導語：在我們現在生活的世界，縱使說是生命之源的水如此短缺，仍能滿足我們活下去的要求，不至于負擔不起水的價格，可是短缺的黑色“水”—

導語：

在我們現在生活的世界，縱使說是生命之源的水如此短缺，仍能滿足我們活下去的要求，不至于負擔不起水的價格，可是短缺的黑色“水”——石油，短缺且不能夠足以使人人負擔得起。而且直至現在仍有很大一部分的地區人民沒有能力負擔得起現代能源。

可是，縱使一部分的人很幸運的獲得了上帝的眷顧，擁有充足的能源，但他們一部分人依舊不幸，因為沉重的污染讓他們的健康受到致命的威脅。

電力是現代社會能源體系的血液，無論是個人生活，還是工業生產，都離不開電。此時此刻你頭頂的燈用著電，工廠里的機床靠電力運行，醫院里的醫療設備也需要電。電作為清潔能源，已經走入中國的千家萬戶。電，對我們不過是司空見慣的能源。

然而你觸手可及的光，對某些人卻是奢望

全球范圍內，仍然13%的人口無法使用現代電力

30億人口通過燃燒木頭和煤炭來進行烹飪

每年有400萬人因使用固體燃料或煤油烹飪導致室內空氣污染而 死亡，我國煤炭僅夠使38年，石油和天然氣僅僅只夠用37年和19年。

怎么辦？！

能源可持續發展是唯一選擇！

無電人口有8.4億

這份全球能源進展系列報告由國際能源署（IEA）、國際可再生能源機構（IRENA）、聯合國統計司（UNSD）、世界銀行和世界衛生組織（WHO）共同編制，受世行“能源部門管理援助計劃（ESMAP）”資助。

其中的全球可獲得電力報告稱，近十年來發展中國家的電氣化取得重大進展，全球已獲得電力供應的人口（用電人口）比例從2010年的83%增長至2017年的89%——這相當于全球年均電氣化率達到0.8個百分點，新增電力用戶超過9.2億人。得益于此，全球無電人口從2010年的12億下降到2017年的8.4億。

無電人口用不起電的原因是什么

數據呈現中的26個缺電國家，其中占40%的貧窮家庭將其每月家庭支出的5%以上用于30千瓦時的電力消耗。在這些國家中，有2.85億人能夠獲得電力，但是卻無法持續負擔生活中基本的用電量。

與之相對應的是，大概三分之一的缺電國家存在電費相對較高的狀況，超過每千瓦時0.15美元，相當于每月僅僅30千瓦時的用電量便需要花費超過4.5美元。

貧窮是無電人口用不起電的最大的原因，其次便是因為地處偏遠，根本沒有電力設施來供電。要解決世界無電難題，需要聯合國和世界銀行的幫助，隨著世界經濟的發展，以后世界無電人口會越來越少的。

報告顯示，少數發展中國家在向本國人民提供電力方面取得了突飛猛進的進展，但其他國家——主要是撒哈拉以南非洲國家——卻落在了后面。

國際機構周三表示，隨著印度、孟加拉國、緬甸和肯尼亞政府加大努力，人們獲得電力的速度正在加快，但許多非洲國家的前景依然黯淡。

一份追蹤2030年全球能源目標進展的報告顯示，全球無電人口從2016年的10億降至2017年的8.4億左右。這一目標是在2015年設定的，作為終結貧困和饑餓、應對氣候變化的廣泛努力的一部分，旨在為地球上的每個人提供負擔得起的綠色能源。

其中，在2016年印度仍有2.05億無電人口，截至2017年底，該國有9900萬人無法用電，成為全球無電人口最多的國家。該數字在中國、美國、加拿大、俄羅斯等國均為零。

報告警告說，如果不采取進一步行動，到2030年仍將有6.5億人得不到電力供應，其中90%生活在撒哈拉以南非洲地區。

國際能源署(IEA)執行主任法提赫?比羅爾(Fatih Birol)表示:“我特別擔心的是，世界某些地區，特別是撒哈拉以南非洲地區，嚴重缺乏可靠、現代和可持續的能源，我們需要在該地區真正集中精力。”

調查結果基于官方的國家級數據，并考慮到2017年的全球進展。

電力供應:經過10年穩步發展，全球電氣化率達到89%，每年有1.53億人用上電。然而，最大的挑戰仍然存在于全球最偏遠地區和撒哈拉以南非洲地區，那里仍有5.73億人生活在黑暗中。為了連接最貧窮和最難到達的家庭，包括太陽能照明、太陽能家庭系統和越來越多的微型電網在內的離網解決方案將是至關重要的。2017年，全球至少有3400萬人通過離網技術獲得基本電力服務。報告還強調了可靠性和可負擔性對可持續能源獲取的重要性。

