中国工业化的能源结构及节能源趋势

简介

中国能源需求飞速增长，2017年前的十年间能源消费增长了54.6%，2017年仍然贡献了全球增长量的34%，是全世界最大的能源消费国。

风电、太阳能等新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点，要求变压设备具有更高的稳定性和可靠性;风电站、太阳能电站所处环境相对恶劣、布局分散，对变压器的环境适应性要求较高，并应具有可视化的实时监控功能以降低维护频率;核电站对变压器的安全性要求极高，需在使用期末仍能承受极端的地震和突发短路情况。

中国资源禀赋相对较差。石油、天然气等优质能源短缺，对外依存度高;煤炭资源丰富，探明储量排名世界第2位;铀矿资源潜力巨大，但勘探程度较低，供给不足;可再生能源储量充沛，但开发程度不高。截至2016年底，中国风电装机总量达1.49亿千瓦，占全国电源总装机的1-1-1499.03%，上网电量2,410亿千瓦时，占全国总发电量的4.02%，风电已成为中国继水电、煤电之后的第三大电源。

中国正处于现代化建设过程中，就四个现代化来讲，即为将现代条件作为基础的工业化，也可叫做新型工业化。利用信息化可以加快实现工业化，创造新的发展道路，其优势鲜明多样，主要包括具有良好经济效益、环境污染轻等，并且使人力资源优势得到充分发挥。能源消费成本在钢铁行业、石化行业、建材行业、铝行业产品成本中所占比例分别为35%，40%，40% - 50%，50%。

在西方发达国家，尚未进行工业革命前，人类长期应用柴草和火柴两种能源，具有极低社会生产力，仅仅能够进行简单再生产。欧盟在19世纪60年代第一次发生工业革命，地点在英国，接着在美国、日本以及欧洲爆发，支持工业革命的能源基础有煤炭。1900- 1950年，世界经济年增长率达到2%。第二次重大调整发生在1950-1965年，这是能源结构变化的过渡时期，即从煤炭到石油和天然气的过渡。第三次重大调整发生在1966-1992年，石油能源时代，在全球范围中，经济增长率达到4.5%。而人们正逐步走出这一时代，朝着可再生能源时代迈进，即为第四次重大调整，2017年，世界经济年增长率为3%。能源的每一次调整和优化总能促进社会生产力的提高，同时伴随着能源消耗的下降和节约。

机械行业的能源节约

制造业是中国国民经济各个领域的重要支柱，机械工业是其核心产业。在机械工业中，有许多不同类型的能源设备，如各种热处理炉、有用的电动输送设备、锻造设备、各种运输工具等。

以机械工业生产的风力涡轮机和泵为例，总设备功率接近2亿千瓦，年电力消耗量占全国总用电量的30% -40%。如果能抓住各行各业的泵和风机的节电工作，它将成为行业节能工作的重点。

泵、风机的节电工作是多方面的，如用先进的Y2系列电动机代替淘汰了的Y系列电动机;采用变频调速代替阀门开度调节水量和风量，节约能源;为用户生产不同规格的泵和风扇，以避免大型泵（风扇）在满负荷运行时无法运行，浪费半负荷运行。也就是“大马拉小车”的现象，在不同的场合用适当的小型泵（小型风扇）代替大型泵（大型风扇），达到节电的目的。

2020年我国GDP达到约4万亿美元时能源需求总量将至少达到24.5亿t油当量。其中石油消费需求为5.8~7.2t，20年累计消费需求量约为80~94亿t;天然气为2400亿m^3,20年累计消费需求量为2.3万亿m^3;煤炭消费需求介于25~28亿t,20年累计消费需求360亿t。除煤炭资源外，石油、天然气等均不能满足当前和长远发展的需要。

煤、油、气等是不可再生能源矿产！！！油、气能源中国80%为进口。

核电与火电、水电并称世界三大电力供应支柱，相比火电等传统能源，核电具有环境影响小、资源消耗少等特点，而相比风电、光伏等新能源，核电则呈现发电功率高、供应能力强、运行功率稳定不受环境因素影响等特点。据国际原子能机构统计数据显示，截至2015年末全球共14个国家核电发电量占比超过20%，其中法国高达76.3%，美国和俄罗斯的核电占比分别为19.5%和18.6%10，核电已成为世界上最主要的非化石能源之一。截至2017年1月1日，中国已建成并投入在运的核电机组有35台，累计装机容量达3,350万千瓦，在建核电机组22台11，2016年核电发电量占比约3.56%。

大部分发电设施在中西部地区，输送电也是一项浩大工程！2017年1-7月份，全国各省送出电量合计5998亿千瓦时。

其中，内蒙古送出电量855亿千瓦时，;云南送出电量730亿千瓦时;四川送出电量660亿千瓦时;山西送出电量495亿千瓦时;湖北送出电量445亿千瓦时;贵州送出电量333亿千瓦时;安徽送出电量314亿千瓦时;宁夏送出电量283亿千瓦时;新疆送出电量258亿千瓦时;河北送出电量251亿千瓦时;陕西送出电量221亿千瓦时;甘肃送出电量189亿千瓦时;辽宁送出电量175亿千瓦时。

移动通信、互联网的普及带来了通信网络的进一步扩展，特别是无线网络覆盖不断向深度和广度拓展，目前全国仅三大运营商就建设了70万左右的无线基站系统，从整个移动通信网络设备的能源消耗分布来看，基站设备的能源消耗占据了绝大部分，统计显示，无线网络的能源消耗占到全网能源消耗的80%以上。

基站站点建于室内，通常需要利用高能源消耗的空调设备将温度保持在 25˚C。普通 GSM 和 WCDMA 基站的能耗分别为 800W 和 500W。2G基站覆盖半径5公里，3G基站半径2.5公里，4G基站半径1.25公里，5G基站半径800-1000米。

大家在享受无线网络及互联网的买买买剁手、刷刷刷的同时，要保障这些便利的背后的能源保障是一项庞大工程！基站、服务器等设备24小时待命的背后是能源消耗战！试问：您家里、公司里的无线路由器不使用时，断过电吗？

互联网从不休眠。谷歌每秒大约可响应 64,000 次搜索查询，仅此数字足以表明公司对数据中心可用性的至高需求。此外，为全球范围内其他公司提供的重要云服务也需要全天候提供数据。因此，除了计算技术外，冷却也是运行可靠性的关键因素。现代服务器系统可以在温度高达 35℃ 左右的环境中运行，然而，如果不冷却，将会很快超过这个极限温度，造成所有系统停止。

一个30万台服务器规模的数据中心集群，以每台服务器600W计算，如果年均PUE能够从1.25降至1.1，一年节电即可超过2亿度，相当于减少20万吨二氧化碳的排放。