能源开发利用与生态环境

中国科学技术大学自然辩证法课程论文名称：能源开发利用与生态环境专业：核能科学与工程学号：SA14168187姓名：王中丽能源开发利用与生态环境摘要能源是人类进行生产和赖以生存的物质基础，能源的消费水平是衡量一个国家经济状况、科学技术进步和人民生活水平的重要标志。随着现代社会的发展，世界总人口的增长，对能源的需求量越来越大，世界各国十分重视合理开发和利用能源。能源给人类带来繁荣和幸福，同时也带来环境污染，带来了灾祸，目前的环境问题，很大部分是由于能源的发展利用，特别是矿产资源的利用所引起的，利用多种能源资源和发展高效、清洁可再生能源以及核能是现代世界各国能源发展的目标。关键词能源；能源开发利用；可再生资源；环境污染引言能源是现代社会的生命线，是国民经济的命脉，也是构成客观世界的三大基础之一。自从工业革命以来，化石燃料对世界经济的高速发展有着深远的影响，给人类带来了前所未有的繁荣和幸福。但是，直到最近几十年我们才完全认识到为此付出的代价。其严重后果是全球变暖，很多地区都经历了气候的变化，并且变化速度还在逐步加快。在20世纪，全球温度上升超过0.7℃。海平面上升超过20cm，而在过去的12年中，有11年是有记录以来的最暖年份，许多山峰上的冰盖正在消失，最近几十年，北冰洋在夏天和秋天冰面厚度缩减了40%以上。科学迹象表明，由人类的活动导致的气候变化和气温变暖已经是不可否认的事实，以我个人观点，气候变化是人类文明目前为止遇到的最严峻挑战，并很有可能加剧其他的人类灾难，如贫穷、疾病、食物以及水安全等。我国是继美国之后的第二大能源消费国，而且石油的对外依存度已经超过美国列世界第一位，在“以经济建设为中心是兴国之要，发展仍是解决我国所有问题关键”的发展方针下，能源短缺将是我国今后几十年发展经济，全面建成小康社会过程中必须尽快解决的关键问题。同时，在加快经济发展在工业化和现代化进程中，我们所生活的环境也遭受了几乎不可逆的破坏。虽然经过多年的治理，环境质量已有明显的改善，但是仍存在很多严重的环境问题，如湖泊的富营养化、城市雾霾天气、突发性环境污染问题等。合理利用资源，开发利用可再生资源、不断改善生态环境，打破资源和环境的瓶颈制约，坚持科学发展观，加快转变经济发展方式，走可持续发展的道路，对我国经济、社会的可持续发展，促进全球经济发展和保护环境具有深远的意义。十八大报告中也明确提出：“坚持节约资源和保护环境的基本国策，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，从源头上扭转生态环境恶化趋势，为人民创造良好的生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。”因此，对于资源和生态环境这两个问题上，决不可偏废一方，应综合考虑两者同时作用和对国家经济发展的影响。能源开发利用与生态环境一、能源能源，顾名思义，就是能量的来源或源泉，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。在自然界里，有一些自然资源拥有某种形式的能量，它们在一定条件下，能够转换成人们所需要的某种形式的能量，这样一些自然资源被称为能源，如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、水力、地热、核能等。在生产和生活中，由于工作的需要或为了便于输送和使用等原因，上述能源经过一定的加工后便可成为符合使用条件的能源来源，如煤气、电力、沼气和氢能等也可称为能源，它们同样为人们提供所需要的能量。自然界存在的这种能源很多，除了人们熟悉的煤炭、石油、天然气等以外，还有来自太阳的阳光、大气中的风、河里流的水、涨落的潮汐、起伏的波浪、地下的热水以及原子核释放出来的核能等。能源种类很多，按获得方法可分为：一次能源（煤炭、石油、天然气、生物质能、水能、核能、太阳能、风能、地热能、海洋能）；二次能源（煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、液化气、甲醇、酒精、电、蒸汽、热水、余热、人工沼气、氢能、激光能）。