能源与环境

第二章能源与环境内容简介能源概述能源开发利用对环境的影响开发利用新能源第一节能源概述能源分类我国能源生产和消费状况及其面临的主要问题一、能源分类（一）一次能源和二次能源一次能源是从自然中直接得到的，这类能源也称为天然（或初级）能源。包括一切直接使用的可再生能源和不可再生能源。二次能源是由一次能源经加工、转换而得到的，如火电与煤气等。火电厂煤气二次能源（二）常规能源和新能源常规能源是指当前已被人们广泛利用的能源。常指煤炭、石油、天然气、水力等。新能源是指目前尚未被人们广泛利用而正在研究以便推广应用的。如：核能、地热能、海洋能（潮汐能和波浪能）、太阳能和生物质能源等。天然气水电站太阳能沼气二、我国能源生产、消费状况及其面临的主要问题能源生产、消费状况面临的主要问题（一）能源生产消费状况1.能源生产总量（亿吨油当量）增长率（％）世界102.814.81中国12.87（占世界的12.51%）12.11这时我国是世界上居于美国之后的能源第二大生产国。2004年数据，1千克原油=1.4286千克标准煤国家发改委副主任、国家能源局局长张国宝在2009年9月25日上午在国新办发布会上表示，新中国成立60年以来，中国一次能源生产总量从1949年的2334万吨标准煤，增长到2008年的26亿吨标准煤，增长110倍，成为世界上第一大能源生产国。2009年的新数据年份能源生产总量(万吨标准煤)197862770198063735198585546199010392219911048441992107256199311105919941187291995129034199613261619971324101998124250199912593520001289782001137445200214381020031638422004187341200520587620062210562007235445全国水电装机达到1.72亿千瓦，居世界第一风电连续三年翻番增长，居世界第四太阳能热水器集热面积超过1.25亿平方米，居世界第一核电已建成运行11个反应堆，在建核电机组24台，总装机容量2540万千瓦，是目前世界上核电在建规模最大的国家据统计:原煤原油天然气水电、核电、风电73.6617.692.5056.15中国能源构成（占能源生产总量的比重，%）我国能源资源的地区分布:2.能源消费总量（亿吨油当量）增长率（％）世界102.244.32中国13.86（占世界的13.56%）15.11我国是居美国之后世界第二大能源消费国。2004年数据，1千克原油=1.4286千克标准煤年份能源消耗（亿吨标准煤）205078.00《中国2050年低碳发展之路》……200726.56200624.62200522.46200420.32年份能源消费总量占能源消费总量的比重(%)(万吨标准煤)煤炭石油天然气水电、核电、风电19785714470.722.73.23.419806027572.220.73.14.019857668275.817.12.24.919909870376.216.62.15.1199110378376.117.12.04.8199210917075.717.51.94.9199311599374.718.21.95.2199412273775.017.41.95.7199513117674.617.51.86.1199613894874.718.01.85.5199713779871.720.41.76.2199813221469.621.52.26.7199913383169.122.62.16.2200013855367.823.22.46.7200114319966.722.92.67.9200215179766.323.42.67.7200317499068.422.22.66.8200420322768.022.32.67.1200522468269.121.02.87.1200624