有关能源的论文
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一 利用风能
地球上的化石能源(石油)终究是有限的,为了人类的持续性发展,必须找到其他可替代能源,而风能就是一个很好的选择。在美国科罗拉多州的博尔德南部的高原上的平旷地带,矗立着四排实验性涡轮机,这些机器在冰雪覆盖的洛矶山脉的映衬下更显得巍为壮观,150英尺的叶片在微风的吹拂下缓慢地旋转着。美国能源部可再生能源实验室的主工程师萨迪·布特菲尔德说:“如果你要选择一个商业涡轮机发电农场,你决不会看中这个地方。但这里却是一个完美的风能实验场地。因为在这里我们可以获得风速为每小时100英里的风能条件。我们通过在这种条件下的实验能很快地知道哪种设计应该淘汰。”1991年,一份政府有关风能的概论作出了如下结论:堪萨斯州、北达科他州和德克萨斯三州有着丰富的风力能源,仅这三个州的风能就可足够满足整个美国的能源需求。今天看来,这项报告不免有些估计过低了。在过去的20年中,风能的价格已经下降了85%,这在很大程度上归功于不断提升的涡轮机效率。政府还制定很多条令来鼓励民众购买利用风力所产生的电能,可以想见在不久的未来使用风力电能必成大势所趋。
二 取消电网
现有的输电系统是从能源中心通过电线向用户送电。这样做有很大一个缺点,那就是输电过程中会损失很多电能。所以更好的供电系统是“分布式发电”。可以在住处和工作地点附近利用风能和太阳能发电,做到自给自足。例如,可以利用地热系统给建筑物供暖和降温,利用屋顶上的太阳能电池提供电力,多余的电能还可以输送到当地的供电系统中,以零售价卖掉,这样还能获取一部分收益。这些措施简便易行,远好于建设发电厂和进口国外的能源。有人估计,一个这样的小型发电厂所需要的太阳能发电设备的造价可在四年内回收回来。既然有这么多的优点,何乐而不为呢?
三 混合燃料汽车
美国陆军宣布将开发一种使用新型混合燃料的“悍马”(Humvee)战车,它预示着混合燃料汽车的时代已经来临。混合燃料汽车通过内燃和电驱动,提高能源利用效率。今天混合型汽车已不再仅仅是陈列室中供人参观的样品,它已完全步入了实用阶段。这将大大削减汽油的使用量,汽车排放的尾气也将随之大幅减少。被称为插入式混合型电动车可以夜间在自家的车库中充电,夜间电费低廉,这样就节省了一项不小的开支。加州大学伯克利可再生能源实验室主任丹尼尔·卡门说:“如果在一夜间,美国的汽车全部被这种混合型汽车所取代,石油的消耗量将会下降70-90%,美国进口石油的时代将彻底结束,在未来多年中,美国的石油将完全可以自给自足。”
四 制造质量更好的乙醇
今年,美国汽车制造商将生产100万辆灵活燃料车,乙醇加油站的数量将增加三分之一,达到大约1000家。现在美国所生产的绝大多数乙醇是由玉米粒发酵而来,这个过程要消耗相当数量的化石燃料。丹尼尔·卡门将这种由基于玉米的乙醇看做是一种过渡型燃料,他说:“要想使用乙醇替代石油,防止全球进一步变暖,我们需要进行一次从玉米乙醇到纤维乙醇的大规模革新运动,纤维乙醇的原料可以有多种选择,柳枝稷、木片以及像玉米芯和玉米杆这样的农业废料都可以用做生产纤维乙醇的原料。现在用于制造乙醇的酶的造价很高,不过这个问题并不难解决。”白蚁后肠中的微生物可以将植物纤维素转化成碳水化合物,美国能源部联合基因组研究所主任艾迪·卢宾说:“我们正在测定那些微生物DNA序列,将来可以通过生物工程制造出新的机体来分泌这些酶。”这样我们就可以利用虫子的体液来驱动我们的汽车前进,摆脱了对化石能源的过度依赖。
五 利用太阳能
明年初,在洛杉矶东北部的一个沙漠农场中将会出现数十个巨大的凹镜。每个凹镜的直径为37英尺,这些凹镜通过电子控制可以自动跟踪太阳,将阳光反射到一个热量收集器上,热量收集器利用这些浓缩的阳光将氢加热到1,300华氏度,通过斯特林发动机驱动发电机发电。当世界上最大的太阳能农场完工后,在摩加伏沙漠4,500英亩的范围内将会布满大约2万个这样的凹镜收集太阳能,利用这些能量产生的电能将可以向287,000个家庭供电。每小时到达地球上的这些太阳能可以满足全世界一整年的电力需求。我们很久以来就已经知道如何利用太阳能来为加热空间和水,但将阳光转化为电能却存在很大困难。
斯特林太阳能凹镜可以将30%的太阳能转化为电能,这是世界上将太阳能转化为电能效率最高的一种技术。科学家希望通过技术改进可以使这个转化率提高至50%。其他的能量企业家还有更为远大的设想。美国航空航天局的科学家一直以来梦想有一天能在太空中利用太阳能发电,然后通过微波将能量将能量输送到各个家庭。随着科学的不断进步,终有一天这个设想一定可以变为现实。
六 制造氢能源
氢能源的潜力巨大,但将其他物质转化为氢并不件容易的事。自然界中不存在纯氢燃料,今天最制造氢最便宜的方式是通过石油或天然气获得,但这并不能避免产生二氧化碳。氢燃料电池的效率是内燃机的二倍多。在冰岛,丰富的可再生能源使氢经济的产生成为可能。在美国,未来的某天可以利用多余的风能来生产氢燃料。研究人员还可以利用基因工程来制造出有生物来直接将太阳转化为氢。
七 利用海浪能发电
美国的海岸线的海洋蕴含着巨大的能量,其中大约有八分之一可以开发利用,同时还不会污染环境。这些可利用能源总量相当于我们现在所有的水力发电厂发电的能量总和。在可利用能源这个竞技场中,欧洲一直走在世界的前列。今年夏天,在葡萄牙,工作人员正在安装一种海岸波浪能转化器。这种蛇状的钢管一半浸于水中,一般露出水面,一直向远海方向延伸了3英里。至2008年这种装置将可以为大约15,000个家庭供电。波浪能的优点是它的能量密度是风能的10至40倍。目前潮汐涡轮机技术发展迅猛,这无疑为波浪能的利用铺平了道路。今年夏天,在纽约东河的水下的六个涡轮机在河流潮汐流的驱动下将开始投入发电。缓慢旋转的推进器第一年将会产生525,000千瓦时的能量。为期18个月的试验表明,布设足够多的涡轮机将可以为8,000户家庭供电。虽然它现在的发电能力有限,但它毕竟代表着未来的能源的一种发展方向,这是件激动人心的事情。这将是世界首个产能潮汐涡轮机农场,这种样机将可以为我们提供稳定的无污染能源。维吉尼亚的海洋学家乔治·哈格曼说:“我们可以称它为月亮能,风时有时无,但从现在开始至未来的1000年,月亮和潮汐会始终存在。”
八 向地下要能源
美国地热能协会执行理事卡尔·格威尔说:“在德克萨斯州西部废弃的油井中冒上来的热水中含有5,000兆瓦的地热能。现在因为没有加以利用,这些能量正在被白白浪费掉,现在我们对这种能量使用的能力远超过了我们对这种技术的实际使用。”地热能可以被用来发电或给建筑物供热。夏威夷、阿拉斯加以及西部各州都分布有丰富的地热能。
可以利用温度为160华氏度水温的地热水库发电。一些公司正在开发德克萨斯州、阿肯色州、佐治亚州和西维吉尼亚州的低温热泉,一旦开发成功,将可以使美国地热发电能力在未来4至5年的时间翻一番。
九 开发垃圾燃气
自旧石器时代,我们就一直在燃烧生物物质,当时人们利用燃烧木头来给山洞供暖,烧烤大型动物的肉。今天绝大多数的生物质能量仍来源于木材,但现在我们要做的是怎样利用这些农业废料和草本植物来发电。这些物质与化石燃料一样,燃烧时会产生二氧化碳。但生物质燃烧时释放的二氧化碳何以通过其生长时吸收二氧化碳获得平衡。在所有的新技术中,气化或许是最具潜力的一种。气化系统在低氧环境中通过极度高热将农业废料或任何一种生物质转化为氢和二氧化碳的混合气体,这种气体可以在锅炉中燃烧,或可以替代涡轮机中的天然气,这些气体可以被用来驱动蒸汽涡轮机进行二次性发电,整个过程中产生的多余热量还可以用来给建筑物和整个城镇供热。
十 节能从我做起
回想上世纪70年代,所谓的节能就是关灯。《家庭能源饮食》一书的作者保罗·舒基尔表示,今天,随着科技的发展,我们节约能源可以充分利用技术优势。现在,美国平均每1美元的经济产出所消耗的能源比30年前减少了47%。令人遗憾的是,由于输送电力的效率有待提高,所以,大量能源在抵达每一个家庭和办公室之前就被浪费了。对此,消费者无能为力,但他们可以从我做起,在自己的家中或办公室里有意识地节约能源。最清洁最廉价的能源就是不用能源。
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
分类
新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。
据世界断言,石油,煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。
联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能;穿透生物质能。
一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
按类别可分为:太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等
新能源概况
据估算,每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦,其中可开发利用500~1000亿度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤,目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦,因风力断续分散,难以经济地利用,今后输能储能技术如有重大改进,风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等,理论储量十分可观。限于技术水平,现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟,故只占世界所需总能量的很小部分,今后有很大发展前途。
能源与环境科技论文范文篇一
能源问题\环境污染与“节能减排”
摘要:本文就能源危机和环境污染现状做了阐述,并就如何尽快的转变生产方式、生活和消费方式,如何让节能减排成为全社会的自觉行动作了总结。
Abstract: This paper energy crisis and environmental pollution are described in detail on how the changes as soon as possible modes of production, living and consumption patterns, how to make energy conservation a conscious action of society as a whole are summarized.
