《環(huán)境科學(xué)概論6第六章-能源與環(huán)境課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《環(huán)境科學(xué)概論6第六章-能源與環(huán)境課件（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第六章 能源與環(huán)境,環(huán)境學(xué)概論,概念,能源指可能為人類利用以獲取有用能量的各種來源。如太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力、蒸氣、化石燃料、核能及潮汐能等。,能源的分類見圖61。,可再生能源：水力,常規(guī)能源,不可再生能源：煤炭、石油、燃?xì)?一次能源,可再生能源：太陽(yáng)能、生物能、風(fēng)能、,能源,地?zé)崮?、海洋?新能源,不可再生能源：核燃料,二次能源：電力、焦炭、煤氣、沼氣、蒸氣、汽（柴）油、重油、氫、,激光,圖61 能源分類圖,一、世界能源消耗現(xiàn)狀,當(dāng)前世界能源消耗的特點(diǎn),l,發(fā)達(dá)國(guó)家能耗最大,l,在多種能源中，石油耗量最大,l

2、,今后趨勢(shì),世界上，以發(fā)達(dá)國(guó)家能源消耗最大，特別是美國(guó)，其人口占全世界的4.9，能耗占24.4，（其中天然氣占27.1，原油占27.6，煤炭占19.4）。,按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)，1986年我國(guó)人均能耗0.76噸人年,美國(guó) 9.43噸人年,日本 3.62噸人年,英國(guó) 5.33噸人年,標(biāo)準(zhǔn)煤將每千克發(fā)熱量為7000大卡（1大卡4.1868千焦）的煤定義為標(biāo)準(zhǔn)煤。,1噸標(biāo)準(zhǔn)煤=3噸褐煤=0.68噸石油=750M3天燃?xì)?8000度電,1、發(fā)達(dá)國(guó)家能耗最大,世界能源構(gòu)成中，消耗最大是石油，其次是煤炭。其主要原因是發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、日本等國(guó)，由于工業(yè)發(fā)展石油消耗量增加很快的結(jié)果。,第三世界國(guó)家，仍以煤炭為主。,2

3、、多種能源中，石油耗量最大,今后有兩個(gè)趨勢(shì)：,一是由于石油儲(chǔ)量減少今后能源結(jié)構(gòu)有從石油重新轉(zhuǎn)向以煤為主的趨勢(shì)；,二是水電不會(huì)有太大增長(zhǎng)，而核能資源的利用將迅速增長(zhǎng)。目前已探明，天然可利用的核能量相當(dāng)于18500-25600億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具有廣闊的利用前景。,3、今后趨勢(shì),主要是人類使用能源的數(shù)量大量增加，而引起森林和土地的破壞、水和大氣的污染等等。,二、能源利用對(duì)環(huán)境的影響,1）開采過程的環(huán)境影響,2）運(yùn)輸過程的環(huán)境影響,3）加工過程中的環(huán)境影響,4）利用過程中的環(huán)境污染,1、使用化石燃料對(duì)環(huán)境的影響,一是工人的事故和職業(yè)性的傷亡；,二是地面生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，包括生成地表沉陷，露天開采占用大量農(nóng)

4、田、草地等；,三是廢水的影響，包括煤礦酸性礦坑水、石油開采中的鉆井泥漿水等。,1）開采過程的環(huán)境影響,煤碳運(yùn)輸、堆存和裝卸過程中產(chǎn)生自燃或揚(yáng)塵污染大氣、浸出水污染水體；石油運(yùn)輸可能發(fā)生泄漏或油船事故，對(duì)海洋造成污染。,2）運(yùn)輸過程的環(huán)境影響,洗煤煤水，干燥時(shí)產(chǎn)生灰塵、NO,X,、SO,X,等。,石油加工排出SO,X,、NO,X,、CO和氨，煉油廠跑油事故也時(shí)有發(fā)生。,3）加工過程中的環(huán)境影響,化石燃料主要是作燃料，其環(huán)境影響主要是燃燒時(shí)產(chǎn)生各種氣體與固體廢物以及發(fā)電時(shí)的余熱造成的熱污染。,引起溫室效應(yīng),：,近百年來大氣中CO,2,正以每年0.7-0.8PPM速度遞增，從而導(dǎo)致全球性氣候變暖。,

