3环境学概论第三章人口能源与可持续发展.ppt

第三章 人口能源资源与 可持续发展人口人口l在影响环境的诸多因素中，人口是最主要、最根本的因素l人口问题是一个复杂的社会问题l人口问题是人类所面临的一个基本的生态学问题。1987年7月11日，世界人口达到了50亿。为了引起国际社会对人口问题更深切的关注，联合国人口基金于1990年6月确定每年的7月11日为“世界人口日”。1999年10月12日，地球人口达到了60亿一、人口的增长一、人口的增长u世界人口现状u中国人口现状世界人口现状世界人口现状世界人口一直在迅速地增长，而且增长速度越来越快。1 1、高高、高高、低低阶阶段段（高高出出生生率率、高高死死亡亡率率、低低增增长长率率）自从人类诞生以来，直到工业革命以前。2、高、低、高阶段（高出生率、低死亡率、高增长率）、高、低、高阶段（高出生率、低死亡率、高增长率）工业革命之后，尤其是第二次世界大战后，世界人口增长达到了历史高峰，出现了人口爆炸的局面。3、低、低、低阶段（低出生率、低死亡率、低增长率）、低、低、低阶段（低出生率、低死亡率、低增长率）由于各种原因，欧美发达国家中人口的自然增长率呈现了下降的趋势，有些国家出现了人口零增长甚至负增长现象，但发展中国家的人口依然继续增长从全球来看，人口增长速度开始减缓，但全世界每年仍能增加近1亿人。世界人口变化阶段分析世界人口分布状况世界人口分布状况人口分布极不均衡欠发达地区的人口密度为每平方公里59人，几乎是发达地区的倍。主要分布在发展中国家世界人口问题就是发展中国家的人口问题 世界人口主要聚居在地球的四个地区：西部和中部欧洲 特别是英国、法国、比利时、卢森堡、德国和意大利；北美东中部 即美国东部和加拿大东南地区；南亚次大陆 包括巴基斯坦、印度、孟加拉和斯里兰卡；亚洲的远东部分 特别是中国东部、朝鲜、日本等地区。我国人口总特征我国人口总特征:人口基数大，总量增长迅速；增长率变化明显；年龄结构属年轻型，但已开始向成年型过渡，并已出现一定的老龄化老龄化趋势；农村人口比重大；2000年占63.91%人口分布不均衡；644%西北（土地面积对人口）3696%人口素质有所提高。中国人口现状中国人口现状年份19531964198219902000人口/亿人5.746.9510.3211.612.95我国历次人口普查情况马寅初马寅初返回返回截至2003年底，全国城镇化率已达40.53%。与此同时，我国城市数量也从改革开放初期的193个增加到662个。至今我国城市化滞后工业化水平和同等国家城市化水平约个百分点左右。年份文盲率(%)195080196438.1198223.6198720.6199015.920007返回中国人口密度分布图中国人口密度分布图返回二、人口预测二、人口预测人口预测的必要性和可能性人口预测模型三、人口增长对环境的影响三、人口增长对环境的影响使使全球财长：粮食危机猛于次贷全球财长：粮食危机猛于次贷 粪粪能能 源源一一、能源资源的概述、能源资源的概述v（一）、能源的概念：指提供可用能量的资源（一）、能源的概念：指提供可用能量的资源v（二）、分类：（二）、分类：常规能源新能源可再生能源：水力不可再生能源：煤炭、石油、天然气等可再生能源：太阳能、风能、海洋能不可再生能源：核燃料二次能源电力、焦炭、煤气、沼气等一次能源能源分类v二、二、能源资源的消费能源资源的消费v（一）、世界能源的消费特点（一）、世界能源的消费特点v（二）、中国能源发展和面临的问题（二）、中国能源发展和面临的问题v（一）、世界能源的消费特点（一）、世界能源的消费特点v1、能源主要来自一次不可再生能源、能源主要来自一次不可再生能源v世界能源消费：煤世界能源消费：煤34%、石油、石油42%、天然气、天然气24%v2、能源消耗水平差异甚大、能源消耗水平差异甚大v 占世界占世界1/4的工业化国家消耗能源的的工业化国家消耗能源的3/4。v其中占世界人口其中占世界人口5%的美国，能源消耗却占的美国，能源消耗却占v世界的世界的25%。占世界人口。