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《能源矿产学》地球科学与资源学院矿床与勘探教研室张静第一章矿产资源、能源矿产资源概论矿床与勘探教研室张静zhangjing@cugb.edu.cn一、能源矿产资源及属性二、能源矿产与国家发展三、主要能源矿产的利用四、世界能源矿产的状况五、中国能源矿产的状况什么是能源？关于能源的定义，目前约有20种。《科学技术百科全书》：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段可让它为自己提供能量”；《日本大百科全书》：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”；我国的《能源百科全书》：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。世界能源委员会推荐的能源类型分为：固体燃料液体燃料气体燃料核能水能太阳能风能海洋能地热能生物质能电能化石燃料或化石能源一次能源：可以从自然界直接获取的能源。二次能源：必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。可再生不可再生矿产是泛指一切埋藏在地下（或分布于地表的）可供人类利用的天然矿物资源。矿产的范畴一般有以下4类：（１）可以从中提取金属元素的金属矿产，如铁矿、铜矿、锌矿等；（２）可以从中提取非金属原料或直接利用的非金属矿产，如硫铁矿、磷块岩、金刚石、石灰岩等；（３）可以作为燃料的可燃性有机矿产，如煤、油页岩、石油、天然气等。（4）含矿热水、惰性气体、CO2气体以及海底矿物资源等，也包括在矿产的范畴内。什么是矿产资源？矿产是自然界产出的有用矿物资源。矿产资源是人类社会存在与发展的重要物质基础。社会生产所需的：80%左右的原材料95%左右的能源70%左右的农业生产资料30%以上的饮用水来自矿产资源。能够通过化学过程或核变过程转变成可利用能源的矿产资源。石油、天然气、煤、油页岩、石煤、铀、钍；可燃冰随着科学技术发展，新的替代能源矿产资源。能源矿产是矿产资源的重要组成部分。什么是能源矿产资源？煤、石油、天然气在世界和中国的一次能源消费构成中分别为93％、95％左右。能源矿产资源的三重属性1、地质属性(geological)漫长地球历史演化的产物；时空分布符合地质规律，非均匀分布；不可再生的，有限的；全球各大区能源矿产剩余可采资源对比世界主要油气区分布图中东地区油气田分布MajorOilRoutesandChokepoints,2000MiddleEastNorthAmericaLatinAmericaAfricaWesternEuropeFormerSovietUnionPacificAsia151031MillionbarrelsperdayHormuzMalaccaBabel-MandabSuezBosphorusPanama中国油气田分布图矿产资源在时间上分布不均匀中国主要金属矿产成矿时代（翟裕生，1999）矿产资源在时间上分布不均匀铁矿主要形成于前寒武纪以前；钨、锡、钼等则主要形成于中生代以来；煤、石油、天然气主要形成于中生代以来。能源矿产资源的三重属性2、经济技术属性(economic)1）开发利用的技术进步决定矿产利用的经济价值核技术开发使铀矿成为能源矿产资源2）经济利用的可变性稠油技术开发的提高使石油资源得到更充分的利用3）技术使资源的利用效率更高能源矿产资源的三重属性3、环境属性(environmental)开发过程：水土流失、耕地毁损、水系污染、地质灾害频发、生态环境恶化、地方病滋生；使用过程：污水、粉尘、废气，造成大气污染、酸雨、全球变暖、海平面上升、等现象。能源使用对环境的影响空气污染悬浮微粒:各种车辆排放黑烟及产生粉尘的工厂等造成二氧化硫:工厂使用的含硫燃料(如燃烧重油、生煤等)及各种车辆排放废气所造成的一氧化碳:各种车辆、炼焦厂、电石工厂及家庭瓦斯等不完全燃烧废气所造成的氮氧化物:各种车辆、火力发电厂及工厂锅炉燃料，在高温燃烧時，空气中过量的氮和氧反应而产生氮氧化物光化学性高氧化物:化石燃料生产过程中，排放出的氮氧化物和碳氢化合物，在空气中累积，经日光照射而产生一系列光化学反应的产物铅:主要来自燃烧含四乙基铅的汽油及燃烧煤炭所造成辐射问题:第二次世界大战之后，各国倡导核能和平使用，因此辐射能应用在医疗、农业、工业、核能发电方面，进展神速，其中尤以核能发电关系最为重大，因为如果不小心就会造成放射线的外泄，造成环境污染。能源使用对环境的影响1986年4月26日切尔诺贝利核事故1986年4月26日凌晨，位于今乌克兰的前苏联第一座核电站--切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸。这次事故产生的放射性尘埃，比日本广岛原子弹爆炸造成的辐射强400倍。八吨多高辐射物质外泄，受核污染区域超过20万平方公里(乌克兰、俄罗斯、白俄罗斯)。4号机组被钢筋混凝土封闭，下面至今仍封存着约200吨核原料，由此得名“石棺切尔诺贝利核事故仅俄罗斯受放射性物质铯-137污染的耕地就达29万公顷，森林达98万公顷。切尔诺贝利核事故的受害者总计达900万人。切尔诺贝利造成的损失是白俄罗斯政府32年的总预算，相当于2350亿美元。1992年至1998年俄罗斯用于消除切尔诺贝利后果的财政预算460亿卢布。世界各国核电站泄漏事故1979年3月28日：美国三里岛核电站核泄漏。2003年12月29日：韩国荣光核电厂5号机组发生核泄漏事故。1999年9月30日：日本茨本县核燃料工厂发生严重的核泄漏。2004年8月9日：日本福井县美滨核电站3号机组发生泄漏事故，4人死亡，7人受伤。2004年8月：英国最大核电站塞拉菲尔德核电站生核燃料泄漏9个月之久。