《能源与环境系统工程概论》第一章ppt课件.ppt

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1、能源与环境系统工程概论,能源与动力工程学院李晓婕,第一章 能量与能源,第一节 能量第二节 能源的分类与评价第三节 能源与人类文明第四节 能源资源生产与消费第五节 能源与环境第六节 能源的可持续发展,第一节 能 量,物质、能量和信息是构成客观世界的基础。科学史观认为，世界是由物质构成的，没有物质，世界便虚无飘渺；运动是物质存在的方式，是物质固有的属性，能量则是物质运动的度量。能量：是用以衡量所有物质运动规模的统一的客观尺度。,宇宙间一切运动着的物体，都具有能量，人类的一切活动都与能量及其使用紧密相关。所谓能量，也就是“产生某种效果（变 化）的能力”。反过来说，产生某种效果（变化）的过程必然伴随能

2、量的消耗和转化。能量在物理中的符号一般是E，其国际单位是焦耳J 。,人类所认识的六种能量形式,机械能热 能电 能辐射能化学能核 能,机械能,机械能是与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量，前者称为动能，后者称为势能。机械能是动能与部分势能的总和，是表示物体运动状态与高度的物理量。,机械能,如果质量为m的物体的运动速度为v则该物体的动能Ek可以用下式计算：重力势能Ep可以用下式计算：,机械能,弹性势能 的计算式为：表面能 可用下式计算：,热能,构成物质的微观分子运动的动能和势能总和称为热能。这种能量的宏观表现是温度的高低，它反映了分子运动的激烈程度。通常热能Eq可表述成如下的形式：,电能,电能是

3、和电子流动与积累有关的一种能量，通常由电池中的化学能转换而来，或是通过发电机由机械能转换得到；反之，电能也可以通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。,辐射能,辐射能是物体以电磁波形式发射的能量。物体的辐射能Er可由下式计算：,化学能,化学能是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量。 按化学热力学定义，物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能称为化学能。化学能的来源是在化学反应中由于原子最外层电子运动状态的改变和原子能级发生变化的结果。,核能,核能是蕴藏在原子核内部的物质结构能。 轻质量的原子核（氘、氚等）和重质量的原子核（铀等）核子之间的结合力比中等质量原子核的结

4、合力小，这两类原子核在一定的条件下可以通过核聚变和核裂变转变为在自然界更稳定的中等质量原子核，同时释放出巨大的结合能。这种结合能就是核能。,能量的性质,状态性可加性传递性转换性做功性贬值性,能量的转换,能量在空间上的转移，即能量的传输。能量在时间上的转移，即能量的储存。,能量的转换,能量传递过程的特点,能量传递是有条件的，即在有能量密度差的条件下，能量总是从能量密度大的物质或能量集中的地方，向能量密度小的物质或地方传递；总是从集中到分散并逐步达到平衡。,能量传递过程的特点,能量传递遵循一定的规律，即能量传递的速率正比于传递的动力而反比于传递的阻力。,能量传递过程的特点,能量的传递包括转移与转换

5、两种形式。转移是某种形态的能量从一地转移到另一地，从一物转移到另一物；转换则是能量由一种形态变为另一形态。,能量传递过程的特点,能量传递的途径主要有两条：由物质交换和质量迁移而携带的能量称为携带能；在体系边界面上的能量交换称为交换能。,能量传递过程的特点,在体系边界面上的能量交换通常以两种方法进行：传热由温差引起的能量交换，这是能量传递的微观形式；做功由非温差引起的能量交换，这是能量传递的宏观形式。,能量传递过程的特点,通过能量交换而实现的能量传递，即传热和做功，其具体方式为：传热的三种基本方式是热传导、热对流和热辐射；做功（这里指机械功）的三种基本方式是容积功、转动轴功和流动功（推动功）。,

