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能源与可持续发展

时间:2022-02-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓“可持续发展”,按照联合国世界环境和发展委员会的定义:“既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害和发展”。在能源、经济和环境的可持续发展的要求下,在全球正在开展一场广泛的能源革命。这些大型石油公司将成为大型能源公司。从能源节约的观点来看,我国应有计划加大再生能源的研究与开发。从可持续发展的角度来看,能源革命的另一个重点是节约能源,提高能源的利用率。

四、能源与可持续发展

背 景

社会经济的发展是依赖于能源发展的,但地球上的能源是有限的,无限制的使用是不可能的,有限制的使用也迟早要消耗尽。因此节约能源是人类自己的责任。这也是可持续发展所要求的。

所谓“可持续发展”,按照联合国世界环境和发展委员会的定义:“既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害和发展”。这就是说,“在不超出支持它的生态系统的承载能力的情况下改善人类生活质量”,我们不应该向自然界过度索取,我们有责任保护好环境,保持自然资源的基础不受破坏。

学习与思考

在能源、经济和环境的可持续发展的要求下,在全球正在开展一场广泛的能源革命。由于能源工业是不可再生资源的主要使用者,其中部分不可再生资源可作为化学工业的宝贵原料。在资源日益贫乏的情况下,利用这些资源是应该节约使用的。因此,这场革命的重点是两个,即从消耗煤炭、石油和天然气的含碳化石燃料逐步过渡到主要采用洁净新能源和可再生能源,同时能源各个领域应尽量多采用新技术,以提高能源的利用效率。现在,我们的能源利用率是不够理想的,我们生产一个单位的产值所耗能源为美国的2倍、法国的6倍。

1995年,全世界一次能源生产总量为123亿吨标准煤,其中煤炭占28%,石油占38%,天然气占24%,水电、核电、地热能发电占10%。由此可见,煤炭、石油和天然气占到90%。在使用矿物燃料时,往往带有较为严重的污染。特别是煤炭的利用,产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物。现在,每年由于矿物燃料燃烧要向大气层排放63亿吨碳(1997年)、7070万吨硫(1994年)和2820万吨氮(1994年),进而造成大面积的酸雨和温室效应。就我国的情况来看,由于大量使用燃烧不可再生燃料,每年排放大量的污染物质。以1993年为例,全国烟尘排放量为1416万吨,二氧化硫排放量为1795万吨。这已达到发达国家20世纪50~60年代的水平。历年堆积的煤矸石已达10余亿吨,现在还以每年增加1亿吨煤矸石的速度增长,其中大煤矸石山1200座,已自燃的有110座。除了占用大量耕地,在自燃过程中还释放大量的一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物和烟尘等。另外,由于开采煤炭已造成近8万公顷的地面塌陷。可见,我们采用的新技术除了要提高能源的利用率,还要设法降低燃料的硫和氮的含量。

从能源利用的趋势来看,世界正在向可再生能源过渡。从1990~1997年间,各种能源的增长率各为:风力发电为26%,太阳能发电为17%,地热发电为3%,天然气发电为2%,水力发电为2%,石油消耗为1.4%,煤炭消耗为1.2%,核电为0.6%。可见,风力发电和太阳能发电都以每年两位百分数的速度增长,而传统的化石燃料开始向较清洁的能源过渡。

1997年,全球风力发电装机容量增加了25%,达7630兆瓦,是世界上增长最快的能源。德国、丹麦、西班牙和印度都大力促进风力发电的发展。德国的风力发电总装机容量已超过2吉瓦,是世界上第一个风力发电超过2吉瓦的国家,甚至德国新的风力发电机发电成本已可与燃煤发电成本相比。丹麦世界排名第二,也已超过1吉瓦,并且风力为丹麦提供的电力已占全国电力的7%,为世界第一。中国的风力发电装机容量也增加了67兆瓦,也是中国风力发电增长最多的一年。

太阳电池销售的增长也取得很大的成绩。1997年比1996年增长了43%,是近14年增长最快的一年,也是连续以两位数增长的第4个年份。1997年,日本在9400个住宅安装了太阳能发电装置;1998年安装太阳能发电装置的住宅将超过1万个;2000年预计将在7万个住宅安装太阳能发电装置。1997年,美国的太阳电池销售也增加了36%,在420个住宅安装了近6兆瓦的太阳能发电装置。预计到2010年,美国将在100万个住宅安装太阳能发电系统。1997年欧洲的太阳电池产量增加了56%。

由于世界能源正在迅速向新能源过渡,其中一个重要标志是,一些大型石油公司为解决由于大量使用化石燃料而导致全球变暖的问题。1997年英国石油公司和英荷壳牌石油公司宣布,将分别投资10亿美元和5亿美元,用于风能和太阳能的开发。这些大型石油公司将成为大型能源公司。

由于我国人口众多,虽然能源产量很高,但人均量仍是很低的,仅为日本的1/6,为美国的1/20。从能源节约的观点来看,我国应有计划加大再生能源的研究与开发。特别是对于一些偏远地区和孤立岛屿,很多人还使不上电。据统计,我国还有17个无电县、1.1亿无电人口。这些地区用电仅靠国家也是不现实的,如果国家给予支持,应优先考虑开发这些地区的可再生能源。有条件的话,可再生能源、清洁能源的开发应受到国家重视,其产业也应受到国家财政的支持。

