和SO2量如下图。 节约的煤量×67%÷12/44=CO2的减排量 节约的煤量× 3%÷32/64=SO2的减排量 折算成标煤：C和S平均计算为67%和3％
1.2工业锅炉和窑炉 我国锅炉现状 截止至2005 年底, 我国在用锅炉总台数为55.38万台,其中: 电站锅炉0. 78 万台; 工业锅炉31. 28万台;生活锅炉23. 32万台。目前,中国工业锅炉年耗煤4 亿吨,每年向大气排放600 万吨SO2、800万吨烟尘、1. 64亿吨CO2、8 700万吨灰渣,工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二,仅次于电站锅炉。
改善措施 • 采用分层给煤装置，改善风室密封和调节性，可提高燃烧效率10%－15%。 • 增设烟气分析仪，随时监测过量空气系数，将其调整到合理的范围内。 • 配置合理的前后拱和一次风，提高炉膛温度，促进混合，达到降低炉渣和飞灰含碳以及减少CO2的目的。 • 配置足够的省煤器(最好用热管式)或空气预热器(最好用新型内螺纹铸铁管)，把排烟温度降到合理的范围。 • 改烧型煤或采用炉前成型技术，可使燃烧效率提高5%－15%，并大大降低粉尘排放。 • 对大中型工业锅炉(6t/h以上)可考虑采用流化床技术改造，在使用劣质燃料的情况下，达到高效清洁燃烧和良好经济效益的目的。 • 改善企业管理和加强司炉培训对维持锅炉的高效清洁运行是至关重要的。这项工作具有事半功倍的效果，对中小企业的锅炉房尤其明显。
节能改造后的节能潜力 • 我国现有的50多万台大大小小的工业锅炉，其实际运行平均效率仅为60%，比国外先进水平低20%－25%。仅此一项，一年就多烧煤7500万t，多排13000万tCO2。 • 我国目前在燃用未经加工处理的原煤条件下，要达到国外先进水平是十分困难的，但只要提高管理水平，对设备做适当的技术改造，锅炉效率提高到70%－75%是完全可能的。这样年节煤将达3400万t，少排6300万tCO2以及大量的其它污染物，如粉尘，SOx，N0x等
1.3煤化工转换过程节能 煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程。从煤的加工过程分，主要包括:干馏(含炼焦和低温干馏)，气化，液化和合成化学品等。 我国化工用煤现状及展望
煤气化节能措施 燃料电池 氢 CO2隔离 氢分离 氢能，近零排放 燃料，化工品 煤气 净化 变换 合成 煤 煤气 气 化 炉 发电机 发电机 燃气轮机 蒸汽 蒸汽 蒸汽轮机 发展以煤气化为主的多联产工程 IGCC
节能潜力 • IGCC发电的净效率可达43%～45％，今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mg／Nm3左右。（目前国家二氧化硫为1200mg／Nm3），氮氧化物排放只有常规电站的15%--20%，耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。
小结 节约的煤量×67%÷12/44=CO2的减排量 节约的煤量× 3%÷32/64=SO2的减排量
2.4 2.1 2.2 2.3 石油一次转换过程中的产品链 我国石化的能耗现状和国外的比较 石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力 石油一次转换过程中的大气污染物减排潜力 2石油节能
2.2.我国石化的能耗现状和国外的比较 1) 平均炼油能耗比较
2. 2.我国石化的能耗现状和国外的比较 2) 形势严峻 • 我国石油化工行业7大重点耗能行业（炼油、乙烯、合成氨、烧碱、电石、纯碱、黄磷）存在着巨大的降耗潜力。 千克标煤 吨合成氨能耗 吨烧碱单位能耗
2.2.我国石化的能耗现状和国外的比较 2) 形势严峻 • 我国石油化工行业7大重点耗能行业（炼油、乙烯、合成氨、烧碱、电石、纯碱、黄磷）存在着巨大的降耗潜力。 吨纯碱能耗 吨电石能耗 氨碱法 联碱法 MJ/吨
2.2.我国石化的能耗现状和国外的比较 2) 形势严峻 • 我国石油化工行业7大重点耗能行业（炼油、乙烯、合成氨、烧碱、电石、纯碱、黄磷）存在着巨大的降耗潜力。 吨乙烯能耗 吨黄磷能耗 吨黄磷能耗/千克标煤
