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石油煤礦對地磁場有什麼影響

發布時間: 2024-05-07 08:59:48

『壹』 每天開采那麼多石油,會影響整個地球的結構嗎

雖然開采了很多的石油,但是石油的開采並不會影響整體的地球地質結構,當然了,煤炭石油這些資源的開采會影響局部地區地質穩定性大的礦區大的石油開采地,地面的穩定性會下降,出現地震等地質災害的時候,更容易造成災難性後果。

不過現在開碳的石油基本上都是在紅酒以外,基本上沒有什麼市區附近的石油資源,哪有趕那麼巧的地方啊,所以現在的這個地質穩定性的問題不用過於擔心了,開採煤炭石油,這些傳統能源基本都是在荒郊野地,要麼在大海裡面,要麼在沙漠裡面,因為好開採的地方,幾十年前就已經開採的差不多了。

『貳』 每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦會影響整個地球結構嗎

每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦?會影響整個地球結構嗎?

石油被人們稱為「工業的血液」,是我們人類現階段的文明發展不可或缺的能量來源,每時每刻,都有石油被人類從地球的深處開采出來供我們使用。但石油終究是有限的,這不禁讓人擔心一個問題,人類每天都會從地下抽走大量石油,會影響整個地球結構嗎?

其實我們現在根本不必擔心這個問題,這是因為人類開採石油的行為對於地球本身的影響可以說是微不足道的,為什麼這么說呢?我們用一個簡單的數據對比就可以說明,地球的半徑足足有6371公里,而人類的石油鑽井都通常都只有幾公里,迄今為止人類在地球上打得最深的油井——位於庫頁島的「Odoptu OP-11」油井,也就只有12公里多一點。

如果把地球比作一顆雞蛋的話,人類連這個雞蛋的蛋殼都沒有鑽透,很顯然,以人類目前的能力,根本就不會影響整個地球結構。但地球沒事並不代表人類沒事,每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦?我們接著看。

在不少人的想像中,地下的石油應該是像地下水那樣聚集在一起的,當人們開採石油的時候,只需要挖一個洞,再把管子伸進去,最後用類似抽水機的設備往外抽就可以了。但實際上的情況並不是這樣,其實石油在地下的存在形式主要是散布在儲集層基質的空隙之中。

在開採石油的時候,最理想的情況就是鑽好井之後,石油就會在地球內部的壓力作用下自動滲出,這樣人們就只需要把石油抽上來,再通過回灌井往地下注入一定的水就可以了,但現實往往都是很骨感的,在很多時候,當人們鑽好井之後都會發現儲集層基質的滲透率根本就達不到要求。

在這種情況下,就需要人為地向地層里增加壓力,通常的做法就是進行「水裂」,所謂「水裂」是指用設備不斷地把加壓後的水(有時人們還會在水裡加上一些特殊的砂礫)打進富含石油的地層,地層基質的壓力增加了就會裂開很多的縫隙,這樣就可以使那些散布在地層基質的空隙之中的石油更輕易地滲出來了。

這些打進地層的水,大多數都會與石油混合在一起重新被抽上來,在經過處理之後,石油會從中分離出來送往石化工廠進行後續加工,而這些水又會通過回灌井再一次被打進地層,以彌補抽走石油給地層帶來的流體損失。值得一提的是,石油所在的地層本身通常也含有大量的地下水,這些地下水也會隨著石油一起抽上來,然後經分離以後再通過回灌井注入地下。

我們可以看到,利用上述的方式來開採石油,因為地層中的流體根本就沒有什麼損失(對地層而言,管它是石油還是水,只要是流體就行了),所以也不會對地層的結構產生什麼影響。

化石燃料對推動人類文明發展起著非常重要的作用,但不好的事情是,當人類在使用化石燃料時,會向大氣層里排放出大量的二氧化碳,這被認為是全球變暖的「罪魁禍首」。

每天產那麼多石油,抽空的空隙怎麼辦?會影響整個地球結構嗎?

到現在為止,石油仍然是現代工業不可或缺的「血液」,據媒體公開資料,2019年全球石油開采總量約為900億桶,按全球一桶石油平均137千克計算,大約為1200萬噸,看起來這個不是個小數字,那麼從地殼中抽出了那麼多石油,地球結構會被破壞嗎?


石油是怎麼開采出來的?

在大家的印象中都是石油鑽井鑽入油層,然後石油沖天而起,如果一直都是這樣的話,那就封上油井,裝個水龍頭就好了!要不然怎麼會有王進喜大冬天跳進泥漿池攪動泥漿壓住井噴的故事呢?