关键词:能源危机 环境污染 节能减排
Key words: energy crisis environmental pollution energy conservation
一、能源概述及能源问题
能源 凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动,统称为能源。人们在日常生产和生活中,需要各种形式的能量,例如,在高炉中熔化铁矿石需要热能,开动机器需要机械能,使用电器需要电能等等,总之,人类的生产和生活与能源息息相关。
世界能源问题 从长远和全球的观点来看,所谓“能源问题”,就是化石能源短缺或接近枯竭的问题,确切地说就是“石油问题”。 什么是“石油问题”? 若突然截断石油来源,很多国家的经济将处于瘫痪状态。没有人比日本人更能理解什么是“石油问题”和石油究竟意味着什么,因为其99%的石油消费都依赖进口,而几乎所有的工业产品甚至日用品都与石油密切相关。
能源危机对中国的冲击“中国能源问题,已经到了牵一发而动全身,不改革没有出路,很难委曲求全的时候了。”
20世纪90年代初期,我国的能源尚可自给自足,因为我国有自己的煤,自己的油田,丰富的水能资源以及生物能源(主要是沼气)。目前比较普遍的看法是,油价上涨也并不会影响中国经济的总体平稳增长。然而, 若无远虑,必有后患。 目前我国的单位GDP能耗高出世界平均水平70%, 单位建筑面积采暖能耗比发达国家高出2至3倍,石油对外依存度接近50%,石油进口量仅次于美国。根据国研中心的研究报告,到2020年,中国的石油需求量的下限为4.5亿吨,上限为6.1亿吨,而预计届时国内的产量只有1.8亿到2亿吨,这就意味着中国石油对海外资源的依存度至少将达到55%以上,与目前美国58%的对外依存度大体相当。显然中国的能源和部分矿产资源对外依存度很高,已经严重约束中国经济可持续发展。
二、环境污染
环境污染是指人类向环境中排放废弃物的数量超过了环境的自净能力而引发的环境问题。例如,工业“三废”不加处理排放到大气、江河、湖海和土壤中,造成大气污染、水污染、土壤污染人们生产和生活产生的大量垃圾,造成固体废弃物污染交通、工厂等造成的噪声污染放射性泄露产生的放射性污染等等。
中国环境污染问题 城市是人类对环境影响最深刻、最集中的地方,也是环境污染最严重的地方。世界上10个污染最严重的城市中,中国占了5个。为此付出的代价是:据我国专家偏保守的估计,每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失高达2000亿元。据流行病学调查,我国空气污染导致呼吸系统疾病发病率的归因百分比为30%以上。
噪声和固体废物污染有待解决。全国的城市道路交通噪声声级基本在70――76分贝之间据40多个城市监测,92.8%的城市交通噪声平均声级超过70分贝的极限值多数城市环境噪声污染状况也呈逐渐恶化趋势,全国2/3城市居民在噪声超标环境下工作和生活。我国工业固体废物的产生量和堆存量以平均每年2000万吨的速度增长。1992年工业固体废物产生量达到6.2亿吨,堆存量达到59.2亿吨,占地5.5万公顷。城市垃圾以每年10%的速度增加,1992年达到8262万吨,造成垃圾包围城市的严重局面。固体废物中含有各种有毒有害物质,扬尘污染大气,渗滤液污染地表水和地下水,堆存物污染农田,造成土壤质量下降,并成为重大的环境隐患。
三、中国应对能源问题和环境污染的措施――节能减排
与国际经济接轨,中国面临巨大压力。中国经济的高速发展取得了令世界瞩目的成就,但同时也令人担忧――发展中消耗了太多的能源和原材料。 比如,中国创造1万美元价值所需的原料,是日本的7倍,是美国的近6倍,或许更令人尴尬的结果是,比印度还多3倍。这种增长基本上是靠外延扩大再生产,靠拼资源、拼能源取得的。这种以高物耗、高能耗、粗放经营为特征的传统发展模式,如不彻底改变,既难以持久,也无法同他国竞争。面对越来越严峻的能源问题和环境污染,我们必须要有措施和对策。
第一、开源。我们的煤炭储量很丰富,但要提高其开发利用的技术,提高能源利用效(中国每吨标准煤的产出效率仅相当于美国的28.6%,日本的10.3%),这些资源更不能再廉价出卖,因为它是非可再生资源,储量也是有限的大力发展水电和生物能等可再生的能源,我国水能资源蕴藏量达6.8亿千瓦,居世界第一,但绝大部分还未开发利用,生物能的利用率还很低,中国农村的麦杆等农业副产品基本上是放火烧掉了,这样既浪费能源又污染环境大力开发利用太阳能,它是一种洁净的可再生能源,对太阳能的开发利用将可能是摆脱能源危机的最终出路。
第二、节能减排,实施清洁生产和提倡文明消费
我国作为一个发展中的国家,不能盲目地跟随西方工业化国家利用化石能源发展工业,不能盲目地加速地增加私家汽车……,否则,中国必将提前遭受能源危机的冲击!只有实施清洁生产和大力提倡文明消费,走可持续发展的道路才是我们必然的选择。
公众既是消费者,又是生产者,也是环境的管理者。实现可持续发展的目标,意味着一场深刻的变革,是人们世界观、价值观和道德观的变革,是人们行为方式的变革,公众是否愿意接受并积极参与,是实施这些变革的必要条件。如果13亿中国人每人少用一双一次性木筷,一张白纸,一张贺年卡,全国加起来将是多么巨大的数字,相当于保护多大的一片森林!如果全国照明灯具全部改换成节能灯,那么全国一年可节电约600亿度,而要生产这么多电,则需要300亿公斤煤炭。推进节能减排,仅有政府的积极推动和引导,广大企业的落实是不够的,还需要社会各界,特别是全体城乡居民的支持和参与!
