国际不同区域天然气价格对比研究_国际上天然气价格

1.能源与能源安全是什么？

2.　研究现状

3.中国能源统计年鉴，全国各省2003至2009年煤炭、石油、天然气分别用量

4.130平方 我家1楼! 天然气壁挂炉按暖气或地暖，哪个价格更便宜！哪位好心人说说价格

此文系作者和王树利（北京邮电大学）合作。原载《华北地质经济管理》2003年第2期

经济全球化就是人们在全球范围内从事生产和消费，是一个经济发展使各国日益相互依赖的过程，也是一个建立无疆界经济的过程。生产者不再局限于本国的，利用全球来从事生产，从而弥补本国的不足，降低生产成本；消费者的选择余地更加广阔。作为世贸组织的成员国和面临的经济社会发展的现实，我国只能积极跟进，在经济全球化的国际大环境中实现现代化，建设有中国特色社会主义。

毋庸置疑，全球化为我国管理和矿业政策的调整提供重要机遇，第一，从主要利用国内，高度自给自足，转向充分利用全球，保持适度自给率；第二，从封闭型、半开放市场，转向降低市场准入门槛，加快矿业市场开放；第三，从主要利用国内资金，转向更多利用外资和全社会资金。但是，更应该看到我们所面临的现实：

一是储备全面短缺。据论证，到21世纪中叶，我国45种主要矿产除煤以外将全面短缺。目前，我国已经是矿产品进口大国，1998年我国矿产品及相关原材料进口值290亿美元，占我国商品总进口值的15.6%。1999年石油进口量已达5743万吨。初步分析，到2020年，我国15种支柱性矿产中有10种以上依赖进口，总的矿产对外依赖程度将达到20%左右，成为世界矿产品进口大国。

二是我国98%以上的进口矿产是以贸易进口方式直接从国际市场上购买的，通过在国外投资开发，获得销售控制权的矿产占进口量的比例很低，不足2%左右。由于进口方式单一化，在国际矿产品市场出现波动时，缺乏足够的抗风险能力，往往受制于人，对于我国这样一个矿产进口大国来说具有潜在的不安全性。

本文从全球和周边国家探明矿产形势、投资环境及我国社会经济发展对主要矿产的需求分析，以及部分国家在全球化过程中的经验，提出了我国矿业的发展战略的政策选择。

1 全球和周边国家矿产供应及我国对主要矿产的需求分析

1.1 全球和周边国家矿产供应分析

统计表明，与20世纪80年代相比，世界范围的矿产探明储量增长速度较快，保证程度有了大幅度的提高，多数矿产储量和储量基础能满足未来20～30年的经济需要，其中石油、天然气、煤、铁、锰、铬、铝、磷和钾盐等的储量保证使用年限均在40年以上，个别达100年；即使现实保证程度较低的铜、铅、锌、金、银、硫、金刚石等，由于潜在丰富，只要增加地勘投入，在相当长的时间内仍是可以有保证的。

由表1可以看出，无论是燃料矿产，还是非燃料矿产，探明储量年度递增多数在百分之几到百分之十几，降低的属于少数。石油储量的增长速度高出20世纪70年代的一倍，1986～1996年石油储量净增加3268亿桶，年均增长4.6%，同期天然气证实储量增加386500亿立方米，年均增长3.8%；非燃料矿产，钴、镍、铬、稀土金属、金刚石、重晶石、石墨等矿产探明储量增长显著，金、银、铂族金属增长也较明显。

表1 世界主要矿产储量1986～1996年增长情况一览表

可以看出，全球矿产供应是比较充足的，保证程度是较高的。

1.2 周边国家矿业投资环境分析

研究表明，我国周边国家的矿产是丰富的，且大多数在开发条件上与我国互为补充。周边国家中最丰富的矿产有石油、天然气、煤、铀、铁、镍、钨、锡、铜、铅、锌、铝、镁、钒、钛、铂族金属、稀土、钾盐、硫、磷、重晶石和宝玉石等，如表2所示。据统计，16个周边国家的天然气储量占世界的42%，铁占33.9%，镍占23.1%，钨占26.6%，锡占35.4%，金占17.5%，钾盐占27.6%。在所列的19种主要矿产中，俄罗斯有13种，哈萨克斯坦有10种，印度有8种，印度尼西亚有6种，乌兹别克斯坦有5种，泰国和越南各有4种。

表2 我国部分周边国家某些矿产分布情况一览表

就亚太地区的矿业投资环境，国际矿业界一般认为，最具吸引力的国家是印度尼西亚、菲律宾、巴布亚新几内亚和哈萨克斯坦这4个国家；俄罗斯、蒙古、越南和中亚除哈萨克斯坦外的四国，其矿业投资环境尚可，但不理想；缅甸和巴基斯坦等，其矿业投资环境又比以上国家为差；而老挝、柬埔寨、阿富汗等国，投资环境较差，甚至连矿业法都没有，不宜进行投资勘查开发。

1.3 我国社会经济发展对矿产需求分析

改革开放20多年来，我国经济一直保持高速增长的态势。19年～1998年国民生产总值年均增长9.7%，其中1990年～19年GDP年均增长10%,1998年经济增长速度有所放缓，比上年增长7.8%。根据《国民经济和社会发展“九五”和2010年远景目标纲要》，预计国内生产总值在未来15年间年均增长率6.5%～7%。我国目前处于工业化中期阶段，预计到2015年将处于工业化阶段，之后进入工业化后期阶段。据此预测我国主要矿产品需求量，如表3所示。

（1）能源矿产。我国对能源的需求无疑将是巨大的，但考虑到能源利用效率的提高和产业结构调整，以及农村城镇化和生活质量的提高，有可能突破上述预测的结果，原煤和原油的需求量可能更高。考虑到运输能力的限制和环境保护压力的增大，国家必将取更有力的措施提高科技和管理水平，改变目前不合理的高耗能状况，因此，将2010年原煤的需求量控制在17亿吨左右，2020年控制在19.6亿吨是可能的。原油受条件的制约，大量进口国力有限。未来20年，尽管能源消费弹性系数会有一定下降，但消费总量仍将有较大增长。预测2010年原油需求量2.5亿吨，2020年原油需求量为3.6亿吨是比较适宜的。

（2）金属矿产。总体上看，从新中国成立以来，作为原材料的主要金属矿产品一直供不应求。伴随着工业化的推进，金属原材料的消耗量必将增加。根据国外经验，人均国民生产总值在50～1500美元（1980年美元不变价）之间时，对原材料的需求强劲，如日本在300～1500美元之间，美国在800～1500美元之间时，钢材需求对国内生产总值的弹性值最大。根据我国未来发展规划及人均国民生产总值推测，今后二三十年应是我国金属原材料消费的高峰期，因此，我国对金属原材料的需求仍将十分强劲。

表3 我国主要矿产品需求量

（3）非金属矿产。主要是水泥和农业生产肥料，水泥的消费与国民经济发展和人民生活水平密切相关，预计2010年我国水泥需求量为8.5亿吨，2020年为10.8亿吨。农用肥料，1995年我国农业施用的氮磷钾比例为1:0.31:0.13，与世界平均水平（世界化肥消费氮磷钾比例平均为1:0.43:0.28）有较大的差距。我国农业专家根据我国化肥消费的历史与现状，提出的比例为1:0.45:0.28。据此预测2010年我国硫标矿需求量为3200万吨，磷标矿需求量4000万吨，钾盐（K2O）的需求量为800万吨。2020年我国硫标矿需求量为3600万吨，磷标矿需求量5000万吨，钾盐（K2O）的需求量为1000万吨。

2 经济全球化过程中部分国家在矿业发展战略方面的政策措施

面对经济全球化和推进经济全球化过程中，各国在矿业发展战略的政策实施方面均结合本国的实际取了相应的措施。下面简略介绍一下美国、日本、德国、印度在经济全球化中矿业发展战略的政策措施。

（1）美国。美国是世界第一大国，同时也是最大的矿产消费大国，石油、天然气、煤炭、铜、铅、锌、铝、镍、钼、磷、钾等重要支柱性矿产，美国的人均消费量是世界人均水平的3.4～6.6倍。占世界石油储量不到3%的美国，却消耗着全球近30%的石油。为保证的长期稳定供应，美国取的战略是：国内保证有一定量的战略基地储备和数量不等的产品储备；对外则是四处出击，推行全球化战略，以政治、军事手段实现其经济目的，特别是保障其的安全供应。

（2）日本。日本受地域的限制，其蕴藏量很有限，几乎完全依赖进口矿产和其他工业原材料发展本国经济。目前，能源消费几乎100%的石油、99%的天然气、%的煤；金属矿产品消费中100%的铁矿石、锰矿石、铬、钛、钒、镍、钨、锡、锑、镁和铂族，%的钼、91%的锌、87%的银、83%的金、49%的铜、48%的铝、34%的铅和33%以下的铋；稀散金属和稀土矿产品消费的100%;100%的焦煤和非金属矿产品（硫、石灰石、白云石、粘土和硅石除外）中的大多数原料都需从其他国家或地区进口。为了保障国外矿产品的长期稳定供应，早在20世纪70年代就确定了确保海外矿产稳定供应的“产量分成、产品返销协定、技术帮助协议”方案；系统开发本国矿产的“三阶段法”；对其海外矿产勘查实行资金补助、开发公司实行保险、担保的优惠政策；进行经济与战略储备。

（3）德国。德国是世界上矿产品主要加工国、精炼国和消费国之一，除了褐煤、钾盐、岩盐等矿产比较丰富，可以满足国内一定时期的消费需求外，石油、天然气、铁矿石、有色金属和大多数工业原料矿产供不应求，严重依赖进口。为保证德国矿产原材料的稳定、多渠道供应，取的政策措施有：建立特殊的优惠政策，如找矿和勘探的经费被认为是生产成本，减少税基，亏损可结转；设立风险勘探开发基金对矿产勘探开发提供直接的财政支持，如1969～1989年间，联邦设立风险基金23亿马克，资助石油公司到国外进行石油勘探开发，同时承诺，勘探成功了，必须偿还，不成功，可以不偿还；11～1990年间，联邦又设立5.26亿马克的风险基金，资助除石油外其他矿产的风险勘探开发。另外，德国为应付特殊情况，还进行了矿产品储备。

（4）印度。印度经济增长较快，矿产供需矛盾突出，对进口依赖性较强。与我国差不多，也有一些急缺矿种，如石油、磷、硫、钾及部分有色金属等；煤炭丰富，黑色冶金矿产条件较好。20世纪80年代以来，印度为保证矿产对经济建设的供应，改变了“进口替代”政策，取多种渠道，以获得国外矿产的稳定来源，其中包括与某些不发达国家签订矿产开发双边协定，在某些丰富国家进行联合开发，用易货贸易方式进行矿产品贸易等，并积极开展了深海锰结核地质。在矿业投资上，首先开放了海洋石油，邀请西方石油公司参加投标，陆上石油开始允许国外成套承包，并保持矿业投资条件的长时间稳定性；在外贸上，发展与具有基础的国家的合作，以实现互利互惠；在出口政策上，根据国家矿产状况和长期需要，努力出口高附加值矿产品，使出口具有竞争力。