6、能量传递过程的特点,能量传递的结果主要体现在两方面，即能量使用过程中所起的作用以及能量传递的最终去向。 能量传递的最终去向通常只有两条：或转移到产品，或散失于环境，包括直接损失和用于过程后再进入环境这两种情况。,能量传递过程的特点,能量传递的实质实际上就是能量利用的实质。如果把产品的使用也包括在内，能量的最终去向只能是唯一的，即最终进入环境。,第二节 能源的分类与评价,能源的分类,所谓能源，是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。自然资源包括煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。为了便于运输和使用，上述资源经加工可得到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸

7、汽、沼气、氢能等。,能源的分类,由于可被人类利用的能源多种多样，因此有以下七种不同的分类方法：（1）按地球上的能量来源分；（2）按被利用的程度分；（3）按获得的方法分；（4）按能否再生分；（5）按能源本身的性质分；（6）按是否作为燃料分；（7）按对环境的污染情况分。,按地球上的能量来源分,来自于地球本身，如核能、地热能等；来自于地球外天体，如宇宙射线及太阳能，以及由太阳能引起的水能、风能、波浪能、海洋温差能、生物质能、光合作用等；来自于地球和其他星体的相互作用，如潮汐能。,按被利用的程度分,常规能源，如煤炭、石油、天然气、水能和核裂变能等；新能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能及核聚

8、变能等。,按获得的方法分,一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等；二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电能、蒸汽、焦炭、煤气、氢能等，它们使用方便，是高品质的能源。,按能源能否再生分,可再生能源，即不会随其本身的转化或人类的利用而越来越少的能源，具有自然的恢复能力，如水能、风能、潮汐能、太阳能等；非再生能源，它随人类的利用而越来越少，是经过亿万年形成而在短期内无法恢复再生的，如石油、煤、天然气、核燃料等。,按能源本身的性质分,含能体能源（燃料能源），如石油、煤、天然气、地热、氢等，它们可以直接储存；过程性能源（非燃料能源），如风能、水能、海流、潮汐、波浪

9、、火山爆发、雷电、电磁能和一般热能等，它们无法直接储存。,按对环境的污染情况分,清洁能源，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；狭义的清洁能源仅指可再生能源未来能源结构的基础。非清洁能源，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。,能源的评价,能源多种多样，各有优缺点，为了正 确选择和使用能源，必须对各种能源 进行正确的评价。,能源的评价,储量能量密度储能的可能性与供能的连续性能源的地理分布开发费用和利用能源的设备费用运输费用与损耗能源的可再生性 能源的品位 对环境的影响,第三节 能源与人类文明,能源更迭与社会发展,人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。 (1)火

10、的发现和利用； (2)畜力、风力、水力等自然动力的利用； (3)化石燃料的开发和热的利用； (4)电的发现及开发利用； (5)原子核能的发现及开发利用。,能源更迭与社会发展,人类社会已经经历了三个能源时期：薪柴时期；煤炭时期；石油时期。,薪柴时期,主要以薪柴等生物质燃料为主要能源的 时代，生产和生活水平极低，社会发展 缓慢。火的发现是人类历史上自觉地利用能源的开端。,煤炭时期,18世纪，以煤炭取代薪柴作为主要能源，蒸汽机成为生产的主要动力，工业迅速发展，劳动生产力增长很快。19世纪，电力成为工矿企业的主要动力，成为生产和生活照明的主要来源。但这时的电力工业主要是依靠煤炭作为主要燃料。,石油时期

11、,石油是一种热值高、灰分少、使用方便、易于运输的优质化石能源。石油资源的发展，开始了能源利用的新时期。近30年来，世界上许多国家依靠石油和天然气，创造了人类历史上空前的物质文明。进入21世纪，核能将成为世界能源的主角，清洁能源的时代也将随之到来。,能源与国民经济,能源是发展社会生产和提高人民生活 水平的重要物质基础，是推动国民经 济发展的强大动力。,能源与国民经济,经济的增长和经济发展水平的提高都需要能源来支撑，因此，能源消费与经济发展有着密不可分的关系。从世界能源消费的增长趋势看，能源消费与世界经济发展的趋势是一致的。,能源与国民经济,世界各国经济发展的实践证明，在经济正常发展的情况下，能源

