石油。天然气，核能，柴薪，煤在利用过程中对环境的危害分别有哪些
核能开发利用现状及对环境的污染
唐 浩
【关键词】：能源危机 核能发展 开发利用现状 核电 环境污染
【摘要】：面对日益加剧的能源危机以及化石能源的利用产生的温室效应、环境污染等问题，世界各国都对能源的发展决策给予极大重视。核能是一种清洁、安全、技术成熟的能源，开发利用核能成为能源危机下人类做出的理性选择。本文着重阐述了核能的发展历程、核能的开发利用现状以及核能的开发利用对环境造成的影响，分析了核能、核电相对于传统能源的明显优势，指出了大力开发利用核能、发展核电是实现人类社会和经济可持续发展的必然选择，清洁、高效的核能有着广阔的发展前景。
能源是人类社会和经济发展的保障性资源，同时能源问题也是世界性的问题。目前人类所使用的能源主要是化石能源，自19世纪70年年代产业革命以来，化石燃料的消费量急剧保持增长，90%以上的世界经济活动所需的能源都依靠化石能源提供，由于大量消耗，这类资源正趋于枯竭；同时化石燃料的大规模利用也带来了严重的环境污染，导致了温室效应和全球气候变暖等一系列环境问题。能源危机与环境危机日益紧迫，寻找新的清洁、安全、高效的能源是人类所面临的共同任务。
现代社会中，除了煤炭、石油、天然气、水力资源外，还有许多可利用的能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等等，但是由于技术问题和开发成本等因素，这些能源很难在近期内实现大规模的工业生产和利用；而核能是一种经济、安全、可靠、清洁的能源，同各种化石能源相比起来，核能对环境和人类健康的危害更小，这些明显的优势使核能成为新世纪可以大规模使用的安全和经济的工业能源。从20世纪50年代以来，前苏联、美国、法国、德国、日本等发达国家建造了大量的核电站， 由于核电具有巨大的发展潜能和广阔的利用前景，和平发展利用核能将成为未来较长一段时期内能源产业的发展方向。
1 能源危机与发展核能的必然性
由于人类对化石能源的大规模开发利用，可供开采的化石能源日益衰竭，在世界一次能源供应中约占87.7% , 其中石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%。非化石能源和可再生能源虽然发展迅猛、增长很快, 但仍保持较低的比例, 约为12.3%。根据《2004年BP 世界能源统计》, 截止到2003年底, 全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨, 2003年世界石油产量为36.79亿吨, 即可供开采年限大约42 年。煤炭剩余可采储量为9844.5 亿吨, 可供192 年，天然气剩余可采储量为175.78 万亿立方米, 可供67 年。化石燃料在使用过程中也造成了严重的环境污染，温室效应、酸雨和全球气候变暖等全球性的环境问题不断加剧，资源危机和环境危机使人类文明的可持续发展受到制约和挑战。
在已知的可再生新能源中，由于技术上的困难和经济性等因素，已开发的太阳能、风能、沼气等均未能大规模利用，只有水电资源已大规模开发利用，尽管尚可继续开发，但仅靠水电资源难以满足经济和社会发展的需求，由此看来 ，要使可再生能源达到全面应用并足以支持经济持续发展的水平，还需要相当一段进一步开发的时期。由于新的可再生清洁能源目前面临技术和成本的问题，只有核能是一种既清洁、又安全可靠且经济上具竞争力的最现实的替代能源。
根据国际原子能机构的一位专家发表的报告，一座装机容量为100万KW 的燃煤电厂，每年要耗煤250万吨，所排放的废物有：二氧化碳650万吨（含碳200万吨），二氧化硫1.7万吨，氮氧化物4000吨，煤灰28万吨（其中含有毒重金属约400吨）。而同样规模的一座压水堆核电站，每年才消耗低浓铀25吨（相当于天然铀150吨），所排放的废物为：经处理固化的高放废物9吨（体积约3立方米），将被存放于地下深层与环境隔绝的岩井中，另有中放废物200吨、低放废物400吨。核电厂不排放二氧化碳、二氧化硫或氮氧化物，且1kgU-235裂变产生的能量相当于200吨标准煤。据有关报告显示，现在世界每年因燃烧化石燃料所排放的二氧化碳已达55亿吨（以碳计）之多，而截止1993年的统计，由于使用核能发电已使世界二氧化碳的排放减少了8%。所以在未来相当一段时期内，发展利用核能将成为21世纪人类应对能源危机和实现经济可持续发展的必然选择。
