能源規(guī)劃
各種能源對環(huán)境的影響
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-10-28 10:18:55瀏覽次數(shù):1448
1 300 k而論,開采時(shí)要挖出相當(dāng)多的廢碎石,在我國,矸石約占采煤量的10%,已占地l 300 km2矸石中的硫化物緩慢氧化發(fā)熱,如散熱不良或未隔絕空氣就會(huì)自燃,目前有9%的矸石堆正在自燃’釋出二氧化碳、二氧化硫及其他有害物質(zhì)。為防止礦井中瓦斯積累爆炸,就要排風(fēng),排出大量甲烷(瓦斯)及氡。我國人均(直接間接)年耗煤約l t,所以五口之家所需煤如采自平原就每年塌陷1 m2。至今在產(chǎn)煤區(qū)土建施工時(shí)還會(huì)遇到不知何年代挖開的小坑道,需要填埋補(bǔ)救。
以上除甲烷與自燃外’其他采掘業(yè)也有類似問題,但為產(chǎn)生同等的能量鈾的采掘量就小得多,不過其尾礦釋氡需作專門處理。
煤礦可能伴生硫、砷、鉻、鎘、鉛、汞、磷、氟、氯、硒、鈹、錳、鎳及鐳、鈾、釷等元素與苯并芘之類的有機(jī)物。燃燒中進(jìn)入氣灰或渣,有的部分分解。排氣中主要是二氧化碳,也有些一氧化碳,燃料中的硫大部分化作二氧化硫,對酸雨作出貢獻(xiàn)。還有氮、氧化物,除氧化了燃料中氮化物外還氧化了空氣中的氮,爐溫愈高,氮氧化物愈多。每噸煤13kg煙塵,還有氡也隨氣體排出。有些場合如煉焦還會(huì)排出苯并芘。由于燒去了碳,灰渣中雜質(zhì)的濃度將增高很多倍,經(jīng)過煅燒與粉碎,有害物質(zhì)可能變?yōu)楦菀走M(jìn)入水或空氣的形態(tài)。按“老規(guī)矩”任意堆放或棄入水體,也增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān),以致火電站釋出的放射性物質(zhì)比核電站都多。
緩解的辦法'二氧化碳只能靠提高利用效率與節(jié)能;其他有害物質(zhì)在燃燒前可采用潔凈煤技術(shù),先去掉無用有害雜質(zhì)雜物,不把它們輸來運(yùn)去又燒又煉。燃燒中例如用沸騰床加石灰以固定硫選用適當(dāng)爐溫以減少氮氧化物。家用亦以型煤為宜,燃燒后應(yīng)設(shè)高效氣體凈化系統(tǒng)并精心保持其效能。我國電站過去氣體凈化能力較差?;以鼞?yīng)予合理利用或處置,關(guān)鍵在于按成分與含量區(qū)分對待,有的可用做民用建材,有的只限用于特定場合,有的必須專門處置。
采油,尤其是注水采油,也會(huì)影響地面升降。所注水可能在地下受到污染,有時(shí)甚至有少量放射性物質(zhì)聚集在采油管道的某些部位。采煉中為了安全,“放天燈”燒掉廢氣,有的還有濃煙,有一定環(huán)境影響。儲(chǔ)運(yùn)中的燃爆與泄漏可引起嚴(yán)重的環(huán)境污染,幾次海上漏油事故不僅污染海灘還危及海洋生物。油罐車損壞,油流人下水道引起多處火警的事也發(fā)生過。燃燒中產(chǎn)生的二氧化物比煤略少,氮氧化物與煤相似。二氧化硫?yàn)橹饕欧盼?,特別是高硫油。
我國車用油中石油占一半多(世界為40%),汽油約1/4。在內(nèi)燃機(jī)中,壓縮汽油空氣混合氣階段如果氣體提前燃爆,就將妨礙飛輪順轉(zhuǎn),引起震爆(噎),通常在油中摻人少量劇毒的乙基鉛來提高抗噎性能,稱為加鉛汽油。汽車排氣除前述燃?xì)猱a(chǎn)物外還有鉛污染。
