《環(huán)境科學概論》課件能源與環(huán)境-7

1、能源與環(huán)境問題能源與資源能源的類型世界能源利用情況我國能利用情況能源開發(fā)、利用與環(huán)境潔凈能源及其發(fā)展趨勢 化石燃料與環(huán)境 核電與環(huán)境，風能與環(huán)境、水電與環(huán)境一、能源與資源- 1、概念資源指的是自然界中人類可以直接獲得的用于生產(chǎn)和生活的物質(zhì) 。能源是指可能為人類利用以獲取有用能量的各種物質(zhì)，象太陽能、風力、水力、蒸汽、化石燃料及核能、潮汐能等等均可稱為能源。 2、能源的類型潔凈能源與非潔凈能源原生能源與次生能源礦物燃料非化石燃料能源類型二、世界能源情況世界能源的結構能源的分布能源的發(fā)展能源的消費 美國能源消耗結構中國能源消費結構世界能源的產(chǎn)生與發(fā)展 Primary energy shares 1

2、850 to 2100.三、我國能源情況主要類型及特征分布及產(chǎn)量消費情況發(fā)展情況我國能源的主要類型及構成2、分布情況煤炭（華北）石油（西部，東北已采空）天然氣（西部）Distributing of coal fields in China3、產(chǎn)量情況煤炭: 2008年，28.9億噸,2007年生產(chǎn)28億噸，世界第一(2002)14億噸,25億噸(2006)石油：年產(chǎn)量1.5億噸，世界第六水能：年平均發(fā)電量：1.92萬億千瓦小時， 世界第一核能：從無到有。如浙江秦山核電站、廣東在亞灣核電站4、人均情況我國人均各種能量相當于美國的1/150相當于發(fā)達國家平均的1/10。比世界平均數(shù)低60%左右。5

3、 能源現(xiàn)狀特征能源豐富，但人均消費量少能源構成較單一（主要以煤為主）污染嚴重（煤油）農(nóng)村能源供應短缺6、能源發(fā)展特征50年代進口石油，60年代之后石油自給，70年代煤炭、原油和石油制品均有出口；以煤為主要能源，在今后相當長的時間內(nèi)仍保持煤炭為主要能源的消費結構；（會造成污染嚴重、交通困難）農(nóng)村居民生活所需能源以生物質(zhì)能為主（破壞生態(tài)環(huán)境）；人均能耗低；四、能源利用與環(huán)境情況礦物燃料 (煤、石油、天然氣）非化石燃料能源（水、潮汐、核能、地熱能、太陽能、生物能、風能）1、化石燃燒的主要成分（1）煤煤的形成：形成于地質(zhì)歷史中，地表植物隨地殼變動而被埋入地下，經(jīng)過高溫、高壓作用，形成含碳豐富的可燃性巖

4、石。煤的成分：主要含有C、H、O、N、S、P和其它微量元素。（2）石油原油：是直接從油井中開采出來的一種裼色或黑色的流動或半流動的粘稠性可燃性礦物油，含氣、原油和一部分蠟質(zhì)或固體、半固體瀝青物質(zhì)。石油：原油及其加工所得的液體產(chǎn)品稱為石油。石油的成分：石油流體部分主要是一些無色的輕質(zhì)油和含有大量瀝青質(zhì)的黑色重油。它主要由CHOSN組成，還含有微量元素。石油環(huán)境問題石油具有比重小，容易開采，便于運輸，發(fā)熱量比煤炭高等優(yōu)點，被當作重要能源廣泛使用。但由于用量大、成分復雜，在石油的開采、煉制、貯運、使用的過程中，原油和各種石油剩品進入環(huán)境，造成污染。而陸地上的石油污染物最終隨水流入大海，并和直接排入海

5、洋中的石油污染物以及大氣中石油污染物注入海洋造成污染海洋。當前主要是石油對海洋的污染，已成為世界性的嚴重問題。（3）天然氣天然氣：是蘊藏在地層中較輕的碳氫化合物可燃氣體。天然氣儲集在地下巖層的縫隙和孔隙之中，由鉆井開采而得。主要成分：甲烷為主，其次是其它烷烴類，還含有N、H、CO2、H2S燃燒時放出各種有害氣體2、化石燃料與環(huán)境勘探過程開采過程運輸過程加工過程利用過程化石燃料的開采和使用帶來的環(huán)境問題石油和天然氣在開采使用全過程中的環(huán)境隱患（1）化石燃料與環(huán)境-勘探過程地震鉆探主要是對土地和植被的影響（2）化石燃料與環(huán)境-開采過程土地的破壞生態(tài)環(huán)境的破壞礦井廢水的排放工人身體的危害Mining

6、 (in the open air)表面開采的環(huán)境危害煤礦的表面開采使得含硫的酸性物質(zhì)和有毒物質(zhì)裸露地表，形成開采區(qū)的酸性環(huán)境，植物無法生長，地貌受到破壞，同時由于缺乏植被易造成山體滑坡。Mining（3）化石燃料與環(huán)境-運輸和貯存過程增加運輸負擔貯存時自燃污染大氣、風作用飛揚塵土污染大氣、雨水淋濾污染土地及水體石油運輸污染海洋多發(fā)生原油泄漏1989 Alaskan oil spill 美國歷史上最大的海上原油泄漏事件，原油覆蓋了數(shù)千平方公里的海面，并且污染了數(shù)百公里的海岸線。超過30000只海鳥和35005500只海獺受其影響而死亡，鯨類數(shù)量減少，鮭魚的遷徙中斷。（4）化石燃料與環(huán)境-加工過