清潔烹飪:2017年仍有近30億人無法獲得清潔烹飪，主要居住在亞洲和撒哈拉以南非洲地區。

缺乏清潔的烹飪途徑繼續造成嚴重的健康和社會經濟問題。根據目前和計劃中的政策，2030年將有22億人無法獲得醫療服務，這將對健康、環境和性別平等產生重大影響。

2016年，可再生能源占全球能源消費總量的17.5%，2010年為16.6%。可再生能源在發電方面一直在快速增長，但在熱能和交通等能源消費方面進展甚微。

需要進一步大量增加可再生能源，使能源系統變得負擔得起、可靠和可持續，重點放在現代用途上。

隨著可再生能源成為主流，政策需要包括將可再生能源納入更廣泛的能源體系，并考慮到影響可持續性和轉型速度的社會經濟影響。

與之相比的是，我國電力生產和消費規模不斷擴大。

全社會電力生產和消費規模不斷擴大

電力作為經濟生產和居民生活中的重要能源，擁有著不可替代的地位。根據前瞻產業研究院分析，中國電力企業聯合會(簡稱“中電聯”)數據顯示，2018年全國全口徑發電量6.99萬億千瓦時，同比增長8.4%;全社會用電量6.84萬億千瓦時，同比增長8.5%。2018年，我國全口徑發電量和用電量增速，均較上年提升1.9個百分點。

發電結構不斷優化，第三產業用電提升明顯。中電聯數據顯示，2018年我國非化石能源發電量2.16萬億千瓦時、同比增長11.1%，占總發電量的比重為30.9%，較2017年提高0.6個百分點。從用電結構來看，全年第三產業用電量1.08萬億千瓦時，同比增長12.7%，增速同比提高2.1個百分點，占全社會用電量的15.79%;第二產業用電量4.72萬億千瓦時，占比69.01%，仍是毫無疑問的用電主體。

——來源：前瞻網

那么電是怎么產生的呢？

1. 水力發電

水力發電的基本原理是利用水位落差 ，配合水輪發電機產生電力，也就是利用水的位能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發電機，而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發電量，供人們使用廉價又無污染的電力。

我國最大、最著名的水力發電站是三峽水電站，年發電量約1000億度，約占全國年發電總量的3%。

2. 核能發電

核能發電的核心裝置是核反應堆。核反應堆按引起裂變的中子能量分為熱中子反應堆和快中子反應堆。

快中子是指裂變反應釋放的中子。熱中子則是快中子慢化后的中子。目前，大量運行的是熱中子反應堆，其中需要慢化劑，通過它的原子核與快中子彈性碰撞將快中子慢化成熱中子.熱中子堆使用的材料主要是天然鈾(鈾-235含量3%)和稍加濃縮鈾(鈾-236含量3%左右)。根據慢化劑、冷堆劑和燃料不同， 熱中子反應堆分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆和石墨水冷堆。至今已運行的核電站以輕水堆居多，中國已選定壓水堆作為第一代核電站，如秦山核電站。

核反應堆的起動、停堆和功率控制依靠控制棒，它由強吸收中子能力的材料(如硼、鎘)做成。為保證核反應堆安全，停堆用的安全棒也是由強吸收中子材料做成。

核電作為一種清潔能源，擁有很好的前景。一旦可控核聚變實現，人類能源就可以“取之不盡，用之不竭”。

核電站安全性其實很高，然而一旦發生事故，后果不堪設想。前蘇聯切諾貝利核電站、日本廣島核電站事故都造成了嚴重的核污染。

3. 風力發電

風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。

風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中，已采用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。

風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。

限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速范圍內保持基本不變。

塔架是風力發電機的支撐機構，稍大的風力發電機塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由于自然界的風速是極不穩定的，風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。如今風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄。

4. 太陽能發電

太陽能發電近幾年迅速發展，發電量直線上升。

利用太陽能發電有兩大類型，一類是太陽光發電（亦稱太陽能光發電），另一類是太陽熱發電（亦稱太陽能熱發電）。

太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電四種形式，在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池。

太陽能光發電是指無需通過熱過程直接將光能轉變為電能的發電方式。 它包括光伏發電、光化學發電、光感應發電和光生物發電。 光伏發電是利用太陽能級半導體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉變成電能的直接發電方式，是當今太陽光發電的主流。在光化學發電中有電化學光伏電池、光電解電池和光催化電池，目前得到實際應用的是光伏電池。

太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能，它有兩種轉化方式。一種是將太陽熱能直接轉化成電能，如半導體或金屬材料的溫差發電，真空器件中的熱電子和熱電離子發電，堿金屬熱電轉換，以及磁流體發電等。另一種方式是將太陽熱能通過熱機（如汽輪機）帶動發電機發電，與常規熱力發電類似，只不過是其熱能不是來自燃料，而是來自太陽能。

5.火力發電

這是我國目前應用最廣泛，發電量最大的發電方式。

火力發電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發電機來發電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發電廠統稱為火電廠。

火力發電站的主要設備系統包括:燃料供給系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統及其他一些輔助處理設備。

火力發電系統主要由燃燒系統(以鍋爐為核心)、汽水系統(主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成)、電氣系統(以汽輪發電機、主變壓器等為主)、控制系統等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽;電氣系統實現由熱能、機械能到電能的轉變;控制系統保證各系統安全、合理、經濟運行。