2 核能的发展历程与开发利用现状
2.1 核能发展的简单历程
人类对核能的现实利用始于战争。核能的战争用途在于通过原子弹的巨大威力损坏敌方人员和物资, 达到制胜或结束战争的目的, 目前人类对核能的开发利用主要是发展核电, 相对与其他能源, 核能具有明显的优势。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代，1954年，前苏联建成电功率为5000kW 的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为9万kW 的希平港原型核电站；这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。
20世纪60年代后期以来，在试验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万kW 以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明：可与火电、水电相竞争。20世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的四百多座核电机组大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组。
第三代核电设计开始于20世纪80年代， 第三代核电站按照URD或EUR 文件或IAEA 推荐的新的安全法规设计，但其核电机组的能源转换系统（将核能转换为电能的系统）仍大量采用了第二代的成熟技术，预计一般能在2010年前进行商用建造。从核电发达国家的动向来看，第三代核电是当今国际上核电发展的主流。
与此同时，为了从更长远的核能的可持续性发展着想，以美国为首的一些工业发达国家已经联合起来组成“第四代国际核能论坛”（GIF），进行第四代核能利用系统的研究和开发。第四代是指安全性和经济性都更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具有防核扩散能力的核能利用系统，其目标是到2030 年后能进行商用建造。
2.2 世界核能的利用现状与核电的发展
1954年前苏联世界建成第一座发电功率为5000KW 的试验性核电站, 美国则在1957年12月建成了发电功率达90000KW的希平港压水堆核电站。20世纪60年代到70年代, 是世界各国经济快速发展时期, 电力需求也以十年翻一番的速度迅速增长, 此时, 核电的安全性和经济性得到验证, 相对于常规发电系统的优越性鲜明地显现出来, 给核电发展提供了一个广阔的市场。核电迅速实现了标准化、批量化的建设和发展。
国际原子能机构公布的一份报告显示, 立陶宛核能发电在全国发电总量中所占的比重接近80%, 这一比重在世界上是最高的。在世界主要工业大国中, 法国核电的比例高, 核电占国家总发电量的78%, 位居世界第二, 日本的核电比例为40%, 德国为33% , 韩国为30% , 美国为22% , 而我国仅为2%右, 发展空间很大。
由于三里岛核电站事故尤其切尔诺贝利核电站事故, 核能在上世纪90年代发展速度明显放缓, 核恐惧和高成本使得核能利用较高的发达国家重新审视核电的利弊, 美国90年代一直致力于核电站的维护而不是新建; 在欧洲, 许多国家也在讨论如何迅速关闭其核电厂。但进入新世纪核电又受到世界各国的重视，出现了较快的发展势头。截至2007年12月, 全世界正在运行中的反应堆有439座, 相比2002年的444座微量下降, 但发电能力稳步上升, 总发电量达到37117GW , 全世界核电供应已经达到总供电量的16%, 许多国家达到总供电量的1/3。
