从温室效应到循环经济

化学与社会期中论文从温室效应到循环经济——浅谈温室效应对环境的影响及CO2的回收利用经济学院张宪尧摘要：现代化工业的发展，给人类带来了巨大的物质财富，但也严重污染了人类生存的自然环境，给我们的健康和生存带来严重的威胁。大量CO2的排放导致的温室效应即是一例。本文将简要介绍温室效应的产生，对温室效应对环境的影响加以阐述，并引入循环经济的理念，论述温室效应的具体防治措施。关键词：温室效应循环经济环境二氧化碳一、温室效应的产生1、温室效应的概述大气层中的某些微量组分，能使太阳的短波辐射透过，加热地面，而地面增温后所放出的热辐射，却被这些组分吸收，使大气增温，这种现象就是有名的“温室效应”。而这些能使地球大气增温的微量组分，称为温室气体。大气中主要的温室气体有CO2、CH4、N2O、CFC（氟氯烷烃）等。80年代研究结果表明，人为造成的各种温室气体对全球的温室效应所起作用的比例不同，其中CO2的作用占55%，CFC占24%，CH4占15%，N2O占6%，因此CO2的增加是温室效应产生的主要原因。某些研究表明，如果大气中CO2浓度增加1倍，全球温度将上升5℃，足以见得CO2在温室效应中扮演的重要角色。那么你可能不禁要问，大气中浓度不断增大的CO2是从何而来的呢？2、温室气体的来源目前，化石燃料的燃烧对CO2的排放已成为温室气体的主要来源。2003年全球由化石燃料燃烧释放的CO2高达250多亿吨，约占全球年CO2排放总量的95%，其余的5%主要来自工业副产以及一些天然的CO2资源。对我国来说，CO2的排放情况更是不容乐观的。中国的能源消费总量和CO2的排放总量均居世界第二位，仅次于美国；而能源消费的CO2排放强度是0.617kg碳/kg标准煤，居世界首位；GDP的单位能耗和单位CO2排放量也均高于世界平均水平，万美元GDP的CO2排放量是美国的5.3倍、日本的12.8倍。以煤为主的能源消费结构是我国CO2排放量高居不下的主要原因。值得一提的是，除了排放量大之外，20世纪以来，人为的破坏使得自然吸收二氧化碳的能力大大降低，这也是温室气体浓度居高不下的主要原因。比如，大量砍伐林木，草原过度放牧，就减少了能够吸收二氧化碳、呼出氧气的森林和牧草植被数量；海洋上船舶的航行，污染了海面，尤其是将油铺于海面，亦使海水不能正常地吸收二氧化碳等等。二、温室效应对环境的影响地球的大气本来就存在着温室效应，它使地球保持了一个适于人类生存的正常温度环境。只是由于人类活动的规模越来越大，向大气排放了过量的温室气体，使温室效应增强，从而在全球范围内引发了一系列问题。首要的问题就是全球气候变暖。温室效应影响着地面的热平衡，而近百年来，全球地面1从温室效应到循环经济经济学院张宪尧平均气温增加了0.3℃～0.6℃。地球气候变暖,使自然生态随之发生重大变化，荒漠将扩大，森林，草原退缩，旱涝灾害严重，土地侵蚀影响农业物正常生长，迫使原有水利工程重新调整。居住地球中纬度的广大居民还常常受到热浪的袭击。有专家预测如果空气中的CO2的浓度，由现在的390ppm增加到2030年的690ppm，那么气温将比现在上升3.2℃～4.1℃。随着地球温度的上升，海水将出现热膨胀现象，两极冰雪的融化量增加，海平面升高。当前，世界大洋温度正以每年0.1℃的速度上升，全球海平面，在过去的百年里平均上升了14.4cm。而如不采取措施，在21世纪，大气中CO2浓度完全可以翻一翻，那么有专家预测，到2050年，海平面将以每年6cm的速度上升，到2070年，海平面将上升65cm，但不同海域相差较大。