‘壹’ 每天开采那么多石油,会影响整个地球的结构吗
虽然开采了很多的石油,但是石油的开采并不会影响整体的地球地质结构,当然了,煤炭石油这些资源的开采会影响局部地区地质稳定性大的矿区大的石油开采地,地面的稳定性会下降,出现地震等地质灾害的时候,更容易造成灾难性后果。
不过现在开碳的石油基本上都是在红酒以外,基本上没有什么市区附近的石油资源,哪有赶那么巧的地方啊,所以现在的这个地质稳定性的问题不用过于担心了,开采煤炭石油,这些传统能源基本都是在荒郊野地,要么在大海里面,要么在沙漠里面,因为好开采的地方,几十年前就已经开采的差不多了。
‘贰’ 每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办会影响整个地球结构吗
每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?会影响整个地球结构吗?
石油被人们称为“工业的血液”,是我们人类现阶段的文明发展不可或缺的能量来源,每时每刻,都有石油被人类从地球的深处开采出来供我们使用。但石油终究是有限的,这不禁让人担心一个问题,人类每天都会从地下抽走大量石油,会影响整个地球结构吗?
其实我们现在根本不必担心这个问题,这是因为人类开采石油的行为对于地球本身的影响可以说是微不足道的,为什么这么说呢?我们用一个简单的数据对比就可以说明,地球的半径足足有6371公里,而人类的石油钻井都通常都只有几公里,迄今为止人类在地球上打得最深的油井——位于库页岛的“Odoptu OP-11”油井,也就只有12公里多一点。
如果把地球比作一颗鸡蛋的话,人类连这个鸡蛋的蛋壳都没有钻透,很显然,以人类目前的能力,根本就不会影响整个地球结构。但地球没事并不代表人类没事,每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?我们接着看。
在不少人的想象中,地下的石油应该是像地下水那样聚集在一起的,当人们开采石油的时候,只需要挖一个洞,再把管子伸进去,最后用类似抽水机的设备往外抽就可以了。但实际上的情况并不是这样,其实石油在地下的存在形式主要是散布在储集层基质的空隙之中。
在开采石油的时候,最理想的情况就是钻好井之后,石油就会在地球内部的压力作用下自动渗出,这样人们就只需要把石油抽上来,再通过回灌井往地下注入一定的水就可以了,但现实往往都是很骨感的,在很多时候,当人们钻好井之后都会发现储集层基质的渗透率根本就达不到要求。
在这种情况下,就需要人为地向地层里增加压力,通常的做法就是进行“水裂”,所谓“水裂”是指用设备不断地把加压后的水(有时人们还会在水里加上一些特殊的砂砾)打进富含石油的地层,地层基质的压力增加了就会裂开很多的缝隙,这样就可以使那些散布在地层基质的空隙之中的石油更轻易地渗出来了。
这些打进地层的水,大多数都会与石油混合在一起重新被抽上来,在经过处理之后,石油会从中分离出来送往石化工厂进行后续加工,而这些水又会通过回灌井再一次被打进地层,以弥补抽走石油给地层带来的流体损失。值得一提的是,石油所在的地层本身通常也含有大量的地下水,这些地下水也会随着石油一起抽上来,然后经分离以后再通过回灌井注入地下。
我们可以看到,利用上述的方式来开采石油,因为地层中的流体根本就没有什么损失(对地层而言,管它是石油还是水,只要是流体就行了),所以也不会对地层的结构产生什么影响。
化石燃料对推动人类文明发展起着非常重要的作用,但不好的事情是,当人类在使用化石燃料时,会向大气层里排放出大量的二氧化碳,这被认为是全球变暖的“罪魁祸首”。
每天产那么多石油,抽空的空隙怎么办?会影响整个地球结构吗?
到现在为止,石油仍然是现代工业不可或缺的“血液”,据媒体公开资料,2019年全球石油开采总量约为900亿桶,按全球一桶石油平均137千克计算,大约为1200万吨,看起来这个不是个小数字,那么从地壳中抽出了那么多石油,地球结构会被破坏吗?
在大家的印象中都是石油钻井钻入油层,然后石油冲天而起,如果一直都是这样的话,那就封上油井,装个水龙头就好了!要不然怎么会有王进喜大冬天跳进泥浆池搅动泥浆压住井喷的故事呢?