随着国际能源价格的进一步飙升, 2000年以来发达国家正在转变其原有的核电发展态度, 调整原有的核电发展计划。美国2005年通过能源政策法, 联邦政府开始积极鼓励建设新的反应堆。英国政府在2008年2月宣布将投巨资发展核电,在2020年以前, 新建反应堆6个, 使英国的电力供应提高18%。据国际原子能机构预测, 到2030年, 全球核电所占份额将增加到27%。正在崛起的发展中国家能源需求旺盛, 其核能增长最快, 1999到2020年间将增长417% , 尤其是发展中的亚洲, 据世界原子能机构的统计, 未来65座正在兴建或正在立项的核电站中, 2/3分布在亚洲各国。中国目前运行核电机组11个,核电比例为119 % , 核电装机容量900万千瓦, 计划到2020年提高到4000万千瓦。印度运行核电机组17个, 核电比例为216% , 计划到2020年增加20至30个新核电机组，所以目前核电的扩展以及近期和远期的发展前景仍集中在亚洲，亚洲地区尤其是发展中国家发展核电的势头强劲。
2.3我国能源的利用特点与核能的开发利用现状
3 核能的利用对环境造成的影响
虽然核能具有来源丰富、安全、清洁、高效等明显的优点，但是核能仍然可能对环境造成严重的污染，对人类社会和经济的可持续发展造成重大损害。核能的利用对环境造成的污染主要是放射性污染。核能利用上的任何疏忽、无知、差错，其结果并不亚于爆发一场小型核战争，有时甚至遗患无穷，给人类的生活乃至生存，投下可怕的阴影。目前核阴云主要来自核废料的严重污染，使用核能所产生的核废料会产生危险的辐射，并且影响会持续数千年。
到目前为止，全世界核能民用的历史上仅发生过两起重大核安全事故。1979年3月，美国三哩岛核电站二号堆发生了一次严重的失水事故，幸好由于堆的事故冷却紧急注水装置和安全壳等设施发挥了作用，使排放到环境中的放射性物质含量极小，虽然并没有造成大的人员伤亡但在经济上却造成了10到18亿美元的损失，事故的危害尚在进一步观测调查中。1984年4月，前苏联基辅附近的切尔诺贝利核电站发生事故，造成大量的发射性物质泄漏，30km范围内的居民被迫撤离，欧洲不少国家也受到轻微的核污染，引起了强烈的国际反响。据报道，有31人死亡，203人受伤，135000人被疏散。
当前对环境造成污染的放射性核素大多来自核电站排放的废物，核电可能产生的放射性废物主要是放射性废水、放射性废弃和放射性固体废物。1座100万KW的核电站1年卸出的泛燃料约为25t，其中主要成分是少量未燃烧的铀、核反应后的生成物——钚等放射性核素，核废料中的放射性元素经过一段时间后会衰变成非放射性元素。此外，还有铀矿资源的开发问题，由于铀矿资源的开发造成的废弃、废水、废渣等污染也不可忽视，对铀尾矿也必须进行妥善处理，如果处理不好，将会覆盖农田、污染水体，甚至对自然和社会都造成严重影响。一旦发生核事故或核泄漏，对人类和环境造成的影响都是灾难性的，只有加强核安全和辐射安全的管理，处理好放射性核废料，合理科学地利用核能，才能保证核能安全的开发利用。
3 展望未来，4 核能有广阔的发展前景
21 世纪初人类面临发展的能源瓶颈, 传统能源存量不足, 效率低, 污染大。目前“三足鼎立”的核能、水能、燃气能中核能优势明显, 核电具有资源丰富、高效、清洁而安全的相对优势, 水电资源的开发取决于长远生态影响的评估和科学论证, 燃气能受制于资源的存量, 其他可再生新型能源如风能、生物质能特别是太阳能由于成本高、效率低, 短期内难以成为能源供应主力, 因此, 未来20——30 年核电将会迅速发展以缓解人类能源需求的燃眉之急。
21 世纪的能源格局是核能、水能、燃气能“三足鼎立”, 核电的开发和利用给生态资源、环保护、社会生活以及经济发展带来巨大利益, 也对人类的安全和可持续发展形成潜在威胁, 从可持续发展的角度对核电开发和利用进行分析, 能更好地保护环境和促进人类利益。
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能源为经济发展、提高人类生活质量、改造整个环境作出了积极的贡献，但一些落后的不尽合理的能源开发利用方式给环境带来的破坏也十分严重，其危害程度因能源类别和开发利用方式的不同而差异甚大。
1．煤
煤的开采会导致地面下沉（地下开采）和地表破坏（露天开采），污染和破坏地下蓄水层，产生粉煤灰等大量固体废弃物，侵占土地。煤炭运输过程中还不可避免地排放粉尘，污染当地大气。最严重的是煤炭燃烧所致的大气污染，无论是发电用煤还是工业终端用煤，都将向大气中排放二氧化碳、二氧化硫和烟尘等有害物质。煤炭燃烧是温室气体二氧化碳的最大来源。按单位有效能所排放的大气污染物计算，煤炭是对环境危害最严重的化石燃料。
