能源与环境概论

能源加工、转换产出 输出 量 能源加工、转换投入 输入 量
× 100%
第 2 章能源环境问题 1、人类社会能源开发重用经历了生物质能、煤炭和石油天然气三个历史时期，目前处 于煤炭、石油、天然气利用为主和向新能源和可再生能源利用的过渡时期。 2、★能源资源禀赋特征 ①我国常规能源资源总量较丰富，但人均资源量贫乏。2009 年煤炭剩余探明可采储 量居世界第三位，水电资源量居世界首位，石油可采资源量 212 亿吨。我国的人均能 源资源拥有量相对贫乏，常规能源资源总量约为世界的 10% ②我国油气资源短缺， 保证程度低。 我国剩余可采储量的保证程度： 煤炭为 38 年， 石油为 11 年，天然气为 30 年。2011 年我国能源消费总量达到 34.8 亿吨标准煤。 ③能源资源开发速度较快 ④常规能源资源地理分布区域与主要能源消费区域距离较远。我国能源资源的空间分 布具有明显的区域性特征。煤炭资源主要在太行山—秦岭以西的地区，水电资源集中 分布在西南地区，天然气资源集中分布在西南和西北地区。
9、大气污染是指由于人类活动或自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够的浓 度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现 象。 10、按照污染物质的来源可分为自然污染源和人为污染源 11、自然污染源：火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放海浪飞沫 12、人为污染源 ①燃料燃烧： 煤、 石油、 天然气等燃料的燃烧过程是向大气输送污染物的重要生产源， 主要成分是碳，并含有氢、氧、氮、硫及金属化合物，并产生大量烟尘，还会形成一 氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等有害物质 ②工业生产过程排放。工业生产过程中排放到大气中的污染物各类多、数量大，是城 市或工业区大气的重要污染源。如石油化工企业、有色金属冶炼工业、酸碱盐化工工
能源与环境概论 1 吨标准煤=2.66~2.72 吨二氧化碳 1 公斤碳燃烧=3.7 公斤二氧化碳 1 克标准煤=29306 焦尔=7000 卡 1 度电=0.765 二氧化碳
第 1 章能源系统基础 1、能源是指提供能量的自然资源，是机械能、热能、化学能、原子能、生物能、光能 等的总称。 2、能源分类 ①★可再生能源与非再生能源（短时间不可再生） 可再生能源是可供人类永续利用的自然界的能源，包括太阳能、生物质能、水能、 风能，波浪、洋流和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环、地热能等。与此相 对的煤炭、石油、天然气等化石能源是非再生能源。 ②新能源与常规能源（水能是常规能源） 新能源是在新技术基础上开发利用的能源，例如太阳能、风能、生特质能、海洋 能、地热能、氢能等。与此相对应，已经大规模生产和广泛利用的化石燃料和水能， 称为常规能源或传统能源。 ③商品能源与非商品能源（风能、太阳能、薪柴） 非商品能源是指薪柴、秸秆等农业废料、人畜粪便等就地利用的能源。非商品能 源在发展中国家农村地区的能源供应中占有很大比重。与此相对的商品能源则是作为 商品经过流通环节大量消费的能源。目前，商品能源主要有煤炭、石油、天然气、水 电和核电等。 ④★一次能源与二次能源 一次能源是指从自然界取得的未经任何改变或转换的能源，如流过水坝的水，开 采出的原煤、原油、天然气和天然铀矿等。与此相对应，一次能源经过加工或转换得 到的能源则称为二次能源。