让我们每一个公民行动起来,从我做起、从点滴着手、从现在做起、从身边做起,为实现国家的节能减排目标作出自己的贡献,共同创造更加节约、更加洁净、更加文明的可持续发展的美好生活。
能源与环境科技论文范文篇二
能源开发利用与环境污染问题的分析研究
[摘要]能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷,我国能源环境问题已成为亟待解决的现实和战略问题。通过分析目前我国能源开发利用中的环境问题的法律规制的现状,指出其缺陷,并提出了一系列的完善措施。
[关键词]能源 环境问题 法律规制 环境污染
[中图分类号] X502 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-211-2
随着我国全面建设小康社会步伐的加快,对能源生产和能源消费会有更高的要求,能源需求的持续快速增长必将使我国的环境保护面临更加沉重的压力。由能源开发利用导致的能源环境问题既是我国当前面临的现实问题,也是影响我国长远发展的战略问题,是我国实现可持续发展的基础和重要保障之一。法律作为现代社会权威、有效的社会调整方式,在此问题的解决上理应发挥重要作用。
1能源开发利用对环境的不利影响
(1)石油和天然气勘探开采与利用对环境的不利影响。油田勘探开采过程中的井喷事故、采油废水、钻井废水、洗井废水、采出水回注的污水排放气田开采过程中产生的地层水,含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素,其主要危害是使土壤盐渍化油气田开采过程中的硫化氢排放炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)排放海上采油影响海洋生态系统,石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆、油轮事故等原因泄入海洋,对海洋生态系统产生严重影响在交通运输业,机动车尾气等造成大气污染,排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物等。
(2)煤炭的开发利用对环境的不利影响。煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏,对生物栖息环境造成影响,此外还产生地表的破坏,引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。煤炭燃烧过程中产生大量二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物,是造成大气污染和酸雨的主要原因,煤炭燃烧同时也排放温室气体,造成全球性环境问题。
(3)水电开发对环境的不利影响。水电是一种相对清洁的能源,但其对生态环境和水环境仍有多方面的不利影响。主要表现在:截流造成污染物质扩散能力减弱,水体自净能力受影响淹没土地、地面设施和古迹,影响自然景观泥沙淤积会使上游河道截面缩小,河床抬高,下游河岸被冲刷,引起河道变化改变地下水的流量和方向,使下游地下水位升高,造成土壤盐碱化,甚至形成沼泽,导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行建设过程采挖石料和填土,破坏自然环境。
(4)核能开发利用对环境的影响。核能对环境的影响主要来自两个阶段:核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中,通常燃料生产过程的放射性污染较轻,一般不构成严重危害。
(5)可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说,更加清洁安全,但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。
2我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷
为了有效地控制能源活动对环境的不利影响,解决能源环境问题,我国制定了一系列的法律、法规来加强对能源活动的管理。
2.1能源开发利用中的环境问题的一般法律规制现状及其缺陷。
(1)法律规制的现状。环境立法。通过相关环境立法,我国已形成了一个比较完善的能源环境的基本法律制度体系。电力立法。电力是由一次能源转化来的优质二次能源,是当今世界上应用最广泛的一种能源。电力行业是环境污染的重要产生源泉,作为规范电力建设、生产、供应和使用活动的电力立法,其中也必然涉及环境保护的规定。
(2)法律规制的缺陷。一些实践中与能源行业密切相关的行之有效的管理手段如总量控制、排污权交易、生态补偿等还有待进一步法制化,为其施行提供更多的法律支撑。我国在能源立法的问题能源环境问题的法律规制上还做的远远不够,其根源在于我国能源立法的极度弱化。仅仅依靠环境立法中的一些普适性规定是远远不够的。
2.2石油天然气开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。目前我国没有专门的石油天然气法,也没有系统规范石油天然气开发利用的环境保护的专门法规,相关规定散见于其他相关法律法规中。
(2)法律规制的缺陷。其缺陷主要包括:立法不健全,空白较多现行规定过时,亟待修改多头管理,执法不力。
2.3煤炭开发利用中的环境问题的法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。我国《煤炭法》第十一条确立了“开发利用煤炭资源,应当遵守有关环境保护的法律、法规,防治污染和其他公害,保护生态环境”的基本原则。目前煤炭开发利用中的环境保护并没有专门的法律法规予以规范,有关立法散见于相关法律法规及规范性文件中。
(2)法律规制的缺陷。以上法律规定对减少煤炭勘探开采对生态环境的破坏、降低燃煤污染尤其是二氧化硫污染起到了重要作用,但在体系上与具体制度上还存在着很多缺陷。
2.4水电开发中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。水电开发对保证能源供应、改善能源结构、减少污染都起到了十分重要的作用。水电开发与环境保护的对立与协调成为非常具有争议性的问题。水电是利用水能进行发电,因而属于可再生能源。
(2)法律规制的缺陷。我国针对水电开发环境保护的立法还处于严重缺位的状态。就最为关键和重要的管理制度――环境影响评价制度而言,现行的立法技术性规范居多,缺乏明确的监管、程序、责任追究等规定,导致该制度的执行在实践中遇到很大的困难。
2.5核能开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。核能开发利用中的环境保护主要是放射性物质环境污染的防治问题。 (2)法律规制的缺陷。期主要问题是:立法空白现行立法文件的问题。
2.6可再生能源开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷
(1)法律规制的现状。可再生能源相对传统化石能源来说属于清洁能源,但是其开发利用仍可能会带来一些环境问题。
(2)法律规制的缺陷。加强开发利用的管制仍然很有必要。根据前面对法律规制的现状分析,我国目前在这一领域的主要问题就是立法空白较多,生物能、海洋能、地热能等新能源开发都缺乏必要的专门规定,有可能导致开发的混乱和无序,污染和破坏环境。
3我国能源环境问题法律规制的完善
3.1完善相关环境及能源立法,加强能源环境问题的一般法律规制
(1)完善有关环境立法。我国有环境保护基本法《中华人民共和国环境保护法》在法规体系建设上,应制定国家环境保护的基本法―《国家环境政策法》,并通过制定生态保护法律法规及完善现有污染防治法律法规,构建比较完善的生态保护与污染防治并重的法律框架。
(2)完善有关能源立法。能源是环境问题中最难解决的问题,而环境则是能源问题中最难解决的问题,只有实现能源法与环境法更紧密的结合,才能有效解决能源环境问题。因此,未来我国应对其予以足够的重视,加强完善相关立法。
3.2完善石油天然气开发利用中环境问题的法律规制
加强石油天然气的开发利用对我国能源安全具有决定性的战略意义,相应地我们也应更加关注其开发利用中的环境保护问题,完善立法,提高执法水平。
3.3完善煤炭开发利用中环境问题的法律规制
煤炭在我国能源结构中占有主体地位,随着我国经济社会的快速发展,能源需求急速增长,煤炭高强度开发,煤炭开采过程中的环境破坏日益严重,燃煤排放的二氧化硫等污染物大幅增加,已经成为我国环境问题的重中之重。
3.4完善水电开发中环境问题的法律规制
从世界范围看,促进水电发展都是能源发展战略的重要一部分。在我国的现实国情下,水电建设仍是我国国民经济的重要基础事业,对社会经济发展起到重大支撑作用。在水电开发中切实保护生态环境,通过生态环境保护促进水电建设的健康发展,特别是以科学的发展观为指导,建立与生态环境友好的水电工程建设体系,是实现水电开发与生态环境保护协调发展的正确途径。
3.5完善核能开发利用中环境问题的法律规制
积极推进核能开发利用,是我国重要的能源战略,而“安全第一、质量第一”一直是我国核工业发展的指导方针。
3.6完善可再生能源开发利用中环境问题的法律规制
为了避免无序发展,破坏环境,立法应当具有一定超前性,未雨绸缪,对开发利用的环境保护问题予以一定规制。未来我国可以考虑从以下几个方面逐步予以完善:利用可再生能源发展基金推动开发利用可再生能源环境友好技术的发展适当的时候由国务院出台或者国家发改委、国土资源部、水利部、农业部、海洋局、环保部等联合出台《可再生开发利用环境保护管理条例(办法)》,就该问题作系统规定制定可再生能源开发利用环境影响评价的相关标准、导则,完善环评制度地热能开发利用及潮汐电站建设运行对环境的不利影响较大,未来应重点加强这方面的研究,适时出台相关的环境保护管理规定利用政策引导、资金、技术支持等手段推动农村新能源的发展,减少高污染、低效率的秸秆、薪柴等的直接燃烧利用。