事实上钻入油层的早期确实会有一个压力释放的过程,因为油田上方的岩层给它的压力很大,喷出石油这种情况是可能的,但随着油田开采,这个压力会迅速下降,到平衡,此时就必须要抽油机,就是那个头一抬一抬的设备,但继续抽油最后会到负压,也就是说你再开采的话,就会小于一个大气压,很可能就抽不出来了,必须要压力平衡,通入大气!
到最后油井中石油枯竭,再也抽不出石油来了,此时怎么办?在油井的很多缝隙里含了大量的石油,很简单,注水,在油井中注入大量的水后,因为石油密度比水要低,因此石油将会浮在水面上,然后将这些油水混合物一起开采上来,比如现在的大庆油田几乎就是到了注水开采、发挥余热的阶段了!
页岩油的开采
除了常规的油井抽油机开采外,页岩油确却是另一种开采方式,因为页岩油根本就不算一个油田,只是一些含油的石头,所以油井里面根本就没有所谓的井,只是一大片含油的岩层,要从这些石头中采出石油,必须要有高超的开采技术!
这个技术就是水力压裂技术,它通过高压水泵将含有沙子的水泵入地下,压裂钻口周围的岩层,然后通过这些缝隙将石油慢慢富集,最后将这些油水混合物抽取上来,这就是页岩油的开采过程,因为手续繁杂,设备要求很高,因此这个页岩油开采成本极高!
这里有个有趣的小故事,大家看看就好,当前世界石油市场暴跌,美国的页岩油开采陷入停滞,濒临破产,但在2018-2019年时形势却好得很,因为在美国的鼓动下,欧佩克石油减产,油价高企,此时美国却加大了页岩油的产量,迅速占领了市场,俄罗斯在西伯利亚的高成本油田也获利颇丰,等到2019年底欧佩克主要主导国沙特明白过来时,俄罗斯和美国已经赚得盆满钵满了!
Seven Generations能源公司在亚省Montney地区的页岩油开采基地
所以从那会开始欧佩克表面上和俄罗斯扛上打击油价,其实真正的目的却是美国的页岩油市场,当然沙特是不敢公开造次的,所以大家都说沙特和俄罗斯打架,真正受伤的却是美国!
挖掘量那么大,地球结构真不会有事吗?从油田开采和页岩油开采来看,石油的采出同时会有大量的水注入,另外油田也很难出现大面积采空区,它不像煤矿,除了煤层外还有工人和设备通过的坑道,油田都是区域性块状分布的多孔结构,即使真正采空问题也不大,但石油开采的后期都大量注水,甚至会注入靠聚合物收集石油,而且水的密度比石油还大一些,根本不会产生结构问题!
那么煤矿采空了会有问题吗?
我们经常听到煤矿透水事故,这是煤层采掘时挖通了地下水系,当然这是非常可怕的事故,但这也告诉我们一个结果,也即是煤矿在正常开采时也需要水泵将渗入的地下水抽走,否则长期积累就会淹没坑道,因此大部分煤矿在被放弃后,地下水就会逐渐渗入,淹没整个煤矿!
不过我们也不得不面对另一种情况,就是大量开采地下水后造成地下水位下降,整个区域沉降,还有煤矿坑道也无水渗入,长期会导致采空区塌陷,甚至可能导致小型地震,从这个角度来看,采空区确实会对地面产生非常大的影响,首先是导致基建结构不稳,甚至坍塌,另一个是地下水位下降,不再适合农作物种植!最终的结果就是塌陷区居民迁移!
