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第十章 能源與環(huán)境 主要內容 1、能源的簡單介紹 2、能源與人類文明 3、世界能源的生產(chǎn)與消費 4、能源的生產(chǎn)對環(huán)境的影響 5、我國能源情況分析 第一節(jié) 能源的簡單介紹所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過轉換而獲取某種能量的自然資源。自然資源包括煤、石油、天然氣、太陽能、風能、水能、地熱能、核能等。為了便于運輸和使用，上述資源經(jīng)加工可得到一些更符合使用要求的能量來源，如煤氣、電力、焦炭、蒸汽、沼氣、氫能等。能源的分類由于可被人類利用的能源多種多樣，因此有以下六種不同的分類方法：（1）按地球上的能量來源分；（2）按被利用的程度分；（3）按獲得的方法分；（4）按能否再生分；（5）按能源本身的性質分；（6）按對環(huán)境的污染情況分。按地球上的能量來源分來自于地球本身，如核能、地熱能等；來自于地球外天體，如宇宙射線及太陽能，以及由太陽引起的水能、風能、波浪能、海洋溫差能、生物質能、光合作用等；來自于地球和其他星體的相互作用，如潮汐能。按被利用的程度分常規(guī)能源，如煤炭、石油、天然氣、薪柴燃料、水能等；新能源，如太陽能、地熱能、潮汐能、生物質能等，另外還有核能。按獲得的方法分一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然氣、風能、水能等；二次能源，即由一次能源直接或間接轉換而來的能源，如電、蒸汽、焦炭、煤氣、氫等，它們使用方便，是高品質的能源。按能源能否再生分可再生能源，即不會隨其本身的轉化或人類的利用而越來越少的能源，如水能、風能、潮汐能、太陽能等；非再生能源，它隨人類的利用而越來越少，如石油、煤、天然氣、核燃料等。按能源本身的性質分含能體能源（燃料能源），如石油、煤、天然氣、地熱、氫等，它們可以直接儲存；過程性能源（非燃料能源），如風能、水能、海流、潮汐、波浪、火山爆發(fā)、雷電、電磁能和一般熱能等，它們無法直接儲存。按對環(huán)境的污染情況分清潔能源，即對環(huán)境無污染或污染很小的能源，如太陽能、水能、海洋能等；非清潔能源，即對環(huán)境污染較大的能源，如煤、石油等。第二節(jié) 能源與人類文明 能源更迭與社會發(fā)展人類利用能源的歷史，也就是人類認識和征服自然的歷史。 (1)火的發(fā)現(xiàn)和利用； (2)畜力、風力、水力等自然動力的利用； (3)化石燃料的開發(fā)和熱的利用； (4)電的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用； (5)原子核能的發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用。能源更迭與社會發(fā)展人類社會已經(jīng)歷了三個能源時期：薪柴時期；煤炭時期；石油時期。薪柴時期 主要以薪柴等生物質燃料為主要能源的 時代，生產(chǎn)和生活水平極低，社會發(fā)展 緩慢。煤炭時期 18世紀，以煤炭取代薪柴作為主要能源，蒸汽機成為生產(chǎn)的主要動力，工業(yè)迅速發(fā)展，勞動生產(chǎn)力增長很快。 19世紀，電力成為工礦企業(yè)的主要動力，成為生產(chǎn)和生活照明的主要來源。但這時的電力工業(yè)主要是依靠煤炭作為主要燃料。石油時期石油資源的發(fā)展，開始了能源利用的新時期。近30年來，世界上許多國家依靠石油和天然氣，創(chuàng)造了人類歷史上空前的物資文明。進入21世紀，核能將成為世界能源的主角，清潔能源的時代也將隨之到來。能源與國民經(jīng)濟能源是發(fā)展社會生產(chǎn)和提高人民生活 水平的重要物質基礎，是推動國民經(jīng) 濟發(fā)展的強大動力。當今人類的生活已離不開能源， 因此人類不斷向自然索取能源。 海上開采石油 西氣東輸 人類利用能源，滿足需要，享受著各種現(xiàn)代工具帶來的便捷。 能源與國民經(jīng)濟經(jīng)濟的增長和經(jīng)濟發(fā)展水平的提高都需要能源來支撐，因此，能源消費與經(jīng)濟發(fā)展有著密不可分的關系。從世界能源消費的增長趨勢看，能源消費與世界經(jīng)濟發(fā)展的趨勢是一致的。 能源與國民經(jīng)濟世界各國經(jīng)濟發(fā)展的實踐證明，在經(jīng)濟正常發(fā)展的情況下，能源消耗總量和能源消耗增長速度與國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值和國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值增長率成正比例關系。 