2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力 (一)节能战略 1.提高轻质油收率以降低能耗 我国轻质油收率平均为74%，而国外的先进水平则在80%以上。这对每年加工3亿多吨原油的中国来说，轻质油收率每提高一个百分点，都有重大意义。 2.解决炼化业规模经济问题 世界上炼厂的平均规模为年产500万吨左右，大型炼厂1000万吨。而我国现在千万吨规模的炼厂不多，整体炼油规模水平不高。 3.运输方式问题 我国石油产品运输大部分则是铁路和公路，造成了能耗和损耗都较大；未来5年到10年，减少了运输环节，我国要大力发展管道运输，逐渐减少直至杜绝铁路输油的方式，提高海运和陆路效率。
2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力 (一)节能战略 4.低质量原油的炼制 从世界原油资源来看，在数量上至少可供应到本世纪上半叶，但剩下的资源主要是含硫含酸的重质劣质原油。因此，炼油企业必须能加工“杂粮”和“粗粮”。 5加快推行炼化一体化 炼化一体化（或油化结合）是未来石化企业的发展方向。这种联合体在经济和环境上的意义不言而喻：节约能源，节省成本。如果把这个联合体拆分开，分别放在50个相距100公里的地方，每年将为此多付出5亿多欧元。 6加快推广热电联产技术 热电联产在我国的石化企业中开始大范围推广。过去以烧燃料油为主的炼油企业，现在纷纷改烧煤炭或利用蒸汽，大约能节能20%以上。
装置之间热联合 过程优化技术 气液余热回收 及优化管网 生产装置内部 进行能量系统 优化改造 高效节能环保 燃烧器 变频调速技术 2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力 (二)主要节能技术
2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力 (三)节能潜力（基于前面耗能比较且以2010年为展望比较） • 我国石油化工行业7大重点耗能行业（炼油、乙烯、合成氨、烧碱、电石、纯碱、黄磷）存在着巨大的降耗潜力。 如以2010年我国原油加工量达到4亿吨，单位能量因数耗能11千克标油测算，2010年可以比2004年节约280万吨标油。 炼油 我国合成氨产品能耗的平均水平不高，目前引进合成氨装置能源利用率在 56%左右，而国外先进水平在 70%左右，‘十一五’期间，我国合成氨生产系统通过节能技术改造，预计‘十一五’末综合能耗平均下降 100 千克标煤/吨，达 1600 千克标煤/吨；2010 年合成氨产量将达 4900万吨，节能 490 万吨标煤，减少 CO2 排放量 1180 万吨。 合 成 氨 2005 年我国烧碱单位能耗约为 1372 千克标煤，其中隔膜法能耗 1490 千克标煤，离子膜法能耗 1070 千克标煤，与国外的差距主要是隔膜法烧碱，国际先进水平为 1250～1300 千克标煤。预计 2010 年我国烧碱单位能耗（隔膜法烧碱和离子膜烧碱加权平均）降到 1275 千克标煤，烧碱产量达到 1300 万吨，与 2004年相比，节约 130 万吨标准煤。 烧碱
2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力2.3.石油一次转换过程中的节能战略、技术和潜力 (三)节能潜力（基于前面耗能比较且以2010年为展望比较） 当前联碱法工厂全国平均能耗为 9516MJ/吨，有的已降到 8500MJ/吨以下，与国际先进 水平（日本 8200MJ/吨）相当。索尔维公司纯碱能耗被公认为是当今世界最好水平，约 为 10100MJ/吨，我国与其差距为 30%。到 2010 年我国纯碱产量将达 1600 万吨，氨碱 和联碱加权平均能耗达到 11285MJ/吨，可节能 20 万吨标准煤。 纯 碱 电 石 我国电石生产有氧热法和电热法。我国主要电石生产企业吨电石综合能耗 2.4 吨标煤左右。我国电石工艺能耗：敞开炉平均能耗 2200 千克标煤/吨，密闭炉 1980 千克标煤/吨，平均工艺能耗 2120千克标煤/吨。