能源开发利用对环境的影响有哪些?
能源为经济发展、提高人类生活质量、改造整个环境作出了积极的贡献,但一些落后的不尽合理的能源开发利用方式给环境带来的破坏也十分严重,其危害程度因能源类别和开发利用方式的不同而差异甚大。
1.煤
煤的开采会导致地面下沉(地下开采)和地表破坏(露天开采),污染和破坏地下蓄水层,产生粉煤灰等大量固体废弃物,侵占土地。煤炭运输过程中还不可避免地排放粉尘,污染当地大气。最严重的是煤炭燃烧所致的大气污染,无论是发电用煤还是工业终端用煤,都将向大气中排放二氧化碳、二氧化硫和烟尘等有害物质。煤炭燃烧是温室气体二氧化碳的最大来源。按单位有效能所排放的大气污染物计算,煤炭是对环境危害最严重的化石燃料。
2.石油和天然气
石油和天然气的开采对环境的影响与开采方式有关。陆上油气开采会导致土地破坏、地下水污染,海上油气开采会影响渔业和海洋生物环境,两者都会排放液态和固态废物。石油在生产、储存、运输过程中如果发生泄漏,将会对环境造成较大的影响。石油和天然气也同属化石矿物燃料,燃烧时都会向大气中排放碳,但因不同矿物燃料的含碳量不同,燃用同量的煤、石油和天然气,各自排放的二氧化碳量也不同,燃石油较燃煤少30%,燃天然气则较燃煤少50%,故燃天然气相对比较清洁。
3.水电
水电是一种洁净的二次能源,但在大型水电工程的建设过程中,仍会对环境产生影响。修建水库会淹没大片土地,吞没森林,损害动植物物种,需要大规模安置移民。大坝会扰乱河流的自然流量,造成河床破坏,伤害水中生态系统,干扰鱼类和其他水生动物的产卵和迁徙方式,也将引起湿度变化和降雨等气候变化。
4.生物质能
生物质燃料是一种传统能源,也是许多国家农村的主要能源。生物质燃烧会产生大量烟尘,造成区域性大气污染;过度消耗薪柴,会使植被遭到破坏,加剧森林的退化,加大“温室效应”的压力。大量使用秸秆和畜粪代替薪柴,会导致秸秆不能还田,使土壤有机质减少,肥力降低,生态环境恶化。
5.核能
核能对环境的影响具有很大的不确定性,铀矿的开采与加工、燃料循环与发电、核废料与废弃核电站的处置,其中每一个环节都有可能向周围环境泄漏有毒或放射性物质。尽管核事故发生的概率很低,核能的安全性不比其他能源差,与化石燃料相比,对环境的损害也较小,但公众对核安全的忧虑仍是核能发展的一大障碍,所以评估核能对环境的影响是比较困难的。
6.太阳能、风能、地热和潮汐能
太阳能、风能、地热和潮汐能都是可再生能源,对环境影响较小。地热对环境的不利影响包括排放二氧化碳等气体、污染地下水、废弃地热井的地面塌陷等;太阳能的大规模利用需占用大片土地;潮汐电站的设计中要考虑海洋鱼类的生态环境问题。但这些新能源同属清洁能源,它们的大量开发利用,有利于改善环境状况。
综上所述,矿物能源传统的开发利用方式需要付出巨大的环境代价,对温室效应贡献突出,其中尤以燃煤带来的危害最大。积极寻求各种替代矿物燃料的清洁能源,如发展水电、核电及各类新能源,以改善能源结构,减轻环境污染,势在必行。鉴于矿物燃料在近期内仍将作为能源结构中的重要组成部分,不断研究应用矿物燃料,开发利用更为合理的新技术,以缓解环境危机是十分必要的。
能源的使用对环境的影响:
1、煤炭的开发利用对环境的不利影响。
煤炭消费过程中产生大量二氧化硫、二氧化碳、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。煤炭消费过程也排放温室气体,造成全球性环境问题。煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏, 威胁生物栖息环境。主要包括对地表的破坏、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。
2、石油和天然气勘探开采和加工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、处理人工注水产生的污水的排放;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、油轮事故和战争破坏等原因泄入海洋,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;等等。
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,尤其是风景区;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;泄洪道变流装置的安装造成对鱼类等水生生物的破坏,截流阻断鱼类洄游等;会改变河流水深、水温、流速及库区小气候,对库区水生和陆生生物产生不利影响;可能会诱发地震;小水电站还会向生物圈排放一些温室气体(特别是由于水库中生物质的腐烂而产生的甲烷);等等。
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。但它毕竟对人体有害,故仍须予以充分注意。