能源多种多样，但各有优缺点，能源的评价包括以下几个方面：（1）储量，是能源评价中一个非常重要的指标。（2）能量密度，是指在一定的质量、空间或面积内，从某种能源中所能得到的能量。（3）储能的可能性，是指能源不用时是否可以储存起来，需要时能否立即供应。（4）储能的连续性，是指能否按需要和所需的速度连续不断地供给能量。（5）能源的地理分布。（6）开发费用和利用能源的设备费用。（7）运输费用与损耗。（8）能源的可再生性。在能源日益匮乏的今天，评价能源时必须考虑能源的可再生性。太阳能、风能、水能等都可再生，而煤、石油、天然气不能再生，在条件许可和经济上基本可行的情况下，应尽可能地采用可再生能源。（9）能源的品位。(10)对环境的影响。使用能源一定要考虑对环境的影响。化石燃料对环境的污染大；太阳能、氢能、风能对环境基本上没有污染。在使用能源时应尽可能地采取措施防止对环境的污染。在对各种能源进行选择和评价时还必须考虑国情，我国能源结构是以煤为主的格局，经济发展不平衡、人口众多；此外，也应依据国家的相关政策、法规，同时充分考虑技术与设备的难易程度，只有这样才能对能源进行正确的评价和选择。二、能源与环境环境是人类赖以生存和发展的基础，以人类为中心并围绕着人的客观物质世界；包括其他生物和非生命物质，构成人类的生存环境。环境既是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象。环境对人类生产、生活的排泄物具有的容纳和清除能力，这是其自净能力，当人类对环境的影响超过一定程度时，即人类向环境索取资源的速度超过了资源再生的速度，或者向环境排放的废弃物的数量超过了环境的自净能力时，就会出现环境问题。环境污染是由于人类的生产、生活活动产生的有害物质进入环境，引起环境质量下降，危害人类健康，影响正常生存发展的现象。人类在合理开发利用资源的同时，防治环境污染和破坏，以求保持生态平衡，保护人类健康，促进经济和环境协调发展。自18世纪英国工业革命开始以来，人们千百年来的自然方式大大地改变了。随着现代科学进步和工业化进程的急速发展，人们对于自己所处的环境—大自然的改造能力越来越强。人类对能源的需求量也发生了明显的变革，基础能源的使用量和需求量开始大幅度增加。诚然，任何一种能源的开发和利用都会对环境造成一定影响。而在诸多能源中，不可再生能源对生态环境的影响是最为严重的。大量使用化石燃料，对环境造成严重危害：酸雨污染、荒漠化加剧、生物多样性减少、温室效应和全球气候变化、核废料问题等。在我国，能源与环境发展已形成以“能源工业发展以煤炭为基础，以电力为中心，大力发展水电，积极开发石油、天然气、核电，因地制宜开发新能源和可再生能源，依靠科学进步，提高能源效率，合理利用能源资源，对传统煤炭的开采利用向环境无害化方向转变，开发洁净煤技术以减少环境污染”的格局。我国能源工业发展较快，是世界第二大能源生产大国，也是世界上以煤炭为主的少数国家之一，2010年的煤炭在我国一次能源的消费构成中占70.45%。环境污染伴随着在煤炭的开采、加工和使用的整个过程。煤炭开采中环境的影响包括开采对土地的损害、对村庄的损害和对水资源的影响。而燃料的燃烧也导致温室气体排放的增加，空气污染。燃料（煤、石油、天然气等）的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源。煤是主要的工业和民用燃料，燃烧时除产生大量尘埃外，在燃烧过程中还会形成CO、CO2、SOx、NOx等有害物质。我国是世界上污染物排放量大的国家之一，大气环境质量的突出问题是以粉尘和SO2为代表的煤烟型污染，其规律是北方重于南方，产煤区重于非产煤区，冬重于夏。从全国50多个城市内大气监测分析，我国大气中颗粒污染具有普遍性，且大气颗粒物不仅本身携带多种无机和有机污染物会产生严重污染，而且它还是引起多种大气二次污染现象（如酸雨）的重要媒介。我国经济增长是在大量消耗资源的基础上的，而国内的能源资源情况让我们在面对惊人的消费增长速度时捉襟见肘。未来一个时期，我国的产业结构仍然处于重化工主导的阶段，高能耗、高污染产业仍然具有高需求。我国仍然处于粗放型增长阶段，能源利用率很低。例如，以单位GDP产出能耗表征的能源利用效率，我国与发达国家差距之大，明显低于世界平均水平。