12、消耗总量和能源消耗增长速度与国民经济生产总值和国民经济生产总值增长率成正比例关系。,能源与国民经济,从某种意义讲，能源消费弹性系数越大，意味着经济增长利用能源的效率越低，反之越高。世界经济和能源发展的历史显示，处于工业化初期的国家，经济的增长主要依靠能源密集型工业的发展，能源效率也较低，因此能源消费弹性系数多大于1。,能源与人民生活,能源是人类存在和发展的重要物质条件，与人民生活经济发展息息相关。人们的日常生活处处离不开能源，不仅衣、食、住、行，而且文化娱乐、医疗卫生等都与能源密切相关。新中国成立60年来，我国能源发展取得举世瞩目的成就，形成了煤炭为主体、电力为中心、石油天然气和可再生能源全面

13、发展的能源供应格局。,能源与人民生活,在能源需求总量巨大、而能源资源保有量并不十分充足的基础上，能源总自给率始终保持在90%以上。目前我国一次能源消费量已超过俄罗斯，居世界第二位，但由于人口过多，人均能耗水平仍很低，全面建设小康社会仍然是我国人民面临的重要任务。,第四节 能源资源生产与消费,1994年,世界化石燃料探明可采储量,1973年和2002年世界硬煤产量的地区分布图,1973年和2002年世界石油产量的地区分布图,1973年和2002年世界天然气产量的地区分布图,1971年和2001年世界一次能源供应量的地区分布图,能源消费,当今世界的能源消费仍以石油为主。,1973年和2001年世界

14、能源终端总消费量的构成,1973年和2001年世界煤炭消费的行业构成,1973年和2001年世界石油消费的行业构成,1973年和2001年世界天然气消费的行业构成,中国能源发展现状,能源资源总量比较丰富。人均能源资源拥有量较低。能源资源赋存分布不均衡。能源资源开发难度较大。供给能力明显提高。能源节约效果显著。消费结构有所优化。,中国能源发展现状,科技水平迅速提高。环境保护取得进展。市场环境逐步完善。资源约束突出，能源效率偏低。能源消费以煤为主，环境压力加大。市场体系不完善，应急能力有待加强。,从2006年至2030年世界一次能源需求从117.3亿吨油当量增长到了170.1多亿吨油当量，增长了4

15、5，平均每年增长1.6。 由于中国和印度的经济持续强劲增长，在2006年至2030年期间，其一次能源需求的增长将占世界一次能源总需求增长量的一半以上。非经合组织(Non-OECD)国家占总增长量的87。全球石油需求（生物燃料除外）平均每年上升1 ，从2007年8500万桶/日增加到2030年1.06亿桶/日。全球天然气需求的增长更加迅速，以1.8的速度递增，在能源需求总额中所占比例微略上升至22 。世界煤炭需求量平均每年增长2，其在全球能源需求量中的份额从2006年的26攀升至2030年的29。现代可再生能源技术发展极为迅速，将于2010年后不久超过天然气，成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。,第

16、五节 能源与环境,环境问题,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。,全球环境状况,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。,全球环境状况,全球环境恶化主要表现在大气和江海污染加剧、大面积土地退化、森林面积急剧减少、淡水资源日益短缺、大气层臭氧空洞扩大、生物多样性受到威胁等多方面，同时温室气体的过量排放导致全球气候变暖，使自然灾害发生的频率和强度大幅增加

17、。,天空正在塌陷,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。,全球正在变暖,海平面上升与陆地淹没；冰川消退； 气候带的移动； 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；荒漠化 。,地球森林覆盖量正在减少,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。,中国每排放一吨二氧化硫造成的经济损失约2万元，这就意味着每年我国因二氧化硫排放造成经济损失达500