例如电力、用作燃料的各种石油制品（汽油、柴油、煤油 等） 、焦炭、煤气、热能、氢能等。 原煤是一次能源，是化石能源，也是非再生能源；汽油是二次能源，是化石能源， 也是非再生能源；薪柴是一次能源，是非化石能源，也是可再生能源。 3、能源生产与消费 ①能源生产总量指一定全国（地区）一次能源生产量的总和。 ②能源消费总量指一定时期内全国（地区）物质生产部门、非物质生产部门和生活消 费的各种能源总和。能源消费总量包括原煤和原油及其他制品、天然气、电力，不包 括低热值燃料、生物质能和太阳能等的利用。 全国（地区） 能源期初 一次能源 能源进口量 能源出口量 能源期末 -（ 调 出 量 ） -库 存 量 能源消费总量=库 存 量 +生 产 量+（ 调 入 量 ）
生态破坏类型 水资源破坏和污染 成因 1.采煤产生矿井水，破坏地下水系，使地下水位下降，采 1 吨煤排出矿井水 2 吨， 矿井水利用率 40%。 2.矿井水、洗煤废水和淋溶水等对水资源污染。 1.采煤工程毁坏了自然植被和林木。 2.露天煤矿开采剥离地表层和井工煤矿矸石占地。 3.土壤缺水使植被失去生存条件。 4.地面塌陷对植被损害。 1.植被覆盖率降低，缺水土壤中水分蒸发，致使土壤中盐分积存。 2.下游地区抗旱用咸水灌溉，致使土壤中盐分积存。 3.矿井水、煤矸石淋溶水等污染土壤。 采煤塌陷对水资源的破坏和过度消耗以及矿区林木和植被覆盖率降低。 采煤引起 的水土流失量约占全国水土流失量的 1/3. 1.井下采煤形成的采空区导致地表岩石向下陷落，形成地面塌陷、地裂缝，每采 1 吨煤塌陷面积 0.2 公顷。 2.地面塌陷地裂缝诱发斜坡崩塌、滑坡等。 煤炭生产平均每吨煤含 10%-15%煤矸石， 煤古石堆放占用土地， 自燃排放污染物， 淋溶水污染土壤和水源。
3
⑧废弃物排放
生态破坏类型 水资源过度消耗和污 染 土地荒漠化、草场和 植被退化 成因 1.缺水地区，采煤和发电大量用水，使基地地表水径流减少，地下水位下降。 2.过量用水和采煤及发电污染，使水体盐化、水质下降。 1.采煤和发电对水资源的破坏和过度消耗，基地地表水径流减少，地下水位下降，水量和 水质下降使植被生存条件恶化。 2.煤矿煤矸石、发电粉煤灰、炉渣占地。 1.植被覆盖率降低，缺水土壤中水分蒸发，致使土壤中盐分积存。 土壤盐渍化和污染 2.下游地区抗旱用咸水灌溉，致使土壤中盐分积存。 3.矿井水、发电废水、煤矸石淋溶水污染土壤，发电排放二氧化硫形成酸雨使土壤酸化。 生物多样性损害 1.地表水径流减少、地下水位下降、土壤盐渍化和污染使林木和植被生存条件恶化。 2.酸雨对林木和植被损害。 1.采煤塌陷、发电对水资源的破坏和过度消耗。 2.林木和植被覆盖率降低。
水地流失
5、水电基地的开发现状（水能） 我国的水能资源居世界首位，理论蕴藏量为 6.46 亿千瓦，年发电量 59200 亿千瓦 时。我国表成了现在的十二大水电基地。 6、水电基地开发面临的主要生态问题 水电开发是“取之不尽，用之不竭”，尽快开发水电资源，减少煤炭开发利用带来的 生态环境问题。 ①土地淹没与移民安置 ②生物多样性。水电拦河筑坝建库带来上下游水文泥沙情势变化，梯级水坝阻断 大量珍稀鱼类和水生生物的生活走廊，甚至导致其灭绝，如长江鲟鱼因葛洲坝水电站 破坏了产卵，过去年产 1500 吨，现已灭绝。 ③地质灾害 ④下游水生生态系统变化 简答
2
