环境学概论第三章

2.3能源与环境EnergyandEnvironment一、能源来源EnergySources二、能源消耗EnergyConsumption三、能源利用与环境问题IssuesRelatedToTheUseofFossilFuels四、未来能源FutureEnergy⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧水电油、重油等石油制品蒸汽、热水；汽油、柴气火电、焦炭、煤气、沼二次能源能不可再生能源：核聚变、地热能生物能、风能、潮汐能可再生能源：太阳能、新能源料油、天然气、核裂变燃不可再生能源：煤、石可再生能源：水力常规能源一次能源能源一、能源来源能源是指可能为人类利用以获取有用能量的各种来源，如太阳能、风能、水能、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等。能源分类二、能源消耗●世界能源消耗的特点●中国能源消耗的特点(1)能源主要来自一次不可再生能源即石油、煤、天然气及常规核燃料等70年代和80年代以前，世界在一次能源消耗结构中，石油比例最大，占40%以上，其次是煤，占20%以上，再次是天然气，占10%以上。●世界能源消耗的特点ChangesinenergysourcesanddemandintheUnitedStatessince1850(DataisfromF.T.MacKenzie,1998.)40%Oil4%8%22%Coal24%NaturalgasNuclearSolar,geothermal,hydroelectric38%Industry27%TransportationBusiness15%20%ResidentialsectorMajorEnergySourcesEndUseIntheUnitedStates55.6%Oil19%CoalNaturalgas9.8%10.9%Nuclear4.7%hydro80%CoalOil1.8%13.9%Nuclear4.3%NaturalgasJapanChina45.3%OilNaturalgas15.2%20.1%Coal11.2%Nuclear8.2%HydroWesternEurope各国能源来源(2)能源消耗水平差异甚大占世界1/4的工业化国家，消耗世界能源的3/4，其中，占世界人口5%的美国，能源消耗却占世界的25%。发展中国家能源消耗普遍较低。占世界人口15%的印度，却只消耗世界能源的1.5%，中国的人均能源消耗不到世界人均能耗的1/3。●世界能源消耗的特点Averagepriceofabarrelofcrudeoilbetween1965and2000.(DatafromU.S.DepartmentofEnergy.)(3)世界能耗在继续增长虽然自1972年以来工业化国家的能耗程度（指能源消耗与国民生产总值之比）有所下降，但是，由于人口增长和发展中国家能耗的需求，世界平均能耗强度仍在继续上升。能源消耗指数从1980年到1989年增长了17.8%，达103.3亿t标准煤。●世界能源消耗的特点(1)能源丰富而人均消费量少中国就能源消费的绝对量来说，仅少于美国和前苏联，居世界第三位。但人均占有消费量只有840kg，是美国的1/9，加拿大的1/11，只相当于世界平均水平的40%。●中国能源消耗的特点(2)能源构成以煤为主、污染严重煤炭在我国目前一次能源中占70%以上。全国直接燃烧煤炭总煤耗量的84%，与世界能源构成相比，我国煤炭的比重比世界平均水平高一倍以上。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等，总量约占整个燃料燃烧排放量的96%。其中燃煤排入的二氧化硫占各类污染源排放的87%，粉尘占60%，氮氧化物占67%，一氧化碳占70%。燃煤对我国城市的大气污染作用尤为突出。●中国能源消耗的特点(3)工业部门消耗能源占有很大的比重与工业国家相比，我国工业部门耗能比重很高，而交通运输和商业民用的消耗较低。我国的能耗比例关系反映了我国工业生产中的工艺设备落后，能源管理水平低。●中国能源消耗的特点(4)农村能源短缺，以生物质能为主我国农村使用的能源以生物质能为主，特别是农村生活用的能源更是如此。在农村能源消费中，生物质能占55%。目前，一年所生产的农作物秸杆只有4.6亿t，除去饲料和工业原料，作为能源仅为43.9%，全国农户平均每年大约缺柴2-3个月。