未來的能源供應(yīng)

1、 能源是指可能為人類利用以獲取有用能量的各種來源，如太陽能、風(fēng)力、水力、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等等均可稱為能源。一次能一次能源源常規(guī)能常規(guī)能源源新能新能源源可再生能源：水力可再生能源：水力不可再生能源：煤、石油、天然氣不可再生能源：煤、石油、天然氣可再生能源：太陽能、生物能、風(fēng)能、可再生能源：太陽能、生物能、風(fēng)能、 地?zé)崮?、海洋能地?zé)崮堋⒑Ｑ竽懿豢稍偕茉矗汉巳剂喜豢稍偕茉矗汉巳剂隙文茉矗弘娏?、焦炭、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油、柴二次能源：電力、焦炭、煤氣、沼氣、蒸汽、汽油、柴油、重油、氫、激光油、重油、氫、激光?dāng)前能源存在的問題當(dāng)前能源存在的問題（一）能源枯竭與短缺問題（一）能源枯竭與

2、短缺問題 據(jù)世界資源所發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，我據(jù)世界資源所發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，我們可以根據(jù)們可以根據(jù)19701970年和年和19861986年全世界的石油、年全世界的石油、天然氣和煤炭的開采量計(jì)算出這三種能源天然氣和煤炭的開采量計(jì)算出這三種能源的開采量年增長率，進(jìn)而算出它們可供開的開采量年增長率，進(jìn)而算出它們可供開采的年限（即采的年限（即R/PR/P值），值），如下表所示如下表所示（二）能源對環(huán)境的影響（二）能源對環(huán)境的影響無煙煤 煙煤石油天然氣總儲量標(biāo)準(zhǔn)量/1021J19.84.585.645.0034.6年限2094552實(shí)物量/105Mt7.113.281.35128.91012m3比重/%57.

3、213.316.214.5100世界能源資源8.1 當(dāng)前世界能源消耗情況（1） 自20世紀(jì)50年代以來，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和交通工具數(shù)量的增加，世界能源的消耗速度急劇增加。（2）發(fā)達(dá)國家能耗很大，尤其是個人能源消耗水平越來越高。（3）因此造成世界能源生產(chǎn)的增長率遠(yuǎn)大于人口的增長率。（4）目前世界上消耗最多的能源是石油，由于發(fā)達(dá)國家工業(yè)發(fā)展很決，石油消耗量很大，致使石油消耗的比例增加。改變了 20世紀(jì)60年代前以煤為主要能源的局面。（5）盡管如此，發(fā)展中國家如我國、印度的能源還是以煤炭為主；（6）雖然石油仍是當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國家能源消耗的主要資源，但隨著石油開采量過大，石油礦藏減少。預(yù)計(jì)今后增長不

4、會太快。（7）當(dāng)前世界能源是以化石燃料為主，消耗核能和水力能的比例，就是在發(fā)達(dá)國家也不高。（8）天然氣具有廣闊的利用前景。（9）大多數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家早已對水電資源進(jìn)行了充分利用。估計(jì)今后在一段時期內(nèi)水電增長不會太快，（10）核能資源的利用將迅速增長。1 化石燃料的影響8.2 能源利用對環(huán)境的影響 煤炭煤炭 1. 1.礦井地表沉陷礦井地表沉陷 2.2.露天開采占地露天開采占地 3.3.酸性礦井水酸性礦井水 4.4.礦井瓦斯礦井瓦斯 5.5.煤炭貯運(yùn)中的污染煤炭貯運(yùn)中的污染 6.6.洗煤廠排放水洗煤廠排放水 7.7.煤矸石煤矸石 8.8.煤炭的焦化和氣化煤炭的焦化和氣化 9.9.煤炭燃燒中產(chǎn)生的污染