近代煉油技術(shù)已能產(chǎn)出足夠的無鉛汽油。同時(shí)還要嚴(yán)格限制排氣中的有害氣體。目前我國尚未推行無鉛汽油。
天然氣除燃燒產(chǎn)物外,還有使用與傳輸中甲烷的損失與泄漏。其中還有一些氡隨之進(jìn)入室內(nèi)。
生物質(zhì)燃料原屬再生能源金屬元素很少,但在較差的爐灶中燃燒,易產(chǎn)生一氧化碳、煙及有機(jī)化合物。如果煙囪排煙能力差或處于嚴(yán)寒地帶室內(nèi)換氣不良,室內(nèi)有害物質(zhì)可達(dá)很高濃度,發(fā)展中國家農(nóng)舍中遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn),而發(fā)達(dá)國家居室中有害物質(zhì)濃度就低得多。使用沼氣不僅方便,而且可制造農(nóng)家肥,比較有利。
各種能源中電力是控制方便易于傳輸?shù)?。用燃料?a href="http://xldcn.com/t/核能.html" >核能經(jīng)熱機(jī)發(fā)電,熱效率是有限的,總有相當(dāng)于發(fā)電量的1倍到2倍多的熱能要就地耗散,可用冷卻塔或傳給水體。冬季可能利用余熱,夏季就會(huì)成為熱污染。水體的溫升應(yīng)嚴(yán)格限制以防發(fā)生有害生態(tài)影響。
輸電效率高,但也要防止使人受到過強(qiáng)的電磁場,電暈放電產(chǎn)生離子也會(huì)有不良效應(yīng)。配送電用的電力電容器含多氯聯(lián)苯,包裹蒸汽管道用的石棉,退役不用時(shí)如不妥善處置也會(huì)造成嚴(yán)重污染。
讓水力能源白白流失是很可惜的,水力發(fā)電效率高,產(chǎn)生的少量熱能影響很少。但為較充分地利用發(fā)電容量,就得建水庫,就得考查其壽命與安全。盡管筑壩是成熟的技術(shù),但也發(fā)生過若干次慘重的潰壩或溢水事故。如果上游水土保持不佳,水庫被淤積,不能發(fā)揮應(yīng)有效益的虧我們也吃過。我們受過盲目圍湖造田帶來的生態(tài)災(zāi)害,而改林地、耕地、草地為湖,也須認(rèn)真分析其生態(tài)后果,盡管淡水中可達(dá)相當(dāng)高的初級生物生產(chǎn)力,但水力水庫恐難以達(dá)到,養(yǎng)魚也需投飼。如果生產(chǎn)力低于原有陸地,則相當(dāng)于排放二氧化碳。經(jīng)濟(jì)得失也要算賬,是否影響魚類洄游繁殖,對某些寄生蟲疫區(qū)增減,對航運(yùn)的影響,均有待分析?;卮疬@些問題恐比計(jì)算發(fā)出的電量要難得多。
太陽能熱水器、太陽灶等低級利用,作為節(jié)約生活燃料的輔助手段是很有效的。集熱熱機(jī)發(fā)電,主要技術(shù)是成熟的,除需排出余熱與占地面積較大外,未見重要環(huán)境問題。太陽能電池制造中會(huì)有一些有害物質(zhì),使用時(shí)似無特殊困難。在人造地球衛(wèi)星上業(yè)已成功使用。在地面上主要是造價(jià)與壽命的問題及儲(chǔ)能設(shè)備配套。目前初級生物生產(chǎn)力只占到達(dá)地面太陽能的1‰。高級農(nóng)業(yè)林業(yè)僅達(dá)全年日照的1%上下。哪怕太陽能發(fā)電的效率僅百分之幾,也將比燃燒生物質(zhì)(或用乙醇)再發(fā)電效率高出10倍,沙漠、荒灘、野島均要利用,應(yīng)予重視,加速開發(fā)。
帆船早已利用了風(fēng)力。在風(fēng)力條件好的地區(qū)風(fēng)力提水,也是節(jié)省燃料的補(bǔ)充能源。