18、0亿元左右。,我国的污染现状,我国城市空气质量达标情况对比,我国城市空气中主要污染物浓度变化趋势,年份,中日两国部分城市SO2浓度比较,温室效应,大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。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

19、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？,CO2这类气体能让太阳的短波辐射自由地通过，同时却吸收地面发出的长波辐射。大部分太阳短波辐射可以通过大气层达到地面，使地球表面温度升高；由于CO2等气体强烈地吸收地面的长波辐射，使散失到宇宙空间的热量减少，于是地面吸收的热量多，散失的热量少，导致地球温度升高。,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

20、、N2O、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,Parts per million/10-6,Temp. anomary/C,气候变化对环境的影响,地球表面变暖，在远离赤道的地方变化最显著。虽然某些地区由于蒸发迅速和风型改变会变得更干燥，但全球降雨量增加。沿海岸的亚热带出现更潮湿的季风。在高海拔和高纬度地区更频繁地出现更大的风雪。在内地，大陆中部地区出现较早的雪融和潮湿的春季，夏季漫长且来得早，干旱更加频繁。,气候变化对环境的影响,在高纬度地区，农

21、业条件会更好些。由于海水的边界向北移动，因此海洋冰量减少。沿海海平面每世纪上升几英尺。飓风更频繁、更强大，并向高纬度地区扩展。森林火灾更频繁、更严重。大量物种迅速灭绝。由于气候的原因，人口死亡率增加。,解决温室效应的对策,第一个层次是从能源利用的角度：（1）提高能源的利用率和转化效率，减少化石燃料的消耗量;（2）调整产业结构，大力推广节能新技术；（3）开发不产生CO2的新能源，如核能、太阳能、地热能、海洋能；（4）推广植树绿化，限制森林砍伐，制止对热带森林的破坏；,解决温室效应的对策,（5）减慢世界人口增长速度，在农村发展“能源农场”，一方面利用种植薪柴树木通过光合作用固定CO2，另一方面燃烧

22、薪柴比燃用化石燃料产生的CO2要少得多；（6）燃料替代，采用天然气等低含碳燃料，大力发展氢能，从源头上减少CO2的排放。,解决温室效应的对策,第二个层次，即从各个行业的化石燃料利用角度：（1）燃煤电站中CO2的分离回收技术燃料燃烧前分离并捕集CO2 。从常规燃烧烟气中分离和捕集CO2 。采用O2/CO2燃烧方式直接从烟气中捕集CO2 。,解决温室效应的对策,（2）CO2的储存、填埋和利用技术CO2的储存CO2吸收固化CO2的利用利用已经开采至尽的天然气气田储存。将CO2注入低产油井并以提高油井产量。将CO2注入煤层气田中能够永久地固化。,酸 雨,何谓酸雨,简单地说，酸雨就是酸性的雨。一般将pH

23、小于5.65的雨叫酸雨。,酸雨的pH范围,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CO2、 HCl、SO2、NOx及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应和化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水的pH降低，形成酸雨。高硫煤和石油燃烧产生的SO2和NOx是造成酸雨的主要祸首。,酸雨污染来源,酸

24、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。,酸雨对湖泊的影响,酸雨因pH太低，造成泥土及岩石中的有毒金属元素溶解，流入地下水及河流中，使水中动物如鱼类等大量死亡。水生植物和以河水灌溉的农作物，因累积有毒金属，将经由食物链进入人体，影响人类的健康，这就是累积作用（concentration effect）。,酸雨对湖泊的影响,在欧洲和北美洲，酸雨所引起的湖泊酸化情形十分严重。瑞典85000