⑤我国能源产量以煤为主，可再生能源资源和核能开发利用比重偏低。我国能源生产 结构以煤为主。 3、煤炭基地开发面临的生态问题 ①水资源的破坏和污染。富煤地区基本处于降水径流量少、干燥指数高的地区，贫水 地区同时以井工开采破坏地下岩层空间水牡系统，造成区域地下水位下降和地下水资 源污染破坏。 ②植被破坏 ③土地荒漠化和水土流失 ④地质灾害。采煤引起的地质灾害主要表现为地面塌陷和裂缝、滑坡、泥石流等，山 西省已有 15%以上的地面悬空，上百座村庄被迫集体搬迁。 ⑤煤矸石排放。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程 中与煤层伴生的一种含碳量较低、 比煤坚硬的黑灰色岩石。 大量的煤矸石堆积在地表， 形成了矸石山。
下游水生生态系统变体：下游脱水、 1.引水式和混合式水电开发方式无安排下泄生态环境流量造成下游脱 减水、库区及坝下游水质恶化 水、减水。 2.建坝使流速减小，降低水体自净能力，造成库区及坝下游水质的恶
4
化。
7、油气基地开发现状（石油、天然气） ①油气矿产资源的状况：我国油气资源总量比较丰富。 ②油气基地开发现状：我国陆上和海域沉积岩分布面积为 670 万平方千米， 8、油气基地开发主要面临的生态问题 ①对生态分隔符脆弱区土地利用覆被影响显著 ②诱发地面沉降 ③油气田开发破坏地表和地下水循环，形成环境污染 ④海洋油气生态环境污染
生态破坏类型 土地荒漠化草原退化 成因 1.采油引起地下水位下降，造成了地表植物供水条件的恶化，影响植物的生存。 2.钻井、洗井、试油等作业中产生的落地原油及含油污水，钻井岩屑废水外泄、修井喷 油、管线破裂及原油泄漏事故等对土壤污染。 水资源破坏和污染 1.采油引起地下水位下降，破坏地下水资源，采 1 吨油需注水 4 吨。 2.钻井废液、冲洗废水、修井作业排放污水、压显示器卤水等含有石油类、盐类、有机 聚合物、可溶性金属元素等有毒有害污染物，排入水体对地表水造成损害。原油泄漏、 溢油使原油中的有害物质渗入土壤污染地下水。 生物多样性 1.钻井过程中产生的污染物会通过植物的根、茎、叶等各种途径进行植物体内，影响植 物的生理性质和存活时间。 2.油气开采对水资源破坏和污染及对土壤的污染，使植被失去生存条件。 3.采油工程占地、噪音和植被破坏影响野生动物生存。 地质灾害 1.诱发地震 2.地表变形、地裂 海洋生物 1.海洋石油开采中含油污水，钻井泥浆、钻屑等污染海水。 2.漏洞、溢油、井喷等事故造成海水油污染。
生态破坏类型 土地淹没 移民安置 生物多样性损害：植被、动物、鱼类 和水生生物 地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流 成因 1.水电工程建库淹没农田、植被和名胜古迹。 2.水电工程建库需要对淹没区移民安置。 1.水库淹没库区植被和动物栖息地。 2.闸坝阻隔和水生环境变化破坏鱼类和水生生物生活条件。 水电工程施工在一定条件下可诱发崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害
森林和植被破坏
ห้องสมุดไป่ตู้
土地荒漠化
水土流失 地质灾害：地面塌 陷、滑坡和泥石流 煤矸石占地、自然 和污染
4、煤电基地开发主要产生的生态问题 煤电基地遭受煤炭开采和煤炭发电叠加的双重生态环境破坏，因此，煤电基地的 生态环境问题比纯煤炭基地严重得多。 ①地表水径流减少，地下水水位下降。 ②水体盐咸化和水污染。 ③水环境破坏 ④草场与植被退化 ⑤对生态环境的影响 ⑥土壤盐渍化 ⑦水土流失严重，土地荒漠化加剧，引发沙尘暴
5
