《能源行业知识普及》课件

能源行业知识普及欢迎参加能源行业知识普及课程在这个课程中，我们将深入探讨能源行业的基本概念、发展趋势、政策框架以及能源转型的关键议题能源是现代社会运转的基础，了解能源行业对于把握全球经济发展脉搏和应对气候变化挑战至关重要无论您是能源行业的新手，还是希望拓展知识的专业人士，这个课程都将为您提供系统而全面的能源行业知识框架让我们一起开启能源知识的探索之旅，了解支撑我们世界运转的动力来源什么是能源？能源的定义能源的重要性能源是指能够产生热、光、电能源是国民经济发展的基础，等形式的动力并能够转化为人是维持社会运转的命脉工业类可使用工作的物质资源它生产、交通运输、日常生活都是自然界中存在的、能够通过离不开能源的支持一个国家转化为人类社会提供动力的物的能源安全直接关系到其经济质基础，包括煤炭、石油、天安全和国家安全，能源供应的然气、水力、风力、太阳能等稳定性对经济持续发展至关重多种形式要主要能源类型按照来源和形态，能源主要分为化石能源（煤炭、石油、天然气）、可再生能源（太阳能、风能、水能、生物质能、地热能）以及核能不同类型的能源具有不同的特点和应用场景，共同构成了现代能源体系能源的分类一次能源与二次能源可再生能源与非可再生能源化石能源与新能源一次能源是指自然界中天然存在的、未经转可再生能源是指能够在自然界中不断再生的化石能源是指由远古动植物遗体经过漫长地换和加工的能源，如原煤、原油、天然气、能源，如太阳能、风能、水能、生物质能和质年代演变形成的能源，主要包括煤炭、石水能、风能、太阳能等二次能源是由一次地热能等非可再生能源则是指在自然形成油和天然气新能源通常指传统能源之外的能源加工转换而成的能源形式，如电力、汽过程中需要数百万年时间，一旦消耗就难以各种能源形式，包括太阳能、风能、生物质油、煤气等二次能源通常更便于运输和使短期内再生的能源，主要包括煤炭、石油和能、地热能、海洋能以及核能等，具有清洁用天然气等化石能源、可再生的特点化石能源煤炭1煤炭是中国最主要的能源资源，储量丰富，分布广泛煤炭可用于发电、炼钢、化工等多个领域然而，煤炭的开采和使用会带来严重的环境问题，包括大气污染、水资源污染和土地破坏等随着清洁能源的发展，煤炭在能源结构中的比重正逐步降低石油2石油是现代工业的血液，是重要的化工原料和液体燃料来源中国石油资源相对匮乏，对外依存度较高石油的勘探、开采、炼制和运输构成了完整的石油产业链随着电动汽车的发展，石油在交通领域的需求未来可能面临下降天然气3天然气是一种清洁的化石能源，主要成分为甲烷与煤炭和石油相比，天然气燃烧产生的污染物较少，是推动能源清洁化的重要过渡能源中国近年来大力发展天然气产业，建设了多条输气管道和液化天然气接收站，天然气消费量持续增长可再生能源生物质能与地热能水能生物质能利用农林废弃物、城市垃圾风能水能是中国开发最早、技术最成熟的等有机物质转化为能源地热能则利太阳能风能通过风力发电机组转化为电能可再生能源通过水力发电站将水的用地球内部的热能这两种能源在中太阳能是最丰富的可再生能源，通过中国风能资源丰富，尤其在三北地势能转化为电能中国水力资源丰富国的开发利用相对较少，但具有良好光伏发电和光热发电技术利用中国区（西北、华北、东北）近年来，，建成了三峡、白鹤滩等世界级水电的发展前景，特别是在分布式能源系是全球最大的太阳能光伏设备生产国中国风电装机容量快速增长，成为全站水电具有运行成本低、调节能力统和农村地区应用中和应用市场，光伏装机容量世界第一球风电大国海上风电成为新的发展强的特点，是电力系统的重要支柱太阳能具有无污染、可持续性强的重点，具有资源品质好、不占用土地特点，但也面临间歇性和储能技术挑等优势战核能核能的原理核能的优势与争议全球核能发展现状核能是通过核反应释放的能量，主要核能具有能量密度高、发电稳定、不全球核能发展呈现