上面分4种类型简要介绍了大国消费大国的美国，小国经济大国的日本，小国加工大国的德国和与我国经济状况相近的印度，在经济全球化形势下所取的矿产开发管理政策。很明显，美国作为经济、军事强国有实力四面出击，实施真正意义上的矿产全球化战略，属于实力型；德国和日本是外贸型的，以资金和技术的投入保证本国的稳定供应；印度则属于需求型，根据本国经济发展的需要引导资金、技术的投入和对外贸易。我国目前的供应形势总体来看属于外贸型的，与日本和德国不同的是，我国的外贸型基本是矿产品进口型的，对国际市场的依赖性很强。

2 经济全球化形势下我国矿业发展战略的政策选择

经济全球化为全球化提供了政策基础，从上述分析可以看出，真正的全球化要靠强大的经济力量和军事力量作保证，否则很难实现稳定的全球化供应。这一点早已被历史所证明。因此，我国的全球化战略取向只能是区域性互惠互利型的，坚持走外资外贸同步发展的路子。

（1）适应世贸规则，进一步改善矿业投资环境，吸引国际矿业资本投入。

对比研究国外改善矿业投资环境和投资者的要求，结合我国矿业投资环境的实际状况，认为我们首先应做到的是，建立明确、清晰、稳定和可预测的矿业法律体系和投资法律体系，尽最大可能降低国内外私人矿业投资者所可能感受到的“政治风险”或“主权风险”，包括矿业权的保障（矿业权的连续性，探矿权到矿权的顺利过渡，管理程序的清晰、透明等），担保对外资不征用、不歧视、不国有化的名副其实的国民待遇，外资可占多数股，外汇可自由兑换和汇回等；其次是调整或制定能平衡各方面利益关系（中央、地方和矿业权人）的矿业财政/金融制度，尽可能地降低国内外私人矿业投资者所可能感受到的“商业风险”，包括按照国际通行规则，考虑到矿业活动的特殊性及矿业的基础性产业地位，设计合理的矿业税制等。

据估计，世界范围内每年约40亿～50亿美元投入于固体矿产勘查而流入到我国的仅有数百万，这是与我国丰富、种类齐全不相称的。迄今，在固体矿产勘查领域外资的进入尚无实质性进展；在矿产开发方面，有些发展中国家矿业项目的资本投入额均达数亿乃至十数亿美元以上，而我国尚无一例。因此，按照WTO规则设计能够吸引国际矿业资本的投融资体制是改善我国矿业投资环境的重要方面。

（2）统筹规划，积极调整我国目前的矿产供应体系，建立多渠道相对稳定的外贸框架。

首先是组织，统筹规划，统一部署，确保对外力量投入的集中有效；其次国家要支持，为企业走出去创造良好的环境，加强宏观指导，制定到海外勘查开发矿产的有关政策，可以考虑建立海外勘查风险基金；第三，根据我国矿情和长远发展的需要，走出去要以我国短缺的为重点，兼顾其他，以丰富的周边国家和发展中国家为重点，兼顾其他国家。第四，培育有国际竞争力的矿业公司，取多种形式的国外从事矿产勘查与开发，既可以独立进行勘查开发，也可以与外方合资合作勘查开发，或向已开发的矿山、油田企业参股甚至收购。与此同时，着眼于长远发展，建立一支熟悉国际矿业运作市场规则，有较强经营管理能力和开拓创业精神的专家和管理人才队伍。

（3）发挥地缘优势，联合印度共同筹建东南亚矿业自由经济区。

如本文第二部分所叙述的，我国的陆上周边国家互补性较强，尤其是印度，与我国具有相似的特点和经济发展阶段，地处东南亚的核心地带，有联合的积极性。另外，这些国家的联系在陆路上是相通的，有较为便利的交通基础。东南亚矿业自由经济区的建立，可以实现的共同勘探、共同分享开发利益、矿产品无关税自由贸易，共同促进各国的矿业发展。

能源与能源安全是什么？

一、天然气水合物的潜能

目前，海底天然气水合物被看作是未来的非常规天然气，其分布和规模是目前研究中需要首先考虑的问题。与常规天然气研究相类似，要评价天然气水合物的量，必须了解其聚集特征，必须在研究其烃类天然气来源的基础上进行量的评价。

天然气是一种流体矿产，从“源控论”角度考虑，一个地区（盆地或区带）天然气藏的量取决于以下3类参数：第一是气源岩的分布面积、厚度和有机质含量；第二是单位质量有机质能够转化成天然气的数量；第三是天然气从离开气源岩到形成现今的天然气藏，其聚集程度，即聚集系数。常规天然气远景量的评价遵循这种方法，水合物也应当如此。量是一个客观的数量，评价结果的准确与否，取决于人们对这三类参数认识的准确程度。其中，第1类参数的认识主要受勘探程度的影响，勘探程度越高，认识越接近实际；而第2类和第3类参数虽然也受勘探实践的影响，但更主要取决于理论上的认识。

在理论上，海底天然气水合物具有4种可能的来源：①海水溶解的甲烷（来自海水溶解或悬浮有机质生成的甲烷以及由大气或海底进入海水的甲烷）；②海底天然气水合物层有机质自生自储的甲烷；③海底天然气水合物层下伏沉积物、沉积岩中有机质生成的甲烷；④地球深部非生物成因（无机成因）的甲烷。第3种成因的甲烷应当是海底天然气水合物中最主要的贡献者。

聚集系数是天然气评价中的重要参数。海底天然气水合物的聚集系数受一系列地质-地球化学及海底物理化学条件的控制，涉及若干动力学过程，尚需深入研究。

目前，国际上对天然气水合物量的计算主要有以下几种方法：①根据地震资料，将含水合物沉积所具有地震空白反射效应定量化并成图，但该法不能计算BSR下的游离气；②用波形反转法建立速度模型，计算水合物带及其下游离气的含量，但该法不适于用在气体饱和度大于2%的情况；③用地震反射系数或AVO计算水合物及与BSR有关的游离气。各种方法均具有一定的实用性，但也存在或多或少的缺陷和局限性。天然气水合物的赋存条件与油气的最大区别就在于天然气水合物必须具有严格的P-t条件，因此，模拟实验研究天然气水合物相平衡条件仍是研究的热点。通常认为，稳定带的边界是水合物的相平衡曲线和地热梯度的交点，并用这个交点的位置来预测稳定带的厚度。而实测的资料表明，稳定带的边界比预测的边界要高，如ODP146航次889/890站位实测的稳定带边界要比预测的高40～50m（Kastner等，1995），而ODP164航次布莱克海岭的稳定带边界比预测的高达100m（Ruppel等，19）。

天然气水合物藏的量到底有多少？目前世界上尚无法准确计算。据原苏联科学家的初步估计，海域内天然气水合物有15×1015m3。根据美国地质学家的资料，天然气水合物中的天然气总量为1018m3，也就是说，超过了包括煤炭在内的所有已知的可燃矿产的储量。据第28届国际地质大会的资料，天然气水合物的储量极为巨大，据估计可能达到28×1013m3。而据原苏联科学院院士A.A.特罗菲姆克计算，甲烷藏密度为（1170～1384）×108m3/km2，当海洋沉积物中天然气水合物藏的产气率为0.7时，世界海洋天然气水合物生成带所产气的储量约为85×1015m3。这一数量与当时美国学者的计算结果大致吻合（19）。1988年，Ian Ridley和Kathy Dominic在《Gas Hydrates Keep Energy on Ice》文中介绍：“苏联科学院的Makogan研究组估计，仅在海洋环境中的天然气水合物就含有5.6×1018m3天然气，而美国学者估计在美国大陆边缘的天然气水合物含有7.2×1014m3天然气”。

目前，世界上对天然气水合物量有以下几种典型计算。

1）13～15年，苏联学者A.A.Trofimuk等对世界海洋天然气水合物的量提出了评价方法，并进行了评价，对全球天然气水合物含碳量估算值约为（2.7～14）×103GT（1GT=1015g）。美国天然气远景委员会在1981年汇总全部的估计值后也曾提出过海洋外大陆边缘沉积物中甲烷水合物的含碳量的估算值。20世纪80年代末，国际地质勘探者工作协会对全球24个地区浅海天然气水合物的赋存控制因素和可储量进行了研究。J.Krason等应用区域盆地分析方法评价了各种构造环境中的天然气水合物，指出天然气水合物较适宜生成的温度和压力条件一般出现于大陆斜坡、陆隆区以及深海平原的浅层沉积物中。

2）1988年，美国学者Kvenvolden和Claypool重新估算了全球水合物量，根据他们定的全球海洋沉积物体积和沉积物有机质丰度，提出仅微生物作用形成的天然气水合物的含碳量就达16×103GT的估算值。考虑到多种因素的综合影响，Kvenvolden认为，甲烷水合物含碳量较为合理的估计值应为1×104GT；如果再考虑到热成因来源的甲烷，估计实际上应不小于1×104GT。1995年，Kvenvolden再次指出，目前天然气水合物中甲烷总量较为一致的估计值约为2.0×1016m3，并认为如果这一估计正确，天然气水合物中甲烷的总含碳量则是当前已探明的所有燃料矿产（煤、石油、天然气）总含碳量的2倍。

3）1995年，美国地质调查所利用类似于常规油气的勘探评价方法，对美国甲烷水合物进行了详细评价（Collett，1995），估计量有3169.6×1012m3，比原来估算大了几个数量级。19年根据大洋钻探（ODP）提供的数据再次评价，估算甲烷水合物量为5660×1012m3，其中海域的占总量的99%，超过美国现有常规油气的100多倍。正是在这些评价的基础上，美国能源部、化石能源办公室和联邦能源技术中心于1999年6月制定了“美国甲烷水合物多年研究发展项目”。

表1-3 全球天然气水合物量

4）日本天然气水合物的海洋地质与地球物理研究主要由日本地质调查所、日本石油公团以及有关的公司（如日本石油勘探公司JAPEX）、东京大学等3个部分组成。基于1993年的实例研究，地质所估算了日本周围海域的甲烷水合物量大约为6×1012m3，是1992年日本全国天然气消耗量的100倍。日本出于短缺的严峻压力和对新能源的巨大期望，于1995年提出“气体水合物研究发展五年”。基于多年研究，Krason与Matsumoto估算了日本南海海槽天然气水合物的体积为（4.20～0.42）×1012m3和（0.8～8.0）×1012m3。Saton等估算了四国岸外南海海槽地区的天然气水合物与有关的游离气量，分别为2.71×1012m3与1.6×1012m3。

