求一份社会实践调查报告,字数不少于2000字(研究题目见下)
在互联网日益普及的今天,网络已经遍及世界各个角落,甚至在朝鲜这样近乎与世隔绝的国家,也有它的存在。当网络悄然走进千家万户走进你我她身边时,人们特别是中学生对网络的认识和利用,还是模糊不清或者说是不明其利弊的。在庞大的中学生人群里,越来越多的人迷上了上网。互联网向我们展示了各类知识,提供了大量信息,也给我们提供了一个了解社会的窗口。但由此引发的各类社会问题的迭现,也是不容忽视的。基于此,调查研究中学生上网心态,就显得尤为重要。 我在课余曾对几所学校的200名初二学生进行了问卷调查,随后又对案卷进行了综合分析,及对大量初中生在暑假期间的问卷调查及上网查资料,得出了如下结论——中学生的上网心态大致可分为三种类型:①上网查询资料,开阔视野,丰富知识,帮助学习。②觉得无聊,消磨时间,娱乐。③寻求刺激,猎奇,完全沉湎于网络的虚幻世界,不能自拔。 以上三种心态广泛存在于中学生中,不得不引起我们的深思。中学生上网的目的及对学习的影响如今的中学生处在一个多元化的社会,越来越多的人迷上了上网,他们上网的目的是什么呢?他们在上网的同时还得兼顾学习,那么,上网是否会影响他们的学习呢? 调查数据如下:查资料30人,占15%;玩游戏46人,占23%;消磨时间35人,占17.5%;聊天64人,占32%;涉黄10人,占5%;其他15人,占7.5%。认为影响学习的35人,占29.4%;认为有害学习54人,占45.4%;认为无影响30人,占25.2%。 从上述统计数字不难看出,大多数的中学生上网是为了娱乐,打发时间,并无明确的目的,还有一部分学生上网是为了玩游戏,这些学生的学习都受到了影响;以查资料为目的而上网的学生,则认为上网有利于学习。由此看来,每个中学生上网时应该有正确的上网目的,否则将不利于学习。 上网经费的来源 父母所给45人,占37.5%;自己节省65人,占54.2%;朋友请客10人,占8.3%。通过这些数字分析可得出,中学生上网经费大多数来源于零花钱。中学生拿零花钱来上网,这不仅增加家庭的负担,也容易养成乱花钱的坏习惯,不利于形成勤俭节约的好习惯。显然,这对于我们的成长是不利的,父母在给零花钱时也应该坚持适度的原则。 上网时间的调查 每次上网时间:一小时以下17人,占10%;一至二小时46人,占26.74%;两小时以上40人,占23.3%;由心情而定47人,占27.3%;由钱多少定22人,占12.8%。关于是否上通宵的调查经常32人,占28.1%;偶尔42人,占36.8%;从不40人,占35.1%。一周内上网次数:上网次数1次26人,占13%;2次80人,40%;3~5次65人,占32.4%;5次以上,人数29人,占14.5%。 由上述统计的分析可得出这样的结论:中学生上网大多没有明确的时间,由心情或经费而定。有一部分学生沉迷上网,一上就是好几小时,有的甚至是通宵,如此一来,第二天又怎能正常学习呢?由于大部分时间被网络套牢,他们根本就没有时间和精力去消化、吸收新知识和完成学习任务。中学生正处于长知识长身体阶段,由于上网而导致睡眠严重不足,有的上课打瞌睡,有的整天昏昏沉沉,甚至还有人昏倒在网吧。 综上所述,当今的中学生由于缺乏正确的引导和教育,他们上网的目的纯粹是聊天、玩游戏、甚至涉黄,加上本身自制力不强,由此而引发了一系列社会问题。如有的学生由于“网恋”而学习下降,有的甚至离家出走,还有的因涉黄上瘾而走上犯罪的道路等等。这些事情的发生,使我们很有必要对中学生上网的心态加以研究和诱导,使他们能够抵制诱惑,以健康的心态去看待和对待网络,最终学会并懂得科学合理地利用网络。
新能源(new energy sources)是指传统能源之外的各种能源形式。它的各种形式大都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能(潮汐能例外)。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。
一、定义与分类
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。它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。
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。
二、常见新能源形式概述
(具体内容详见各能源形式所对应的词条)
太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。
利用太阳能的方法主要有:太阳电能池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。
太阳能可分为2种:
1.太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力。近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。
2.太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备,例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。
核能
核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要有三种形式:
A.核裂变能
所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量
B.核聚变能
由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。
C.核衰变
和衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用
核能的利用存在的主要问题:
(1)资源利用率低
(2)反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决
(3)反应堆的安全问题尚需不断监控及改进
(4)核不扩散要求的约束,即核电站反应堆中生成的钚-239受控制
(5)核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大
海洋能
海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。
波浪发电,据科学家推算,地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前,海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验,并制成了供航标灯使用的发电装置。
潮汐发电,据世界动力会议估计,到2020年,全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站,发电能力24万千瓦,已经工作了30多年。我国在浙江省建造了江厦潮汐电站,总容量达到3000千瓦。
风能
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。
风力发电,是当代人利用风能最常见的形式,自19世纪末,丹麦研制成风力发电机以来,人们认识到石油等能源会枯竭,才重视风能的发展。
1977年,联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米,每个浆叶长40米,重18吨,用玻璃钢制成。到1994年,全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右,每年发电约50亿千瓦时。
生物质能
生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
地热能
地球内部热源可来自重力分异、潮汐磨擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。
氢能
