能源与环境的关系
能源是人类社会存在和发展的物质基础。自从人类告别了渔猎进入农耕以来,从刀耕火种开始,人类社会的文明进步向来依赖于能源这个物质基础的支撑。特别是蒸汽机的发明为代表的工业革命以来, 能源技术推进了经济社会的高速发展。它无时无刻不在改变着我们的生活。 人民的生活已离不开能源。 但是在发展的同时,人们也愈来愈感觉到大规模使用化石燃料所带来的严重结果: 资源日趋枯竭,环境不停恶化, 还引发了许多国家之间、 地区之间的政治经济瓜葛甚至是矛盾和战争。为了人类社会的永久友善,一定找寻一种新的、洁净的、安全、可
靠的可连续能源系统。
一、 能源
(一)能源的定义
能源的定义可以描述为:比较会合的含能体或能量过程称为能源。
能源是能量的本源, 是在必定条件下可变换成人类所需的燃料或动力本源的物质。能源既包含煤、石油、天然气、水能等惯例能源,也包含太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能和核能等新能源。有些能源储量特别有限,如煤炭、石油等,不可以再生;有些能源如水能、太阳能、风能、生物质能等,是可以再生的。跟着人类社会生产和科学技术的发展,能源的范围也将不停扩大。
人类发展的历史进度与能源亲近相关。 回顾人类的发展历史, 每一次高效的新能源的利用,都会使社会进入一个新的时代,产生一次新的飞驰。
人类对能源的利用是从薪柴燃火开始的。 火为原始人供应了暖和、 光明和熟食,也是人们防守和围猎动物的工具。 人类先后经历了薪柴时代, 煤炭时代和石油时代。
(二)能源的分类
对能源的分类有不一样的方法。
1.按能量储藏方式分类
依据能量根本储藏方式的不一样,可将能源分为三大类。
第一类能源来自地球以外的太阳能。人类此刻使用的能量主要来自太阳能,
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故太阳有“能源之母”之称。此刻除了直接利用太阳的辐射能以外,还大批间接
地使用太阳能。最常用的煤、 石油、天然气等资源就是千百年前绿色植物在阳光
照耀下,经过光合作用形成有机质而长成的根茎,以及食用它们的动物的遗骸,
在漫长的地质变迁中所形成的。其余,生物质能、流水能、风能、海洋能、雷电
等,也都是由太阳能经过某些方式变换而形成的。
第二类能源来自地球自己储藏的能量。主要指地热能资源以及原子能燃料,
还包含地震、火山喷发和温泉等自然体现出的能量。
第三类能源来自地球与其余天体引力互相作用。 主要指地球和太阳、 月球等
天体间有规律运动而形成的潮汐能。
2.按能源形态、特征分类
能源按其形态可分为固体燃料、液体燃料、气体燃料;按特征可分为水力、
核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能和核聚变能。
3.按能源变换和利用方式分类
能源按其变换和利用的方式进行分类还可分为: 一次能源、二次能源和终端
能源;可再生能源和非再生能源; 新能源和惯例能源; 商品能源和非商品能源等。
二、 环境的定义及分类
(一)环境的定义
环境是人类和其余生物所赖以生计的客观物质和生态系统所构成耳朵一个
整体。环境可分为社会环境(精神环境)和自然环境(物质环境)两大类。一般
讲的环境,主要指自然环境。
自然环境是对我们四周的各种因素的总称,包含大气、水、土壤、岩石、生
物、各种矿物等。自然界有它自己的运动规律。从环境保护的角度来说,最重要
的是认识和掌握自然界的生态均衡规律。
(二)环境污染及其分类
1.环境污染的定义
环境污染是指人类活动使环境因素或其状态发生变化,
环境质量恶化, 搅乱
和破坏了生态系统的稳固性及人类的正常生活条件的现象。
本质是人类活动总将
大批的污染物排入环境,影响其自净能力,降低了生态系统的功能。