事實上鑽入油層的早期確實會有一個壓力釋放的過程,因為油田上方的岩層給它的壓力很大,噴出石油這種情況是可能的,但隨著油田開采,這個壓力會迅速下降,到平衡,此時就必須要抽油機,就是那個頭一抬一抬的設備,但繼續抽油最後會到負壓,也就是說你再開採的話,就會小於一個大氣壓,很可能就抽不出來了,必須要壓力平衡,通入大氣!


到最後油井中石油枯竭,再也抽不出石油來了,此時怎麼辦?在油井的很多縫隙里含了大量的石油,很簡單,注水,在油井中注入大量的水後,因為石油密度比水要低,因此石油將會浮在水面上,然後將這些油水混合物一起開采上來,比如現在的大慶油田幾乎就是到了注水開采、發揮余熱的階段了!

頁岩油的開采

除了常規的油井抽油機開采外,頁岩油確卻是另一種開采方式,因為頁岩油根本就不算一個油田,只是一些含油的石頭,所以油井裡面根本就沒有所謂的井,只是一大片含油的岩層,要從這些石頭中采出石油,必須要有高超的開采技術!


這個技術就是水力壓裂技術,它通過高壓水泵將含有沙子的水泵入地下,壓裂鑽口周圍的岩層,然後通過這些縫隙將石油慢慢富集,最後將這些油水混合物抽取上來,這就是頁岩油的開采過程,因為手續繁雜,設備要求很高,因此這個頁岩油開采成本極高!


這里有個有趣的小故事,大家看看就好,當前世界石油市場暴跌,美國的頁岩油開采陷入停滯,瀕臨破產,但在2018-2019年時形勢卻好得很,因為在美國的鼓動下,歐佩克石油減產,油價高企,此時美國卻加大了頁岩油的產量,迅速佔領了市場,俄羅斯在西伯利亞的高成本油田也獲利頗豐,等到2019年底歐佩克主要主導國沙特明白過來時,俄羅斯和美國已經賺得盆滿缽滿了!

Seven Generations能源公司在亞省Montney地區的頁岩油開采基地

所以從那會開始歐佩克表面上和俄羅斯扛上打擊油價,其實真正的目的卻是美國的頁岩油市場,當然沙特是不敢公開造次的,所以大家都說沙特和俄羅斯打架,真正受傷的卻是美國!

挖掘量那麼大,地球結構真不會有事嗎?

從油田開采和頁岩油開采來看,石油的采出同時會有大量的水注入,另外油田也很難出現大面積采空區,它不像煤礦,除了煤層外還有工人和設備通過的坑道,油田都是區域性塊狀分布的多孔結構,即使真正采空問題也不大,但石油開採的後期都大量注水,甚至會注入靠聚合物收集石油,而且水的密度比石油還大一些,根本不會產生結構問題!


那麼煤礦采空了會有問題嗎?

我們經常聽到煤礦透水事故,這是煤層採掘時挖通了地下水系,當然這是非常可怕的事故,但這也告訴我們一個結果,也即是煤礦在正常開采時也需要水泵將滲入的地下水抽走,否則長期積累就會淹沒坑道,因此大部分煤礦在被放棄後,地下水就會逐漸滲入,淹沒整個煤礦!


不過我們也不得不面對另一種情況,就是大量開采地下水後造成地下水位下降,整個區域沉降,還有煤礦坑道也無水滲入,長期會導致采空區塌陷,甚至可能導致小型地震,從這個角度來看,采空區確實會對地面產生非常大的影響,首先是導致基建結構不穩,甚至坍塌,另一個是地下水位下降,不再適合農作物種植!最終的結果就是塌陷區居民遷移!

采空區塌陷

但對於地球整個地球來說,這些開采不過是九牛一毛而已,我們最深的開采也不過4000米(姆波尼格金礦),最深的油田是俄羅斯遠東薩哈林島,Z-44 Chayvo油井(12.345公里),只有地殼平均深度33千米的1/3,大陸上的地殼更是高達70千米,而地球半徑則高達6370千米,所以連雞蛋殼都還沒挖透,根本不會對地球有啥影響。

很多人以為,開採石油應該是下面這樣子的,如同吸取蟹黃湯包的汁液,眼看著湯包癟了下去:

不少人以為,石油藏在地下,如同包子裡面的湯汁,隨便用一根吸管下去,直接抽上來就可以了,實際並不是,它們是被頂上來的。


當然,我們不能排除這個世界上真的會有那麼一塊石油泡泡藏在地殼之中,不過似乎人類發現的幾率並不高,畢竟下面要有一個巨大的空間,儲藏幾億噸石油,遇到地質運動,早就從裂隙涌到地面了。


在古代,還真的有小部分石油從地下滲出來,古人把它們收集起來,當作照明材料,有時候用來作為火攻原材料。



這在宋代的《夢溪筆談》裡面就有介紹。


只不過,這樣的地區實在是太少了,絕大部分石油是一種粘稠度相當高的液體或者乾脆是油膏,被土壤顆粒、岩石顆粒死死包圍著。它們基本上不會因為開了一個口子,就自動流出來。個別例外也是存在的,鑽井的時候,會遇到突如其來的壓力釋放,導致井噴。


當然,如果走了狗屎運,挖到一口油井,可以汩汩地流出石油,直接用泵抽到油罐車裡面運走,那簡直就是彩票中獎,省下來多少壓注的費用啊!不過,這時候,倒是應該擔心地層塌陷的問題了。


通常開採石油的時候,鑽兩個深孔,一個是注入,一個是流出。利用機械的力量,將水壓入油層底部,由於水油不相溶,且水的密度較大,由下而上,藏在岩石顆粒間的油滴就被水給頂上來了,上面接一根管子,直接流到儲油槽。


這時候,石油的空隙被水填滿了,到時候將這兩個孔封起來,水跑不出來,這塊地層也就保持相對穩定了。


開採石油與挖煤不一樣,煤炭是固體,無法流動,需要在地下直接開采,挖出巷道,邊開采,邊回填泥土、沙石之類的東西,避免坍塌。

當然,題主的擔憂也是有一定道理的,畢竟注水與原來的石油顆粒是不同粘稠度的液體,對於地層有一定的影響,我們相信,像中東地區的地層肯定會在某一天的地殼運動中被擠壓,造成很厲害的地震,土壤液化,可能波及到其他地區。


屆時,中東地區的人民就會嘗到胡亂開採的惡果,這時自然平衡被打破的必然結果。

開釆煤礦,開採石油天然氣,對地質的影響那是絕對的。現在就有許多釆煤區發生了地陷事故,將來總有一天,因為我們無度的開采,地球會發生災難性的大型地質變化。

不過即使我們不開採石油天然氣,地球上的地質劇烈變化還是會發生的,所以也不要杞人憂天。

石油開采不像煤炭礦床,挖掘一個深坑大洞,留下若許真空地帶。

影視印象中的石油,似乎是一條流淌在地下的暗河,只要開了閘,可以噴涌而出,永不枯竭。

實質石油根本不是地下暗河的模樣儲存於地下。

作為一名石油人,且是常年在採油一線的老石油,我可以說說石油開採的若干常識。

石油其實是誕生於某些地質圈閉之中,是若乾地質年代沉積蘊育的產物,大都儲存於沉積岩的孔隙中,並非人們印象當中的地下暗河,而是通過孔隙星羅棋布在地下儲存匯集。

隨著地質年代的地質沉降、斷層、圈閉不斷變化形成,就形成了若干個石油圈閉型構造,儲藏了大量的石油和天然氣。

這種油氣形態通過地下鑽探得知其儲存的層位、深度、厚度等等,是地下鑽探和地上地質分析相結合的結果。

我們油田相繼開發了白堊紀、玄武紀等若乾地質年代中的杜家台、蓮花、古潛山、大凌河等油層,實施了作業開采。

油流是通過井段射孔來實現開採的。

早年間原始地層壓力足,基本都採用自噴形式,只是放個簡單的油嘴控制產出量,每天就有大量的石油噴出。

到了後期,各種開采手段層出不窮,卻采出量每況愈下,有的油井,甚至一天連100斤原油都采不到,含水率卻高達99%以上,只能忍痛割愛實行關閉,或者兼開式采出。

地下的石油只是液態存在於空隙中,是一種可滲透式存在,並不像人們意識中的河流形態。即使其滲透率不夠,也會採取地面壓裂等化學方式,擴充孔隙度,從而確保石油可以順利流到井筒里。

而隨著石油的大量采出,余出來的真空地帶早有遞補,人們其實從一開始開采時段,就採取了給油層邊際注水的方式,一是為了驅動油層向井口流動,便於采出,二是用注入的水迅速填補油流流走以後的空白,從而保證地下沒有虧空,保持原始平衡。

所以,那種擔心地下虧空甚至崩陷的情況是不可能發生的,完全沒有必要杞人憂天。

這樣問顯然是對石油工業缺乏基本了解,石油浮在水上,採油會帶出地下水,這些水經處理後會重新注入地下,因此採油後地下也不是空腔,至於影響地球結構,開玩笑呢?

