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第十章 能源与环境 主要内容 1、能源的简单介绍 2、能源与人类文明 3、世界能源的生产与消费 4、能源的生产对环境的影响 5、我国能源情况分析 第一节 能源的简单介绍所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。自然资源包括煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。为了便于运输和使用，上述资源经加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。能源的分类由于可被人类利用的能源多种多样，因此有以下六种不同的分类方法：（1）按地球上的能量来源分；（2）按被利用的程度分；（3）按获得的方法分；（4）按能否再生分；（5）按能源本身的性质分；（6）按对环境的污染情况分。按地球上的能量来源分来自于地球本身，如核能、地热能等；来自于地球外天体，如宇宙射线及太阳能，以及由太阳引起的水能、风能、波浪能、海洋温差能、生物质能、光合作用等；来自于地球和其他星体的相互作用，如潮汐能。按被利用的程度分常规能源，如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等；新能源，如太阳能、地热能、潮汐能、生物质能等，另外还有核能。按获得的方法分一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等；二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，是高品质的能源。按能源能否再生分可再生能源，即不会随其本身的转化或人类的利用而越来越少的能源，如水能、风能、潮汐能、太阳能等；非再生能源，它随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。按能源本身的性质分含能体能源（燃料能源），如石油、煤、天然气、地热、氢等，它们可以直接储存；过程性能源（非燃料能源），如风能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆发、雷电、电磁能和一般热能等，它们无法直接储存。按对环境的污染情况分清洁能源，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；非清洁能源，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。第二节 能源与人类文明 能源更迭与社会发展人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。 (1)火的发现和利用； (2)畜力、风力、水力等自然动力的利用； (3)化石燃料的开发和热的利用； (4)电的发现及开发利用； (5)原子核能的发现及开发利用。能源更迭与社会发展人类社会已经历了三个能源时期：薪柴时期；煤炭时期；石油时期。薪柴时期 主要以薪柴等生物质燃料为主要能源的 时代，生产和生活水平极低，社会发展 缓慢。煤炭时期 18世纪，以煤炭取代薪柴作为主要能源，蒸汽机成为生产的主要动力，工业迅速发展，劳动生产力增长很快。 19世纪，电力成为工矿企业的主要动力，成为生产和生活照明的主要来源。但这时的电力工业主要是依靠煤炭作为主要燃料。石油时期石油资源的发展，开始了能源利用的新时期。近30年来，世界上许多国家依靠石油和天然气，创造了人类历史上空前的物资文明。进入21世纪，核能将成为世界能源的主角，清洁能源的时代也将随之到来。能源与国民经济能源是发展社会生产和提高人民生活 水平的重要物质基础，是推动国民经 济发展的强大动力。当今人类的生活已离不开能源， 因此人类不断向自然索取能源。 海上开采石油 西气东输 人类利用能源，满足需要，享受着各种现代工具带来的便捷。 能源与国民经济经济的增长和经济发展水平的提高都需要能源来支撑，因此，能源消费与经济发展有着密不可分的关系。从世界能源消费的增长趋势看，能源消费与世界经济发展的趋势是一致的。 能源与国民经济世界各国经济发展的实践证明，在经济正常发展的情况下，能源消耗总量和能源消耗增长速度与国民经济生产总值和国民经济生产总值增长率成正比例关系。 能源与国民经济世界经济和能源发展的历史显示，处于工业化初期的国家，经济的增长主要依靠能源密集型工业的发展，能源效率也较低，因此能源弹性系数多大于1。 能源与人民生活 人们的日常生活处处离不开能源，不仅衣、食、住、行，而且文化娱乐、医疗卫生等都与能源密切相关。 能源与人民生活目前我国一次能源消费量已超过俄罗斯，居世界第二位，但由于人口过多，人均能耗水平仍很低，全面建设小康社会仍然是我国人民面临的重要任务。 第三节 世界能源消费情况能源消费 2.能源消耗水平差异甚大占世界1/4的工业化国家，消耗能源的3/4。其中，占世界人口5%的美国，能源消耗却占世界的23％。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3％；中国的人均能源消耗一到世界人均能耗的1/3。 3.世界能源在继续增长虽然，自1972年以来工业化国家的能耗强度（指能源消耗与国发生产总值之比）有所下降。但是，由于经济增长和发展中国家和能耗的需求，世界平均强度仍在继续上升。第四节 能源生产对环境的影响一、矿物燃料煤、石油、天然气二、非矿物燃料水力、核能三、电能生产四、探索开发新的能源 人类与自然界是相互作用、对立统一的，过渡的索取和破坏自然界导致自然界对人类的“惩罚”，这是一种原因和结果的对立统一的辩证关系。 索取能源是必然的还是偶然的？破坏环境是必然还是偶然的？必然和偶然性哪个是主导? 索取能源既是必然也是偶然的，也可以说成是偶然性中存在着必然，因为人类社会已发展到一定阶段，物质社会的稳定和发展已不能缺少能源;但假使近代人类社会没有工业革命和科学的兴起，还处于之前的社会发展水平，人类还需要索取能源吗? 