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2.分类
环境污染按性质可分为化学污染、物理污染和生物污染
化学污染物包含:燃料的污染;烹饪油烟的污染
;吸烟烟雾的污染 ;建筑
资料的污染(放射性污染、石棉的污染、涂料、填补料及溶剂所含挥发性有机化 合物的污染);装饰资料的污染
;家用化学品的污染; VOC的污染 ;室外污
;臭氧的污染。
。
染对室内空气质量的影响;其余污染物的影响
物理污染有:噪声的污染 ;电磁波的污染;噪光的污染 生物污染有:尘螨的污染;宠物的污染。
三、能源与环境的关系
能源是决定人类进步的主要支撑, 是经济增添的战略投入因素。 经济增添和能源投入之间形成了必定的互动关系, 能源是经济增添的动力源泉, 经济增添又拉动能源花费。所以能源对经济社会的踊跃影响还是很显然。但是能源的利用,对环境也造成了愈来愈严重的影响。
(一)能源利用是惹起环境变化的重要原由
人类是环境的产物, 又是环境的改造者。人类在同自然界的斗争中,不停地改造自然。但是因为人类认识能力和科学技术水平的限制, 在改造环境的过程中,会造成对环境的污染和破坏。
人类活动造成的环境问题,最早可追想到太古期间。那时,因为用火不慎,大片草地、丛林发生火灾,生物质源遇到破坏,他们不得不迁往他地以生活存。
跟着社会分工和商品交换的发展, 城市成为手工业和商业的中心。 城市里人口密集,各种手工业作坊与居民住宅混在一起。排出的废水、废气、废渣,以及城镇居民排放的生活垃圾,造成环境污染。
煤、石油、天然气是所有能源中最重要的能源,也是全世界经济发展的基础能源。自 18 世纪英国工业革命以来, 人们千百年来的自然生活方式大大地改变了。跟着现代科学进步和工业化进度的急速发展, 人们对于自己所处的环境—大自然的改造能力愈来愈强。 人类对能源的需求量也显然的发生了改革。 基础能源的使用量和需求量开始大幅度增添。下边是一座 1000MW的发电厂在使用不一样燃料时的污染物的排放量。
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污染物
年排放量 / 10^6kg
煤气
油
煤炭
颗粒物质 硫氧化物 氮氧化物 一氧化碳 碳氢化合物
39.00
忽视不计 忽视不计
任何一种能源的开发的利用都会对环境造成必定影响。 比方水能的开发和利用可能会造成地面沉降、地震、 生态系统变化; 地热能的开发利用能以致地下水污染和地面下沉。 在诸多能源中,不行再生能源对环境的影响是罪为严重的。 煤、石油、天然气等大批能源的利用, 也使得因为使用能源而以致的环境问题开始显
现出来。大批使用化石燃料,对环境造成严重的危害。下边是
20 世纪的 2 件公
害事件:
1. 比利时马斯河谷烟雾事件
1930 年 12 月 1— 5 日。比利时马斯河谷工业区。工业区处于狭小的盆地中,
12 月 1—5 日发生气温逆转,工厂排出的有害气体在近地层累积,三天后有人发
病,症状变现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有
60 多人死亡。心脏病、肺
病患者死亡率最高。这是 20 世纪最早记录下的大气污染事件。
2. 日本水俣病事件
1953— 1956 年.日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体,使水俣
湾和外国的“不知火海”的鱼中毒,人食用毒鱼后受害,造成了近万人的中枢神
经疾病,此中甲基汞中毒患者
283 人中有 60 余人死亡。
(二)能源利用以致的主要环境问题
1. 酸雨污染
大气中的硫和氮的氧化物有自然和以为两个本源。 比方:二氧化硫的自然本源包含微生物活动和火山活动, 含盐的海水飞沫也增添大气中的硫。 自然排放大