多元化趋势中国包括核裂变和核聚变两种形式目前排放温室气体等优势，被视为重要的、俄罗斯等国积极发展核能，法国维商业应用的核电站主要利用铀的低碳能源选择然而，核能也面临核持高比例核电结构，而德国则决定逐-235核裂变反应释放热能，再通过蒸汽轮安全、核废料处理和核扩散等争议性步退出核电中国目前运行核电机组机等传统热力循环转化为电能核反问题特别是福岛核事故后，全球对约台，在建数量居世界第一，并积50应过程中释放的能量极其巨大，千克核能安全提出了更高要求，部分国家极发展华龙一号等自主三代核电技术1铀完全裂变可释放相当于吨调整了核能发展政策，推动核能技术创新和产业升级-2352500标准煤的能量中国能源结构煤炭石油天然气水电核电风电太阳能其他中国能源消费结构中，煤炭仍占主导地位，但比重正逐步下降，从年的约降至目前的约石油消费保持稳定增长，天然气消费快速增长可再生能源比重持201070%56%续提高，特别是风电和太阳能发展迅速在能源生产结构方面，中国积极推动能源生产结构优化，加大清洁能源开发力度煤炭产量控制在合理区间，石油产量基本稳定，天然气产量持续增长，非化石能源发电装机容量快速增长中国能源政策十四五能源规划要点十四五期间，中国能源政策以能源安全保障和绿色低碳转型为主线规划强调构建清洁低碳、安全高效的能源体系，推动能源生产和消费革命具体目标包括非化石能源消费比重达到左右，单位能源消耗降低20%GDP

13.5%，能源自给率保持在以上等80%双碳目标碳达峰与碳中和年，中国宣布碳达峰、碳中和目标，即年前实现碳达峰，年202020302060前实现碳中和能源领域是实现双碳目标的主战场，需要推动能源结构深度调整，大幅提高非化石能源比重，控制化石能源消费，提高能源利用效率，发展碳捕集利用与封存技术能源安全战略面对复杂多变的国际能源格局，中国实施能源安全新战略，坚持开源节流并举、立足国内保障能源安全主要措施包括推进能源供给侧结构性改革，加强能源储备能力建设，提高能源系统韧性，构建多元化能源供应体系，加强能源国际合作，保障能源供应安全全球能源格局主要能源生产国主要能源消费国全球能源生产呈现多极化格局美国、俄罗中国、美国、印度是全球最大的能源消费国斯、沙特阿拉伯是传统能源大国，分别在石中国自年超过美国成为世界第一能2009油和天然气领域占据重要地位中国是世界源消费大国，能源需求持续增长发达国家最大的煤炭生产国和清洁能源发电国近年能源消费增长放缓或负增长，而以印度为代来，美国通过页岩气革命成为石油和天然气1表的新兴经济体能源需求快速增长，成为全净出口国，改变了全球能源格局2球能源消费增长的主要驱动力能源地缘政治国际能源市场趋势能源资源成为国际政治博弈的重要筹码中4国际能源市场呈现低碳化、电气化、市场化东地区石油资源丰富但政治不稳定，俄罗斯3和数字化趋势全球能源贸易格局深刻调整利用油气资源扩大地缘政治影响力美国能，油气贸易向亚太地区倾斜，可再生能源技源独立后外交政策调整，中国通过一带一术和装备贸易快速增长油价波动加剧，天路能源合作拓展国际能源空间能源安全然气定价机制多元化，碳定价机制逐步建立与地缘政治紧密交织，相互影响，能源市场更加复杂多变能源转型碳中和目标实现温室气体净零排放1能源结构优化2提高清洁能源比重能效提升3降低单位能耗技术创新4突破关键技术瓶颈体制机制改革5完善市场与政策体系能源转型是指能源系统从高碳向低碳、从化石能源主导向多元清洁能源结构转变的过程这一转型涉及能源供应、转换、输送、存储和消费各环节的系统性变革，是应对气候变化、保障能源安全的必然选择全球能源转型呈现区域差异化特点欧盟推行绿色新政，美国重返气候协议后加速清洁能源发展，中国立足国情走符合自身特点的能源转型道路中国能源转型面临资源禀赋、发展阶段和国际环境等多重约束，需要处理好发展与减排、整体与局部、当前与长远的关