5、煤炭燃燒中產(chǎn)生的污染6.6.洗煤廠排放水洗煤廠排放水n在洗煤過程中，一般n洗選一噸煤用水量4-5n立方米，因選煤全國n每年排出的選煤廢水n就有4000萬噸。n此外，露天煤場煤炭n裝卸時所用的降塵灑水、n煤堆自燃時滅火用的水、n洗膠帶沖洗用水等，如n未做過處理流入江河湖海都會對水體造成污染。 石油石油 1. 1.石油開采造成的污染石油開采造成的污染 2.2.石油運(yùn)輸與儲存中的泄漏與燃燒石油運(yùn)輸與儲存中的泄漏與燃燒 3.3.石油加工中的污染石油加工中的污染 4.4.石油及石油產(chǎn)品燃燒產(chǎn)生的污染石油及石油產(chǎn)品燃燒產(chǎn)生的污染4）利用過程中的環(huán)境污染化石燃料燃燒時產(chǎn)生的污染物對環(huán)境造成的影響：（1）全球

6、氣候變化 燃料中的碳轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸级M(jìn)入大氣，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)，改變?nèi)虻臍夂?，危害生態(tài)系統(tǒng)。（2）熱污染 熱污染首先使水體各類無機(jī)氮含量都增加。原因是水溫升高使藻類的繁殖加快和固氮藻的固氮速率增大。圖82 和圖83 分別表示長山電廠的庫里泡水庫和陡河電廠的陡河水庫內(nèi)未離解氨(NH3H 2O)隨水溫升高而增加的情況。 0200.24未離解NH3/mg/L0.200.160.120.080.040.8未離解NH3/mg/L0.50.70.60.40.30.20.12530354005101520253035 40水溫/水溫/圖82 未離解氨隨水溫的變化長山電廠庫里泡水庫，夏季圖83 未離解氨隨水

7、溫的變化徒河電廠徒河水庫，夏季pH=8.5pH=8.0pH=8.28.5其二，水溫升高使藻類種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。如淡水浮游藻類，在1015時硅藻占優(yōu)勢，2732時綠藻與少量藍(lán)藻占優(yōu)勢，35則藍(lán)藻占絕對優(yōu)勢(圖84)。其三，水體溫度的增加也影響浮游動物(如原生動物、輪蟲、棱角類和撓足類生物)的生存。 其四，在強(qiáng)增溫區(qū)內(nèi)，底棲生物的增加也十分突出。其五，昆蟲蘇醒次序的這種更迭，會造成有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的中斷，破壞生態(tài)平衡，使提前蘇醒的昆蟲大批死亡，甚至滅絕。這是一般熱污染所共有的對環(huán)境的不良影響。n（3）其它污染物及酸雨n氣體廢物中硫氧化物數(shù)量最大，苯并（a）芘最毒100502025303540硅

8、藻綠藻藍(lán)藻圖84 藻類種群結(jié)構(gòu)與水溫的關(guān)系藻類的相對比例/ 1987年底，核能在全世界能源中所占的比重為8，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到31（見下表）1）慢性輻射的影響問題2）放射性廢物的環(huán)境問題3）反應(yīng)堆的安全問題1）慢性輻射的影響問題 核電站對人的體外慢性輻射影響，在反應(yīng)堆的密度還不很大的時候，可以暫時不予考慮。但是，由反應(yīng)堆和核工業(yè)前處理和后處理車間中釋放的少量放射性，通過水或空氣特別是食物鏈的放大效應(yīng)，會造成人體內(nèi)的慢性輻射。這是發(fā)展核工業(yè)時必須重視的問題，尤其要慎重處置由反應(yīng)堆排出的各種放射性污染物。2）放射性廢物的環(huán)境問題 反應(yīng)堆定期排出的大量放射性，主要來自兩方面：裂變碎片產(chǎn)物（fis

9、sion products）和反應(yīng)堆中的其它材料受堆芯強(qiáng)中子場作用產(chǎn)生的中子活化產(chǎn)物（neutron acfiration products）n3）反應(yīng)堆的安全問題n 目前世界上普遍使用的反應(yīng)堆都是輕水堆，功率一旦過高，核裂變反應(yīng)就變?nèi)酰β首詣訌?fù)原，或由操作人員通過調(diào)整使功率復(fù)原，即便操作人員未發(fā)現(xiàn)，緊急停堆裝置也能實(shí)現(xiàn)自動停堆。 水庫建造的過程與建成之后，對環(huán)境的影響：水庫建造的過程與建成之后，對環(huán)境的影響： 1. 1.可能誘發(fā)地震可能誘發(fā)地震 2.2.改變生態(tài)環(huán)境改變生態(tài)環(huán)境 3.3.影響氣候影響氣候 4.4.泥沙沉積和水質(zhì)改變泥沙沉積和水質(zhì)改變 5.5.社會問題社會問題自然方面自然方面

