【正文】 ：二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、一氧化碳、烴類化合物及粉塵。如溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸沉降，都和能源大氣污染有關(guān)。 （三）能源與環(huán)境 能源在開發(fā)利用過程中對自然界產(chǎn)生一定的破壞作用，其廢棄物對環(huán)境造成污染。 （二） 能源與經(jīng)濟(jì) 從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度分析，能源與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系，表現(xiàn)在兩個方面： 一方面是經(jīng)濟(jì)增長對能源有依賴性，即經(jīng)濟(jì)增長離不開能源；另一方面，能源的發(fā)展以經(jīng)濟(jì)增長為前提。 經(jīng)濟(jì)是環(huán)境的主導(dǎo) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境產(chǎn)生兩方面的影響： 一是積極影響。 四、人類對自然環(huán)境的作用 推進(jìn)社會的不斷發(fā)展的同時又能保護(hù)自然環(huán)境，使其變得越來越好 不斷地向環(huán)境施加各種干擾和壓力，包括造成的污染和生態(tài)破壞，使自然環(huán)境的功能下降，甚至制約社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，威脅人類的生存 五、經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境（ 3E）三者之間的關(guān)系 （ 一 ） 經(jīng)濟(jì)與環(huán)境 環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ) 根據(jù)環(huán)境的定義，大氣、水、海洋、土地、礦藏等，既是環(huán)境要素，也是資源，是生產(chǎn)力的重要因素。 聚落環(huán)境 是人類有目的、有計劃創(chuàng)造出來的以人工環(huán)境為主的環(huán)境，它既是人類聚居的地方，也是人類生產(chǎn)活動的中心。 （ 5） 危害作用的時滯性 自然環(huán)境一旦被破壞或被污染，許多影響的后果是潛在、深刻和長期的。 （ 2）環(huán)境資源的有限性 由于受各種因素（如生存條件、繁衍速度、人類獲取的強(qiáng)度等）所制約，在具體時空范圍內(nèi)，對人類來說各類資源都不可能是無限的 （ 3）環(huán)境的差異性（環(huán)境的區(qū)域性） 這是自然環(huán)境的基本特征，由于緯度的差異，地球接受的太陽輻射能不同，熱量從赤道向兩極遞減，形成了不同的氣候帶。 環(huán)境是生命的支持系統(tǒng)，如森林、草地、海洋、河流、湖泊等。前者可以概括為生物圈、大氣圈、水圈和巖石圈及其運(yùn)動的影響，后者指人類自身活動所形成的物質(zhì)、能量、精神文明、各種社會關(guān)系及其產(chǎn)生的作用。 在《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》明確指出；大氣、水、土地、礦藏、森林、草原、野生動物、野生植物、水生生物、名勝古跡、風(fēng)景游覽區(qū)、溫泉、療養(yǎng)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等各種自然因素的總和。 近期大規(guī)模開發(fā)利用還受到一定的限制 。中國自 1993年成為石油凈進(jìn)口國，到 2023年，石油凈進(jìn)口量已達(dá) 6960萬噸，石油進(jìn)口依存度為 30%。能源消費(fèi)增長速度遠(yuǎn)低于 GDP總值的增長，年增長率為 % 中國在世界能源中的份額 人均能耗與世界比較 近幾年中國煤炭消費(fèi) 中國石油消費(fèi)量已由 1995年的 加到 2023年的 。 