能源資源的開發(fā)──以我國山西省為例全國一等獎

第一節(jié)能源資源的開發(fā)——以我國山西省為例充足的能源供應(yīng)是保證區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平提高的重要條件。人類使用的能源主要有兩大類：可再生能源和非可再生能源。可再生能源包括水能、風(fēng)能、生物能、潮汐能、太陽能等；非可再生能源主要是指煤炭、石油、天然氣等礦物能源，它們是經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期形成的。對人類歷史來說，非可再生能源是有限的，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)；而且開發(fā)利用不當(dāng)，容易造成生態(tài)環(huán)境的破壞。煤炭在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有重要地位，我國更是如此。山西省是我國重要的煤炭基地，也是世界最大的煤炭基地之一。合理開發(fā)和利用煤炭資源直接影響到山西省乃至全國的可持續(xù)發(fā)展。資源開發(fā)條件區(qū)域的能源資源開發(fā)要因地制宜，不僅要考慮區(qū)域的資源狀況，而且要考慮市場和交通條件。山西省煤炭資源的開發(fā)條件十分優(yōu)越。煤炭資源豐富，開采條件好山西省已探明的煤炭資源儲量為2700億噸，按2002年生產(chǎn)規(guī)模(4．8億噸)計算，可開采560年。除儲量豐富外，山西省煤炭資源還具有以下幾個突出特點(diǎn)。(1)分布范圍廣，全省40％的土地下面有煤田分布(圖3．1)。(2)煤種齊全，全國10大煤種，山西省都有分布。(3)煤質(zhì)優(yōu)良，具有低灰、低硫、低磷、發(fā)熱量高的特點(diǎn)。其中，大同煤田是全國極為寶貴的低硫、低灰、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)動力煤(主要用于燃燒發(fā)電)產(chǎn)地，河?xùn)|煤田則是世界少有、國內(nèi)罕見的優(yōu)質(zhì)主焦煤(主要用于冶煉鋼鐵)基地。(4)開采條件好，煤田多為中厚煤層，埋藏淺，適于露天開采和大規(guī)模機(jī)械化開采。除煤炭資源外，煤田的煤層中還含有豐富的煤層氣——一種清潔燃料，儲量占全國煤層氣總儲量的l／3。市場廣闊我國是能源消費(fèi)大國，2002年的消費(fèi)量接近15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而生產(chǎn)量約14億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。隨著人口的增加、人民生活水平的提高和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國對能源的需求量還會繼續(xù)增加，能源缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大。而且，我國的能源消費(fèi)以煤炭為主，這種能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長一段時間內(nèi)不會改變(圖3．2)。這些都為山西省煤炭資源開發(fā)提供了良好的市場條件。思考1．我國與世界的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)有哪些不同?2．我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)對山西省煤炭資源開發(fā)有什么意義?位置適中，交通比較便利山西省地處我國中部地區(qū)，鄰近北京、天津、鄭州、洛陽、西安、咸陽等工業(yè)中心，與上海、沈陽、武漢等城市相距不遠(yuǎn)，輸煤、輸電的距離較近。有京包、石太、太焦、大秦、神黃等鐵路通過，交通比較便利，為晉煤外運(yùn)提供了較好的條件。閱讀我國能源供求面臨的五大挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)之一：人均資源量少。我國煤炭儲量居世界第3住，石油探明可采儲量居第11位，天然氣可采儲量居第14位，水能資源和太陽能資源蘊(yùn)藏量分別居世界第l和第2位。但是人均煤炭、石油的探明可采儲量，僅為世界人均平均值的1／2和1／10左右。挑戰(zhàn)之二：人均能源消費(fèi)量低。目前，我國一次能源總消費(fèi)量約占世界總消費(fèi)量的l／10，僅次于美國，居世界第2位。