火力發電的重要問題是提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數(蒸汽的壓強和溫度)。90年代，世界最好的火電廠能把40%左右的熱能轉換為電能;大型供熱電廠的熱能利用率也只能達到60%~70%。此外，火力發電大量燃煤、燃油，造成環境污染，也成為日益引人關注的問題。

熱電廠為火力發電廠，采用煤炭作為一次能源，利用皮帶傳送技術，向鍋爐輸送經處理過的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變為水蒸汽，經一次加熱之后，水蒸汽進入高壓缸。為了提高熱效率，應對水蒸汽進行二次加熱，水蒸汽進入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發電機發電。從中壓缸引出進入對稱的低壓缸。已經作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業，其余部分流經凝汽器水冷，成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經過凝結水泵，經過低壓加熱器到除氧器中，此時為160度左右的飽和水，經過除氧器除氧，利用給水泵送入高壓加熱器中，其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料，最后流入鍋爐進行再次利用。（百度）

我國發電總量構成圖

火力發電使用的煤炭、石油、天然氣有具有怎樣的特點呢？

1.煤炭

煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。是一種固體可燃有機巖，主要由植物遺體經生物化學作用，埋藏后再經地質作用轉變而成，俗稱煤炭。煤炭被人們譽為黑色的金子，工業的食糧，它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一。

煤主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，碳、氫、氧三者總和約占有機質的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化學工業的重要原料，有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤這等分類。

中國是世界上煤炭產量最大的國家，煤炭產量32.4億噸，相當于18.004億噸油當量，占世界比例高達48.3%;其次是美國，占世界產量比例為14.8%;排名第三的是澳大利亞，占世界產量比例為6.3%;印度和印尼則分別排名第四五，占世界產量比例分別是5.8%和5.0%。

煤在我國是至關重要的能源，占我國一次能源消費結構60%左右。煤不僅是能源，同時也是重要的化工原料，經過不同的加工可以得到多種化工產物。根據種類的不同，目前煤的價格在400-900元每噸。

煤作為廉價能源，卻并不是清潔能源。煤會產生二氧化硫，硫化氫，一氧化氮等有毒有害氣體。我們可以通過一些方法減少這些污染。燃燒前脫硫可由煤炭洗選及轉化中完成。燃燒中脫硫可以用加入脫硫劑辦法除掉部分硫分，常用的脫硫劑為白云石和石灰石。更常用的脫硫技術為排煙脫硫，即將排放的含硫煙氣或廢氣通入吸收劑和吸附劑去掉硫氧化物，又可分為干法、半干法及濕法三種。干法采用固態吸附劑、吸收劑，其裝備龐大，費用較高。半干法包括將半固態脫硫劑吹入煙道，也可將排煙氣和空氣同時吹入半固態脫硫劑，以除去煙氣中的二氧化硫。濕法用液態吸收劑，包括堿性吸收劑法和堿土金屬類吸收劑法等，前者使用銨、鈉、鉀溶液，后者使用有鈣鎂的氧化物或氫氧化物溶液。

下圖是我國目前的一次能源消費結構圖。

2. 石油

石油（petroleum, oil），地質勘探的主要對象之一，是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為“工業的血液”。地殼上層部分地區有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說，前者較廣為接受，認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成，屬于生物沉積變油，不可再生；后者認為石油是由地殼內本身的碳生成，與生物無關，可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油，也是許多化學工業產品，如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。古埃及、古巴比倫人在很早以前已開采利用石油。“石油”這個中文名稱是由北宋大科學家沈括第一次命名的。

原油的顏色非常豐富，有甚紅、金黃、墨綠、黑、褐紅、至透明；原油的顏色是它本身所含膠質、瀝青質的含量決定的，含的越高顏色越深。我國重慶黃瓜山和華北大港油田有的井產無色石油，克拉瑪依石油呈褐至黑色，大慶、勝利、玉門石油均為黑色。無色石油在美國加利福尼亞、原蘇聯巴庫、羅馬尼亞和印尼的蘇門答臘均有產出。無色石油的形成，可能同運移過程中，帶色的膠質和瀝青質被巖石吸附有關。但是不同程度的深色石油占絕對多數，幾乎遍布于世界各大含油氣盆地。

生物成油理論（羅蒙諾索夫假說）

石油研究表明，石油的生成至少需要200萬年的時間，在現今已發現的油藏中，時間最老的達5億年之久。但一些石油是在侏羅紀生成。在地球不斷演化的漫長歷史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡后，構成其身體的有機物質不斷分解，與泥沙或碳酸質沉淀物等物質混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚，導致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進行，沉積層變為沉積巖，進而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質環境。大多數地質學家認為石油像煤和天然氣一樣，是古代有機物通過漫長的壓縮和加熱后逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類尸體變化形成的。（陸上的植物則一般形成煤。）經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合，被埋在厚厚的沉積巖下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化，首先形成臘狀的油頁巖，后來退化成液態和氣態的碳氫化合物。由于這些碳氫化合物比附近的巖石輕，它們向上滲透到附近的巖層中，直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的巖層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。通過鉆井和泵取人們可以從油田中獲得石油。地質學家將石油形成的溫度范圍稱為“油窗”。溫度太低石油無法形成，溫度太高則會形成天然氣。