系可再生能源发展太阳能发电技术进展风电发展现状与前景水电与其他可再生能源太阳能发电技术主要包括光伏发电和光热风电技术日益成熟，单机容量持续增大，水电是中国最成熟的可再生能源，大型水发电光伏技术持续创新，晶硅电池效率从兆瓦级向兆瓦级发展陆上风电已在电站建设技术世界领先生物质能利用形10不断提高，新型薄膜、钙钛矿等新兴技术资源良好地区实现平价，海上风电成本快式多样，包括发电、供热和生物燃料等快速发展中国已成为全球最大的光伏设速下降中国风电装机规模全球第一，地热能应用范围从传统的供暖拓展到发电备制造国和应用市场，成本大幅下降使光三北地区大型风电基地与东部分散式风领域海洋能开发处于起步阶段，潮汐能伏发电在多个地区实现平价上网大型地电协调发展未来风电将朝着海上化、大、波浪能、温差能等技术不断取得突破面电站与分布式光伏协同发展，光伏储型化、智能化方向发展，远海、深海风电多种可再生能源优势互补，共同构建清洁+能成为未来趋势成为新的突破方向能源体系智能电网智能电网是指通过集成先进的传感、测量、通信、控制和决策等技术，实现电力系统的自动化、信息化和互动化的新一代电网与传统电网相比，智能电网具有更高的安全性、可靠性、经济性和环保性智能电网的核心特点包括自愈能力、用户参与、抵御攻击、电能质量、容纳多种发电形式和电力市场等中国智能电网建设已形成较为完善的技术体系，包括特高压输电技术、柔性交直流输电技术、大规模可再生能源并网技术、先进配电网技术、用电信息采集系统等，为能源转型和电力系统灵活性提升提供了重要支撑能源互联网能源基础设施互联互通1电力、热力、燃气网络融合多能流协同优化2电热气冷多能转换---能源交易新模式3点对点交易、共享能源智慧能源服务4个性化、定制化服务能源互联网是互联网与能源系统深度融合的产物，是一种以电力系统为核心，融合多种能源形式，实现能源双向流动和价值共享的新型能源系统能源互联网的架构一般包括信息层、物理层和业务层三个层次，通过信息网络与能源网络的深度融合，实现能源的智能化生产、传输、存储、消费和交易能源互联网的应用前景广阔，可以促进可再生能源的大规模接入和消纳，提高能源系统效率，降低系统成本，同时为用户提供更加灵活多样的能源服务中国已在多地开展能源互联网示范项目，探索适合不同场景的能源互联网应用模式氢能与燃料电池氢能的特点与优势氢能生产、储存与运输12氢是宇宙中最丰富的元素，能量密氢气生产方式多样，包括化石燃料度高，燃烧只生成水，是理想的清重整制氢（灰氢）、化石燃料重整洁能源载体氢能利用具有零碳排制氢碳捕集（蓝氢）和可再生能源+放、高效率、多元应用等优势，可电解水制氢（绿氢）等氢气储存以替代化石能源应用于交通、工业技术包括高压气态储氢、液态储氢、建筑等多个领域氢能被视为实和固态储氢等氢气运输可通过管现深度脱碳的关键选择，在能源转道输送、液态氢槽车运输、有机液型中具有重要地位态载氢等方式实现降低氢能全生命周期成本是产业发展的关键燃料电池技术与应用3燃料电池是将氢能转化为电能的装置，种类包括质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等燃料电池具有能量转化效率高、无污染、噪音低等优点中国燃料电池技术取得突破性进展，在商用车、分布式发电等领域率先应用建设氢走廊和示范城市群是中国氢能发展的重要战略能源储存技术储能技术类型主要特点应用场景发展阶段抽水蓄能容量大、寿命长、成大规模电网调峰成熟商业化本低锂离子电池响应快、效率高、灵分布式储能、电动汽大规模商业化活性好车压缩空气储能容量大、成本适中电网削峰填谷示范应用飞轮储能充放电快、功率密度瞬时功率调节小规模应用高液流电池容量功率独立设计、中长时储能示范阶段寿命长氢储能可跨季节储存、多用长周期能量转移研发示范途相变材料储热能量密度高、温度稳建筑供暖制冷部分商