在众多新能源中,氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出,将成为21世纪的理想能源。氢能可以作飞机、汽车的燃料,可以用作推动火箭动力。
三、新能源的发展现状和趋势
部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。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。
国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。
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。
四、新能源的环境意义和能源安全战略意义
我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局,自1993年起我国成为石油净进口国,且石油进口量逐年增加,使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足,未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。
国际贸易存在着很多的不确定因素,国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定,但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给,对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度,提高我国能源、经济安全。
此外,可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。
随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到或听到,可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。
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。
早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。
新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。
1.2能源与环境
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际,世界石油资源大概所剩无几。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。
1.3国家安全
固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径,人类可以采用高技术手段获得核能源,甚至从外太空获得能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的发展极可能给已经不安的世界带来新的不稳定因素,甚至直接威胁到人类的生存环境;其次,各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发,将不可避免地引发新的争夺或争端,其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等等。目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
2.国外生物质能技术的发展状况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。
2.1沼气技术
主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水,是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前,发展中国家主要发展沼气池技术,以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池;而发达国家则主要发展厌氧技术,处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前,日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便,而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平,从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾,美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,日产26万m3沼气,用于发电、回收肥料,效益可观,预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW,今后10年内还将投资1.5亿英镑,建造更多的垃圾沼气发电厂。
2.2生物质热裂解气化
早在70年代,一些发达国家,如美国、日本、加拿大、欧共体诸国,就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发,到80年代,美国就有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发;加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究;此外,菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂,装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行:瑞典能源中心取得世界银行贷款,计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂,利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源。
2.3生物质液体燃料
另一项令人关注的技术,因为生物质液体燃料,包括乙醇、植物油等,可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,70年代中期,为了摆脱对进口石油的过度依赖,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到1991年,乙醇产量达到130亿升,在980万辆汽车中,近400万辆为纯乙醇汽车,其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年,美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程:年处理稻壳12,000吨,年发电量800万度,年产酒精2,500吨,具有明显的经济效益。
2.4其它技术
此外,生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料:泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。
3.我国的生物质能源
我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上,生物质一直是农村的主要能源之一,在国家能源构成中也占有益要地位。
3.1生物质能资源
我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15,000千焦/公斤计算,折合理论资源最为33亿标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上.
