科普讲座新能源与低碳.docx

1、科普讲座新能源与低碳 科普讲座：新能源与低碳 2019-05-19 我国最大的特点是人多、 电器多、 车多， 我国有 4. 3 亿家庭， 13.39 亿人口， 全世界有 70 亿人口。 这么多人每天生活、 学习、 工作都要用电， 一旦停电， 工厂就要停工， 医生无法给病人开刀， 也给我们的生活、 学习带来多多不便， 这就是我们熟悉的可怕的电荒。 再从车、 船、 飞机等交通工具都要耗油， 一旦断油， 汽车无法行驶， 海轮无法航行， 飞机无法飞行。 总之， 生活、 生产、 学习、 交通、 通信、 医疗卫生、 军事等都离不开能源， 我国经济要保持持续、 高速、 健康、 稳定地增长（7-8%）， 关键

2、还是有足够的能源作保障，可以说能源是现代工业的命脉， 保证石油等能源的供应是关系到每个国家生死存亡的大问题， 人民生活水平的提高和经济发展规模、 发展速度最终取决于能源的开发和利用。 为此，能源已成为当今世界最热门的主题， 我们国家级大工程都是与能源有关的， 如长江山峡、西气东送、 南水北调、 高铁建设等。 70% 大规模使用常规能源会带来两个严重的社会问题（1）： 煤、 石油、 天然气是经过漫长的地质年代所演化而积累起来的， 儲量有限， 不可再生性， 而日用量相当大，全世界一天要耗掉多少能源？ 据统计全世间每天消耗石油 8600 万桶 （我国每年消耗石油 3亿吨）， 而且随着现代工业、 交通

3、通讯的发达和人们生活水平的提高， 每天的耗油量还在不断上升， 可以说世界石油资源的枯竭也是一个时间早晚的问题， 出现严重的能源危机，目前科学家预测石油还可用 30 年， 煤约 180 年。 如果石油、 天然气没有了， 我们靠什么生存？ 可以说， 人类不到一百年的时间， 把地球几十亿年积累起来的能量快用完了， 为此国际市场原油期货价格加速飙升、 节节高攀， 从最初每桶 40 美元， 突破每桶 50、 60 美元，2007 年底每桶曾创 117 美元的历史新高。 美国 9.11 事件后， 发动了伊拉克战争， 理由是伊拉克拥有大规模杀伤性武器， 伊拉克是支持恐怖主义国家， 对美国、 世界造成很大的威

4、胁， 推翻萨达姆统治是全球性反恐战争， 建立民主的伊拉克是正义的战争， 但事实上伊拉克并没有大规模杀伤性武器， 当时美国下决心发动伊拉克战争， 得到多数美国人的拥护，从某种意义上讲是美国为争夺石油而打仗， 为了石油的利益， 因为伊拉克中东拥有丰富的石油资源， 目前， 以法国带头、 美国参与的北约空袭利比亚， 更多不是为了石油利益吗？我国石油资源也短缺， 石油 90%靠进口， 一旦切断石油进口等于经济被围堵， 为此争取常规能源已成为外交上最主要的会晤主题之一， 如普京的礼物是承诺贯穿西佰利亚的泰納输 油管道首先到达中国的石油中心大庆， 其年产量稳居世界第一的天然气网络与我国的西气东送 管道相连接

5、； 现在我国与日本关系时好时坏， 除了历史问题外（二战期间日本不承认侵略）， 那就是敏感的东海油气田， 东海油气田已知天然气储存量近 2019 亿立方米，石油 250 亿吨， 可以供中国使用 80 年， 在石油价格高居不下的今天， 这块油气对中国、日本两国都是至关重要的， 我国在此开发的天外天、 春晓、 断桥、 平湖天然气油田， 根据联合国海洋公约， 无论从大陆架定义， 还是从规定沿海国家拥有 200 海里的专属经济海域分析， 都属于合法性的开采， 但日本说这是抢夺他们的海底资源， 属于偷盗 行为，东海油气田我们处理原则是共同开发、 搁置争议。 （2）天然气产生的 co2造成温室气体， 全球气