人類對於地球只會有很微弱的影響,曾經西方有文章指出三峽大壩的修建導致地球自轉軸和重力中心的偏移,這其實就是屁股歪的說法,影響重力中心必然需要龐大的質量,而世界上現有的大型水壩,三峽的儲水量甚至排不進前十,三峽的最大在於它是水電站,發電量非常大;而且人類還進行了很多龐大的工程,一個超大規模的城市、鋼筋混凝土森林,也會造成重力中心的偏移。

然而這對於地球自身而言是可以忽略的影響,地球自身的重力本身就存在差異,因為地球的質量分布不是很均勻,地球內部還有很狂爆的岩漿運動帶動地殼的運動,地殼移動一毫米就需要人類努力多少代才能做到。石油多位於地表較為淺顯的地方,最深的油井也不過幾千米,多少年原油產量才能達到一個三峽的水儲量(接近400億噸)?所以說靠採油影響地球結構真的是想多了,更多的是對地表的影響,因為石油工程會占據一些土地,也可能污染地下水,進而影響到人類的居住環境,但這一點也沒有想像那麼嚴重。

石油和煤礦不同,煤礦開采後會留下很多采空區,盡管也會用礦渣、煤矸石等回填,但是仍不足以全部填上,有的礦業可能執行不到位,所以煤礦礦區內的居民會被疏散,采空區會自然的垮塌,垮塌區的治理比較艱難,一般都是 采-填-閑置-垮塌-恢復 這樣的過程。石油開采卻不大相同,原油是液體狀態,本身就是存在於地下的空腔中,靠水支撐地表也是不可能的,石油開採的時候會帶有天然氣、水,需要經過加熱靜置等方式排出天然廢氣和水分,估計多數油井采出的大多數是水,只有少數富礦采出的油更多,有的井(磕頭蟲)甚至磕一天頭也才能采幾十升的油,下部的集油罐十天半月也不見得能儲滿一罐,而大部分是水又需要處理才成為成品。

石油開采後,采出水會經過處理,消除污染物後再次注入地下,消除污染的目的是防止回注的時候污染地下水,而采出石油後,由於地下水位的下降以及整體壓力的降低,周圍的水會匯聚過來,不像煤礦采空區那樣不管的話就一直空著(煤礦可不能透水,一堆人在下邊幹活呢),地下水位最終會恢復,石油等也可能重新匯聚。所以,以往偶爾會聽到的煤礦區垮塌事故,卻很少聽到石油礦區的垮塌事故。在中東的石油大國中,也很少聽到這樣的事故。

石油的主要危害在於泄露,石油運輸主要可以分為兩類,其一是移動的運輸,主要靠輪船,其二就是管道運輸。然而前者偶有發生沉船事故的案例,大量的石油分布在海面上對一定區域內的海洋生物影響十分嚴重,糊住水面水鳥無法捕食、水下的生物也可能缺氧,因為光被遮住了浮游植物的活性會下降;管道運輸也常有泄露事故,會污染土壤、淡水水體,對周邊的居民也會有較多的影響。

油田第一期出純石油,二期往地下注水出油水混合液,所以邊開采邊注水,地下沒有空洞。

抽空的空隙有水的話,水泥沙來填充,無水的地方,等待慢慢的塌陷地震,還能怎麼辦?

當然有影響啊。但即使不抽取石油,地球的結構同樣也會不斷變化的。原因是地球不斷的公轉與自轉,不斷有漲潮退潮,也有台風龍卷風,這樣的沖擊,同樣會對地球的地質結構產生影響,因此地震也會不時發生,每震動一次,釋放一次因不平衡而積聚的能量,從而又達到新的平衡。

已經影響地球結構變化,人類都快走滅亡了你說有沒有影響?新冠疫情也是地球結構變化造成地熱氣候惡化才產生的病毒,能沒有影響嗎?