能源與國民經(jīng)濟世界經(jīng)濟和能源發(fā)展的歷史顯示，處于工業(yè)化初期的國家，經(jīng)濟的增長主要依靠能源密集型工業(yè)的發(fā)展，能源效率也較低，因此能源彈性系數(shù)多大于1。 能源與人民生活 人們的日常生活處處離不開能源，不僅衣、食、住、行，而且文化娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生等都與能源密切相關。 能源與人民生活目前我國一次能源消費量已超過俄羅斯，居世界第二位，但由于人口過多，人均能耗水平仍很低，全面建設小康社會仍然是我國人民面臨的重要任務。 第三節(jié) 世界能源消費情況能源消費 2.能源消耗水平差異甚大占世界1/4的工業(yè)化國家，消耗能源的3/4。其中，占世界人口5%的美國，能源消耗卻占世界的23％。發(fā)展中國家能源消耗普遍較低。占世界人口15％的印度，卻只消耗世界能源的3％；中國的人均能源消耗一到世界人均能耗的1/3。 3.世界能源在繼續(xù)增長雖然，自1972年以來工業(yè)化國家的能耗強度（指能源消耗與國發(fā)生產(chǎn)總值之比）有所下降。但是，由于經(jīng)濟增長和發(fā)展中國家和能耗的需求，世界平均強度仍在繼續(xù)上升。第四節(jié) 能源生產(chǎn)對環(huán)境的影響一、礦物燃料煤、石油、天然氣二、非礦物燃料水力、核能三、電能生產(chǎn)四、探索開發(fā)新的能源 人類與自然界是相互作用、對立統(tǒng)一的，過渡的索取和破壞自然界導致自然界對人類的“懲罰”，這是一種原因和結果的對立統(tǒng)一的辯證關系。 索取能源是必然的還是偶然的？破壞環(huán)境是必然還是偶然的？必然和偶然性哪個是主導? 索取能源既是必然也是偶然的，也可以說成是偶然性中存在著必然，因為人類社會已發(fā)展到一定階段，物質社會的穩(wěn)定和發(fā)展已不能缺少能源;但假使近代人類社會沒有工業(yè)革命和科學的興起，還處于之前的社會發(fā)展水平，人類還需要索取能源嗎? 由于人類社會總是不斷向前發(fā)展的，因此必經(jīng)要經(jīng)歷這樣一個階段，因此索取能源的必然性是起主導的，是通過偶然性表現(xiàn)出來的。 破壞環(huán)境是偶然性的，因為人類的初衷僅僅是利用能源服務人類社會，對環(huán)境的破壞是在人類盲目陶醉于能源所帶來的便利時產(chǎn)生的；這又涉及到可能性和不可能性，能否在利用能源的同時而又不破壞環(huán)境呢，亦或是減小對環(huán)境的破壞? 環(huán)境是人類生存的基本物質條件，破壞環(huán)境就是在破壞人類自己的生活! 能源與環(huán)境是當今一個富有挑戰(zhàn)性的話題，處理好二者至關重要。 能否在索取能源的同時又不破壞人類耐以生存的環(huán)境呢? 一、礦物燃料與環(huán)境的關系煤與環(huán)境 A 開采過程中對環(huán)境造成破壞 B 運輸使用過程中對環(huán)境造成破壞 石油與環(huán)境開采、煉制、貯運、使用過程中對 環(huán)境造成污染，是當前海洋污染的 重要污染源 天然氣與環(huán)境是化石燃料中最佳的能源。二、非礦物燃料與環(huán)境的關系水力 水力發(fā)電是常規(guī)能源中的一種清潔的可再生能源。具有運行成本低，機電設備較簡單、操作調節(jié)靈活等優(yōu)點水力發(fā)電給自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)帶來的影響 A. 改變自然景觀 B. 對庫區(qū)動植物生態(tài)系統(tǒng)的影響 C. 切斷魚類回游路線 D. 影響庫區(qū)地質結構水力發(fā)電原理 以具有位能或動能的水沖水輪機，水輪機即開始轉動，若我們將發(fā)電機連接到水輪機，則發(fā)電機即可開始發(fā)電。如果我們將水位提高來沖水輪機，可發(fā)現(xiàn)水輪機轉速增加。因此可知水位差愈大則水輪機所得動能愈大，可轉換之電能愈高。這就是水力發(fā)電的基本原理。 核能建立核電站的主要原因： 1.核電站的長期經(jīng)濟效益明顯 2. 核電站安全可靠？？？ 3. 核電站對環(huán)境影響小。 4. 核燃料是替代化石燃料的主要載能體核能發(fā)電原理 利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學能。除沸水堆外（見輕水堆），其他類型的動力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動汽輪發(fā)電機。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個大氣壓左右的飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動汽輪發(fā)電機。 