占世界人口15%的印度，能的印度，能v源消耗只占世界的源消耗只占世界的1.5%。中国的人均能源。中国的人均能源v消耗不到世界人均能耗的消耗不到世界人均能耗的1/3。v3、世界能源消耗在继续增长、世界能源消耗在继续增长（二）、中国能源发展和面临的问题（二）、中国能源发展和面临的问题1、中国能源的发展、中国能源的发展 建国以来，中国的经济总量和能源消费都出现了较大幅度建国以来，中国的经济总量和能源消费都出现了较大幅度的增长。的增长。中国能源消费量从中国能源消费量从1953年的年的5 411万吨标准煤增加到万吨标准煤增加到1978年年的的57144万吨标准煤万吨标准煤，再增长到，再增长到2005年的年的222000万吨万吨标准煤，标准煤，年均增长速度分别为年均增长速度分别为9.89%、5.26%。中国的人均能源消费量也在不断上升中国的人均能源消费量也在不断上升，1953年，中国人年，中国人均能源消费量为均能源消费量为0.09t标准煤，标准煤，1978年人均能源消费量为年人均能源消费量为0.59t标准煤，到标准煤，到2005年中国人均能源消费量为年中国人均能源消费量为1.7t标准煤。标准煤。2、中国能源问题（1）、人均能源资源和人均消费量不足（2）、能源资源分布不均（3）、能源构成以煤为主煤煤71%、石油石油27%、天然气天然气2.9%（4）、工业部门消耗能源占有很大比例中国与其他国家2004年单位GDP能源消耗比较表国家中国日本法国德国英国美国能耗比11/11.51/7.71/7.71/5.31/3.3（三）、能源利用对环境的影响1、城市大气污染近些年来随着工业的发展，污染物排放和城市悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低，使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。目前，在我国的部分区域存在着4个明显的大气棕色云区，即灰霾严重地区：北部的黄、淮、海地区；东部的长江三角洲；四川盆地；珠江三角洲。灰霾的日趋严重导致这四个区域空气浑浊，能见度恶化，对城市和都市人的危害越来越大。2、增加了大气中、增加了大气中CO2的积累的积累大气中CO2按体积是每100万大气单位有280个单位的CO2。由于矿物燃料的燃烧，1980年已达到了340个单位，预计到21世纪中期至末期，其数量将达到360个单位。如果大气中如果大气中CO2 浓度增加浓度增加1倍，由于其温室效应，全球倍，由于其温室效应，全球平均表面温度将上升平均表面温度将上升1.5-3，极地温度可能上升6-8，这样的温度可能导致海平面上升20-140cm，将对全球许多国家的经济、社会产生严重影响。3、酸雨、酸雨世界三大酸雨区分布图如同温室效应一样，酸雨也是一个全球性的重大区域性问题。SO2、NOx等污染物2007年1月全国酸雨强度等级分布4、核废料问题、核废料问题世界上有核国家的核武器发展核能技术，尽管在反应堆方面已经有了安全保障但在世界范围内的民用核能计划的实施，已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，在数百万年里仍将保持有强放射性。5 煤的开采与环境煤的开采与环境v在开采地区，剥离大量表土和岩石，产生断裂和塌陷。v采煤过程中产生大量废水，污染水体和土壤。v矿区以煤为燃料，大气污染严重。v煤矸石占用大量土地。把煤转化为气体燃料或液体燃料,转化为化工产品,加以综合利用,从而提高热效率和经济效益,并防止污染和减轻运输负担。据统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0.5%，倾注到海洋的石油量达200万吨1000万吨，由于航运而排入海洋的石油污染物达160万吨200万吨，其中1/3左右是油轮在海上发生事故导致石油泄漏造成的。我国海上各种溢油事故每年约发生500起，沿海地区海水含油量已超过国家规定的海水水质标准2倍8倍，海洋石油污染十分严重。