『叄』 全球都在開採石油天然氣,頁岩氣,對地球物理結構會有影響嗎

人類大量的開發自然資源自然資源,一些不可再生的資源,對人類的工業發展產生了非常重要的影響作用,比如說石油,天然氣,煤炭液燃氣這些東西都會給人類的工業發展帶來巨大的幫助,但是它影響了地球的物理結構。

石油,天然氣,頁岩氣都是人類所需要的必要的自然資源,雖然他們都是不可再生的,短時間之內沒有辦法重新佔有,但是我們現在經濟發展離不開這些東西,清潔能源雖然在逐漸開發,但是真正的去推廣,去大規模的應用還是一個比較漫長的過程,所以哪怕這些東西的開發會影響地球地質結構的穩定,人們仍然要去做。

『肆』 過度開採煤礦、石油會怎麼樣

美國的約翰·霍德倫曾指出,能源是環境問題中最難解決的問題,而環境則是能源問題中最難解決的問題。能源對環境的影響有目共睹。能源在給我們提供動力、推動經濟發展的同時也對環境提出了挑戰。目前,世界能源消費的90%是依靠石油、天然氣和煤炭。這些化石燃料的大量消費增加了大氣中二氧化碳的濃度,引起地球暖化,此外生成的二氧化硫和氮化硫和氮氧化物會形成酸雨,嚴重破壞地球環境。因此,解決能源開采與利用中生態環境的安全性問題迫在眉睫。

記者就這一問題采訪了太原理工大學經濟管理學院院長、教授牛沖槐。

記者:能源開采與利用對生態環境有哪些影響?

牛沖槐:一是煤炭。

1.地表沉陷。煤礦地下開采造成的地表塌陷,導致相應范圍內建築物、鐵路變形,土地與水利工程破壞,農業減產等。據估算,礦井每采萬噸煤塌陷土地0.3公頃。

2.洗煤水與礦井排水污染。

3.煤矸石山自燃。全國煤矸石堆存量達20億噸。目前年新增煤矸石量達一億多噸,但綜合利用率僅為10%左右。至今常有部分煤矸石山自燃,排放大量的煙塵,污染環境,危害人體健康。

4.煤礦甲烷氣體污染大氣。據估算,平均生產一噸煤炭,大約要產生幾立方米的甲烷氣體。此氣體是一種溫室氣體。目前,甲烷利用量僅占排放量的一部分。

5.城市大氣污染。煤炭在燃燒的過程中會排放大量的煙塵、SO2、NOx等污染物,對大氣造成嚴重污染。

6.二氧化碳排放。

二是石油和天然氣。

石油和天然氣勘探開采和加工對環境的影響主要有以下幾方面:

1.油田勘探開采過程中往往出現井噴事件,產生大量的採油廢水、鑽井廢水、洗井廢水以及處理人工注水產生的污水。

2.氣田開采過程中產生的底層水,含有硫、鋰、鉀、溴等元素,主要危害是使土壤鹽漬化。

3.油氣開采過程中排放的硫化氫。

4.油氣加工利用過程中會產生一些煉油廢水、廢氣(含二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、烴類、一氧化碳和顆粒物)、廢渣(催化劑、吸附劑反應後產物)。

5.海洋油氣污染,在油氣生產中對環境影響最為嚴重,20世紀80年代以來,全世界估計每年有一億噸的石油因井噴、漏油、海上採油平台傾覆和油輪事故等原因瀉人海洋,對海洋生態系統和海運活動產生嚴重影響。

6.戰爭破壞。例如1991年海灣戰爭即將結束時,伊拉克縱火燒毀了科威特油田的727口油井,對生態環境造成嚴重污染。

三是水電。

水力發電要修建水庫,特別是大型水庫,對生態環境有多方面的不利影響。

1.淹沒。修建水庫會淹沒土地、地面設施和古跡,影響自然景觀尤其是風景區。三峽工程淹沒土地七萬公頃,其中耕地佔40%,水電站淹沒的直接經濟損失約占工程總投資的10%~15%。

2.淤積。水庫泥沙淤積會使上遊河道界面縮小,河床抬高;下遊河岸被沖刷,引起河道變化。

3.誘發地震。20世紀60年代,尚比亞——辛巴威的卡里巴、希臘的克雷瑪斯塔、印度的柯納伊等大型水庫相繼發生6級以上地震,引起世界關注。中國丹江口水庫建成後,發現地震活動異常活躍。專家估計,三峽水庫建成後也可能誘發地震,震級約5.5~5.6級。

4.對水生和陸生生物的影響。水庫建成後,會改變河流的水深、水溫,流速及庫區小氣候,從而對庫區水生和陸生生物產生不利影響。

5.對水環境的影響。建庫會改變地下水的流量和方向,使下游地下水位升高,造成土地鹽鹼化,甚至形成沼澤,導致環境衛生條件惡化而引起疾病流行。

四是其他能源。

其他一些能源雖然是潔凈能源,但也會對生態環境造成或大或小的影響。比如,核能會對人體造成輻射,發生核事故以及產生一些放射性廢物等;風能主要是雜訊、影響景觀和電磁干擾等影響;太陽能主要是佔用土地、影響景觀等。

記者:我國能源生態環境存在哪些問題?