到 2010 年我国电石产量 850 万吨，工艺能如降到 2000 千克标煤/吨，可节能 102 万吨标准煤。 黄 磷 我国平均水平的电耗、焦耗比国外高 13%和 15%。黄磷产品单位能耗 2004 年为 7200 千克标煤，国内外先进水平分另为 7000 千克标煤和 6500 千克标煤。预计到 2010 年能耗达到 6800 千克标煤，黄磷产量 85 万吨，可节能 34 万吨标煤。 国外乙烯能耗一般为 500～550 千克标油/吨，先进水平为 440千克标油/吨，我国生产 1 吨乙烯比国外一般水平多耗能 150－200 千克标油。如以 2010 年我国乙烯产量达到 1600 万吨，乙烯综合能耗达到《节能中长期专项规划》要求的 650 千克标油/吨测算，2010 年比 2005 年节约 80 万吨标油；如乙烯综合能耗能降到目前国外一般水平 550 千克标油/吨，则 2010 年将比 2005 年节约 240 万吨标油。 乙 烯
2.4.石油一次转换过程中的大气污染物减排潜力2.4.石油一次转换过程中的大气污染物减排潜力 减排的计算思路 石油转换过程中的大气污染物减排以CO2和SO2的计算为主,具体思路就是利用上述展望到2010年节约的化石能源（如煤，油）中的C和S的含量，按照理论完全转换为基础，估算出CO2和SO2的减排量。 组成石油的化学元素主要是碳 （83%～87%）、氢（11%～14%），其余为硫（0.06%～0.8%）、氮（0.02%～1.7%）、氧（0.08%～1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。 碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为50％～60％，褐煤为60％～70％，烟煤为74％～92％，无烟煤为 90％～98％。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤，大于4％；富硫煤，为2.5％～4％；中硫煤，为1.5％～2.5％；低硫煤，为1.0％～1.5％；特低硫煤 ，小于或等于1％。 折算成标油C和S平均计算为85%和0.4％ 折算成标煤：C和S平均计算为67%和3％
4.石油一次转换过程中的大气污染物减排潜力 纯理论计算油煤中C和S完全转换 成CO2和SO2 展望到2010年的减排的计算结果 约减排3.5亿吨CO2 节约的煤量×67%÷12/44=CO2的减排量 节约的煤量× 3%÷32/64=SO2的减排量 节约的油量×85%÷12/44=CO2的减排量 节约的油量× 0.4%÷32/64=SO2的减排量
3 天然气节能 • 天然气在化石燃料中是一种最清洁的能源，目前大部分直接作为燃料(发电厂、工业炉或民用)，少量作为化工原料(制造合成氨、甲醇、甲醛、醋酸等)。 • 天然气的主要化工产品合成氨、甲醇、化肥以及甲醇衍生物，在国内都有广阔的市场空间和发展潜力。 0.0499万亿m3 3.5万亿m3 天然气在全国能源中的使用比重%
3.2.推广天然气化工带来的节能减排 天然气的主要化工产品合成氨（氮肥） 、甲醇、以及液化天然气。 随着我国天然气产量的增加，减少煤、焦制氨比重，增加天然气制氨，可实现大幅节能，预计２００５～２０１５年我国天然气产量将达到６５０亿～９００亿Ｍ３，可供合成氨气１５０亿一２７０亿ｍ３。以每吨氨消耗大然气１０００ｍ３计算，可生产合成氨１５００万一２７００万ｔ，与煤、焦制氨相比，有６３０万～１３００万ｔ标准煤节能潜力。 中型装置 目前，国内中型合成氨企业的平均能耗为１９１８ｋｇ标准煤／ｔ合成氨．国内先进水平为 １７００ｋｇ标准煤／ｔ合成氨，有２１８ｋｇ标准煤／ｔ合成氨节能潜力。如果今后改造中型企业，扩大规模，采用鲁奇法或德士古法生产，能耗可以降至 １４５０ｋｇ标准煤／ｔ合成氨，有４６８ｋｇ标准煤／ｔ合成氨节能潜力。 小型装置 国内小型合成氨平均能耗为１９００ｋｇ标准煤／ｔ合成氨，与国内先进水平相比有２００ｋｇ标准煤／ｔ合成氨节能潜力。随着节能技术的进步，能耗将逐渐下降，预计２０１０年小型合成氨厂产量为１６００万ｔ，能耗为１５００ｋｇ标准煤／ｔ合成氨，有６４０万ｔ标准煤的节能潜力。 合成氨节能潜力1900~2600万吨标煤