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约占大气中所有二氧化硫的一半, 但因为自然循环过程, 自然排放的硫基本上是
均衡的。环境中硫氧化物的人为本源主若是煤炭、石油等矿物燃料的燃烧、
金属
冶炼、化工生产、水泥生产、木材造纸以及其余含硫原料的工业生产。最近几年来各 国固然采纳了各种减少二氧化硫排放量的措施, 使燃料单位质量的矿物燃料排出
的二氧化硫量有所减少。 但跟着工业的发展与人口的增添, 矿物燃料的总花费量
在不停增添吗,世界的二氧化硫以为排放量仍在连续增添。
2. 荒漠化加剧
荒漠化是因为天气变化和人类不合理的经济活动等因素使干旱、 半干旱和具 有干旱灾祸的半湿润地区的土地发生退化。 土地开垦成农田此后, 生态环境就发生了根本的变化, 稀少的作物遮挡不住暴雨对土壤颗粒的冲击; 缺乏植被而裸露的地表凭日晒风吹, 不停地损失去它的水分和肥饶的表层细土; 单调的作物又吸走了土壤中的某些无机和有机肥料, 并随收获被带出土壤生态系统以外, 年复一年,不停减少这土壤的肥力,以致土壤质量恶化,于是水土流失便加快进行。
3.生物多样性减少
因为工业化和城市化的发展, 能源的大批利用占用了大面积的土地, 破坏了
大批天然植被,造成忽然、水喝空气污染,危害了丛林,特别是对相对封闭的水
生生态系统带来破坏性影响; 其余因为全世界变暖, 以致天气形态在比较短的时间
内发生较大变化,使自然生态系统没法适应,可能改变生物群落的界限。
4. 温室效应和全世界天气变化
地球大气中起温室作用的气体主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化氮、氟 利昂以及水汽等。因为大气的运动是全世界性的, 大气没有国界, 因此大气污染所
造成的危害都是共同的。 当进入大气的有害物质在数目上超出了大气的自净能力
时,就会对各方面造成污染,这是大气污染。在大气以为污染源中,温室效应是
全世界性因空气污染而形成的环境问题。
(三)各种能源的开发利用对环境的影响
1. 水力发电
水库建筑的过程与建成以后,对环境的影响主要包含以下几方面。
(1)自然方面
巨大的水库可能惹起地表的活动, 甚至有可能引发地震。其余,还会惹起流
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域水文上的改变,以下游水位降低或来自上游的泥沙减少等。水库建成后, 因为蒸发量大,天气凉快且较稳固,降雨量减少。
( 2)生物方面
对陆地动物而言, 水库建成后,可能会造成大批的野生动物被淹没死亡,甚至灭绝。对水生动物而言,因为上游生态环境的改变,会使鱼类遇到影响,以致灭绝或种群数目减少。同时,因为上游水域面积的扩大,使某些生物(如钉螺)的栖息地点增添,为一些地区疾病(如血吸虫病)的延伸创建了条件。
( 3)物理化学性质方面
流入和流出水库的水在颜色平和味等物理化学性质方面发生变化, 并且水库
中各层的密度、温度、甚至溶解氧等有所不一样。深层水的水温低,并且堆积库底的有机物不可以充分氧化而处于厌氧分解,水体的二氧化碳含量显然增添。
( 4)社会经济方面
修筑水库可以防洪、发电,也可以改进水的供应和管理,增添农田灌源,但
同时亦有不利之处。如受淹地区城市搬家、农村移民部署会对社会结构、 地区经济发展等产生影响。假如整体、全局计划不一样,社会生产和人民生活安排不当,
还会惹起一系列的社会问题。其余, 自然景观和文物古迹的淹没与破坏, 更是文化和经济上的一大损失。应当早先拟定保护规划和落实保护措施。
2. 电力
各种能源中电力是控制方便易于传输的。 用燃料或核能经热机发电, 热效率是有限的,总有相当发电量的一倍到两倍多的热能要就地耗散, 这些热量可用冷却塔传给水体。冬天可能利用余热, 夏天就会成为热污染。 水体的温升应严格限制以防发生有害生态影响。输电效率高, 但也要防范令人遇到过强的电磁场, 电晕放电产生离子也会有不良效应。 配送电用的电力电容器含多路联苯, 包裹蒸汽管道用的石棉,退伍不用时如不当善办理也会造成严重污染。
