未來的能源供應

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、風能、可再生能源：太陽能、生物能、風能、 地熱能、海洋能地熱能、海洋能不可再生能源：核燃料不可再生能源：核燃料二次能源：電力、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、激光當前能源存在的問題當前能源存在的問題（一）能源枯竭與短缺問題（一）能源枯竭與

2、短缺問題 據世界資源所發(fā)布的統(tǒng)計數字，我據世界資源所發(fā)布的統(tǒng)計數字，我們可以根據們可以根據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算出這三種能源天然氣和煤炭的開采量計算出這三種能源的開采量年增長率，進而算出它們可供開的開采量年增長率，進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準量/1021J19.84.585.645.0034.6年限2094552實物量/105Mt7.113.281.35128.91012m3比重/%57.

3、213.316.214.5100世界能源資源8.1 當前世界能源消耗情況（1） 自20世紀50年代以來，隨著工農業(yè)的迅速發(fā)展和交通工具數量的增加，世界能源的消耗速度急劇增加。（2）發(fā)達國家能耗很大，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的增長率遠大于人口的增長率。（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）雖然石油仍是當今工業(yè)發(fā)達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。預計今后增長不

4、會太快。（7）當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)達國家也不高。（8）天然氣具有廣闊的利用前景。（9）大多數工業(yè)發(fā)達國家早已對水電資源進行了充分利用。估計今后在一段時期內水電增長不會太快，（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.煤炭貯運中的污染煤炭貯運中的污染 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.煤炭燃燒中產生的污染

5、煤炭燃燒中產生的污染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.石油運輸與儲存中的泄漏與燃燒石油運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.石油及石油產品燃燒產生的污染石油及石油產品燃燒產生的污染4）利用過程中的環(huán)境污染化石燃料燃燒時產生的污染物對環(huán)境造成的影響：（1）全球

6、氣候變化 燃料中的碳轉變?yōu)槎趸级M入大氣，從而導致溫室效應，改變全球的氣候，危害生態(tài)系統(tǒng)。（2）熱污染 熱污染首先使水體各類無機氮含量都增加。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構發(fā)生改變。如淡水浮游藻類，在1015時硅藻占優(yōu)勢，2732時綠藻與少量藍藻占優(yōu)勢，35則藍藻占絕對優(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，在強增溫區(qū)內，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量最大，苯并（a）芘最毒100502025303540硅

8、藻綠藻藍藻圖84 藻類種群結構與水溫的關系藻類的相對比例/ 1987年底，核能在全世界能源中所占的比重為8，預計到2020年將達到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，在反應堆的密度還不很大的時候，可以暫時不予考慮。但是，由反應堆和核工業(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，會造成人體內的慢性輻射。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 反應堆定期排出的大量放射性，主要來自兩方面：裂變碎片產物（fis

9、sion products）和反應堆中的其它材料受堆芯強中子場作用產生的中子活化產物（neutron acfiration products）n3）反應堆的安全問題n 目前世界上普遍使用的反應堆都是輕水堆，功率一旦過高，核裂變反應就變弱，功率自動復原，或由操作人員通過調整使功率復原，即便操作人員未發(fā)現，緊急停堆裝置也能實現自動停堆。 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.泥沙沉積和水質改變泥沙沉積和水質改變 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、小氣候等地球化學方面地球化學方面水質、營養(yǎng)素、微量元素等生物方面生物方面社會經濟方面社會經濟方面人類居住、旅游運輸等水庫圖87 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。n4）社會經濟方面n 修建水庫可改善用水的供應和管理，增加農田灌溉，生產電力及其它工農業(yè)生產等社會經濟效益，但同時亦有其不利之處，如居民搬遷后重新定居，會對社會結構(宗教信仰、生活習慣、農村戶口轉城鎮(zhèn)戶口等)產生影響。以上四方面的影響，彼此又相互作用，使情況更為復雜(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，在社會經濟方面造成不少損失。 上例說明，建設大型水電站確實存在許多不利影響。 針對巨大水電工程可能造成的環(huán)境影響，人們認真對待，反復試驗研究，提出了許多有效的技術措施與方法，減輕三峽工程的不利影響。（1）

12、采用“蓄清排渾”的運行方式，防止泥沙迅速淤積而使水庫報廢，實現長期保持水庫庫容。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、航運和供水的需要。按照這種運行方式，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)爭破壞帶來的災難n（4） 提前發(fā)掘、遷建文物古跡n（5） 把環(huán)境影響的補償投資打入建庫計劃中，使不利于庫區(qū)的生態(tài)與環(huán)境影響控制至最少程度，實現經濟建設與環(huán)境建設的“三同步”。n 長江三峽水電工程的建設說明，只要認真研究，認真對待，采取科學有效的措施，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