采空区塌陷
但对于地球整个地球来说,这些开采不过是九牛一毛而已,我们最深的开采也不过4000米(姆波尼格金矿),最深的油田是俄罗斯远东萨哈林岛,Z-44 Chayvo油井(12.345公里),只有地壳平均深度33千米的1/3,大陆上的地壳更是高达70千米,而地球半径则高达6370千米,所以连鸡蛋壳都还没挖透,根本不会对地球有啥影响。
很多人以为,开采石油应该是下面这样子的,如同吸取蟹黄汤包的汁液,眼看着汤包瘪了下去:
不少人以为,石油藏在地下,如同包子里面的汤汁,随便用一根吸管下去,直接抽上来就可以了,实际并不是,它们是被顶上来的。
当然,我们不能排除这个世界上真的会有那么一块石油泡泡藏在地壳之中,不过似乎人类发现的几率并不高,毕竟下面要有一个巨大的空间,储藏几亿吨石油,遇到地质运动,早就从裂隙涌到地面了。
在古代,还真的有小部分石油从地下渗出来,古人把它们收集起来,当作照明材料,有时候用来作为火攻原材料。
这在宋代的《梦溪笔谈》里面就有介绍。
只不过,这样的地区实在是太少了,绝大部分石油是一种粘稠度相当高的液体或者干脆是油膏,被土壤颗粒、岩石颗粒死死包围着。它们基本上不会因为开了一个口子,就自动流出来。个别例外也是存在的,钻井的时候,会遇到突如其来的压力释放,导致井喷。
当然,如果走了狗屎运,挖到一口油井,可以汩汩地流出石油,直接用泵抽到油罐车里面运走,那简直就是彩票中奖,省下来多少压注的费用啊!不过,这时候,倒是应该担心地层塌陷的问题了。
通常开采石油的时候,钻两个深孔,一个是注入,一个是流出。利用机械的力量,将水压入油层底部,由于水油不相溶,且水的密度较大,由下而上,藏在岩石颗粒间的油滴就被水给顶上来了,上面接一根管子,直接流到储油槽。
这时候,石油的空隙被水填满了,到时候将这两个孔封起来,水跑不出来,这块地层也就保持相对稳定了。
开采石油与挖煤不一样,煤炭是固体,无法流动,需要在地下直接开采,挖出巷道,边开采,边回填泥土、沙石之类的东西,避免坍塌。
当然,题主的担忧也是有一定道理的,毕竟注水与原来的石油颗粒是不同粘稠度的液体,对于地层有一定的影响,我们相信,像中东地区的地层肯定会在某一天的地壳运动中被挤压,造成很厉害的地震,土壤液化,可能波及到其他地区。
届时,中东地区的人民就会尝到胡乱开采的恶果,这时自然平衡被打破的必然结果。
开釆煤矿,开采石油天然气,对地质的影响那是绝对的。现在就有许多釆煤区发生了地陷事故,将来总有一天,因为我们无度的开采,地球会发生灾难性的大型地质变化。
不过即使我们不开采石油天然气,地球上的地质剧烈变化还是会发生的,所以也不要杞人忧天。
石油开采不像煤炭矿床,挖掘一个深坑大洞,留下若许真空地带。
影视印象中的石油,似乎是一条流淌在地下的暗河,只要开了闸,可以喷涌而出,永不枯竭。
实质石油根本不是地下暗河的模样储存于地下。
作为一名石油人,且是常年在采油一线的老石油,我可以说说石油开采的若干常识。
石油其实是诞生于某些地质圈闭之中,是若干地质年代沉积蕴育的产物,大都储存于沉积岩的孔隙中,并非人们印象当中的地下暗河,而是通过孔隙星罗棋布在地下储存汇集。
随着地质年代的地质沉降、断层、圈闭不断变化形成,就形成了若干个石油圈闭型构造,储藏了大量的石油和天然气。
这种油气形态通过地下钻探得知其储存的层位、深度、厚度等等,是地下钻探和地上地质分析相结合的结果。
我们油田相继开发了白垩纪、玄武纪等若干地质年代中的杜家台、莲花、古潜山、大凌河等油层,实施了作业开采。
油流是通过井段射孔来实现开采的。
早年间原始地层压力足,基本都采用自喷形式,只是放个简单的油嘴控制产出量,每天就有大量的石油喷出。
到了后期,各种开采手段层出不穷,却采出量每况愈下,有的油井,甚至一天连100斤原油都采不到,含水率却高达99%以上,只能忍痛割爱实行关闭,或者兼开式采出。
地下的石油只是液态存在于空隙中,是一种可渗透式存在,并不像人们意识中的河流形态。即使其渗透率不够,也会采取地面压裂等化学方式,扩充孔隙度,从而确保石油可以顺利流到井筒里。
而随着石油的大量采出,余出来的真空地带早有递补,人们其实从一开始开采时段,就采取了给油层边际注水的方式,一是为了驱动油层向井口流动,便于采出,二是用注入的水迅速填补油流流走以后的空白,从而保证地下没有亏空,保持原始平衡。
所以,那种担心地下亏空甚至崩陷的情况是不可能发生的,完全没有必要杞人忧天。
这样问显然是对石油工业缺乏基本了解,石油浮在水上,采油会带出地下水,这些水经处理后会重新注入地下,因此采油后地下也不是空腔,至于影响地球结构,开玩笑呢?