7、程煤的液化釋放氣體污染大氣煤的洗選水排放污染水體石油加工釋放氣體洗選過程（5）化石燃料與環(huán)境-利用過程燃燒過程中釋放氣體（影響全球變化、污染大氣形成酸雨、熱污染）灰渣污染土壤、淋濾作用、風的作用 Spontaneous combustion in Xinjiang provinceCoal and environmentClean combustion water vapour clouds billowing out of the two cooling towers soon dissipate(left), but are often mistakenly thought to be p

8、ollutants.（6）化石燃料發(fā)電與環(huán)境對大氣的影響（煙塵中的有害物質(zhì)、氣體對、全球變暖的貢獻）對水體的影響（灰中的有害物質(zhì)）對土壤、生態(tài)的影響（煙、灰）熱污染對人體的影響3、水力能水力資源是由河流的落差和流量大小來決定的。從能源本質(zhì)上看，是利用水力資源的位能經(jīng)轉化產(chǎn)生電能的過程。優(yōu)點：它不用燃料燃燒而發(fā)電，可減少環(huán)境污染；運行成本低、機電設備較簡單、操作調(diào)節(jié)靈活。水力發(fā)電的環(huán)境問題對自然環(huán)境的破壞。水電站施工的影響使昔日絢麗風光的峽谷、崇山峻嶺之中的森林，都將受到破壞，大壩修建后畜水淹沒大量土地，會改變當?shù)氐淖匀痪坝^和風景特征，淹沒名勝古跡。對庫區(qū)植物和動物生態(tài)系統(tǒng)的影響。施工將破壞大量

9、的植被，庫區(qū)大面積植被將被淹沒，尤其是珍稀植物、經(jīng)濟植物等的消失，森林覆蓋率下降。進而影響動物生存，改變動物群落的關系；社會經(jīng)濟方面。水庫修建土地淹沒需要搬遷大量居民，會帶來一系列經(jīng)濟和地方病等問題。對流入、流出水體的影響4 、核能與環(huán)境優(yōu)點（1954年原蘇聯(lián)建造第一個） A核電站長期經(jīng)濟效益明顯，比燃燒煤、石油的電站投入大，但其發(fā)電成本低。 B核工業(yè)電站相對安全可靠 C核電站對環(huán)境影響比燃燒煤、石油要小，它是潔凈能源 D考慮化石燃料的枯竭及其綜合利用價值，核燃料將成為今后的主要能源載體。 核能對環(huán)境的影響慢性輻照問題（核能發(fā)電在反應堆地區(qū)和燃料后處理車間都會向環(huán)境釋放少量放射性，盡管量少，但

10、對人體也會有影響。）放射性廢物（反應堆內(nèi)由于需要換裝燃料和清除放射性廢物，在約每得停一次，此時，除釋放出一定量的放射性外，還定期排出大量放射性廢物。廢物處理過程中會有大量放射性釋放。反應堆的安全性（盡管安全，但仍有漏釋現(xiàn)象）五、新能源太陽能生物能地熱能風能核聚變能其它能1、意義伴隨21世紀的到來，世界各國都面臨著亟待解決的能源需求問題。尋找和開發(fā)利用清潔高效的可再生新能源，是解決未來能源問題的主要出路。在我國這樣一個特殊的國情之下，制定出合理的新世紀能源開發(fā)利用規(guī)劃已成為當務之急。2、新能源的特點21世紀的新能源，應具有無污染,清潔安全性強可再生實用性強 3、太陽能-特點1.太陽能是源源不斷地

11、達到地球表面的，照射是均一的，對局部來說炮線又是很弱的，光必須集中在100-1000倍才有利用價值；2.受天氣的影響。天氣有晴陰，每年的照射率不是100%，必須有貯存熱的辦法；3.日光不是單色光，而是由多種波長不同的光組成的，研究對某一特定波長特效吸收面，可以提高熱度和光電效應4.應用光電管和太陽能電池，可以把太陽能直接變成電能。太陽能-利用方式太陽能直接轉換成熱能 利用集熱器將太陽能轉換成熱能，溫度高低與材料有關。（太陽熱水器）太陽能發(fā)電太陽能直接轉換成化學能 光合作就是將其轉換成化學能?！叭斯つ芰吭耘鄨觥?、生物能植物生長過程中吸收太陽能貯藏在體內(nèi)，植物死后，在微生物作用下，有機質(zhì)分解，產(chǎn)

12、生大量的能量，這種能量就是生物能。主要形式是沼氣沼氣主要成分是：CH4、CO2、N2等原料來源：人畜糞便、雜草、千桿、樹葉、垃圾以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的部分廢料。產(chǎn)生：嫌氣環(huán)境、沼氣發(fā)酵池不漏氣、不漏水、溫度適宜，有微生物活動的條件。生物能特點生物能具備下列優(yōu)點: * 提供低硫燃料； * 提供廉價能源(於某些條件下)； * 將有機物轉化成燃料可減少環(huán)境公害(例如，垃圾燃料)； * 與其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術上的難題較少。 至於其缺點有:*小規(guī)模利用； *植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物； *單位土地面的有機物能量偏低； *缺乏適合栽種植物的土地； *有機物的水分偏多(50%95%)。5、風能風能特點風能與其它能源相比，既有其明顯的優(yōu)點，又有其突出的局限性。風能具有四大優(yōu)點和三大弱點。四大優(yōu)點是：蘊量巨大； 可以再生； 分布廣泛； 沒有污染。 三大弱點是：1、密度低。這是風能的一個重要缺陷。由于風能來源于空氣的流動，而空氣的密度是很小的，因此風力的能量密度也很小，只有水力的1816。從下表可以看出，在各種能源中，風能的含能量是極低的，給其利用帶來一定的困難。2、不穩(wěn)定。由于氣流瞬息萬變，因此風的脈動、日變化、季變化以至年際的變化