由于人类社会总是不断向前发展的，因此必经要经历这样一个阶段，因此索取能源的必然性是起主导的，是通过偶然性表现出来的。 破坏环境是偶然性的，因为人类的初衷仅仅是利用能源服务人类社会，对环境的破坏是在人类盲目陶醉于能源所带来的便利时产生的；这又涉及到可能性和不可能性，能否在利用能源的同时而又不破坏环境呢，亦或是减小对环境的破坏? 环境是人类生存的基本物质条件，破坏环境就是在破坏人类自己的生活! 能源与环境是当今一个富有挑战性的话题，处理好二者至关重要。 能否在索取能源的同时又不破坏人类耐以生存的环境呢? 一、矿物燃料与环境的关系煤与环境 A 开采过程中对环境造成破坏 B 运输使用过程中对环境造成破坏 石油与环境开采、炼制、贮运、使用过程中对 环境造成污染，是当前海洋污染的 重要污染源 天然气与环境是化石燃料中最佳的能源。二、非矿物燃料与环境的关系水力 水力发电是常规能源中的一种清洁的可再生能源。具有运行成本低，机电设备较简单、操作调节灵活等优点水力发电给自然环境和生态系统带来的影响 A. 改变自然景观 B. 对库区动植物生态系统的影响 C. 切断鱼类回游路线 D. 影响库区地质结构水力发电原理 以具有位能或动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高。这就是水力发电的基本原理。 核能建立核电站的主要原因： 1.核电站的长期经济效益明显 2. 核电站安全可靠？？？ 3. 核电站对环境影响小。 4. 核燃料是替代化石燃料的主要载能体核能发电原理 利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。 三、电能生产（一）电能生产与热污染化石燃料燃烧----热能（90%）-----水蒸气-----涡轮机（40%）-------发电机（99%） 火力发电站只将消耗的热能的40% 转换成 电能，其余60%以热的形式损失掉。（二） 发电站对环境的影响燃烧煤—排放出烟尘、SO2、NO2 燃烧油—排放出 SO2、NO2 燃烧天然气—排放出 NO2 核燃料—慢性辐射、放射性废物四、探索开发新能源 1、太阳能直接转化为热能转化为电能转换成化学能生物能源生物能源——沼气 生物能源——生物柴油 核聚变能: 地热能源: 其它能源： 1. 氢能； 2. 潮汐能； 3. 风能。第五节 我国能源情况分析一、我国能源消费特点二、我国能源的前景三、中国能源的可持续发展之路 1.人均能源资源和人均消费量不足。资源丰富，人口多，人均资源相对不足。人均煤炭探明仅相对于世界平均水平的50％，人均石油可采储量仅相当于世界平均值的10％。中国能源消耗总量仅低于美国居世界第二，但人均消耗水平很低，1996年人均一次商品性能源消耗仅为世界平均水平的1/2，是工业发达国家的1/5左右。 2.能源资源分布不均。中国煤炭资源的64％集中在华北地区，水电资源的70％集中在西南地区，而能源消耗地则分布在东部经济发达地区。因此，“北煤南运”、“西煤东运”、“西电东送”、“西气东输”的不合理格局将长期存在，造成能源输送损失和过大的输送建设投资。 3.能源构成以煤为主。生产，消费以煤炭为主。煤炭占一次能源的70％以上。全国直接燃烧煤炭占煤耗量的84％，与世界能源构成相对，我国煤炭约比世界平均水平高1倍以上。 4.工业部门的消耗能源占有很大的比重。与工业国家相比，我国工业部门能耗比重很高，而交通运输和商品民用的消耗较低。这种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。 5.农村能源亏缺，以生物原能为主。据中国农业部统计，中国农村生活用能的2/3依靠薪材和秸秆，煤炭供应不中7产，优质油、气能源的供应严重亏缺。1996年全国8亿多农村人口燃煤仅1×t，至今仍有7000万人用不上电。二、我国能源的前景 建国50周年，我国能源工业取得了举世瞩目的成就。到20世纪末，我国一次能源总产量达12.4亿吨标煤，其中原煤达12.98亿吨，居世界首位；原油产量1.6亿吨，居世界第五位；全国发电装机2.17亿千瓦，年发电量1万亿千瓦时，居世界第三、第四位。但是，从总量上看并不少的能源资源，按人均计算就非常低了。以储量丰富的煤炭资源来说，目前探明储量居世界前列，而人均值仅为世界平均值的一半。作为重要战略物质的石油、天然气更显不足，石油探明可采储量32.6亿吨，人均2.9吨，约为世界平均值的十分之一左右。另一战略能源铀矿的储量也极有限。可开发的水能约3.7亿千瓦，占世界首位，但除以庞大的人口基数，也就很有限了。  据测算，到2010年，我国一次性能源消费量将达到19亿吨标准煤，其中煤炭18亿吨，石油2.5-2.7亿吨，天然气600-1000亿立方米。然而到2010年，我国石油产量约1.6-2.1吨，天然气产量约516-713亿立方米，油气资源供需差距很大，需进口补缺。煤炭资源虽可满足2010年的需求，但也存在着勘探程度的储量不足和运输、环境污染问题。此后的缺口将更为巨大……   1999年，我国石油净进口量高达4000万吨，占国内石油消费总量的20%。2003年是我国石油进口量大幅增长的一年，净进口量达9739万吨，其中原油和成品油的净进口量分别为8299万吨和1439万吨。原油净进口量占全国炼油厂加工量的比例从2001年的25%和2002年的28%上升到34%，对进口石油的依赖明显加重。在未来10-15年内，我国石油进口比例将达到30-45%，石油依赖国外资源的程度将越来越大，石油安全战略已成为保障国家经济安全迫切需要解决的重大战略问题。我国能源供应前景存在着巨大的隐患，解决新世纪的能源问题已成为不仅是中国，而且是全人类面临的头等大事。发展能源新技术，使用清洁新能源，走能源与环境和经济发展良性循环的路子，是解决新世纪能源问题的主要出路。 美媒称印度有能力在马六甲海峡伏击解放军 三、中国能源的可持续发展之路 1.结合能源规划与管理 2.提高能源效率和节能 3.推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术 4.开发利用新能源和可再生能源vp0红软基地

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