海平面的上升使海拔很低的马尔代夫、基里巴斯、巴哈马等岛国，太平洋上著名的中途岛、圣诞岛，以及各国的沿海城市都将遭受灭顶之灾，而只要海平面稍有上升，风暴、潮汐便会加剧。在我国，沿海地区的海平面在过去的百年里也平均上升了11.5cm，海平面的升高将严重威胁低地势岛屿和沿海地区人们的生活和财产。2006年1月23日至27日在日内瓦召开了全球气候变暖问题研讨会。来自各国的气象学家和代表共500多人参加了会议。与会者认为全球变暖对地球环境及人类生活环境的几大影响主要包括：一是极端气象和气候现象频繁发生；二是冰川融化，海平面上升；三是对动植物种群数目和分布产生影响；四是全球气候变暖导致越来越严重的缺水问题；五是全球变暖带来的种种后果是人类健康问题越来越突出。三、循环经济传统经济的高速发展，消耗了大量无法估量的自然资源，破坏了地球生态环境，产生了大量污染。为了让人类能够在一个良好而洁净的生存空间永久地生存下去，近些年来，人们正逐渐抛弃那种传统的生产模式，在实践中逐步研究并提出了“循环经济”理论。1、循环经济的概念所谓循环经济，就是在可持续发展思想指导下，把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，本质上是一种生态经济。它不仅能节约资源，减轻污染，增加经济效益，而且能从根本上协调人类和自然的关系，促进人类可持续发展。2、循环经济的必要性过去那种用单一经济指标看待的经济发展，虽然极大地激起全球性对经济增长的疯狂追求，产生一定的经济效益，但强大的工业、农业生产造成的大气污染和大面积植被破坏，使生态平衡受到严重威胁，失去了环境效益和社会效益。其产生的一系列危及人类生存的问题，威胁着人类社会与经济的发展。其中环境污染，使人类的生产所需，人类赖以生存的空气、水、粮食都受到了不同程度的污染。据统计，仅全世界工业生产排放的二氧化碳总量，1980年为147.7亿吨，1992年增加到213.5亿吨，1996年攀升到229.2亿吨。诸如此类的污染都超出了自然环境的净化能力，其不断累积，会酿成一系列危及人类生存与发展的灾害，如烟雾、酸雨、臭氧层破坏、温室效应、森林生产力降低、鱼类大批死亡、物种灭绝、沙漠化加剧、全球气候失调等，使人类开始全方位“品尝”到环境污染带来的恶果。同时，资源也受到严重危机。据统计，20世纪后期每年企业消耗的能源和原材料总量是该世纪初的10倍以上。近30年间，仅矿产资源的消耗量就比此前整个文明史中所消耗的量大了4倍，各国经济发展所需的自然生态资源已减少1/3。而这些资源都是人类赖以生存和发展的基础。所以，人类需要做出努力以避免不可挽救的局面出现。由此我们需要一种新的经济发展2从温室效应到循环经济经济学院张宪尧模式，在维持生态平衡中寻求发展，降低资源浪费、注意节约使用非再生资源，用生态的观点观察和处理问题，按照生态发展的客观规律规范人类的各种活动观念，爱护环境、保护资源，合理开发利用环境、生态资源，实现社会、经济、自然的协调发展。显然，要符合这些要求、就只能从循环经济的发展中寻找出路，循环经济是时代发展的必然要求。四、温室效应的防治方案按照循环经济的理念，解决温室效应问题的主要思路就是对温室气体CO2进行回收和再利用。具体措施应包括以下两个大的方面：1、低成本、大规模的回收分离CO2在通常情况下，CO2分离主要应用于以下两类情形：一类是将CO2作为一种无用或有害成分进行脱除，如在天然气等矿产伴生气及合成氨和制氢等工艺过程气中脱除CO2，使气体组成能满足管输及及后续工艺要求；另一类则是将CO2作为一种重要含碳原料和具有较高利用价值的产品加以回收，如从工业副产气、烟道气、窑炉气及废气等气体中进行CO2回收，以便进一步加工和利用。