三、電能生產(chǎn)（一）電能生產(chǎn)與熱污染化石燃料燃燒----熱能（90%）-----水蒸氣-----渦輪機（40%）-------發(fā)電機（99%） 火力發(fā)電站只將消耗的熱能的40% 轉換成 電能，其余60%以熱的形式損失掉。（二） 發(fā)電站對環(huán)境的影響燃燒煤—排放出煙塵、SO2、NO2 燃燒油—排放出 SO2、NO2 燃燒天然氣—排放出 NO2 核燃料—慢性輻射、放射性廢物四、探索開發(fā)新能源 1、太陽能直接轉化為熱能轉化為電能轉換成化學能生物能源生物能源——沼氣 生物能源——生物柴油 核聚變能: 地熱能源: 其它能源： 1. 氫能； 2. 潮汐能； 3. 風能。第五節(jié) 我國能源情況分析一、我國能源消費特點二、我國能源的前景三、中國能源的可持續(xù)發(fā)展之路 1.人均能源資源和人均消費量不足。資源豐富，人口多，人均資源相對不足。人均煤炭探明僅相對于世界平均水平的50％，人均石油可采儲量僅相當于世界平均值的10％。中國能源消耗總量僅低于美國居世界第二，但人均消耗水平很低，1996年人均一次商品性能源消耗僅為世界平均水平的1/2，是工業(yè)發(fā)達國家的1/5左右。 2.能源資源分布不均。中國煤炭資源的64％集中在華北地區(qū)，水電資源的70％集中在西南地區(qū)，而能源消耗地則分布在東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。因此，“北煤南運”、“西煤東運”、“西電東送”、“西氣東輸”的不合理格局將長期存在，造成能源輸送損失和過大的輸送建設投資。 3.能源構成以煤為主。生產(chǎn)，消費以煤炭為主。煤炭占一次能源的70％以上。全國直接燃燒煤炭占煤耗量的84％，與世界能源構成相對，我國煤炭約比世界平均水平高1倍以上。 4.工業(yè)部門的消耗能源占有很大的比重。與工業(yè)國家相比，我國工業(yè)部門能耗比重很高，而交通運輸和商品民用的消耗較低。這種比例關系反映了我國工業(yè)生產(chǎn)中的工藝設備落后，能源管理水平低。 5.農村能源虧缺，以生物原能為主。據(jù)中國農業(yè)部統(tǒng)計，中國農村生活用能的2/3依靠薪材和秸稈，煤炭供應不中7產(chǎn)，優(yōu)質油、氣能源的供應嚴重虧缺。1996年全國8億多農村人口燃煤僅1×t，至今仍有7000萬人用不上電。二、我國能源的前景 建國50周年，我國能源工業(yè)取得了舉世矚目的成就。到20世紀末，我國一次能源總產(chǎn)量達12.4億噸標煤，其中原煤達12.98億噸，居世界首位；原油產(chǎn)量1.6億噸，居世界第五位；全國發(fā)電裝機2.17億千瓦，年發(fā)電量1萬億千瓦時，居世界第三、第四位。但是，從總量上看并不少的能源資源，按人均計算就非常低了。以儲量豐富的煤炭資源來說，目前探明儲量居世界前列，而人均值僅為世界平均值的一半。作為重要戰(zhàn)略物質的石油、天然氣更顯不足，石油探明可采儲量32.6億噸，人均2.9噸，約為世界平均值的十分之一左右。另一戰(zhàn)略能源鈾礦的儲量也極有限�？砷_發(fā)的水能約3.7億千瓦，占世界首位，但除以龐大的人口基數(shù)，也就很有限了。  據(jù)測算，到2010年，我國一次性能源消費量將達到19億噸標準煤，其中煤炭18億噸，石油2.5-2.7億噸，天然氣600-1000億立方米。然而到2010年，我國石油產(chǎn)量約1.6-2.1噸，天然氣產(chǎn)量約516-713億立方米，油氣資源供需差距很大，需進口補缺。煤炭資源雖可滿足2010年的需求，但也存在著勘探程度的儲量不足和運輸、環(huán)境污染問題。此后的缺口將更為巨大……   1999年，我國石油凈進口量高達4000萬噸，占國內石油消費總量的20%。2003年是我國石油進口量大幅增長的一年，凈進口量達9739萬噸，其中原油和成品油的凈進口量分別為8299萬噸和1439萬噸。原油凈進口量占全國煉油廠加工量的比例從2001年的25%和2002年的28%上升到34%，對進口石油的依賴明顯加重。在未來10-15年內，我國石油進口比例將達到30-45%，石油依賴國外資源的程度將越來越大，石油安全戰(zhàn)略已成為保障國家經(jīng)濟安全迫切需要解決的重大戰(zhàn)略問題。我國能源供應前景存在著巨大的隱患，解決新世紀的能源問題已成為不僅是中國，而且是全人類面臨的頭等大事。發(fā)展能源新技術，使用清潔新能源，走能源與環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展良性循環(huán)的路子，是解決新世紀能源問題的主要出路。 美媒稱印度有能力在馬六甲海峽伏擊解放軍 三、中國能源的可持續(xù)發(fā)展之路 1.結合能源規(guī)劃與管理 2.提高能源效率和節(jié)能 3.推廣少污染的煤炭開采技術和清潔煤技術 4.開發(fā)利用新能源和可再生能源vp0紅軟基地

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