河南省能源问题及其对策研究

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(郑州电力高等专科学校，郑州 451460)

0 引 言

河南省是一个人口大省,也是一个经济大省，能源消耗量巨大，近年来我省的能源缺口将近达到了能源消耗总量的一半。随着工业化进程的加快及城镇化的建设，河南能源消费将持续增加，能源缺口也会越来越大。尽管河南能源资源丰富，但开发和利用浪费也非常严重，解决不好将会严重影响河南省现代化的进程。随着在中原经济区的建设和郑州航空港综合实验区快速发展，对能源的安全性要求也越来越高，研究当前河南发展过程中遇到的能源问题并提出相应的解决对策，对保证河南经济的快速发展非常重要。

1 河南省能源存在的主要问题

1.1 河南能源资源丰富，但过度开采严重，后劲不足

河南省能源资源丰富，河南煤炭资源位居全国前列，石油资源丰富，生物质能源丰富，风能、太阳资源一般，水力资源相当匮乏。全省累计查明煤炭资源284.54亿t,年煤炭产量2.09亿t，河南年产石油400多万t[1-2]，可供大规模开发的风电场共有8处，约100万kW；生物质能源丰富，年产生物质能源3678万t标煤[3]，相当于2011年河南能源总消耗量的16%。河南理论可开发水电资源490万kW，目前全省已建成总装机418.26万kW，占河南总装机容量5 406万kW的7.7%。但由于常年高强度开采，目前大部分国有重点煤矿面临资源逐渐枯竭，而新探明的煤矿开采难度较大，2 000 m以深的开采技术还没有；石油资源已接近枯竭[4]，水力资源基本开发完毕。在可再生能源资源中，风能、太阳能虽属于可利用地区，虽然企业对此有较高的兴趣，但可再生能源开发成本还比较高，经济效益较差，企业大规模开发的积极性还不大。

1.2 工业结构不合理，化石能源消耗总量较大，环境污染严重

河南能源消费总量大，且以工业消费为主。2012年，河南能源消耗总量达23 647万t标准煤，比2011年增加了2.6%，其中煤炭消费量2.54亿t，占80.2%，石油消费1 500多万t。同年能源生产量为12 665万t标准煤，从外省调入能源达10 350万t标煤[1]，石油有三分之二需要外部资源。能源消费不合理，工业能耗较大，且工业中高耗能钢铁、化工、电解铝、建材占比重较大，占到了所有工业能耗的一般以上。

图1 河南省不同行业能源消耗比例

图2 河南省不同工业类别能源消耗

另外，建筑能耗需要重视的一个能源消费大户。随着城镇化建设和人民对生活水平的日益提高，建筑能耗日益增加。2012年，河南省生活用能已达到2 945.31万t标煤站，占社会总能耗的12.83%，夏季高峰时期的空调负荷约为1 900万kW，占社会用电总负荷的一半。

河南用能以煤炭为主的形势短期内不会改变，煤炭的过量消费给环境带来的压力越来越大。近两年，雾霾天气频繁出现，环境容量已达到极限。在近10年来能源消耗总量中，河南省煤炭资源消耗量比例高达87%，石油、天然气和水电的比重较低，而且85%的煤炭都是直接燃烧使用。这种高耗能低效率的煤炭利用方式，排放出大量的CO2、SO2和烟尘，形成了大气的主要污染物，见表1。

表1 “十一五”期间河南省污染物排放量[5]

2 解决能源问题的主要技术分析

随着科技的发展，一些先进的能量系统已经基本成熟，推广利用先进能量系统对我省的能源问题的解决和环境污染的问题将有很好的促进作用。这些先进能量系统涉及煤炭的高效清洁利用、可再生能源的开发、低碳建筑技术的利用。

2.1 超超临界燃煤火力发电技术

火力发电是把煤的化学能转化为热能然后再转化为电能的技术。煤在锅炉中燃烧，产生高温高压的蒸汽推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电，做工后的乏汽在凝汽器中凝结成水在通过高压循环泵注入到锅炉中继续生成蒸汽。这个循环过程中，凝结损失是能量的最大损失，提高蒸汽的温度和压力将提高机组的效率。新蒸汽的压力介于25～31 MPa，温度达到593～610 ℃，的机组称为超超临界发电机组，发电效率达到45%，同时污染物排也大大低于其他类型的燃煤发电机组。通过多年的努力，我国已掌握1 000 WM超超临界发电技术，并建设了一批示范机组，运行效果良好[6]。

2.2 可再生能源利用技术

太阳能、风力发电和生物质能是技术基本成熟且可大规模利用的可再生能源。太阳能的利用方式主要有太阳能热利用和太阳能光伏发电，太阳能热利用就是利用太阳能集热器把太阳能转化为热能进行发电、供暖或供应热水。太阳能热利用的效率能达到40%以上，是我国目前太阳能最主要的利用方式。太阳能光伏发电是通过光伏电池把太阳能直接转化为电能，转化效率较低，只有18%左右。目前主要有大型并网光伏发电、小型独立光伏发电和太阳能光伏建筑一体化利用等几种形式。

风力发电是风能最主要的利用形式，也是技术最成熟，成本相对较低的可再生能源发电形式。我国的是风电设备的生产和利用大国，大型风力发电机组已2 MW的机型为主，除此还有很多小型微型发电机，主要在一些风光互补的路灯上使用。