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全球石油需求(生物燃料除外)平均每年上升1% ,从2007年8500万桶/日增加到2030年1.06亿桶/日。然而,其占世界能源消费的份额从34%下降到30% 。
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。经合组织(OECD)国家可再生能源发电的增长量超过化石燃料和核发电量增长的总和。
目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。
我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。
新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。
太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。
风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。
再生能源和非再生能源 人们对一次能源又进一步加以分类。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为再生能源,反之称为非再生能源。风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等是非再生能源。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。核能的新发展将使核燃料循环而具有增殖的性质。核聚变的能比核裂变的能可高出 5~10倍,核聚变最合适的燃料重氢(氘)又大量地存在于海水中,可谓“取之不尽,用之不竭”。核能是未来能源系统的支柱之一。
随着全球各国经济发展对能源需求的日益增加,现在许多发达国家都更加重视对可再生能源、环保能源以及新型能源的开发与研究;同时我们也相信随着人类科学技术的不断进步,专家们会不断开发研究出更多新能源来替代现有能源,以满足全球经济发展与人类生存对能源的高度需求,而且我们能够预计地球上还有很多尚未被人类发现的新能源正等待我们去探寻与研究。
中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。经合组织(OECD)国家可再生能源发电的增长量超过化石燃料和核发电量增长的总和。
目前,生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。
目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低,一方面是与不同国家的重视程度与政策有关,另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关,尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究,在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降,从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关,因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。
我国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划,并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下,我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。
新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。
太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。
风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。
节能减排的形势
当前,实现节能减排目标面临的形势十分严峻。去年以来,全国上下加强了节能减排工作,国务院发布了加强节能工作的决定,制定了促进节能减排的一系列政策措施,各地区、各部门相继做出了工作部署,节能减排工作取得了积极进展。但是,去年全国没有实现年初确定的节能降耗和污染减排的目标,加大了“十一五”后四年节能减排工作的难度。更为严峻的是,今年一季度,工业特别是高耗能、高污染行业增长过快,占全国工业能耗和二氧化硫排放近70%的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长20.6%,同比加快6.6个百分点。与此同时,各方面工作仍存在认识不到位、责任不明确、措施不配套、政策不完善、投入不落实、协调不得力等问题。这种状况如不及时扭转,不仅今年节能减排工作难以取得明显进展,“十一五”节能减排的总体目标也将难以实现。
节能减排的意义
我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式,资源支撑不住,环境容纳不下,社会承受不起,经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要,是我们应该承担的责任。
节能减排的着手点
一要加快产业结构调整。要大力发展第三产业,以专业化分工和提高社会效率为重点,积极发展生产性服务业;以满足人们需求和方便群众生活为中心,提升发展生活性服务业;要大力发展高技术产业,坚持走新型工业化道路,促进传统产业升级,提高高技术产业在工业中的比重。要积极实施“腾笼换鸟”战略,加快淘汰落后生产能力、工艺、技术和设备;对不按期淘汰的企业,要依法责令其停产或予以关闭。
二要大力发展循环经济。要按照循环经济理念,加快园区生态化改造,推进生态农业园区建设,构建跨产业生态链,推进行业间废物循环。要推进企业清洁生产,从源头减少废物的产生,实现由末端治理向污染预防和生产全过程控制转变,促进企业能源消费、工业固体废弃物、包装废弃物的减量化与资源化利用,控制和减少污染物排放,提高资源利用效率。
三要强化技术创新。要组织培育科技创新型企业,提高区域自主创新能力。加强与科研院校合作,构建技术研发服务平台,着力抓好技术标准示范企业建设。要围绕资源高效循环利用,积极开展替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术、系统化技术等关键技术研究,突破制约循环经济发展的技术瓶颈。
四要加强组织领导,健全考核机制。要成立发展循环经济建设节约型社会工作机构,研究制定发展循环经济建设节约型社会的各项政策措施。要设立发展循环经济建设节约型社会专项资金,重点扶持循环经济发展项目、节能降耗活动、减量减排技术创新补助等。要把万元生产总值、化学需氧量和二氧化硫排放总量纳入国民经济和社会发展年度计划;要建立健全能源节约和环境保护的保障机制,将降耗减排指标纳入政府目标责任和干部考核体系。
节能减排的措施
1.首先控制增量,调整和优化结构。要控制高耗能、高污染行业过快增长,加快淘汰落后生产能力,完善促进产业结构调整的政策措施,积极推进能源结构调整,促进服务业和高技术产业加快发展。
2.加大投入,全面实施重点工程。加快实施十大重点节能工程。实施水资源节约项目。加快水污染治理工程建设。推动燃煤电厂二氧化硫治理。多渠道筹措节能减排资金。
3.创新模式,加快发展循环经济。深化循环经济试点,推进资源综合利用,推进垃圾资源化利用,全面推进清洁生产。
4.依靠科技,加快技术开发和推广。加快节能减排技术研发,加快节能减排技术产业化示范和推广,加快建立节能减排技术服务体系,推进环保产业健康发展,加强国际交流合作。
5.夯实基础,强化节能减排管理。建立政府节能减排工作问责制,建立和完善节能减排指标体系、监测体系和考核体系。
6.健全法制,加大监督检查执法力度。完善节能和环保标准,开展节能减排专项执法检查。
7.完善政策,形成激励和约束机制。积极稳妥推进资源性产品价格改革,完善有利于节能减排的财政政策,实行有利于节能减排的税收政策。
8.加强宣传,提高全民节约意识。组织好每年一度的全国节能宣传周、全国城市节水宣传周及世界环境日、地球日、水宣传日活动。把节约资源和保护环境理念渗透在各级各类的学校教育教学中,从小培养儿童的节约意识。
9.政府带头,发挥节能表率作用。在节能减排工作中,中央政府将率先垂范。今年全国要推广高效节能产品5000万支,中央国家机关将率先更换节能灯。
节能减排和我们的生活
一些简单易行的改变,就可以减少能源的消耗。例如,离家较近的上班族可以骑自行车上下班而不是开车;短途旅行选择火车而不搭乘飞机;在不需要继续充电时,随手从插座上拔掉充电器;如果一个小时之内不使用电脑,顺手关上主机和显示器;每天洗澡时用淋浴代替盆浴,每人全年可以减少约0.1吨二氧化碳的排放……
我们还可以根据不同的环境、地点,进行适当的调整。
一、居家
1.照明用电
注意随手关灯。使用高效节能灯泡。美国的能源部门估计,单单使用高效节能灯泡代替传统电灯泡,就能避免四亿吨二氧化碳被释放。