人类对于地球只会有很微弱的影响,曾经西方有文章指出三峡大坝的修建导致地球自转轴和重力中心的偏移,这其实就是屁股歪的说法,影响重力中心必然需要庞大的质量,而世界上现有的大型水坝,三峡的储水量甚至排不进前十,三峡的最大在于它是水电站,发电量非常大;而且人类还进行了很多庞大的工程,一个超大规模的城市、钢筋混凝土森林,也会造成重力中心的偏移。
然而这对于地球自身而言是可以忽略的影响,地球自身的重力本身就存在差异,因为地球的质量分布不是很均匀,地球内部还有很狂爆的岩浆运动带动地壳的运动,地壳移动一毫米就需要人类努力多少代才能做到。石油多位于地表较为浅显的地方,最深的油井也不过几千米,多少年原油产量才能达到一个三峡的水储量(接近400亿吨)?所以说靠采油影响地球结构真的是想多了,更多的是对地表的影响,因为石油工程会占据一些土地,也可能污染地下水,进而影响到人类的居住环境,但这一点也没有想象那么严重。
石油和煤矿不同,煤矿开采后会留下很多采空区,尽管也会用矿渣、煤矸石等回填,但是仍不足以全部填上,有的矿业可能执行不到位,所以煤矿矿区内的居民会被疏散,采空区会自然的垮塌,垮塌区的治理比较艰难,一般都是 采-填-闲置-垮塌-恢复 这样的过程。石油开采却不大相同,原油是液体状态,本身就是存在于地下的空腔中,靠水支撑地表也是不可能的,石油开采的时候会带有天然气、水,需要经过加热静置等方式排出天然废气和水分,估计多数油井采出的大多数是水,只有少数富矿采出的油更多,有的井(磕头虫)甚至磕一天头也才能采几十升的油,下部的集油罐十天半月也不见得能储满一罐,而大部分是水又需要处理才成为成品。
石油开采后,采出水会经过处理,消除污染物后再次注入地下,消除污染的目的是防止回注的时候污染地下水,而采出石油后,由于地下水位的下降以及整体压力的降低,周围的水会汇聚过来,不像煤矿采空区那样不管的话就一直空着(煤矿可不能透水,一堆人在下边干活呢),地下水位最终会恢复,石油等也可能重新汇聚。所以,以往偶尔会听到的煤矿区垮塌事故,却很少听到石油矿区的垮塌事故。在中东的石油大国中,也很少听到这样的事故。
石油的主要危害在于泄露,石油运输主要可以分为两类,其一是移动的运输,主要靠轮船,其二就是管道运输。然而前者偶有发生沉船事故的案例,大量的石油分布在海面上对一定区域内的海洋生物影响十分严重,糊住水面水鸟无法捕食、水下的生物也可能缺氧,因为光被遮住了浮游植物的活性会下降;管道运输也常有泄露事故,会污染土壤、淡水水体,对周边的居民也会有较多的影响。
油田第一期出纯石油,二期往地下注水出油水混合液,所以边开采边注水,地下没有空洞。
抽空的空隙有水的话,水泥沙来填充,无水的地方,等待慢慢的塌陷地震,还能怎么办?
当然有影响啊。但即使不抽取石油,地球的结构同样也会不断变化的。原因是地球不断的公转与自转,不断有涨潮退潮,也有台风龙卷风,这样的冲击,同样会对地球的地质结构产生影响,因此地震也会不时发生,每震动一次,释放一次因不平衡而积聚的能量,从而又达到新的平衡。
已经影响地球结构变化,人类都快走灭亡了你说有没有影响?新冠疫情也是地球结构变化造成地热气候恶化才产生的病毒,能没有影响吗?