5、4）利用過程中的環(huán)境污染,熱污染,：,目前運(yùn)轉(zhuǎn)的各類火電站熱能利用的平均效率約為33，就是說有三分之二的潛能未被利用，作為“余熱”跑掉，從而引起熱污染。,熱污染的影響主要是：,（1）水體中各類無機(jī)氮含量增加；,（2）藻類種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；,（3）使影響區(qū)域的昆蟲提前蘇醒，食物鏈中斷，而引起死亡。,其他污染物及酸雨的影響,4）利用過程中的環(huán)境污染,2、核電利用與環(huán)境,核電,新型能源,。,核電的影響主要有慢性輻射、,放射性廢物,以及反應(yīng)堆安全問題。,應(yīng)該說，現(xiàn)代技術(shù)下，核電站發(fā)生事故概率是很低的。美國(guó)原子能委員會(huì)發(fā)表的報(bào)告認(rèn)為，從年事故死亡風(fēng)險(xiǎn)看：核電站150億、汽車14000、飛機(jī)11000。,

6、1）核電站種類,輕水堆,沸水堆,壓水堆,重水堆,石墨堆,2）核電與環(huán)境,3）世界核電利用狀況,來自國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的最新數(shù)據(jù)表明,核能的發(fā)展目前出現(xiàn)了復(fù)蘇跡象.從美國(guó)到亞洲再到歐洲,一些國(guó)家正在積極制定新的核能發(fā)展計(jì)劃,研究新一代核能技術(shù)。,專家們指出，目前全球核電的發(fā)展已步入了一個(gè)新的發(fā)展階段。目前全世界有433 座核電機(jī)組在運(yùn)行，核電在全球電力生產(chǎn)份額中穩(wěn)定保持在16%。而我國(guó)的核電發(fā)電量只占總發(fā)電量的1%，居世界擁有核電的30 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的末位。,4）核電利用中國(guó),據(jù)介紹根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，在未來的20 年內(nèi)中國(guó)的能源需求增長(zhǎng)將占世界基本能源需求總增長(zhǎng)量的23%,中國(guó)將成為世界上

7、最大的能源購(gòu)買國(guó)。,專家們認(rèn)為我國(guó)能源的發(fā)展離不開核能，他們呼吁核能界開展核能可接受性研究，提高自身的透明度，加強(qiáng)與社會(huì)和媒體的溝通，研究和改善溝通方式和渠道，引導(dǎo)公眾正確認(rèn)識(shí)核能與核安全，消除公眾的恐核心理，為我國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的社會(huì)環(huán)境。,5）英國(guó)核電利用,英國(guó)貿(mào)工部一個(gè)評(píng)估小組于2002年11 月15日提交報(bào)告建議政府免征核能工業(yè)的能源消耗稅。此舉表明英國(guó)政府開始認(rèn)真考慮修建新一代核電站事宜，認(rèn)為英國(guó)未來的核工業(yè)將很有前途。,根據(jù)英國(guó)法律政府要對(duì)工業(yè)界征收能源消耗稅，以限制溫室氣體排放保護(hù)環(huán)境。按照目前的規(guī)定不排放二氧化碳的核能工業(yè)同其它工業(yè)一樣要為溫室氣體污染繳納稅款。如

8、果這項(xiàng)建議得到實(shí)施，在與煤炭和天然氣工業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)時(shí)核工業(yè)將擁有更大的競(jìng)爭(zhēng)力。,水電是一種經(jīng)濟(jì)、干凈、可再生的能源，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染問題。但是，水庫(kù)建造的過程與建成之后，對(duì)環(huán)境還是存在一定的影響。,3、水力發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響,圖6-2 水庫(kù)的環(huán)境影響,3、水力發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響,自然方面,降水、水文、小氣候等,生物方面,社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面,人類居住、旅游運(yùn)輸?shù)?地球化學(xué)方面,水質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)素、微生物等,水庫(kù),l,自然方面,l,水庫(kù)水質(zhì)變化,l,生物方面,l,社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面,3、水力發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響,自然方面：,可能引起地面沉降、甚至誘發(fā)地震；或下游水位降低甚至斷流，引起土壤鹽堿化。或上游泥沙減少，引起河口沖刷、