节能灯最好不要短时间内开关,有资料说节能灯其实在开关时是最耗电的。
白天可以干完的事不留着晚上做,洗衣服、写作业在天黑之前做完。早睡早起有利于身体健康,又环保节能。
2.低碳烹调法
尽量节约厨房里的能源。食用油在加热时产生致癌物,并造成油烟污染居室环境。减少煎炒烹炸的菜肴,多煮食蔬菜。不要把饭锅和水壶装得太满,否则煮沸后溢出汤水,既浪费能源,又容易扑灭灶火,引发燃气泄漏。调整火苗的燃烧范围,使其不超过锅底外缘,取得最佳加热效果。如果锅小火大的话,火苗烧在锅底四周只会白白消耗燃气。
自家煮饭炒菜,量足够吃就好,不多炒。路上看到被人丢弃的食物,可以捡起来喂野狗、野猫和小鸟等小动物。变质的饭菜可以埋在地里做肥料。
3.节水妙招
淘米水是很好的去污剂,可以留下来洗碗或者浇花。
沾了油的锅和盘子要先用用过的餐巾纸擦干净,洗起来既节水省时,又可少用洗涤剂,减少水污染。
冲洗衣服时,可以加入少量肥皂粉,因为洗衣粉遇到肥皂会减少很多泡沫,既省水又节约清洗时间。
洗脸、洗手用小脸盆接住水,然后倒进大桶收集起来。
洗手、洗澡、洗衣、洗菜的水和较干净的洗碗水,都可以收集起来洗抹布、擦地板、冲马桶。
4.爱惜衣物之道
穿衣以大方、简洁、庄重为美,加少量的时尚即可。相比那些时尚的服饰,传统衣着的保鲜度和耐用性更好。
外出时穿的正式服装和家居服分开,回家就换上宽松舒适的家居服,可以延长正装的寿命。
吃饭、走路时注意照管衣服,避免溅上油污和泥渍。
做饭、干活时穿上围裙或劳动服,保护衣服不被损污。
洗头、洗脸时,用毛巾遮护衣领,卷起袖子,避免衣服被水打湿。
脱下来的衣服要折叠好,放在衣柜里或者挂进衣橱,不要在外面乱堆乱放,以免落上尘埃杂秽。
晚上休息时换上睡衣,既整洁又不损坏衣服。
脏衣服洗干净以后,如果有破绽的地方,可以用颜色相近的布块补缀,不要怕丢面子。服装庄重整洁,举止礼貌得体,才真正有威仪、有面子。
5.家用电器的节能使用
购买洗衣机、电视机或其他电器时,选择可靠的低耗节能产品。
电视、电脑不用时及时切断电源,既节约用电又防止插座短路引发火灾的隐患。不用时关掉饮水机的电源。保持冰箱处于无霜状态。
6.循环再利用
靠循环再利用的方法来减少材料循环使用,可以减少生产新原料的数量,从而降低二氧化碳排放量。例如,纸和卡纸板等有机材料的循环再利用,可以避免从垃圾填埋地释放出来的沼气(一种能引起温室效应的气体,大部分是甲烷)。据统计,回收一吨废纸能生产800千克的再生纸,可以少砍17棵大树,节约一半以上的造纸原料,减少水污染。因此,节约用纸就是保护森林、保护环境。
回收塑料及金属制品,一公斤铝的重新利用可以避免十一公斤二氧化碳排放。
尽量少消耗铝膜包装的利乐砖包装,以及其他一次性用品。
7.节能的健身方式
假如所住楼房的楼梯通风采光状况良好,安全设施齐备,可以每天做「爬梯运动」,在节电的同时,健身、健心、健性情一次完成。
手洗轻便的衣服,也是一种很好的运动。以站桩的姿势在洗衣池前站定,既锻炼脚力,又可使经常处于紧张状态的腰部和背部放松。双手同时搓洗衣服,节水节电的同时锻炼了手指灵活性和左右脑的协调能力。
8.节省取暖和制冷的能源
大部分家庭的能源都消耗在取暖和制冷上。只要有效地使用自然通风和避免房间过暖,就能简单地减少10%的费用和二氧化碳排放量。
检查阁楼和空心墙隔热材料的质量。冬季检查门和窗边的缝隙是否密闭。
夏季天气不算十分炎热时,最好用扇子或电风扇代替空调。使用空调时,不要把温度调得太低。
9.可再生能源
使用各种可再生能源的技术,能大大地减少我们在使用能源的过程中产生的二氧化碳。太阳能可以加热水和发电。在一些欧洲国家越来越多地采用生物质采暖系统,还有一些新式的小型风力涡轮发电机已经可以供家庭使用。
10.垃圾分类处理
垃圾分类可以回收宝贵的资源,同时减少填埋和焚烧垃圾所消耗的能源。例如,废纸被直接送到造纸厂,用以生产再生纸;饮料瓶、罐子和塑料等也可以送到相关的工厂,成为再生资源;家用电器可以送到专门的厂家,进行分解回收。家里可以准备不同的垃圾袋,分别收集废纸、塑料、包装盒、厨余垃圾等。每天进行垃圾分类和回收,不仅是我们应尽的责任,也有利于培养孩子爱护环境的习惯和自觉性。
11.交流捐赠多余物品
将多余或不用的物品集中起来,通过交换和捐赠的办法,达到重复利用的目的。
二、在路上
1.经济型汽车
高能效汽车每公里产生更少二氧化碳。一般说来,汽车重量越大越耗油,产生的二氧化碳越多。与经济型的小汽缸车相比,大型SUV汽车和豪华汽车排放至少两倍以上的二氧化碳。越野型汽车安全系数高,但比较耗油。自动档汽车的动力传递通过液压完成,在工作中会造成动力损失,尤其是在低速行驶或堵车中走走停停时,油耗更大。
2.燃料
汽油和柴油:环保型的汽油和柴油能提高汽车的性能。它能清洁汽车的引擎,减少引擎的摩擦力,并使燃油能更充分燃烧,从而降低对空气的污染。
生物液体燃料:生物液体燃料与传统车用燃料相比,可以潜在地带来二氧化碳减排。中国已经是世界燃料乙醇的第三大生产国和使用国。燃料乙醇在全国9个省的车用燃料市场得以推广和使用。
3.明智的旅行
先计划好最佳路线再出发。
仔细想想你旅行需求。尽量使用公共交通工具。
你有想过跟家人和朋友共乘一辆汽车吗?你真的需要飞行吗?可能一个电话会议更节省时间、金钱和降低二氧化碳排放量。
4.汽车保养
做好汽车的日常养护,确保它能在最佳状态下行使。检察轮胎气压和机油。不需要的时候,把车顶行李架和箱子拆下来,因为这些都会使车子的效率降低超过10%。
5.开车时
行驶时注意油离配合,保持在经济时速。试验显示,油门踩到底比中速行驶费油2—3倍,所以在行驶中猛刹车、猛起步都是大忌,尽量做到平稳起步。
在排队、堵车或等人时,尽量避免发动机空转。发动机空转3分钟的油耗可以让汽车行驶1公里。因此,如果滞留时间超过1分钟,就应该熄火。
6.提高出门办事效率
除非必需,不单独驾车出门。每次出门之前,把要办的事列出来,争取一口气办完。这样可以减少塞车造成的能源浪费和环境污染。
三、购物时
1.自备购物袋或重复使用塑料袋购物
塑料的原料主要来自不可再生的煤、石油、天然气等矿物能源,节约塑料袋就是节约地球能源。我国每年塑料废弃量超过一百万吨,「用了就扔」的塑料袋不仅造成了资源的巨大浪费,而且使垃圾量剧增。
2.购买本地的产品
购买本地的产品能减少在产品运输时产生的二氧化碳。例如:根据环境、食品和乡村事务部公布的一份报告,在英国,8%从车子释放的二氧化碳来自运送非本地产品的车辆。
3.购买季节性的产品
购买季节性的水果和蔬菜能减少温室生长的农作物。很多温室都消耗大量的能源来种植非季节性的产品。
一方水土养一方人,本地的食品最适合当地人食用。本地生产的其他商品,维修保养方便且成本低廉。季节性的食品是在最适宜该物种生长的自然生态下成熟的,最富营养,同时也少有各种催生的添加品。而反季节食品不仅价格贵而且营养较少,添加的农药、化肥和催生剂也危害健康。
4.减少肉、蛋、奶等动物性食品的采购
饲养家畜要消耗掉2/3以上的耕地;地球上人为产生的甲烷中,畜牧业就占16%。肉类的生产、包装、运输和烹饪所消耗的能量比植物性食物要多得多,其对引发地球温室效应所占人类行为的比重高达25%。
5.少用一次性制品
商场里充斥着一次性用品:一次性餐具、一次性牙刷、一次性签字笔……一次性用品给人们带来了短暂的便利,却给生态环境带来了灾难。它们加快了地球资源的耗竭,所产生的大量垃圾造成环境污染。以一次性筷子为例,我国每年向日本和韩国出口约150万立方米,需要损耗200万平方米的森林资源。
6.不要掉进奢侈品的陷阱
越时尚的商品,更新换代的速度越快。无论是电子产品还是时髦的服装,商家通过不断地推陈出新,刺激人们的购买欲。那些追求奢侈品消费的「月光族」和「车奴」、「卡奴」,不仅浪费资源,还使自己背上沉重的经济枷锁,究竟是富人还是「负人」,只能冷暖自知。
7.过度包装
注意购买包装简单的产品。这代表在包装的生产过程中,消耗了较少的能量。减少了送往垃圾填埋地的垃圾,也减少消费者的经济负担。
8.使用再循环材料的好处
比起用原始材料制造的产品,用再循环材料制造的产品,一般消耗较少的能源。例如:使用回收钢铁来生产所消耗的能源比使用新的钢铁少75%。
总之,还有其他节约能源的方法,需要我们举一反三,去落实在生活的方方面面。
全球变暖给我们敲响了警钟,地球,正面临巨大的挑战。保护地球,就是保护我们的家。让我们行动起来,抛掉自私自利的陋习,以博大无私的善心、善行,挽救地球家园的命运,维护人类得以继续生存的未来。
总结今年中国能源外交面临的新机遇新形势,主要表现在以下几个方面:
第一,世界金融危机对部分能源资源国造成严重冲击,资源国的强势地位相对下降。
发端于美国的世界金融危机对全球经济造成沉重打击,包括美国、欧盟、日本在内的发达国家经济体生产大幅下滑,东欧、独联体等国家经济增长也急剧减速,就连新兴发展中大国经济也受到不同程度的冲击。世界经济的大面积滑坡导致国际市场石油需求明显下降,出现了多年来少有的供大于求的情况。
与此同时,多个资源国的金融系统陷入困境,投机大宗商品的风险增大,利润减少,致使金融资本大规模抽离石油市场,国际油价波动幅度明显加大。能源金融因素的重大变化导致国际油价大幅度下跌,能源资源国出口收入锐减,同时,由于能源资源国一些大型国有公司,近年来盲目借贷扩张,特别像俄罗斯这样独立的石油输出国,巨额债务缠身,在石油出口收入锐减的情况下,资金链发生断裂,因而陷入严重的资金短缺危机,导致开发投资萎缩,剩余产能减少,股值大幅贬值,有些公司为了还债不得不压价出售资产。