5）印度常规油气量预测为707×108m3。1995年12月的印度地球物理大会上气体水合物成为重要议题之一。印度科技界在原有工作基础上经深入评价，估计印度陆架区可能产出的天然气水合物量为2×1012m3，促使印度石油工业开发部迅速制定了国家勘探开发（1995～1999）。

6）大多数人认为，储存在天然气水合物中的碳至少有1×1013t，约是当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的2倍。

总之，尽管说法不一，或这些评估过于乐观，但与常规油气相比，天然气水合物中潜在的天然气量仍然是极其巨大的（表1-3）。

二、天然气水合物的开发前景

人类开发利用能源的发展趋势是：煤（固体）→石油（液体）→天然气（气体）。不仅天然气水合物层本身存在巨大无比的甲烷，而且往往在含天然气水合物层之下同时还蕴藏了巨大的常规天然气。如果说永冻区的水合物离世界上大多数国家太遥远的话，那么海洋水合物则就在他们面前。大陆斜坡、陆隆和世界洋底下有没有那么多天然气水合物，能不能开发出来，都是人们十分关心的问题。几十年来全球对天然气水合物的普查、勘探和试验性开发一刻也未停顿过。美国、日本、印度和德国已着手安排了实际上是整个世界海洋沉积物上部的研究。DSDP和ODP钻探有目标和持续性的工作为调查世界海洋水合物的分布取得了举世瞩目的成就，为今后开发天然气水合物打下了基础，为被能源与环境问题困扰的人类社会带来了新的希望。

虽然目前国际的天然气水合物热持续高涨，但是在天然气水合物开发利用的问题上一直有两种呼声。有人提倡大刀阔斧地进入实用阶段，也有人呼吁三思而后行，甚至有少数人反对开发利用天然气水合物。从全局来看，有一些技术确实还没有达到实用开发天然气水合物的水平，但只要全球科学家和各国抱着负责任的态度，大力投资科技攻关项目，我们深信，人类在21世纪是可以做到安全利用天然气水合物的。俄罗斯的巴尔坎和日本的专家也认为：“在开技术发生根本变化后，开发水合物不仅完全可能，而且指日可待”。Sloan指出，大规模开天然气水合物中的甲烷在21世纪的某些时候将成为现实。

1.识别BSR技术的进步

随着高分辨率多道反射地震技术的普遍用和地震数据特殊处理技术的提高，BSR现象在地震剖面上更为明显。在地震剖面中，BSR一般呈现出高振幅、负极性、平行于海底和与海底沉积构造相交的特征，容易识别，效率较高。

2.钻孔取样技术

目前用的钻孔取样技术有4种：①活塞式岩心取样器；②恒温岩心取样器；③恒压岩心取样器（PSC）；④水温探测仪。通过测量样处海水温度来确定海水含盐度，进而计算岩心中水合物的分解量。

3.测井技术

测井技术是天然气水合物勘探中除地震反射法和钻孔取心法之后又一有效手段。当然仅凭某一种或两种方法来判断天然气水合物的存在是不可靠的，有时其他偶然因素也会引起测井曲线表现出类似天然气水合物层段的特征，所以在实际工作中应视具体情况用多种测井方法并结合应用其他方法来判识天然气水合物。

4.开发技术

常用的开发技术有：①热激发法；②化学试剂法；③减压法。单用某一种方法来开天然气水合物是不经济的，只有结合不同方法的优点才能达到对水合物的有效开。若将降压法和热开技术结合使用将会展现出诱人的前景，即：用热激发法分解气/水合物，而用降压法提取游离气体。虽然从技术角度来看，开发天然气水合物已具可行性，但是目前人们仍未找到一种在当前的科技条件下比较经济合理的开方法。

5.全球瞩目的日本、美国和印度的开发

近年来，许多国家成立了专门的机构，投入巨资，旨在探明本国的天然气水合物和进行开准备。美国成立了天然气水合物研究中心，日本成立了甲烷水合物开发促进委员会，加拿大于1998年组织了包括美国和日本等国25位科学家参加的陆地天然气水合物钻探和开发的技术研究，印度也制订了自己的天然气水合物开发。

6.全球天然气水合物开发前景

海洋天然气水合物是全球天然气水合物开发的重点，不仅因为海洋天然气水合物占总量的大半以上，而且分布广泛，对那些滨海而又缺乏能源的国家来说，天然气水合物则带来了莫大的希望和寄托。

海底浅层沉积物中的天然气水合物和周围的沉积物可以形成一种封闭性极好的盖层，为大陆斜坡和陆隆区形成的天然气提供了良好的聚集条件。已经证实天然气水合物的胶结层具有很强的封闭性，含水合物岩层可对常规油、气藏起到屏蔽作用，天然气水合物层之下往往有大型常规气藏。圈闭于天然气水合物带的常规天然气或石油比包含于天然气水合物中的非常规天然气在目前更具有经济价值。

天然气水合物的存在为勘探常规气藏提供了有用的信息。天然气水合物反映出沉积物正在进行着的烃类生成作用。而天然气水合物对估计一个地区现今的热流及其热历史是有价值的，因为天然气水合物仅存在于非常有限的温度-压力范围内，其出现形式的变化是与孔隙水化学变化、烃类成分的变化或温度-压力梯度异常密切相关的。

前苏联开发麦索雅哈气田的实践经验证明，在永冻区开发常规天然气不可避免地会遇到天然气水合物问题。一般来说，永冻区的天然气水合物形成深度总是浅于常规气藏的深度，它像盖层一样封闭了其下的常规天然气。当人们没有发现和认识水合物之前，实际上已经遇到天然气水合物，如天然气水合物分解造成的井喷等。所以说，开发天然气水合物不是单一的开发，而是一种综合开发。

天然气水合物是天然气的一种载体，从能源角度上看，天然气水合物属于天然气这个范畴。人类发现了天然气水合物，评价了它可能对人类的贡献，但不能将天然气水合物孤立起来进行研究。天然气水合物藏的形成首先要有气源，所以天然气水合物地质学同石油天然气地质学是不可分割的，其开发也要同常规气藏联合开发。天然气水合物的开发前景广阔。

小结

1）在充分了解世界各国水合物调查研究及进展的基础上，重点介绍了4个国家的天然气水合物研究开发、10个国家的部门，以及30多个国家和地区天然气水合物的调查和研究情况。

2）通过对信息资料的综合分析，认为目前天然气水合物调查研究主要围绕天然气水合物特征、商业性的生产与开发、全球碳循环、安全及海底稳定性和天然气运输方法等5个方面开展工作。当前急需解决的重点是：利用获得的测井、岩心和钻井记录等有效信息，不断地改进地质模型和地球物理勘探方法，以便尽早实现商业性开。

3）为积极配合生产与开发的需要，指出了目前研究工作已由过去的水合物热力学转向动力学研究。水合物动力学包括形成动力学和分解动力学，涉及水合物的形成、储存与开、动力学抑制剂的开发，以及石油和天然气输送管线的设计等。强调通过对动力学的研究，将有助于开展天然气水合物多方面的应用研究。

4）通过对天然气水合物的物理化学性质、赋存特征、成矿条件、分布规律及矿藏成因等相关资料的深入分析，系统整理了天然气水合物成矿的有关地质理论。重点探讨了天然气水合物的热解、微生物和混合等3种气源成因，天然气水合物的成矿模式，以及评价与开发前景。

5）全面总结了天然气水合物调查的地质、地球物理和地球化学等多种技术方法，主要包括微地貌及其可视化勘查技术、高分辨率多道地震勘查技术、电磁法探测技术和卫星遥感勘查技术等。通过对析，认为多道地震反射法是海洋天然气水合物主要的勘探方法，该方法可以揭示天然气水合物沉积层速度的精细结构，进行储层描述，有利于寻找勘探目标和地质储量评价，并强调同时应结合其他非地震勘探手段。

6）系统归纳了天然气水合物的多种保压保温取心技术、钻井技术及测井技术，结合钻探实例进行了利弊因素分析。在了解国外天然气水合物开发方法和现状的基础上，介绍了天然气水合物的3种主要开方法，并结合水合物试验开实例，讨论了开发生产技术问题及对策。

7）从天然气水合物与全球碳循环及温室效应、天然气水合物与全球气候变化的关系，以及天然气水合物的地质灾害因素等多方面分析，探讨了天然气水合物的环境效应。

　研究现状

人们可能为能源量、可持续利用时间而困惑。要进行预测就必须了解能源及其有限性和用途，必须考虑未来的能源开发技术、燃料价格变化以及能源消耗的增长率。

化石燃料中，煤是最容易做出估计的，因为煤矿床通常在一定区域内大面积展布，且常常出露于地表。对石油和天然气的估计比较困难，因为油气藏分散且保存在地面以下数百米到数千米的深度，只有通过勘探才能发现。以现今的技术可以有效开发利用的被称为储量。储量不是一个静态的数字，通过发现新和提高利用的技术方法可以增加储量。

一、术语

用于描述化石燃料状况的术语很多是模糊的。例如，储量、证实储量和未发现等术语被频繁使用，而且在很多场合被不恰当用，因此有必要对这些术语加以区别。地下某一种未被利用或未被发现的量很难预测。由于预测通常基于尚未完成的探查活动，所以，一些经常被遗漏。即使一定数量的某种被确认存在，但是经济和技术因素经常会影响其出量。

美国地质调查局关于石油的分类可通过McKelvey图解简单表达（图1-1）。矩形表示某个地区所拥有的石油。纵轴表示的成本消耗，横轴表示的不确定性。储量处于矩形的左上角，它被定义为通过地质勘探已经确认，并且在现有经济和技术条件下可供开的。未发现的位于图的右侧，而左下角则表示那些已经存在，但由于现阶段成本太高而不能开的。随着新的储量被发现以及开成本的降低，这些数量关系将不断发生变化，同时储量的规模也将改变。储量有时被分为地质储量、探明储量和可储量。地质储量是指在某一确定区域内，没有经过证实的预期的量。探明储量是指在已知地区内，由勘探工程控制的那部分储量。可储量是指在现有的经济技术条件下，能够从已知的油藏中出的那部分储量。

图1-1　McKelvey图：根据地质可靠性和经济可行性对储量和量的分类

许多分析家认为，地质勘探不可替代，可利用的预测不能或者不应该凭借主观臆测，地质问题应该用地质数据来回答。的发现和开发过程会伴随技术进步，的年产量不仅取决于生产成本和市场需求，还取决于生产技术革命。