业化定能源储存是弥合能源生产与消费时空差异的关键技术，对提高可再生能源利用率、保障能源系统安全稳定运行具有重要意义随着可再生能源比重提高，电力系统灵活性需求增加，储能技术的重要性日益凸显中国已将储能纳入国家重大战略，发布了储能技术发展路线图未来储能技术将向高效化、低成本、长寿命、安全性和环保性方向发展，电化学储能与物理储能优势互补，多种储能技术协同发展，形成多元化储能技术体系节能技术工业节能工业是能源消费的主要领域，工业节能潜力巨大主要技术包括高效电机系统、余热余压利用、能量系统优化、工业炉窑改造等钢铁、水泥、化工等高耗能行业采用先进适用技术可显著降低能耗绿色制造体系建设推动工业生产全流程节能降耗，实现资源能源高效利用建筑节能建筑能耗约占全社会终端能耗的，建筑节能是重点领域主要措施包括提30%高建筑围护结构热工性能、发展高效供热制冷系统、推广绿色照明、利用可再生能源等近年来，中国大力推进超低能耗建筑、近零能耗建筑、零碳建筑建设，提高既有建筑节能改造水平，推动建筑能耗持续下降交通节能交通运输是能源消费增长较快的领域交通节能主要包括优化交通结构、提高车辆燃油经济性、发展新能源汽车等中国大力发展城市公共交通，推广节能与新能源汽车，建设绿色交通体系新能源汽车的技术进步和规模化应用将大幅降低交通领域能源消耗和碳排放能源效率40%节能潜力通过综合节能措施，中国工业、建筑、交通等领域理论节能潜力高达40%，实际可实现节能潜力约为20-30%

13.5%能耗强度降低目标十四五期间，中国计划单位GDP能源消耗降低

13.5%，为能源转型和碳减排奠定基础65%重点行业能效提升钢铁、水泥等重点行业采用能效对标达标和节能技改，可实现工业过程能源利用效率提升65%以上20%节能经济效益能效提升每投入1元，可带来约20%的直接经济回报，并产生显著的环境和社会效益能源效率是指在保证同等服务或产出的前提下，能源投入的最小化程度提高能源效率是实现节能减排的最经济、最直接、最有效的途径，被称为第一能源中国已将提高能源效率作为国家能源战略的优先方向，实施能源消耗总量和强度双控制度，推动能源利用方式根本性变革碳捕集与封存捕集CO2运输CO2从化石燃料燃烧或工业过程中分离出的技CO2捕集的需要压缩并输送到适合的地质封存CO2术，包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧位置主要运输方式包括管道运输、船舶运输捕集三种主要路线目前主流技术是化学吸收12和槽车运输远距离大规模运输通常采用管道法，利用胺类溶剂吸收研究方向包括降CO2，类似于天然气管道系统运输技术相对CO2低能耗、提高吸收剂性能和开发新型膜分离技成熟，但需要考虑经济性和安全性问题术等利用封存CO2CO2捕集的可用作增强油气采收率、制造化学将分离出的注入地下深部适宜的地质构造CO2CO243品和材料、培养藻类等利用可提高经中长期封存主要封存场所包括枯竭油气藏、CO2CCS济性，但目前规模有限，不足以消纳大量深部咸水层和不可开采煤层等封存需要确保CO2排放未来结合可再生能源电解水制氢，不会泄漏到地表或地下水系统，需要严格CO2CO2可转化为合成燃料，实现碳循环利用的场址选择、注入监测和长期管理碳捕集与封存（）是指将化石燃料燃烧和工业过程中产生的二氧化碳捕集并长期封存起来，防止其进入大气的技术被视为实现CCS