6、候变暖， 这是灭顶之灾， 专家预言本世纪内地球气温会平均升高 1.45.8， 气侯变暖会导致雪线上移， 雪线上移就意味着江河断流，湿地鋭减， 进而造成荒漠化扩充， 就中国差不多每年一个县沙漠化（约 2019 多平方公里），按这一速度， 50 年后我们的首都北京有可能被沙土淹没； 气侯变暖还导致两极冰山溶化，海平面上升， 有专家做过一个报告， 2050 年一些沿海城市会被淹没， 有曼谷、 伦敦， 也有我们的上海， 这不是耸人听闻。 这几年夏季， 我们感受到的不是热浪（气温高达 40），就是台风暴雨（如卡努 风力达 12 级， 风速达 50m/S）， 暴雨在山区往往引起山体滑坡，形成有极大破坏性的

7、山洪， 2005 年美国新奥尔良遭受的特大龙卷风（卡特里娜飓风已成为美国历史上最严重的一次自然灾害， 死亡 1209 人， 经济损失达 2019 亿美元） 和 2006 年底东南亚海啸（死亡 292206 人） 也均与全球气候变暖有关。 由于全球气候变暖， 夏天不： 燃烧大量的煤和石油、是狂风暴雨， 就是热浪冲天， 冬天的暴风雪、 干旱、 沙尘暴等极端天气更频繁、 更恶劣、更凶猛， 全球气候变化对人类构成的威胁胜过恐怖主义。 据美国宇航员报道， 地球已千疮百空、 伤痕累累。 除了空气污染， 还有水污染， 土壤污染。 在哥本哈根国际气候会议上， 中国政府正式承诺： 到 2020 年我国单位国内生

8、产总值而氧化碳排放比 2005年下降 4045， 非化石能源占一次性能源消费的比重到达 15左右， 森林面积、 森林蓄积量分别比 2005 年增加 4000 万公顷和 13 亿立方米。 共同但有区别的责任 原则是国际合作应对气候变化的核心和基石， 应当始终坚持， 发达国家必须率先大幅度量化减排，并向发展中国家提供资金和技术支持， 这是不可推卸的道义责任， 也是必须履行的法律义务， 发展中国家应根据本国国情， 在发达国家资金和技术转让支持下， 尽可能减缓温室气体排放， 以应对气候变化。 1、 水流能 水流能利用水的落差大、 流量大， 通过水电站从而转化为电能。 水电是清洁能源， 可再生， 无污染

9、， 运行费用低， 便于进行电力调峰。 我国的水能资源丰富， 有长江流域、 黄河流域、 珠江流域、 淮海流域、 东北边境流域、 西南边境、 东南沿海流域、 海和缓流域等，理论上有 6.76 亿千瓦， 可开发 4.93 亿千瓦， 储量居世界第一位， 但开发率只有 24%（发达国家为 5070%）， 为此， 我国的水电开发潜力很大， 值得一提的水电站有长江山峡水电 站（投资总额 2019 亿， 为全世界最大水电站， 相当于每年减少使用 5000 万吨原煤或 2500万吨原油， 每年可减少排放 1000 万吨 co2， 150 万吨 SO2， 35 万吨氮氧化合物， 1 万吨 CO和 15 万吨灰尘，

10、 这是对环境保护的巨大贡献）， 还有新安江水电站（我国自行设计的第一座水电站）、 黄河小浪底水电站、 都江堰水电站等等。 2、 风能 风能是利用风力机将风能转化为电能、 热能、 机械能等各种形式的能量， 用于发电、提水、 助航、 制冷和制热。 最早的风能利用是风帆和风车。 风能是新能源中具有较大发电潜力的一个领域， 风能比地球上可开发的利用的水流能总量还要大 10 倍， 中国的风能资源丰富， 主要分布于新疆、 内蒙古于沿海地区， 总儲量估计为 1.6*109千瓦， 达到世界第三位。 风能的优点是蕴藏量大、 可再生、 无污染、 实际占地少， 建设周期短、 投资灵活、自动控制水平高、 管理人员少等

11、。 目前， 全世界风电总装机容量为 700 万千瓦， 其中美国187 万千瓦， 德国 103 万千瓦， 丹麦 61 万千瓦， 印度 60 万千瓦， 而我国只有 22 万千瓦。 然现在的风力发电量不到全世界发电量的 1%（我国只有 0.1%）， 但随着风力发电技术的不断进步， 预计到 2020 年， 它将可提供世界电力需求的 10%， 创造 170 万个就业机会，并在全球范围内减少 100 多亿吨 co2的废气。 3、 太阳能 太阳能是太阳内部高温核聚变反应所释放的辐射能， 太阳向宇宙空间发射的辐射功率为 3.8*1023KW 的辐射值， 其中 20 亿分子一到达地球大气层， 到达大气层的太阳能