二、能源

目前，世界能源消费仍旧主要以化石能源为主，其中以石油消费所占比重最大（图1-2）。2015年世界一次能源消费总量为13147.3Mtoe（百万吨油当量），不同能源品种和不同地区存在较大差异：石油、天然气、煤炭三大化石能源消费量分别为4325.5Mtoe、3129.1Mtoe和3839Mtoe，分别占一次能源消费的32.9%、23.8%和29.2%。核能、水电两者尽管近年呈上升趋势，但是在能源总消费中的比重仍然不高，分别只占4.4%和6.8%。

图1-2　20世纪、21世纪世界能源构成及预测（据Edwards, 2001）

能源消费受禀赋和能源生产结构的影响。中东地区油气最为丰富、开成本极低，能源消费几乎全部为石油和天然气；亚太地区煤炭丰富，煤炭在生产结构中占70.6%，使煤炭在能源消费结构中所占比例也相对较高，而石油和天然气比例明显低于世界平均水平；欧洲地区天然气生产略高于石油，达40.6%，欧洲国家以天然气消费最多，达到41.3%。2015年，中国是世界上能源消费最多的国家，达到3014Mtoe，石油、天然气、煤炭的能源消费量占一次能源消费的18.6%、5.9%和63.7%；相比而言，天然气消费量远低于世界平均水平，煤炭消费量远高于世界平均水平。

石油、天然气和煤炭三大化石能源的全球分布很不均衡。全球石油分布差异明显（图1-3）。从东西半球看，约3/4的石油量集中于东半球；从南北半球看，石油主要集中在北半球。从纬度上看，全球油气主要集中在两大纬度带：北纬20°～40°油区，拥有波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非产油区，集中了世界51.3%石油储量；北纬50°～70°油区，内有北海油区、伏尔加及西伯利亚油区和阿拉斯加湾油区。从具体国家分布而论，石油探明储量集中分布在少数几个国家。其中储量最多的国家是沙特阿拉伯，达363×108t，占全球的21.9%。储量前10位国家的石油探明储量就占了全球的83%。中国以60×108t石油储量列第9位。从区域角度看，石油分布主要集中在中东地区，储量前5名国家全在中东，包揽了全球61.5%的储量，为“世界油库”。其余产油区按储量依次为：欧洲和原苏联、非洲、中南美、北美和亚太地区。

石油的供应基本上决定于世界少数石油富集的国家，产地分布最主要集中在中东地区，几乎占了世界石油产量的三成。其次是欧洲和原苏联地区，以及北美地区。此外，南美洲、北非也是重要的石油生产地。而亚太地区、非洲大部则是相对的“贫油区”。2011年，产量前10位的国家是俄罗斯、沙特阿拉伯、美国、伊朗、中国、墨西哥、加拿大、委内瑞拉、阿拉伯联合酋长国和科威特，仅此10个国家的石油产量就约占世界的63%。与石油产量布局相比，石油消费的空间布局不同，石油生产消费地区失衡严重。石油生产量仅占世界9.7%的亚太地区，石油消费量竟占世界消费量的29.5%。其次是北美地区（占28.9%）、欧洲和原苏联地区（占24.9%）。这三个地区的消费量总和占世界总量的83.3%。亚太、北美、欧洲是全球最大的三个石油消费地区。

天然气的地域分布主要集中在中东地区、欧洲和原苏联地区，这两个地区占了世界75.8%的天然气储量。其次是亚太地区、北美和北非地区分布较为集中。其他地区储量很少。按国家来说，俄罗斯储量最多，达47.65×1012m3，占世界的26.3%，其次是伊朗和卡塔尔。这3个国家占世界天然气总量的55.8%。储量前10位的国家占76%。天然气产量最丰富的地域主要分布在欧洲和原苏联地区，2015年达17414×108m3，占世界总产量的48.9%；北美地区占世界总产量的28.1%；随后是亚太地区和中东地区；中南美洲、非洲产量极少。天然气消费的布局与生产布局相似。欧洲和原苏联地区拥有丰富天然气，2015年天然气消费量占世界的44.5%。

图1-3　2006年世界石油、天然气和煤炭分布示意图

（据朱孟珏等，2008）

世界煤炭同其他一样，在地区分布上也不均衡。其分布集中于北半球，以欧洲、前苏联地区及亚太地区最为丰富，2015年在全球探明储量中分别占34.8%和32.3%。其次是北美，占27.5%。而非洲、中东和中南美洲则储量极少。以国家论，则以美国、俄罗斯、中国探明储量最多，占世界的57%。储量前10位的国家占世界的91%。相对于石油与天然气，煤炭由于运输条件的限制，大部分是自产自销，生产和消费的地域空间分布基本相同。生产和消费重心集中在亚太地区，产量和消费量都占世界总量的近60%。中国煤炭产量和消费量就占到世界总量的40%、亚太地区的近70%。其次是北美，产量、消费量都占到世界总量的1/5强。欧洲和原苏联地区的产量和消费量也分别达到了世界总量的15%和18%。而中南美洲、非洲、中东地区由于煤炭已探明储量少，因而生产和消费量有限。

世界核能与水电的生产消费主要以自产自销为主，2015年消费总量为1476×106t油当量。核能消费空间分布几乎集中在经济发达的欧美地区。北美和欧洲地区占世界总量的82.3%。其次是亚太地区，占世界总量的16.3%。消费最多的是美国，达189.9×106t油当量，占世界32.6%的份额；其次是法国和中国。水电消费的空间分布较为均衡，除非洲和中东地区很少消费量以外，亚太地区最多，占世界的40.5%；其余依次为欧洲及欧亚大陆（21.8%）、中南美洲（17.1%）以及北美（16.9%）。

三、能源消耗

一种特定的利用不会持续以指数增长直到其消耗殆尽。一般地，一种的开发或利用有一个初始增长阶段；进入矿产开发成熟期，产量逐渐达到最大；随后开始下降，直至耗尽。产量曲线一般呈钟形（图1-4至图1-6）。当一种开始衰竭时，发现和生产变得更加困难，价格上涨，其他开始取代其地位。

图1-4　世界煤年产量变化曲线（据Hubbert, 1962）

图1-5　美国石油预测产量和实际产量的对比（据Hubbert, 1962）

图1-6　美国天然气预测产量和实际产量的对比（据Hubbert, 1962）

这些钟形的产量曲线能用作对可利用周期进行估计，还能对最大产量年份进行预测。图1-4是世界煤产量的曲线。图中曲线预示煤炭足够丰富，可以持续500年以上，在距初始点200年左右尚未达到产量的最高峰。但是对石油和天然气来说，形势完全不同。图1-5表明了美国石油产量的最高峰大致在10年已经出现过，事实也确实如此。图1-6天然气产量曲线也可得出类似的结论，美国天然气产量在13年达到了高峰。天然气产量没有像Hubbert曲线所预测的下降得快。先进的钻探技术、海上矿床以及电力利用和对天然气产业的需求使天然气产量由预测曲线向上偏离。然而，消费量超过产量，进口量一直攀升以至达到2006年天然气消费量的1/5。

受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加。世界能源消费总量与人口几乎呈正相关，亚太地区人口规模和消费量都最大。能源消费还与经济发展水平相关，像非洲等地区虽然人口众多，但能源消费量却很小。人均能源消费量高的国家多是相对经济发展水平高的发达国家，而发展中国家人均能源消费量相对较低。这些国家大体分为四类：第一类是高消费的发达国家，如美国、加拿大、澳大利亚；第二类是中低消费的发达国家，如英国、法国等；第三类是中低消费的发展中国家，大部分国家是这种状况；第四类是像中国、印度、巴西这些国家，能源消费总量虽然位于世界前列，但是人均GDP和人均消费量均低于世界平均水平。

四、节能和环境保护

行为能源需求（强度）是完成一次行为所需要的能量，行为发生频率是行为在一定时间内的动作次数。节约能源的途径通常是对其中因素进行调整。任何行为造成的能耗是两个因素的乘积：

总能耗=行为能源需求（强度）×行为发生频率

提升技术意味着更加有效地使用燃料来执行同样的任务。技术提升是节能最有效的方法，它受物理定律（如热力学第一和第二定律）的制约。通过技术提升，节能仍然存在很大挖潜空间，尤其是针对特定作业改善能源利用效率方面。

节能不是单纯的技术问题，能源消耗也取决于“行为发生频率”。对于可取的措施，存在许多障碍，诸如市场限制（比如不同国家的基本消费状况）。高度强调节能的主要依据是：

（1）相对于其他能源供给技术的研发，节能技术在投资方面最划算。也就是说，多数情况下节约一桶油的成本比另外开一桶油来替代的成本要低。1987年，国际能源机构指出：“在能源节约方面的投资相对于在供给方面的投资所获得的回报更好。”

（2）节约将延长地球上有限的能源的使用寿命。目前全世界有超过一半的发展中国家依靠进口石油来满足其75%或更高的能源需求。节能将为开发可能的可持续性（如太阳能和核能）赢得时间。

（3）节能可减少环境污染。使用更少的能源，空气污染、水污染、辐射污染、热污染、全球变暖和酸雨都会减少。

（4）节能技术比增加供给效果更为快捷。开发一个新煤矿需要2～4年，建设一个汽轮机发电站需要2～3年，建设一个燃煤火力发电厂需要5～7年，建设一个核电站则要用9～11年时间。许多现成的节能技术简单易行，现在就可用，例如建筑物隔热技术。

（5）化石燃料的节约对未来尤其重要，因为其作为化工原料（如制药和塑料）的用途与价值远远超出其作为燃料以产生动力的做法。

五、能源安全

传统的能源安全观，强调以能源供应的充足、持续和价格合理为基本内容，反映的是石油、煤等高碳经济的时代特征。直到今天，世界各国仍普遍将高碳能源的供应、需求、价格、运输和使用等问题的合理安排和实施效果作为本国能源安全的评价标准。第二次世界大战以来，石油在全球能源需求增长中充当着主角。1950年，石油在世界能源消费量中占有的比重不到三分之一，而今天几乎已经占到一半。石油低廉的成本和广泛的用途使其在扩张的经济领域成为首选燃料。过去的几十年中，石油给世界能源和经济格局带来的变化极为迅速。对石油价格按时间序列进行考察，这些国际变化就会突显出来（图1-7）。