可供發(fā)電的水能資源地域分布非常不均勻 ， 主要集中在西南地區(qū) ， 占全國總量的 %， 其次為中南地區(qū)和西北區(qū) ， 分別占 %和 %，東北 、 華東和華北地區(qū)僅占 1%~3% 中國的鈾資源居世界的第 9位 ， 儲量超過10萬噸 ， 現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)可采儲量可保證 1000萬千瓦核電站運(yùn)行 30年 。 水能資源及其他 中國水能資源 ， 無論是理論蘊(yùn)藏還是可開發(fā)量 ，均是世界五個主要水能資源豐富國家之一 。 石油資源 截至 2023年底，全國 124個有勘探價值的盆地總計石油資源量為 1021億噸。 表 12中國化石能源探明可采儲量 能源 資源量 探明地質(zhì)儲量 探明可采儲量 目前全國探明可采儲量的比例 %（按同等發(fā)熱量） 煤炭 /億噸 55700 10421 2040 石油 /億噸 1021 213 61 天然氣 /萬億立方米 （估算） 中國煤炭資源的特點是：已發(fā)現(xiàn)資源總量最大、品種齊全，但地區(qū)分布不均勻、優(yōu)質(zhì)環(huán)保型資源少、勘探程度低、可供開發(fā)的經(jīng)濟(jì)可采量少。 新能源的能量密度較小，或品位較低，或有間歇性，按已有的技術(shù)條件轉(zhuǎn)換利用的經(jīng)濟(jì)性尚差，還處于研究、發(fā)展階段 ,只能因地制宜地開發(fā)和利用 ； 新能源大多數(shù)是再生能源。 常規(guī)能源是指那些技術(shù)上比較成熟，已被人類廣泛利用，在生產(chǎn)和生活中起著重要作用的能源。 2．根據(jù)利用能源的形態(tài) 可將能源分成 一次能源 和 二次能源 兩類 ： 一次能源是指自然界中本來就有的各種形式的能源。 （ 3）與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源 這是某些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時釋放的能量。 太陽每秒鐘輻射到地球上的能量相當(dāng)于 500多萬噸煤燃燒時放出的熱量；一年就有相當(dāng)于 170萬億噸煤的熱量，現(xiàn)在全世界一年消耗的能量還不及它的萬分之一。 ? 人民日常生活和公用事業(yè)也要消耗大量能源 。在現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 各 環(huán)節(jié)都要直接消耗能源；能源工業(yè)的發(fā)展水平將直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。 自然界在一定的條件下能夠提供機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等某種形式能量的自然資源叫做能源。 ? 因此， 能源消耗量取決于人口的增長和與日俱增的文明程度之積。 ? 由圖 1可知，總能源消耗量的增長率高于人口的增長率。 第一節(jié) 人類的文明與能源 一、人類文明發(fā)展與能源 ? 遠(yuǎn)古時期人類開始用火來取暖、烹調(diào)、照明甚至通信，還將這種利用能量的技術(shù)應(yīng)用到玻璃加工或制作裝飾品、陶藝等方而，從而開創(chuàng)了人類文明。能源與環(huán)境 機(jī)電學(xué)院 袁隆基 第一章 緒論 從日常生活中必需的電、煤、氣、自來水等的供應(yīng)，到交通運(yùn)輸、通信等現(xiàn)代社會的一切活動都離不開它。 ? 人類發(fā)明了蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，所使用的燃料也是從草木轉(zhuǎn)變成為煤炭、石油和天然氣等。 ? 在世界總能源消耗量中，電能所占的比例在急劇增加。 二、人類文明與能源利用 ? 瓦特 (James Watt 1736~1819年 )發(fā)明蒸汽機(jī) (1769年專利 ) ? 蒸汽機(jī)作為動力的紡織機(jī)械誕生于 18世紀(jì)，但蒸汽機(jī)作為船舶和機(jī)車的動力而普及直至 19世紀(jì)。 二、能源的意義 ? 能源在現(xiàn)代工業(yè)中占有重要地位。 ? 現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸工具更離不了能源 。 三、能源分類 根據(jù)初始來源 （一次能源） （ 1）是與太陽有關(guān)的能源。