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1、能源发电,工程学院李岩,第四节 能源资源生产与消费,能源资源,世界能源资源分布是不均衡的。例如，石油储量最多的地区是中东，天然气和煤炭储量最多是欧洲。亚洲和大洋洲除煤炭稍多以外，石油、天然气都很少。这种能源资源分布的不均衡给世界的政治、经济格局带来重大的影响。,世界化石燃料探明可采储量,能源消费,当今世界的能源消费仍以石油为主。,2020年世界能源需求预测,第五节 能源与环境,全球环境状况,联合国最新公布的研究结果显示，在过去30年中，虽然国际社会在环保领域取得了一定成绩，但全球整体环境状况持续恶化。国际社会普遍认为，贫困和过度消费导致人类无节制地开发和破坏自然资源，这是造成环境恶化的罪魁祸首
2、。世界经济发展和人类赖以生存的环境是不协调的，经济发展和人口增长给环境造成了巨大的压力，对发展中国家这种情况尤为突出。,大气环境的三大问题,20世纪80年代中期，在南极上空发现了臭氧空洞，它与地球变暖及所谓的温室效应和酸雨沉降问题构成全球性的大气环境问题，明显地危及全人类的生存和繁衍，引起了国际社会的高度关注，使当今的世界环境问题具有明显的时代特征。,全球正在变暖,海平面上升与陆地淹没；台风、飓风的加剧；植被的迁徙与物种灭绝；洋流的变化与厄尔尼诺现象；,飓风/台风 Hurricane/Typhoon,在热带海洋上空，由于海水蒸发得很快，空气温暖潮湿，流动剧烈而且复杂，很容易出现热带气旋。按其中
3、心附近的风速分级，风速在17米/秒以下的热带气旋称为热带低压，17-33米/秒的称为热带风暴。达到33米/秒以上时，这种天气现象在不同地区有不同的名字：太平洋东部和大西洋称为飓风（hurricane），太平洋西部称为台风（typhoon），印度洋则称为旋风（cyclone）。在太平洋东部，五月份是飓风的高发期；在大西洋、加勒比海和墨西哥湾，飓风季始于6月，止于11月。而在太平洋西部，一整年都可能有台风。,飓风珍妮的卫星照片，2004年9月24日,风暴之名,英语飓风（hurricane）一词来自加勒比海语言里的恶魔Hurican，后者源自玛雅人神话里的创世神之一、雷暴与旋风之神Hurakan。混
4、沌未开之时，Hurakan将气息吹在水上，产生干燥的陆地，后来他又用一场大风暴和洪水毁灭了森林居民。英语台风（typhoon）一词与中文有密切联系，不过它的语言背景还包括希腊语、阿拉伯语和印度语。希腊神话中的Typhon是地母盖娅的幼子，长着一百个龙头的怪物，他的孩子们是可怕的大风。其名字传入阿拉伯语，再传至印度语，最终与中国广东话的Toi fung融合在一起，最后形成typhoon。,风暴之名,从20世纪50年代开始，用人名给风暴命名，渐渐成了正式做法。起初用的都是女性名字，在70年代加入了男性名字，交替使用，按首字母顺序排列。例如，飓风“珍妮”（Jeanne）之后是“卡尔”（Karl），然
5、后将是“莉萨”（Lisa）和“马修”（Matthew）台风的命名，从2000年元旦起采用了一套全新的方案。这份名单由世界气象组织台风委员会的14个成员提交140个名字，不按名字本身的首字母顺序排列，而按提交的国家或地区的首字母排列。名单是循环使用的，不过如果一个台风造成了极大破坏、变得非常知名，为了防止混淆，世界气象组织将考虑将它用过的名字“打入另册，永不续用”。至今被踢出名单的已有四个，比如2001年给新加坡带来强风暴雨的“画眉”和2003年引起广东、广西损失惨重的“伊布都”。,厄尔尼诺 ElninoPhenomenon,“厄尔尼诺现象”又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互
6、作用后失去平衡而产生的一种气候现象。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每27年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。,拉尼娜现象,厄尔尼诺发生后，由于暖流的增温，太平洋由东向西流的季风大为减弱，使大气环流发生明显改变，极大影响了太平洋沿岸各国气候，本来湿润的地区干旱，干旱的地区出现洪涝。而这种气压差增大时，海水温度会异常降低，这种现象被称为“拉尼娜现象”。,因二氧化硫排放，每年经济损失1126亿元(世界银行统计超过5000亿元),占全国排