图1-7　1947-2009年反映国际政治的世界石油价格变化

（据美国能源信息中心）

定货币稳定，那么油价真正的下跌发生在20世纪五六十年代，这激发了石油消费的快速增长。在这种扩张的早期，大部分的石油生产被大型跨国公司所垄断，然而产油国逐渐取得了对石油操纵的更多控制权。1960年，产油国联合组织——欧佩克（OPEC）成立，由于世界范围的政局变动和石油需求增长，欧佩克的影响力日益扩大。20世纪70年代早期，欧佩克国家在石油销售市场份额增加，他们开始制定出口油价并且从外国公司手中夺回了对石油的控制权。到70和80年代早期，多起政治引起油价连续攀升，政治背景下的油价上涨效应仍然存在。13年10月，阿拉伯—以色列战争（第四次中东战争）爆发，欧佩克中的阿拉伯成员国减少了产量并对包括美国在内的一些西方国家取了石油禁运。石油供应的中断导致世界市场油价增至原来的3倍，从8$/bbl上升到25$/bbl以上（据1985年美元面值计算）。18年和19年的伊朗革命中断了这个国家几乎每天6×106bbl的石油生产，即使其他国家提高产量并取了一些平抑措施，仍然造成了世界石油市场大约2×106bbl/d（MBPD）的短缺，同期油价翻了一番，从大约22$/bbl上升到44$/bbl。

世界能源经济对高油价的反应就是减少能源消费，更有效地利用能源以及寻求发展替代能源。美国于1981年对油价解除管制，产量增加，钻探速度创下空前纪录。作为对高油价的市场反应结果之一是世界对欧佩克的依赖，由1980年的大约28×106bbl/d下降到1985年的大约17×106bbl/d。那段时间，世界石油消费下降了14%。1986年油价几乎降低到原来的1/3，因为欧佩克试图通过增产和降低油价夺回他们在世界石油市场中失去的份额。在不到一年的时间内，沙特阿拉伯将其石油日产量增至3倍，几乎达到6×106bbl/d。1990年8月，伊拉克攻打科威特使得石油价格突然上涨，达到了8年来的最高点。此后由于其他国家（如沙特阿拉伯）石油产量开始大幅提高，油价再次开始下降。1991年1月海湾战争后油价再次大幅下降。

1988年以来，油价在1994年曾降到最低点，因为世界市场石油供应量过饱和。由于欧佩克削减产量以及大多数国家正在经历能源需求的增长期，油价在21世纪初又上涨到了1990年以来的最高点（超过30$/bbl）。接下来的若干年中，能源需求方面的大部分增长极可能来自于东欧和中国，在能源供应方面的增长将主要来自于沙特阿拉伯、科威特和阿拉伯联合酋长国。

在经济全球化背景下，围绕能源的国际竞争与合作都在上升。虽然越来越多的国家重视参与国际能源合作，但能源出口国与消费国之间、能源消费大国之间仍存在复杂的利益与矛盾，国际竞争也在不断加剧。加上国际油价长期居高不下、高位震荡，从长远看，产油国和消费国都将面临巨大压力。唯有国际社会进一步对话与合作，才有可能对其加以综合解决。

能源安全是一个老命题，但经济全球化的发展和维护能源安全的实践却总是不断地赋予它新的内涵。为保障全球能源安全，应该树立和落实互利合作、多元发展、协同保障的非常规能源安全观。新的能源安全观是以可持续发展为出发点，强调环境安全是能源安全战略中的重要组成部分，维护能源安全需要超越高碳能源极限，不断进行多元化发展。新型能源安全观不仅需要战略的新高度、新思维，更需要关注新现象，解决新问题。能源安全问题是一个全球性问题。基于人口、发展和环境综合考虑，只有各国、民间组织、企业、研究机构携手合作，才有可能应对30年、50年后全人类不断面临的挑战。这种合作首先应该是共同努力提高能源消费效率，降低能源使用量。同时，要在新技术、非常规能源的研究上从国家间的合作扩大到企业间的合作，要扩大对非常规能源、可替代能源、可再生能源的研究和实质性投入。

中国能源统计年鉴，全国各省2003至2009年煤炭、石油、天然气分别用量

目前，国际上侧重研究第四纪，即约2.5Ma以来地球气候和环境的变化，特别是过去几十万年和2000年以来这两个时段的气候、环境变化的原因和规律。之所以要集中研究最近2000年的地球历史，是因为这段时间是人类对地球影响最大的时期，同时也是人类历史资料与自然记录中对环境信息记载存在着重要重叠的时期。深入了解这段时间的气候和环境变化将为预测未来50～100a地球系统的区域至全球尺度的变化速率提供极有价值的参考资料。而对晚第四纪的最后几十万年，重点是15万年以来的气候和环境进行研究，则能帮助我们弄清引起冰期-间冰期旋回变化的作用机制及其自然反馈，从而深化我们对引起全球气候变化的自然过程的认识。

除这两个重要时间段的研究外，科学家还对更老的地质时期（从全球变化角度气候和环境发生迅速和突然变化）的气候环境变化给予关注，如二叠—三叠纪泛大陆的气候变化、白垩纪的冷暖变化、缺氧和末期的大绝灭、上新世（5.30～1.60Ma）的地球气候变暖。现已知上新世平均气温比现代高2～3℃，海平面比现今高30～50m等。对这些重要时期的研究有助于加深对最近地质时期全球变化的背景及原因的认识。

古环境和古气候的变迁信息较好地保存在黄土-古土壤、冰心、湖泊沉积、洞穴碳酸钙沉积、风成堆积、火山沉积、红土以及海洋、河流沉积等地质体中，其中尤以深海沉积、黄土-古土壤系列和极地冰心的地质记录成效最佳，被公认为是全球变化研究的重要支柱。

全球环境变化重点研究了地球系统的主要外源气候作用机制、地球系统演化的内部过程、快速和突然的全球变化及古气候与古环境的模拟，以及改进资料信息的获取技术和发展地层年代学等技术支撑系统研究。

90年代全球环境变化研究的进展大致如下：

1）全球环境变化的外源气候作用机制方面

研究主要集中在太阳内部变化产生的辐射调整和轨道作用力周期性变化引发的日射变化如何驱动控制气候发生相应的变化上。这种气候变化是长期的，一般在几千年到几十万年的时间尺度上，通过对深海岩心的δ18O记录和黄土记录等获得高分辨率的数据集试图弄清晚第四纪冰期-间冰期旋回的变化作用机制。结果表明，第四纪气候存在约20～100ka尺度的周期性变化，这一尺度恰好与地球轨道参数变化周期相当。许多学者对深海、陆地的地质记录进行周期分析，证明了气候变化是对轨道参数变化的线性反应，这是古气候研究的一大成就。而且发现第四纪以来气候变化的主导周期有一个转变过程，大体上是从岁差周期主导转变为黄赤交角周期为主导，最后是以偏心率周期为主导。但当前对气候系统变化存在100ka周期的起因及演化机制仍众说纷纭，有待更多的证据来证明这些说。

2）对地球内部作用过程作为气候变化的驱动力的重要因子的认识在逐步加深

近年来已认识到岩石圈运动，尤其是地球内部作用过程对大气圈、水圈和生物圈的影响不可忽视。它对全球环境变化，如大气成分的变化，地表干旱化、地震、火山的活动、酸雨的形成、土地荒漠化等都起着重要的作用。

（1）板块构造运动对地球气候和环境的影响。大陆的拼合、碰撞和分裂，改变了大陆的分布及位置，极大地影响了大洋和大气循环，从而改变了陆地的气候和生态环境，构造运动还直接引起地形地貌的变化，从而影响气候的变化。

（2）地壳垂直运动（降升）对气候变化的影响比水平运动可能更强，最明显的例子为青藏高原和美国西部山脉的隆升。一些学者通过模拟研究认为，青藏高原隆升可以改变大气环流和大洋环流形式，特别是东亚季风的形成和发展影响了北半球甚至全球的气候和环境。现确认高原隆升是晚新生代气候变化的主要驱动力。美国学者研究认为，内华达山脉的抬升导致大盆区近500年的干燥气候。

（3）巨型地幔和火山活动放气作用对全球变化的影响。火山喷发把大量固、液、气体从地球深部排放到大气圈中，从而改变了大气化学组分和日照率。火山作用产生的气溶胶，特别是硫气溶胶（主要是SO2形成的H2SO4）对地面温度的影响，它能降低对流层下部的气温。火山喷发后的两年内温度可能会下降0.2～10℃。火山作用的气候效应被北美高山冰川波动、格陵兰冰心记录，甚至树木年轮生长的研究所证实。但火山活动引起区域性还是全球范围的温度变化，还有待进一步弄清火山喷发的时间、范围和气候的响应等许多问题。

近年来，巨型地幔柱已引起地学家的广泛兴趣，他们开始注意到这一地球深部过程在全球变化中的重要作用，并认为地幔放气（CO2）会引起温室效应，岩浆活动迅速扩张引起全球海面上升等。有人提出中白垩世气候变暖、温度上升的原因与巨型地幔柱迅速大量排放CO2有关（CO2浓度为现代值285×10-6的3.7～14.7倍），而不仅是因为古地理的变化即大陆重新配置所致。地幔热柱来自核幔边界2900km深处，在地表形成许多热点和火山。陆上火山喷发出的火山灰遮蔽日照而致降温，而大洋中脊山带上的水底火山喷发出大量的CO2。构造地震活动在地质历史时期以及现代从未停止，有些还相当强烈。中国学者通过卫星遥感的红外谱图发现临震前在104km2级的大面积范围内向大气层大量急速释放CO2，不过其定量研究还远远不足。

（4）全球碳循环研究的新进展。由于大气CO2浓度上升造成的温室效应对全球变化产生重要影响，因此除了减少人类活动工业化排放到大气中的CO2量以外，查明地球内部成因的CO2的气源，即全球碳循环已逐渐成为重要研究课题。近年来岩溶地质学家通过研究，发现全球碳酸盐岩含碳量为1016t，占地球总碳量99%以上，在全球碳循环中占有重要地位。它不仅通过表层岩溶作用从大气中回收CO2，而且还可随着碳酸盐钙华的沉积而释放CO2，从而直接参与全球的碳循环，对气候变化有重要影响。中国袁道先等人估算了通过岩溶作用回收大气碳的通量（以CO2形式）全国为3.83×106t/a，全球为6.08×108t/a。日本估算全球碳的回收量为2.2×108t/a。估算结果虽因参数不一而有差别，但都在同一数量级上。在中国、土耳其、意大利等岩溶区的测试验证，有浓度高达23%～90%的幔源CO2通过活动断裂向大气释放，并伴随大量钙华快速沉淀。在30届国际地质大会上还报导了在西班牙南部某地，由于对碳酸盐岩含水层的过量开，引起深部浓度达85%的CO2突然入侵的实例。可见，除人类活动影响外，地球深部CO2正通过地热区、火山活动及活动断裂带不断释放，直接进入大气促进了温室效应或储存于盖层成为气田。

（5）地球系统还有一些内部过程对气候变化有驱动作用，如CO2、CH4及N2O等主要活跃痕量气体的作用；冰盖消长与海平面变化的影响等。目前这些都已被PES列为专题研究。