‘叁’ 全球都在开采石油天然气,页岩气,对地球物理结构会有影响吗
人类大量的开发自然资源自然资源,一些不可再生的资源,对人类的工业发展产生了非常重要的影响作用,比如说石油,天然气,煤炭液燃气这些东西都会给人类的工业发展带来巨大的帮助,但是它影响了地球的物理结构。
石油,天然气,页岩气都是人类所需要的必要的自然资源,虽然他们都是不可再生的,短时间之内没有办法重新占有,但是我们现在经济发展离不开这些东西,清洁能源虽然在逐渐开发,但是真正的去推广,去大规模的应用还是一个比较漫长的过程,所以哪怕这些东西的开发会影响地球地质结构的稳定,人们仍然要去做。
‘肆’ 过度开采煤矿、石油会怎么样
美国的约翰·霍德伦曾指出,能源是环境问题中最难解决的问题,而环境则是能源问题中最难解决的问题。能源对环境的影响有目共睹。能源在给我们提供动力、推动经济发展的同时也对环境提出了挑战。目前,世界能源消费的90%是依靠石油、天然气和煤炭。这些化石燃料的大量消费增加了大气中二氧化碳的浓度,引起地球暖化,此外生成的二氧化硫和氮化硫和氮氧化物会形成酸雨,严重破坏地球环境。因此,解决能源开采与利用中生态环境的安全性问题迫在眉睫。
记者就这一问题采访了太原理工大学经济管理学院院长、教授牛冲槐。
记者:能源开采与利用对生态环境有哪些影响?
牛冲槐:一是煤炭。
1.地表沉陷。煤矿地下开采造成的地表塌陷,导致相应范围内建筑物、铁路变形,土地与水利工程破坏,农业减产等。据估算,矿井每采万吨煤塌陷土地0.3公顷。
2.洗煤水与矿井排水污染。
3.煤矸石山自燃。全国煤矸石堆存量达20亿吨。目前年新增煤矸石量达一亿多吨,但综合利用率仅为10%左右。至今常有部分煤矸石山自燃,排放大量的烟尘,污染环境,危害人体健康。
4.煤矿甲烷气体污染大气。据估算,平均生产一吨煤炭,大约要产生几立方米的甲烷气体。此气体是一种温室气体。目前,甲烷利用量仅占排放量的一部分。
5.城市大气污染。煤炭在燃烧的过程中会排放大量的烟尘、SO2、NOx等污染物,对大气造成严重污染。
6.二氧化碳排放。
二是石油和天然气。
石油和天然气勘探开采和加工对环境的影响主要有以下几方面:
1.油田勘探开采过程中往往出现井喷事件,产生大量的采油废水、钻井废水、洗井废水以及处理人工注水产生的污水。
2.气田开采过程中产生的底层水,含有硫、锂、钾、溴等元素,主要危害是使土壤盐渍化。
3.油气开采过程中排放的硫化氢。
4.油气加工利用过程中会产生一些炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)。
5.海洋油气污染,在油气生产中对环境影响最为严重,20世纪80年代以来,全世界估计每年有一亿吨的石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆和油轮事故等原因泻人海洋,对海洋生态系统和海运活动产生严重影响。
6.战争破坏。例如1991年海湾战争即将结束时,伊拉克纵火烧毁了科威特油田的727口油井,对生态环境造成严重污染。
三是水电。
水力发电要修建水库,特别是大型水库,对生态环境有多方面的不利影响。
1.淹没。修建水库会淹没土地、地面设施和古迹,影响自然景观尤其是风景区。三峡工程淹没土地七万公顷,其中耕地占40%,水电站淹没的直接经济损失约占工程总投资的10%~15%。
2.淤积。水库泥沙淤积会使上游河道界面缩小,河床抬高;下游河岸被冲刷,引起河道变化。
3.诱发地震。20世纪60年代,赞比亚——津巴布韦的卡里巴、希腊的克雷玛斯塔、印度的柯纳伊等大型水库相继发生6级以上地震,引起世界关注。中国丹江口水库建成后,发现地震活动异常活跃。专家估计,三峡水库建成后也可能诱发地震,震级约5.5~5.6级。
4.对水生和陆生生物的影响。水库建成后,会改变河流的水深、水温,流速及库区小气候,从而对库区水生和陆生生物产生不利影响。
5.对水环境的影响。建库会改变地下水的流量和方向,使下游地下水位升高,造成土地盐碱化,甚至形成沼泽,导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行。
四是其他能源。
其他一些能源虽然是洁净能源,但也会对生态环境造成或大或小的影响。比如,核能会对人体造成辐射,发生核事故以及产生一些放射性废物等;风能主要是噪声、影响景观和电磁干扰等影响;太阳能主要是占用土地、影响景观等。
记者:我国能源生态环境存在哪些问题?