实际上,目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查,目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,约3.6亿吨标准煤,除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途:薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林,一项调查表明:我国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右,并以每年8%-10%的速度增,据估算,我国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。
3.2生物质能源和利用
我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源,极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源,但规模较小。普及程度较低,在国家,甚至农村的能源结构中占有极小的比例。
生物质直接燃烧方式不仅热效率低下,而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化,严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外,还对生态、社会和经济造成极其不利的影响:
1.在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下,必然对森林等自然资源进行不合理采伐,破坏了自然植被和生态平衡;
2.对于有机垃圾、有机废水、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用,不仅造成资源浪费,而且使其成为主要的有机污染源,除造成严重的大气和水污染之外,还排放大量的温室气体,加剧了全球温室效应;
3.同时,随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高,能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题,必须予以足够的重视,并采取有效措施着力加以解决。
事实上,大力开发和利用生物质能源,对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义,产生诸多利益;
4.减少污染,改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题,这也是大部分生物质利用的首要目标。
5.解决农村能源供应问题,提高农民生活水平。
我国农村能源供应紧张,而生物质源丰富,所以可利开展利用生物质能,可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。
6.改善能源结构,减轻对对环境的压力。我国可开发的生物资源达7亿吨,如果能充分开发,可以在我国的能源消费中占重要的地方,这对改善我国能源结构,减少我国对石化燃料的依赖,进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放,最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。
3.3市场需求
可以预计,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。主要依据:
1.目前,绝大部分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田,不仅浪费了大量的能源,而成了严重的环境污染,给社会生活和经济发展造成了一定程度的负面影响。如发生在成都双流机场和首都机场的烟尘事件。逐渐富裕起来的农民,随着生活水平的提高,迫切改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面,以生物质可燃气作为他们的生活能源,就会改善其卫生环境,提高生活质量,减轻劳动强度。
2.众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂,每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放,利用生物质气化技术将其转换成可燃气,生产出优质能源,变废为宝,可谓一举两得。
3.禽畜粪便既是极为有害大环境污染源泉又是重要的生物质能资源,随着大型畜牧场的不断建成和发展,所产生的环境污染也日趋严重。应用厌氧技术处理禽畜粪便更具有能源与环境双重意义。
4.随着我国社会经济的迅速发展,城市人口的增多和居民生活的改善,城市的垃圾处理问题便显得日益突出。我国的以北京为例,1995年,年垃圾产量均已突破400万吨,1996年北京的垃圾量则达485万吨。采用厌氧技术处理有机垃圾,不仅可获得能源,而且达到低费用治理污染的目的。
5.我国的边远地区,生物质资源丰富,多属于缺电、少电地区,可将生物质气化发电,或供热可自产自用。
6.事买上,生物质能源技术之所以具有广阔的市场前景,其优势在于开发利用生物质能源不仅可以获得取之不尽的能源,而且具有保护环境,节省资源的功能。
3.4我国生物质能技术发展现状与问题
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,国家几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用。国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目,涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例,如产用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等,取得了可观的社会效益和经济效益。同时,我国已形成一支高水平的科研队伍,包括国内有名的科研院所和大专院校:拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。
a.沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代,我国为解决农村能源短缺的问题,曾大力开发和推广户用沼气地技术,全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中,国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目,计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今,我国已建设了大中型沼气池3万多个,总容积超过137万m3,年产沼气5,500万m3,仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处,其中集中供气站583处,用户8.3万户,年均用气量431m3,主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益,对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中,应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目,分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施,现已取得预期的进展。
我国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。
b.我国的生物质气化技术近年有了长足的发展,气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等,在应用上除了传统的供热之外,最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1000户生物质气化 集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个,谷壳气化发电100多台套,气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