2005年12月15日：俄罗斯圣彼得堡市郊列宁格勒核电站附近发生爆炸。1998年到2002年：印度在四年间核电站共发生了6次核泄漏事故。一、能源矿产资源及属性二、能源矿产与国家发展三、主要能源矿产的利用四、世界能源矿产的状况五、中国能源矿产的状况能源消耗与经济发展能源利用与经济发展成正比关系0%20%40%60%80%100%15thCenturyMid19thCenturyEarly20thCenturyLate20thCenturyMid21stCenturyAnimalBiomassCoalOilNaturalGasNuclearHydrogen能源利用：动植物-煤-石油-天然气-核能-氢燃料WorldFossilFuelConsumptionperSource,1950-2002(inmillionoftonsofequivalentoil)010002000300040005000600070008000195019531956195919621965196819711974197719801983198619891992199519982001NaturalGasOilCoal2000185021502050210019501900100806040200SolidsLiquidsGasesWoodCoalOilNaturalGasHydrogen全球能源利用的根本性变革：20世纪末-21世纪初GlobalEnergySystemsTransition,(%ofmarket)WorldAnnualOilProduction(1900-2002)andEstimatedResources(1900-2100)051015202530190019101920193019401950196019701980199020002010202020302040205020602070208020902100BillionsofbarrelsActualPredicted美国是世界最大的石油消费国，占全球消费总量的1/4左右。美国也是世界上最大的石油进口国，占其消费总量的58%。日本石油进口量占世界第二位。日本有十大战略石油储存基地，拥有大约能满足170天需要的石油储备，储备水平是世界最高的。但日本87%的石油来自中东国家，因此风险也格外大。中国是世界石油生产大国，也是石油进口大国。到2002年累计探明石油地质储量230亿吨，原油年产量为1.67亿吨。近10年来，我国原油消费量以年均5.77%的速度增加，2001年就超过了2亿吨，仅次于美国、日本。1993年，我国成为石油净进口国。2002年我国原油进口量又比上年增长15％，达到6941万吨，相当于每天进口140万桶，这其中近一半来自中东地区。2007年5月3日：中国石油天然气集团公司宣布，在渤海湾滩海地区发现储量规模达10亿吨的大油田—冀东南堡油田。南堡油田储量规模相当于近几年全国年度新增探明石油储量的1/2左右1999年油气产、储量排名前十位的国家序号石油产量石油储量天然气产量天然气储量1沙特沙特独联体俄罗斯2美国伊拉克美国伊朗3俄罗斯科威特英国卡塔尔4伊朗阿联酋加拿大沙特5中国伊朗意大利阿联酋6挪威委内瑞拉印度尼西亚美国7墨西哥俄罗斯阿尔及利亚委内瑞拉8委内瑞拉利比亚墨西哥阿尔及利亚9英国墨西哥挪威尼日利亚10伊拉克中国阿根廷伊拉克（据石油消息报，2000/1/12，2000/4/5）2003年石油估算探明储量前20名排名国家储量(万t)排名国家储量(万t)1沙特阿拉伯3553424.6611美国310643.842加拿大2450589.0412中国250000.003伊朗1723287.6713墨西哥214712.334伊拉克1575342.4714卡塔尔208315.075科威特1321917.8115阿尔及利亚154986.306阿布扎比1263013.7016挪威143114.667委内瑞拉1065753.4217哈萨克斯坦123287.678俄罗斯821917.8118巴西116438.369利比亚493150.6819阿塞拜疆95890.4110尼日利亚342465.7520阿曼75424.66矿产资源与国家安全围绕资源的争夺在过去-现在都是世界纷争的重要起因，随着资源的日益紧张这种争夺势必更加激烈。加大能源矿产资源勘查力度，增加重要资源储量，尤其是战略资源的自给程度，对于保障国家安全意义重大。在石油・天然氣産出地域的領土紛争中東・中亞場所敌对国波斯湾西部伊拉克科威特波斯湾東部伊朗阿拉伯聯合酋長国波斯湾巴林卡塔爾阿拉伯半島沙特阿拉伯也門阿拉伯半島卡塔爾沙特阿拉伯阿拉伯半島沙特阿拉伯阿拉伯聯合酋長国紅海東南部厄力特立亞也門紅海上的埃及・蘇丹埃及蘇丹加勒比海阿賽拜疆伊朗哈薩克斯坦俄羅斯土庫曼斯坦加勒比海阿賽拜疆土庫曼斯坦東南亞場所敵対国南中國海北西部中國越南中國南海文萊中國馬來西亞菲律賓南中國海南西部中國印度尼西亞東海(釣魚島)中國日本東帝汶・澳大利亞間的海域澳大利亞東帝汶印度尼西亞非洲場所敵対国肯尼亞灣喀麥隆尼日利亞肯尼亞灣赤道幾內亞尼日利亞拉丁美洲場所敵対国加勒比海特里尼達和多巴哥委內瑞拉圭亞那和蘇里南沿岸區域圭亞那蘇里南一、能源矿产资源及属性二、能源矿产与国家发展三、主要能源矿产的利用四、世界能源矿产的状况五、中国能源矿产的状况人类从旧石器时代以火熟食和御寒后，长期使用柴薪作为能源以从事生产和改进物质条件。据考古发现和文字的记载，人类认识和简单利用煤炭、石油、天然气和地热水已有几千年的历史。18世纪60年代，蒸汽机的发明，产业革命的兴起，煤炭消耗量急迅增加，促进了能源利用的结构从薪炭向以煤炭为主的转变，使煤炭业成为19世纪的动力基础。1895年在美国宾夕法尼亚州打出第一口机械油井，扩大了石油开采，开始了近代石油业的发展。至20世纪20年代，石油需求量增大，也基于石油较之煤炭的利用有许多优势，世界能源矿产利用开始了由煤炭向以