（6）天文如彗星或小行星撞击可能诱发的古气候变化，以及地质历史时期中，如认为白垩纪—第三纪间有地外发生，重大的地质灾变导致生物大绝灭等，也是全球变化研究中需要考虑的。

3）快速和突然的全球变化原因和作用机制研究的新进展

科学家们普遍认为气候环境的演变主要受米兰科维奇轨道参数（偏心率、地轴倾斜度和岁差）的控制，还有地壳运动、海陆分布等的影响，但对突发（突然变冷和突然变热）的原因和机制及其响应却不甚清楚。这种非轨道力的变化机制有可能是大气环流和风场变化引起的。因此探索和重建重要时期的古气候和环境，对于预测未来50～100a可能的变化将提供重要依据。近年来根据海洋沉积物、冰心和黄土等地质记录发现气候系统存在着不稳定性，它表现为气候以很快的速度（十几年到几十年）从一种状态变化到另一种状态。现在对末次冰期-间冰期发生的一些气候，包括新仙女木（YD）,Heinrich（H），Dansaard-Oeschger（D-O）旋回（颤动）等进行重点研究。研究结果表明，YD（1.1万年前气候突然变冷）已在不同区域不同记录中，如海洋沉积、格陵兰的冰心记录，阿拉斯加的孢粉记录，北美的冰川记录等都有发现。甚至太平洋地区、亚洲中国和南半球委内瑞拉也有记录。Heinrich是指在北大西洋沉积中发现冰漂碎屑周期性增加的过程，又特指末次冰期期间普遍存在的6次大的冰漂碎屑沉积。它是由于冰山崩塌、涌出，导致北大西洋海水温度、盐度降低而气候变冷。H在北太平洋深海沉积、中国黄土堆积、南美山地冰川等各种记录中都有显示。D-O旋回距今22～37ka，有10次气候突变（突然升温降温）。由上述情况可知，YD、H、D-O旋回很大程度上都是一个全球性气候，其产生原因可以用冰盖融化、北大西洋环流强度的变化来解释。此外，低纬度水文循环也可能引起气候系统的不稳定性。

关于冰期-间冰期的转换和南北半球气候变化耦合（同时发生）的机制，G.H.Denton等提出了“海面变化-冰盖波动锁定”的解释，以后W.S.Broecker（1989）进一步认为是大洋传送带的开-合过程导致的，可能与北大西洋大洋环流有关。但目前还没有一个说能作出满意的解释。

万年以下时间尺度的气候变化也开始在一些地质记录中被检出。如格陵兰冰心化学分析结果显示，自全新世以来存在明显的千年尺度的波动。最近这种波动尺度在中国黄土记录中以及赤道、高纬度地区、极地，从海洋到陆地的许多沉积记录中都有发现。看来这种短时间尺度气候也具有时间性。

近年来大范围的气候异常引起了科学家们对厄尔尼诺-拉尼娜现象的关注。所谓“厄尔尼诺”是指热带中、东太平洋表层海水大面积升温，而“拉尼娜”则相反，是指海水大面积降温。20世纪初，人们已开始注意到厄尔尼诺对海洋生态环境的影响。60年代认识到厄尔尼诺给全球气候造成重大影响，主要表现在热带东太平洋地区洪水泛滥和热带西太平洋地区荒芜干旱。研究表明，从50年代至今共发生14次厄尔尼诺。但现在发现厄尔尼诺的发生频率近年来逐渐加快。80年代有2次，而90年代已3次，并以19/1998年为百年来最强的一次，使全球一些地区出现严重干旱或洪涝。拉尼娜现象自50年代至今发生了9次。专家们已确认厄尔尼诺-拉尼娜现象是热带海洋和大气之间相互作用、相互影响的结果。其发生频率的加快是否与全球升温有什么联系认识尚不一致。但厄尔尼诺-拉尼娜的影响已成为全球短期气候异常的主要因素是毋庸置疑的。

据最新的研究报导，从厄瓜多尔安第斯山脉上拉古纳湖底10m长的沉积物分析显示，厄尔尼诺历史可追溯到15ka前，而在近5ka来出现频率加快，大约每隔2～8年发作一次，而不像在地球气温较高时那样每15～35年发作一次。

4）天然气水合物对全球变化的影响和反馈成为不容忽视的新领域

天然气水合物在本世纪60年代以后陆续发现，但最初仅作为一个重要的潜在能源看待。而80年代后期科学家们才发现它与全球气候变化有着密切的关系。天然气水合物是水的晶格（90%）充填了天然气分子而形成的冰状固体，天然气成分以甲烷为主。天然气水合物的含碳量很高，据粗略估计全球可达1×104Gt，因而认为它是地圈浅部的重要碳库，是全球碳循环中的重要组成部分。天然气水合物在自然界中只能形成于甲烷来源丰富的富有机质沉积物或油气富集区，它在低温高压条件下才能稳定存在。一旦条件变化，如温度增高或压力降低天然气水合物即会分解，向大气释放大量甲烷，产生温室效应，从而对全球气候产生重大影响。反之，在温压条件适宜时，则吸收甲烷形成天然气水合物。目前的研究表明，天然气水合物的蕴藏量极大，因而通过甲烷的释放和吸收对全球变暖产生重大影响。

天然气水合物与地质历史时期产生的海底滑坡可能有联系，这被解释为由于天然气水合物的不稳定性而释放大量的甲烷所形成的充气层，降低了沉积物的强度所致，同时还伴随海平面下降。随着对天然气水合物研究的深入，它在全球碳循环中的作用，以及对全球环境、气候变化影响的强度、机制等的认识将进一步提高。

5）对150ka来和最近2ka时间段地球环境与气候的研究

（1）150ka时间段主要是研究晚第四纪的冰期-间冰期旋回，时间分辨率至少要达到1ka。这方面的重要成果是根据格陵兰和南极冰心的连续记录，恢复了160ka以来的气候变化史，特别是大气组分的变化；同时对18ka来的气候变化，进行了每隔3ka时段的气候模拟，模拟结果与地质记录一致；还对晚更新世以来的海面变化机制和规律进行了探讨。

在第30届国际地质大会上报导了新的全球变化的记录材料。中国岩溶地质研究所通过对桂林一个长达1.22m的石笋，在研究其内部微层理的沉积学特征基础上，用AMS14C法测年配合U系稳定同位素地球化学综合研究，揭示了中国南方36ka以来古环境变化的3个气候旋回，每个旋回持续3ka左右，在暖湿期分辨率可达0.1ka，在干冷期也可达0.5ka。美国Iowa州冷水洞，英美合作的苏格兰Uamkan Tartair洞，美国人在非洲博茨瓦纳Drotsdy洞通过石笋研究古气候的变化也获得较高的分辨率，但所用石笋较小（高仅16～40cm），时限范围限于全新世。

在海陆对比方面，加拿大科学家将中国黄土-古土壤序列与最新的海洋钻孔ODP Hole810c高分辨记录进行了周期对比。美国与俄罗斯科学家利用先进的活塞式钻具在贝加尔湖打出的岩心，记录了过去350ka北亚的气候变化，与著名的SPECMAP海洋氧同位素曲线进行对比，证明大陆与海洋在晚更新世主要的气候是对应的。

对于150ka来南北半球的气候变化及其机制方面，刘嘉麒报导了他们在中国渭南黄土剖面建立的高分辨率的古气候时间序列与深海沉积物氧同位素序列和南极、格陵兰冰心的古气候记录有很好的可比性，据此确定了末次间冰期的起始时间为距今128ka，结束时间为距今74.2ka，末次冰期最冷期在距今20～18ka，从而为全球变化对比提供了重要数据。

由于单一的古气候记录（大陆、海洋或冰心）不能完全代表全球性古气候，因此要正确了解全球气候变化过程，还必须综合区域性的、多学科的证据，深刻理解区域环境系统对气候变化的特殊响应，及不同地区或系统之间的相互关系。为此，IGBP中核心项目之一PES组织了一个国际性研究——PANASH（南北半球古气候），这是研究南北半球的气候机制和耦合关系的一个重要步骤。PANASH组织三条跨越两个半球的极地-赤道-极地断面（图3.1），即PEP-I美洲断面；PEP-Ⅱ澳大利亚-亚洲断面；PEP-Ⅲ欧洲-非洲断面。第30届国际地质大会交流了最新研究成果，不少研究根据植被变化及地质记录恢复了南半球一些地区古气候的长期变化。如T.C.Partridge综述了过去200ka来南非的气候变化，研究结果表明，南北两半球在气候变化中具有很强的耦合性。

通过不同的地质记录，反映了在第四纪时期古大陆环流不同分支的演变特征及其所导致的环境变化、水热、风场格局的变化。刘东生在大会上论述了亚洲不同季风系统与西风环流的相互作用，并提出了东亚古季风气候驱动因素和机制方面的概念模型。对黄土沉积序列，中国学者通过冬、夏季风气候代用指标的研究，分析了东亚古季风的变迁过程和特征。

（2）对最近2ka时间段的研究。由于它对预测未来50～100a全球变化的重要性，对时间的分辨率要求达到1～10a。冰岩心、岩溶沉积物、树轮、湖泊沉积和珊瑚沉积的地质记录甚至能分辨到年和季节，因而越来越受到重视。在第30届国际地质大会上，中法合作研究结果表明，通过对近2ka以来中国、非洲等季风气候区的气候变化记录对比，发现这些地区干、湿变化大致同步；在全新世时期中国和北非现代沙漠的扩张与收缩也是同步的，看来变化受控于同一因子。意大利中部最近几十年来，存在变暖趋势，接近1℃，而水文地质系统对气候变化的响应，通过数学模拟研究，河流径流量将趋减少。

图3.1　PEP断面的位置

中国科学家对青藏高原西昆仑山古里雅冰心（长309m）中δ18O（作为温度指标）、冰川累积量（作为降水量）和Ca（大气尘埃）等指标的研究，高分辨率地恢复了过去近2ka来的气候环境变化。中国学者还通过不同的地质记录重点研究了中世纪温暖期和15～18世纪的小冰期。

6）人类的社会工程活动在近代全球变化中的影响

除了自然作用过程作为影响全球变化的因素之外，还叠加了人类活动的作用和影响。现在已开始把人类活动作为一种重要的地质营力，改变着地球的气候和环境。如大量CO2气体的排放造成温室效应，森林砍伐，土壤侵蚀，沙漠化，工程活动，酸雨，矿产、能源的掘、加工，环境污染等等，使地球生态系统日趋恶化。据统计，当今世界性工业燃耗大量能源，向大气层排放超量的CO2、H2S及其它30多种废气，每年约50×108t。由这些废气形成的“温室效应”越来越影响全球的增温。过去100a中气温最暖的6个年份都在80年代中期以后。据测，1992年平均气温比1951～1980年期间的平均气温高0.19℃，1993年高0.27℃，而最炎热的1990年又高出平均气温0.4℃，可见人类活动的影响程度。