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。如风能开发中,风机会产生噪声和电磁干扰,并对景观和鸟类产生负面影响等。太阳能开发也会产生不利环境影响,主要是占用土地、影响景观等。此外,制造光伏电池需要高纯度硅,属能源密集产品,本身需要消耗大量能源。含镉光伏电池(CdTe, CIGS)的有毒物质排放虽然在安全范围之内,但公众仍担心对健康的危害。生物质能利用对环境的不利影响,主要是占用大量土地,可能导致土壤养分损失和侵蚀,生物多样性减少,以及用水量增加。用汽车运输生物质会排放污染物。另外,农村居民使用薪柴和秸杆等生物质能作炊事和供热燃料的传统利用方式引起的室内空气污染,对居民健康产生严重危害。地热资源开发利用的环境影响主要是地热水直接排放造成地表水热污染;含有害元素或盐分较高的地热水污染水源和土壤;地热水中的CO2 和H2 S等有害气体排放到大气中;地热水超采造成地面沉降等。海洋能是洁净的能源,对环境不会产生大的不利影响。但潮汐电站会对海岸线生态环境带来一定影响;波浪能发电装置能起到使海洋平静的消波作用,有利于船舶安全抛锚和减缓海岸受海浪冲刷,但波浪能发电装置给许多水生物提供了栖息场所,促使其繁殖生长,可能会堵塞发电装置;海洋温差发电装置的热交换器采用氨作工质,氨可能会污染海洋环境;建在河口的盐差能发电装置,还要解决河水中的沉淀物和保护海洋生物的问题。
可再生能源的优点
可再生能源的优点,大家都知道所谓可再生能源就是指可以二次利用的能源中国新能源产业规模上升到新的台阶中国新能源产业结构也不断优化升级。接下来我给大家分享可再生能源的优点。
可再生能源的优点11、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本方向。
2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石 能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保, 开发利用过程不增加温室气体排放。
3、开发利用可再生能源是建设****新农村的重要措施。农村是目前我国经济和社会发展*薄弱的地区,能源基础设施落后,全国还有约 1150 万人没有电力供应,许多农村生活能源仍主要依靠秸秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。
4、开发利用可再生能源是**新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。
可再生能源的优点21、可再生能源的.资源量大于常规能源, 常规能源一般指化石能源煤炭、石油、 天然气等)其储量是有限的。可再生能源 如太阳能,它的资源对有限的人类发展阶 段可以说是无限的,地球上一年中接收到 的太阳能高达8*10↑18kWh,可见其量的 巨大。风能、生物质能、海洋能等其他可 再生能源都是太阳能的副产物,所以说“ 万物生长靠太阳”是非常好的比如。
2、清洁,非常低的污染,不能说无污染 的原因在于,大规模利用可再生能源以后 ,对环境的影响有些还未表现出来,如盐 城地区,大规模风电场的出现,对于候鸟 就可能产生影响。但是,总的来说目前没 有发现明显的污染加大的现实。
3、可循环使用,这是确定的,这是由于 可再生能源本身的定义所确定的
4、目前的开发成本仍然较高,这主要是 因为,可再生能源的能量密度大多数比较 低,例如,太阳能每平方米的理论功率只 有1kW左右,生物质能的单位重量的发热 量只有煤的一半不到秸秆的发热值约为 3000大卡/公斤)等,对于低的能量密度 ,要形成规模化效应,只有规模化应用, 即遍地开花的应用才能达到。由于可再生 能源的能量密度低,它们的开发成本低
可再生能源的优点3可再生资源的优点
一、太阳能优点:
1、普遍:到处都有,可直接开发和利用,且无须开采和运输;
2、无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁能源之一;
3、巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤;
4、长久:太阳的能量是用之不竭的。
二、风能优点:
风能为洁净的能量来源。风力发电机风能设施日趋进步,大量生产降低成本,在适当地点,风力发电成本已低于发电机。风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源,很环保。
三、生物质能优点:
1、提供低硫燃料;
2、提供连接能源;
3、讲有机物转化成燃料可减少环境公害;
4、与其他非传统性能源相比较,技术上的难题较少。
1)资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用;比如,陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用,预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW,而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。
2)能量密度低,开发利用需要较大空间;
3)不含碳或含碳量很少,对环境影响小;
4)分布广,有利于小规模分散利用;
5)间断式供应,波动性大,对持续供能不利;
6)除水电外,可再生能源的开发利用成本较化石能源高。
新能源以及环保行业。同时,中国将超过欧洲,成为世界最大的可替代能源增长市场。在此背景下,新能源行业应该抓住这次契机,积极发展风电、太阳能等,提高新能源的比重。
转化成其它能速度快.利用价值高,用之不竭,污染极小.缺点
费用昂贵.