12、 30%被大气层反射， 23%被大气层吸收， 其余的 47%到达地球表面， 其功率为 8*1013KW。 太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源， 也是人类可利用的最丰富的能源， 可谓取之不尽， 用之不竭而且无污染， 世界上任何地方均可以均等得到， 中国太阳能资源至少是风能资源的 100 倍。 为此， 长期以来， 人们就一直在努力研究利用太阳能， 如果能直接运用太阳能辐射转化为新能源， 将掀起全球范围内的一场革命， 以太阳能（太阳能住宅市场、 光电池） 技术为首， 而由它所形成的高科技产业太阳能产业， 有望产生巨大的经济效益和社会效益。 已成为太阳能热水器行业老大地位的皇明提出： 太阳能和建

13、筑一体化， 普及绿色建筑、 绿色住宅， 建设和谐社会。 皇明 的干涉镀膜技术将真空管的吸收比一下子提高到 96%， 是世界上最好的太阳能集热技术， 开创了太阳能大规模普及的新纪元， 10 年来累计为国家节约 1000 万吨标准煤， 减少各类污染 500 多万吨。 尽管我国已成为世界上太阳能热水器生产第一大国， 但太阳能热水器户用比例只有 3%， 为此普及太阳能热水器前景广阔。 太阳光可用来发电， 人造卫星、 宇宙飞船更是主要依靠太阳能电池（太阳能帆板）来提供电力。 位于北京奥运花园区内的桑普， 代表中国对太阳能研究利用技术。 4、 核能 大科学家爱因斯坦指出： 物质的质量和能量是同一事物的两种

14、不同形式， 质量可以消失， 但同时会产生能量。 世界上核裂变的主要燃料油和钍的儲量分别约为 490 万吨和 275万吨， 地球上用于核聚变的氘、 氚的数量， 可提供人类使用上千亿年， 如果解决了核聚变技术， 那么人类将从根本上解决能源问题。 目前， 核电已经与水电、 火电一起成为支撑世界电源的三大支柱， 大约 1/6 的电力供应来自核能。 世间上 30 个国家拥有 450 个核电厂，美国最多， 达 104 座， 法国 59 座， 日本 57 座， 英国和俄罗斯也都在 30 座以上， 比利时、加拿大也很多， 我国已运行的有两座（秦山、 大亚湾核电站）， 在建的多座（岭澳、 田弯 等）， 核电站发

15、出的电量已占世界总发电量的 16%。 核电站的推广应用， 不但能提供大量的电力， 还会大大改善环境， 因为它是唯一可以大量推广并且比较清洁的能源。 国际经验表明： 核电是一种安全、 清洁、 经济、 高效的新能源。 发生事故的概率很低， 堆芯熔化 1/200年， 像切尔诺贝利那样大规模放射性释放 1/2019 年。 为此我国政府提出： 在经济发达的东南沿海地区适当发展核电（煤炭储量 90%在北方， 天然气主要在新疆， 储量达 10.3 万亿立方米， 年西气东送量达 30 亿立方米）。 2004 年我国核电为 501 万千瓦时， 在电力结构中占2%， 2020 年前新建 27 座百万级核电机组，

16、预期总投资 1000 亿元以上， 到 2035 年， 我国核电装机容量在电力结构中比例达 20%。 最近朝鲜、 伊朗要求有和平利用核能的权利， 以缓解能源危机， 尤其是伊朗， 伊朗认为自己是负责任的国家， 和平开发利用核能是伊朗的不可剥夺的权力， 而美国认为伊朗是支持恐怖主义的国家， 其政策缺乏透明度， 伊朗以和平利用核能为掩埋， 秘密发展核武器， 伊朗拥有世间上最危险的武器， 对国际安全造成威胁， 为此美国决不允许伊朗研制核武器。 5、 氢能（氢经济） 氢是一种优质燃料， 也是未来清洁能源的主要来源之一。 最丰富的含氢物质是水， 虽然氢是自然界最丰富的元素， 但自然氢存在极少， 须将含氢物质加工之后方可得到， 目前对能的利用尚未进入实用化阶段， 氢能在生产、 储存和运输方面不仅成本高， 而且非常困难。 不过据报道已有一种新技术： 用聚焦的太阳光线将一种金