各类能源资源的概况

8.2.1　各类能源资源的概况

1）石油与天然气资源

世界石油资源主要集中分布在以下地区:地质构造稳定区与活动带的过渡带，尤其是靠近活动地带的稳定基底上，如北非、中东波斯湾，乌拉尔山两侧、西伯利亚，南北美洲沿科迪勒山系东侧；沿古地中海区（包括地中海南侧的北部），印度河流域，孟加拉国至印度尼西亚，墨西哥湾；大陆板块两侧的大陆架区，如西非、北海，美国的加利福尼亚。上述三种地区交叉重合地带石油资源尤为丰富，如波斯湾、墨西哥湾等。

据美国《石油杂志》资料，2006年底世界石油估计探明储量1 804.9亿t，中东国家1 018亿t，占世界总储量的56.43%左右，超过25亿t的国家仅11个；天然气探明储量约142.04万亿m³，其中40%与石油伴生。阿吉普公司向第32届国际地质大会提供的《2004式节油器回顾》一书统计，2003年全球石油产量38.77亿t，天然气产量2.62万亿m³，全球石油剩余可采储量11 000亿桶（约1527亿t）。

我国有246个沉积盆地，沉积岩总面积达545万km²（其中陆上424万km²，海上1.21万km2），沉积岩总体积2 203万km³，其中生油岩体积504万km3，油气资源相当丰富。据估计，截至2003年底我国石油剩余储量为182.5亿桶（约25亿t），列世界第11位。

我国天然气储量约有33万亿m³，目前已探明资源储量4万亿m³，约占世界探明储量的1.4%。陆地主要分布在陕甘宁鄂尔多斯盆地中部地区、四川盆地川东地区、新疆塔里木盆地和青海柴达木盆地四大气源区；近海主要分布在渤海、东海和南海三大气源区。其中陆上四大气田的地质储量占全国的60%左右。

2）煤炭资源

世界煤炭资源储量非常大，占全球化学能源储量的78.9%，远远超过石油、天然气的埋藏量。2000年末，世界煤炭探明可采储量为9 842亿t。按目前生产速度可开采200多年。就煤炭质量而言，世界煤炭资源中，硬煤占四分之三，褐煤占四分之一，亚洲国家优质煤（发热量大于5 700kcal/kg）占总资源的比重较高。世界主要产煤国家的煤炭储量见表8-3。用石油当量表示，在所有探明储量中，经济上可回收的煤炭数量约等于3万亿桶原油，即等于现已探明原油储量的4～5倍，未探明的储量可能大大超过已知储量。

表8-3　2000年末世界主要采煤国家煤炭储量（百万t）

资料来源:British Petroleum Company，Bp Statistical Review of World Energy London。

世界各地都有煤炭资源，但煤炭资源主要集中在北半球，占92.2%，南半球仅占7.8%。北半球又主要分布在北纬30°～70°之间的北温带广大地区，占世界煤炭资源的70%。世界许多国家都有一定的煤炭储量，但已知储量中大部分集中分布于中国、美国与俄罗斯。据地质学家推测，包括南半球在内的世界很大一部分地区都有相当大的煤炭储量，世界煤炭资源很可能大大超过目前统计的储量。海底煤炭未估算在最乐观的煤炭资源估计数内，但可以相信，同石油资源一样，在近海底下也有大的煤炭储量。事实上，北海南部大气田的天然气正是由煤矿床形成的。可以这样认为:世界上的煤炭资源的潜在储量是极其巨大的。

我国从早古生代至第四纪各时期地层中几乎都有煤炭分布，大部分煤炭资源主要形成于古生代的石炭纪和二叠纪，特别是中晚石炭纪在华北地区构成我国最大最重要的近海型含煤地层；中生代晚三叠纪到侏罗纪温暖潮湿的气候由我国西南向东北逐渐推移，也是重要成煤时期，这一时期成煤面广，除东北、西南、华南的部分地区外，多数形成内陆型煤系。

我国煤炭资源的地区分布不均，华北地区占总储量的71.13%，西北9.05%，华东8.65%，西南5.16%，东北3.68%，中南2.33%。目前已探明储量的地区分布为:华北占60.17%，以下依次为西南11.3%，西北9.23%，东北8.73%，华东6.58%，中南3.7%；其中山西省探明储量达2 000亿t，约占全国的八分之一，而且质量、品种均居全国首位。