但是人均能源消費(fèi)量約為世界平均值的l／2，美國的1／10，人均生活用電約為美國的2％。挑戰(zhàn)之三：單位產(chǎn)值的能耗高。我國的能源效率約為31．2％，比發(fā)達(dá)國家低10個百分點(diǎn)，每萬元產(chǎn)值的能耗為美國的3倍，日本的7_2倍，也遠(yuǎn)高于巴西、印度等發(fā)展中國家的水平。挑戰(zhàn)之四：以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。我國是世界上少數(shù)幾個能源以煤為主的國家之一。世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭僅占l，4略強(qiáng)，而我國卻占2／3。大量的煤炭開發(fā)利用，導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染。挑戰(zhàn)之五：能源安全受到威脅。能源安全是指保障能源(主要是石油和天然氣)可靠和合理的供應(yīng)。我國自1993年從石油凈出口國變?yōu)閮暨M(jìn)口國以來，石油進(jìn)口依存度(凈進(jìn)口量占消費(fèi)量的比重)呈上升趨勢。2000年石油進(jìn)口依存度達(dá)到30％，預(yù)計2050年將達(dá)到50％。在風(fēng)云變幻的國際市場上，保障石油的可靠穩(wěn)定的供應(yīng)是相當(dāng)困難的。因此，必須探索一條適合中國國情的能源發(fā)展道路。能源基地建設(shè)為了充分發(fā)揮山西省的煤炭資源優(yōu)勢，加快山西煤炭的開采和加工轉(zhuǎn)化，從1982年起，國家加快了建設(shè)山西能源重化工基地的步伐。擴(kuò)大煤炭開采量為了滿足全國對煤炭的需求，山西省不斷擴(kuò)大煤炭的開發(fā)規(guī)模，形成了大同、平(魯)朔(州)、西山、沁水、霍西、河?xùn)|等大型煤炭生產(chǎn)基地。2002年，山西省煤炭產(chǎn)量達(dá)4．8億噸(圖3．3)，煤炭輸出量為2．78億噸，占總產(chǎn)量的58．4％，其中出口煤炭約4300萬噸，占總產(chǎn)量的9％。提高晉煤外運(yùn)能力為了緩解交通壓力，提高晉煤外運(yùn)的能力，山西省從“六五”時期開始加強(qiáng)交通設(shè)施的建設(shè)，逐步形成了以鐵路運(yùn)輸為主、公路運(yùn)輸為輔的煤炭外運(yùn)路網(wǎng)體系(圖3．4)。加強(qiáng)煤炭的加工轉(zhuǎn)換為了提高能源工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和推動我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，山西省加強(qiáng)了能源的加工轉(zhuǎn)換。一方面，建設(shè)坑口電站，使電力生產(chǎn)能力明顯提高，變輸出煤為輸出電力；另一方面，發(fā)展煉焦業(yè)，為冶金工業(yè)發(fā)展提供能源，并向外輸出焦炭(圖3．5)。能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進(jìn)了能源輸出結(jié)構(gòu)水平的提高(圖3．6)，從而提高了山西省能源工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?；顒?．根據(jù)下面的資料展開討論：對于山西省來說，是輸煤好還是輸電好?(1)從價格來看，2002年1噸煤的平均價格為160多元，如果按平均發(fā)電煤耗400克／千瓦時測算，那么1噸煤可發(fā)電2500千瓦時。山西省向外省輸電的價格為245元／千千瓦時。(2)從環(huán)境效益來看，向外輸電，會改善能源消費(fèi)地區(qū)的環(huán)境，但燃煤發(fā)電會造成當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境的污染。(3)從運(yùn)輸成本來看，輸電的成本較低，而輸煤需要建設(shè)鐵路、公路等交通設(shè)施。煤炭在運(yùn)輸過程中還會有損耗，運(yùn)輸成本較高。(4)山西省是缺水省份，而燃煤發(fā)電要消耗大量的水資源。2．閱讀下面的資料，分析山西省煤炭的市場將面臨哪些方面的挑戰(zhàn)?山西省應(yīng)采取什么對策實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)的持續(xù)發(fā)展?資料1：2002年我國啟動了“西氣東輸”工程，建成后每年將向長江三角洲地區(qū)的江蘇、浙江、上海市及沿線的河南、安徽兩省供氣1：20億立方米，初步估算可代替原煤4000萬～5000萬噸。