2．石油和天然气
石油和天然气的开采对环境的影响与开采方式有关。陆上油气开采会导致土地破坏、地下水污染，海上油气开采会影响渔业和海洋生物环境，两者都会排放液态和固态废物。石油在生产、储存、运输过程中如果发生泄漏，将会对环境造成较大的影响。石油和天然气也同属化石矿物燃料，燃烧时都会向大气中排放碳，但因不同矿物燃料的含碳量不同，燃用同量的煤、石油和天然气，各自排放的二氧化碳量也不同，燃石油较燃煤少30%，燃天然气则较燃煤少50%，故燃天然气相对比较清洁。
3．水电
水电是一种洁净的二次能源，但在大型水电工程的建设过程中，仍会对环境产生影响。修建水库会淹没大片土地，吞没森林，损害动植物物种，需要大规模安置移民。大坝会扰乱河流的自然流量，造成河床破坏，伤害水中生态系统，干扰鱼类和其他水生动物的产卵和迁徙方式，也将引起湿度变化和降雨等气候变化。
4．生物质能
生物质燃料是一种传统能源，也是许多国家农村的主要能源。生物质燃烧会产生大量烟尘，造成区域性大气污染；过度消耗薪柴，会使植被遭到破坏，加剧森林的退化，加大“温室效应”的压力。大量使用秸秆和畜粪代替薪柴，会导致秸秆不能还田，使土壤有机质减少，肥力降低，生态环境恶化。
5．核能
核能对环境的影响具有很大的不确定性，铀矿的开采与加工、燃料循环与发电、核废料与废弃核电站的处置，其中每一个环节都有可能向周围环境泄漏有毒或放射性物质。尽管核事故发生的概率很低，核能的安全性不比其他能源差，与化石燃料相比，对环境的损害也较小，但公众对核安全的忧虑仍是核能发展的一大障碍，所以评估核能对环境的影响是比较困难的。
6．太阳能、风能、地热和潮汐能
太阳能、风能、地热和潮汐能都是可再生能源，对环境影响较小。地热对环境的不利影响包括排放二氧化碳等气体、污染地下水、废弃地热井的地面塌陷等；太阳能的大规模利用需占用大片土地；潮汐电站的设计中要考虑海洋鱼类的生态环境问题。但这些新能源同属清洁能源，它们的大量开发利用，有利于改善环境状况。
综上所述，矿物能源传统的开发利用方式需要付出巨大的环境代价，对温室效应贡献突出，其中尤以燃煤带来的危害最大。积极寻求各种替代矿物燃料的清洁能源，如发展水电、核电及各类新能源，以改善能源结构，减轻环境污染，势在必行。鉴于矿物燃料在近期内仍将作为能源结构中的重要组成部分，不断研究应用矿物燃料，开发利用更为合理的新技术，以缓解环境危机是十分必要的。
柴薪——生物质能源，可再生但是污染很大——通常转换为沼气或酒精更清洁；
核能——能量密度最大，如果解决“受控核聚变”人类能源供求可以大大改观，但是安全问题始终存在。
没有绝对理想的能源
1．石油、煤等化石燃料以及它们的加工产品在燃烧过程中会产生一些含氮、含硫的化合物，排放到大气中，对空气造成污染。
2．1930年12月1日至5日，在比利时的马斯河谷工业区，由于燃料的燃烧排放出了大量的有害气体，在逆温的条件下大量积累，使60多人中毒死亡，几千人患呼吸道疾病，许多家禽死亡。
3．汽车中的燃料——柴油或汽油，燃烧时产生的一些物质会直接排放到空气中，尾气中含有一些一氧化碳，未燃烧的碳氢化合物，氮的氧化物，含铅氧化物和烟尘等，对空气造成了严重的污染。比如在20世纪50年代初期，美国洛杉矶市发生了严重的光化学污染事件，65岁以上的老人死亡400人。由于该市三面环山，高速公路纵横交错，汽车漏油、汽油不完全燃烧和汽车排放尾气，城市上空聚积近千吨的石油废气、氮氧化物和一氧化碳。这些物质在阳光的照射下，形成了淡蓝邑的光化学烟雾。
4．光化学烟雾对污染环境危害性很大，但这种现象是在一定条件下形成的，不是经常出现的。目前酸雨的危害日趋严重，酸度不断增加，范围日益扩大。据报道，过去酸雨只限于大城市和工业集中区，近年来已发展到中小城市甚至农村。
参考：http://gsyx.cersp.com/article/browse/3457644.jspx