虽然最近两个月国际油价大幅反弹,但能源界普遍认为,这种反弹并非供需失衡所致,事实上,石油供应和需求库存等仍然温和看跌,本轮反弹实际上是投机资本在对世界经济危机即将触底反弹的过分乐观预期趋势下,看涨石油期权重返国际石油市场,以及美元贬值等因素所导致的。专家预测,今后一段时间,国际油价仍有可能继续走高,但持续高涨的可能性不大。主要原因是,一方面,世界经济是否已经见底,能否避免长时间的谷底徘徊,现在很难预料,另一方面,世界各国加强对金融投机监管的呼声高涨,投机资本兴风作浪的空间明显缩小,国际石油市场再次出现剧烈震荡的危险性有可能降低。
上述情况导致能源资源国在近年高油价条件下不断强化的强势地位明显下降。尽管我们不能说现在的国际石油市场不再是卖方市场,但可以肯定的是,在今后一段时间,资源国要回复上年咄咄逼人的气势十分困难。
这种情况显然有利于能源消费国的能源安全。就是在这种形势下,中国充分利用充足的外汇储备,以及深化国际能源合作,一方面大幅提升了国家的能源安全水平,另一方面给资源国能源产业的生存和发展提供了强有力的支撑,同时,也为金融危机后,国际能源市场的稳定作出了重要的贡献,可以说,中国的举措,具有双赢和多赢的性质,这是新的形式第一点。
第二,气候变化问题凸显,成为国际合作的新焦点。
与世界金融危机的发生几乎同时,国际社会对应对气候变化挑战的重视大幅增高。气候变化成为大国关系、南北关系的重大课题,成为国际战略博弈的新焦点。世界各国节能减排的呼声强烈,对于哥本哈根气候变化大会寄予厚望。因为温室气体的排放,80%都跟人类能源活动密切有关。所以,世界各国都把应对气候变化的关注重点放在了采用节能技术减少二氧化碳的排放上,放在了开发清洁能源、可再生能源的能源问题上。
于是,一场新的能源革命,一场低碳经济革命,一场绿色产业革命蓬勃兴起。在这场革命中,美国奥巴马政府率先推出了能源新政,包括中国在内的其他主要经济体刺激经济计划也都高度重视能源产业结构的调整。无论即将召开的哥本哈根气候变化大会能否就减排量化指标问题达成妥协,它对可再生清洁能源的发展都会产生极大的推动作用,不久的将来,新能源完全可能以人类意想不到的速度取代世界经济对一次能源的部分需求,我们可以设想对石油等化石能源的需求即使减少百分之十几,也不会对国际石油市场产生极大的冲击、极大的震撼,从而可能大大缓解石油供需的矛盾,引起国际能源格局的重大变化。
这种情况有利于世界能源的安全,对能源需求大国中国来说,更是一种福音。中国实现工业化、城市化、现代化的能源成本因此有望大幅降低,如果中国能在新能源革命中争取到主动,国家的能源安全受制于他人的状况会得到实质性的改变。
第三,中国的崛起势头强劲,应对危机表现突出,在国际能源关系中地位有所增强。
中国经济快速增长,能源需求持续旺盛,中国在国际能源领域必将继续占据战略买家的地位,任何国际能源主体都不能不重视中国日益增强的影响力,从而渴望大幅度扩展中国的能源外交空间。中国的外汇储备充足,世界主要能源国普遍看重中国的投资能力,这种情况有望为中国增强在国际能源市场地位,加强以资源国在能源金融领域的合作创造新的条件。
中国应对金融危机措施坚决,化危为机,成效显著,表现突出。有望率先走出危机,而率先走出危机赢得的主动地位,有望为中国对国际能源关系的运筹提供有利的支撑。
中国的国际地位快速上升,世界普遍看好中国,重视发展对中国的关系,有望大幅增强中国在现行国际格局中的地位,为中国开展更具活力的能源外交提供新的依托。
上述这三个方面的有利因素对中国能源外交的运筹已经并将继续起到重要的作用。中国战略石油储备的建立,商业石油储备的充盈,能源企业走出去步伐的加快,海外资产并购力度的加大,陆上油气管道建设的突破,长期石油供应合同的签订,能源领域全面合作的战略都是在这种有利条件下发生的。
然而,我们在看到有利条件的同时,必须重视不利因素的存在。
例如:中国经济的发展对境外能源资源的依赖度还在增大,至少在2030年对化石能源的需求难以减少,势必影响到国家能源安全的维护。
再如,中国在能源金融领域的运筹能力有限,特别是在应对国际金融投机资本操纵能源市场方面缺少经验。势必增大中国维护能源安全的代价和成本。
还有,中国在现行国际能源秩序中可能长时间处于一种弱势地位,中国维护能源安全可能面临着重重困难。
基于以上有利和不利因素的分析,我认为中国能源外交必须从以下几个方面作出新的努力。
首先,要加紧后金融危机时期能源战略的谋划。在这次金融危机中,我国受到的冲击相对较轻,应对危机的思路对头,措施得力,因而完全有希望率先赢得走出危机的先机。充分利用这一先机的前提是,切实做好具有前瞻性的后金融危机时期的能源战略谋划。要分析金融危机对世界能源形势的影响以及危机过后我国在世界能源格局地位中可能的变化,既要有高瞻远瞩的战略思维,又要立足于现实国情,既要确立明确的战略目标战略战略布局和战略重点,又要制定各领域各阶段实施方略和具体举措,从而指引各个能源合作主体开展纵横捭阖的能源外交,深化多方位的国际能源合作,特别下大力推动我国周边区域和次区域能源合作,取得实质性进展。
其次,要大力推动新的国际能源金融秩序的形成。在推动新的更加公正合理的国际能源秩序形成方面,特别要关注国际能源金融秩序,要充分认识金融因素对国际能源关系的重大影响,研究这种影响,寻求利用其积极方面规避其消极方面的有效途径,建议从扩大本地结算比例入手,逐步形成新的一揽子货币结算体系,充分利用外汇储备充足的优势,加大对境外资源开发、周边油气管道建设的投资力度,贷款换石油的成功经验值得我们认真总结。
第三,要力争在绿色产业革命中走在世界前列。新能源技术是21世纪最具发展潜力的技术,是为经济可持续发展创造新的经济繁荣的重要引擎,也是应对气候变化的重要钥匙。谁率先掌握了新能源技术谁就有希望占据世界经济发展的制高点,成为世界经济革命的领头羊。我们应当从本国国情和长远利益出发,采取积极而又稳妥的措施,争取在这项革命中走到世界的前列。
与此同时,我们必须继续重视传统能源安全问题。在新能源开发尚处于起步阶段,而且在中短期内难以规模化利用的情况下,我们对一次能源的利用难以有实质性减少。因此,必须抓住后金融危机的有利时机,强化国家的传统能源安全,与世界主要油气资源国建立更加广泛的战略合作关系,尽可能多的并购油气资产,以确保我国长期而又稳定的油气供应,同时,为世界经济发展作出我们应有的贡献。
能源资源的战略属性日益突出,国际能源合作越来越离不开外交运筹,离不开对对象国政治环境、经济环境、人文环境、法律环境、社会环境、安全环境等宏观环境的研究,以及机动灵活的外交运筹。
摘要:通过了解过去以及现在的能源结构和能源利用技术,提出能源科学需要多学科交叉与综合来为能源发展提出贡献,而且能源科学的发展是能源高技术创新的源泉和先导。因此,能源科学和能源利用技术的发展不仅为国家未来的科学发展提供帮助,也为国家解决当今的能源危机给予支持。
关键词:能源结构,能源利用技术,新能源,
能源是比较集中的含能体或能量过程,凡是能够间接或者经过转换而获取某种能量的自然资源,统称为能源。在自然界里有一些自然资源本身就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能量形式,这种自然资源显然是能源。
能源是人类从是物质资料生产的原动力。从人类远古时代在地球上出现后,随着社会生活和经济生活的不断发展,能源的应用形势和规模在不断变化增长。在古代,人类的主要能源来自人力和畜力,辅以柴薪。自西方工业革命开始西方资本主义国家为满足其工业化的需要, 18世纪末,瓦特发明了蒸汽机、大量的以煤炭为能源的动力机械逐渐替代了小作坊式的手工业,煤炭与资本主义大生产相结合,使世界能源结构发生了重大变革。
1895年,美国开始了石油钻探开发工作,这种液体燃料显示出比煤炭更强大的吸引力,1876 年,德国人奥托创制了内燃机,进而形成了以内燃机技术为核心的汽车工业,带动了机械制造业的发展,创造了人类历史上空前的物质文明。
19世纪末开始,以电力为主导的能源结构大变革开始,从法拉第发现了电磁感应开始,人们认识到电和磁是统一的电磁现象,之后又发明了电动机、发电机和各种电器,使电力作为二次能源取得了广泛应用。据统计,现在世界上大约四分之三的能源是在发电厂中转化为电力为人类使用。但是利用常规能源(如化石燃料煤炭、石油和天然气)来产生电力,其储量有限,在可预见的将来就可能用尽或者由于利用成本过高而无法使用,因此为了满足社会发展日益增长的能源需求和可持续发展,我们必须寻找除化石燃料以外的新能源,来解决人类面临的能源问题。
能源的几种分类
1、按照能源的来源分类:
a) 来自地球以外的天体的能量,主要是太阳辐射能。
包括:固化了的太阳能,如化石燃料(煤、石油、天然气、油页岩等,由一亿年前存积下来的有机物质形成)、草木燃料等;太阳能转化成的能量,如风能、水能、波浪能、海洋能;直接的太阳辐射,如利用光电转化、光合作用等。
b) 来自地球内部蕴藏的能量。
包括:地球热能,如地震能、火山热能、地下热水、地热蒸汽、热岩层;原子核能,如蕴藏核能的元素,铀、钍、硼、氘等。
c) 来自地球和其他天体相互作用而产生的能量。
包括:地月相互吸引产生的潮汐能。地球上的能源主要来自于太阳能、地球热能、原子核能和潮汐能,占地球全部能源的99.9%。
2、按照能源存在和产生形式分类
a)一次能源———以现有的形式存在于自然界中的能源。
可再生能源———不会随着它本身的转化或被利用而日益减少的能源,包括风能、水能、海流、海洋热能、潮汐能、草木燃料、直接太阳辐射、地震能、火山活动、地下热能等。
非再生能源———随着人类的利用而逐渐减少的能源,包括矿石燃料(煤、石油、天然气、油页岩等),核燃料(铀、钍、硼、氘等)。
b)二次能源—需要依靠其他能源来制取或产生的能源,包括电能、氢能、汽油、煤油、柴油、火药、酒精、甲醇等。他们使用方便,易于利用,是高品位能源。
3、按能源本身的性质分类