业 ③交通运输过程排放。汽车、飞机、轮船等交通工具排气中含有大量的污染物质，包 括一氧化碳、氮氧化物、细微颗料物，碳氢化合物和二氧化硫等，是当今社会大气污 染的主要污染源之一。 ④农业活动排放。农药及化肥的使用，农村新能源。 化石燃料和生物质燃烧是大气污染的最重要来源，燃料燃烧过程中会产生二氧化 硫、氮氧化物、一氧化碳、总悬浮微料、挥发性有机化合物和重金属等空气污染物。 20 世纪 30 年代以来，工业发达国家相继出现了公害事件，例如比利时的马斯河谷 事件（1930 年） ，美国宾州的多诺拉事件（1948 年） ，英国的伦敦烟雾事件（1952 年） ， 促使许多国家采取措施治理大气污染。 光化学烟雾事件最早出现于 20 世纪 50—60 年代，在美国洛杉矶就发生了多起光 化学烟雾事件。 13、国外大气污染控制历程 1979 年美国在部分地区开始实行排污权交易，按地区或企业（泡泡）设定限定排 放总量。排放交易本身是环境中性，即不对环境目标产生影响，但可以帮助降低污染 排放控制的成本。 1990 年美国通过了《清洁空气法修正案》 ，实施二氧化硫排放交易。 1962 年日本通过《煤烟控制法》 14、温室气体是大气层中能够吸收和重新放出红外辐射的自然和人为排放气体的总称。 15、★《京都议定书》要求各缔约方控制人为排放的温室气体共六种，包括二氧化碳、 甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫。 16、全球温室气体排放总量中约 60%为化石燃料燃烧的二氧化碳排放。全球化石燃料 燃烧的二氧化碳排放取决于世界一次能源消费量及其结构。化石燃料为主的能源结构， 尤其是排放强度较高的煤炭在一次能源结构中所占的比例居高不下，推动着二氧化碳 排放量的持续增长。 第 3 章国内环境保护对能源环境问题的规定和要求 1、我国存量最多的为水能，消耗最多的为煤炭 2、化石燃料燃烧依然是影响温室气体排放趋势的决定性因素。 3、三同时：同时设计、同时施工、同时投产 4、我国于 1987 年制定了《大气污染防治当》 ，对大气污染防治的监督管理，防治烟尘 污染，防治废气、粉尘和恶臭污染等作出了相关的规定 5、★《大气污染防治法》重要的制度有： ①大气污染物排放总量控制和许可证制度 由于大气质量已经很差，即使污染源实现浓度达标排放，也不能遏制大气质量的 继续恶化，因此，推行大气污染物排放总量控制势在必行。 ②污染物排放超标违法制度
1
4、能源消费总量分为以下三部分 ①终端能源消费量。指一定时期内全国（地区）生产和生活消费的各种能源在扣除了 用于加工转换二次能源消费量和损失量以后的数量。 ②能源加工转换损失量。指一定时期内全国（地区）投入加工转换的各种能源数量之 和与产出各种能源产品之和的差额，是观察能源在加工转换过程中损失量变化的指标。 ③能源损失量。指一定时期内能源在输送、分配、储存过程中发生的损失的由客观原 因造成的各种损失量，不包括各种气体能源放空、放散量。 5、能源平衡通常是指某一特定的地区或系统内在一定时期内能源投入与产出之间的平 衡。 6、能源平衡问题涉及各种能源的开发、加工、转换、输送、分配、储存和利用等能源 系统各环节的技术、经济和管理问题，因此影响能源平衡的因素是复杂的。 7、影响能源平衡的主要因素有：国民经济发展水平及其结构、能源系统效率、能源资 源条件及其利用程度、能源的进出口以及其他社会因素等。 8、能源平衡表以一种矩阵形式的表格将各种能源的供应、加工转换、传输损失及终端 消费的数据集中在一起，从数量上提示能源的生产、加工转换和终端消费间的关系， 直观反映各种能源在报告期内的流向与平衡关系。 9、地区能源平衡各地实践中应用最广，它采用矩阵形式。 10、能流图可以直观反映出各道环节的投入产出关系，这样便于测算每道环节对应的 大气污染物和温室气体的排放量。它是观察能源加工转换装置和生产工艺先进与落后、 管理水平高低等的重要指标。 11、能源加工转换效率=