目前，已开发出了许多工艺方法，大体上可分为：溶剂吸收法、膜分离法、变压吸附法及低温分馏法等。低成本的CO2回收、捕集、提纯浓缩于储存技术将是大规模CO2处理的基础。2、以CO2为资源对其综合利用二氧化碳是一种温室气体，但千万不可小视它的利用价值，因为它同时也是一种重要的资源和工业气体，可广泛用于食品、化工、机械、农业、医药、运输、国防、消防等各个部门。当前，对二氧化碳的综合利用已成为全球研究的热点，为开拓二氧化碳新的利用途径和生产工艺，科学家们正在进行积极探索和不懈努力，应当说CO2利用的前景是相当广阔的，主要分为物理应用和化学应用。CO2的物理应用是指在应用过程中不改变CO2的化学性质，它仅仅作为一种工作介质或助剂，如将其用作啤酒、碳酸饮料的添加剂；作为惰性气体用于气体保护焊接；作为混凝土添加剂；将液体、固体CO2的冷量用于食品和果蔬的冷藏、储运；利用干冰进行人工降雨等。CO2的化学应用是指以它为原料可生产许多无机和有机化工产品。生产的无机化工产品多为基本的化工原料，主要为碳酸盐和碳酸氢盐，亦有少数其他化工产品，如轻质氧化镁、硼砂、白炭黑等等。这些产品属于传统产品，工艺成熟，广泛用于冶金、化工、轻工、建材、医药等行业。在有机合成工业中，传统产品有尿素、双氢胺、碳酸二甲酯、水杨酸等。除了在物理和化学两方面有很大的应用潜力，根据CO2的利用现状和新用途的开拓情况，展望未来，今后还将主要以下面四种利用途径为发展重点：（1）CO2驱油和驱气。在油气田增产作业中，国内外一些利用常规方法开采的老区油田成本很大，已面临经济极限，三次采油方法已颇具迫切性。在深入研究的基础上进一步改进技术后，CO2在此消费领域可能是昀具发展前景的，其消费量很可能跃居首位。（2）超临界CO2应用技术。超临界CO2替代传统化学反应介质、制冷工质、工业溶剂和助剂的技术应用将越来越受到人们的青睐。（3）作为C1化工的原料。随着世界能源的转换和环境保护的需要，进入21世纪后，C1化学技术，特别是天然气和CO2的化工利用将会有突破性进展。（4）合成高分子材料。利用CO2合成高分子材料，原料来源丰富，价格低廉，产品具有降解功能，用以替代传统塑料制品将有效遏制“白色污染”，在塑料市场将具有极强的竞争力。因此，该技术成为竞相开发的热点。3从温室效应到循环经济经济学院张宪尧五、结论生态和环境问题，归根结底是个经济和社会的发展问题。保护生态环境的发展战略是改善整个经济社会发展环境、提高社会经济效益、促进国民经济良性循环的重要组成部分。从全球来说，生态和环境保护是全人类的共同责任，应当联合战斗；从各国来说，则是保护国民生存的斗争。值得庆幸的是，人类已开始具有环境意识，意识到人只是自然界的一部分，而不是在自然之上。走循环经济路线，对二氧化碳进行回收利用，并通过各种研究提高其综合利用能力，不仅能变“废”为“宝”，而且还能缓解“温室效应”，减少环境污染，提供丰富碳源，为人类造福。相信在不久的将来，随着科学技术的进步与发展，人类有能力逐步改善我们身边的环境，总有一天我们会走出环境危机的阴影，获得健康的生存发展空间！参考文献：1．唐玄馨等，《化学与人类文明》.上海：上海科学技术出版社,2001.2．许晓峰等，《资源资产化管理与可持续发展》.北京：社会科学文献出版社，1999.3．戴立益，《我们周围的化学》.上海：华东师范大学出版社，2002.4．师春元等，《机遇与挑战》.北京：石油工业出版社，2006.4