長江三角洲地區(qū)是我國煤炭的主要消費(fèi)地，也是晉煤消費(fèi)量較大的地區(qū)。預(yù)計山西省將可能失丟2500萬噸的市場。資料2：我國“西電東送”工程目前已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。滇黔兩省與廣東省簽訂了“西電東送”協(xié)議，預(yù)計到2005年，滇黔兩省將向廣東輸送500萬千瓦左右的電力。此外。黃河上游水電的梯級開發(fā)和四川電力開發(fā)將進(jìn)一步加大“西電東送”的力度，再加上三峽電站逐步并網(wǎng)發(fā)電，這將使山西煤炭在東部地區(qū)的市場份額進(jìn)一步減少。資料3：我國規(guī)劃到2015年新能源和可再生能源開發(fā)利用將達(dá)到4300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，每年替代6000萬噸煤炭?！笆濉逼陂g，總裝機(jī)容量為660萬千瓦的秦山二期、泰山三期和嶺澳、田灣4個核電項目將建成投產(chǎn)，并加快西部公伯峽、龍灘、小灣、洪家渡、三板溪等大型水電站建設(shè)?？梢灶A(yù)見，不久的將來，我國過分倚重煤炭的能源結(jié)構(gòu)必將發(fā)生重大變化。資料4：由于長期開采，山西省煤炭的開采條件不斷下降，開采成本不斷上升，加之技術(shù)和設(shè)備更新緩慢，與相鄰省區(qū)近年來開發(fā)的大型露天煤礦相比，山西省的煤炭開采不具優(yōu)勢。能源的綜合利用改革開放初期，山西省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)十分單一。煤炭工業(yè)是全省經(jīng)濟(jì)的核心部門，全省鐵路運(yùn)力的98％用來運(yùn)煤，財政收入的。70％來自煤炭，煤炭工業(yè)的產(chǎn)值及上繳利稅占全省工業(yè)總產(chǎn)值和上繳利稅的37％，農(nóng)民人均收入的1／6來自煤炭。這種經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不僅效益低下，而且?guī)砹藝?yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。因此，山西省從“六五”時期開始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)合本區(qū)鐵礦、鋁土礦等資源優(yōu)勢，圍繞能源開發(fā)，主要構(gòu)建了煤—電—鋁、煤—焦—化、煤—鐵—鋼三條產(chǎn)業(yè)鏈(圖3．7)，提高了能源的綜合利用程度和附加價值。思考1．山西省構(gòu)筑三條產(chǎn)業(yè)鏈依賴哪些資源條件?2．煤炭的綜合利用使山西省輸出產(chǎn)品有何變化?這種變化是否有利于提高經(jīng)濟(jì)效益?能源綜合利用的結(jié)果，使山西省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由以煤炭開采業(yè)為主的單一結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅茉?、冶金、化工、建材為主的多元結(jié)構(gòu)，在冶金、化學(xué)、建材等部門的推動下，原料工業(yè)逐步超過采掘工業(yè)而占到主體地位(圖3．8)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。圖山西省工業(yè)增加值結(jié)構(gòu)20多年來，山西省圍繞煤炭資源進(jìn)行了能源的深層次開發(fā)，交通和水利等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及能源的綜合利用，不僅發(fā)揮了全國能源基地的作用，而且促進(jìn)了山西省社會經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。閱讀萬家寨引水工程能源重化工業(yè)發(fā)展需要消耗大量的水資源，而山西省又是缺水的省份，特別是晉北地區(qū)(大同一帶)和晉中地區(qū)(太原一帶)。為了保證能源重化工業(yè)的順利發(fā)展，山西省建設(shè)了一系列的引水工程，其中最大的是萬家寨引水工程。它由萬家寨水利樞紐(圖3．9)、引水總干線、南北干線和連接段組成，線路全長450多千米，年引水量12億立方米。該工程的建設(shè)大大緩解了太原、大同、朔州三個中心城市嚴(yán)重缺水的局面。