6 石油对海洋的污染化石燃料中天然气是一种最佳能源是仅次于氢能的最干净的能源7.7.电能生产对环境的影响电能生产对环境的影响7.1火力发电对环境的影响 火力发电采用的燃料主要是煤炭、石油或天然气。火力发电过程中燃料燃烧大约将88%的化学能转换为热能。冷却水热辐射热污染化学能热能机械能电能99%88%46%总效率40%排放的污染物火力发电采用煤为燃料，排向环境的污染物量大的，主要是烟尘、炉渣、烟尘、炉渣、SO2、NO；若采用石油为燃料，则污染物主要是SO2、NO2；天然气为燃料，污染物主要是NO2。火力发电排污量大小依次为：煤、石油、天然气。全国90的二氧化硫排放，大气中70的烟尘是燃煤造成的其他能源v1.非矿物燃料能源v2.新型能源1.非矿物燃料能源1）水力讨论：水力发电的优点和对环境的影响2 2）核能核能核电站长期的经济效益明显核电站安全可靠核电站对环境影响比燃烧煤、石油电站要小，是清洁的能源考虑到化石燃料的枯竭及其综合利用价值，核燃料必将成为主要的载能体核能发电对环境的影响核能发电对环境的影响慢性辐射放射性废物反应堆的安全性 核电站仍是目前世界大力发展的产业核电站长期经济效益明显，虽然比烧煤、石油的电站投资大，但发电成本低；核电站相对安全可靠，采用电脑等现代管理技术可更加安全；对环境的影响（污染）要比烧煤、石油电站小得多。世界化石燃料面临枯竭，核燃料将成为主要的能源。2 2 新型能源新型能源太阳是一个在高温高压下不断进行热核聚变反应的炽热球体。大约太阳能量的22亿分之一照射到地球大气上界。与常规能源相比具有如下特点：v太阳是个持久、普遍、巨大的能源。v太阳能是洁净、无污染的能源 v太阳能无偿地提供给地球的每一角落，不受市场的垄断和操纵1)太阳能太阳能的利用也有一些不利因素v太阳能的能量密度低，太阳常数为1.37kw/m2。v就每个地域来说，能量供应是间断性的，受昼夜、阴晴、季节、纬度等因素影响较大，能量供应极不稳定，因此给太阳能的采集和使用带来许多技术上和经济上的困难利用太阳能的三种方式太阳能直接转换成热能太阳能发电太阳能直接转换成化学能关键设备是集热器太阳能电池太阳能电站虽然地面上太阳辐射的能量密度低，但大面积集热的作用不可低估。1913年美国人F.Shuman建造了总面积1200m2的抛物面聚焦集热器，带动蒸汽机的输出功率73.5kW。平平板板型型集集热热器器抛抛物物面面型型反反射射聚聚光光器器世界最大的太阳能电站发电站位于德国莱比锡以南30公里的埃斯彭海因镇，整套发电装置由33500块光电池板组成，占地面积21.6公顷。发电站功率为5兆瓦，可为1800户住家提供生活用电。这一耗资2200万欧元的发电站是由德国太阳能协会、西部基金以及壳牌太阳能公司联合兴建。德国是非常重视可再生能源开发的国家。目前水电、风能、太阳能等可再生能源已经为德国提供了10的电力。德国政府计划到2020年全国20的电力将来自可再生能源。目前，德国太阳能发电设施的总功率为500兆瓦。西藏措美县哲古镇光伏电站 该电站装机容量130千瓦，为当地514户、近4000名牧民解决了用电难问题 2)2)生物能源生物能源 生物质能:指由太阳能转化并以化学能形式贮藏在生物质中的能量。全世界每年植物所储存的能量，如按人平均，相当于目前世界上各种商品能源人均消耗量的十多倍，如折合成标准煤约为20-30t。因此，利用生物质能就是间接的利用太阳能。生物质能利用方式：常见模式：薪柴、木炭、沼气等新趋势：能源树、从植物中提取酒精代替石油、丛粒藻生物能生物能-沼气沼气沼气灯沼气炉灶沼气的综合利用组成组成甲烷甲烷二氧二氧化碳化碳氮氮 氢氢 氧氧 硫化氢硫化氢体积分数体积分数%55-6535-450-30-10-10-1沼气成分沼气发电其它的新型能源地热能核聚变能氢能潮汐能风能三 .解决能源与环境问题的途径提高能源利用率形成合理的能源结构改革城乡能源政策 我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3、欧盟的16.8。