627069.420.43.07.2200726558369.519.73.57.3国家2006总能源消费（万吨标准煤）人均能耗(吨标准煤)日本7433258245德国4692956918美国331037110085菲律宾35944017巴西2950415687印尼163356655印度604565519埃及839610642中国24627018339全球155278623789中国与世界主要国家人均耗能对比中国人均能耗为世界平均3/4《中国的能源状况与政策》白皮书指出：中国人均能源消费水平还很低，仅相当于世界平均水平的3/4，人均石油消费只相当于世界平均水平的1/2，远低于世界发达国家水平。2004年能源消费构成中国的煤炭消费量比重明显偏高，天然气与核能比重明显偏低，与世界平均水平相差甚远。原油天然气煤炭水电核能世界36.8%23.7%27.2%6.2%6.1%中国22.3%2.5%69.0%5.4%0.8%能源生产与消费增长率从世界来看，2004年能源生产总量及增长率均高于能源消费总量及增长率；从中国来看趋势相反，能源生产量及增长率均低于能源消费量及增长率。仅从能源消费增长率看，中国是世界唯一一个以两位数增长的国家，且增加量最大。3.中国与世界能源主要品种情况比较（1）煤炭生产与消费生产消费总量（亿吨）增长率（％）总量（亿吨）增长率（％）世界55.386.8155.646.30中国19.5613.1919.1714.64占世界的%35.3234.402004年中国的煤炭生产量与消费量占世界比重的1/3强，均列世界第一位。（2）石油生产与消费生产消费总量（亿吨）增长率（％）总量（亿吨）增长率（％）世界38.684.4537.673.44中国1.752.903.0915.83占世界的%4.518.192004年，中国石油消费量列世界第二位。世界原油生产量与增长率均高于消费量与增长率；与之相反，中国的原油生产量及增长率明显低于消费量及增长率，而且消费增量大，增长率高，对外依存度达到48.5%，逼近50%。（3）天然气生产与消费生产消费总量（亿立方米）增长率（％）总量（亿立方米）增长率（％）世界269162.85268933.29中国40818.5039019.00占世界的%1.511.45中国天然气的生产与消费虽然增长迅速，但由于基数小，占世界份额很小，在1.5%左右，居世界第十六位。（4）发电量与水电、核电消费量生产消费水电核电总量（万亿千瓦时）增长率（％）总量增长率（％）总量增长率（％）世界1745244.09280325.00275844.35中国2187014.79328016.650114.12占世界的%12.5311.701.822004年，中国发电量占世界发电量的12.53%，约为美国发电量的1/2强，居世界第二位。中国核电消费量在世界的排名为第十一位，核电所占比重甚小。（二）我国能源生产和消费中面临的主要问题需求量激增，利用系数低，浪费严重农村能源匮乏，生态恶化加剧丰富的水能资源未得到充分利用大量原煤直接燃烧，严重污染环境1.需求量激增，利用系数低，浪费严重我国的能源生产和消费，近年来都有较大发展。但由于设备陈旧，技术落后，能源利用系数远低于发达国家。权威部门的最新测算显示，我国能源利用率为33％，与世界先进水平相差10个百分点，节能空间和潜力很大。如采取各种强化节能的措施，2020年我国可以节约能源8亿吨标准煤。与世界先进水平相比，我国在能源效率、单位产品能耗等方面仍然存在较大差距。目前，我国产值能耗是世界平均水平的2倍多，主要产品能耗比世界先进水平高40％。国家人均GDP能耗(吨标准煤/美元)日本1.60德国1.72美国2.62菲律宾3.71巴西4.74印尼6.09印度8.47埃及9.52中国13.56小锅炉集中供热2.农村能源匮乏，生态恶化加剧我国农村人口多，能源短缺，并且非常严重。据估计，目前尚有3亿多农民缺电，许多水利设施由于缺电不能很好发挥效益。