我国北方重点煤电基地发展伴生的水资源压力分析

鉴于煤电基地的快速扩张会给区域水资源保障带来极大的压力,运用生命周期评价方法计算了2006～2015年我国北方九大煤电基地煤炭生产和火力发电的水足迹,提出了虚拟水流出伴生的水资源压力指数,评价了煤电虚拟水外送给当地水资源系统造成的压力,分析了未来煤电基地发展的水资源适配性。结果表明,九大煤电基地煤炭生产和火力发电的年均水足迹为13.4×108 m3,占当地淡水资源可用总量的22.8%,煤炭和电力外送伴生的虚拟水流出总量持续增加,增长率为3 031.9×104 m3/a,近10年来,水资源压力指数呈现上升趋势,六个煤电基地达到中度压力等级,造成巨大的水资源压力;2020年,九大煤电基地总水足迹为15.7×108 m3,区域可供给煤电基地的水资源量为11.9×108 m3,只有晋北和准东的水资源满足未来基地扩张需要;晋中、晋东、陕北和鄂尔多斯通过优化调度等增加区域可供水量后可以满足未来生产需要;宁东和哈密发展所需的水资源与供给能力严重不适配,应调整发展战略,保障基地用水安全。     

基于粒子群算法的水资源优化配置研究

为了合理分配引大济湟工程从大通河调出的7.5×108 m3水量,以满足引大济湟工程受水区的生活、生产及生态用水需求,通过建立以供水净效益最大、供水系统总缺水量最小为目标函数的水资源优化配置模型,运用粒子群算法得到了受水区4类水源、5类用水户在2015、2020、2030三个规划水平年的多年平均情况下的水资源优化配置方案。结果表明,2015、2020、2030年净外调水量分别为3.10×108、6.05×108、7.34×108 m3,缺水量分别为0.69×108、0.64×108、2.15×108 m3,部分区域农业用水存在缺口,仍需采取必要的节水措施。     

彬长矿区综合开发水资源配置分析研究

本文通过彬长矿区建设现状与综合开发规划,分析了当地水资源可利用量和开发潜力,得出了区域内水资源可利用量为2.1亿m3的结论,分析论证了2020年当地水资源能满足矿区发展用水的要求,同时规划出区域内两座骨干水源工程,并结合矿区的工业布局进行了水资源配置。     

乌鲁木齐市水资源供需优化决策的系统动力学仿真

随着干旱区城市水资源与生态环境—社会经济复合系统的矛盾日趋恶化,水资源配置倍受重视,系统性也成为决策的重要原则。以乌鲁木齐市为例,基于我国干旱区城市水资源供需系统反馈机制,建立系统动力学模型,设定5种方案模拟水资源供需变化。结果表明,中高速经济增长下,产业结构升级不能保证用水结构优化,城市规模增长驱动水资源供需差额和废污水排放增加;保持城市经济和人口低速发展,并调整产业结构、加强节水和水利投资改善力度,引入水源可在2020年实现0.165×108 m3水资源富余,2030年人均GDP增加到17.26万元,城镇化率达到98.03%,废污水排放量为3.03×108 m3。     

基于三次平衡的五家渠市水资源优化配置研究

以五家渠市为例,结合水资源条件和供用规模、结构及效率综合考虑了节水、污水回用、产业结构调整、新增调水规模等措施,运用GAMS开发了面向多目标、多工程、多水源、多用户的水资源优化配置模型.根据水资源三次平衡的配置思想,利用优化配置模型,通过长系列逐月调解计算,分析了不同情景下各水平年的水资源供需平衡状况,综合节水、治污、供水等层面给出水资源配置方案和配置工程规模,并提出在2015、2020、2030水平年应分别增加引额调水工程调水量0.40×108、0.62×108、1.20×108m3.     

我国火电行业用水效率分析与节水对策

为进一步提高工业用水效率、保障水资源可持续发展和为落实最严格的水资源管理制度提供技术支撑,分析了我国火电行业取水现状和近10年的用水效率。结果表明,火电行业年取水量历经2000～2006年的剧增后,在2006年达最高值85.5×108 m3,此后2006～2008年大幅减少,2008年之后基本保持略微增长的平稳态势;2000～2010年单位发电取水量总体呈下降趋势,火电行业用水效率逐年提高。由此提出了合理的节水对策,为我国火电行业挖掘节水潜力提供了新的思路。     