但是，到達(dá)地球表面的太陽能只有千分之一二被植物吸收，并轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存起來，其余絕大部分都轉(zhuǎn)換成熱，散發(fā)到宇宙空間去。原子核反應(yīng)主要有裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。一次能源可按其初始來源的不同劃分為上述的 4類。例如煤炭、石油、天然氣、水能和核裂變能等。資源豐富，分布廣闊，是未來的主要能源之一。 煤炭資源地理分布特： 北煤多于南煤?？刹少Y源高值為 ，低值為 噸。 全國平均水資源總量為 ， 其中可開發(fā)利用量約為 9000億立方米左右 。 今后要加強(qiáng)核電站建設(shè) ， 需要考慮燃料的多元途徑供給 。 年均增長率%。 天然氣生產(chǎn)與消費(fèi)： 據(jù)《 2023年中國能源發(fā)展報告》，“九五”期間，中國天然氣產(chǎn)量迅速增加，由 1995年的 2023年。 第四節(jié) 環(huán)境 一、環(huán)境的內(nèi)涵 狹義上的環(huán)境 ：包括非生物環(huán)境，如土壤、光照、溫度、濕度、空氣和水份等，還包括生物環(huán)境，如生物同種個體之間和不同種生物之間的競爭、捕食與被捕食、寄生與被寄生之間的關(guān)系等。 環(huán)境 就是相對于某一類生命主體（群體或個體）周圍的外部條件總和，包括主體的生存空間、維持生命活動的能量和物質(zhì)以及對其產(chǎn)生影響的各種直接或間接因素。 二、環(huán)境的功能和和基本特征 環(huán)境的功能 （ 1）為人類生存提供所需要的資源 （ 2）具有調(diào)節(jié)功能 環(huán)境是變化著的動態(tài)系統(tǒng)和開放系統(tǒng)，在一定的時空尺度內(nèi)，環(huán)境的輸入和輸出是相等的，是一個動態(tài)的平衡過程，人們稱之為環(huán)境平衡或生態(tài)平衡。它們對人類的貢獻(xiàn)不僅僅是提供著大量的食物、藥材、各類生產(chǎn)和生活資料，而且還為人類提供著許多服務(wù)，如氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、減緩災(zāi)害等，生態(tài)系統(tǒng)的這些服務(wù)功能是人類自身所不能替代的 （ 5）文化功能 人類社會的進(jìn)步是物質(zhì)文明和精神文明的統(tǒng)一，同時也是人與自然和和諧的統(tǒng)一。即使是同一緯度，因地形高度的不同，也會出現(xiàn)垂直帶性差異。 三、環(huán)境的分類 按照研究對象的范圍、特性和從屬關(guān)系而劃分為以下三個層次 ： 全球環(huán)境 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)力的提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，人類的許多活動已對地球的環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生了影響，地球環(huán)境系統(tǒng)的質(zhì)量變化已成為現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)研究的重要對象和領(lǐng)域。這類環(huán)境又可細(xì)分為院落環(huán)境、村落環(huán)境和城市環(huán)境。 環(huán)境又是公眾生活、工作的場所，環(huán)境質(zhì)量的好壞對生產(chǎn)力最活躍的因素 — 勞動者的身心健康有直接的影響。即通過經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，使生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)，資源得到合理、永續(xù)利用； 二是消極作用。因為經(jīng)濟(jì)增長可以促成能源的大規(guī)模開發(fā)與利用。 能源環(huán)境污染所贊成的影響有兩種：一是 地區(qū)性的影響 。 