7、放比例：,燃煤污染物,SO2：85%CO2：85%NOx：60%粉尘：70%,太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥城、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰,世界十大污染城市,排名城市 原因1 乌克兰切尔诺贝利 切尔诺贝利核事故的影响2 俄罗斯捷尔任斯克 化学武器生产基地3 多米尼加共和国海纳 废电池造成的铅污染4 赞比亚卡布韦 铅锌矿对儿童血液的影响5 秘鲁拉奥罗亚 金属熔炼造成的铅污染6 中国山西临汾 煤炭开采造成的污染7 吉尔吉斯坦梅鲁苏地区 核废料的影响8 俄罗斯诺利尔斯克 重金属冶炼的污染9 印度拉尼贝特 制革造成的水污染10 俄罗斯鲁德纳亚码头 铅污染,2003年度111个国家环境保护重点
8、城市空气综合污染指数排名,温室效应,我们的地球,最近几十年来，地球日益变暖。地球为什么会变暖？是由于人类大量使用能源而 放出的热量使地球变暖的吗？,我们的地球,人类一年使用的全部能源为80亿t 石油，相当于331016 kJ的热量如果把这些热量全部用于加热海洋，仅仅可以使海水温度上升610-5，即加热1万年，海水温度也只上升到1。,地球变暖的原因到底是什么？,人类使用能源一天所放出的热量 0.1 1016kJ；地球一天从太阳获得的热量 1500 1016kJ。,地球变暖的原因到底是什么？,太阳射向地球的光约1/3被云层、冰粒和空气分子反射回去；约25穿过大气层时暂时被大气吸收起到增温作用，但以
9、后又返回到太空；其余的大约37则被地球表面吸收。这些被吸收的太阳辐射能大部分在晚间又重新发射到天空。如果这部分热量遇到了阻碍，不能全部被反射出去，地球表面的温度就会升高。,温室效应,温室气体,CO2不吸收短波，只吸收长波，于是，地球表面吸收的太阳辐射就散不出去，从而使地表温度升高，地球变暖。像CO2这类会使地球变暖的气体就称为温室气体，温室气体还包括水蒸气、SO2、甲烷、氟利昂等。,温室气体的来源,主要温室气体的含量与来源,结论,由于人类大量使用化石燃料，其排放出的CO2等温室气体对辐射的选择 性和吸收特性是地球变暖的主要原因。,CO2与全球变暖,解决温室效应的对策,提高能源的利用率，减少化石
10、燃料的消耗量，大力推广节能新技术；开发不产生CO2的新能源，如核能、太阳能、风能、地热能、海洋能；推广植树绿化，限制森林砍伐，制止对热带森林的破坏；,酸 雨,何谓酸雨,简单地说，酸雨就是酸性的雨。被大气中存在的酸性气体污染,pH小于5.65的雨叫酸雨。pH小于5.65的雪叫酸雪。在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH小于5.65时叫酸雾。,酸雨的pH范围,酸雨的形成,现代工业、农业和交通排放更大量，种类更多的污染物(包括酸碱性物质),且与尘埃一起升到高空，与天上的水蒸气相遇，就会形成硫酸或硝酸液滴，使雨水酸化。这时，落到地面的雨水就成了酸雨。高硫煤和石油燃烧产生的SO2和NOx是造成酸雨的主
11、要祸首。,酸雨污染来源,造成雨水酸化之污染物很多，其污染来源大致可分为两类：一类为自然物质，另一类为人为物质。前者如火山爆发喷出的大量硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放的硫化氢，动植物分解产生的有机酸，土壤微生物及海藻释放的硫化氢、二甲基硫及氮化物等，都会使雨水的pH降至5.0左右。,酸雨污染来源,后者则为工业化后，燃料的大量使用，燃烧过程中产生CO、HCl、SO2、NOx及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水的pH降低，形成酸雨。,酸雨污染来源,酸雨的危害,导致森林成片死亡，因为酸雨会损坏植物叶面和根部。使湖泊酸化，湖中鱼虾绝迹。破坏农田的土壤成分，使