風(fēng)力發(fā)電也很有前途。聯(lián)入供電網(wǎng)或配以儲(chǔ)能裝置可降低風(fēng)力不穩(wěn)的影響。此類設(shè)備應(yīng)有小風(fēng)能發(fā)電、大風(fēng)吹不壞的自控能力。
地?zé)崂?/a>中溫泉水中A溶有石中的有害物質(zhì),特別是高溫溫泉流出后,隨溫度與成分的變化,可能集聚在水流或系統(tǒng)的某些部位。氡是其中一項(xiàng),有的溫泉浴室確實(shí)氡濃度偏高。地?zé)岚l(fā)電目前效率不高,而且特殊地點(diǎn)才適用,它也會(huì)帶出地下有害物質(zhì),如循環(huán)注水當(dāng)可緩減此弊。
未來我國溫室氣體排放預(yù)計(jì)將從2000年全球總量的12.7%增加到2020年的16.7%。此外,與能源利用相關(guān)的空氣污染還包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉塵等,導(dǎo)致我國有1/3以上的國土受到了酸雨的威脅。近年來,我國許多城市空氣質(zhì)量每況愈下,部分歸咎刊、型工業(yè)鍋爐及爐灶中煤的直接燃燒,另一重要原因是車輛的高速增長。
能源問題與戰(zhàn)略
我國能源供應(yīng)緊張的狀況才剛剛開始。按照經(jīng)濟(jì)高增長情景設(shè)計(jì),2020年我國的能源需求將達(dá)到31億t標(biāo)準(zhǔn)煤居世界第二位。形象地說,在未來的20年,中國要增加26座兗州煤礦、6個(gè)大慶油田、8個(gè)西氣東輸工程、4個(gè)左右的三峽水電站的裝機(jī)容量、20個(gè)大亞灣核電站和400個(gè)大型火電站o為了配套,還需要大規(guī)模擴(kuò)建電網(wǎng)、油氣管路、煤炭運(yùn)力等基礎(chǔ)設(shè)施。
我國未來能源戰(zhàn)略敲定六大方針:節(jié)能優(yōu)先、效率為本,煤為基礎(chǔ)、多元發(fā)展,立足國內(nèi)、開拓國外,統(tǒng)籌城鄉(xiāng)、合理布局,依靠科技、創(chuàng)新體制,保護(hù)環(huán)境、保障安全。
以上除甲烷與自燃外’其他采掘業(yè)也有類似問題,但為產(chǎn)生同等的能量鈾的采掘量就小得多,不過其尾礦釋氡需作專門處理。
煤礦可能伴生硫、砷、鉻、鎘、鉛、汞、磷、氟、氯、硒、鈹、錳、鎳及鐳、鈾、釷等元素與苯并芘之類的有機(jī)物。燃燒中進(jìn)入氣灰或渣,有的部分分解。排氣中主要是二氧化碳,也有些一氧化碳,燃料中的硫大部分化作二氧化硫,對酸雨作出貢獻(xiàn)。還有氮、氧化物,除氧化了燃料中氮化物外還氧化了空氣中的氮,爐溫愈高,氮氧化物愈多。每噸煤13kg煙塵,還有氡也隨氣體排出。有些場合如煉焦還會(huì)排出苯并芘。由于燒去了碳,灰渣中雜質(zhì)的濃度將增高很多倍,經(jīng)過煅燒與粉碎,有害物質(zhì)可能變?yōu)楦菀走M(jìn)入水或空氣的形態(tài)。按“老規(guī)矩”任意堆放或棄入水體,也增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān),以致火電站釋出的放射性物質(zhì)比核電站都多。
緩解的辦法'二氧化碳只能靠提高利用效率與節(jié)能;其他有害物質(zhì)在燃燒前可采用潔凈煤技術(shù),先去掉無用有害雜質(zhì)雜物,不把它們輸來運(yùn)去又燒又煉。燃燒中例如用沸騰床加石灰以固定硫選用適當(dāng)爐溫以減少氮氧化物。家用亦以型煤為宜,燃燒后應(yīng)設(shè)高效氣體凈化系統(tǒng)并精心保持其效能。我國電站過去氣體凈化能力較差?;以鼞?yīng)予合理利用或處置,關(guān)鍵在于按成分與含量區(qū)分對待,有的可用做民用建材,有的只限用于特定場合,有的必須專門處置。