尤其是广大农村的生活用煤无法保证，全国农村每年大约需要烧掉4亿多吨薪材和秸秆，900多万吨马粪。即使这样，全国农户平均缺烧约2个月。按照目前的能源供求状况，很难得到满足。这就势必使大量的秸秆和树木被砍进而被烧掉，使地表植被减少，水土流失加重，自然生态环境恶化。中国农村典型的烧柴做饭3.丰富的水能资源未得到充分利用水力发电是经济、无污染的能源。工业发达国家十分注重水电开发，而且世界往往把水能资源的开发程度看作是衡量一个国家发达程度的重要标志之一。水利部部长陈雷在2009年5月11日召开的第五届“今日水电论坛”上说，水电是目前第一大清洁能源，提供了全世界1/5的电力，全球有55个国家的50%以上的电力由水电提供。而中国河流众多，水能资源蕴藏量居世界首位。其中，大陆地区技术可开发量5.42亿千瓦，是仅次于煤炭的第二大常规能源。“目前，中国水能资源开发程度为31.5%，还有巨大的发展潜力。”三峡电站4.大量原煤直接燃烧，严重污染环境我国的大气污染源中，燃煤是一个重要因素。每年仅燃煤就约产生1200万吨烟尘和1700万吨二氧化硫，分别占全国总污染量的60％和80％，使几乎所有城市和工业区大气中的颗粒浓度超过国家标准的几倍到几十倍。为此，必须尽快研究推广煤炭的洗选技术、燃烧技术等。从长远讲，还要研究煤的气化和液化技术，以提高利用效率，减少污染，减轻运输负担，充分发挥我国煤炭蕴藏量多的优势。原煤的紧缺加大了资源的开采，为了追求利润，许多人都加入煤炭开采行业，使资源的储备量急剧减少。煤炭产量的提高直接导致了空气污染状况加剧，环境开始亮起了红灯第二节能源开发利用对环境的影响化石燃料对环境的影响水力发电对环境的影响核电对环境的影响一、化石燃料对环境的影响（一）开采和加工过程对环境的影响（二）利用过程对环境的影响（一）开采和加工对环境的影响矿井地表沉陷露天开采占地酸性矿井水矿井瓦斯煤炭贮运中的污染洗煤厂排放水煤矸石煤炭的焦化和气化1.煤炭开采和加工对环境的影响(1)矿井地表沉陷煤矿井下开采破坏地层力学平衡，形成采空区，引起岩层位移、变形、地表沉陷。开采面积愈大，层数愈多，沉陷愈严重。地表沉陷会破坏农田、道路、管线、建筑并会污染水源。矿区居民家中出现大洞(2)露天开采占地煤矿露天开采要占去大量土地，对地表水和地下水会产生不良影响。露天煤矿的“圈地”运动澳大利亚南部的莫雷尔露天采矿是世界是最大的人造矿坑之一。矿坑极大，至少得花两个小时才能绕着它的边缘走一圈。(3)酸性矿井水井下涌水大多影响生产，而抽排到地表便形成矿井水。矿井水主要含有可溶性无机物和悬浮煤粉。煤矿含硫较高时，矿井水PH值一般在6以下，通常称酸性矿井水。酸性矿井水会腐蚀井下各种设备，排出地表还会污染水体和土壤。(4)矿井瓦斯瓦斯是成煤过程中形成的天然气，主要是甲烷（约占99％），还含乙、丙、丁烷和二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体，对人体有害，并且易发生爆炸（极限5％－16％）。瓦斯不仅污染环境，特别是影响井下工人的身体健康，还会威胁井下作业的安全。山西介休煤矿瓦斯爆炸事故(5)煤炭贮运中的污染煤炭在贮运中，由于设施不完善和管理不当，会造成煤炭的自然流失、飞扬，既浪费了资源，又污染了水、大气，还会影响矿区、道路沿线的环境。煤炭贮运中的污染(6)洗煤厂排放水煤炭洗选主要是为了去掉煤中的杂质，如灰分、硫分等。这样可以提高煤的发热值，减少煤的污染，也减少运输量。但是大量的洗煤水排入周围环境，就会造成不良影响。这种水叫煤泥水，主要污染物是煤泥悬浮物，如不加工处理，可淤塞河道，影响生物的活动，同时乌黑的排水也大大影响了周围的景观。小洗煤厂流出的污水小洗煤厂流出的污水(7)煤矸石煤炭开采和洗选中有大量煤矸石排出，一般占原煤产量的15％左右。我国目前已存煤矸石11亿吨，占地10万亩。煤矸石的堆放不仅会占用大量土地，而且会影响景观和生态环境。煤矸石自然排出大量二氧化硫、一氧化碳等有害物质污染大气，