●中国能源消耗的特点三、能源利用与环境问题(1)城市空气污染一次能源利用过程中，产生大量的CO、SO2、NOx、TSP及多种芳烃化合物，已对一些国家的城市造成了十分严重的污染，不仅导致对生态的破坏，而且损害人体健康。欧洲共同体每年由于空气污染造成的材料破坏、农作物和森林以及人体健康损失费用每年超出100亿美元。我国大气污染造成的损失每年达120亿元人民币。如果考虑一次能源开采、运输和加工过程中的不良影响，则造成损失更为严重。以采煤而言，世界每采1万吨煤，受伤人数为15-30人，破坏土地200hm2（露天矿），排出矿坑废水达10万吨。(2)矿物燃料的燃烧，使大气CO2浓度增加，温室效应增强工业革命前，大气中的CO2按体积计算是每100万大气单位中有280个单位的CO2。之后，由于大量化石能源的燃烧，大气CO2浓度不断增加，1988年已达到349个单位。如果大气中CO2浓度增加一倍，全球平均表面温度将上升1.5-3℃，极地温度可能升6-8℃。这样的温度可能导致海平面上升20-140cm，将对全球许多国家的经济、社会产生严重影响。(3)酸雨化石能源的燃烧产生的大量SO2和NOx等污染物通过大气传输，在一定条件下形成大面积酸雨，改变酸雨覆盖区的土壤性质，危害农作物和森林生态系统，改变湖泊水库的酸度，破坏了水生生态系统，腐蚀材料，造成重大经济损失。酸雨还导致地区气候改变，造成难以估量的后果。(4)核废料问题发展核能技术，尽管在反应堆方面已有了安全保障，但是，世界范围内的民用核能计划的实施，已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决。这些废料在数百年里仍将保持着有危害的放射性。PollresultsofUnitedStatespublicopiniononbuildingmorenuclearpowerplantsbetween1975and1986.(DataarefromWorldwatchInstitute,1987.)三里岛核反应堆Theendofcheapoilaround2010?Thelowertheproduction,thehigherthepriceofoil.Analystspredictthatfallingoutputsofoil,duetoexhaustingthebestdeposits,willstarttopushoilpricesupwardaftertheyear2010.(C.CampbellandJ.Laherrere,1998.)四、未来能源(一)未来的能源利用政策未来的能源政策以可再生能源为基础，提高能源利用效率，节约能源，缓解能源供求矛盾，减少环境污染的重要途径。(二)利用生态学原理解决未来能源(1)控制人口，减少能源消耗(2)太阳能是重要的能源自然生态系统所需的全部能量均来自于太阳能，即使目前使用的化石能源也是一种过去储存的太阳能。太阳能的利用具有一定的优越性；一是用之不尽的可再生能源；二是一种清洁能源，减少环境污染。既无毒气体排出，也无可能影响地球气候的CO2排出。(3)多渠道解决能源平衡需要多种能源同时并用。不但要直接利用太阳能，而且也要间接利用诸如水电、风能、潮汐能、生物质能、地势能等等可再生能源，只有这样，才能满足对能源的需求，并使环境污染和破坏降到最低限度，保证人类社会稳定地向前发展。(4)充分利用能源并减少浪费我国能源利用率约30%，发达国家为40%以上，美国为57%。因此，能源的利用具有极大的“能效”潜力。被动式太阳能采暖建筑－甘肃省甘南自治州合作师范专科学校的教职工宿舍内蒙古商都大山湾风电场Windpower–generatingcapacityintheUnitedStatesandEurope,1980to2000.Europeancountrieshaveexpandedtheirprogramsinthe1980sand1990s,whiletheU.S.programhasslowed.(DataarefromL.R.Brown,etal.,2001.)生态农业村的沼气池“全球五百佳”之一的安徽省阜阳市颖上县小张庄其他还有什么新能源形式•确切的中文、英文名字•原理•中外研究者、代表人物•反映了中国古代的什么哲学思想•你认为哪种最靠谱、或者你个人更喜欢哪种新能源形式•其他还有什么有创意的能源形式•以后你是否会从事相关产业或研究•做一个表格