c.“八五”期间,我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究,主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五”期间进入中间试验阶段。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间,开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究,但技术比较落后,主要开展高压液化和热解液化方面的研究。
d.此外,在“八五”期间,我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上,属国际先进水平。
虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩,技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距,如:
a.新技术开发不力,利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上,近年逐渐重视热解气化技术的开发应用,也取得了一定突破,但其他技术开展却非常缓慢,包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等,都没有突破性的进展。
b.由于资源分散,收集手段落后,我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资,大多数工程采用简单工艺和简陋设备,设备利用率低,转换效率低下。所以,生物质能项目的投资回报率低,运行成本高,难以形成规模效益,不能发挥其应有的、重大的能源作用。
c.相对科研内容来说,投入过少,使得研究的技术含量低,多为低水平重复研究,最终未能解决一些关键技术,如:厌氧消化产气率低,设备与管理自动化程度较差;气化利用中焦油问题没有彻底解决,给长期应用带来严重问题;沼气发电与气化发电效率较低,相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统常处于维修或故障的状态,从而降低了系统运行强度和效率。
此外,在我国现实的社会经济环境中,还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用,主要表现为:
a.在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竟争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。
b.技术标准未规范,市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上,由于未有合适的技术标准和严格的技术监督,很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产,引起项目技术不过关,达不到预期目标,甚至带来安全问题,这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。
c.目前,有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性,各级政府应尽快制定出相关政策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。
d.民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。
e.政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
4.发展方向与对策
4.1发展方向
我国的生物质能资源丰富,价格便宜,而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点,我国生物质的发展既要学习国外先进经验,又要强调自己的特色,所以,今后的发展方向应朝着以下几方面:
a.进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用,为农村提供清洁的能源,改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。
b.加强生物质工业化应用,提高生物质能利用的比重,提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响,为生物质能今后的大规模应用创造条件,也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。
c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术,提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备,是未来多途径利用生物质的基础,也是今后提高生物质能作用和地位的关键。
d.同时,利用山地、荒地和沙漠,发展新的生物质能资源,研究、培育、开发速生、高产的植物品种,在目前条件允许的地区发展能源农场、林场,建立生物质能源基地,提供规模化的木质或植物油等能源资源。
4.2对策
根据上面的主要发展方向,今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展,主要取决于以下几个方面:
a.在产业化方面:加强生物质利用技术的商品化工作,制定严格的技术标准,加强技术监督和市场管理,规范市场活动,为生物质技术的推广创造良好的市场环境。
b.在工业化生产与规模化应用方面:加强生物质技术与工业生产的联系,在示范应用中解决关键的技术在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性,为大规模使用生物质创造条件。
c.在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,如焦油处理,寒冷地区的沼气技术等,又要同时开展生物质利用新技术的探索,如生物质制油,生物质制氧等先进技术的研究。
d.制定一项生物质能源国家发展计划,引进新技术、新工艺,进行示范、开发和推广,充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪,逐步以优质生物质能源产品(固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式)取代部分矿物燃料,解决我国能源短缺和环境污染等问题。
4.3优先领域
.秸秆能源利用
.有机垃圾处理及能源化
.工业有机废渣与废水处理及能源化
.生物质液体燃料
4.4重大关键技术
.高效生物质气化发电技术
.有机垃圾IGCC发电技术
.高效厌氧处理及沼气回收技术
.纤维素制取酒精技术
.生物质裂解液化技术
.能源植物培育及利用技术
5.结语
生物质能源在未来世纪将成为可持续能源重要部分。我国幅员辽阔,但化石能源资源有限,生物质资源丰富,发展生物质能源具有重要的战略意义和现实意义。采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源,开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。希望得到社会各界、各级政府、专家学者的广泛关注与支持,为我国的生物质能源事业创造有益的发展环境。
1.资源消耗总量并不一定随科技进步减少