我国的煤炭资源探明储量近几年又有增加，若把埋藏深度在2 000m以内的预测储量计算在内，我国煤炭总储量达5万亿t。2004年我国煤炭产量达19.5亿t，多年居世界第一。若以此为准，我国现有储量可供开采400～500年之久。

3）水能资源

水流由势能变为动能，推动机器运转，成为一种能量的来源。水能资源是指蕴藏在陆地地表流水中的能量资源，是一种可更新资源。

水能资源是人类最早利用的能源之一。早在3 000年以前，人类就创造了水车、水磨，以及利用落水冲击水轮来提水灌溉碾米磨粉，成为不少机器的一种动力。蒸汽机发明后，煤代替水力成为工业的主要动力。至19世纪末第三次产业革命开始，电的发明给能源利用带来了新的革命，水能资源的利用再次受到人们的重视，从直接利用发展到水力发电阶段。

水能利用具有以下优点:①水能是可以再生且又干净的常规能源，较之太阳能、地热能、波浪能等可再生能源，技术经济条件成熟，而且作为水电“燃料”的水，在利用过程中不发生化学变化，不会产生环境污染；②在开发水能的同时，可因地制宜地发展综合利用，一水多用，如防洪防旱、灌溉、航运、给水、养殖，并利用水库风光发展旅游业，可创造巨大的社会、环境和经济效益；③水能利用是一次能源与二次能源（即水能与电能）同时完成的生产过程；④水电站成本低启动快，水电站成本仅为火电站的三分之一至五分之一，生产效率比火电站高；⑤廉价的水电可促进高耗能工业的发展。

水能资源很丰富，世界水能资源主要分布区:亚非拉的赤道地带，该地区雨量多，水能丰富；东亚与南亚的山麓迎风地带，如我国南部、西南部，印度东北部，中南半岛，日本等地区；中纬度地区大陆西岸，该地区处于西风带，雨量多，季节分布均匀，如北美洲西岸，西欧、北欧与南欧地区。据英国“国际水电与大坝”系列出版的调查统计，世界河流水能资源理论蕴藏量40.3万亿kW·h，技术可开发水能资源14.3万亿kW·h，约为理论蕴藏量的35.6%；经济可开发水能资源8.08万亿kW·h，约为技术可开发的56.22%，为理论蕴藏量的20%。发达国家拥有技术可开发水能资源4.82万亿kW·h，经济可开发水能资源2.51万亿kW·h，分别占世界总量的33.5%和31.1%；发展中国家拥有技术可开发水能资源共计9.56万亿kW·h，经济可开发水能资源5.57万亿kW·h，分别占世界总量的66.5%和68.9%，可见世界可开发水能资源主要蕴藏量在发展中国家，且到1998年，发达国家可开发水能资源已经开发了60%，而发展中国家才开发20%，所以今后大规模的水电开发主要集中在发展中国家。全球157个国家和地区的水能资源调查结果以及一些国家的水能资源见表8-4、表8-5所示。

表8-4　全球157个国家和地区的水能资源调查（单位:万亿kW·h）

表8-5　一些国家的水能资源（单位:万亿kW·h）

中国水能资源理论蕴藏量、技术可开发和经济可开发水能资源均居世界第一位，其次为俄罗斯、巴西和加拿大。世界能源会议1974年《能源调查》中，美国经济可开发水能资源为701.5万亿kW·h，居巴西之后，比加拿大多，居世界第四位。但在2000年水能资源统计中，美国经济可开发水能资源几乎下降一半，为376.0万亿kW·h，少于加拿大、刚果和印度，居世界第七位。

20世纪50年代以来，世界水能资源开发速度很快。据统计，世界各国水力发电量1950年为3 360亿kW·h，到1998年达26 430亿kW·h，增长6.87倍；水电装机容量1950年为7 200万kW，到1998年达67 400万kW，增长8.36倍。以世界经济可开发电量8.08万亿kW·h计算水能资源开发程度，1950年仅开发4.15%，到1998年达到32.7%。

我国的水能资源虽然十分丰富，但地区分布不均匀。水能资源最丰富的是西南地区的四川、云南和西藏，分别占全国的22.2%、15.3%和29.7%，可开发水资源比重分别为26.8%、20.7%和17.7%；最少的是山东省，仅占全国的0.1%。从各水系的水能资源分布看，长江水系水能资源为2.68亿kW，占全国的39.6%，可开发水能资源占53.4%。