活動根據(jù)下面的圖文材料，分析以下問題能源資源的蘊(yùn)藏狀況、與其他礦產(chǎn)資源的組合狀況、區(qū)位條件以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素都決定著區(qū)域能源資源的開發(fā)利用方向。內(nèi)蒙古東部地區(qū)也是我國重要的煤炭基地之一，由伊敏、霍林河、元寶．山等煤田組成(圖3．10)，探明儲量64J0多億噸，占全國煤炭總量的10％，全國褐煤總量的76％，是全國褐煤資源最集中的地區(qū)。1．從煤炭資源蘊(yùn)藏量和品種看，內(nèi)蒙古東部地區(qū)與山西省有何異同?2．比較分析內(nèi)蒙古東部地區(qū)與山西省煤炭資源開發(fā)的區(qū)位和交通條件。3．內(nèi)蒙古東部地區(qū)還有哪些礦產(chǎn)資源?這些礦產(chǎn)資源對該地區(qū)煤炭的綜合利用有何影響?4．讀圖3．1l，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，內(nèi)蒙古東部地區(qū)如何確定煤炭資源開發(fā)利用的方向?環(huán)境的保護(hù)與治理能源資源的開發(fā)和綜合利用對環(huán)境的影響較大。例如，露天礦表土的剝離、井礦巷道的建設(shè)、礦區(qū)道路的鋪設(shè)等，都需要大面積開挖地表，排棄大面積土石，如果處理不當(dāng)就會造成嚴(yán)重的生態(tài)問題；燃煤發(fā)電、洗煤、煉焦等重化工業(yè)的發(fā)展極易造成大氣污染和水污染。因此，能源開發(fā)利用必須與生態(tài)環(huán)境治理同步。山西省在煤炭資源的開發(fā)利用過程中，總結(jié)出了許多有效的環(huán)境保護(hù)與治理的方法和手段。提高煤的利用技術(shù)以技術(shù)創(chuàng)新為先導(dǎo)，大力推動以潔凈煤技術(shù)為代表的清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。提高煤炭的綜合利用技術(shù)和廢物利用技術(shù)，以及煉焦、電力、化工等生產(chǎn)過程中的技術(shù)改造及環(huán)境保護(hù)。改變傳統(tǒng)的煤炭資源開發(fā)利用模式，逐步建立起一個具有多品種、多層次的清潔能源生產(chǎn)體系，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以重化工業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是生態(tài)環(huán)境問題產(chǎn)生的根源所在，為此，山西省不斷地調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一方面，對原有的重化工業(yè)進(jìn)行調(diào)整，使其產(chǎn)品向深加工、高附加值方向發(fā)展。例如，煤炭工業(yè)向氣化、液化產(chǎn)品發(fā)展；冶金工業(yè)向不銹鋼系列制品與鋁制品系列發(fā)展，化學(xué)工業(yè)向精細(xì)化方向發(fā)展，建材工業(yè)向輕型、薄型方向發(fā)展。另一方面，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)、輕紡工業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和旅游業(yè)，降低重化工業(yè)的比重?！叭龔U”的治理對于占地面積較大且容易自燃引起空氣污染的煤矸石，主要用于發(fā)電、供熱和充填露天礦坑及塌陷區(qū)對于選煤廠產(chǎn)生的煤泥，經(jīng)干燥后再利用?？諝馕廴痉乐未胧┲饕牵阂环矫孀龊孟麩煶龎m工作，對礦區(qū)道路和作業(yè)面灑水降塵，對煤矸石自燃區(qū)域進(jìn)行覆蓋阻氧滅火，防止了對大氣的污染；另一方面，營造防風(fēng)林帶，開展復(fù)墾綠化造林。對于廢水，主要采取沉淀凈化的辦法(圖3．12)。圖3．12廢水的回收利用閱讀山西安太堡煤礦生態(tài)環(huán)境建設(shè)安太堡露天煤礦位于寧武煤田北部，是我國“七五”期間煤炭行業(yè)引進(jìn)資金、設(shè)備、技術(shù)和管理的重點(diǎn)建設(shè)項目之一，于1987年9月建成投產(chǎn)。安太堡礦在生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面的具體做法是：——最大限度地回收煤炭資源，原煤回采率達(dá)到95％以上；——資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合起來，走出了采礦、運(yùn)輸、排棄、復(fù)墾一條龍的路子