采油,尤其是注水采油,也會(huì)影響地面升降。所注水可能在地下受到污染,有時(shí)甚至有少量放射性物質(zhì)聚集在采油管道的某些部位。采煉中為了安全,“放天燈”燒掉廢氣,有的還有濃煙,有一定環(huán)境影響。儲(chǔ)運(yùn)中的燃爆與泄漏可引起嚴(yán)重的環(huán)境污染,幾次海上漏油事故不僅污染海灘還危及海洋生物。油罐車損壞,油流人下水道引起多處火警的事也發(fā)生過。燃燒中產(chǎn)生的二氧化物比煤略少,氮氧化物與煤相似。二氧化硫?yàn)橹饕欧盼?,特別是高硫油。
我國車用油中石油占一半多(世界為40%),汽油約1/4。在內(nèi)燃機(jī)中,壓縮汽油空氣混合氣階段如果氣體提前燃爆,就將妨礙飛輪順轉(zhuǎn),引起震爆(噎),通常在油中摻人少量劇毒的乙基鉛來提高抗噎性能,稱為加鉛汽油。汽車排氣除前述燃?xì)猱a(chǎn)物外還有鉛污染。
近代煉油技術(shù)已能產(chǎn)出足夠的無鉛汽油。同時(shí)還要嚴(yán)格限制排氣中的有害氣體。目前我國尚未推行無鉛汽油。
天然氣除燃燒產(chǎn)物外,還有使用與傳輸中甲烷的損失與泄漏。其中還有一些氡隨之進(jìn)入室內(nèi)。
生物質(zhì)燃料原屬再生能源金屬元素很少,但在較差的爐灶中燃燒,易產(chǎn)生一氧化碳、煙及有機(jī)化合物。如果煙囪排煙能力差或處于嚴(yán)寒地帶室內(nèi)換氣不良,室內(nèi)有害物質(zhì)可達(dá)很高濃度,發(fā)展中國家農(nóng)舍中遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn),而發(fā)達(dá)國家居室中有害物質(zhì)濃度就低得多。使用沼氣不僅方便,而且可制造農(nóng)家肥,比較有利。
各種能源中電力是控制方便易于傳輸?shù)?。用燃料?a href="http://xldcn.com/t/核能.html" >核能經(jīng)熱機(jī)發(fā)電,熱效率是有限的,總有相當(dāng)于發(fā)電量的1倍到2倍多的熱能要就地耗散,可用冷卻塔或傳給水體。冬季可能利用余熱,夏季就會(huì)成為熱污染。水體的溫升應(yīng)嚴(yán)格限制以防發(fā)生有害生態(tài)影響。
輸電效率高,但也要防止使人受到過強(qiáng)的電磁場,電暈放電產(chǎn)生離子也會(huì)有不良效應(yīng)。配送電用的電力電容器含多氯聯(lián)苯,包裹蒸汽管道用的石棉,退役不用時(shí)如不妥善處置也會(huì)造成嚴(yán)重污染。
讓水力能源白白流失是很可惜的,水力發(fā)電效率高,產(chǎn)生的少量熱能影響很少。但為較充分地利用發(fā)電容量,就得建水庫,就得考查其壽命與安全。盡管筑壩是成熟的技術(shù),但也發(fā)生過若干次慘重的潰壩或溢水事故。如果上游水土保持不佳,水庫被淤積,不能發(fā)揮應(yīng)有效益的虧我們也吃過。我們受過盲目圍湖造田帶來的生態(tài)災(zāi)害,而改林地、耕地、草地為湖,也須認(rèn)真分析其生態(tài)后果,盡管淡水中可達(dá)相當(dāng)高的初級生物生產(chǎn)力,但水力水庫恐難以達(dá)到,養(yǎng)魚也需投飼。如果生產(chǎn)力低于原有陸地,則相當(dāng)于排放二氧化碳。經(jīng)濟(jì)得失也要算賬,是否影響魚類洄游繁殖,對某些寄生蟲疫區(qū)增減,對航運(yùn)的影響,均有待分析?;卮疬@些問題恐比計(jì)算發(fā)出的電量要難得多。