每一种经济时代都将造就一批发达的民族和国家。原始自然经济时代,造就了四大文明古国;劳动力资源经济时代,造就了欧亚文明的发达;而现代自然资源经济时代则导致西方经济的崛起。有人认为,随着科技的进步,劳动生产率的提高,单位资源的利用率必将大大提高,对资源的消耗必将大大减少。信息技术的进步必将提高人类对知识信息的更多使用,从而减少对物质和能量资源的消耗。这些必将使得人类对资源的消耗大大减少。
真的这样吗?否也。可以说,现在人类仍然处于现代自然资源经济时代,对自然资源的大量消耗不可避免。谁占有的自然资源越多,谁开发的自然资源越多,谁的经济就越发达。虽然在未来的知识经济时代,知识的应用提高了劳动生产率和资源的利用率,但是这并不一定意味着会减少资源利用量。知识的进步增强了人们认识和改造世界的能力,也使人类开发利用资源的力度、广度、深度、速度加强了,资源消耗增加了。况且世界人口的增长,经济的发展,生活质量的提高,消费社会的兴起也使人类所耗资源日趋增长。
未来的科技进步在推动新的资源开发和利用的同时,也有可能减少资源的使用量。但是,从宏观的角度分析,我们确实不能肯定人类未来的资源消耗必将减少。
2.科技进步并不能使有限资源无限化
有人认为:在信息社会,为国家发展提供动力并决定其在国际政治中所处地位的因素,已从农业文明的农产品、工业文明的化石资源转为智力资源一一知识和掌握知识的人;从依附于土地,以土地为载体,转为以人脑为载体,以人为中心。知识和技术已成为主要资源。由此,地缘政治理论将丧失它曾在历史上的主导性地位,而让位于新的“智缘政治理论”。
智缘政治是指在信息社会中,各国视智力资源为国家实力最重要的构成要素,致力于人才的培养和争夺,通过知识的竞争来谋求其在国际关系领域的优势地位,即各国致力于科技的角逐。“因为高度发达的知识能产生新的材料、利用新的能源、使有限的资源无限化,因而各国对农作物及矿产资源的需求下降。这使得以夺取土地为目的的战争不再成为增加财富的主要手段”。
不能说他们的看法一点道理也没有。在当今,科学技术已经成为第一生产力,随着生产、技术、科学的相互作用由生产--技术--科学向科学--技术--生产的历史性转向,科技转化为生产力的周期明显缩短,成为提高劳动生产力,加速经济发展的前提条件。因此,现代国与国之间的竞争是教育、人才、科技的竞争,谁能在教育上有所振兴,在科技上有所创新,谁就能获得较快的增长速度,走上一条确实可行的强国之路。
但是,知识在产品中的贡献率日趋增大,只是意味着资源的利用率在增强,利用同样多的资源和能源能够生产出比过去多的产品,并不意味着各国对农作物及矿产资源的需求下降,并由此引发地缘政治的丧失。今天,向工业社会或者向信息社会过渡,需要采用尖端科学和保护能源的技术,这自然有助于能源的节约。但是,科学技术的应用不会“使有限的资源无限化”。目前节约资源、有利于保护环境的技术主要应用于信息领域,而信息领域需要冶金、采矿、化学等传统工业部门的产品。加之,在人类所经受的一切巨大变化中,农田、森林、水和渔业资源的退化和衰竭将是未来几十年内社会动荡的最主要根源。自然资源的减少会造成巨大的恶果,不仅使现有的许多问题存在下去,而且会产生许多新的问题。对这些问题,科学技术的发展至少无法彻底解决。
3.科技进步不能满足高消费对资源的消耗
随着科学技术的进步、经济的增长、全球化的推进,消费主义的理念在东欧和中欧、印度和中国等发展中国家得到迅速的传播和发扬,由此导致全球消费浪潮的兴起,使得全球人均资源的消耗量有增无减。在世界范围内,自从20世纪中叶至80年代末,对铜、能源、肉制品、钢材和木材的人均消费量已大约增加1倍;轿车和水泥的人均消耗量也已增加3倍;人均使用的塑料增加了4倍,人均铝消费量增加了6倍,人均飞机里程增加了33倍。人均资源消耗的增加必然导致世界范围内资源消耗总量的增加。如果全世界都学西方,学美国,则地球上的石油、天然气、煤炭储藏只够用3年、4年、1.5年,所有可再生资源将在40年内全部耗尽。这一点从世界银行环境经济学家赫尔曼?达利的研究报告中就可看出。他的研究结果表明:如果不减少那些显然是很必要的增长速率,并且允许发展中国家开始追赶,那么要控制全球污染、生态退化和动植物生息地的破坏率,工业化国家就应该立即停止他们的人均资源消费的增长,世界人口在这一时间内就应该不翻番,当前技术的环境性能在40年里应该提高20倍。
这充分说明,如果没有消费社会物质欲望的减少、技术的改变和人口的稳定,人类就不能拯救地球。虽然科技的进步可以延缓不可再生资源的使用年限,可以寻找到替代原有资源的新资源,可以增加可再生资源的数量,但是不能改变人类对资源需求量的日益增长,不能改变人类对资源的日益强烈的需求渴望。科技的进步所减少的资源消耗量远远不能弥补人类出于物欲对资源需求的增加量。地球承担不起消费社会的消费。
4.科技进步不能解决由其他问题引起的环境资5g问题
产生环境问题的原因集中起来有人口、政治、经济、文化伦理、科学技术四种。由非科技因素引起的环境问题可以由科技进步来解决。但是,单纯依靠科技进步是不能完全解决由其他因素引起的环境问题的。在此以人口为例,对这一问题加以分析。
人类可以找到一些资源的替代品,从而在一定程度上缓解资源危机。例如对于能源的减少、石油的短缺,我们可以利用能源保护和建造更有效的机械设备去提高资源的利用率,也可以找出可替换、可更新的能源去弥补。但是,只要世界人口继续以指数增长,那么,单靠技术进步并不能解决资源问题。
我们前瞻性地探讨一下氢能源的利用情况。假定在不远的将来,热核聚变研究取得了突破性的进展,以至于重氢能够被用作产生原子能的燃料,那么,如果世界人口保持不变,并且以现在的强度消耗能源,海水中的重氢将提供人类使用100万年。有人甚至给出了更大的数值。但是,如果世界人口以每年1%(现在1.33%)的速率增长,即使每个人所消耗的能源与以前一样多,那么,上述100万年燃料的储存也将在920年内用完。
从100万年到920年,表明了人口指数增长对能源使用年限的巨大影响,尽管1%看起来不是一个大数字,但是,按照人口指数增长公式,它意味着每79年人口将翻一番。这样经过920年的翻番,人口的数字是巨大的。
有人会说,你这里没有考虑提高能源的使用效率。依靠科技进步,人类完全有可能使得每一个人消耗的能量只有以前的一半。这难道不会大大延长能源的使用时间?真的不会?通过计算可以回答。假定人口仍然以不变的速率增长,我们所能做的只是降低能源的消耗,在经过一个类似的计算后,得到了一个令人失望的结果:海水中的重氢只能使用990年。
990年只比920年多70年。效果不明显,说起来不太令人相信。但是,情况确实如此。这一结论可以普遍化。假定人口以n年翻一番的指数增长,即使每个成员削减一半资源的消耗量,那么资源的使用寿命也将仅仅延续n年。
这表明单纯的技术进步对于解决能源危机效果不大。只要人口以指数形式增长,那么,资源的永恒以及人类价值的永恒之塔将会倒塌。
说到这里,有人会说你这里只是举了核能的例子,可利用的替代能源、可更新能源很多,如太阳能、海洋能、生物质能等,对这些新能源的开发应用,肯定能够将人类从能源危机中解放出来。答案并非如此。经过类似的计算将会发现,如果不减少人口的增长率,那么,其他能源的开发利用也只能满足人类使用有限的年头。
人口数量呈指数增长,控制人口将是一个比技术进步对解决能源问题更有效的方法,更先进的技术并不能解决所有问题。这也表明:由其它因素如人口、政治经济、文化价值观念等产生的环境问题不能用科技完全解决。
因此,最有效的解决方式是减少人口增长率。假定我们将人口增长率从1%减少到0.5%,并且假定每个人口的能源消耗保持不变,那么海水中的重氢的使用寿命从920年增加到1700年。1700年是一个不小的数字,但是,在人类的历史长河中,也仅仅只是一个小片断。我们已经经历了6000年有文字记载的文明史,我们还想拥有更长的人类发展史。要达到这样的目的,还需要我们做很多的工作。
5.科技应用会产生新的环境问题
从以往的历史看,科技应用产生了环境问题。从现在和未来的一段时间看,科技的应用肯定还会产生新的环境问题。其理由是:从科技开发和利用的目的看,它主要地是为经济服务的,而不是为生态环境服务,这必然导致科技发展应用的经济合理性和保护生态的不合理性。除此之外,为了解决这些问题以及保证科技未来的应用尽可能少地产生环境问题,人们发展了环境科技。但是,环境科技的发展和应用只是科技发展和应用的一个方面。它不可能涵盖以及超前于科技的发展和应用,它本身也不可能完全解决由科技引起的环境问题。这一切必将形成一个产生环境问题,解决环境问题,再产生环境问题,再解决环境问题……这样一个永无止境的过程。