牛冲槐:能源的过度开采和利用给我国的生态环境带来了巨大的压力。纵观我国的能源生态环境问题,目前主要存在于以下几个方面。
一是能源消耗结构不合理,绿色能源发展不足。
《中华人民共和国2005年国民经济和社会发展统计公报》提供的数据表明,2005年我国能源消费总量为22.2亿吨标准煤,比上年增长9.5%。万元GDP能耗1.43吨标准煤,与上年持平。其中,煤炭消费量21.4亿吨,增长10.6%;原油3.0亿吨,增长2.1%;天然气500亿立方米,增长20.6%;水电4010亿千瓦小时,增长13.4%;核电523亿千瓦小时,增长3.7%。可见,我国能源消耗仍然以煤炭为主,其中煤炭消费量占总消费量的75%以上,然而风能、太阳能等绿色能源发展缓慢。截至2004年末,我国风力发电总装机容量为76万千瓦,尚不足全国电力装机总量的千分之二。
在太阳能方面,由于我国还没有完全解决硅片生产的核心技术,所以太阳能发展更是缓慢。然而在旧金山,风力发电占总供电量的44%,甚至在纬度很高的加拿大、北欧都尽量考虑利用太阳能。目前,我国绿色能源发展不足的主要原因有:(1)优惠政策扶持“疲软”,国家现行的关税、贷款及增值税等优惠政策效果不明显;(2)电网建设滞后、市场割据严重,绿色能源产区与消费市场难对接;(3)配套产业“短腿”,绿色能源难以“自力更生”。
二是能源过度开采造成海洋、淡水污染严重。
石油在开采过程中都会产生大量的污水。一般来说,一口油井每天排七立方米的污水。按2004年我国共有油井近八万口计算,全国每天因开采石油排放污水近56万立方米,全年就超过两亿立方米。同时,由于我国许多油田处在西部少水区,淡水资源缺乏,石油对淡水的污染危害更加严重。如甘肃庆阳市是甘肃最缺水的地方,水资源人均占有量360立方米,是全省人均水量1300立方米的25.7%,是全国人均水量2400立方米的13%。然而,2002年,仅陇东油田在庆阳就排放废水113万吨,占到全市排放总量的29%。另外,海洋油田的开采对我国海洋污染也十分明显。2003年我国海洋石油开采向海洋排污近7600万立方米,其中南海最多,达7000万立方米。
我国煤炭开采量大,对水污染更加严重。与石油资源相似,我国煤矿区水资源也普遍缺乏。据统计,全国有71%的煤矿缺水,40%的煤矿严重缺水,80%以上的煤矿职工饮用不洁水。而煤炭开采对地下水资源的破坏却相当惊人,2002年全国煤矿外排矿井水达22亿吨,选煤水0.28亿吨。其他工业废水0.3亿吨,生活污水4亿吨;北方矿区平均吨煤破坏地下水资源约10立方米,生态环境脆弱的中西部矿区,因采煤疏干排水导致地下水位下降,土地沙漠化进一步加剧。如果按平均吨煤破坏水资源约10立方米,2005年全国煤炭产量21亿吨计算,全年因煤炭造成的水污染就达210亿立方米。
三是能源消费过度使得空气质量严重恶化。
1.城市大气污染。我国是世界上最大煤炭消费国,2004年煤炭消费量达19.6亿吨,占世界煤炭总消费量的43%。大量煤炭和石油燃烧所排放的污染物,使中国城市大气质量状况严重恶化,主要污染物是烟尘、二氧化硫、NOx等,这些污染物对人体健康有很大危害,包括呼吸系统和肺部疾病、癌症以及智力障碍等,并损害动植物、水体、材料等。目前,城市大气污染依然严重,2003年监测的340个城市中,只有142个城市的空气质量达到国家二级标准。全国排放烟尘1048万吨,S022159万吨。SOx排放量超过环境容量81%,SO2约85%是燃煤排放的。而SO2极易引起酸雨,对生态系统造成破坏。据中国环境科学研究院估算,1995年全国酸雨和SO2造成的生态系统和健康损失达1100亿元。