我国发展煤制天然气误区分析

从煤炭中的C转化成CH4,需要进行煤气化、脱硫、CO变换、脱除CO2,然后甲烷化反应。在这一生产过程中,碳的利用率和热能转换率均约为1/3,制取1000m3的CH4要放出约3.34t的二氧化碳。按照我国拟建和在建的煤制天然气规模360×108m3/a、碳的利用率1/3计,将浪费煤炭5664×104t标煤,排放二氧化碳1.2×108t,总投资需2100亿元。据测算,煤制天然气生产成本约为3元/m3CH4,与管输进口天然气相比,价格上没有竞争性,并带来环境污染。由于煤制天然气投资费用高(1000m3/a天然气的投资费用约合5833元)、碳与热能利用率低、污染源处理费用高,所以煤制天然气不应该是煤清洁利用的发展方向。我国常规天然气储量和产量迅速增加,预计到2020年天然气产量将达到2000×108m3(约合2×108t油当量),而有关机构预测我国2020年天然气消费量为1.46×108t油当量,国产常规天然气产量就可满足国内燃料消费需求,为此我国完全没有必要大规模建煤制天然气项目。     

中山市咸淡水量计算方法及其利用可行性

针对中山市日益加剧的水资源供需矛盾和咸淡水利用率低的问题,基于一维河网区盐度模型,计算分析了中山市咸淡水资源量及其时空分布特征。结果表明,中山市咸淡水资源量较为丰富,年可利用量约54.20×108 m3,其中磨刀门水道与横门水道分别为16.00×108、21.60×108 m3/a,民众镇、南朗镇与板芙镇的咸淡水可利用量分别为14.70×108、10.80×108、6.11×108 m3/a。但咸淡水资源量时空分布较不均匀,且资源利用率较低,仅为4.4%。因此,建议中山市咸淡水可应用到农业灌溉、水产养殖、电厂冷却用水及生活冲厕用水等。研究成果为中山市咸淡水开发利用模式提供参考。     

我国应适当提高煤电的比重

我国2005年电源投资3228亿元,其中火电投资2270.6亿元,占70.3％;非化石电源投资957.4亿元,占29.7％.2010年我国电源投资3641亿元,其中火电投资1311亿元,占36％;非化石电源投资2330亿元,占64％.“十一五”期间,我国火电新增装机容量锐减,非化石电源新增装机容量剧增,而每年新增发电量则逐年减少.我国2006年火电新增装机容量9287×104kW,到2010年新增火电装机容量降为5872×104kW;我国2006年非化石电源新增装机容量1216×104kW,到2010年非化石电源新增装机容量上升到3256×104kW.每年新增装机容量可增加的年发量,2006年估计为5400×108kW·h,到2010年已降为4000×108kW·h左右.2010年我国电源投资中仅占36％的火电,却提供了64％的新增装机容量,而占64％的非化石电源只提供了约36％的新增装机容量,如果按新增发电量计,则火电机组提供的发电量比例更高.按中国电力企业联合会的规则,“十二五”期间我国非化石电源比例进一步增加,火电增幅继续下降.按火电机组等效容量计,2010～2015年年均增长率仅为8％,低于同期国内年均用电量增长率8.5％.鉴于我国的资源禀赋条件和“十一五”、“十二五“电源构成的变化趋势及其后果,建议我国应适应增加煤电的比重.     

厦门市水资源供需分析及水安全保障对策

厦门市淡水资源严重匮乏,人均占有量仅356m3(2001~2012年),为缓解厦门市供需水矛盾,提高水资源综合效益,针对厦门市水质性严重缺水的现状,通过供需水量分析,预测在保证率为75%时,厦门市2015、2020、2030年的缺水量分别为0.518 8×108、3.059 8×108、9.177 6×108 m3,供需水矛盾突出。为此分析了厦门市水资源管理存在的主要问题,并提出了缓解厦门市水资源供需矛盾和保障水环境安全的措施。     

黄河上中游地区大型煤炭基地水资源约束研究

煤炭在我国能源结构消费比重中仍将占有绝对的优势,未来黄河上中游地区的水资源能否支撑煤炭产业增长是我国能源与水资源管理的难题。不同水平年黄河上中游7个大型煤炭基地的需水量进行了预测,并与煤炭基地的黄河流域二级水文区区域水资源量、地下水功能区和地表水功能区进行了适配性分析,根据水资源约束特征提出了缓解水资源对黄河上中游煤炭基地开发约束对策。     

Forecasting the growth of China’s natural gas consumption

The use of natural gas in China is still relatively immature, as gas production only supplies a low percentage of the domestic energy system. In contrast, Chinese economy mainly relies on coal with a 67% share of the total primary energy supply. The environmental impact from this high coal dependence is significant and planners have sought for cleaner energy sources. Natural gas is both cleaner and generally more efficient than coal and gas consumption is rising quickly due to these facts.The growth tendency indicates that natural gas will become an important substitution for coal in some parts of the Chinese primary energy consumption. To quantify this tendency, this paper uses a system dynamics model to create a possible outlook. The results show that the gas consumption in China will continue to increase fast to 89.5 billion cubic meters in 2010; 198.2 billion cubic meters in 2020, before finally reach 340.7 billion cubic meters in 2030.Scenario analysis is used to assess the accuracy of the results. Finally, this paper gives policy suggestions on natural gas exploration and development, infrastructure constructions and technical innovations to promote a sustainable development of China’s natural gas industry.     