研究人类活动的影响进行起来比较困难，其原因一方面是测量、记录的时限、资料有限；另一方面是如何将自然作用与人为作用从地质记录中区分开来有难度。后者的影响是局部的，还是区域性的？此外有些影响反馈效应和人们对其后果的认识往往是滞后的，需要预测评价和时间的验证。

7）区域地质环境系统对过去各种气候驱动因子的响应

刘东生在第30届国际地质大会主题报告“中国地质环境与全球变化”中，重点探讨了新生代以来中国地质环境与全球变化的联系，提出了大量地质证据，表明亚洲大陆干燥度在逐步增加。施雅风指出，青藏高原自中更新世以来上升3000～3500m，对周围的山地（昆仑）、沙漠（塔里木）以及长江等河流带来一系列影响：气温、地貌的变化、河流动力加强与携载物加多等。水文地质工程地质研究所通过构造、气候、人类活动环境分析三要素建立的空间模型，讨论了中国北方末次冰期环境演变的历史，指出在全新世大暖期的平均温度比现代高1.9℃，降水量比现代多195mm，而18ka前的最冷期，平均温度比现代低11.33℃，降水量比现代少165mm。东非肯尼亚Sonachi湖泊沉积高分辨率记录研究表明，非洲干旱区在最近数千年来总的是向干旱环境演化。而澳大利亚西部地区的干旱化，据研究，大致在0.78Ma以后才出现。

陆地水圈循环对气候变动的响应敏感，且对地球气候和环境变化起着调控作用。中国通过自西向东横切青藏高原、黄土高原至东部平原之间的大剖面，研究了各不同单元自晚更新世以来，古气候的演变及其对水环境的影响。在大陆水文循环中，通过对地下水流量的定量研究，K.M.Hiscock等（1992）再造了英国14×104a的古水文演化，尤其是全新世的水文演化。美国学者根据密西西比河道大小、沉积物特征，再造了该河上游地区高频率洪水的幅度的长期变化史。

全球变化也直接影响到海平面的变化。因此海平面在地质历史时期的变化及发展趋势是全球变化重要研究内容之一。尤其在人类历史时期海面变化直接影响海岸带的经济发展和人类生存环境，因此海面变化更引起人类的关注。王颍总结了中国海平面自盛冰期至全新世的变化情况：在近2ka晚全新世内，由于8～10世纪为暖期，11世纪时海面上升1.5m，以后气候较冷，海岸平原堆积，海岸阶地形成。本世纪海面上升速率为2～3mm/a，平均为1.4mm/a，并有持续上升趋势。

但是海面变化是否与气候变化成正相关关系，即气候变暖，海面升高，反之则下降，对此学者还有不同看法。尤其在区域范围内海平面的升降还可能受到构造作用和人为作用的影响。如由于地下水和油气的开，建造大坝使三角洲系统缺少沉积物而海岸沉降。目前早已摒弃“全球统一海平面曲线”的提法。甚至认为，海平面并不平。科学的提法是海面变化。但气候变化仍是驱动海面变化的主要因子。1993年10月世界海岸会议95个国家的科学家认为，到2025年，由于极地冰川的消融和海水增温使水体膨胀等因素影响，全球海面将升高30～50cm，并预测到2100年可能会升高1m。

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频繁发生的自然灾害再次敲响了气候变化的警钟，提醒人们必须立即取有力措施控制全球气候变暖。在艰巨、复杂的挑战面前，中美两国看到了同样的机会——发展可再生能源与提高能效。2009年2月，希拉里访华时强调了美中两国加强清洁能源和气候变化领域合作的重要性，并对两国在清洁能源等领域已开展的合作表示赞赏。对可再生能源政策与重点行业节能的减排效应进行测算，对我国制定进一步的可再生能源发展规划和节能减排政策具有重要的参考价值。

一、中美能源消费结构对析

美国能源署对能源大的分类为：液体燃料、煤炭、天然气、可再生能源和生物能源、电力。相对中国来说，美国的能源类型更为多元化，可再生能源和生物能源已经在工业、民用和商业部门广泛应用。图1显示，2008年，美国96%的煤炭用于工业（与中国工业部门耗煤比例基本相当），其他部门的煤耗非常少，其中交通业的煤耗为0。对液体燃料来说，美国70%的液体燃料用于交通，24%的液体燃料用于工业，商业和民用消费的液体燃料非常少。对天然气来说，美国48%的天然气用于工业，30%用于民用。对可再生能源和生物能源来说，79%用于工业，17%用于民用。对电力来说，美国37%的电力用于民用，35%的电力用于商业，28%的电力用于工业，交通的电耗为0。对电损耗来说，37%的电损耗出现在民用部门，36%的电损耗出现在商业部门，27%的电损耗出现在工业部门。

为了便于对析中美能源消费，将中国经济系统分为工业、商业、交通和民用四大产业部门。根据数据的可得性，将国内的能源类型分为煤炭、液体燃料、天然气和电力。其中液体燃料按照世界能源委员会的定义，指煤油、柴油、石油及任何同等的液体燃料。

由图2显示，2005年，中国95.3%的煤炭用于工业，0.7%的煤炭用于商业，0.3%的煤炭用于交通业，3.7%的煤炭用于民用部门。对液体燃料来说，中国74.6%的液体燃料用于工业，5.6%的液体燃料用于商业，18.9%的液体燃料用于交通业，0.9%的液体燃料用于民用部门。对天然气来说，中国76%的天然气用于工业，4.3%的天然气用于商业，2.8%的天然气用于交通业，17%的天然气用于民用部门。对电力来说，中国78.6%的电力用于工业，8.4%的电力用于商业，1.7%的电力用于交通，11.3%的电力用于民用部门。4类能源在中国工业部门中的消费都超过了70%，尤其是煤炭，在工业部门的消费比例高达95.3%。可见，中国目前的节能减排潜力将主要存在于工业部门。美国的能源消费结构相对我国来说是较为合理的。对比人均能耗和人均GDP能耗更能说明这种能源消费结构的经济意义。

图3显示，美国和日本这样的发达国家人均能耗远远高于我国，但是美国和日本的人均GDP能耗却非常之低，仅为我国的0.19倍和0.12倍。这主要得益于这些国家工业生产领域能源消费结构的合理性和能源的高效利用，也得益于这些国家的第三产业发展迅猛。印尼的工业特别是重工业发展迟缓，而人均GDP水平与我国较为接近，人均GDP能耗都比我国低很多，仅为我国的0.4倍。人民币币值过低是造成我国人均GDP能耗高的一个原因，但能源消费结构不合理、能源的低效利用仍是我国人均GDP能耗高的主要原因。

另外，从图1、图2对比看，美国民用部门的电消费比例为中国的3.3倍，而且电损耗的比例在4个部门中最高。美国民用部门的天然气消费比例为中国的1.8倍。并且2005～2008年美国能源消费总量年均为中国的1.5倍，美国人口数不及中国的1/4。可见美国的人均居民能源消费远比中国高。根据生产空间和二氧化碳处理空间（与能源消费成正比）算出的2005年人均生态足迹，美国人的为10公顷,世界平均为2公顷,中国人的仅为1公顷。美国的大量生产、大量消费的经济运行方式和生产高效、消费低效的国民文化，是促成美国民用部门能源消费比例较高的主要原因，这一点是不值得我们借鉴的。

下面将分析各类能源在中国42个细分的产业部门之间的消费结构，便于从中观层面掌握我国各类能源的消费结构，制定可操作的产业节能减排。

二、2005年中国42个产业部门的能源消费结构分析

参考《中国能源统计年鉴》对九类能源：煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气和电力在48个产业部门的消费量统计，并对照中国2005年62个部门投入产出表的部门分类，根据项目研究需要将中国经济系统分为四大产业、42个部门,通过分析各类能源在各个产业部门间的消费结构以及各个产业部门的单位GDP能耗，便于从产业的角度更进一步研究如何提高能源的使用效率。

煤炭消费

2005年，煤炭消费量在中国各个产业部门间的分布差异很大。80%的煤炭消费量集中在如下几个产业部门中：电力、热力生产和供应业部门煤炭消费量最多，占煤炭消费总量的48.7%。黑色金属冶炼及压延加工业部门的煤炭消费量占煤炭消费总量的8.8%；石油加工、炼焦及核燃料加工部门的煤炭消费量占煤炭消费总量的8.7%；非金属矿物制品业部门的煤炭消费量占煤炭消费总量的7.7%；煤炭开和洗选业部门的煤炭消费量占煤炭消费总量的6%。4%的煤炭等用于生活消费。相对于煤炭的消费结构来说，焦炭消费量在各个产业部门间的分布更为集中。85.3%的焦炭消费在黑色金属冶炼及压延加工业部门中；6.9%的焦炭消费在化学原料及化学制品制造业部门。

中国煤炭消费较高的几个产业部门主要产品的单位能耗同美国、日本进行比较，2003年，中国和日本水泥的综合能耗之比为1.41，吨钢的可比能耗之比为1.12，火电厂供电综合能耗之比为1.22；1994年，中国和美国原煤耗电之比为1.84。相对于工业节能水平较高的日本和美国来说，中国这几个主要的煤炭消费部门仍存在很大节煤潜力。

各类液体燃料消费

中国86.5%的原油消费在石油加工、炼焦及核燃料加工业部门；8.4%的原油消费在化学原料及化学制品制造业部门。50.9%的汽油消费在交通运输、仓库和邮政业部门；18.9%的汽油消费在其他服务业部门；6.3%的汽油消费在生活消费部门；6.2%的汽油消费在批发、零售业和住宿、餐饮业部门。81.9%的煤油消费在交通运输、仓库和邮政业部门部门；9.9%的煤油消费在其他服务业部门。45.7%的柴油消费在交通运输、仓库和邮政业部门部门；16.7%的柴油消费在农业部门；9.3%的柴油消费在其他服务业部门。27.4%的燃料油消费在交通运输、仓库和邮政业部门部门；26.9%的燃料油消费在电力、热力生产和供应业部门；12.4%的燃料油消费在非金属矿物制品业部门；9.2%的燃料油消费在石油加工、炼焦及核燃料加工部门；7.6%的燃料油消费在化学原料及化学制品制造业部门。各类液体燃料在产业部门间的消费也非常集中，这说明，各类液体燃料的节能工作可以主要集中在其消费量大的几个产业部门。

天然气消费

中国33%的天然气消费在化学原料及化学制品制造业部门；17.8%的天然气消费在石油和天然气开业部门；17.0%的天然气消费在生活消费部门（用于生活消费）；5.6%的天然气消费在非金属矿物制品业部门。

