中國的能源與霧霾

中國的能源與霧霾眾所周知，中國霧霾天氣增多的主要原因，是化石能源消費(fèi)帶來的大氣污染物逐年增加，主要源于熱電排放、工業(yè)尤其是重化工生產(chǎn)、汽車尾氣、冬季供暖、居民生活、以及地面灰塵等。霧霾對(duì)氣候、環(huán)境、人體健康均有較大影響。霧霾中PM1~2.5影響較大，PM2.5~10即出現(xiàn)沙塵。霧霾造成氣候、環(huán)境、健康等方面的負(fù)面影響：1）PM2.5濃度的增加可能是極端天氣事件增加的原因。 PM2.5影響大氣輻射平衡，導(dǎo)致地面越來越冷、大氣越來越熱，嚴(yán)重影響區(qū)域和全球氣候變化，可能加劇區(qū)域大氣層加熱效應(yīng)、增加極端氣候事件。2）細(xì)粒子污染是全球性重要環(huán)境問題之一，從1975年以來全球范圍內(nèi)，除歐洲以外，細(xì)粒子濃度都在明顯上升。 PM2.5濃度的增加會(huì)引起城市大氣酸雨、光化學(xué)煙霧現(xiàn)象，導(dǎo)致大氣能見度下降，阻礙空中、水面和陸面交通。3）霾含濕度比較高，可以直接傳染細(xì)菌和病毒。PM2.5又稱為可入肺顆粒，能夠直接進(jìn)入人體肺泡甚至血液系統(tǒng)中，直接導(dǎo)致心血管病等疾病。PM2.5的比表面積較大，通常富集各種重金屬元素和有機(jī)污染物，這些多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，危害極大。PM2.5污染會(huì)增加重病及慢性病患者的死亡率，使呼吸系統(tǒng)及心臟系統(tǒng)疾病惡化，改變肺功能及結(jié)構(gòu)，改變?nèi)梭w免疫結(jié)構(gòu)。中科院研究已經(jīng)基本證明大氣污染與呼吸道疾病死亡率正相關(guān)。北京市近年肺癌患病率顯著提高，2012年平均每天確診104個(gè)肺癌病人。對(duì)廣州市肺癌致死率與灰霾關(guān)系的研究表明，考慮7年滯后期，肺癌致死率和氣溶膠消光系數(shù)的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.97。嚴(yán)重灰霾污染，表面上是由不利氣象條件所引發(fā)，但根本原因則是長期以來不可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)等積累所致。近日，國務(wù)院召開常務(wù)會(huì)議，部署了大氣污染防治十條措施，其中提出要加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，加大天然氣、煤制甲烷等清潔能源供應(yīng)，并大力培育新能源產(chǎn)業(yè)。環(huán)境保護(hù)比能源單純獲取更重要，能源轉(zhuǎn)型比經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整更迫切。能源與環(huán)境能否和諧發(fā)展，這將關(guān)系到“美麗中國”的實(shí)現(xiàn)?；茉?，受其轉(zhuǎn)化方式和燃燒的利用形式的影響，大部分能量以粉塵，甚至有害的固體、液體、氣體，以及溫室氣體的形式排放掉了。霧霾治理需要政府下決心控制和減少化石能源消費(fèi)總量，加快發(fā)展可再生能源和相應(yīng)配套基礎(chǔ)設(shè)施的步伐。長期以來，國內(nèi)能源圈一直流傳著以下口頭禪：“中國‘多煤、少油、貧氣'的資源賦存條件，決定了在可預(yù)見的未來，國內(nèi)的能源消費(fèi)還將以煤炭為主。”與此對(duì)應(yīng)，煤炭至今還占全國一次能源消費(fèi)的68%，而中國的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)量也都達(dá)到了接近全球一半份額的驚人水平。中國對(duì)煤炭資源的過度依賴，雖然保障了改革開放以來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及本國的能源安全，但也帶來了巨大的環(huán)境與社會(huì)挑戰(zhàn)。要想解決霧霾問題，就要從根本上徹底改革能源結(jié)構(gòu)，所以開發(fā)新能源已經(jīng)到了迫不及待的時(shí)刻。陽光是地球上一切能量的來源，所有生命都是因陽光才能生生不息，地球上的生物能、風(fēng)能、水能的能量是陽光轉(zhuǎn)化而來的。太陽能作為一種新能源，它與常規(guī)能源相比有三大優(yōu)點(diǎn)：第一，它是人類可以利用的最豐富的能源。據(jù)估計(jì)，在過去漫長的11億年中，太陽消耗了它本身能量的2%，可以說是取之不盡，用之不竭。第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運(yùn)輸問題，尤其對(duì)交通不發(fā)達(dá)的農(nóng)村、海島和邊遠(yuǎn)地區(qū)更具有利用的價(jià)值。第三，太陽能是一種潔凈的能源，在開發(fā)和利用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會(huì)影響生態(tài)平衡。太陽能利用的技術(shù)領(lǐng)域：人類只利用太陽能有三大技術(shù)領(lǐng)域，即光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換，此外，還有儲(chǔ)能技術(shù)。太陽光電轉(zhuǎn)換，主要是各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng)。太陽電池是把太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。太陽電池的光電效率約為 10-18%，其產(chǎn)品類型主要有單晶硅、多晶硅和非晶硅。太陽電池的應(yīng)用范圍很廣，最主要的是取暖和用于太陽能汽車，這樣就減少了煤炭和石油的需求，對(duì)治理霧霾十分有利。從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。太陽之光——太陽上的核反應(yīng)，陽光是核能的產(chǎn)物。核能從宇宙之始，就在無時(shí)無刻不在影響著宇宙各星球的發(fā)展與變遷。核能是宇宙最根本的能量，地球上其它能源的衍生之母，是人類最根本的能量源泉。核能作為一種高效的能源，是不能放棄的。