4）核能

核能是一种目前世界上除煤、石油、气和水能外最成熟、最重要、廉价而丰富的能源。社会的发展使地球上可利用的矿物质动力资源越来越少，只有核能特别是核聚变能却是取之不尽用之不竭，可供人类大规模长时期开发利用，是今后最有发展前途的能源之一。

核燃料可分为裂变核燃料和聚变核燃料，一般不加注明的核燃料系指裂变核燃料。核裂变主要是以铀235作燃料，美国、南非、澳大利亚、加拿大等国储量较大。我国的铀矿资源比较丰富，据西方估计，按金属铀计算约为80万t。世界各国正在进行的铀矿地质勘探工作使核燃料储量可望有较大幅度增长。此外，随着采矿和选矿技术的进步，成本的降低，不少目前在经济上暂时没有开采价值的铀矿将会成为宝贵资源。

2003年世界核能总消费量占世界一次能源消费总量的6.15%。在世界核能消费量前15位国家和地区中，美国、法国、日本位居前三位。美国为1.819亿t油当量，占30.4%；法国9 980万t油当量，占16.7%；日本5 220万t油当量，占8.7%。中国内地980万t油当量，位居第13位，占1.6%；中国台湾880万t油当量，位居第14位，占1.5%。

表8-6　2003年世界核能消费量前15位国家和地区（万t油当量）

5）生物质能

许多生物质能可以直接或间接作为能源。使用最广泛的生物质能是木柴，它是最古老的能源，现在仍占有不容忽视的地位。在1973年石油危机冲击以前，木柴和其他生物燃料在发达国家几乎不再用作能源，但此后有些国家又开始恢复使用。美国、挪威、瑞典等国供住宅取暖的木柴使用量从70年代中期至今已增加近1倍，美国与加拿大一次能源的3%～4%来自木柴，其中大多数来自林产工业。生物燃料在第三世界国家起着极为重要的作用，特别是薪柴通常是发展中国家的主要能源来源（见表8-7）。我国现有森林面积13.8亿亩，林木蓄积量95亿m³，年产薪柴998亿kg；薪炭林面积5 400万亩，蓄积量4 471万m³，年产薪柴216亿kg，是农村中的主要能源；农作物秸秆是生物质能的另一种重要形式，估计我国年产秸秆4.58亿t，其中作为燃料的达2.3亿t左右。

表8-7　1995～2020年世界生物质能消费（百万t煤当量）

资料来源:IEA，世界能源展望，1998年版。

6）太阳能、风能资源

太阳能、风能与其他资源相比在利用上有以下特点:

（1）能量大，且用之不尽取之不竭

太阳内部由于氢核的聚变热核反应而释放出巨大的光和热，是太阳能的来源。在氢核聚变产能区中，氢核稳定燃烧的时间可在60亿年以上。也就是说，太阳至少还可像现在这样无限期地被利用。

太阳射出的能量，地球上仅获得二十亿分之一，其余部分都散射到太空中去了。即使是这一点能量也相当可观，地球表面一年中仍可获得7.034×10²⁴J的能量，相当于燃烧200万亿t烟煤发出的热量。据古斯塔夫逊计算，太阳能量在地球和太阳间是1 400W/m²，而地球表面每秒钟获得的能量为350W/m²，换算为电力，一年约相当于1.58×10¹⁸kW·h。

风能是太阳能的一种转化形式，据古斯塔夫逊估计，全球边界层内的总能量为1.3×10¹⁵ W，约相当于一年中1.14×10¹⁶kW·h电力的能量，约为目前全世界每年燃烧能量的3 000倍。

（2）分布广泛分散使用，就地可取不需运输

如果将10m高处密度大于150～200W/m²的风能作为有利用价值的风能，全世界约有三分之二的地区能达到。太阳能一般大于5 664kJ/（cm²·a）就有实际利用价值，若大于700kJ/（cm²·a）则为利用价值较高的地区，世界上约有二分之一的地区可以达到这个数值。由此可见，它们分布广泛，可分散使用。同时，它们不像化学能源那样因分布不均和工业布局的不均衡造成煤炭和石油的运输，而就地可取不需运输，显示其优越性。

（3）不污染和破坏生态环境

利用太阳能和风能不会给大气带来污染，也不破坏生态环境，是一种清洁安全的能源。

（4）周而复始，可以再生

太阳能与风能是在自然界中可以不断生成并有规律得到补充的再生资源，而化学燃料的形成必须经过漫长的地质历史时期，短期内是无法恢复的。但近期内靠太阳能、风能代替煤炭、油气等能源还不太可能，因为目前还没有充分而完善地利用这些能源所需要的技术。