25、个湖泊，其中约20000个已受到酸雨的影响。挪威有265个湖泊已经没有鱼虾；而加拿大已有400个“死湖”，以前有鲑鱼的河川，现在都看不到鲑鱼的踪影了。,H值对于湖中生物的影响,酸雨对农作物的影响,酸雨会影响农作物的叶片，酸可以溶解叶表皮上的腊质，使植物的水分更易流失；同时土壤中的金属矿物因被酸雨溶解，造成矿物质流失，植物无法获得足够的养分。,受到酸雨危害的农作物,左图为叶子受酸雨危害的情形；右图为显微镜观察到的叶子內部的组织,酸雨对树木和土壤的影响,酸雨对建筑物的影响,酸雨腐蚀建筑物、公共设施、古迹和金属物质，造成人类经济、财物及文化遗产的损失。酸雨对希腊神殿，罗马遗迹和西德大教堂等历史性建筑

26、遗迹也有很大影响。,酸雨对建筑的影响,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。,酸雨控制对策,制订酸雨和SO2污染控制区综合防治规划。 限制高硫煤洗煤、型煤。调整能源结构，削减SO2排放总量。做好SO2排污收费工作，运用经济手段促进治理。强化控制区环境监督管理。,臭氧层破坏,臭氧层的破坏,1985年，英国科学家观测到南极上空出现臭氧层空洞，并证实其同氟利昂分解产生的氯原子有直接关系。这一消息震惊了全世界。1994年，南极上空的臭

27、氧层破坏面积已达2400万平方公里，北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了1015，西伯利亚上空甚至减少了35。,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。,臭氧空洞的产生,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,根据调查显示，自 1978年开始的10年内，全球各纬度平

28、流层的 臭氧含量降低约 1.2%至10%不等，南极上空则是臭氧被破坏最严重的区域，甚至在春季期间更会出现所谓的“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

29、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；,臭氧层被破坏的后果,（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CFC的24个发达国家已于1985年和1987年分别签署了限制使用CFC的维也纳公约和蒙特利尔议定书。1993年

30、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。,热 污 染,何谓热污染,热污染是指日益现代化的工农业生产和人类生活中排放的各种废热所造成的环境污染。热污染会导致全球气候的变化，给全球生态带来不可预期的影响。 火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量

31、废热。,热污染对水生生物的影响,热污染首当其冲的受害者是水生生物。由于水温升高，使水中溶解氧减少，水体处于缺氧状态，同时又使水生生物代谢率增高而需要更多的氧，造成一些水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡，从而影响环境和生态平衡。水温升高使水中藻类大量繁殖，堵塞航道，破坏自然水域的生态平衡。,热污染对人体健康的影响,河水水温上升给一些致病微生物造成一个人工温床，使它们得以滋生、泛滥，引起疾病流行，危害人类健康。城市气温过高会诱发冠心病、高血压、中风等，直接损害人体健康。,热污染对大气的影响,随着人口和耗能量的增长，城市排入大气的热量日益增多。使地面反射太阳热能的反射率增高，吸收太阳辐射热减少，沿

32、地面空气的热减少，上升气流减弱，阻碍云雨形成，造成局部地区干旱，影响农作物生长，使土壤沙化。,热污染对大气的影响,近一个世纪以来，地球大气中的二氧化碳不断增加，气候变暖，冰川积雪融化，使海水水位上升，一些原本十分炎热的城市，变得更热。专家们预测，如按现在的能源消耗的速度计算，每10年全球温度会升高0.10.26；一个世纪后即为1.02.6，而两极温度将上升37，对全球气候会有重大影响。,造成热污染的根本原因,造成热污染最根本的原因是能源未能被最有效、最合理地利用。随着现代工业的发展和人口的不断增长，环境热污染将日趋严重。,如何减少大气热污染?,提高电厂和一切用热设备的热效率；废热的综合利用；加