CCS深度脱碳的重要技术路径，特别是对于难以电气化的工业领域和已有化石能源基础设施能源与环境能源生产的环境影响能源利用的环境影响能源生产过程对环境造成多方面影响化石能源燃烧是大气污染和温室气体排煤炭开采导致土地塌陷、水资源污染和放的主要来源燃煤电厂排放的二氧化生态破坏；石油开采和运输可能造成海硫、氮氧化物和颗粒物是形成酸雨和雾洋生态破坏和石油泄漏；水电建设影响霾的重要因素；机动车尾气排放是城市河流生态系统；风电场可能影响鸟类迁空气污染的主要来源；温室气体排放导徙路线；太阳能发电占用大量土地资源致全球气候变化能源利用环境影响具减少能源生产环境影响需要强化全生有累积性和长期性，需要系统治理命周期环境管理清洁能源技术清洁能源技术是减少能源环境影响的根本途径主要包括清洁煤技术（超超临界发电、煤气化联合循环、煤炭清洁利用）、燃气发电技术、可再生能源技术和核能技术等近年来，中国积极推广煤电超低排放技术，控制机动车污染排放，发展可再生能源，能源利用的环境影响得到有效控制能源与气候变化能源相关排放量（亿吨）非化石能源占比（）CO2%能源活动是温室气体排放的主要来源，占全球温室气体排放的约中国作为全球最大的能源消费国和碳排放国，能源相关二氧化碳排放约占全球的随着经济增长和能源75%30%消费增加，中国碳排放总量仍处于上升阶段，但增速明显放缓应对气候变化的能源策略主要包括发展可再生能源，降低化石能源比重；提高能源效率，减少能源消耗；发展低碳技术，如碳捕集利用与封存；优化能源消费结构，推进终端能源电气化巴黎协定确立了全球应对气候变化的长期目标，中国积极参与全球气候治理，推动能源绿色低碳转型，助力全球可持续发展能源价格能源价格形成机制国际能源价格走势能源价格对经济的影响中国能源价格形成机制正逐步由政府国际能源价格受供需关系、地缘政治能源价格变动通过成本传导机制影响定价向市场定价转变煤炭价格已实、技术进步等多种因素影响，波动性经济运行能源价格上涨会增加企业现市场化，石油价格采用与国际市场较大近年来，页岩油气革命导致油生产成本，推高通货膨胀，抑制经济接轨的机制，天然气价格实行门站价气市场供应增加，而清洁能源发展又增长；能源价格下跌则有利于降低生格管制与市场化并行的双轨制，电力抑制了需求增长，能源价格总体呈现产成本，刺激经济增长对于中国这价格改革稳步推进能源价格改革的下行趋势然而，地区冲突和产油国样的能源消费大国和净进口国，国际核心是建立反映资源稀缺程度、市场减产等因素仍可能导致短期价格大幅能源价格波动对经济影响显著，需要供求关系和环境成本的价格机制波动，增加了能源市场的不确定性建立健全能源价格风险管理机制能源安全能源供应安全充足可靠的能源供应1能源技术安全2掌握核心技术能力能源市场安全3合理价格和公平贸易能源基础设施安全4高效稳定运行保障能源战略储备5应对突发事件的缓冲能源安全是指以可承受的价格获得充足、可靠、清洁能源供应的状态，是国家安全的重要组成部分能源安全不仅关乎经济发展，还直接影响国防安全和社会稳定，具有战略性和全局性中国能源安全面临的主要挑战包括石油对外依存度高，超过；进口来源和运输通道相对集中；能源基础设施脆弱性增加；地缘政治复杂多变等为保障能源安全，中国实施70%多元化进口战略，加强国内资源勘探开发，建设完善能源储备体系，推进能源合作共赢，构建多元化能源供应体系，增强能源系统韧性和抗风险能力能源科技创新能源领域的前沿科技颠覆性能源技术中国能源科技创新战略能源科技创新正在多个前沿领域快速发展先进一些颠覆性能源技术可能彻底改变能源系统核中国实施创新驱动发展战略，将能源科技创新置核能技术如模块化小型堆、第四代核能系统；可聚变一旦实现商业化，将提供几乎无限的清洁能于能源安全新战略的核心位置中国设立了一系控核聚变研究取得重要进展；高效光伏技术如钙源；人工光合作用技术直接将太阳能转化为化学列重大科技专项和科技计划，支持能源关键技术钛矿电池、叠层电池；新型储能技术如全固态电能；空间太阳能发电站在太空捕获太阳能并传输研发；加强基础研究和原始创新，突破卡脖子池、液流电池；先进氢能技术包括高效低成本制到地面；先进地热系统利用地球深部热能；智能技术；构建产学研用协同创新体系；深化国际科氢、储氢和燃料电池等，这些前沿技术预示着能材料和器件如压电、热电材料能直接将环境能量技合作，积极参与全球能源治理，为推动全球能源科技变革的方向转化为电能，这些技术可能引领能源革命源变革贡献中国智慧和力量能源企业国际主要能源企业分为传统能源巨头和新兴能源企业两类传统能源巨头如埃克森美孚、壳牌、英国石油等石油巨头正积极向综合能源公司转型，增加清洁能源投资；新兴能源企业如特斯拉、、等在电动汽车、风电、太阳NextEra