實際上，這個假說并不成立，原因是即使把地球所有的生物都轉化為石油的話，成油量與地球上探明的儲量相差過大。

非生物成油理論

非生物成油的理論天文學家托馬斯·戈爾德在俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫（Nikolai Kudryavtsev）的理論基礎上發展的。這個理論認為在地殼內已經有許多碳，有些碳自然地以碳氫化合物的形式存在。碳氫化合物比巖石空隙中的水輕，因此沿巖石縫隙向上滲透。石油中的生物標志物是由居住在巖石中的、喜熱的微生物導致的。與石油本身無關。在地質學家中這個理論只有少數人支持。一般它被用來解釋一些油田中無法解釋的石油流入，不過這種現象很少發生。

3.天然氣是一種潔凈環保的優質能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質，燃燒時產生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應較低，因而能從根本上改善環境質量。

經濟實惠。預計2030年前，天然氣將在一次能源消費中與煤和石油并駕齊驅。到2040年天然氣的比例將與石油持平，到2050年，世界能源需求將增加60%，但煤炭和石油消費將處于逐步下降趨勢，天然氣的高峰期持續時間較長，非常規天然氣的出現和大發展必將支撐天然氣繼續快速發展，最終超過石油，成為世界第一大消費能源。

石油：石油是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為“工業的血液”。

中國也是世界上最早發現和利用石油的國家之一。東漢的班固（公元32-92年）所著《漢書》中記載了“高奴

中國古代油井

（百度百科）有洧水可燃”。高奴在陜西延長附近，洧水是延河的支流。“水上有肥，可接取用之”（見北魏酈道元的《水經注》）。這里的“肥”就是指的石油。到公元863年前后，唐朝段成武的《酉陽雜俎》記載了“高奴縣石脂水，水膩浮水上，如漆，采以燃燈，極明”。西晉《博物志》（成書于267年）、《水經注》都記載了“甘肅酒泉延壽縣南山出泉水，“水有肥，如肉汁，取著器中，始黃后黑，如凝膏，燃極明，與膏無異，膏與水碓缸甚佳，彼方人謂之石漆”

生物能源：生物能源又稱綠色能源，是指從生物質得到的能源，它是人類最早利用的能源。古人鉆木取火，伐薪燒炭，實際上就是在使用生物能源。“萬物生長靠太陽”，生物能源是從太陽能轉化而來的，只要太陽不熄滅，生物能源就取之不盡。其轉化的過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質，生物能的使用過程又生成二氧化碳和水，形成一個物質的循環，理論上二氧化碳的凈排放為零。生物能源是一種可再生的清潔能源，開發和使用生物能源，符合可持續的科學發展觀和循環經濟的理念。生物能源的載體是有機物，所以這種能源是以實物的形式存在的，是唯一一種可儲存和可運輸的可再生能源。而且它分布最廣，不受天氣和自然條件的限制，只要有生命的地方即有生物質存在。從利用方式上看，生物質能與煤、石油內部結構和特性相似，可以采用相同或相近的技術進行處理和利用，利用技術的開發與推廣難度比較低。

氫能：氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，是二次能源。氫能在21世紀有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的能源，氫的制取、儲存、運輸、應用技術也將成為21世紀備受關注的焦點。氫具有燃燒熱值高的特點，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水，是世界上最干凈的能源。資源豐富，可持續發展。早在1970年，美國通用汽車公司的技術研究中心就提出了“氫經濟”的概念。1976年美國斯坦福研究院就開展了氫經濟的可行性研究。20世紀90年代中期以來多種因素的匯合增加了氫能經濟的吸引力。這些因素包括：持久的城市空氣污染、對較低或零廢氣排放的交通工具的需求、減少對外國石油進口的需要、CO2排放和全球氣候變化、儲存可再生電能供應的需求等。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新能源，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，是人類的戰略能源發展方向。世界各國如冰島、中國、德國、日本和美國等不同的國家之間在氫能交通工具的商業化的方面已經出現了激烈的競爭。雖然其它利用形式是可能的（例如取暖、烹飪、發電、航行器、機車），但氫能在小汽車、卡車、公共汽車、出租車、摩托車和商業船上的應用已經成為焦點。

生物質能

這是目前應用最廣泛，效果最好的方法。

生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。其中生物質廣義包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。

那么現代技術又是怎么利用生物質生產能源的呢？大體有以下幾種：

生物質發電站

生物質能源燃料

生活垃圾發電

美國現況：

美國是目前生物質能應用較為發達的國家。雖然美國的生物質發電累計裝機容量低于歐洲，但美國的生物質發電技術處于世界領先水平，生物質發電已成為美國配電系統的重要組成部分。來自于美國各大農場的農業廢棄物、木材廠或紙廠的森林廢棄物是美國生物質發電的主要原料來源。