首先，核能發(fā)電不像化石燃料一樣向大氣排放大量的污染物質(zhì)，這樣就避免了大氣污染的問題和一系列諸如溫室效應(yīng)等打破自然調(diào)節(jié)能力的不良效應(yīng)；然后，核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，沒有其他的用途，核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便，一座1000萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送；最后，核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法為穩(wěn)定。因而，面對(duì)當(dāng)今的環(huán)境問題和化石資源短缺問題，核能勢(shì)必是我們獲得能源的首選途徑，而以煤炭為主要燃料的火力發(fā)電將逐漸被取代。我國河流眾多，徑流豐沛、落差巨大，蘊(yùn)藏著非常豐富的水能資源，理論蘊(yùn)藏量6.94億千瓦，技術(shù)可開發(fā)量5.42億千瓦，均居世界第一位。水電是技術(shù)成熟的可再生能源，可再生能源最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是它可以重復(fù)利用，源源不斷，但是，它也有最致命的弱點(diǎn)，就是不能保存。如果你不開發(fā)利用，它就要隨著時(shí)間流逝。在這方面，風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等各種新型的可再生能源的技術(shù)目前還不夠十分成熟，開發(fā)成本和效率都還難以滿足大規(guī)模電網(wǎng)的需要。水電是目前唯一可以進(jìn)行商業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用的可再生資源。所以，如果從一個(gè)國家的可持續(xù)發(fā)展角度來看，不優(yōu)先開發(fā)利用可再生的能源就是巨大的能源浪費(fèi)。同時(shí)也不可能滿足其可持續(xù)發(fā)展的需求。因此，世界上的所有發(fā)達(dá)國家都是優(yōu)先開發(fā)利用水電，把可保存的化石能源盡量留給后代。上個(gè)世紀(jì)80年代，新中國水電的創(chuàng)始人李銳曾介紹說，當(dāng)時(shí)世界上有175個(gè)國家，其中水電比重曾占到過90%以上的國家有32個(gè)，水電比重曾占到過50%以上的國家，共有111個(gè)。而我們國家的水能資源總量世界第一，但是，非常遺憾我們努力奮斗了幾十年卻一直也沒有達(dá)到過30%的目標(biāo)。目前我們國家的火力發(fā)電的耗煤總量大約是每年16億噸，如果我們能像法國那樣百分之百的優(yōu)先開發(fā)利用水電，即：再用相當(dāng)10億噸煤炭的水能，替代十億噸發(fā)電的燃煤，必將對(duì)環(huán)境保護(hù)作出巨大的貢獻(xiàn)。風(fēng)能是清潔的可再生能源取之不盡用之不竭。在所有新能源、可再生能源利用技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電是技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)和商業(yè)發(fā)展前景的方式。發(fā)展風(fēng)電對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障能源安全和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等方面有著極其重要的意義。大力發(fā)展風(fēng)電這已經(jīng)成為世界上的共識(shí)。風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前既能獲得能源又能減少二氧化碳排放的最佳途徑。目前中國的電源結(jié)構(gòu)中增加風(fēng)電等清潔能源比重刻不容緩。尤其在減少二氧化碳等溫室氣體排方、緩解全球氣候變暖方面風(fēng)電是有效措施之一。要評(píng)估由減少二氧化碳排放所帶來的好處還要看風(fēng)電是取代哪一種發(fā)電的方法世界能源委員會(huì)的計(jì)算顯示出不同的化石燃料的二氧化碳排放水平估計(jì)風(fēng)電平均每提供100萬千瓦時(shí)的電量便能減少600噸二氧化碳的排放。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會(huì)的規(guī)劃至2020年中國國內(nèi)風(fēng)電總裝機(jī)容量將達(dá)到5000萬千瓦年發(fā)電量約為1000億千瓦時(shí)以上即每年能減少二氧化碳排放量為6000萬噸以上將在很大程度上有助于環(huán)境質(zhì)量的改善。可燃冰，天然氣水合物，其甲烷含量占80%?99.9%,燃燒污染比煤、石油、天然氣都小得多，而且儲(chǔ)量豐富，全球儲(chǔ)量足夠人類使用1000年，因而被各國視為未來石油天然氣的替代能源。據(jù)測算，中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當(dāng)量，約相當(dāng)中國陸上石油、天然氣資源量總數(shù)的二分之一。天然氣水合物燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?，污染比煤、石油、天然氣都要小得多?立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開采時(shí)只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。也就是說可燃冰日后完全具有替代天然氣的可能。天然氣幾乎是燃燒值最高的常規(guī)能源形態(tài)，燃燒時(shí)，1m3天然氣釋放的熱量幾乎是1kg煤炭的3倍，1kg汽油的2倍。1m3可燃冰等于164m3的常規(guī)天然氣藏，是其他非常規(guī)氣源巖（如煤層、黑色頁巖）能量密度的10倍，是常規(guī)天然氣能量密度的2?5倍，粗略算下來，1m3的可燃冰，其燃燒值竟約等于0.5t煤炭。可滿足人類1000年的能源需要，這與其他常規(guī)化石能源形成了巨大的反差。據(jù)推算，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)備量還可用40年，天然氣還可用70年，煤炭還可用190年。當(dāng)全世界的石油煤炭資源將消耗殆盡的時(shí)候，可燃冰的發(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類看到新希望。我國天然氣資源十分短缺，大部分天然氣只用于生活用氣，工業(yè)用氣基本不可能。煤炭消耗大戶，鋼鐵企業(yè)就是因?yàn)樘烊粴舛倘保鵁o法發(fā)展氣基直接還原煉鐵，要知道高爐煉鐵最后排放的煙塵是霧霾產(chǎn)生的