6.科技应用对环境影响的延迟效应
所谓延迟效应,“就是事物的产生与其影响显露之间总会间隔一段时间”。这种现象广泛存在于科技应用对自然的破坏上。如DDT是于1874年合成的,1939年发现它具有杀虫特性,1942年投入生产使用。在使用的很长一段时间里,它对环境和人类的影响没有表现出来。直到20世纪50年代,人们才发现它对环境和人类会产生危害。当DDT被喷洒到田地中间,其中一部分蒸发,随空气落回土地或海洋中。一部分DDT被浮游生物吸收,浮游生物又被鱼吃下去,这些鱼又被人吃下去。在这过程的每一步,DDT毒性都因为吸取过程而降低,因而对人造成的伤害也不大。但影响较小并不等于没有。如果DDT在人体内不断聚集,毒性就会日益明显,就会严重损害人的内脏系统。
这种延迟效应一方面不可能使人在科技应用的短时间内就意识到它的环境危害,增加了人们认识科技应用所产生的环境负效应的难度;另一方面也增加了在意识到这种危害时采取各种措施控制环境破坏的难度。如影响臭氧层的氯氟烃从20世纪40年代一直被广泛地使用着,1974年关于臭氧层遭受它的破坏的论文才发表,也使人们对它的危害第一次得到认识。过了13年,蒙特利尔协议才签订。从协议到伦敦的加强执行又过了13年。至于把氯从平流层中完全除去还需要一个世纪。这表明科技产生环境问题的复杂性和环境问题解决的长期性、艰巨性。
7.环境科技应用的成本增加
科技能否解决环境问题还与科技改造自然和保护自然的成本有关。虽然随着科技的进步,科技应用于自然、获得自然资源和生产新产品的成本在逐渐减少,但是,由于“某种技术的利益越是强大和深远,那么它失败和误用后的附带效应很可能越严重。某种技术可从无序中产生的结构越多,那么它的产物离热平衡就越远,要去逆转相应的过程就越困难”。而且,随着对不可再生资源的开发利用,存在于自然中的一些资源如金属矿石的含量就要减少,从而导致从矿藏中提炼金属所需的能量随着金属含量的下降而急剧增加。而开采这一矿物所产生的废物量急剧增加。
在这种情况下,生产同样多的产品需要更多的能源和产生更多的废弃物。而且,对于废弃物的处理,随着环境标准的提高,对废弃物的处理成本越来越大。发达国家废弃物处理的实践比较充分地说明了这一点。
这里可能有人要问:环境标准的提高不是无限的,因此,对废弃物的处理成本就不是无限增长的。这一观点有一定道理。对于有些污染物,情况确实是这样。但是,随着人们生活水平的提高,污染总量的加大,对环境标准的要求将会越来越严格,从而也使治污成本上升得很快。况且,从污染物的总量看,有时是需要对污染物进行彻底清除的。如对于一个城市的大气质量,应该有一个相对确定的有利于人类和生态的标准。它对该城市中的人类活动排放到大气中的污染物的总量有一个限定。如对于汽车尾气的排放,当汽车的数量增加一倍时,就必须把每辆汽车排放的污染物减少一半才能保持以前的空气标准;如果汽车数量翻两番,那么,就要减少75%的污染;而如果要翻三番,则需要减少87.5%的污染。而这时的减少污染的成本就非常高了。这也是科技进步不能完全解决环境问题的一个重要原因。
8.科技应用受到其它因素限制
科技在解决环境问题的过程中仅仅是工具,它们能否应用于环境保护,怎样应用于环境保护,是由社会的政治、经济、文化价值观念决定的。有什么样的政治、经济、文化价值观念,人们就会开发出什么样的科技,或将已经开发出来的科技用于什么样的目的。从这一角度看,如果人类仍然抱着征服自然的态度,在一个有限的星球上作无限的物理扩张,就必将导致生态环境危机。相反,如果人类让科技服务于可行的并且可持续的目标,则科技又可帮助人类建立一个可持续发展的社会。不过,在市场经济条件下,生产的内在逻辑是追求利润最大化,经济人对“个人利益最大化”的追求使得他开发采用能给他带来更大剩余价值的技术,否则该项技术非常有利于环保而不能给他带来更多的剩余价值,他也不会开发并且应用。既然如此,最好的技术应是既能带来更高的剩余价值也能带来更好的环保效果的技术。它应用于生产既可实现社会生产的经济合理性,也可实现社会生产的”生态合理性”,达到两全其美。不过,在现实中,可持续技术并不是依据市场经济逻辑开发的,往往在经济上并没有优势,不会被产品生产者所采纳。因此有必要考察市场经济体制下采取什么方法,迫使企业采用可持续技术作为生产手段。
不仅如此,环境伦理对科学技术的发展起着选择和限制规范的作用,推动科学技术朝向有利于“人——自然”关系协调、持续、稳定发展的方向迈进。科学技术是多种多样的,对此必须进行价值选择。对于那些对环境有巨大的破坏性作用,阻碍了人与自然协调进化的科技系统,即使其经济效益再好,也应加以禁止;对于那些对环境造成的危害在环境的容量之内,又产生了一定经济效益的科学技术可以发展;对于那些既能产生较好的生态效益又能产生较好的经济效益的科学技术应该大力发展;对于那些科研成果尚未完全成熟或其科研成果在实际应用过程中出现的问题不清楚,而且一旦出现问题其环境风险又比较大时,科学家以及公众的道德良心将会促使他们采取措施,暂停此科技项目的研究以及禁止它的使用。
上面的论述表明,科技解决环境问题是有限的,科技应用于环境保护还需要有政治经济制度和文化价值观念的保证。“尽管科学家和技术员的工作对于解决最紧迫的环境问题是必不可少的。但是,难题自身是社会实践的结果,它们是典型的社会问题,其根置于文化倾向的长期的稳定的发祥地上。因此,如果我们不将对它们特性的科学分析,对它们的社会、文化、行为起源的适当理解以及用于解决它们的制度结构结合起来,那么,环境问题的解决注定是很难的”。
第一,促进人与自然和谐共生。发展,说到底是为了社会的全面进步和人民生活水平不断提高,强调经济增长不等于经济发展,经济发展不单纯是速度的发展,经济的发展不代表着全面的发展,更不能以牺牲生态环境为代价。
以人为本,其中很重要的一条,就是不能在发展过程中摧残人自身生存的环境。因而我们应该摒弃忽视自然的“人类中心主义”的发展观,人类改造和利用自然必须遵循自然规律,尊重自然,顺应自然,保护自然。
因而要合理利用自然,优化空间结构,划定农业空间和生态空间保护红线,构建科学合理的城市化格局、农业发展格局、生态安全格局、自然岸线格局。培养公民环境意识,倡导绿色消费。
第二,加快建设主体功能区。按照主体功能区的定位优化国土空间开发格局,发挥主体功能区作为国土空间开发保护基础制度的作用。以主体功能区规划为基础统筹各类空间性规划,推进“多规合一”。
实行分类管理的区域政策和对不同主体功能区各有侧重的绩效评价。国土是生态文明建设的空间载体,是我们赖以生存和发展的家园。优化国土空间的开发格局是实现生产空间的集约高效、生活空间的宜居适度、生态空间的山清水秀的前提和基础。
一要加快构建科学合理的城市化格局、农业发展格局、生态安全格局。二要实行分类管理的区域政策和各有侧重的绩效评价。三要根据陆地国土与海洋国土空间的统一性,以及海洋系统的相对独立性进行开发,促进陆地国土空间与海洋国土空间协调开发。
第三,推动低碳循环发展。循环发展与低碳发展都是为了协调人与自然的关系,促进社会经济与生态环境的良性互动,实现可持续发展。因此,建设社会主义生态文明,重点就要落实到低碳发展与循环发展,转变生产方式,调整产业结构,实现生产方式绿色化。
在“十三五”期间,推进能源利用方式的转变,提高非化石能源比重就成为发展低碳经济的必由之路。要加快发展风能、太阳能、生物质能、水能、地热能,安全高效发展核电。加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。
第四,全面节约和高效利用资源。坚持节约优先,大力发展循环经济。强化约束性指标管理,实行能源和水资源消耗、建设用地等总量和强度双控行动。在全社会推动节能行动计划。节约下来的能源是最绿色的能源,当下不能拘泥于传统的节能减排方式。
通过技术改造,把有限的资源吃干榨净;通过管理创新,提高已开发资源的使用效率。
第五,加大环境治理力度。以提高环境质量为核心,实行最严格的环境保护制度,形成政府、企业、公众共治的环境治理体系。坚持预防为主、综合治理,以解决损害群众健康突出环境问题为重点,强化水、大气、土壤等污染防治。