據統計，目前美國已經建立了超過450座生物質發電站，且仍在不斷增長。與此同時，美國生物質能發電累計裝機規模仍在不斷增長。

數據顯示，2017年，美國生物質能發電新增裝機容量為0.17GW，裝機規模為13.07GW，同比增長1.3%。而2008年美國的累計生物質能發電裝機容量不足10GW。雖然增速有所下滑，但整體規模仍在增長。2018年的累計裝機容量或在13.3GW左右。

從其生物質能源燃料來源來看，美國是世界上較早發展燃料乙醇的國家，且已經成為世界上主要的燃料乙醇生產國和消費國。2017年，美國以158億加侖的產量占據全球58%的產量份額，超過其他所有國家的產量之和。美國玉米種植業規模化程度高、技術先進，因此美國燃料乙醇的主要原材料40%來自于玉米。

據了解，美國最初發展燃料乙醇是為了減少美國的原油對外依賴度，減少貿易赤字。事實上，美國確實因為燃料乙醇的大范圍推廣，一定程度上緩解了其能源對外的依賴程度，提高了農業收入，與此同時，達到了環境保護的目的。

美國使用4560萬噸玉米燃料乙醇，占其汽油消耗的10.2%，減少5.1億桶原油進口，節省201億美元，創造了420億美元GDP和34萬個就業崗位，增加稅收85億美元。（新能源網）

國內現況:

秸稈利用是我國生物質能應用最廣泛的一種。傳統秸稈的利用方式是作為燃料直接燃燒，這樣使用能源效率不高，產熱值低。對環境危害更大的是有些人會將無法利用的秸稈在田中直接點燃，這就造成了嚴重的空氣污染和能源浪費。將秸稈利用微生物在厭氧條件進行發酵產生沼氣（主要成分甲烷），可大大減少環境污染，提高能源效率，實現變廢為寶。

下面著重介紹生物沼氣發酵過程：

1.液化階段

2.產酸階段

2．1 產氫產乙酸菌

2．2 耗氫產乙酸菌

產甲烷階段

3．1 產甲烷菌的類群

① 由CO2和H2產生甲烷反應為 ：CO2+4H2—CH4+ H2O

② 由乙酸或乙酸化合物產生甲烷反應為：

CH3C00H—CH4+CO2 ; CH 3COONH4+ H20—CH4+ NH4 HCO3

總述

生物質能擁有光明前景，但也像每一個行業一樣，生物能在技術、政策、成本等方面，均有束縛發展的瓶頸。

數據顯示，我國秸稈理論年產量高達9億噸，農產品加工副產物約5.8億噸，林業“三剩物”月1.1億噸，畜禽糞便產生量約30多億噸。1噸秸稈的價值相當于0.5噸標煤，如果把50%的秸稈作為燃料利用，等同于年產4000萬噸原油和33億立方米天然氣。但我國農林廢棄物綜合利用在研究深度、技術成熟度、系統集成和產業規模等方面，仍與國際水平存在較大差距。

開發生物質能源的技術問題就是如何高效率低成本地實現生物質脫氧。但生物質在脫氧過程中，往往需要稀缺的氫元素，這是一個技術制約難題。

而針對產品經濟價值低的問題，應結合生物質自身的特點，走高值化利用道路。如生物質油制備多元醇醚，尤其是香草醛、丁香醛等，能夠廣泛應用于化妝品、香水等時尚品中，具有極高的附加值。

從化工的角度考慮，生物基平臺化合物煉制、低成本生物及精細化學品制造、復合材料制造等材料化關鍵技術，都是實現產品高值化的重要途徑。而從燃料角度來看，高品質生物燃料、纖維類生物質航空煤油等都具有發展前景。

當前生物質主要利用方式是燃燒發電、氣化和發酵，這些利用途徑在經濟上無法與傳統化石能源競爭，卻具有極大的環保優勢。

燃料乙醇具有較高的辛烷值。如果用于調和汽油，則可以提升汽油的辛烷值，同時降低其烯烴、芳烴等污染組分的濃度。煉廠通常使用MTBE(甲基叔丁基醚)作為汽油辛烷值的調節劑，但醚類產品無法被人類代謝，有損健康。且MTBE本身是一種高耗能的產品，生產1噸MTBE的二氧化碳排放當量是生產1噸重整汽油的1.77倍，無法滿足低碳社會的發展預期。而燃料乙醇則是目前替代MTBE最好的含氧化合物，也是汽油辛烷值短缺問題的唯一解決方案。

2014年我國汽油表觀消費量已達1億噸。考慮到天然氣、電動汽車等新能源汽車保有量增加因素，未來幾年，汽油消費量增速放緩。按年遞增7%計算，2020年將消費1.5億噸汽油。這些汽油如果按照10%的比例添加燃料乙醇，需要燃料乙醇1500萬噸，產值約1500億元，并減少進口原油2400億噸，降低石油對外依存度最高可達57.8%。

現代能源體系

現代能源體系是基于可再生能源與氣體能源相融合的多元能源結構，依托清潔能源和互聯網相耦合的智慧能源技術，從傳統能源體系逐步進化形成的全新的能源體系，也是從傳統能源體系走向未來能源體系的必經階段。現代能源體系應具備三個核心特征：