从可持续发展的角度来看,能源革命的另一个重点是节约能源,提高能源的利用率。我们不仅应大力宣传节约能源,大力提高能源的利用效率,改变我们的生活方式,尽量减少不必要的浪费;我们还应对非可再生能源的消耗降到最低,既使我们生活得较为体面,又保持在地球的可承载的能力之内。开展节约能源的工作,还可以使国民经济保持不断的增长,特别是能源开发不能按比例满足经济增长的需要时,节能可以满足国民经济增长的需要,满足生活的需要。

在节约能源的工作上,人们也取得了很大的成绩。我们知道,人类每年因为照明所消耗的能源就是一个很大的数字,因此要推广新型照明灯具。1997年,世界推广新型荧光灯达3.6亿个,增加了24%。目前,使用的新型荧光灯已超过10亿个。若按10亿个计算,它们每年消耗的电力约为15吉瓦,而老式的白炽灯则需要电力60吉瓦。多出的45吉瓦,差不多是100座燃煤电站输出的电力。1997年,中国生产新型荧光灯约1亿只,为世界第一;新型荧光灯的销售也增加了150%,达0.37亿个,占世界销售量的10%。

在节约能源的工作中,还有一件重要的工作是对废弃物的回收和利用。我们在这里只讲对垃圾的利用。按照汉语的解释,“垃圾”实际上就是一种废弃物。然而,随着环保事业的发展,发达国家在垃圾的利用上花了许多工夫,特别是对城市生活垃圾采用焚烧的办法,既使环境干净卫生,又使热能得到回收利用,灰渣还用来制砖和铺路。

现在,全世界每年的垃圾是以8%~10%的速度增长,每年产生的垃圾总量超过500亿吨,人均超过8吨。以我国的上海市为例,1983年全市每天产生垃圾4630吨,而到1993年每天产生的垃圾就达到8500吨,90年代的增长率超过10%。处理垃圾的费用也是高昂的,1993年我国552个城市的环境卫生支出达40亿元;美国用于处理垃圾的费用则高达300亿美元。

为了处理掉大量的垃圾,发达国家从资源的再生利用上作文章。他们对于固体垃圾的处理办法主要是焚烧发电,为此建立起“垃圾工业”。德国和法国最早采用焚烧垃圾并回收热能以发电。1965年,德国有7台焚烧炉,年处理垃圾700万吨;1985年增加到46台,年处理垃圾800万吨;到1995年增加到67台,绝大部分的垃圾都被焚烧发电,利用率达40%以上。法国共有焚烧炉300多台,可烧掉城市垃圾的40%以上。英国也有200多个焚烧厂,其中多数厂可回收热能。美国到90年代已建有400余座垃圾焚烧厂。日本的垃圾能源工业起步较晚,但发展很快,其垃圾处理能力为世界第一,达68%。新加坡的垃圾处理能力为世界第二,达60%。

我国垃圾能源化工业也已经起步,最早的垃圾电站建在深圳。这是进口的两台日本三菱焚烧锅炉,经过改造后,配置了3兆瓦的汽轮发电机。

尽管我们取得了一定的成绩,我们实际上做的还是不够的。我们应想到,为60亿人供应能源已是困难重重,几十年后,再增加几十亿人口,地球的能源日益匮乏,未来将会更加困难。只有坚持可持续发展,才能保证未来人类生活得体面和舒适。

你知道吗?

世界许多国家都在积极开发新能源。下面一组介绍该方面的进展。

1.法国奥德罗的太阳炉

开发太阳能的途径很多,人们已经开始使用太阳电池板、太阳电池和大型反射装置来产生电能。

在法国南部比利牛山区的奥德罗,巨大的曲面镜正在集聚太阳能,这是世界上最大的太阳能抛物面反射装置。这个巨大镜子所集聚的太阳光热可以达到3000℃。镜面上的反射热被集聚到一个锅炉里,用来生产蒸汽,支持大楼的供热系统,或驱动发电机和汽轮机来生产电能。

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法国奥德罗的巨大曲面镜(里查德·菲尔波特等,1996)

2.法国朗斯河拦潮坝

在潮差大的地方,潮汐发电站可以高效工作。1966年,法国朗斯河口建造了一座巨大的拦潮坝。在河口或狭窄的海湾,海水随潮汐的涨落而涌进涌退。为使海水通过,还安装了一些巨型管道。

管道内装有涡轮机。涨潮时,海水涌入管道,推动涡轮机转动,以驱动发电机发电。退潮时,涡轮机再次转动。朗斯河拦潮坝共装有38台这样的涡轮机。

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法国朗斯河拦潮坝(里查德·菲尔波特等,1996)

3.美国阿尔塔蒙特山口的“风车场”

风力可以用来发电。一定数量的风力涡轮机被集中设置在一个较大区域内,形成“风力场”。现在世界上最大的“风力场”是在美国加利福尼亚州旧金山东部的阿尔塔蒙特山口。该“风力场”在207.2平方千米区域内有7000多台风力涡轮机。每年生产100万兆瓦小时的电能。

4.中国西藏羊八井地热发电

地热能的开发日益受到重视。中国西藏地热区天然热流量相当于300×104吨标准煤释放的热量。其中,拉萨以北90公里处的羊八井地热站已建成发电。该处浅层热储已装机2.5×104千瓦,不仅发电,还实现了地热水的综合利用。

专题研讨

1.对学校、社区提出节能与利用可再生能源的建议,采取行动,在实践中利用一种可再生能源。

2.你如何看待中国新能源开发和利用的前景?

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