能源規劃

各種能源對環境的影響

  1 300 k而論,開采時要挖出相當多的廢碎石,在我國,矸石約占采煤量的10%,已占地l 300 km2矸石中的硫化物緩慢氧化發熱,如散熱不良或未隔絕空氣就會自燃,目前有9%的矸石堆正在自燃’釋出二氧化碳、二氧化硫及其他有害物質。為防止礦井中瓦斯積累爆炸,就要排風,排出大量甲烷(瓦斯)及氡。我國人均(直接間接)年耗煤約l t,所以五口之家所需煤如采自平原就每年塌陷1 m2。至今在產煤區土建施工時還會遇到不知何年代挖開的小坑道,需要填埋補救。
 
  以上除甲烷與自燃外’其他采掘業也有類似問題,但為產生同等的能量鈾的采掘量就小得多,不過其尾礦釋氡需作專門處理。
 
  煤礦可能伴生硫、砷、鉻、鎘、鉛、汞、磷、氟、氯、硒、鈹、錳、鎳及鐳、鈾、釷等元素與苯并芘之類的有機物。燃燒中進入氣灰或渣,有的部分分解。排氣中主要是二氧化碳,也有些一氧化碳,燃料中的硫大部分化作二氧化硫,對酸雨作出貢獻。還有氮、氧化物,除氧化了燃料中氮化物外還氧化了空氣中的氮,爐溫愈高,氮氧化物愈多。每噸煤13kg煙塵,還有氡也隨氣體排出。有些場合如煉焦還會排出苯并芘。由于燒去了碳,灰渣中雜質的濃度將增高很多倍,經過煅燒與粉碎,有害物質可能變為更容易進入水或空氣的形態。按“老規矩”任意堆放或棄入水體,也增加了環境的負擔,以致火電站釋出的放射性物質比核電站都多。
 
  緩解的辦法'二氧化碳只能靠提高利用效率與節能;其他有害物質在燃燒前可采用潔凈煤技術,先去掉無用有害雜質雜物,不把它們輸來運去又燒又煉。燃燒中例如用沸騰床加石灰以固定硫選用適當爐溫以減少氮氧化物。家用亦以型煤為宜,燃燒后應設高效氣體凈化系統并精心保持其效能。我國電站過去氣體凈化能力較差?;以鼞韬侠砝没蛱幹?,關鍵在于按成分與含量區分對待,有的可用做民用建材,有的只限用于特定場合,有的必須專門處置。
 
  采油,尤其是注水采油,也會影響地面升降。所注水可能在地下受到污染,有時甚至有少量放射性物質聚集在采油管道的某些部位。采煉中為了安全,“放天燈”燒掉廢氣,有的還有濃煙,有一定環境影響。儲運中的燃爆與泄漏可引起嚴重的環境污染,幾次海上漏油事故不僅污染海灘還危及海洋生物。油罐車損壞,油流人下水道引起多處火警的事也發生過。燃燒中產生的二氧化物比煤略少,氮氧化物與煤相似。二氧化硫為主要排放物,特別是高硫油。
 
  我國車用油中石油占一半多(世界為40%),汽油約1/4。在內燃機中,壓縮汽油空氣混合氣階段如果氣體提前燃爆,就將妨礙飛輪順轉,引起震爆(噎),通常在油中摻人少量劇毒的乙基鉛來提高抗噎性能,稱為加鉛汽油。汽車排氣除前述燃氣產物外還有鉛污染。
 
  近代煉油技術已能產出足夠的無鉛汽油。同時還要嚴格限制排氣中的有害氣體。目前我國尚未推行無鉛汽油。
 
  天然氣除燃燒產物外,還有使用與傳輸中甲烷的損失與泄漏。其中還有一些氡隨之進入室內。
 
  生物質燃料原屬再生能源金屬元素很少,但在較差的爐灶中燃燒,易產生一氧化碳、煙及有機化合物。如果煙囪排煙能力差或處于嚴寒地帶室內換氣不良,室內有害物質可達很高濃度,發展中國家農舍中遠高于世界衛生組織標準,而發達國家居室中有害物質濃度就低得多。使用沼氣不僅方便,而且可制造農家肥,比較有利。
 