第六,筑牢生态安全屏障。树立山水林田湖是一个生命共同体的理念,全面提升森林、河湖、湿地、草原、海洋等自然生态系统稳定性和生态服务功能。坚持保护优先、自然恢复为主,实施生态保护和修复工程,保护生物多样性。
生态保护要有“底线思维”。党的十八届三中全会曾明确提出要建立生态红线。生态红线,就是国家生态安全的底线和生命线,这个红线不能突破,一旦突破必将危及生态安全、人民生产生活和国家可持续发展。
我国的生态环境问题已经到了很严重的程度,非采取最严厉的措施不可,不然不仅生态环境恶化的总态势很难从根本上得到扭转,而且我们设想的其他生态环境发展目标也难以实现。
扩展资料:
协调人与自然的关系的意义:
人与自然是共存、共生、共荣的关系。我们必须尊重自然,正确对待和处理人与自然的关系,善待、保护自然,就是关爱、保护人类自己,伤害自然必定伤害人类,破坏自然就是毁灭人类自己。建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。
党的十八大明确提出,要大力推进生态文明建设,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。
生态文明观的树立,意味着必须转变传统的生产、生活方式,实行生态化的生产和生活方式。生产方式必须向“原料和能源低投入、产品高产出、环境低污染”转变,发展循环经济,最大限度地减少对资源的消耗和对环境的污染。
生活方式必须向以“绿色、自然、和谐和健康”为宗旨的生态消费方式转变,在满足人类基本生存需求的基础上,排斥过度的物质消费,倡导资源循环再利用,从而抑制人类对自然的过度索取,保护自然资源,减少对环境的污染。
参考资料来源:中国共产党新闻网-坚持绿色发展 促进人与自然和谐
参考资料来源:人民网-善待地球,实现人与自然和谐发展
特点:我国古代先民开发利用了生物质能、矿物能、自然能和畜力能四大类能源,而生物质能源由于易于获取和利用等特点,是先民最早着力开发利用的能源,在古代的能源结构中一直占有主体地位。在长期的生产、生活实践中,先民开发利用了丰富的生物质能源,包括木本植物、草本植物、木炭、竹炭、生物油脂、动物粪便、蜂蜡、虫白蜡、酒等,这些不同种类的生物质能源构成了较为完整的能源体系,形成了专门的能源基地,呈现出显著的地域特征。
原因:
能源是整个社会发展和经济增长最基本的驱动力是人类赖以生存和发展的基础。从人类开始使用火就开始了真正意义上能源利用的历史。生物质能作为提供光能、热能的载能体资源,由于种类繁多、数量庞大、俯拾皆是的普遍性、易取性、可再生性和使用方便等特点,是古代先民使用最早、最普遍的能源,也一直是古代社会最重要的生产、生活用能。
传统生物质能是指以低效炉灶等工具,通过直接燃烧等传统技术利用的生物质能。其优点是容易燃烧、污染少、灰分低等;缺点是热值及热效率低,且体积大、不易运输和大量储藏。我国古代先民开发利用了草本植物、木本植物、木炭、竹炭、生物油脂、动物粪便、蜡、酒等多种生物质能源资源,主要通过原始、简单的直接燃烧等形式获取所需的光能或热能,用于炊事、取暖、照明、医疗、手工业生产、军事活动(如火攻、烽火信号传递)等社会生活、生产领域。
旧能源新效率无热引擎出新路:索罗斯投资(投机)新能源的另解
发动机效率趋向100%的旧燃料新能源
氢能、风能、太阳能、海洋能、生物质能和核聚变能……新能源的方式,只是能量利用多步骤中前移的一环。而被忽视,潜力巨大的发动机或做功原理、观念的革新更是未来能源开发的第一大方向!
现在的能量利用效率不高,浪费惊人。经典的热机做功方式,能量做功的有用效率只有25%(1/4),最高也就1/3(33.3%).而100%能量中的75%(3/4)、或66.67%(2/3)都作为无用的热浪费掉了。另有意外,“班克斯热机”是利用记忆合金制成的不要燃料,不耗电力的高效发动机。
热机做功的原理是燃料产热=微观粒子的无序运动。这个热运动,平均说三维空间上每个方向的能量各占1/3,而热机做有用功的也就三维方向中的一个方向维度。其他二维方向上的能量只好作为废热浪费掉!
几十年前已经开始冷落的“绝热发动机”没有象“古典热机原理”预测的那样提升发动机的效率。证明古典热力学机理模型有了问题!而且是大问题!热机出口温度与入口温度的比不是决定发动机效率的关键因素!
“绝热”显然已经不是提高热机效率的好创意。原因何在?源自“新热力学发动机原理”!“无热发动机”。当热已经产生,无序运动已经出笼,魔兽就控制不住了!引擎的效率被这1/3或1/4极限桎梏住了。陶瓷“绝热”只是没有诊断对的“错方”,用错药就是必然。
当旧能源(包括新能源)没有产热,新引擎100%做功才会成为可能!也就是旧、新能源微观做有序的一维的运动,发动机的效率才能回归100%,浪费的2/3或3/4能源才可引尔能发,不向或少向环境排泄废热,污染环境,节约大自然的资源!
充分利用好旧能源,为新能源的完美浮出打好前站,做好基础!
节能
节能的中心思想是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的措施,来更有效地利用能源资源。为了达到这一目的,需要从能源资源的开发到终端利用,更好地进行科学管理和技术改造,以达到高的能源利用效率和降低单位产品的能源消费。由于常规能源资源有限,而世界能源的总消费量则随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高越来越大,世界各国十分重视节能技术的研究(特别是节约常规能源中的煤、石油和天然气,因为这些还是宝贵的化工原料;尤其是石油,它的世界贮量相对很少),千方百计地寻求代用能源,开发利用新能源。
能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。
随着我国城镇化进程的不断推进,能源需求持续增长,能源供需矛盾也越来越突出,迫在眉睫的问题是,中国究竟该寻求一条怎样的能源可持续发展之路?业内官员和学者认为,为了实现能源的可持续发展,中国一方面必须“开源”,即开发核电、风电等新能源和可再生能源,另一方面还要“节流”,即调整能源结构,大力实施节能减排。
开发新能源和可再生能源是能源可持续发展的应有之义。我国的能源供应结构里,煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分,新能源和可再生能源开发不足,这不仅造成环境污染等一系列问题,也严重制约能源发展,必须下大力气加快发展新能源和可再生能源,优化能源结构,增强能源供给能力,缓解压力。
我国的核电装机容量不到发电装机容量的2%,远低于世界17%的平均水平,应当采取有效的措施,解决技术路线、投资体制、燃料保障等问题,使我国核电发展的步子迈得更大一些。同时,我国的风电资源量在10亿千瓦左右,目前仅开发几百万千瓦,应当对风电发展进行正确引导,促进用电健康可持续发展。
走能源可持续发展之路,从大的能源结构来讲,还是要加快发展核电。最近一两年,从中央到国务院,都坚定了加快发展核电的信心,今年以来核电的工作力度也在加大。在今后一个时期,在优化能源结构方面,核电的比重、速度要保持相对快速的增长,规模要在短期内有比较大的提升。不光是沿海,还要逐步向中部地区发展。
节能减排是能源可持续发展的必由之路。侯云春表示,我国能源需求结构不合理突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重,缓解能源供需矛盾问题,从根本上就是大力节约和合理使用,提高其利用效率,严格控制钢铁、有色、化工、电力等高耗能产业发展,进一步淘汰落后的生产能力。同时,还要大力发展循环经济、积极开展清洁生产,全面推进管理节能,大力推广节能市场机制,促进节能发展,广泛开展全民节能活动。
能源危机
由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭,同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。
根据经济学家和科学家的普遍估计,到本世纪中叶,也即2050年左右,石油资源将会开采殆尽,其价格升到很高,不适于大众化普及应用的时候,如果新的能源体系尚未建立,能源危机将席卷全球,尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态,莫过于工业大幅度萎缩,或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。