（5）能量密度低

标准状况下空气密度为1.225kg·s²/m⁴，仅为水密度的七分之一。733m/s风速时其能量密度为0.02kW/m²，而同流速时水的能量密度为20kW/m²，相同流速下要获得与水能同样大的功率，风轮半径要相当于水轮半径的27.8倍。太阳能在晴天平均能密度为1kW/m²，昼夜平均为0.16kW/m²，能密度也很低，故须装置相当大的受光面积才能采集到足够的功率。所以，它们都是一种能量密度极其稀疏的能源，给利用带来一定的问题。

（6）能量不稳定

太阳能、风能对天气和气候非常敏感，是非恒定性的随机能源。虽然各地区的太阳辐射和风的特性在较长时间内有一定的统计规律可循，但其强度在不断变化之中，不但各年、季间有变化，甚至在短时间内还有无规律的脉动变化，太阳能还有昼夜有规律的变化。这种能量的不稳定性也给利用带来了困难。

由于能量密度低和不稳定这两大困难，把这两种能源转变为既经济又可靠的电能存在着很多技术问题，这也是多少个世纪来一直发展得较为缓慢的原因。但是，随着现代科学技术的发展，太阳能和风能的利用在技术经济上已有所突破，有的已进入商品性应用领域。

7）海洋能源

近二十年来，能源危机使开发利用新资源的研究加速进行。1981年，联合国在内罗毕举行的新能源和可再生性能源会议上，着重讨论了包括海洋能源在内的各种新能源的发展目标和战略，以及许多具体开发技术问题。新能源的开发研究已引起全世界的广泛重视。

海洋能源是新能源之一。广义上讲，除了海洋本身具有的能量外，海洋能源应包括海底油、气资源，海水的氢、铀资源和海洋生物能资源等。但现在通常所说的海洋能源主要指海洋本身蕴藏的能量，即潮汐能、波浪能、海潮流能、海洋热能、海水浓度差能等。

海洋能资源丰富，可以再生，不会枯竭；海洋能源开发无需燃料，干净，不会造成环境污染，不占用陆地空间，还可大搞综合利用，这些优点正是目前常规能源缺乏或面临的难题。和其他新能源一样，海洋能源密度大，开发利用设备庞大，工程技术难度大，对工程材料要求高，费用大。但是，近几十年的研究表明，全世界海流的运动能量约为0.5亿kW，波力资源的总能量为27亿kW，潮汐能功率为30亿kW；全世界海洋的温差能的能量功率为5亿kW，换算成电量功率约为20亿kW；浓度差能约为26亿kW。

表8-8　全球海洋能资源

资料来源:WEC，1998；WEC，1994；Cavanch et al.。

据调查，我国海洋能资源中，大陆沿海可开发利用的潮汐能装机容量为2 000万kW，年发电量约580亿kW·h，其中90%以上集中在华东地区的上海、浙江和福建等经济发达省市；大陆沿岸波能约1.5亿kW，可利用的约3 000～3 500万kW；海洋热能主要在南海，粗略估计可开发利用的约5亿kW；各海河口的海水浓度差能估计也在1亿kW以上。

8）地热能

地球深处蕴藏着巨大的热量。地热由地层（地壳、地幔等）、岩石中放射性元素衰变而产生。地下深度愈大，温度就愈高，5km深处温度达300℃以上。由于不渗透岩层的覆盖，地热常以过热蒸汽和各种不同温度的温泉形式到达地表。地球每年向大气散发的热量相当于380亿t标准煤。以目前技术可以到达的深度即以地表以下10km的范围计，储存的地热能就相当于3.57×10¹⁶ t标准煤。如果以整个地球而言，那简直是一个无限的热源。全世界已探明的储量共2.1×10²⁰J（见表8-9）。据2007年1月全国地热（浅层地热能）开发利用会议初步估计，全国主要沉积盆地距地表2 000m以内储藏的地热能相当于2 500亿t标准煤的热量。

表8-9　世界地热资源

注:1×10²²焦耳:27.77万kW·h电。

资料来源:世界能源会议出版《可再生能源》。

地热能基本类型有两点:①水热型，地下水从周围储热岩体中获得能量成为热水，温度高于150℃为高温热水，50～150℃之间为中温热水，这是最常见的地热能；②干热岩型，地热区无水，而岩层温度很高，在100℃以上，利用时需要凿井将地面水送至灼热的岩层形成热水或蒸汽，然后提升到地面使用。