一是可再生能源優先、氣體能源支持，因地制宜的多元能源結構；

二是分布式為主、集中式為輔，相互協同的可靠供應模式；

三是供需互動，有序配置、節約高效的平衡用能方式。

核心特征

一是可再生能源優先、氣體能源支持，因地制宜的多元能源結構。在能源的增量上優先利用可再生能源，清潔的氣體能源對其作為補充和調節。因地制宜是指，不同地區資源條件不同，我們需要根據當地自然條件，因地制宜地設計或建立適用于當地的能源結構。

二是分布式為主、集中式為輔，相互協同的可靠供應模式。可再生能源最有效的利用方式是就近利用，就近分配。而氣體能源可以根據需要分布式或集中式利用，既可以作為分布式可再生能源的調峰支持，也可以是分布式供應不足時的補充。

三是供需互動，有序配置、節約高效的平衡用能方式。首先，消費者在用能的同時，也可能產能，既是能源需求者，也是能源供應者。而供需雙方的地位將趨于平等。其次，為了提高系統可再生能源接受程度，需求側應響應供應側，優先配置可再生能源。最后，還應充分發掘供需兩側的可調控資源，實現平衡用能、節約用能。

互聯網能源

或許20年后，互聯網將像 沖擊傳統商業一樣，對傳統能源行業重新洗牌，出現全新的能源生產和消費的產業組織模式——互聯網能源

互聯網能源是從客戶的角度出發構建的能源生產消費模式，是去壟斷，去中心化的“無中心網絡”傳統能源體系里，自家屋頂太陽能發的電用不完只能賣給電網，未來互聯網能源中則可能跳過中間環節，直接交易。新奧集團董事局主席王玉鎖在一次論壇上大膽預言：或許20年后，互聯網將像 沖擊傳統商業一樣，對傳統能源行業重新洗牌，互聯網能源將是未來能源的新形態。

泛能網

6月10日開幕的北京國際節能與環保博覽會上，泛能網亮相。新奧展臺的城市微縮模型是一座搭建了泛能網的智慧能源城市。在這座“城市”中，天然氣、太陽能、氣電聯產、煤氣化生產、微藻生物能源、地熱等多種能源生產方式并存，以最佳方式保障整個城市的能源穩定供應。城市中的泛能站，則將天然氣、電能轉化為汽、電、熱等能量，并根據不同消費載體的能源用量、時間段、使用形式等，實現能源的優化補給和調度。而調度、優化、傳輸、使用、流轉等環節，都能在泛能服務平臺上一覽無余。泛能網主要通過地下氣化采煤技術、氣電聯產技術和微藻生物吸碳技術等生成清潔煤電、生物柴油和煤制燃氣，同時與可再生能源風電和太陽能匯集于儲能單元，并通過智能控制平臺向用戶提供潔凈能。

互聯網能源：

互聯網能源是互聯網和新能源技術相融合的全新的能源生態系統。它具有“五化”的特征：能源結構生態化、市場主體多元化、能源商品標準化、能源物流智能化及能源交易自由多邊化。互聯網能源的優勢在于基于更低的成本，能為消費者提供更優的服務，同時賦予消費者更自主的權利。

泛能網：

泛能網是在泛能理念的指導下，將能源設施互聯互通，利用數字技術，為能源生態各參與方提供智慧支持，為用戶提供價值服務，實現信息引導能量有序流動的網絡平臺。

——來源：百度百科

全球能源發展現狀

全球能源發展經歷了從薪柴時代到煤炭時代，再到油氣時代、電氣時代的演變過程。目前，世界能源供應以化石能源為主，有力支撐了經濟社會的快速發展。適應未來能源發展需要，水能、風能、太陽能等清潔能源正在加快開發和利用，在保障世界能源供應、促進能源清潔發展中，將發揮越來越重要的作用。

長期以來，世界能源消費總量持續增長，能源結構不斷調整。特別是近20年，世界能源發生了深刻變革，總體上形成煤炭、石油、天然氣三分天下，清潔能源快速發展的新格局。

能源資源

全球能源資源主要有煤炭、石油、天然氣等化石能源和水能、風能、太陽能、海洋能等清潔能源。全球化石能源資源雖然儲量大，但隨著工業革命以來數百年的大規模開發利用，正面臨資源枯竭、污染排放嚴重等現實問題；清潔能源不僅總量豐富，而且低碳環保、可以再生，未來開發潛力巨大。

截至2013年，全球煤炭、石油、天然氣剩余探明可采儲量分別為8915億噸、2382億噸和186萬億米，折合標準煤共計1.2萬億噸。按照目前世界平均開采強度，全球煤炭、石油和天然氣分別可開采113年、53年和55年。全球水能、風能、太陽能等清潔能源資源非常豐富。據估算，全球清潔能源資源每年的理論可開發量超過150000萬億千瓦·時，按照發電煤耗300克標準煤/（千瓦·時）計算，約合45萬億噸標準煤，相當于全球化石能源剩余探明可采儲量的38倍。