牛沖槐:能源的過度開采和利用給我國的生態環境帶來了巨大的壓力。縱觀我國的能源生態環境問題,目前主要存在於以下幾個方面。

一是能源消耗結構不合理,綠色能源發展不足。

《中華人民共和國2005年國民經濟和社會發展統計公報》提供的數據表明,2005年我國能源消費總量為22.2億噸標准煤,比上年增長9.5%。萬元GDP能耗1.43噸標准煤,與上年持平。其中,煤炭消費量21.4億噸,增長10.6%;原油3.0億噸,增長2.1%;天然氣500億立方米,增長20.6%;水電4010億千瓦小時,增長13.4%;核電523億千瓦小時,增長3.7%。可見,我國能源消耗仍然以煤炭為主,其中煤炭消費量占總消費量的75%以上,然而風能、太陽能等綠色能源發展緩慢。截至2004年末,我國風力發電總裝機容量為76萬千瓦,尚不足全國電力裝機總量的千分之二。

在太陽能方面,由於我國還沒有完全解決矽片生產的核心技術,所以太陽能發展更是緩慢。然而在舊金山,風力發電占總供電量的44%,甚至在緯度很高的加拿大、北歐都盡量考慮利用太陽能。目前,我國綠色能源發展不足的主要原因有:(1)優惠政策扶持「疲軟」,國家現行的關稅、貸款及增值稅等優惠政策效果不明顯;(2)電網建設滯後、市場割據嚴重,綠色能源產區與消費市場難對接;(3)配套產業「短腿」,綠色能源難以「自力更生」。

二是能源過度開采造成海洋、淡水污染嚴重。

石油在開采過程中都會產生大量的污水。一般來說,一口油井每天排七立方米的污水。按2004年我國共有油井近八萬口計算,全國每天因開採石油排放污水近56萬立方米,全年就超過兩億立方米。同時,由於我國許多油田處在西部少水區,淡水資源缺乏,石油對淡水的污染危害更加嚴重。如甘肅慶陽市是甘肅最缺水的地方,水資源人均佔有量360立方米,是全省人均水量1300立方米的25.7%,是全國人均水量2400立方米的13%。然而,2002年,僅隴東油田在慶陽就排放廢水113萬噸,佔到全市排放總量的29%。另外,海洋油田的開采對我國海洋污染也十分明顯。2003年我國海洋石油開采向海洋排污近7600萬立方米,其中南海最多,達7000萬立方米。

我國煤炭開采量大,對水污染更加嚴重。與石油資源相似,我國煤礦區水資源也普遍缺乏。據統計,全國有71%的煤礦缺水,40%的煤礦嚴重缺水,80%以上的煤礦職工飲用不潔水。而煤炭開采對地下水資源的破壞卻相當驚人,2002年全國煤礦外排礦井水達22億噸,選煤水0.28億噸。其他工業廢水0.3億噸,生活污水4億噸;北方礦區平均噸煤破壞地下水資源約10立方米,生態環境脆弱的中西部礦區,因採煤疏干排水導致地下水位下降,土地沙漠化進一步加劇。如果按平均噸煤破壞水資源約10立方米,2005年全國煤炭產量21億噸計算,全年因煤炭造成的水污染就達210億立方米。

三是能源消費過度使得空氣質量嚴重惡化。

1.城市大氣污染。我國是世界上最大煤炭消費國,2004年煤炭消費量達19.6億噸,佔世界煤炭總消費量的43%。大量煤炭和石油燃燒所排放的污染物,使中國城市大氣質量狀況嚴重惡化,主要污染物是煙塵、二氧化硫、NOx等,這些污染物對人體健康有很大危害,包括呼吸系統和肺部疾病、癌症以及智力障礙等,並損害動植物、水體、材料等。目前,城市大氣污染依然嚴重,2003年監測的340個城市中,只有142個城市的空氣質量達到國家二級標准。全國排放煙塵1048萬噸,S022159萬噸。SOx排放量超過環境容量81%,SO2約85%是燃煤排放的。而SO2極易引起酸雨,對生態系統造成破壞。據中國環境科學研究院估算,1995年全國酸雨和SO2造成的生態系統和健康損失達1100億元。