2.室内空气污染。室内燃煤或柴草所造成的室内污染是中国能源生态环境的一个很重要的问题。据有关资料显示,2003年,全国仍有62%的城乡居民烧煤和柴草,农村居民生活消耗薪柴2.038亿吨,秸秆3.33亿吨,占生活用能源消费量的56%;农村民用煤消费量也比1991年增加97.4%。但是室内燃煤可以释放可吸人颗粒物(RMP)、一氧化碳、二氧化硫、氟化物、醛类等有害物质,这些污染物会导致呼吸系疾病、肺癌、砷中毒等病症。发展中国家的一些监测资料表明,室内空气中可吸入颗粒物的浓度高达1000—10000微克/立方米,超过美国国家环境保护局标准(100微克/立方米)的10—100倍。发展中国家农村地区的室内颗粒物暴露水平是发达国家农村地区的7—26倍。虽然近年来,我国农村的“炊烟伤农”现状有所改善,但形势仍不容乐观。据不完全统计,燃煤型氟中毒在我国14个省市有不同程度的流行,有氟斑牙患者165万,氟骨症患者108万;燃煤型地方性砷中毒分布于2个省市,3个地市,受影响人口33万人,其中燃煤砷>100毫克/升的高砷暴露人口5万人,查出砷中毒2400人。
四是煤炭大幅消费造成CO2排放量激增。
中国使用能源排放的CO2,约占各种温室气体总排放量的80%。从1990年到2002年,二氧化碳的排放量增长了41%,远高于世界平均水平14.86%。而单就2002年来说,中国二氧化碳的排放量为953百万吨煤,占全球总排放量的23.87%,仅次于美国居世界第二位,其中燃煤排放的占80.1%。这说明我国要想解决CO2的排放问题,煤炭是重中之重。
五是能源的过度消耗造成生态破坏严重。
目前,农村薪柴消费量超过合理采伐量的20%以上,薪柴的过度消耗导致大面积森林植被破坏,水土流失加剧。而石油入海后漂浮在海面形成的油膜减弱了太阳辐射,影响海洋绿色植物的光合作用;分散油和乳油破坏了浮游植物体内的叶绿素,引起植物大量死亡,导致海洋生态系统失衡;石油的毒性影响海洋生物的生存和发育,据研究,遭受严重石油污染的海域要经过5—7年生物才能重新繁殖。修建水电站也会对生态造成影响。水库建成后,会改变河流的水深、水温、流速及库区小气候,从而对库区水生和陆生生物产生不利影响。例如,葛洲坝建成后,大坝截断了鱼类回游通道;珍稀水生动物中华鲟的繁衍生息受到影响。新安江水库蓄水后,富春江水温降低,珍贵鱼种鲋鱼不再上溯产卵。
记者:确保能源开采与利用中生态环境安全的建议与措施是什么?
牛冲槐:一是充分发挥政府在环保方面的主导作用。
政府作为环保的重要职能部门,应充分发挥好其作为第一机制的重要作用。首先要强调对公共物品提供的重要作用。因为环境具有公共物品的属性,如果没有相应的特殊制度是难以完全利用市场手段得到解决的。由于环保资金不足,政府应在环境和能源保护设施建设方面发挥主导投资的作用。其次,能源行业往往发生环境突发事件,因此要做好危机处理的准备,要完善环境突发事件的应急措施,严格责任追究制度。比如建立环境污染事故和能源不合理使用的危机管理资源保护系统;建立领导责任制和严格责任追究制度,减少污染事故的发生。
二是转变经济增长方式,走循环经济发展道路。
进入工业化以后,粗放型经济增长方式导致人类社会面临越来越大的人口、资源和环境的巨大压力。我国长期实行的是粗放型经济增长方式,传统煤炭资源开采方式既浪费了资源,又造成了环境污染,还降低了企业经济效益,给社会经济的发展造成了很大的损失。要想从根本上改变这一状况,就是要寻求环境污染的源头治理范式,而这个范式就是循环经济。其技术经济特征就是通过生产与环境保护的技术融合,降低资源消耗、回收和利用生产废弃物,减少污染排放甚至是零排放,形成资源的循环利用,它的实质就是“资源——产品——再生资源——产品”,从生产活动的源头对生态进行保护与治理,实现资源与经济的可持续发展。这是解决能源开采利用与生态环境日益恶化这一矛盾的根本出路。
三是加快节能技术的研发,提高能源利用效率。