能源消費

全球能源消費呈現總量和人均能源消費量持續“雙增”態勢。受世界人口增長、工業化、城鎮化等諸多因素拉動，全球一次能源年消費總量從53.8億噸標準煤增長到181.9億噸標準煤，近50年時間增長了2.4倍，年均增長2.6%。亞太地區逐漸成為世界能源消費總量最大、增速最快的地區。

世界能源消費結構長期以化石能源為主，但其所占比重正在逐步下降，電能占終端能源消費比重逐步提高。隨著電氣化水平提高，越來越多的煤炭、天然氣等化石能源被轉化成電能，化石能源在世界終端能源消費結構中的比重持續下降。1973～2012年，煤炭、石油在世界終端能源消費中的比重分別下降了3.6個、7.5個百分點，而電能所占比重從9.4%增長到18.1%，僅次于石油占比，位居第二位。

能源生產

世界能源生產總量穩步上升，化石能源逐步增加，清潔能源發展迅猛。工業化以來，化石能源支撐著世界經濟的發展，在化石能源生產中，石油目前占據著最重要的地位，其次是煤炭和天然氣。

進入21世紀，風能、太陽能等清潔能源發展迅猛。2000～2013年，全球風電、太陽能發電裝機容量分別由1793萬千瓦、125萬千瓦增長到3.2億千瓦、1.4億千瓦，分別增長了17倍和111倍，年均增長率分別達到24.8%和43.7%。但由于基數小，風能、太陽能等非水可再生能源比重仍然較低，占全球一次能源供應總量的2.2%。

能源貿易

全球能源貿易以化石能源為主，總量穩步增加。化石能源生產和消費分布的不均衡，需要能源資源在世界范圍內優化配置。隨著海運、鐵路、油氣管網等能源運輸網絡的逐步建立與完善，跨國跨洲能源貿易流量逐漸增大。

受電網輸電能力等因素限制，電力主要以國內和區域內平衡為主，跨國跨洲電力貿易規模較小，按熱值當量計算，僅為全球化石能源貿易量的1.3%。目前，石油是全球貿易量最大的能源品種。

總之，全球能源生產與消費結構目前仍以化石能源為主，清潔能源和電力比重增長較快；由于能源分布不均衡，能源供需分離程度不斷加深，全球能源貿易規模不斷擴大。

——來源：能源財經

全面放開競爭性環節價格

　　能源生產和消費戰略發布

　　非化石能源占比20%，新增能源主要為清潔能源

　　國家發改委25日透露，《能源生產和消費革命戰略（2016-2030）》（以下簡稱《戰略》）已經正式印發。《戰略》提出，到2020年全面啟動能源革命體系布局，推動化石能源清潔化，根本扭轉能源消費粗放增長方式，能源自給能力保持在80%以上，基本形成比較完善的能源安全保障體系。

2021年至2030年，能源消費總量控制在60億噸標準煤以內，非化石能源占能源消費總量比重達到20%左右，新增能源需求主要依靠清潔能源滿足。單位國內生產總值能耗達到目前世界平均水平。

　　同時，到2050年，能源消費總量基本穩定，非化石能源占比超過一半，能效水平、能源科技、能源裝備達到世界先進水平。

　　發改委表示，結合新型城鎮化、農業現代化建設，同步推進電氣化和信息化建設，大力推進城鎮以電代煤、以電代油。加快制造設備電氣化改造，提高城鎮產業電氣化水平。提高鐵路電氣化率，超前建設汽車充電設施，完善電動汽車及充電設施技術標準，加快全社會普及應用，大幅提高電動汽車市場銷量占比。

　　在推進煤炭行業去產能的同時，推動煤炭高效利用。適度推進煤炭向深加工方向轉變，適時開展現代煤化工基地規劃布局。在能源增量需求方面主要依靠清潔能源。大力發展風能、太陽能(3.840, 0.03, 0.79%)，推動煤層氣、頁巖氣、致密氣等非常規天然氣低成本規模化開發，推動天然氣水合物試采。

　　《戰略》要求，未來，東部地區將發展核電、分布式可再生能源和海上風電；中部地區降低煤炭生產規模，加快發展煤層氣，建設區外能源輸入通道及能源中轉樞紐；西南地區大力發展水電、天然氣、生物質能源；西北地區，建設化石能源和可再生能源大型綜合能源基地；東北地區，大力發展新能源和可再生能源，實現供需平衡，完善國外能源輸入通道。

　　為提高能源使用和輸送效率，未來將大力發展智慧能源(5.270, 0.11, 2.13%)技術。推動互聯網與分布式能源技術、先進電網技術、儲能技術深度融合。加強新能源并網、微網等智能電網技術研發應用，完善并推廣應用需求側互動技術、電力虛擬化及電力交易平臺技術等。發展可變速抽水蓄能技術，以及高性能燃料電池、超級電容等化學儲能技術。重點推進能源交換路由器技術、能氣交換技術、能量信息化與信息物理融合技術、能源大數據技術及能源交易平臺與金融服務技術等。