2.室內空氣污染。室內燃煤或柴草所造成的室內污染是中國能源生態環境的一個很重要的問題。據有關資料顯示,2003年,全國仍有62%的城鄉居民燒煤和柴草,農村居民生活消耗薪柴2.038億噸,秸稈3.33億噸,占生活用能源消費量的56%;農村民用煤消費量也比1991年增加97.4%。但是室內燃煤可以釋放可吸人顆粒物(RMP)、一氧化碳、二氧化硫、氟化物、醛類等有害物質,這些污染物會導致呼吸系疾病、肺癌、砷中毒等病症。發展中國家的一些監測資料表明,室內空氣中可吸入顆粒物的濃度高達1000—10000微克/立方米,超過美國國家環境保護局標准(100微克/立方米)的10—100倍。發展中國家農村地區的室內顆粒物暴露水平是發達國家農村地區的7—26倍。雖然近年來,我國農村的「炊煙傷農」現狀有所改善,但形勢仍不容樂觀。據不完全統計,燃煤型氟中毒在我國14個省市有不同程度的流行,有氟斑牙患者165萬,氟骨症患者108萬;燃煤型地方性砷中毒分布於2個省市,3個地市,受影響人口33萬人,其中燃煤砷>100毫克/升的高砷暴露人口5萬人,查出砷中毒2400人。

四是煤炭大幅消費造成CO2排放量激增。

中國使用能源排放的CO2,約占各種溫室氣體總排放量的80%。從1990年到2002年,二氧化碳的排放量增長了41%,遠高於世界平均水平14.86%。而單就2002年來說,中國二氧化碳的排放量為953百萬噸煤,佔全球總排放量的23.87%,僅次於美國居世界第二位,其中燃煤排放的佔80.1%。這說明我國要想解決CO2的排放問題,煤炭是重中之重。

五是能源的過度消耗造成生態破壞嚴重。

目前,農村薪柴消費量超過合理採伐量的20%以上,薪柴的過度消耗導致大面積森林植被破壞,水土流失加劇。而石油入海後漂浮在海面形成的油膜減弱了太陽輻射,影響海洋綠色植物的光合作用;分散油和乳油破壞了浮游植物體內的葉綠素,引起植物大量死亡,導致海洋生態系統失衡;石油的毒性影響海洋生物的生存和發育,據研究,遭受嚴重石油污染的海域要經過5—7年生物才能重新繁殖。修建水電站也會對生態造成影響。水庫建成後,會改變河流的水深、水溫、流速及庫區小氣候,從而對庫區水生和陸生生物產生不利影響。例如,葛洲壩建成後,大壩截斷了魚類回遊通道;珍稀水生動物中華鱘的繁衍生息受到影響。新安江水庫蓄水後,富春江水溫降低,珍貴魚種鮒魚不再上溯產卵。

記者:確保能源開采與利用中生態環境安全的建議與措施是什麼?

牛沖槐:一是充分發揮政府在環保方面的主導作用。

政府作為環保的重要職能部門,應充分發揮好其作為第一機制的重要作用。首先要強調對公共物品提供的重要作用。因為環境具有公共物品的屬性,如果沒有相應的特殊制度是難以完全利用市場手段得到解決的。由於環保資金不足,政府應在環境和能源保護設施建設方面發揮主導投資的作用。其次,能源行業往往發生環境突發事件,因此要做好危機處理的准備,要完善環境突發事件的應急措施,嚴格責任追究制度。比如建立環境污染事故和能源不合理使用的危機管理資源保護系統;建立領導責任制和嚴格責任追究制度,減少污染事故的發生。

二是轉變經濟增長方式,走循環經濟發展道路。

進入工業化以後,粗放型經濟增長方式導致人類社會面臨越來越大的人口、資源和環境的巨大壓力。我國長期實行的是粗放型經濟增長方式,傳統煤炭資源開采方式既浪費了資源,又造成了環境污染,還降低了企業經濟效益,給社會經濟的發展造成了很大的損失。要想從根本上改變這一狀況,就是要尋求環境污染的源頭治理範式,而這個範式就是循環經濟。其技術經濟特徵就是通過生產與環境保護的技術融合,降低資源消耗、回收和利用生產廢棄物,減少污染排放甚至是零排放,形成資源的循環利用,它的實質就是「資源——產品——再生資源——產品」,從生產活動的源頭對生態進行保護與治理,實現資源與經濟的可持續發展。這是解決能源開采利用與生態環境日益惡化這一矛盾的根本出路。