9、侵蝕等。,水庫(kù)水質(zhì)變化：,水庫(kù)中各層水的密度、溫度、甚至溶解氧也不同。使進(jìn)出水庫(kù)的水質(zhì)存在差異。,生物方面：,建庫(kù)后，可能淹沒一些野生植物，使其滅絕，由于動(dòng)植物尸體腐解，又會(huì)引起魚類死亡。由于水域面積擴(kuò)大，使某些生物（如釘螺）的棲息點(diǎn)增多，為血吸蟲病產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。,社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面：,改善用水條件、增加農(nóng)灌，生產(chǎn)電力及對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是正面影響。而搬遷移民，淹沒一些古文物是其負(fù)面的影響。,三、未來的能源供應(yīng),1）控制人口，減少能耗,2）充分利用太陽(yáng)能,3）多渠道解決能源問題,4）節(jié)約能源，減少浪費(fèi),1、利用生態(tài)學(xué)原理解決能源問題,人口發(fā)展過多過快，勢(shì)必引起生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。假定世界人口每40年增加一倍

10、，經(jīng)過500年，那時(shí)投射到地面上的太陽(yáng)能全部用上也是不夠的；假定從1980年起，全世界人口都過著美國(guó)式的生活，則世界人均能耗要提高7倍，按目前儲(chǔ)量，石油和天然氣只夠用5-10 年，煤僅夠用25-40年。,1）控制人口，減少能耗,自然生態(tài)系統(tǒng)所需能量，全部來自太陽(yáng)(化石能源也是儲(chǔ)存下來的太陽(yáng)能)。太陽(yáng)能干凈、是用之不盡的可再生資源。應(yīng)通過建立生態(tài)農(nóng)場(chǎng)等充分的利用它。,2）充分利用太陽(yáng)能,沒有任何一種能源可以單獨(dú)滿足人類的龐大要求。除了太陽(yáng)能，還應(yīng)大力發(fā)展水電、風(fēng)能、潮流能、海溫差能、生物質(zhì)能、礦物能、地?zé)崮?、垃圾能等?3）多渠道解決能源問題,包括各種的余熱利用、沼氣化、有機(jī)和無機(jī)肥料還田等。同

11、時(shí)減少產(chǎn)品一次性使用即廢掉的做法。,4）節(jié)約能源，減少浪費(fèi),太陽(yáng)輻射不但溫暖地球，帶來了光明，而且轉(zhuǎn)變?yōu)闊岷碗姙槿藗儚V泛利用。,2、太陽(yáng)能的利用,l,太陽(yáng)能集熱器,l,太陽(yáng)能光電系統(tǒng)：即利用半導(dǎo)體材料制成的太陽(yáng)電池。其成本較高、取得能量在1千瓦之內(nèi)。但壽命長(zhǎng)。,l,太陽(yáng)能直接發(fā)電：設(shè)想在離地面500千米高空建立大型太陽(yáng)能電站，用微波將電力送回地球。但實(shí)現(xiàn)時(shí)間還遙遠(yuǎn)。,1）直接利用,l,生物質(zhì)能與沼氣,生物體吸收太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化成維持生命活動(dòng)的能源。包括薪柴、木炭、農(nóng)付產(chǎn)品的廢棄物（桔桿等）能源、樹雜草、糞便等，還有經(jīng)過一定工藝制成的沼氣、醇類等。例如沼氣是利用城市垃圾、污水、污泥、人畜糞便、莊稼桔

12、桿等經(jīng)好氧分解與厭氧分解二個(gè)階段而得到的混合氣體。,沼氣組成如下（）：,甲烷,CO,2,氮 氫 氧 硫化氫,55-65 35-45 0-3 0-1,0-1,0-1,2）間接利用,l,風(fēng)能,直接來自太陽(yáng)能。由于地球表面接受太陽(yáng)輻射能不同,使溫差和氣壓不同，結(jié)果形成了風(fēng)。風(fēng)能是通過風(fēng)力機(jī)械進(jìn)行開發(fā)利用。,l,海洋能,主要是指海洋的波浪能、海洋溫差能、潮流能以及鹽度梯度中的能量。,2）間接利用,快中子增殖反應(yīng)堆和核聚變能都是未來的,能源,。特別是核聚變能可能是人類未來最終的能源，至少在發(fā)電方面是這樣。但是核聚變要發(fā)出大量的電力，達(dá)到實(shí)用階段還須做長(zhǎng)期的努力。,3、核能的利用,地?zé)岚l(fā)電站基本原理與蒸氣發(fā)電大體相同，它是利用地下蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的。有人估計(jì)，在地表下30000米以內(nèi)，可利用地?zé)崮転?.41020焦耳，相當(dāng)于全球煤儲(chǔ)量的含熱量。,4、地?zé)崮艿睦?