　　在全面提高能源利用效率和技術的同時，全面放開競爭性環節能源價格。發改委介紹，未來將推動形成由能源資源稀缺程度、市場供求關系、環境補償成本、代際公平可持續等因素決定能源價格機制。穩妥處理和逐步減少交叉補貼。加強政府定價成本監審，推進定價公開透明。

——來源：新浪財經

全球一次能源需求僅增長1%

　　《年鑒》顯示，2015年全球一次能源的需求僅增長了1%，與2014年1.1%的增幅接近，但遠低于1.9%的十年期平均增幅。　除2009年的衰退外，這是自1998年以來的全球最低增長。《年鑒》顯示，其背后原因是全球經濟持續疲軟，中國正在從工業型經濟向服務型經濟轉變，這導致了能源消費增長緩慢。2015年，中國能源消費增長僅為1.5%，增速不到過去十年平均水平5.3%的1/3，并且是自1998年以來的最低值。

石油市場份額出現了1999年以來的首次增長

　　《年鑒》顯示，石油仍是全球的主要燃料。2015年，石油占全球能源消費的占比達到了32.9%，市場份額出現了1999年以來的首次增長。原油價格方面，2015年即期布倫特平均價格為每桶52.39美元，與2014年相比每桶下降了46.56美元，是2004年以來的最低年平均價格。主要原因是歐佩克國家，尤其是伊拉克和沙特阿拉伯，大幅增產導致2015年末油價暴跌。石油消費量方面，去年全球石油消費增長了190萬桶/日，上升1.9%——幾乎是近期歷史均值1%的兩倍，并顯著高于2014年110萬桶/日的增長。煉油方面，盡管中南美洲、非洲和俄羅斯的煉油量均有下跌，但去年全球原油加工量仍增長180萬桶/日，同比增長2.3%，是過去十年平均水平的三倍多。與之相反，全球煉油產能僅增長了45萬桶/日，為23年以來最小增幅。

石油儲量方面，2015年，全球探明石油儲量減少了24億桶至1.6976萬億桶。BP表示，這是他們數據庫中僅有的兩次全球探明儲量年度減少之一，另一次是1998年。盡管如此，全球探明儲量在過去十年仍增長了24%，即3200億桶；足以滿足50.7年的全球生產需要。

全球天然氣占一次能源消費比例增至23.8%

　　《年鑒》顯示，2015年，世界天然氣消費增加了1.7%，相比于2014年0.6%的增長，有了顯著提高，但仍低于過去十年平均值2.3%。截至2015年底，全球天然氣占一次能源消費占比到了23.8%。產量方面，全球天然氣生產增長2.2%，快于消費增速。其中，美國以5.4%的增速，錄得了最大增量，歐盟產量則急劇下跌。天然氣貿易方面，2015年，全球天然氣貿易出現反彈，上漲3.3%，其中全球液化天然氣貿易增長1.8%。國際天然氣貿易量占全球消費量的30.1%；全球天然氣貿易的管道氣份額已升至67.5%。

全球煤炭需求出現了有記錄以來的最大跌幅

　　根據《年鑒》，2015年，全球煤炭消費降低1.8%，遠低于其2.1%的十年平均增長率。BP表示，這是他們數據庫中降幅最大的一次。煤炭在全球一次能源消費中占比降至29.2%，刷新自2005年以來的最低紀錄。而所有煤炭消費的凈下降都由美國和中國引起。就產量而言，全球煤炭產量降低4%，其中美國、印度尼西亞和中國出現了大幅減產。美國煤炭產量下降了10.4%，印度尼西亞為14.4%，中國為2%。

全球核能發電量凈增長均來自于中國

　　《年鑒》顯示，去年全球核能發電量增長為1.3%，幾乎所有增長都來自中國。截至2015年底，核能在全球一次能源消費中占比為4.4%。中國去年核能發電量同比增長了28.9%，已超越韓國成為第四大核能發電國。

中國仍是全球最大的水電生產國

　　水電方面，去年全球水力發電量增長1%，低于其十年均值3%。截至2015年底，水電占全球一次能源消費的6.8%。中國仍是世界最大水力發電國，發電量增長5%。全球水電凈增長全部來自中國，盡管其增速不到歷史平均值的一半。另外，土耳其、斯堪的納維亞等國的水電也出現較大幅度增長，但意大利、西班牙、葡萄牙和巴西出現下降。

中國超德美成為世界最大太陽能發電國

　　可再生能源方面，根據《年鑒》，2015年，可再生能源在全球能源消費中的比重達2.8%，高于十年前的0.8%。可再生能源發電量增長了15.2%，稍低于其十年平均水平15.9%。截至2015年底，可再生能源在全球發電中占比達6.7%。值得一提的是，中國超越德國和美國成為世界最大太陽能發電國。全球太陽能發電增長了32.6%，其中中國增長幅度為69.7%，位列全球增幅最大，其次是日本和美國。全球而言，風能仍是可再生能源發電的最大來源，占比為52.2%。全球生物燃料產量僅增長0.9%，遠低于其十年均值14.3%