[小学教育]能源与环境论文

[小学教育]能源与环境论文 中国能源与环境发展现状 摘要:通过一些文献的阅读，对能源和环境方面相关问题有了一定的了解。文章 提及到了我国传统能源的重要角色——煤炭——对环境的影响主要有酸雨、温室 气体、重金属污染等;给出了相关统计部门给出的一些数据。由于传统能源对环 境污染很突出，为了人类的未来需要大力发展清洁型的新能源。因此对目前所了 解的新型能源——太阳能、生物质能、海洋能、风能等的优缺点做了简单的介绍。 而引发出了解决问题的比较可行的方法就是提高目前现有的技术，将污染降低到 最低程度。 关键词:能源;环境;新能源 Development of China's Energy and Environment Abstract: Through reading some literature , I have some certain understanding on the related issues of energy and environment . The article referred to the important role of our traditional energy sources - coal - mainly on the environmental impact ,such as acid rain, greenhouse gases and heavy metal pollution.; I have listed some data of the relevant statistics department giving. As the traditional energy sources of environmental pollution is very prominent, and in the future, in order to satisfy the humanity needs we should vigorously develop clean type of new energy. Therefore, the current understanding of the new energy - solar, biomass, ocean energy, wind power and others, introduced the advantages and disadvantages of them. The solution to the problem giving rise to a more feasible approach is to improve the currently available technology, keeping contamination to the minimum. Key Words: energy; environment; new energy 过去近100年中，由于煤、石油、天一、能源 然气等传统能源占据着主要地位。而能源作为新世纪发展的动力，是 由于20世纪中叶以前，人类对能源影制约经济发展的重要因素，这关系着 响环境的严重性没有给予足够的重一个国家的经济安全和国家安全。在 视，导致了温室气体的急剧增加，极产与消费占能源总量的90%以上，70端气候增加，酸雨区增多等，严重影年代占80%以上，80年代以来煤炭在能响了人类的生存环境和日常生活质源生产与消费中的比例占75%左右，其量。 他种类的能源增长速度较快，但仍处 据统计我国的能源蕴藏量位居世于附属地位。1995年，世界能源生产界前列，但同时也是世界第二大能源总量达到123万亿吨标准煤，固体、液生产国与消费国。中国一次能源资源体、气体、水电和核电的比重分别为总储量估计为4万亿吨标准煤。但是人28.3%、38.4%、23.5%和9.8%。在世界均能源资源占有量和消费量远低于世能源由煤炭为主向油气为主的结构转界平均水平。