3天然气发电节能 热电联产技术节能 1m3天然气用于中型规模然气蒸气轮机循环发电其产生的电和热大约可替代2 ×10 – 3 t 标煤的发电和供热耗煤,节约燃煤0. 8 ×10 – 3 t 标煤。若仅将天然气用于燃气锅炉替代燃煤锅炉房,则1m3天然气可替代燃煤量为1. 275 ×10 – 3 t 标煤。以我国现行天然气消费量的15%用于发电，以2006年计算。可节能702.6万吨标准煤。 天然气节能潜力汇总 化工1900~2600万吨标煤 热电联产702.6万吨标煤
能量转换过程中的节能研究 能量以不同的形式出现。热能是分子的无序运动；化学能存在于原子的组合之中；机械能存在于运动的物体或者发生弹性形变的物体之中；引力能存在于分离开的相互吸引的物体之中。能量以多种形式出现，包括辐射、物体运动、处于激发状态的原子、分子内部及分子之间的应变力。所有这些形式的重要意义在于其能量是相等的，也就是说一种形式的能量可以转变成另一种形式。 转换符合能量守恒定律。 能量转换 电能 转换过程节能 变频调速 余热回收 燃烧过程节能 风能发电 几种主要 形式能量 转换过程 中的节能 机械能 化学能 热能
2.1电力电子变频调速 电动机节能 电动机的节能特性主要是指电动机的实际运行效率。我国目前中小型电机的效率普遍在85%～92%之间，而一个好的节能型电机的效率应该达到94%以上。效率每上升一个百分点，电机的运行所带来的节能效应是非常明显的。就高压电机来说，全国大中型企业高压电机的总装机容量在1.5亿千瓦以上，每年新投入的高压电机总容量在500万千瓦左右，每年消耗在高压电动机上的能量约占全国总用电量的31.5%。如果全国强制采用高效节能的高压电机，则相当于多建了15个30万千瓦的中等电站。 资料来源：中国工控信息网
电机节能中长期专项规划要实现的目标是： 淘汰落后的高能耗机电产品，重点发展变频电机、稀土永磁电机等高效节能机电产品，促进风机、水泵等通用机电产品提高用能效率，提高节能型机电产品设计制造水平和加工能力，在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术 使运行效率提高2 个百分点， 年节电200亿千瓦时。 按照我国现在电耗 标准煤计算， 节煤732万吨
电力电子变频调速 • 风机，泵类运行 我国风机约750万台，年耗电约3000亿KWH。根据世界银行资料分析，我国风机，泵类运行平均效率为75%，国际先进水平为85%以上，年节电潜力约300亿KWH. 年节煤1098万吨 • 配电变压器 我国配电变压器能效低，损耗很大，尤其是农村电网。根据国际节能研究所调查分析：年节电可达250亿KWH.相当于节煤915万吨。
电力电子变频调速 • 电炉 电炉包括熔炉和热处理炉，用电量约占全国总用电量的6%，电弧炉采用短网，调节器，改造成直流电炉等措施，可节电10%-20%；热处理工频感应炉改为中频炉，可节电30%；低温热处理炉采用远红外技术，可节电25%，电炉总的年节电潜力约90亿kwh，相当于节煤329.4万吨。 • 电力机车 用变频调速代替直流传动系统，系统效率可提高6%-7%，节电25%，年节电能力约2000Mkwh 相当于节煤73.2万吨
电力电子变频调速 • 无轨机车和矿山机车 用直流斩波代替电阻器调速，效率可提高30%，年节电潜力2亿kwh（节煤7.32万吨） • 轧机，矿井提升机和滚筒磨机 采用电子交流和变频调速技术，节电潜力约80亿kwh （节煤292.8万吨） • 电解和电镀 电解采用大功率高效整流电源，年节电潜力在15亿kwh以上，电源用脉冲电源代替直流电源，年节电潜力25亿kwh,两项合计年节电潜力40亿kwh ，共计节煤146.4万吨。
电力电子变频调速 • 电焊机 全国约有300万台，用电量约占我国总用电量的1%，若以硅整流管和晶闸管代替引燃管，以次级整流电阻焊机代替交流焊机，发展无铁芯直流，交流电源，两用直流弧焊机和逆变式焊机，可节电30%，若改造更新100万台，年节电潜力约18亿kwh . 按现行电耗煤标准折算， 相当于节煤65.88万吨 小结： 以上九项共计节煤 3660万吨标煤
2.2余热回收 2.2.1 余热回收方式和余热资源情况 余热回收方式
