天然气对整个世界经济体的影响

【专家解说】：[编辑本段]主要用途 1、天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。 2、天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。 3、城市燃气事业，特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。 4、压缩天然气汽车，以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。 目前人们的环保意识提高，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波斯湾危机，加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心，因此，在还未发现真正的替代能源前，天然气需求量自然会增加。 天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题;天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。其优点有: ① 绿色环保 天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物 质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。 ② 经济实惠 天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。 ③ 安全可靠 天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。 ④ 改善生活 随着家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境，提高生活质量。 天然气耗氧情况计算: 1立方米天然气(纯度按100%计算)完全燃烧约需2.0立方米氧气，大约需要10立方米的空气。 中国天然气工业的发展前景 中国经济持续快速的发展势头仍在继续，但是保障经济的能源动力却极度紧缺。中国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气所占比例远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长，提高天然气在能源结构中的比重和引进LNG将对优化我国的能源结构，有效解决能源供应安全和生态环境保护，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。 随着天然气的普遍应用，天然气供应已经成为国家能源安全中越来越重要的组成部分。未来中国天然气需求增长速度将明显超过煤炭和石油。到2010年，天然气在能源需求总量中所占比重将从1998年的2.1%增加到6%，到2020年将进一步增至10%。届时天然气需求量估计将分别达到938亿立方米和2037亿立方米。 有关专家指出，能源产业是国民经济的支柱产业，具有自然资源和技术装备的基本属性。其中技术与装备是增加能源供给、调整能源结构、推进节能减排、保障安全生产的重要载体和物质基础。 世界能源工业的快速发展，也对能源开采技术与相关设备的要求越来越高。据孙开明介绍，世界石油天然气、电力、煤炭行业的快速发展就为无缝钢管的发展创造了机遇，推动了无缝钢管产量和技术水平的提高。目前，全球仅无缝油井管消耗量达到1300万吨左右，占无缝管的30%。中国能源行业无缝油井管消耗达330万吨，已经成为无缝管最大的用户。与此同时，能源行业也对无缝管提出了更高的要求。油井管要求超高强度、高韧性、高抗挤、抗腐蚀、耐高温高压、特殊气密封等;电力则要求有专门的耐热高合金锅炉管、核电管等;煤炭行业则需要大型化高强度液压支柱管。由于能源用管要求高、风险大，必须配备先进的冶炼、轧制、热处理和管加工以及高精度检测和整管使用性能评价等一整套技术装备，才能满足要求，现在全球只有少数大集团具备这一实力。 据悉，目前世界无缝钢管生产线主要集中在欧洲、北美、南美和亚洲等一些国家。其中中国无缝钢管产量最大，2008年达到2018万吨，占全球产量的50%，成为无缝钢管生产大国。中国从2003年开始由无缝钢管净进口转变成净出口国。孙开明介绍，将集成创新与引进、消化、吸收、再创新有效结合，是天津钢管集团公司快速成长的成功经验。天津钢管集团公司与德国西马克米尔公司联合研发的世界第一套PQF三辊式高精度连轧管机，代表了当今世界无缝钢管生产工艺技术的顶级水平。同时，天津钢管集团公司联合建设白俄罗斯BMZ无缝钢管项目，实现了由技术引进到技术输出的历史性飞跃。 石油短缺和生态恶化是21世纪人类面临的主要问题，能源的短缺将直接影响各国经济的持续发展，而环境污染则直接威胁着人类的健康和生存。天然气是当今世界能源的重要组成部分，它与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱。据研究资料显示，世界已探明的石油储量，按汽车现在消耗的速度，还能支撑40-70年。而已探明的天然气储量，预计可以开采200年。从这个意义上讲，天然气汽车是21世纪汽车工业发展的一个重要方向。 一、天然气汽车的发展现状 近二十多年来，世界天然气需求持续稳定增长，平均增长率保持在2%，专家预计2020年其在世界能源组成中的比重将会增加到30%。21世纪天然气在世界能源结构中的比重将超过石油，成为世界第一大能源，21世纪将是一个天然气世纪。 