太陽能熱水器、太陽灶等低級利用,作為節(jié)約生活燃料的輔助手段是很有效的。集熱熱機(jī)發(fā)電,主要技術(shù)是成熟的,除需排出余熱與占地面積較大外,未見重要環(huán)境問題。太陽能電池制造中會(huì)有一些有害物質(zhì),使用時(shí)似無特殊困難。在人造地球衛(wèi)星上業(yè)已成功使用。在地面上主要是造價(jià)與壽命的問題及儲(chǔ)能設(shè)備配套。目前初級生物生產(chǎn)力只占到達(dá)地面太陽能的1‰。高級農(nóng)業(yè)林業(yè)僅達(dá)全年日照的1%上下。哪怕太陽能發(fā)電的效率僅百分之幾,也將比燃燒生物質(zhì)(或用乙醇)再發(fā)電效率高出10倍,沙漠、荒灘、野島均要利用,應(yīng)予重視,加速開發(fā)。
帆船早已利用了風(fēng)力。在風(fēng)力條件好的地區(qū)風(fēng)力提水,也是節(jié)省燃料的補(bǔ)充能源。
風(fēng)力發(fā)電也很有前途。聯(lián)入供電網(wǎng)或配以儲(chǔ)能裝置可降低風(fēng)力不穩(wěn)的影響。此類設(shè)備應(yīng)有小風(fēng)能發(fā)電、大風(fēng)吹不壞的自控能力。
地?zé)崂?/a>中溫泉水中A溶有石中的有害物質(zhì),特別是高溫溫泉流出后,隨溫度與成分的變化,可能集聚在水流或系統(tǒng)的某些部位。氡是其中一項(xiàng),有的溫泉浴室確實(shí)氡濃度偏高。地?zé)岚l(fā)電目前效率不高,而且特殊地點(diǎn)才適用,它也會(huì)帶出地下有害物質(zhì),如循環(huán)注水當(dāng)可緩減此弊。
未來我國溫室氣體排放預(yù)計(jì)將從2000年全球總量的12.7%增加到2020年的16.7%。此外,與能源利用相關(guān)的空氣污染還包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉塵等,導(dǎo)致我國有1/3以上的國土受到了酸雨的威脅。近年來,我國許多城市空氣質(zhì)量每況愈下,部分歸咎刊、型工業(yè)鍋爐及爐灶中煤的直接燃燒,另一重要原因是車輛的高速增長。
能源問題與戰(zhàn)略
我國能源供應(yīng)緊張的狀況才剛剛開始。按照經(jīng)濟(jì)高增長情景設(shè)計(jì),2020年我國的能源需求將達(dá)到31億t標(biāo)準(zhǔn)煤居世界第二位。形象地說,在未來的20年,中國要增加26座兗州煤礦、6個(gè)大慶油田、8個(gè)西氣東輸工程、4個(gè)左右的三峽水電站的裝機(jī)容量、20個(gè)大亞灣核電站和400個(gè)大型火電站o為了配套,還需要大規(guī)模擴(kuò)建電網(wǎng)、油氣管路、煤炭運(yùn)力等基礎(chǔ)設(shè)施。
我國未來能源戰(zhàn)略敲定六大方針:節(jié)能優(yōu)先、效率為本,煤為基礎(chǔ)、多元發(fā)展,立足國內(nèi)、開拓國外,統(tǒng)籌城鄉(xiāng)、合理布局,依靠科技、創(chuàng)新體制,保護(hù)環(huán)境、保障安全。
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