10、降水、水文地表活動、小氣候等地球化學(xué)方面地球化學(xué)方面水質(zhì)、營養(yǎng)素、微量元素等生物方面生物方面社會經(jīng)濟(jì)方面社會經(jīng)濟(jì)方面人類居住、旅游運(yùn)輸?shù)人畮靾D87 水庫的環(huán)境影響主要有以上四方面：主要有以上四方面：n3）生物方面n這與水庫具體的地理位置和季節(jié)有關(guān)。n4）社會經(jīng)濟(jì)方面n 修建水庫可改善用水的供應(yīng)和管理，增加農(nóng)田灌溉，生產(chǎn)電力及其它工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等社會經(jīng)濟(jì)效益，但同時亦有其不利之處，如居民搬遷后重新定居，會對社會結(jié)構(gòu)(宗教信仰、生活習(xí)慣、農(nóng)村戶口轉(zhuǎn)城鎮(zhèn)戶口等)產(chǎn)生影響。以上四方面的影響，彼此又相互作用，使情況更為復(fù)雜(如圖87 )，因此，對利用水電所帶來的環(huán)境影響決不能等閑視之。下面以我國丹江口水利樞

11、紐為例，說明水力發(fā)電對環(huán)境的影響。 丹江口水利樞紐位于漢水上游，有一個狹長的水庫，面積l 050km2，壩頂高程l 75m，庫容290.5億m3。建成后，給我國帶來不少利益，但對環(huán)境也發(fā)生很大影響。 （1） 河流水溫從l 6.8 上升到18，使河水蒸發(fā)量增大。 （2） 地震活動增加 （3） 河流水質(zhì)改變 （4） 為了建庫需遷移人口38萬，同時重建城鎮(zhèn)3座，而且春秋戰(zhàn)國和漢唐古墓多淹沒在地下，在社會經(jīng)濟(jì)方面造成不少損失。 上例說明，建設(shè)大型水電站確實(shí)存在許多不利影響。 針對巨大水電工程可能造成的環(huán)境影響，人們認(rèn)真對待，反復(fù)試驗(yàn)研究，提出了許多有效的技術(shù)措施與方法，減輕三峽工程的不利影響。（1）

12、采用“蓄清排渾”的運(yùn)行方式，防止泥沙迅速淤積而使水庫報(bào)廢，實(shí)現(xiàn)長期保持水庫庫容。所謂“蓄清排渾”，就是在汛期來沙多的時候，水庫就在低水位下運(yùn)行，令泥沙隨洪水泄離水庫；汛后水清沙少，水庫便蓄水，滿足發(fā)電、航運(yùn)和供水的需要。按照這種運(yùn)行方式，庫容就可以長期保存下去。n（2） 采取正確的移民措施，保持社會安定n（3） 及時放空水庫以減少戰(zhàn)爭破壞帶來的災(zāi)難n（4） 提前發(fā)掘、遷建文物古跡n（5） 把環(huán)境影響的補(bǔ)償投資打入建庫計(jì)劃中，使不利于庫區(qū)的生態(tài)與環(huán)境影響控制至最少程度，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)的“三同步”。n 長江三峽水電工程的建設(shè)說明，只要認(rèn)真研究，認(rèn)真對待，采取科學(xué)有效的措施，就可以把水力利用的環(huán)境影響降到最低程度，然而，更有效的方針，還是大力發(fā)展中小型水電站。綜上所述，能源問題主要有兩方面的含義：一是能源在近期或長期如何滿足人類的需求；二是能源在開發(fā)利用過程中對環(huán)境