提高能源利用效率和节能减排是减少污染物和CO2排放的最现实、最经济的途径。中国到2020年能源需求如按目前趋势发展,将达35亿吨煤。强化节能可减少9亿吨煤,价值8510亿元,相当于减排SO216.3百万吨,CO2540百万吨煤。
全球环境基金资助项目“中国温室气体排放控制问题与对策研究”减排温室气体的费用/效益分析结果表明,提高能效减排温室气体的净费用为零,因为提高能效都是“无悔”项目,即对经济、社会和环境都有益,并非专为减排温室气体的项目。风力发电、水电、核电、光伏发电的净费用分别为提高能效的6.1、6.2、7.0和9.5倍。
四是积极实行绿色开采技术,确保能源安全。
绿色开采技术是一项有益于环境保护的开采技术,绿色开采技术将成为21世纪中国能源工业主要采用的开采技术。它与传统技术的最大区别在于其指导思想不仅考虑开采的数量,还要把开采过程中对环境造成的损失综合考虑在内,提出有益于生态环境的安全可靠的技术。当前,单就煤炭的绿色开采的技术已有不少,如房柱式开采、部分开采、分层间歇开采、充填法管理顶板和离层带注浆技术等。21世纪的绿色煤炭开采技术还包括减轻地表沉陷的技术、减少开采中造成的废弃物排放技术,露天矿剥离——采煤——排土与生态环境一体化技术和地下气化技术等。实行绿色开采技术可使能源产业走人可持续发展的道路,确保能源安全。
五是大力发展洁净能源,实现能源与生态环境的双赢发展。
1.发展洁净煤技术。洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主要技术之一,也是高技术国际竞争的一个重要领域。洁净煤技术涉及到煤炭加工、燃烧、转化、污染控制等,其目的在于降低污染,提高煤炭的使用效率。洁净煤技术主要包括:选煤、型煤、水浆煤、流化床燃烧技术、先进的燃烧器、煤炭气化以及烟气净化技术。我国是世界煤炭消费大国,发展洁净煤技术具有十分重要的意义。
2.大力发展可再生能源。我国可再生能源资源丰富,水能的可开发装机容量为3.78亿千瓦,居世界首位,但目前水电装机容量为8200万千瓦,其利用率仅为13%。我国每年地表吸收的太阳能大约相当于2.4万亿吨标准煤的能量,开发利用前景十分广阔,风能资源量约为16亿千瓦,可开发利用的风能资源约2.5亿千瓦。地热资源中,仅中低温直接利用量就超过2000亿吨标准煤。我国生物质能也十分丰富,秸秆等农业废弃物的资源量每年约有3.1亿吨标准煤,薪柴资源量约为1.3亿吨标准煤。另外,还有海洋能、波浪能、温差能等等。如此丰富的可再生能源,国家应通过政策倾斜等方式来加快对它们的开发,这样不仅可以充分利用能源资源,还可以有效地保护生态环境,因为这些能源的开采与利用所带来的生态环境问题与煤炭所带来的问题相比要小得多。提高可再生能源的比例,可以确保能源的可持续发展,实现能源与生态环境的双赢发展。
六是充分发挥市场机制在加强环保方面的作用。
1.征收能源税。当前,对能源可以征收能源资源税和污染税。目前,中国已对石油、天然气、煤炭的开采进行收税,但是征税的规模很小,对减少资源生产和消费,保护资源的效果甚微。因此,应加大对能源资源税的征收规模。征收污染税也是保护生态环境的一个很好的办法。例如,可以尝试征收煤的污染税,按照煤的不同质量(灰分和含硫量)对低质煤征收污染税,这样可以使人们选择优质的煤,推进煤的洗选加工以及其他治理措施,或者选择更清洁的燃料。
2.实施排污权交易。排污权是环保部门根据某地区某种污染物的环境容量和排放总量控制目标,分配给每个排放源的排放量限额指标。排放量超标的企业可以从排放量低于限额的企业购买排放指标。排污权交易为企业提供了更多的选择,可以从总体上降低污染控制成本,有利于达到总量控制目标。我国在90年代开始试行排污权交易,目前正在山东、陕西、江苏、天津、上海等省市开展SO2排污权交易示范工作。