a) 含能体能源———能量以某种载体形式存储起来,而为人们利用。包括各种矿石燃料、核燃料、地下热能、高位水库、氢能等。
b) 过程性能源———能量在物质运动的过程中存在,无法直接的大量存储,如需储存起来,必须把它们转化为含能体能源中的能量。包括风能、水能、海流、地震能、潮汐能以及电能等,转化方式如流水→高位水库,电能→蓄电池。
大有潜力的常规能源
最基本的常规能源——煤炭
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。
煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。现我国已探明的煤炭储量为世界第一位。尽管如此,煤炭供应不足仍制约我国国民经济发展,因此,应用高新技术进行煤炭的加工转化,提高煤炭的利用效率,减少煤炭燃烧的环境污染,是解决能源缺乏、加速国民经济发展的重要途径之一。
煤炭的处理加工及转化
(1)选煤技术:选煤是指除去或减少原煤中所含的杂质(包括灰分、矸石、硫分等),并将处理过的煤分成若干个品种等级,以满足不同用户的需要。
(2)洁净煤技术:洁净煤技术是一系列新近开发的煤炭加工、燃烧转化和煤烟通道中的烟道气净化技术的总称。目的是减轻煤炭燃烧对环境的污染,提高煤炭利用效率,并降低成本。
(3)型煤及利用:用粉煤或低品位煤制成的具有一定形状的煤制品称为型煤。燃烧型煤可以提高热效率、节约煤炭并降低污染。型煤的节能率是所有洁净煤技术中最高的,相对环境效益也很高。
(4)煤液混合新型燃料技术:煤液混合新型燃料是一项新技术,这些混合燃料是粉煤在液体中的一种悬浮物,即煤液混合料。目前已有多种混合料经过全面试验,最有工业应用价值的煤液混合料是水煤浆,是一种低污染的燃料。
当代工业的血液——石油和天然气
石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,属于化石燃料。石油及其产品广泛用于生产和生活的各个方面,被称为工业的血液。石油是现代世界一次能源消费构成中的主要能源,据1990年的资料统计,石油在世界一次能源消费构成中居第一位;在我国仅次于煤炭居第二位。至1990年底,世界天然气在世界一次能源构成中次于煤炭和石油,居第三位。我国已探明的天然气储量居世界第九位。1990年我国天然气在一次能源消费构成中次于煤炭、石油、水电,居第四位。
原油经过加工,形成汽油、煤油、柴油、润滑油、化工轻油和石脑油六大类产品。石油产品的范围从液化石油气开始,中间是石油化工原料、燃料和润滑油料,一直到沥青。原油在加工过程中还会释放出大量的石油气。石油加工后,可以得到利用率高、经济、合理的各种液体燃料,主要为内燃机燃料、锅炉燃料和灯油三类。其他的石油产品主要有润滑油、蜡、沥青以及石油化工产品如石油溶剂、乙烯、丙烯和聚乙烯等。天然气是一种混合气体,其主要成分为甲烷。天然气作为燃料容易燃烧、清洁无灰渣、热值高而且不污染环境。
天然气和石油一样是非常重要的基本有机化工原料。从天然气中分离出来及从石油炼厂汽中回收和分离的许多物质是最基本的化工原料,并可进一步制造转化出多种化工产品,如合成纤维、合成橡胶、合成塑料和化肥等产品。
火力发电的主要燃料就是前面我们讲述过的煤炭,有时候也有用油作燃料的。而且我国在很长一段时期电力建设的主要任务仍将是发展火力发电。火力发电设备容量和参数的提高,有一系列问题需要解决。特别是在当今我们赖以生存的生态环境日趋恶化的情况下,如何降低甚至消除火力发电对环境的污染是一个迫切需要解决的问题,因此采取低污染的燃烧方式是必然的发展趋势。
最干净的常规能源——水能
水能利用的主要方式是发电。水力发电就是利用河流中蕴藏着的水能来产生电能,其中最常用的方法就是在河流上建筑拦河坝,将分散在河段上的水能资源集中起来,然后靠引水管道引取集中了水能的水流去转动设在厂房中的水轮发电机组,在机组运转的过程中,就将水能转变成了电能。因为利用的是水能,而水流本身并无损耗,仍可以为下游用水部门所利用。我国水能资源的特点是水力资源总量较多,但开发利用率低,水力资源分布不均,西部多,东部少,相对集中在西南地区,而经济发达、能源需求大的东部地区水力资源极少,与经济发展不匹配。
水力发电有以下特点:
(1)水作为一种资源可由自然界水循环中的降水补充,使水能资源成为不会枯竭的再生能源,所以其发电成本非常低。
(2)水力发电事业和其他水利事业可以互相结合。为了使水能产生电能,常常要修建水库,而水库可作为防洪、供水、发展航运事业等多种任务。
(3)水电站中装设的水轮机开启方便、灵活,适宜于作为电力系统中的变动用电器,有利于保证供电质量。
(4)水电站建成后,能够连续提供廉价的电力。
(5)水力发电不污染环境,是一种公认的清洁能源。
充满希望的新能源
21世纪的主要能源——太阳能
太阳是一个炽热的气体球,蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外,所有能源都来源于太阳能,因此可以说太阳能是人类的“能源之母”。没有太阳能,就不会有人类的一切。1945年,美国贝尔电话实验室制造出了世界上第一块实用的硅太阳能电池,开创了现代人类利用太阳能的新纪元。
人们利用太阳能的方法主要有三种,一种是使太阳能直接转换成电能,即光电转换。太阳能电池就属于这种转换方式;第二种是使太阳能直接转变成热能,即光热转换,如太阳能热水器等;第三种是使太阳能直接转变成化学能,即光化学转换,如太阳能发动机等。
实际上,人类早就有意识地利用太阳能,自从有了太阳能电池,就为太阳能的利用开辟了广阔的途径,人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间时用上了重量轻、使用寿命长和耐冲击振动的太阳能电池。目前,世界各国都在大力研究新型太阳能电池,提高光电转换率,使太阳能的开发利用进一步深化。
太阳能电站通常人们所说的太阳能电站,指的是太阳能热电站。这种发电站先将太阳光转变成热能,然后再通过机械装置将热能转变成电能。
太阳能电站能量转换的过程是:利用集热器(聚光镜)和吸热器(锅炉)把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能,经热换器和汽轮发电机把热能变成机械能,再变成电能。
太阳能电站靠太阳能热管来聚集热能,太阳能热管又叫真空集热管,它在结构上与我们平常所用的热水瓶相似,但热水瓶只能用来保温,而太阳能热管却能巧妙地吸收太阳的热能,即使阳光很微弱,它也能达到较高的温度,比一般太阳能集热器的本领强。热管在一天之内可以提供大量的工业用热水,又能一年四季不断地为它的主人供应所需要的热能。
魔鬼与天使——核能
从 1954年前苏联建成世界上第一座核电站以来,人类和平利用核能的历史还不到半个世纪;然而,核能的发展却异常迅速。
核能的发展之所以如此迅速,主要是因为它有着显著的优越性:其一,它的能量非常巨大,而且非常集中。其二,运输方便,地区适应性强。其三,储量丰富,用之不尽。
从目前情况来看,世界各国的核能发电技术已相当成熟,大量投入使用的单机容量达百万千瓦级的发电机组,使核电站得到了迅速的发展。
近十多年来,人们已经成功地研制出能充分利用铀燃料的核反应堆,这就是被称为“明天核电站锅炉”的快中子增殖核反应堆。这种核反应堆能使核燃料增殖,也就是说,核燃料在这种“锅炉”里越烧越多。如果能大量使用快中子增殖核反应堆,不仅能使铀资源的有效利用率增大数十倍,而且也将使铀资源本身扩大几百倍。
另外,近年来在激光核聚变、核电池、太空核电站和海底核电站等研究试验方面也都取得了一定的成果,促进了核能发电技术的进一步提高。
前景诱人的海洋能
海洋能是海水运动过程中产生的可再生能,主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力,其他海洋能均源自太阳辐射。全世界海洋能的总储量,约为全球每年耗能量的几百倍甚至几千倍。这种海洋能是取之不尽、用之不竭的新能源。在不远的将来,海洋能在造福于人类方面,将发挥巨大而重要的作用。
海洋潮汐发电你听说过吗?大海也会进行呼吸。海洋的潮汐,是由于月亮、太阳对地球上海水的吸引力和地球的自转而引起海水周期性、有节奏的垂直涨落现象。
海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,随着海水水位的升高,就把大量海水的动能转化为势能;在落潮过程中,海水又奔腾而去,水位逐渐降低,大量的势能又转化为动能。海水在涨落潮运动中所蕴含的大量动能和势能,称为潮汐能。
潮汐发电具有如下优点:
(1)潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的,不占用耕地,也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地。
(2)潮汐发电站不像河川水电站那样受洪水和枯水的影响,也不像火电站那样污染环境,是一种不受气候条件影响的、干净的发电站。
(3)潮汐电站的堤坝较低,容易建造,投资也较少。
海水盐差发电海水里面由于溶解了不少矿物盐而有一种苦咸味。然而,这种苦咸的海水大有用处,可用来发电,是一种能量巨大的海洋资源。
在大江大河的入海口,淡水和咸水的交汇处,淡水和咸水就会自发地扩散、混合,直到两者含盐浓度相等为止。在混合过程中,还将放出相当多的能量。这就是说,海水和淡水混合时,含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散,而淡水也在向海水扩散,不过渗透压力小。这种渗透压力差所产生的能量,称为海水盐浓度差能,或者叫做海水盐差能。