12、农作物减产甚至死亡。造成地下水酸化，引起对人体的危害。腐蚀建筑物和工业设备，造成重大的经济损失。对露天文物起腐蚀作用，加速文物资源的破坏甚至毁灭。,pH对于湖中生物的影响,酸雨对人类的影响,酸雨对人体也有不良的影响。如可引起眼睛和皮肤疼痛，甚至脱发。酸雨污染对人类最严重的 影响就是导致呼吸方面 问题。二氧化硫和二氧 化氮会引起呼吸系统的 疾患，如哮喘、干咳、鼻子和咽喉过敏等。,我国酸雨分布,臭氧层的破坏,1999年发现的臭氧空洞是有史以来观测到的最大一次，达到2600万km2的面积。近几十年来，由于人类大量使用含氯、氟等元素的化学合成物质作为制冷剂，导致臭氧空洞的出现和不断扩大。,天空正在塌陷
13、,臭氧空洞的产生,氯氟烃释放到大气中，再上升到高空时，会分解出氯原子。自由的氯原子遇上臭氧分子后，会夺走臭氧分子O3中的一个氧原子，使之变成为普通的氧分子O2。每一个氯原子可以把上万个臭氧分子变成普通氧分子。实验数据显示，平均每一个氯原子可以消灭1万个臭氧分子，其威力惊人。其结果是高空中由臭氧分子组成的臭氧层就被大大损耗，导致了臭氧层变薄，甚至出现臭氧空洞。,臭氧空洞人类的威胁,南极上空的臭氧层是在20亿年的漫长岁月中形成的，可是仅在一个世纪里就被破坏了60。目前全球臭氧层削减率正以每年2%至3%的速度在进行，如果任其发展，在21世纪末，平流层臭氧含量将降至目前的一半以上，届时，人类将会面临一
14、场空前的浩劫!,历年的南极臭氧,臭氧层被破坏的后果,地球上的生物能在陆地上生活，是因为集中在平流层中的臭氧对于阳光中的紫外线具有隔除的作用，如果没有臭氧层，进入大气层的紫外线就很容易被细胞核吸收，破坏生物的遗传物质DNA，陆地上的生物便无法存在了。而这个臭氧层目前正受到人类持续不断的破坏。,臭氧层被破坏的后果,据科学研究，臭氧减少10%，紫外线可能增加20%，皮肤癌患者可能增加30%，此外还会产生下列几种现象:(1)白内障罹患率增加；(2)免疫系统受到抑制；(3)谷物的收成减少，品质降低，植物和浮游生物 减少，破坏自然界的生物链；(4)塑料、橡胶制品加速老化；(5)紫外线直射会引起对流层臭氧的
15、增加，致使产 生光化学烟雾，造成空气污染。,臭氧层变薄对健康的危害,保护臭氧层,目前，最早使用CFCs的24个发达国家已于1985年和1987年分别签署了限制使用CFCs的维也纳公约和蒙特利尔议定书。1993年2月，中国政府批准了中国消耗臭氧层物质逐步淘汰方案，确定在2010年完全淘汰消耗臭氧层物质。,保护臭氧层,人类尚未找到对已被破坏的臭氧层进行补救的措施，但全世界正努力限制和停止对消耗臭氧层物质的生产和使用。另一方面，人类正努力开发无害的制冷剂、发泡剂等。任何关心保护臭氧层的普通人都可以通过选择对臭氧层无害的消费品，来参与保护臭氧层行动。,放射性污染,放射性污染,放射性现象的发现，核能的开
16、发带给人类的另一巨大福利是核技术在科研、教育、医疗、工业、农业等许多领域中的广泛应用，这种应用也伴随着现实的或潜在的放射性污染。,放射性污染,在和平利用核能的过程中，放射性污染主要是在核电厂等核设施营运、放射性同位素和射线装置应用等过程中产生的。管理严格、设计良好的核电厂在正常运行时，产生的放射性污染很小。但是，核电厂等核设施从建设、运营及退役全过程中都存在着潜在的放射性危害。若不加强管理，核电厂在任何环节发生事故时，都会造成严重的放射性污染，威胁公众健康。,放射性污染,从污染物对人和生物的危害程度看，放射性物质污染要比其他污染严重得多。正因为如此，从核能开发以来，人们就对放射性污染的防治极其
17、重视，采取了一系列严格的措施，并将这些措施以法律的形式明确下来。,能源对人体健康的影响,能源对人体健康的影响,化石燃料燃烧时排放的大量粉尘、SO2、H2S、Nox等除了污染环境外，还会影响人体健康。,能源对人体健康的影响,过量的SO2会导致呼吸道疾病，最典型的例子是1952年发生的伦敦烟雾事件。原煤中均含有微量重金属元素，这些元素在燃烧过程中会随烟尘和炉渣排出，从而对大气、水和土壤产生污染，并影响人体健康。,能源对人体健康的影响,砷：使人体细胞正常代谢发生障碍，导致细胞 死亡。铅：影响神经系统，抑制血红蛋白的合成代谢。镉：引起肾功能障碍。汞：引起肾功能衰竭，并损害神经系统。镍：制癌物质，某些铬化合物可能致肺癌。,Number of deaths by cause,“地球是宇宙中唯一已知的可以维持生命的星球。”“人类寻求经济发展及享用自然界丰富的资源，必须符合资源有限的事实及生态系统的支持能力，还必须考虑子孙后代的需要。”世界自然资源保护大纲,
