环境与可持续发展 第四章能 源及其在环境保护中的作用.ppt

三、风能利用及其环境影响风能是大气沿地球表面流动而产生的动能资源。风能是由太阳辐射的-IJ?,部分能量(约2％)转变成的动力能。目前对地球表面可以利用的风能尚无准确的估计，有人认为每年有相当于电力10～500亿度的能量。风能存在分散、间歇、能量密度不高和风力不均匀等弱点，利用时要因地制宜。在远离电网的缺电地区，年平均风速超过4～5m／s时，利用风能有较好的经济效益，可以用来发电、驱动抽水机、贮存能量等。?风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据国家气象局估计，我国可开发利用的风能资源约为1.6亿千瓦。按照风能利用条件分为四级：一级为风能最佳区，指一年当中风速在3m/s以上的时间超过5000小时，6m/s以上风速的时间超过2200小时，风能密度大于200W/m2的地区。这些地区包括西北地区克拉玛依、敦煌等地及华北地区、东北地区、东部沿海。二级为风能较佳区，一般风能密度大于150W/m2。三级为风能可用区，风能密度大于100W/m2。四级为风能贫乏区，风能密度大于50W/m2。我国的四级区占全国总面积的1/3。?利用风能发电并储存能量随着全球能源价格的攀升和能源资源的匮乏，风能市场得以迅速发展。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年一年间，全球风能发电装机容量增长了27％。2007年已达到9万兆瓦，到2010年已经发展到16万兆瓦。预计未来20～25年内，世界风能市场每年将递增25％。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。?“十一五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。2006年，中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年我国风电产业规模延续暴发式增长态势，截至2007年底，全国累计装机约600万千瓦。2008年中国风电装机总量已经达到1250万千瓦，占中国发电总装机容量的1％，位居世界第五。这也意味着中国已进入可再生能源大国行列。2008年以来，国内风电建设的热潮达到了白热化的程度。?到2010年底我国风电累计容量超过4000万千瓦，跃居世界第一。截至2009年底，我国风电累计发电量约为516亿千瓦时，按照发电标煤煤耗每l千瓦时350克计算，可节约标煤1806万吨，减少二氧化碳排放5562万吨，减少二氧化硫排放28万吨。同时，风电的利用可起到防风固沙的作用。但是必须看到，风电质量差，并网困难，能效需进一步提高；对大气环流，尤其是地表污染物的扩散、迁移，有显著影响。1.温室效应随着世界化石燃料消耗的急剧增长，排入大气中的CO2愈来愈多，加之生态环境破坏，大气中的CO2呈增长趋势。19世纪工业革命以前，地球大气中CO2的浓度约为(200～280)×10一?，与海洋和绿色植物的吸收和储存基本平衡。近50年来，CO2在大气中的浓度以每年略高于1X10。6的速度在增加，1960年大气中的CO2浓度达到了317×10～?，1986年大气中的CO2浓度为347×10～?，2008年升高到394×10～?，其结果将导致1990～2100年间全球均气温有可能升高1.4～5.8。E?。许多专家认为，CO2浓度的增加已经影响到了全球的气候。大气中的CO2不仅能选择性地吸收太阳的短波长辐射能，还能大量吸收地球表面反射回来的长波辐射能，最终使大气升温，吸收热量后的CO2再将能量逆辐射到地面。因此，大气中的CO2犹如一个防止把热散射到宇宙空间的盖子，从而干扰地球的热平衡，并使地球的平均气温升高。这种效应称为“温室效应”。早在1985年，联合国环境规划署、世界气象组织和国际科学联盟理事会就在奥地利拉赫召开了会议，委托瑞典的国际气象研究所进行此项研究，研究得出了到2030年世界平均气温将要升高1.5～4.5℃的结论，结果使海平面升高1.4米。“温室效应”引起气候和降雨模式变化，能导致广泛的环境危害，许多国家海拔较低的沿海地区将被淹没，从地球上消失。水位上升使农作物模式改变，严重影响农业生产。“温室效应”尚待进一步研究。有的科学家已提出了控制CO2排放和制止全球大规模砍伐森林的全球环境战略。同时，世界上的燃烧专家都在全力开发清洁高效燃烧技术，减排二氧化碳、捕集二氧化碳和封存二氧化碳的技术。2.酸雨酸雨是另一个全球性的环境问题，是一种综合性污染。它指的是pH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大气降水(雾、霜)，广义指酸性物质的干、湿沉降。其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和盐酸等。酸雨主要