Hybrid solution and pump-storage optimization in water supply system efficiency: A case study

Environmental targets and saving energy have become ones of the world main concerns over the last years and it will increase and become more important in a near future. The world population growth rate is the major factor contributing for the increase in global pollution and energy and water consumption. In 2005, the world population was approximately 6.5 billion and this number is expected to reach 9 billion by 2050 [United Nations, 2008. www.un.org, accessed on July]. Water supply systems use energy for pumping water, so new strategies must be developed and implemented in order to reduce this consumption. In addition, if there is excess of hydraulic energy in a water system, some type of water power generation can be implemented.     

蒙陕甘宁能源金三角地区水资源需求分析与保障对策

蒙陕甘宁能源金三角地区是我国实现能源发展战略综合开发的重要组成部分,目前面临的主要问题是水资源匮乏、利用效率低,随着经济社会快速发展,水资源供需矛盾日益突出,水资源将成为制约该区域能源综合开发的瓶颈。根据区域内各省(区)能源综合开发的规模,对能源综合开发的水资源需求进行了预测,通过分析当地水资源供水保障能力,得出仅靠该区域当地水资源难以满足大规模能源综合开发的需求,并提出切实可行的对策,以保障该区域供水安全。     

Nuclear power, coal and energy conservation (with a note on the costs of a nuclear moratorium)

A programming model is used to explore some of the options by which the United States may realistically move away from its present heavy dependence on oil and gas to a more diversified energy economy, based on nuclear power and/or coal. The model incorporates both own- and cross-price elasticities. In this way it allows for price-induced interfuel substitution and price-induced energy conservation.Among the supply options considered are: the direct combustion of coal to generate electricity; the conversion of coal to synthetic fuels; the limited petroleum, natural gas, and shale oil resources; nuclear energy from light water reactors and, later, from fast breeder reactors; hydrogen via electrolysis; and such distant future technical options as central station solar power and fusion (aggregated and described only as “advanced technology”).Each of these energy sources is discussed in terms of its own costs and the probable date of its commercial introduction. We then quantify the sensitivity of the benefits from research and development to assumptions with respect to: the discount rate; the future (undiscovered) domestic resource bases of oil, gas and low-cost uranium; and the cost at which large future supplies of coal can be utilized.Under a plausible set of assumptions (the base case), we find that the present value of the benefits from both the fast breeder and coal-based synthetic fuels well exceeds their anticipated research and development costs. In an optimum mix, the combined benefits would be nearly $50 billion (in 1975 dollars) discounted at 10% annually over the 75-year span of our study, and $450 billion at a 5% annual discount rate. Under the same conditions, we also find that if a nuclear moratorium prohibiting the construction of additional plants throughout the country were to come into effect, the direct cost to the United States economy would be approximately $300 billion at a 10% discount rate and $2500 billion at a 5% rate.     

基于供电标准煤耗率的发电企业对标分析

对标管理是火力发电企业最重要的管理方法之一,是企业建立科学管理模式的坚实理论与实践基础。目前,我国各大电力企业已陆续采取该方法指导企业的管理工作,并取得了显著的成效。火力发电企业对标管理中供电标准煤耗率是一个很重要的指标。本文提出分析供电标准煤耗率的新方法,简要分析在火力发电企业供电标准煤耗率整体差距中,由于装机容量因素和煤耗水平因素分别造成的差距,将对企业发展具有重要意义。     

水电基地与南水北调西线工程

金沙江、长江上游、雅砻江、大渡河是我国宝贵的水电基地,规划69座电站装机容量13000万kW,年发电量7530亿kWh,是我国21世纪永续利用的电力能源。而南水北调西线工程规划自四大基地河源调水190亿m3,即将减少保证出力1054.3万kW、电量1099.3亿kWh,分别损失15%、14%。西水北调分期建设方案,自雅鲁藏布江及怒江调水近1000亿m3,可济黄补金。既可向黄河补水500多亿m3,又可向金沙江补水近400多亿m3。彻底解决黄河流域的缺水问题和增加黄河各梯级装机容量,而不影响四大基地的保证出力与保证电量,又能增加金沙江的下泄流量,确保北方用水,还可增加金沙江和长江上游的装机容量。