3. 化石燃料
因为化石燃料是当前生界一次能源的主要部分,其开采、燃料、耗用等方面 的数目都很大,从而对环境的影响也令人关注。
就以燃煤而言, 开采时要挖出相当多的废碎石,还有矸石。矸石中的硫化物
缓慢氧化发热,如散热不良或未间隔空气就会自燃,开释出二氧化碳、 二氧化硫
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及其余有害物质。 为防范矿井中 “瓦斯”累积爆炸, 就要排风,排出大批甲烷(瓦斯)及氡。开采多需要抽水,矿井水多遇到矸石煤及其杂质的污染,挖出的煤与石也能污染地面水。
(四)我国能源环境问题
我国能源与环境发展的整体格局是: 能源工业的发展以煤炭为基础, 以电力为中心,大力发展水电,踊跃开发石油、天然气、核电,就地取材开发新能源和
可再生能源,依赖科学进步,提升能源效率,合理利用能源资源,对传统煤炭的开采利用向环境无害化方向改变,开发干净煤技术以减少环境污染。
我国能源环境问题与世界主要国家的主要问题有必定差异。 其根本在于石油使用以致的污染与煤炭以致的污染主要差异。 我国能源利用所以致的主要环境问题是:煤炭开采运输污染, 燃煤造成的城市大气污染和农村过分耗费生物质能惹起的生态破坏, 能源与资源利用效率低以致的环境问题, 还有日趋严重的车辆尾气的污染等。
(五)走可连续的洁净能源之路
面对将来中国能源发展的重要挑战, 包含一次能源供应、 石油和天然气的安全保障,能源花费造成的环境污染、 全世界天气变化对减排 CO2的压力等, 中国走能源洁净发展之路一定解决如何实现可连续的能源战略以及以有限的资源满足可连续发展的需求的一系列问题。
依据当前能源发展遇到的严重问题, 国务院发展研究中心在 “中国能源发展战略和改革国际商议会”上提出,在将来 20 年中国应推行“节能优先,结构多元。环境友善”的可连续能源发展战略。
1.
节能优先
节能的领域应当是全面的, 以工业、交通和建筑三大耗能部门为主全方面采纳节能措施。一方面今后 20 年能耗一直占一半以上的工业部门还是节能的要点领域,估计节能潜力有 5 亿吨标准煤左右;另一方面需要晶块改变着重工业节能,忽视建筑、交通节能的现状, 对当前已进入快速增添久、 今后需求比率显然提升的建筑、交通部门,一定提早采纳有效措施。
2. 结构多元
能源结构调整的原则为
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( 1)立足国内资源、充分利用国际资源,在保证供应和经济可承受性的前
提下最大限度地优化能源结构。 (2)国家能源安全方面有充分保障。
(3)环境质量显然改进,可连续发展能力显然加强。 3. 环境友善
(1)发展环境友善能源,把发展干净能源和能源干净利用技术作为可连续发展能源战略的重要目标。
(2)按空气质量要求,对主要污染物推行严格的总量控制。
(3)提升排污收费标准,推行排污交易。
(4)推行环保折价,将环境污染的外面成本内部化。
(5)提早控制城市交通污染
(6)撤消对高耗能产品的生产补助。
(7)对付全世界天气变暖的国际行动。
参照文件:
【 1】 魏双燕、谢刚编.《能源概论》.东北大学第一版社, 2007.
【 2】 中国现代国际关系研究院经济安全研究中心. 《全世界能源大棋局》 .北
京 : 时势第一版社, 2005 .
【 3】 王革华、田雅林、袁婧婷.《能源与可连续发展》.北京化学工业
第一版社, 2005
【 4】 斯·日兹宁.《国际能源政治与外交》 .上海华东师范大学第一版社, 2005
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