1990年，中国人均探明变过程中，中国仍是世界上极少数几煤炭储量147吨，为世界平均数的个能源以煤为主的国家之一。 41.4%;人均探明石油储量2.9吨，为世 界平均数的11%;人均探明天然气为世 二是能源消费总量不断增长，能界平均数的4%;探明可开发水能资源源利用效率较低。随着经济规模的不按人口平均也低于世界人均数。从人断扩大，中国的能源消费呈持续上升均能源消费看，1994年世界平均为趋势。1957~1989年中国能源消费总量1433千克油当量，发达国家为5066千从9644万吨标准煤(SCE)增加到96934克油当量，中国大约为670千克油当万吨，增加了9倍。1989~1999年，中 国能源消费，从96394万吨标准煤增加量。1997年中国人均拥有电力装机容 量0.21千瓦、人均用电量900kWh，仅到122000万吨，增长26%。受资金、技相当于世界平均水平的1/3。中国能源术、能源价格等因素的影响，中国能开发利用呈现出以下主要特点:源利用效率比发达国家低很多。能源 综合利用效率为32%，能源系统总效率 一是能源以煤炭为主，可再生资为9.3%，只有发达国家的50%左右。源开发利用程度很低。中国探明的煤1994年单位GNP能耗(吨标准煤/千美炭资源占煤炭、石油、天然气、水能元)比较，中国分别是瑞士、意大利、和核能等一次能源总量的90%以上，煤日本、法国、德国、英国、美国、加炭在中国能源生产与消费中占支配地拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、位。20世纪60年代以前中国煤炭的生8.3倍、7.2倍、4.6倍、4.2倍。 三是能源消费以国内供应为主，绝空气就会自燃，目前有9%的矸石堆环境污染状况加剧，优质能源供应不正在自燃，释放出二氧化碳、二氧化足。中国经济发展主要建立在国产能硫及其它有害物质。煤矿可能伴生硫、源生产与供应基础之上，能源技术装砷、铬、镉、铅、汞等元素与苯并芘备也主要依靠国内供应。90年代中期之类的有机物，燃烧中进入气灰或渣，以前，中国能源供应的自给率达98%有的部分分解。每吨煤会产生13KG以上。随着能源消费量的持续上升，的烟尘，同时氡也随气体排出。 以煤炭为主的能源结构造成城市大气 煤炭燃烧后灰渣中杂质的浓度将污染，过度消耗生物质能引起生态破 坏，生态环境压力越来越大。世界银增高许多倍，经过煅烧与粉碎有害物行认为，中国空气和水污染所造成的质将变为更容易进入水或空气的形 态，从而增加环境的负担，以至火电经济损失，大体占国内生产总值的 3%~8%。中国有的学者甚至认为中国站释放出的放射性物质比核电站多。 因此煤炭使用的关键问题是将加剧环环境破坏经济损失占到国民生产总值 的10%。 境的污染，导致全球气候变暖以及煤 以上这几点对我国能源环境问题炭中产生的废气将造成呼吸系统疾病提出了严峻的要求，要实现可持续发增加、汞中毒等不良后果。对于煤炭展就要提高能源利用率，减低环境的污染的缓解办法是，通常二氧化碳需破坏，加大新能源的开发利用力度。通过提高利用效率与节能减少污染， 其它有害物质在燃烧前可采用洁净煤 技术首先去掉无用有害杂质杂物等，二、环境 燃烧中可采用沸腾床加石灰以固定地球上不同种类的能源对环境会 硫，选用适当炉温以减少氮氧化物。产生各种影响。随着全球经济发展对 能源需求的不断增加以及石油价格攀 我国政府目前对于解决环境问题升，煤炭成为缓解全球能源紧张的重 非常迫切，而环境问题已经导致中国要资源，煤炭的消费量占全球能源消 经济正在失去持续性增长的潜能。国费总量的26%。煤炭开采时要空出相 际环境保护专家指出中国需要提高能当多的废碎石及矸石，矸石中的硫化 源利用率，强化最低能耗标准，改善物缓慢氧化发热，如散热不良或未隔 环保执法和管理。自1980年起，提高约占全国总废污水量的25,。2000年，能效始终是中国的国策，在1980年到全国煤矿的废污水排放量达到27.5亿2000年期间，中国的能耗增加的速度吨，其中，矿井水23亿吨，工业废水一直是经济增长速度的一半;但19903.5亿吨，洗煤废水5000万吨，其他年代末期，能源需求增加的速度是经废水4500万吨。 