核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，将水加热成高温高压，利用产生的水蒸气推动蒸汽轮机并带动发电机。核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%－4%，其馀皆为无法产生核分裂的铀238。 举例而言，核四厂每年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。
参考：http://baike.baidu.com/view/22222.htm 百度百科简介
天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。当甲烷散逸到大气层中时，它将是一种直接促使全球变暖愈演愈烈的温室气体。这种飘散的甲烷，就会被视作一种污染物，而不是一种有用的能源。然而，在大气中的甲烷一旦与臭氧发生氧化反应，就会变成二氧化碳和水，因此排放甲烷所导致的温室效应相对短暂。而且就燃烧而言，天然气要比煤这类石炭纪燃料产生的二氧化碳要少得多。甲烷的重要生物形式来源是白蚁、反刍动物（如牛羊）和人类对土地的耕种。据估计，这三者的散发量分别是每年15、75和100百万吨（年散发总量约为1亿吨）。
自己写： 且 甲烷燃烧产生二氧化碳，加剧温室效应
参考：http://baike.baidu.com/view/1093.htm 百度百科百科名片
http://zhidao.baidu.com/question/19445425.html?fr=qrl&cid=203&index=2&fr2=query
其他回答
答：常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能...
答：第一次:柴薪能 第二次:矿物能(石油/煤炭/天然气)第三次:核能
答：C
答：一，1、以太阳能为源泉的能源。(1)太阳的直接辐射能;(2)通过水蒸发降雨和空气流动转化而成的水能、风能等;(3)通过生物过程，由古代积存下来的有机物质转化而来的矿物(化石)燃料如煤炭、石油、天然气等，以及正在生长的柴薪等。2、来自地球本身的能源-地热、核燃料。3、地球和其他天体相互作用而产生...
答：A、自然界中有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源，选项说法错误，不符合题意；B、植物砍伐后还会再生长，所以柴薪属于可再生能源，选项说法正确，符合题意；C、核能不能够短时间内得到补充，属于非可再生能源，选项说法错误，不符合题意；D、煤、石油、天然气等都是一次能源，但它们是非可...
答：播放水力发电、煤炭、石油、核能、天然气等图片，提出人类使用的能量是通过不同的能源提供的，各种能源的使用，促进了人类文明的发展。你能说出这些能源的来源吗？说出人们在使用能源时，能说出各种能源的来源 联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力 新课内容 人类利用能源的历程 结合课前大家收集的资料，...
答：第四次革命浪潮：以物联网为代表的新兴IT手段正在改造和提升传统能源。前三次革命：第一次能源革命,人类学会钻木取火,从此告别愚昧,进入原始社会;第二次能源革命,煤炭石油伴随着柴薪燃料、蒸汽机的技术革新,轰轰烈烈的工业革命在机器轰鸣中拉开序幕;第三次能源革命,现代物理学使人类开发利用核能,科技...
答：第一次能源革命后主要能源为柴薪，第二次能源革命后主要能源为化石能源和电能，化石能源包括煤、石油、天然气．故选B．
答：A 排除法，核能与太阳能都没有广泛应用，所以排除BC 人类真正的利用能源是从工业时代开始的，之前的柴薪利用不在其范围之内，所以D也排除 看到楼下的答案，我真的相劝他去再学一遍物理。题目说的是人类利用能源大致经历的三个时期，也就是说每个时期都有一个主打的能源代表，能体现出本时期的能源的...
答：(3)通过生物过程,由古代积存下来的有机物质转化而来的矿物(化石)燃料如煤炭、石油、天然气等,以及正在生长的柴薪等。 2、来自地球本身的能源-地热、核燃料。 3、地球和其他天体相互作用而产生的能量,如潮汐能。 能源的分类 能源的形式是多种多样的,常按其来源、性质、转换和使用特征来进行分类。 凡自然...