据统计，我国的综合能源效率为33.4%，比国际先进水平低10%。从资源再生化角度看，我国资源重复利用率远低于发达国家。例如，尽管我国人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4，但水资源循环利用率比发达国家低50%以上，资源再生利用率也普遍较低，此外，我国即将进入汽车社会，大量废旧轮胎形成环境污染会不断上升，而我国的废旧轮胎再生利用率仅有10%左右，远低于发达国家。资源浪费现象，亟待于解决。三、新能源开发利用在低碳经济时代，开发新能源不仅有利于保护生态环境，优化能源消费结构，而且也是拉动内需，增加就业机会，促进社会可持续发展的战略选择。中国新能源资源丰富，发展新能源对中国具有重要的战略意义。新能源一般是指除煤炭、石油、天然气等传统能源以外、直接或间接地来自太阳或地球内部所产生热能的各种能源形式。相对传统能源而言,新能源一般具有以下特征：一、尚未大规模作为能源开发利用，有的甚至还处于初期研发阶段；二、资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别；三、开发利用技术复杂，成本较高；四、清洁环保，可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放；五、资源量大、分布广泛,且大多具有能量密度低的缺点。按照上述特征，可以把新能源范围确定为以下九种：太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物、核能、核聚变能。而且，新能源与传统能源相比具有突出的优势：地域分布均衡、资源蕴藏量大；清洁、环保、可再生。自20世纪后期以来,新能源技术得到快速发展,生产成本也随之降低,部分新能源率先进入产业化阶段。近年来,我国明显加大了新能源技术研发力度,在太阳能热水器、户用沼气等个别领域已经处于世界先进水平。2001年11月,《京都议定书》中引入的灵活履约机制－清洁发展机制正式启动,该机制为发展中国家开发和引进新能源所需要的资金和技术提供了绝佳机会,我国成为清洁发展机制的最大受益国之一。按照技术水平成熟度和技术转化情况,新能源的发展可分为研发、示范、推广和产业化4个阶段。核电、太阳能热水器、沼气等技术已经成熟,进入产业化成熟阶段；阳能光伏发电、风电、生物质发电、地热发电、生物燃料等技术基本成熟,已经进入产业化初期或中期阶段；地源热泵、大中型沼气池需要靠规模化来降低成本,处于推广阶段；太阳能热发电、潮汐发电、氢能的制备和储存、燃料电池在技术上已经成功,但需要做进一步的提升,目前还处于示范阶段；纤维素乙醇、天然气水合物勘探和开采、受控核聚变等技术尚未成熟,还处于研发阶段。生物质能开发技术主要包括燃料乙醇技术、生物柴油技术、生物质发电技术和沼气技术,生物质能技术的未来发展方向是纤维素乙醇技术,该技术以农林废弃物中所含的纤维素和木质素为原料,不消耗粮食或糖类。如果纤维素乙醇的生产成本降至可接受水平,可在很大程度上缓解人类的粮食供应和环境保护压力,这将是生物质能技术发展史上最具意义的重大突破。地热的开发可充分利用无处不在的低温地热资源,目前技术已基本成熟。海洋能发电包括潮汐发电、波浪发电、海流发电、温差发电、盐差发电,目前只有潮汐发电技术相对比较成熟,其他发电技术还处于示范或研发阶段。核电技术是最成熟的新能源技术之一,目前已经运行的商业核反应堆基本上都采用第二代核电技术。国外在建的核反应堆大多采用来自于由美国和欧洲研发的第三代核电技术。第四代核电技术在安全性、经济性、核燃料利用率、防扩散性等方面有了进一步提高,目前技术正在完善之中。四、展望与可持续发展综上所述，不难看出，经济与社会可持续发展的重要基础是能源。要改变过去那种以高度能耗为代价的经济发展模式就必须调整能源经济结构，促进新能源、新技术的开发和推广，跨越到能源广泛再使用、再循环的可持续发展模式。若解决好中国能源问题，我们要坚持基本战略：大力节能，提高能源利用效率，控制需求总量；多元发展，改善能源结构，大力发展风能、生物质能、太阳能、核能；加强国内资源勘探，利用国外资源作补充；大力推进煤的洁净化技术，减少