济增长速度的一倍半，每生产一美元二氧化碳排放与能源结构、消费的GDP中国所消耗的能源超过世界平量和能源效率等密切相关。中国是世均水平的三倍。 界上仅次于美国的CO排放量大国，2 由于煤炭是一直以来都是我国的1990年至2000年中国CO排放量由2主要能源，推动着经济的发展。但是6.66亿吨碳增至8.81亿吨碳，由占全由于机械化程度较低，煤炭的综合利球排放量的11.6,增至13.7,。图1用率较低，同时，有关部门的统计，是世界CO排放量的统计数据。2 煤炭使用过程产生的污染是中国最大 的大气环境污染问题。全国烟尘排放 量的70,、二氧化硫排放量的90,、 氮氧化物的67,、二氧化碳的70,都 来自于燃煤。 在大气污染物排放中，SO排放与2 电力行业发展密切相关。燃煤电厂是 煤炭的主要用户，电力耗煤占煤炭总 产量的60,，同时也是SO排放大户。2 图1、中国和美国CO排放量占世界的42%2除了能源消费过程中的污染物排放 外，能源在开采、炼制及供应过程中， 能源(尤其是煤炭)的使用过程也会产生大量有害气体，严重影响着 排放出大量的污染物，导致大气污染大气环境质量。2000年，能源生产相 和酸雨污染，造成了中国城市空气质关行业烟尘排放量占全国烟尘总排放 量的严重恶化。2001年世界银行发展量的29.8,，对大气环境造成严重的 报告列举的世界污染最严重的20个城污染。 市中，中国占了16个。中国1990年 中国煤矿每年产生的各种废污水 代的酸雨属硫酸型。燃煤等人为活动 所排放二氧化硫是造成酸雨的主要原了保持经济的高速发展，人类仍在过因。1990年代中期酸雨区面积比1980度开发地球的天然资源，大规模砍伐年代扩大了100多万平方公里，年均森林以取得耕地，大量开采煤、石油降水PH值低于5.6的区域面积已占全和天然气等化石燃料以取得能源，而国面积的30,左右。大气污染严重的上述这些人类活动将会使大气中的二地区，呼吸道疾病总死亡率和发病率氧化碳含量增加，促使大气的温室效都高于轻污染区。慢性支气管炎症状应加强，导致全球温度上升。 随大气污染程度的增高而加重。在中 国11个最大城市中，空气中的烟尘和地球的大气是由氮、氧及一些微细颗粒物每年使5万人夭折，40万人量气体组成，太阳辐射进入地球时，感染上慢性支气管炎。世界银行根据大气层几乎可以让它穿透过去，地球目前发展趋势预计，2020年中国燃煤也放出长波辐射，但地球的长波辐射污染导致的疾病需付出经济代价达却会遭到大气层中某些微量气体的选3900亿美元，占国内生产总值的13,。择吸收;这些微量气体选择吸收地球这应该引起中国政府的高度重视。的辐射能后会再反射回到地球，因而 使大气保存部分辐射能，于是造成地 20世纪70年代以来，全球各国普球的温度比其辐射平衡时的温度高。遍发生气候异常的现象，包括1980年大气中因为有这些微量气体选择吸收夏季亚洲大陆洪水泛滥，印度北方大地球的长波辐射，并能够保存部分辐水淹没2/3的土地，非洲西部的长期干射能，因而可以使地球温度升高，这旱使若干地区饥荒遍野。分析造成这种作用称为大气的温室效应，而会吸些异常气候的原因，人类活动的影响收地球长波辐射的气体则称为温室效是不可忽视的因素。从全球历年气温应气体。 的变化、化石燃料的消耗量及大气中大气中最重要的温室效应气体有CO的浓度三者之间的关系看，大气中水汽、一氧化碳、臭氧、甲烷、氮氧2 CO的含量已成为人类环境恶化的隐化物及氟氡碳化物等。大气中若温室2 忧。 效应气体含量增加，则大气的温室效 全球工业进步带动经济繁荣，生应即会增强，当然大气保存的能量也活质量改善，人口加速增长，同时为随着增加，因而会造成温度上升。地 球增温将会对人类造成恶劣影响，根 石油开采尤其是注水采油通常会据预测，两极气温的增高会导致格陵影响地面升降，所注水可能在地下受兰与南极冰帽融化，造成全球海平面到污染，有时甚至有少量放射性物质上升0.2到1.4公尺，海水上升又会淹聚集在采油管道的某些部位;同时采没沿海低洼地区，陆地将变成茫茫大炼中烧掉废气将产生浓烟，对环境将海，许多城市将被淹没，破坏农地、产生一定程度的影响;而储运中的燃港湾及交通设施，而居住在海岸线60爆与泄漏可引起严重污染。