海流能顾名思义,海流就是海洋中的河流。浩瀚的海洋中有一部分海水经常是朝着一定方向流动的,在海洋中常年默默奔流着。海流和陆地上的河流一样,也有一定的长度、宽度、深度和流速。风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流;而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底,这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。利用海流发电比陆地上的河流优越得多,它既不受洪水的威胁,又不受枯水季节的影响,几乎以常年不变的水量和一定的流速流动,完全可成为人类可靠的能源。海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转,然后再变换成高速,带动发电机发电。
海水温差能,辽阔的海洋,是一个巨大的“储热库”,它能大量地吸收辐射的太阳能;它又是一个巨大的“调温机”,调节着海洋表面和深层的水温。海水的温度随着海洋深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水,海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。海洋中上下层水温度的差异,蕴藏着一定的能量,叫做海水温差能。利用海水温差能可以发电,叫海水温差发电。现在新型的海水温差发电装置,是把海水引入太阳能加温池,把海水加热到45~60℃,有时可高达90℃,然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。用海水温差发电,还可以得到副产品——淡水,所以说它还具有海水淡化功能,可以用来解决工业用水和饮用水的需要。
生物能源——沼气能
沼气是一种可燃气体,由于这种气体最早是在沼泽、池塘中发现的,所以人们称它“沼气”。我们通常所说的沼气,是人工制取的,所以它属于二次能源。而作为能源的沼气,至今尚未得到广泛的应用,所以它还属于现代新能源的成员。沼气的主要成分是甲烷(CH4)气体。通常,沼气中含有60~70%的甲烷,30~35%的二氧化碳,以及少量的氢气、氮气、硫化氢、一氧化碳、水蒸汽和少量高级的碳氢化合物。
甲烷气体的发热值较高,因而沼气的发热值也较高,所以说沼气是一种优质的人工气体燃料。甲烷在常温下是一种无色、无味、无毒的气体,它比空气要轻。由于甲烷在水中的溶解度很低,因而可用水封的容器来储存它。生产沼气的原料丰富,来源广泛。人畜粪便、动植物遗体、工农业有机物废渣和废液等,在一定温度、湿度、酸度和缺氧的条件下,经厌氧性微生物的发酵作用,就能产生出沼气。沼气是一种可以不断再生、就地生产就地消费、干净卫生、使用方便的新能源。在目前,它可以代替供应紧张的汽油、柴油,开动内燃机发电,驱动农机具加工农副产品,也可以用来煮饭照明。
从现今情况看来,使用沼气具有以下的优点:
(1)沼气不仅能解决农村能源问题,而且能增加有机肥料资源,提高质量和增加肥效,从而提高农作物产量,改良土壤。
(2)使用沼气,能大量节省秸杆、干草等有机物,以 便用来生产牲畜饲料和作为造纸原料及手工业原材料。
(3)兴办沼气可以减少乱砍树木和乱铲草皮的现象,保护植被,使农业生产系统逐步向良性循环发展。
(4)兴办沼气,有利于净化环境和减少疾病的发生。这是因为在沼气池发酵处理过程中,
新时代“古老”能源——风能
在自然界,风是一种巨大的能源,它远远超过矿物能源所提供的能量总和,是一种取之不尽、尚未得到大量开发利用的能源。风能是空气在流动过程中所产生的能量,而大气运动的能量来源于太阳辐射。由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同,加之空气中水蒸汽的含量不同,从而引起各处气压的差异,结果高压地区空气便向低气压地区流动,从而形成了风,因此,风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源。
当前,世界各国对风能的利用,主要是以风能作动力和发电两种形式,其中以风力发电为主。以风能作动力,就是利用风轮来直接带动各种机械系统的装置,如带动水泵提水等。这种风力发动机的优点是,投资少、工效高、经济耐用。
根据我国风能资源分布情况和当前的技术条件,近期开发利用风能的重点将放在内蒙古、东北、西北、西藏和东南沿海,以及岛屿、高山、风口等风能资源丰富的地区。在年平均风速超过6米/秒的地区,特别是电网很难达到的牧区、海岛和高山边远地区,开发利用风能资源更具有深远意义。
21世纪的理想能源——氢能
在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为,在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下,氢气产生的能量最多,而且它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境,而氢主要存于水中,燃烧后唯一的产物也是水,可源源不断地产生氢气,永远不会用完。氢的用途很广,适用性强。它不仅能用作燃料,而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如,储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领。可将热量储存起来,作为房间内取暖和空调使用。
氢气在一定压力和温度下很容易变成液体,因而将它用铁路罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料,也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭,都是用液态氢作燃料的。
另外,使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能,使氢能的利用更为方便。目前,这种燃料电池已在字宙飞船和潜水艇上得到使用,效果不错。当然,由于成本较高,一时还难以普遍使用。
本世纪70年代,人们用半导体材料钛酸锶作光电极,以金属铂作暗电极,将它们连在一起,然后放入水里,通过阳光的照射,就在铂电极上释放出氢气,而在钛酸锶电极上释放出氧气,这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。科学家们还发现,一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物。通过氢化酶诱发电子,把水里的氢离子结合起来,生成氢气。
本学科存在的主要问题
一、简单运用传统经验进行具体工程项目的开发工作较多,研究运用技术科学基础不够。
二、在发展新技术方面, 创新概念少, 自主概念少, 往往是跟着外国人提出的一种概念和已经发表的文献,缺乏自己独立自主的见解和正确分析判断, 跟着上马, 以致往往在人家已下马之后,不得不跟着下马。应结合我国实际,做出科学分析,提出自己独立的见解。要做到这一点,需要有深厚的技术科学基础。
三、能源项目规模大, 投资多, 周期长, 全新概念不是很多,需要看准方向,长期坚持,及时总结,调整发展。
重点发展方向的展望
结合我国情况,重点发展方向应当是以下一些技术:
石油天然气工业关键技术
油气地球物理勘探与钻井新技术,海洋石油天然气开发技术,提高石油采收率新技术,在注水开发后期的油田,应用三次采油等方法提高石油采收率。
煤炭高效洁净利用关键技术
我国煤炭开发利用关键是解决生产效率低、不安全和环境严重污染两个方面的问题, 并应逐渐发展两大技术:一是安全、高效开采技术二是高效、洁净利用的洁净煤技术:煤炭安全、高效开采技术煤层气开发技术煤洗选、加工、处理技术洁净煤燃烧技术煤炭气化技术。
电力工业关键技术
超临界、超超临界蒸汽参数发电技术,燃气蒸汽联合循环发电技术,洁净煤发电技术,热电联产及多联供技术,先进压水堆发电技术, 燃料电池发电技术, 全国大区电网互联和灵活的交流输配电技术。
节能技术
中低温余热利用系统和中低温能源利用新技术,热泵技术,建筑节能,新型低温储能(含冰蓄冷及电力调峰) 系统,节能电器,交通运输节能,高能耗工业的节能新工艺流程。
核能释放与利用的科学问题
核废料处理及再利用,提高安全性,新的安全堆型探索快堆与高温气冷堆受控热核聚变堆关键技术。
可再生能源与氢能开拓与利用的科学问题
低价、高效、长寿新型光伏发电技术生物质能转换的化学生物技术光热利用新技术(发电、制冷等) 氢能规模制备、储运、利用技术。
能源环境技术
能源转换利用中有害元素控制与无公害定向转换技术城市废弃物无公害、资源化利用技术回收利用CO2 的能源环境系统探讨燃煤生态工程,煤基制氢及氢能利用系统。
农村能源技术
沼气技术生物质气化、液体燃料、发电技术生物质加工处理技术。
措施及建议
一、能源与环保的立法,价格政策,倾斜政策。
二、对能源科学技术(不是具体生产项目) 给予强大支持,由国家、产业联合支持。科教部门专门支持。
三、对较远见效的方向,如先进概念的发电系统、太阳能、核能要给予重视和布局研究发展工作。
四、培养基础扎实,知识面广,解决问题能力强的能源科学方面青年人才。
五、加大能源科技研究开发的投入:我国能源R&D 经费占国家R&D 总经费的比例比国际上发达国家的相应值小一个数量级。能源R&D 投入过低导致我国科技自主研究开发
参考文献:
《环境与能源科学导论》作者:刘震炎 出版社: 科学出版社第1版
《能源科学导论》作者:黄素逸 出版社:中国电力出版社
《2011-2020年我国能源科学学科发展战略报告》(第四稿) 中国科学院
《能源科学发展战略研究》中国科学院院士 吴承康 徐建中