第二章 常規(guī)化石燃料對環(huán)境的影響 第一節(jié) 化石燃料的環(huán)境影響 一、煤炭開采和加工轉(zhuǎn)化對環(huán)境的影響 （一） 煤炭開采對環(huán)境的影響 地下采煤對環(huán)境的影響 （ 1）地表塌陷 （ 2）采煤廢水 （ 3）煤矸石污染 （我國有大約 1500座矸石山，其中 140余座正處于自燃狀態(tài) ） （ 4） 采煤噪聲 （ 5） 采煤廢氣和粉塵 露天采煤對環(huán)境的污染 （ 1）土地表層及其附著物直接遭到挖掘性破壞； （ 2）剝離物壓占大面積土地，嚴(yán)重破壞地表景觀和生態(tài)環(huán)境； （ 3）礦坑面積大并長期排水，引起地下水位劇烈下降，周邊土壤和水體遭受污染 （二） 煤炭的加工轉(zhuǎn)化對環(huán)境的影響 煤炭儲運(yùn)過程的環(huán)境污染 煤炭清洗工藝的環(huán)境污染 （ 1） 選煤廢水 （ 2） 選煤噪聲 煤炭轉(zhuǎn)化過程中的環(huán)境污染 （ 1）燃煤發(fā)電過程的污染 （ 2）煉焦過程對環(huán)境的污染 （ 3）煤制氣工藝對環(huán)境的污染 煤氣的冷凝冷卻過程中可產(chǎn)生高濃度的含酚、氰及硫化物的廢水，同時也排放出粉塵、酸霧、惡臭、氣溶膠及其他有害氣體等大氣污染物 二、石油的開發(fā)與環(huán)境 （一） 石油開采污染 1．鉆井廢水 廢水實際是混合了油料及化學(xué)品的泥漿稀釋物，其主要有害物質(zhì)為懸浮物、油、鉻和酚。 煉油廢渣 ：酸渣、堿渣、白土渣以及廢污泥 三、天然氣的開發(fā)與環(huán)境 在天然氣的開發(fā)過程中，鉆井會造成地層結(jié)構(gòu)、地貌和植被（或農(nóng)作物）的破壞。此外，還包括飛灰、各種微量金屬元素、放射性微粒。 20世紀(jì) 80年代中期，美國率先提出潔凈煤技術(shù)：環(huán)境控制技術(shù)（ NOx、 SO2排放控制系統(tǒng)），先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)（ IGCC、CFBC和先進(jìn)燃燒與熱機(jī)系統(tǒng)），煤炭加工成潔凈能源技術(shù)，工業(yè)應(yīng)用技術(shù) 歐共體國家緊跟著推出未來能源計劃，研究開發(fā)的潔凈煤技術(shù)有： 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（ IGCC） 煤和生物質(zhì)及廢棄物聯(lián)合氣化（或燃燒） 循環(huán)流化燃燒（ CFBC） 固體燃料氣化與燃料電池聯(lián)合循環(huán)技術(shù)等。 物理化學(xué)選煤 — 浮游選煤 （簡稱浮選）， 是依據(jù)礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異進(jìn)行分選。 微生物選煤 是用某些自養(yǎng)性和異養(yǎng)性微生物，直接或間接地利用其代謝產(chǎn)物從煤中溶浸硫，達(dá)到脫硫的目的。 三、 型煤技術(shù) 型煤是用一種或數(shù)種煤粉與一定比例的黏結(jié)劑或固硫劑在一定的壓力下加工形成的，具有一定形狀和一定物理化學(xué)性能的煤炭產(chǎn)品。 （ 2）并且具有不易燃、不污染的優(yōu)良特性，是目前比較經(jīng)濟(jì)和實際的清潔煤代油燃料。 第三節(jié) 潔凈燃燒與發(fā)電技術(shù) 煤炭潔凈燃燒技術(shù)即在煤的燃燒過程中提高效率、減少污染物排放的技術(shù)，包括：超臨界發(fā)電技術(shù) ?循環(huán)流化床鍋爐（ CFB）燃燒發(fā)電技術(shù) ?增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（ PFBCCC）發(fā)電技術(shù) ?整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（ IGCC）發(fā)電技術(shù)、低 NOx燃燒等潔凈發(fā)電技術(shù) ?工業(yè)鍋爐高效燃燒技術(shù)。 超臨界鍋爐常常又稱 直流式鍋爐 。鍋爐出口蒸汽溫度為 455℃ ，在過熱器中加熱到 565℃ ，目前最高可加熱到600℃ 。 一般超臨界機(jī)組（ 24MPa， 538℃ /538℃ ）的凈效率約為 40%~41%，煤耗率