为了避免上述窘境,目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能(包括潮汐能和波浪能)等可再生新能源,或者将注意力转向海底可燃冰(水合天然气)等新的化石能源。同时,氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代品,也受到了广泛关注。目前国内外热情研究的氢燃料电池电动汽车,就是此类能源中介应用的典型代表。
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。1913年,英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时,时任海军上将的邱吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。伴随着人类社会对能源需求的增加,能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。两次世界大战中,能源跃升为影响战争结局、决定国家命运的重要因素。法国总理克莱蒙梭曾说,“一滴石油相当于我们战士的一滴鲜血”。可见,能源安全的重要性在那时便已得到国际社会普遍认可。20世纪70年代爆发的两次石油危机使能源安全的内涵得到极大拓展,特别是1974年成立的国际能源署正式提出了以稳定石油供应和价格为中心的能源安全概念,西方国家也据此制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、两个世纪(如煤)人类生存的需求。
今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一、两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
当前世界所面临的能源安全问题呈现出与历次石油危机明显不同的新特点和新变化,它不仅仅是能源供应安全问题,而是包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题在内的综合性风险与威胁。
作为世界上最大的发展中国家,中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯,居世界第三位;基本能源消费占世界总消费量的l/10,仅次于美国,居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家,发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点,日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来,中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起,中国由能源净出口国变成净进口国,能源总消费已大于总供给,能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口,其中,石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。
就可预见的未来来看,汽车不会大量减少的,但是石油危机的确会对汽车业有一定的影响,比如开发新型汽车(像混合动力、燃料电池、氢动力、太阳能等)以减轻对石油的依赖,减少一些不必要的汽车使用(主要是指私家车)以节约燃料等,但是总的来看不用担心汽车减少这个问题。
启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路。中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系。为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
趋势
新能源发展现状和趋势
部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展,并在世界各地形成了一定的规模。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。
国际能源署(IEA)对2000~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%,其中生物质能将占其中的80%。
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。
早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。
新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。
随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到或听到,可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。
1;引进ETS制粒新技术、降低制粒成本
ETS(EcoTre System)是意大利研制开发的新型木质颗粒制粒生产系统,原理见图3。它对原料的湿度适应性强,湿度为10%~35%时就可以成粒,所以大部分原料不需要干燥即可直接用于制粒;成粒以后的升温只有10℃~15℃,压制出来的颗粒温度一般只有55℃~60℃,无须冷却即可直接进行包装,通常可以去掉干燥和冷却2道工序,如图4所示。这种制粒方法能耗很低(比传统的工艺方法减少60%~70%的能量消耗),而且机器磨损也大大减小,总成本降低很多。对于不同的原料,ETS系统在整个生产制粒过程的单位能量消耗为25~60kWh/t、生产成本为68~128美元/t,而传统工艺的单位能耗为80~180kWh/t,可见,ETS生产效率显著提高。
据调查,中国农村自制土灶的热效率最高为20%~25%,即使经过改造,节柴灶的热效率也仅为38%~40%。经测算,ETS制粒过程仅消耗其本身所含能量的1%左右,生物质能颗粒燃烧器(包括炉、灶等)的热效率为87%~89%,因此按保守的估计,使用专用燃烧器燃用生物质颗粒产品可提高热效率47%左右。
木质颗粒在美国市场的小包装零售价格为170美元/t,大包装价格约为135美元/t;在瑞典的交货价格为150美元/t;散装的木质颗粒在阿姆斯特丹的离岸价为80美元/t。如果中国引进ETS技术生产木质颗粒,产品的生产成本比国外要低很多。经测算,批量生产成本为240元/t左右,零售价格为320元人民币/t(39美元/t),这样的价格在国际市场上的竞争力是毋庸置疑的,在国内可与煤炭价格相抗衡。因此,在中国引进EST制粒技术是经济的、可行的。
2;加强生物质能源利用的宣传力度
发展生物质能源具有良好的生态效益和社会效益。法国政府认为,发展生物质能源,不仅可以保护环境,缓和气候变化,还能促进农业的可持续发展;使用生物质能源替代石油、煤炭等传统能源,每年可减少原油进口量1,100万t,相当于省下了25亿到30亿欧元,减排CO2 1,600万t。
美国的实践表明,生物质能源发电的劳动密集程度比传统发电方式高。将于2005年实施的法国生物质能源发展规划,可为法国全境创造和提供3万个就业岗位。中国劳动力成本低,发展生物质能源比发达国家更具竞争力,将为成千上万的人创造就业机会。有数据表明,中国每100亿元人民币产值的生物质能源工业可提供100多万个就业岗位。中国现有森林年均净耗量34,395万m3,其中薪材占29.8%,为10250万m3 ;,如果将这些薪材制成木质颗粒用来发电(发电效率按30%计),每年可发电1,230亿kWh,每年可创产值369亿元,增加369万个工作岗位。
3;国家制定相应的配套政策
生物质燃料的推广必须要国家的支持,国家应通过制定能源税、环境保护税等政策来促进生物质能源的发展,使环保意识及可持续发展意识深入人心。