天然气除公里以內的占世界人口1/3的居民将燃烧产物外，在使用与传输中甲烷也蒙受其害;另外中纬度地区将面临干会发生损失与泄漏，其中还有一些氡旱的威胁，许多农业地区将变成沙漠。随之进入室内。生物质燃料原属再生图2是世界温室气体的变化情况。能源，金属元素很少，但在较差的炉 灶中燃烧易生一氧化碳、烟及有机化 合物。如果烟囱排烟能力差或处于严 寒地带室内换气不良，室内有害物质 可达很高浓度。各种能源中电力控制 方便并易于传输，用燃料或核能经热 机发电热效率有限，但通常会有相当 发电量的一至两倍的热能需要就地耗 散，可用冷却塔或传给水体，冬季可 以利用余热，但夏季将会成为热污染。 水体的温升应严格限制以防发生 有害生态影响。输电效率高，但也要 防止使人受到过强的电磁场，电晕放 电产生离子也会有不良效应;而配送 用的电力电容器含多氯联苯，包裹蒸 图2、温室气体浓度1850-2006 政府间气汽管道用的石棉，退役不用时如不妥候变化专门委员会(IPCC)第四次气候评善处置也会造成严重污染。水力能源 估(2007) 发电效率高，产生的少量热能影响很 少。太阳能资源丰富，既可免费使用，已经难以满足现代经济发展的需求，又无需运输，对环境无任何污染，属因此开发更多可再生能源对于加快能于环保能源。太阳能热水器等作为节源现代化进程，满足对优质能源的迫约生活燃料的辅助手段非常有效，集切需求，实施能源可持续发展战略都热热机发电除需排出余热与占地面积具有重要意义，并且是人类目前亟需较大外，并未发生重要的环境问题，努力的目标。目前主要的一些人类能太阳能电池在制造过程中会产生一些利用的新能源——太阳能、风能、地有害物质，但在使用时并无污染。在热能、海洋能、潮汐能和生物质能等。地热利用中，温泉水中会溶有石中的中国作为能源的生产消费大国，政府有害物质，特别是高温温泉流出后随非常重视新能源的发展。2005年颁布温度与成分的变化将集聚在水流或系《中国新能源法》，2007年发布《中国统的某些部位，氡是其中一种。地热新能源中长期发展规划》，2008年实施发电目前效率不高，并且会带出地下《中国应对气候变化的政策与行动》，有害物质。在地热能源的开发和技术2009年即将出台《中国新能源产业振转让方面未来的发展空间与潜力巨兴规划》。目前，中国政府已经明确了大，但由于利用地热能源进行发电的新能源的战略定位:2010年前后，新成本较高，因此亟需进行更多的技术能源争取占到能源消费的10%左右，研究以解决这一问题。随着对地热资战略定位是补充能源;2020年前后，源的不断开发与研究，地热能源必将新能源占到能源消费的15%左右，战成为继水力、风力和太阳能之后又一略定位是替代能源;2030年前后，新种重要的新能源。 能源占到能源消费的25%左右，战略 定位是主流能源;2050年前后，新能 源占到能源消费的40%左右，战略定三、新能源 位是主导能源。 开发利用可再生环保能源对建立 1、太阳能 可持续发展的能源体系，改变能源生 太阳能利用指太阳能的直接转化产和消费方式，促进全球经济发展和 和利用。利用半导体器件的光伏效应保护环境具有深远意义。随着全球经 原理，把太阳辐射能转换成热能称太济的高速发展，对于优质燃料的需求 阳能光伏技术。由于太阳能本身的分日益增加，但是传统能源的利用方式 散性、随机性和间歇性等特点，也由焦系统、塔式系统和碟式系统。中国于太阳能光伏电池的理论、材料和器的太阳能热利用技术研究开发始于20 件研究的难度，使其在近50年的发展世纪70 年代末，重点是简单的、价廉中与原子能发电拉开了距离。目前光的、适用于农村的低温热利用的适用伏发电的瓶颈在于电池转换效率和成技术，如太阳能温室、太阳灶、被动本。资料显示，国际上高效聚光光伏太阳房、太阳热水器和太阳干燥器等，电池效率可达32,，高效平板电池效水平较低。 率也达到25-28,。