风能
用之不竭,成本低,污染极小
缺点
涡轮噪音大受地域限制
水能
对水和空气污染小
缺点
受地域限制水坝会影响生态环境
地热能
用之不竭,没有污染
缺点
受地域限制
新能源的开发和利用对人类的影响减少了废气的排放,减缓了地球温室的作用,洁净了空气,可再生、无污染环境。
一、新能源
新能源( NE):又称非常规能源。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。
新能源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。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等。
新能源还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源,称为常规能源。
随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。
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。
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,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识。
新能源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,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。
·太阳能
·地热能
·水能
·风能
·生物质能
·潮汐能
所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。
木材
柴是最早使用的能源,透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要,它让人们在寒冷的环境下仍可生存。
动物牵动
传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。
生物质燃料
此种燃料原为可再生能源,如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物,就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用,残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。
水力
磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国这样满是河流的国家。此外,中国有很长的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。
风力
人类已经使用了风力几百年了。
太阳能
太阳直接提供了能源给人类已经很久了,但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。
潮汐能
潮汐发电利用潮水涨落,世界已有电站容量16GW。
从地球蕴藏的能源数量来看,自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言,太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量,大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过,由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力,科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源,可以利用的仅占微乎其微的比例,因而,继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化,逼迫使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展,依仗能源的可持续供给,这就必须研究开发新能源和可再生能源。
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时(3.78×1024J),相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计,可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽,用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能,降低开发和转化的成本,是新能源开发中面临的重要问题。
风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量,用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦,列世界第三位,有广阔的开发前景。风能是一种自然能源,由于风的方向及大小都变幻不定,因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。
对于核电站,人们有许多误解,其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变,核燃料是铀、钚等元素,核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质,例如钍,本身并非核燃料,但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。
近年来,许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种优惠政策的鼓励下,全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮,尤其是近年来,由于全国性缺电严重,民企投资小水电如雨后春笋,悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的,2003年开始,特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年,根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划,中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。
氢是一种二次能源,一种理想的新的含能体能源,在人类生存的地球上,虽然氢是最丰富的元素,但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水,其次就是各种矿物燃料(煤、石油、天然气)及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料,还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢,如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等;化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电,其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善,氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。
地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库,仅地下10千米厚的一层,储热量就达1.05×1026焦耳,相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力,新技术业已成熟,并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面,未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的,不受天气状况的影响,既可作为基本负荷能使用,也可根据需要提供使用。
海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富,分布广,清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年,法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气,推动风力发动机组发电的装置,把1千瓦的电力送到岸上,开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。
此外,还有生物质能,是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量,目前发展中的开发利用技术主要是,通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等,通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等,通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。
众所周知,可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,是取之不尽,用之不竭的能源,对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。在近日举行的第二届清华大学“碳中和经济”论坛上,国家能源局新能源与可再生能源司司长李创军表示,可再生能源已成为新一轮能源革命和科技产业革命的主战场,发展可再生能源是减排不减生产力的重要支柱。
如此说来,我国大力实施可再生能源替代行动,这可能对能源产业产生哪些影响呢?
目前,国内规模化应用的新能源产业包括太阳能、风能、核能等,近年以来,我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著,发电量稳步提升。但还是可能伴随能源危机。最近的一个例子就是今年全国性的高温,我国四川重庆地区分别出现了限电拉闸等情况。主要是因为天气干旱,四川本来就是以水力发电为主的一个城市,在全面高温的情况下,他们的电量也明显供应不足。
促进新能源产业高质量发展、促进电源端、储能端与需求端依市场规律高效匹配,实现以新能源为主体的新型电力系统供需平衡,好发挥新能源在能源保供增供方面的作用;要构建清洁低碳安全高效的能源体系,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统。
总的来说,促进全产业链协同发展,积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源,推动能源电子产业链供应链上下游协同发展,形成动态平衡的良性产业生态,避免产能过剩 。
现在有各种不同种类的氢能源,主要是以天然气制造氢的基准去归类的。通常情况下,我们所说的不同氢能源有以下分类。
1.“蓝色氢气”通常是工业副产氢,是天然气制造氢。
2.“灰色氢气”一般是煤制造氢,是指比天然气制造氢的碳排放量更高的产物。
3.“绿色氢气”是我们所说的利用风能,太阳能这类可再生能源制造的氢,这类产物一般碳的排放量是很少的,也更加绿色环保。
现在生态下,“蓝色氢气”跟“绿色氢气”都是我们未来发展的着重方向。绿色氢气对环境保护的作用可以从他的原料开始分析。
一、跟传统的制氢方式相比较,绿色氢气的原材料是绿色的,无论是用水,风能,太阳能这类可再生能源,都是对环境十分友好的。在制造过程中,电解水制氢只会产生氢气和氧气,也不会产生碳氢化合物,基本上不会对环境造成污染。水这种原料,对比其他原料是“无穷无尽”的,而风能,太阳能也是比较环保清洁的。
二、从碳排放量来说,之前的灰色氢气,蓝色氢气或多或少都会制造碳,影响环境,所以大范围的使用绿色氢气,能够减少环境污染。
所以开展绿色氢气的的探索,既是从生产源头方面开始环保节能,也是从生产后的处理也覆盖了环保节能。但是目前绿色氢气也是面临巨大挑战的,他的供应链还不是特别完善,可以提供电解槽膜这类相关工具企业实在太少了,因此我们要建立大规模的电解系统和完善的供应链条,对于氢气的运输,制造绿色氢气各方面,我们仍然需要大量的验证。这样才能大范围的投入生产,让绿色氢气真正普及。