生物质能是农作物秸秆、林业废弃物、动物粪便等有机质中所蕴含的能量。目前生物质能源利用的主要方式包括生物质直接燃烧发电，生物质压块燃烧发电、生物质沼气、生物质气化等多种利用方式。生物质直燃发电和生物质沼气是利用最广泛的生物质能利用技术。

可再生能源具有可持续、环境友好等优点，但也具有能量密度低，开发利用成本高等缺点，风能和太阳能受天气影响，波动较大的缺点，大规模的风电和光伏发电并网将给电网的安全运行带来困难。生物质能唯一利用方式上最接近煤的可再生能源，但在资源收集方面也遇到了与小农种植方式不协调的困难。

2.3 低碳建筑技术

随着建筑能耗的不断增加，低碳建筑技术也越来越受到人们的关注，建筑物外墙保温、太阳能采暖、热泵技术、冷热电三联产技术在建筑中正在得到推广应用。建筑物外墙保温是通过在建筑物外墙上增设保温层来达到保温隔热的效果，减少建筑物空调和供热负荷，目前这项技术在我国已经强制实施；太阳供暖和太阳能热水技术也比较成熟，但随着高层建筑越来越多，与多层建筑房子建好后由家庭安装的形势不同，太阳能供暖和热水必须在建筑设计阶段就设计进去，才能保证使用效果和建筑的美观。热泵技术是利用低温热源供热的一种技术，其能效系数高达300%，远远高于用电能来直接生产热水，而且可以实现夏季供冷、冬季供暖和热水的供应。冷热电三联产技术是利用燃气-蒸汽联合发电，同时利用余热供热，利用吸收式制冷机制冷的能量梯级利用的分布式发电技术，在发电的同时，冬季可以供暖，夏季可以供冷。

3 河南省能源问题的对策建议

能源日益短缺和环境污染加重是我省经济发展过程中遇到的主要能源问题，为解决能源与环境问题对我省经济发展的束缚，政府部门必须积极谋划、提前布局，通过经济、财政、税收等手段鼓励科研机构、企业研究、开发、利用先进能源[7]。

3.1 立足煤炭，以电为主，加大节能减排的力度

政府部门应首先立足煤炭资源，加强资源管理，关停能耗高、污染重的小机组、自备电厂，建设超超临界发电机组；引导高耗能企业对自身能耗的时空分布进行排查，推广余热利用，依靠科技进步，降低企业能耗。

3.2 优化产业结构，升级现代工业

优化产业结构，实现产业升级，发展汽车、电子信息、装备制造、食品、轻工等成长性强，附加值高的产业。大力发展第三产业，减少国民经济对高耗能工业的依赖。快发展农业循环经济,制定实施农作物秸秆综合利用规划和畜禽养殖废弃物资源化利用规划,推进社会层面循环经济发展。

3.3 大力发展可再生能源产业，实现多能互补

开发可再生能源是实现可持续发展的保证，结合我省实际情况，开发推广可再生能源技术。我省属于太阳能可利用地区，但土地资源同样宝贵，由于太阳能能量密度低，不可能占用大量耕地来开发太阳能，必须走太阳能建筑一体化的模式，开发分布式太阳能发电技术。推广使用建筑节能技术，减少建筑能耗，可通过政府补贴的方式对目前成本还较高的可再生能源发电进行补贴；建设节能等示范建筑，进行补贴并进行过程监管。新农村建设和农村土地流转制度的实施，家庭农场的耕作模式实现，为生物质能源提供了发展机遇和广阔的市场。政府相关部门应当出台鼓励生物质能发展的相关政策、对生物质产业进行规划，引导生物质能产业健康发展。

3.4 发展低碳建筑

建筑能耗在社会总能耗中的比重越来越大，发达国家建筑能耗的比重已达到50%。河南浅层地热丰富，适合发展土壤源热泵系统，政府部门应在学校、政府事业单位建筑、公共建筑中推广应用，但地下水源热泵由于破坏地下水资源，应尽快限制其开发。同时鼓励洗浴中心、美容美发等常年用热水的地方使用空气源或土壤源热泵热水系统。在使用天然气供暖的单位，特别是热力公司，由于使用冷热电三联产一次性投入太大，政府部门应给予财政补贴。

3.5 加大科研投入，促进成果转化，建设示范基地

目前可再生能源的开发技术还不十分成熟，开发成本较高，必须不断加大对科研的投入；一些产业政策、管理方法也不成熟，需要投入人力物力进行研究；成立相关工程技术研究中心，促进科技成果转化为生产力；在条件成熟地区，建立可再生能源利用示范基地，引导社会资本向可再生能源的投入。

[1] 员三强，孙锦屏.河南煤炭资源状况与形式分析[J]. 河南国土资源，2003,11:35-36.

[2] 河南省统计局.2013年河南统计年鉴[Z].北京：中国统计出版社，2013.

[3] 周建强，孙为民，李彦普.城镇化视域下河南发展农村能源产业可行性研究[J].科技创新导报,2013,5:148-150.

[4] 柳国群.河南省石油天然气资源概况[J]. 河南化工，1987,1:53-54.

[5] 罗 娟.河南省“十二五”时期节能减排问题研究[D].郑州大学，2013.

[6] 朱宝田，赵毅.我国超超临界燃煤发电技术的发展[J].华电技术，2008, 2(30):1-5.

[7] 王京安,马立钊,高 翀. 英国能源产业政策及其启示[J]. 河南社会科学, 2010,06: 106-109.

[8] 许恒勤，安立华，许 谭，等.森林植物生命能源开发与利用研究综述[J].森林工程，2010(4)：37-38+43.