三是加快節能技術的研發,提高能源利用效率。

提高能源利用效率和節能減排是減少污染物和CO2排放的最現實、最經濟的途徑。中國到2020年能源需求如按目前趨勢發展,將達35億噸煤。強化節能可減少9億噸煤,價值8510億元,相當於減排SO216.3百萬噸,CO2540百萬噸煤。

全球環境基金資助項目「中國溫室氣體排放控制問題與對策研究」減排溫室氣體的費用/效益分析結果表明,提高能效減排溫室氣體的凈費用為零,因為提高能效都是「無悔」項目,即對經濟、社會和環境都有益,並非專為減排溫室氣體的項目。風力發電、水電、核電、光伏發電的凈費用分別為提高能效的6.1、6.2、7.0和9.5倍。

四是積極實行綠色開采技術,確保能源安全。

綠色開采技術是一項有益於環境保護的開采技術,綠色開采技術將成為21世紀中國能源工業主要採用的開采技術。它與傳統技術的最大區別在於其指導思想不僅考慮開採的數量,還要把開采過程中對環境造成的損失綜合考慮在內,提出有益於生態環境的安全可靠的技術。當前,單就煤炭的綠色開採的技術已有不少,如房柱式開采、部分開采、分層間歇開采、充填法管理頂板和離層帶注漿技術等。21世紀的綠色煤炭開采技術還包括減輕地表沉陷的技術、減少開采中造成的廢棄物排放技術,露天礦剝離——採煤——排土與生態環境一體化技術和地下氣化技術等。實行綠色開采技術可使能源產業走人可持續發展的道路,確保能源安全。

五是大力發展潔凈能源,實現能源與生態環境的雙贏發展。

1.發展潔凈煤技術。潔凈煤技術是當前世界各國解決環境問題的主要技術之一,也是高技術國際競爭的一個重要領域。潔凈煤技術涉及到煤炭加工、燃燒、轉化、污染控制等,其目的在於降低污染,提高煤炭的使用效率。潔凈煤技術主要包括:選煤、型煤、水漿煤、流化床燃燒技術、先進的燃燒器、煤炭氣化以及煙氣凈化技術。我國是世界煤炭消費大國,發展潔凈煤技術具有十分重要的意義。

2.大力發展可再生能源。我國可再生能源資源豐富,水能的可開發裝機容量為3.78億千瓦,居世界首位,但目前水電裝機容量為8200萬千瓦,其利用率僅為13%。我國每年地表吸收的太陽能大約相當於2.4萬億噸標准煤的能量,開發利用前景十分廣闊,風能資源量約為16億千瓦,可開發利用的風能資源約2.5億千瓦。地熱資源中,僅中低溫直接利用量就超過2000億噸標准煤。我國生物質能也十分豐富,秸稈等農業廢棄物的資源量每年約有3.1億噸標准煤,薪柴資源量約為1.3億噸標准煤。另外,還有海洋能、波浪能、溫差能等等。如此豐富的可再生能源,國家應通過政策傾斜等方式來加快對它們的開發,這樣不僅可以充分利用能源資源,還可以有效地保護生態環境,因為這些能源的開采與利用所帶來的生態環境問題與煤炭所帶來的問題相比要小得多。提高可再生能源的比例,可以確保能源的可持續發展,實現能源與生態環境的雙贏發展。

六是充分發揮市場機制在加強環保方面的作用。

1.徵收能源稅。當前,對能源可以徵收能源資源稅和污染稅。目前,中國已對石油、天然氣、煤炭的開采進行收稅,但是征稅的規模很小,對減少資源生產和消費,保護資源的效果甚微。因此,應加大對能源資源稅的徵收規模。徵收污染稅也是保護生態環境的一個很好的辦法。例如,可以嘗試徵收煤的污染稅,按照煤的不同質量(灰分和含硫量)對低質煤徵收污染稅,這樣可以使人們選擇優質的煤,推進煤的洗選加工以及其他治理措施,或者選擇更清潔的燃料。

2.實施排污權交易。排污權是環保部門根據某地區某種污染物的環境容量和排放總量控制目標,分配給每個排放源的排放量限額指標。排放量超標的企業可以從排放量低於限額的企業購買排放指標。排污權交易為企業提供了更多的選擇,可以從總體上降低污染控製成本,有利於達到總量控制目標。我國在90年代開始試行排污權交易,目前正在山東、陝西、江蘇、天津、上海等省市開展SO2排污權交易示範工作。