天然气是一种洁净的能源，主要成分是甲烷，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤炭的1/2，是石油的2/3。天然气汽车则是以天然气作为燃料的汽车，按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车和液化石油气(LPG)汽车3种。近年来，天然气汽车在全球发展很快，在应用与运营方面比较成功。天然气汽车是一种理想的低污染车，与汽油汽车相比，它的尾气排放中CO下降约90%，HC下降约50%，NOx下降约30%，S02下降约70%，CO2下降约23%，微粒排放可降低约40%，铅化物可降低100%。可见天然气对环境造成的污染远远小于石油和煤炭，是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料。同时，天然气汽车的使用成本较低，比燃油汽车节约燃料费约50%。此外，与电动汽车相比，天然气汽车的续驶里程长。有关专家认为天然气汽车是目前最具有推广价值的低污染汽车，尤其适合于城市公共交通和出租汽车使用。目前，它已在世界上得到广泛应用。 根据最新资料显示，全世界约有四百万辆天然气汽车，其中中国约有九万七千多辆天然气汽车。目前，世界上有六七十个国家在进行压缩天然气的研发和使用，全世界约有三百六十七万多辆汽车使用压缩天然气作为动力。中国使用压缩天然气的汽车约有九万辆，主要分布在四川、山东等西部地区。其中，四川省使用压缩天然气的汽车最多，达到四万八千辆，加气站也有一百八十多个。上海有四百余辆CNG公交大客车投入使用。可以预见，随着国内其他城市供气系统和全国范围内的加气站网络建设的完善，天然气汽车必将得到大力推广，天然气企业和天然气汽车行业的市场空间极为广阔。 二、天然气汽车存在的问题 用天然气作为汽车动力有很多优势，如污染少，燃料经济性好、价格低等。但由于它与汽柴油在燃烧特性和储存方面有所不同，因而在天然气车的开发和应用中，存在如下问题。 动力性较低。燃用天然气与汽油相比，混合气的热值低(天然气/空气混合气热值为3.36MJ/m3，汽油/空气混合气热值为3.82MJ/m3)，进气(空气)量少，分子变更系数少，动力性约下降20%。 供气体系建设有难度。天然气汽车在国内大城市推广应用，必须建立相应的加气站及为加气站输送天然气的管道，这涉及到城市建设规划、经费投入和环境安全等诸多因素。而且建加气站的费用相当高，需500-1000万元人民币，甚至更多。这个问题在一定程度上已经成为一些地区发展天然气汽车的瓶颈。 贮气瓶占用空间较大，携带不便。1m3常压天然气装入20MPa的贮气瓶中，约占5L容量。而与之等热量的汽油(0.81kg)只占1.1L容积，CNG所占容积等于汽油的4.5倍(容积系数等于4.47)。要保证相同的续驶里程，天然气汽车贮气瓶的体积比汽车油箱就要大许多，相对降低了车辆的承载能力。贮气瓶在压力下的携带，技术上不是难题，但毕竟不如汽油和柴油方便。而且气瓶贮气量直接关系到行驶的里程。 汽车用户的初始投资较大。天然气汽车的一些部件如贮气瓶、安全阀等，要求严格，成本较高。此外，尚未形成规模效益，使得它们的造价下降受限。对于目前采用的两用燃料车，则要在原车上另加一套价值数千元到数万元不等的天然气供气系统。 三、发展我国天然气汽车的对策 1.加快天然气发动机关键技术的研究 电子控制技术。应用先进的电控技术对天然气发动机的燃料供给、点火定时等进行精确控制，是实现天然气汽车发动机高效率、低污染燃烧的关键之一。电控系统主要包括电控单元、传感器和执行机构等。 空燃比控制技术。为协调发动机排放(NO/HC)、气耗率和可靠性(排温)，空燃比在整个万有特性图上的快速与精细控制是关键。 优化燃烧技术。发动机燃烧技术和高能点火技术及其协调优化是实现最佳性能的必要条件。 先进的后处理技术。由于欧Ⅲ排放法规不仅要求限制天然气发动机的非甲烷碳氢(NMHC)而且要求控制总碳氢排放(THC)，先进的氧化型后处理技术就成为关键技术之一。 2.改善供气能力，加快加气站基础设施的建设 利用“西气东输”和进口天然气的管网建设在沿线和周边城市改善供气能力，为大力发展天然气汽车提供必要条件。影响天然汽车发展的一个重要的因素是加气站的建设。发展天然气必须有大量适用的加气站网点作保障。天然气汽车的发展要有计划有步骤的作好发展规划，逐步实施。各大城市，特别是有条件建设的城市应将天然气汽车加气站的建设列入城市的发展规划中，并尽早投入经费建立天然气的供气系统。 3.贮气瓶的研制 研制储存量大、耐高压、轻质的车载复合气瓶已是一个必须解决的重要关键技术。这方面国外已经成功地研制并生产了压力大于25MPa的复合材料气瓶，且其P/V(质量/容积)仅为0.6。我国应尽快开展这方面的研制工作。 4.政府政策的支持 政府的经济政策是影响燃气汽车发展的一个最重要因素。许多发达国家的政府为了保护环境，在价格，税收，投资，补贴等方面制定优惠措施，积极鼓励燃气汽车的发展。我国政府应结合实际情况，积极发挥引导、支撑和排障的作用，如在法律方面予以保障，在燃气汽车生产、改装、零部件生产、加气站建设、燃气汽车购买和使用等环节给予税收、资金等方面的优惠政策。例如上海市政府对新增天然气公交车进行补贴，政府投资进行加气站建设，由委托企业经营等，都是行之有效的措施。目前我国正在进行燃油税改革，实行税改后，燃油价格将上升，对燃气汽车的发展具有重要的促进作用。 随着材料技术以及电子技术的不断发展和广泛应用，天然气燃料的优势将会大力被开发和利用。从长远来看，天然气将会成为最有前途的车用“低污染燃料”。因此，发展天然气汽车对解决环境问题和能源问题都具有十分重大的现实意义。