  各種能源中電力是控制方便易于傳輸的。用燃料或核能經熱機發電,熱效率是有限的,總有相當于發電量的1倍到2倍多的熱能要就地耗散,可用冷卻塔或傳給水體。冬季可能利用余熱,夏季就會成為熱污染。水體的溫升應嚴格限制以防發生有害生態影響。
 
  輸電效率高,但也要防止使人受到過強的電磁場,電暈放電產生離子也會有不良效應。配送電用的電力電容器含多氯聯苯,包裹蒸汽管道用的石棉,退役不用時如不妥善處置也會造成嚴重污染。
 
  讓水力能源白白流失是很可惜的,水力發電效率高,產生的少量熱能影響很少。但為較充分地利用發電容量,就得建水庫,就得考查其壽命與安全。盡管筑壩是成熟的技術,但也發生過若干次慘重的潰壩或溢水事故。如果上游水土保持不佳,水庫被淤積,不能發揮應有效益的虧我們也吃過。我們受過盲目圍湖造田帶來的生態災害,而改林地、耕地、草地為湖,也須認真分析其生態后果,盡管淡水中可達相當高的初級生物生產力,但水力水庫恐難以達到,養魚也需投飼。如果生產力低于原有陸地,則相當于排放二氧化碳。經濟得失也要算賬,是否影響魚類洄游繁殖,對某些寄生蟲疫區增減,對航運的影響,均有待分析?;卮疬@些問題恐比計算發出的電量要難得多。
 
  太陽能熱水器、太陽灶等低級利用,作為節約生活燃料的輔助手段是很有效的。集熱熱機發電,主要技術是成熟的,除需排出余熱與占地面積較大外,未見重要環境問題。太陽能電池制造中會有一些有害物質,使用時似無特殊困難。在人造地球衛星上業已成功使用。在地面上主要是造價與壽命的問題及儲能設備配套。目前初級生物生產力只占到達地面太陽能的1‰。高級農業林業僅達全年日照的1%上下。哪怕太陽能發電的效率僅百分之幾,也將比燃燒生物質(或用乙醇)再發電效率高出10倍,沙漠、荒灘、野島均要利用,應予重視,加速開發。
 
  帆船早已利用了風力。在風力條件好的地區風力提水,也是節省燃料的補充能源。
 
  風力發電也很有前途。聯入供電網或配以儲能裝置可降低風力不穩的影響。此類設備應有小風能發電、大風吹不壞的自控能力。
 
  地熱利用溫泉水中A溶有石中的有害物質,特別是高溫溫泉流出后,隨溫度與成分的變化,可能集聚在水流或系統的某些部位。氡是其中一項,有的溫泉浴室確實氡濃度偏高。地熱發電目前效率不高,而且特殊地點才適用,它也會帶出地下有害物質,如循環注水當可緩減此弊。
 
  未來我國溫室氣體排放預計將從2000年全球總量的12.7%增加到2020年的16.7%。此外,與能源利用相關的空氣污染還包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉塵等,導致我國有1/3以上的國土受到了酸雨的威脅。近年來,我國許多城市空氣質量每況愈下,部分歸咎刊、型工業鍋爐及爐灶中煤的直接燃燒,另一重要原因是車輛的高速增長。
 
  能源問題與戰略
 
  我國能源供應緊張的狀況才剛剛開始。按照經濟高增長情景設計,2020年我國的能源需求將達到31億t標準煤居世界第二位。形象地說,在未來的20年,中國要增加26座兗州煤礦、6個大慶油田、8個西氣東輸工程、4個左右的三峽水電站的裝機容量、20個大亞灣核電站和400個大型火電站o為了配套,還需要大規模擴建電網、油氣管路、煤炭運力等基礎設施。
 
  我國未來能源戰略敲定六大方針:節能優先、效率為本,煤為基礎、多元發展,立足國內、開拓國外,統籌城鄉、合理布局,依靠科技、創新體制,保護環境、保障安全。