解决目前能源危机的探索和若干设想

郭传志

山西省电力公司运城供电公司 043600

引言

人类发展过程中，产生了诸多问题，甚至威胁到人类赖以生存的家园。人类目前利用的大部分能源归根结底都来自于质能转换。太阳和地球质量巨大，只要人类合理利用质能转换产生的能量，由爱因斯坦质能转换公式E=mc2可知，星体极少的一部分质量消耗产生的能量，足以满足人类的能量需求，而且对人类而言是“取之不尽，用之不竭”的。

1 增加能量来源

增加能量来源主要有以下两个途径：

第一：合理利用宇宙中存在的能量，将非常规能源通过生物质能发电站、潮汐发电站、太阳能发电站、水利发电站、风力发电站等转化成电能利用是较为理想的利用方式。

第二：利用核反应堆通过质能转换将地球上的物质转换成能量利用，或者将地球本身蕴含的能量有效利用。

2 减少能量损耗

减少能量利用中的损耗可从以下方面入手：

第一：高效的利用能源。我国对能源和其它矿产资源的利用形式极为粗放，如上文所述，能源并不稀缺，只是现有的技术水平尚无法充分利用，传统的能源消费方式把稀缺的不可再生矿产资源作为能源白白消耗。例如煤炭和石油等不可再生资源有着目前尚未发现的各种效益更大的利用方式，现已知的就有化工、制药、食品添加剂等。但现在煤炭、石油等矿产资源绝大部分通过粗放的燃烧、发电等形式转化成能源利用，少部分在化工上使用，主要原因是这些资源的利用成本十分低廉，经济效益很好，而现有的技术水平来说，新能源的利用成本极为高昂。在新能源尚无力开发，能量供应主要依靠不可再生的常规化石燃料的今天，淘汰“高污染”，“低效率”，“高耗能”的企业就显得尤为重要。

第二：加快推进智能电网建设。大电网，大运行能极大的改善电能质量，减少电压和频率波动，提高供电可靠性，减少停电造成的损失，灵活的电网运行方式能极大的提高能源的利用效率，减少能源的损耗。

第三 ：发展特高压输电。由于我国人口分布不平衡，经济发展水平不平衡导致能源资源分布和能源消费极不平衡。西部人烟稀少，资源丰富，能源消费极少。能源主要通过以下方式传输到中东部主要能源消费地区：（1）：原煤、石油运输。（2）：通过天然气管道“西气东输”。（3）能源资源就地发电后通过高压、特高压“电能高速公路”传输到中东部主要能源消费地区。特高压输电对导线截面积要求少，节省导体材料，电流小，传输过程中电能损耗小，是一种经济效益极高的能量输送方式。上述三种方式中，第三种方式最高效快捷和环保。

第四：大力推进建筑节能。建筑能耗已经占我国社会总能耗的30%。因此，推进建筑节能将能大幅改善能源供应不足。建筑节能应当作为我国节能工作的重点。加强建筑节能方面人才的培养，促进新型墙体材料的研制，引导建筑节能投资，提高外墙的保温性能、改善外窗的保温性和气密性，减少能量耗散是目前建筑节能的切入点。如采用塑料门窗，中空玻璃，墙体保温层等。除此之外，还可仿效发达国家，在建筑物顶部安装光伏发电装置。欧洲21世纪智能电网发展的趋势是构建一个分散电网。这个分散电网的特征是分布式发电与交互式供电。它主要关注配电网与用户的双向互动、双向潮流和信息流。它的配电网既是主动的，又是集分散发电于一体的。鉴于当前中国的基本国情和能源消费现状，中国电网的发展方向则是大容量和超高压。中国适宜建立统一或联合的特高压电网，统一或协调规划建设、统一调度和运行。

第五：加快电力市场建设，优化服务模式，创新电费收缴模式，积极推广阶梯电价、分分时电价和探索建立电能期货交易市场。用阶梯电价促进居民节省能源，在不影响正常生活的情况下合理减少用电量。分时电价根据用电高峰季节、高峰时段和用电低谷季节、低谷时段区别制定电价，通过价格激励机制调节峰谷电量，减少峰谷电量差，减少火电厂启停机的巨大能量损耗和高昂的启停机成本，减少电能消费旺季电气设备过负荷的情况，减少变电设备因过负荷而损坏的维护成本和停电损失，使各种变电设备的容量得到合理利用，提高设备利用效率。探索建立有序的电能期货交易市场，通过电能期货市场了解未来的电能需求情况，有针对性的进行电力投资，极大的减少电力投资风险，避免重复建设，降低设备的闲置率，使设备备用容量得到最高效的利用。

第六：智能节能产品的研发和推广。我国节能产品的发展还不尽如人意，电动机启动时，启动电流约为额定电流的6～7倍，电机启动损失较多能量，目前，节能产品大都是针对企业用户，采用内置无功补偿装置，提高功率因数，降低损耗。居民家庭用电的节能主要靠给予节能家电补贴的方式促进。由于居民的节能意识较差，日常电器的不合理使用以及用户没有关闭家电后切断电源的习惯，电器内电气元件充放电也浪费较多能源。我国人口众多，推广定时自动断电插座，将能节省出巨大的能量用于生产建设，我国以2010年11月1日零时为标准时点进行的第六次全国人口普查显示：大陆31个省、自治区、直辖市共有家庭401517330个。假定每天每个家庭家用电器空载损耗仅为1kw·h，全国一天家用电器空载损耗就达4亿kw·h，每年白白浪费电能高达1.46千亿kw·h。2011年晋城市地方129座煤矿原煤产量仅为5119.3万吨，如果以煤耗率400g／（kw·h）计算，我国居民每年浪费标准煤5840万吨！

第七：逐步建设电动汽车充换电站，满足将来私家车的能源动力需求。货运量较大的长途运输路线建设以电能为主要动力的货运专用运输线路。人流量较大的城市线路建设和推广空轨，减少交通运输对化石燃料的消耗。近年来，我国交通运输业能耗增长率总体上高于全社会能耗增长率，占全社会能耗比重基本维持在7.5%左右。随着信息革命的推进随着国民受教育水平的提高，网购规模迅速扩大。我国电子商务的迅猛发展，必将促进物流行业大发展。汽车货运对燃油的消耗和对环境的污染也不容忽视，现有的蓄电池制造技术无法满足货运汽车的动力和能量需求，电机制造技术也无法满足电动货运汽车的要求。这就有必要建设专用电力货运通道。

3 结束语

总之，从根本上解决能源供需不平衡的问题应从供给和需求两方面入手。我国是一个能源生产和消费大国，能源生产和消费上微小的节能改进，只要得到推广使用，都能产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。此外，新能源开发利用方面，页岩气、人造龙卷风，可燃冰，温差发电，地球板块运动能量发电也需要进一步深入的研究，有效利用这些新能源，不仅能解决人类发展过程中的能源危机，还能减少强烈自然灾害造成的巨大破坏。能源消费方面，生物柴油发动机在混合动力汽车上的应用，也是减少化石燃料消耗，实现能源供应可持续发展，减少大气污染物排放的有效途径。

[1]宋永华.杨霞.以智能电网解决21世纪电力供应面临的挑战.北京:电力技术经济,第21卷第6 期2009年12月