电力消费

中国14.8%的电力消费在电力、热力生产和供应业部门；11.3%的电力消费在生活消费部门（用于生活消费）；10.2%的电力消费在黑金属冶炼及压延加工业部门；8.5%的电力消费在化学原料及化学制品制造业部门；5.9%的电力消费有色金属冶炼及压延加工业部门；5.7%的电力消费在非金属矿物制品业部门；5.4%的电力消费在其他服务业部门。电力的消费在产业部门间的分布相对平均。这说明，电力的节能工作涉及的行业较多，实施起来难度也较大。

三、可再生能源发展规划的减排效应

我国已公布的可再生能源中长期发展规划中，确定到2010年实现可再生能源占全国一次能源消费总量的比例为10%，到2020年可再生能源占到能源消费总量的15%。

至2006年底，中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤(不包括传统方式利用的生物质能)，约占一次能源消费总量的8%，比2005年上升了0.5个百分点，其中水电为1.5亿吨标准煤，太阳能、风电、现代技术生物质能利用等相当于5000万吨标准煤。这为2010年实现可再生能源占全国一次能源消费总量的比例10%的目标迈出了坚实的一步。

定2010年可再生能源占全国一次能源消费总量的比例为10%（比2005年增加了2.5个百分点），这些可再生能源全部用于替代一次能源消费中煤炭的消费，相当于2010年煤炭消费占全国一次能源消费总量的比例比2005年下降了2.5个百分点，而其他一次能源占全国一次能源消费总量的比例不变。

根据对中国各类能源消费量及其变动趋势分析、中国42个产业部门能源消费结构分析和中国各类能源消费排放二氧化碳的趋势分析，基于中国2005年能源投入占用产出表，在中国2010年实现可再生能源发展规划目标的条件下，可以测算42个产业部门因煤炭、石油和天然气消费而排放的二氧化碳量及可再生能源政策的减排效应（结果表1）。

由表1知，2010年，来源于煤炭消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因煤炭消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：电力、热力的生产和供应业，48.7%；黑色金属冶炼及压延加工业，8.9%；石油加工、炼焦及核燃料加工业，8.7%；非金属矿物制品业，7.7%；煤炭开和洗选业，6%。

来源于石油消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因石油消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：石油加工、炼焦及核燃料加工业，51.7%；交通运输、仓储和邮政业，18.9%；化学原料及化学制品制造业，5.9%；农业，4%；其他服务业，4%。

来源于天然气消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因天然气消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：化学原料及化学制品制造业，33%；石油和天然气开业，17.8%；生活消费，17%；非金属矿物制品业，5.6%；石油加工、炼焦及核燃料加工业，4.2%。

总的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占二氧化碳排放总量的比例分别是：电力、热力的生产和供应业，40.1%；石油加工、炼焦及核燃料加工业，15.7%；黑色金属冶炼及压延加工业，7.3%；非金属矿物制品业，6.7%；化学原料及化学制品制造业，6%。总的二氧化碳排放量高的部门基本上是来源于煤炭消费的二氧化碳排放量高的部门。

如果2010年全国一次能源消费的比例结构与2005年相同，没有新增的可再生能源对煤炭的替代，2010年二氧化碳的排放量将增加19561.11万吨。即2010年可再生能源政策的减排效应可减少19561.11万吨二氧化碳。

四、重点耗能行业节能的减排效应

1．钢铁、有色、化工、建材行业

国办发〔2008〕80号文件“院办公厅关于印发2008年节能减排工作安排的通知”中，对重点领域节能提出如下目标：继续推动钢铁、有色、化工、建材等重点耗能行业节能，提高能源利用效率。深入开展千家企业节能行动，力争全年实现节能2000万吨标准煤。这个节能任务相当于2005年钢铁、有色、化工、建材能耗的3.5%。根据测算，如果该目标可以实现，2008年将可减少4592万吨二氧化碳的排放量。

2．电力、热力的生产和供应业

根据对我国产业部门间煤炭消费结构的分析，2005年电力、热力的生产和供应业的煤炭消费量最多，占我国煤炭总消费量的43.9%。如果2008年电力、热力的生产和供应业的煤炭消费相对于2005年节能3.5%，则可节能3696.2万吨标准煤，可减少8486.5万吨二氧化碳的排放量。在相同的节能比例下，电力、热力的生产和供应业比钢铁、有色、化工和建材4个行业总的节能量和减排效果明显很多。

五、政策建议

1. 着重加强各类能源在某些重点行业的节能减排工作

依据测算结果，在按规划发展可再生能源的情景下，二氧化碳的排放量主要集中在几个产业部门，而且重点耗能行业的节能减排效果明显好于其他行业。建议煤炭的节能减排工作重点集中在：电力、热力的生产和供应业、黑色金属冶炼及压延加工业和石油加工、炼焦及核燃料加工业。石油的节能减排工作重点集中在：石油加工、炼焦及核燃料加工业和化学原料及化学制品制造业。汽油、煤油、柴油、燃料油的节能减排工作重点集中在交通运输、仓储和邮政业。

2.加强清洁煤技术的研发与国际合作

根据可再生能源的发展规划，2020年可再生能源占到能源消费总量的15%。长期来看，可再生能源离未来替代传统能源与改善环境重任的角色还有很远的距离。我国可开的煤炭比石油多一到两个数量级。大力发展清洁煤技术，用我国相对丰富的煤炭弥补石油等能源的不足，是可再生能源替代传统能源的发展过程中，解决我国能源和环境问题的可行选择。美国组织并支持对煤炭的洁净利用研究已有30多年的历史，已投入十几亿美元的经费，1986年开始实施洁净煤技术示范（CCTDP），2002年开始实施创新技术示范项目——洁净煤发电（CCPI）。中国和美国可以在该领域加强技术研发的合作与交流。南非在该领域也有很多成功的经验值得我国借鉴。

3.进一步修改和完善《可再生能源法》

20世纪70年代两次石油危机后，许多国家纷纷加强了能源立法。其中，《美国能源政策法2005》长达1720多页，不但内容非常充实，而且可操作性强，在将各项政策目标尽可能量化的同时，还制定出具体的财税措施、管理程序和奖惩办法。我国现行的《可再生能源法》是部指导性和原则性的法律，可操作性亟须改进。建议各相关部委和各省进一步出台与现行《可再生能源法》条款相匹配的细则；制定有关标准和规范（包括主机、部件、配件、可靠性、使用寿命等方面的标准，以及检测设施及质检手段的配套完善等），增强可再生能源法的可操作性。

4.增加我国对可再生能源的投入

目前，我国能源研究开发费用占GDP的比例非常低，只有日本的1/70、法国的1/30、美国的1/25，占全国研究开发费用比例也大大低于发达国家。由于缺乏足够的资金进行研究和开发，很多可再生能源的关键技术和设备依赖进口。建议将可再生能源的技术难点纳入国家自然科学基金、“3”、“863”和产业化攻关；同时将可再生能源的建设项目纳入各级的财政预算和。走一条自主研发和自主创新的道路。

刘秀丽 汪寿阳（作者分别系中国科学院预测科学研究中心副研究员，预测科学研究中心主任助理；中国科学院数学与系统科学研究院副院长，预测科学研究中心主任，研究员，博士生导师。

本项研究受中华人民共和国住房和城乡建设部课题“建筑节能标准对国民经济和社会发展影响的模型测算”、国家自然科学基金（70701034，60874119）、中国科学院数学与系统科学研究院院长科研基金和中国科学院知识创新工程重大项目（KSCX1-YW-09-04）资助。

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从事地暖行业多年，经常会碰到客户在决定安装的时候都还在犹豫不决，不知道自己到底是装水电暖好还是安装电地暖好。为了更好的服务客户，让客户了解水电暖和电地暖各自的优缺点，下边我就从安装成本，使用成本，和各自的优缺点来给大家做一个客观的对比。希望能给广大客户带去帮助。 — 首先比较安装成本，怎么比？很简单，拿着自己的房型图到各地暖公司做个详细的报价就清楚了。

其次比较使用成本。这个很复杂，不像安装成本这么清晰明了。在现实使用中，由于房屋保温情况，使用情况等不可能做到一致，所以很难得出确切的结论。就算是房屋，使用等各方面完全一致的情况下得出的结论，那也是非常具有局限性的。因为虽然耗电量是可以确定下来的，但是耗气量是确定不下来的，这跟锅炉的好坏是有密不可分的关系，不同的锅炉耗气量是不同的。另外不同地区，电价和气价都是不同的。而且现在的电价、气价和未来的电价、气价，又是不同的，地暖是可以使用50

年的，即使用30年，也一定要考虑长远，尽量选择使用可再生能源，所以这样的比较结果是非常局限的。————

第三来比较水地暖和电地暖的优缺点。水地暖的优点在于可以提供生活热水。缺点是锅炉需要保养，除垢，地面水管需要清洗等，这都需要花费。电地暖的缺点是不能提供生活热水。优点是无需任何保养维护。另外从维修概率来比较一下，首先水地暖的地面水管和电地暖的碳晶板比较，在同样承诺质保5年，使用50年的情况下，我们就不比较了，就当同类项合并，如果你要比较的话，可以想象一下水管和碳晶板哪个容易坏。还有温控器也都有，就不比了。水地暖多了几个部件，也就是多了维修的概率。其锅炉是水地暖的核心部件，是精密仪器，维修的概率也是最大，并且支出也最大。所以水地暖的维修概率远远大于电地暖。————地暖优缺点分析法

通过上边三方面的比较，我们不难看出电地暖和水地暖相比是存在很大的优势的，不仅安装成本低，而且更加环保节能和舒适。建议我们广大用户在选择安装地暖的时候，不妨综合以上几个方面，做出最适合自己的选择，。————地暖优缺点分析法

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墙体保温性能合格，窗户为塑钢双玻，窗户密封良好的情况下，室内温度达到16度（地暖的16度温度相当于暖18度的效果）每平方每小时需啊哟30千卡的热能，（外墙保温加槊钢窗户的按25，普通墙体加双层玻璃塑钢窗户按30，铝合金窗户按35，复合式楼槊钢窗户按35，复合式铝合金窗户按40）天然气每立方的有效热能为8900千卡，

由此估算：建筑面积乘以每平方需要的热能，然后乘以工作时间，全天使用乘以24，白天上班晚上使用的用户乘以18（注：工作12小时应该按照18小时计算，因为12小时的然绕余热还可以维持很久，那部分热量也行概算在12小时内的）得到总热量单位后除以天然气转化后的热能单位，具体折算方式：天然气有效热能乘以炉子的转换系数（0.91）等于实际可利用能量。公式：100m2乘以30大卡乘以24小时）除以（8900大卡乘以0.91）=8089立方

天然气单价每方1.60元，每天共计14.22元。一年120天暖期，共计1706.4元

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