EnergyØrsted能等领域快速成长，市值已超过部分传统能源公司中国能源企业主要包括国家能源集团、中石油、中石化、中海油、国家电网、南方电网、三峡集团等大型国有企业，以及宁德时代、隆基绿能、通威股份等新能源领域的民营企业这些企业正经历从传统能源向清洁能源、从单一业务向多元业务、从国内市场向国际市场的三大转型，并在数字化、低碳化和国际化方面取得显著进展能源金融全球清洁能源投资（十亿美元）中国清洁能源投资（十亿美元）能源投资与融资是能源转型的重要支撑全球能源投资规模每年达到万亿美元左右，其中清洁能源投资占比不断提高，已接近中国是全球最大的能源投资国，清洁能源投资连续多250%年位居世界第一能源投资主体多元化，包括政府、国有企业、民营企业和国际资本，融资渠道包括银行贷款、股权融资、债券融资、租赁融资等能源衍生品市场为能源交易提供风险管理工具主要能源衍生品包括原油期货、天然气期货、电力期货和碳排放权交易等中国已建立上海原油期货、大连铁矿石期货、郑州动力煤期货和广州碳排放权交易所等平台，能源金融市场体系初步形成绿色金融是支持能源转型的重要手段，中国绿色债券、绿色信贷、绿色基金快速发展，为清洁能源项目提供了有力的资金支持能源法律法规中国主要能源法律1中国能源法律体系包括基本法律、专门法律和相关法规三个层次基本法律如《中华人民共和国能源法》（正在制定中）；专门法律包括《电力法》、《煤炭法》、《可再生能源法》、《节约能源法》等；相关法规包括《电力设施保护条例》、《电力供应与使用条例》等行政法规，以及大量部门规章和地方法规能源法律体系不断完善，为能源产业健康发展提供法律保障国际能源法律框架2国际能源法律框架包括多边条约、区域协定和双边协议多边条约如《联合国气候变化框架公约》、《能源宪章条约》；区域协定如欧盟能源法律框架；双边协议如能源合作协定、投资保护协定等中国积极参与国际能源法律规则制定，签署和批准了多项国际能源条约，推动构建公平、开放、全面、创新的全球能源治理体系能源法律发展趋势3能源法律正朝着低碳化、市场化和国际化方向发展低碳化体现在加强碳排放管控和促进清洁能源发展的法律规定；市场化表现为减少行政干预，增强市场调节作用的法律安排；国际化则是各国能源法律相互借鉴、协调一致的过程中国能源法律未来将更加重视能源安全保障、市场体系建设、科技创新支持和国际合作促进等方面能源数字化大数据在能源领域的应用人工智能与能源系统优化区块链技术在能源交易中的应用大数据技术改变了能源生产和消费方式人工智能技术在能源领域的应用日益广泛区块链技术为能源交易提供了新的可能在能源生产侧，大数据用于风电场选址优智能发电技术利用优化机组运行参数分布式能源交易平台利用区块链实现点对AI化、油气资源勘探评价、电网负荷预测等，提高发电效率；智能电网使用实现电点电力交易；可再生能源证书交易使用区AI；在能源消费侧，大数据支持用能行为分力系统自动调度和故障诊断；智能用能管块链保证碳减排权益可追溯；电动汽车充析、节能潜力挖掘、精准能效管理等中理系统通过分析用能行为，优化能源使电支付采用区块链技术提高安全性和便利AI国已建立多个能源大数据中心，推动能源用方案中国积极推进人工智能能源性中国已开展多个能源区块链试点项目+数据资源开发利用，为能源决策和运行提融合发展，开展多项示范工程，探索能源，如北京能源区块链实验室和广州南沙供数据支撑智能化转型路径互联网智慧能源区块链项目等+。