33、强隔热保温，防止热损失；寻找新能源。,放射性污染,放射性污染,放射性是由放射性元素不稳定的原子核衰变产生的。放射性污染是由核电工业废弃物及排出物、放射性矿（如铀矿）的开采和利用、核试验及航天事故、医学和科研等部门的放射性废弃物等产生的。核电站在正常运行过程中要向环境排放常规的气态和液态流出物。,放射性污染,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。核能的开发与利用是一把双刃剑，一旦造成放射性污染，后果不堪想象。,放射性污染

34、,放射性污染有以下特殊性：与一般化学毒害物质污染不同，放射性污染通常是无嗅无色，其放射性与物质的化学状态无关，很不容易察觉。每一种放射性核素都有一定的半衰期，不因气压、温度而改变。,放射性污染,通常放射性核素都能发射出具有一定能量的一种或几种射线（、 射线）。 放射性核素被动物和人体吸收富集后，其电离辐射会引起生物组织内分子和原子电离，破坏组织中的大分子结构，威胁健康。,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

35、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。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。镉中毒：引起肾功能障碍。汞中毒：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。,能源对环境的影响,能源对环境的影响是一种综合的影响。我国是发展中国家，改革开放以来，

36、随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高，环境污染也日趋严重。在提高能源利用率的同时大力治理能源所造成的环境污染仍是我国的当务之急。,“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,第六节 能源的可持续发展,可持续发展战略的确立,联合国人类环境会议宣言（1972年6月）世界环境与发展委员会的成立 （1983年11月）我们共同的未来提出可持续发展的模式联合国环境与发展大会（1992年6月）可持续发展的概念得到全世界不同经济水平和文化背景的国家的一致共识和普遍认同。

37、,可持续发展的定义,即满足当代人的需求，又不危害后代人满足其需求的发展。着重于自然属性的定义；着重于社会属性的定义；着重于经济属性的定义；着重于科技属性的定义；,可持续发展的深刻内涵,“发展”是大前提，即发展是人类永恒的主题； “协调性”是核心，经济发展必须受到制约的。 “公平性”是关键，当代人与后代人创造发展与消费的机会是平等的。 “科学技术进步”是必要保证，是对人类历史起推动作用的主导力量，是第一生产力。,世界能源问题,（1）反映在能源短缺及供需矛盾所造成的能源危机。（2）能源结构的改变。（3）随着经济的发展和生活水平的提高，人们对环境质量的要求也越来越高，相应的环保标准和环保法规也越来越

38、严格。（4）能源消费的费用迅速增加。（5）能源开采问题。,我国能源问题,人均能源资源相对不足，资源质量较差，探明程度低； 能源生产消费以煤为主； 能源工业技术水平低下，劳动生产率较低； 能源资源分布不均，交通运力不足，制约了能源工业发展；,我国能源问题,能源供需形势依然紧张； 能耗水平高，能源利用率低下；农村能源问题日趋突出，影响越来越大；能源环境问题日趋严重，制约了社会经济发展；,我国能源问题,能源开发逐步西移，开发难度和费用增加； 从能源安全角度考虑，面临严重挑战； 能源建设周期长，投资超预算；能源价格未能反映其经济成本和能源资源的稀缺性。,中国能源可持续发展的对策,三个手段： 加强政府的

39、宏观决策和行政管理； 运用市场机制的调节作用； 利用经济增长的机遇关键要保证新的增长是由能源集约型投资和低污染的清洁投资所推动。,解决我国能源问题应采取的措施,努力改善能源结构；提高能源利用率；加速实施洁净煤技术；合理利用石油和天然气；加快电力发展速度；,开 源,节 流,解决我国能源问题应采取的措施,积极开发利用新能源；建立合理的农村能源结构，扭转农村严重缺能局面；改善城市民用能源结构，提高居民生活质量；重视能源的环境保护。,复 习 题1、什么是能量？什么是能源？能源是如何进行分类的？2、能源评价包括哪几个方面？3、什么是温室效应？气候变化对自然生态系统会造成哪些影响？4、如何减缓温室效应？5、我国能源面临的问题反映在哪些方面？,