我国实验室光伏电2、风能 池的效率已达21,，商业化光伏组件太阳辐射的能量在地球表面约有效率达14-15,，而一般商业电池效率2%转化为风能，其中可利用的风能资仅为10-13,，落后国际发达国家源储量估计约96亿kW。中国风能丰10-15年。目前世界上最大的光伏工厂富的地区主要分布在西北、华北和东年产36MW，成本约为0.2美元,kWh。北的草原或戈壁及东部、东南沿海岛现在正在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 制造年产500MW的大屿，其中中国东部的浅海海域面积辽工厂，届时光伏发电的成本当达到0.06阔，风能资源更丰富，风速较稳定，美元,kWh，即可以与火电相竞争。靠近我国东部主要用电负荷区域，具 有建设海上风电场的巨大潜力。风力 把太阳辐射能转换成热能的属于发电机组 (简称风电机)是将风能转化太阳能利用技术，再利用热能进行发为电能的机械。理论上最好的风轮转电的称为太阳能热发电，也属于太阳换效率约为60%，现代风电机风轮效能技术领域。我国陆地面积每年接收率可达40%。由于风速随时在变化，的太阳辐射总量在3.3×103~8.4×106 风电机常年在野外运行，承受十分复 2kJ/ (m?a)之间，相当于2.4×104亿吨杂恶劣的交变载荷。风电机输出达到标准煤，属太阳能资源丰富的国家之额定功率前，功率与风速的立方成正一。西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏比，所以风力发电的效益与当地的风和内蒙古高原属太阳能资源丰富地速关系极大。在目前电力紧张的情况区，东部、南部及东北等其它地区为下，国家通过政策扶持，大力发展风资源较富和中等区。世界现有的太阳力发电。中国政府风电特许项目的推能热发电系统大致有三类:槽式线聚出以及国家发改委制定的风电发展中 长期规划的出台，风力发电在中国迅能通常包括以下几类:木材及森林工猛发展的势头已日趋明朗。业废弃物、农业废弃物、水生植物、 油料植物、城市和工业有机废弃物和 3、地热能 动物粪便，这些资源的共同特点是能 地热能指储存于地球内部的热量，量密度低，属于可再生的低碳能源。一方面来源于地球深处的高温融溶若以现代手段高效率地予以开发转体，另一方面源于放射性元素如U、换，将对逐步改变我国以化石燃料为TU、40K的衰变。按其属性地热能可主的能源结构，特别是为农村地区因分为4种类型:水热型地热能、地压地制宜地提供清洁方便的能源，具有地热能、干热岩地热能和岩浆热能，十分重要的意义。几种常见的技术包其中只有水热型地热资源已达到商业括直接燃烧、热解气化和生物化学转开发利用阶段。我国高温地热资源主换技术。结合我国现有技术水平，我要分布在滇、藏、川西一带(喜马拉国生物质能应用技术将主要在高效直雅地热带或滇藏地热带)及台湾。接燃烧技术和设备、集约化综合开发 利用、生物质能的创新高效开发利用、 4、生物质能 城市生活垃圾的开发利用以及能源植 生物质包括植物、动物及其排泄物的开发等方面发展。 物、垃圾及有机废水等几大类。从广 义上讲，生物质是植物通过光合作用四、思考 生成的有机物，它的能量最初来源于通过能源地质学的学习，了解了能太阳能，所以生物质能是太阳能的一源的成因等，以及一些简易的勘探方种，它的生成过程如下: CO2+H2O+法。之前的一些感性东西有了进一步太阳能 (CH2O)+O2的认识了解。就21世纪中国的能源发 展来说，应该加紧技术的革新，提高 生物质能是蕴藏在生物质中的能能源的利用率，努力降低生产使用过量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能程中对环境的造成的污染。创造一个转化为化学能而贮存在生物质内部的真正环保、可再生的良性循环过程。能量。煤、石油和天然气等化石能源 也是由生物质能转变而来的。生物质 参考文献: [1] 江泽民.对中国能源问题的思考 [M].上海:上海交通大学学报,第42卷 第3期. 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