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煤炭燃烧后灰渣中杂质的浓度将增高许多倍,经过煅烧与粉碎有害物质将变为更容易进入水或空气的形态,从而增加环境的负担,以至火电站释放出的放射性物质比核电站多。因此煤炭使用的关键问题是将加剧环境的污染,导致全球气候变暖以及煤炭中产生的废气将造成呼吸系统疾病增加、汞中毒等不良后果。对于煤炭污染的缓解办法是,通常二氧化碳需通过提高利用效率与节能减少污染,其它有害物质在燃烧前可采用洁净煤技术首先去掉无用有害杂质杂物等,燃烧中可采用沸腾床加石灰以固定硫,选用适当炉温以减少氮氧化物。
我国政府目前对于解决环境问题非常迫切,而环境问题已经导致中国经济正在失去持续性增长的潜能。国际环境保护专家指出中国需要提高能源利用率,强化最低能耗标准,改善环保执法和管理。自1980年起,提高能效始终是中国的国策,在1980年到2000年期间,中国的能耗增加的速度一直是经济增长速度的一半;但1990年代末期,能源需求增加的速度是经济增长速度的一倍半,每生产一美元的GDP中国所消耗的能源超过世界平均水平的三倍。
由于煤炭是一直以来都是我国的主要能源,推动着经济的发展。但是由于机械化程度较低,煤炭的综合利用率较低,同时,有关部门的统计,煤炭使用过程产生的污染是中国最大的大气环境污染问题。全国烟尘排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物的67%、二氧化碳的70%都来自于燃煤。
在大气污染物排放中,SO2排放与电力行业发展密切相关。燃煤电厂是煤炭的主要用户,电力耗煤占煤炭总产量的60%,同时也是SO2排放大户。除了能源消费过程中的污染物排放外,能源在开采、炼制及供应过程中,也会产生大量有害气体,严重影响着大气环境质量。2000年,能源生产相关行业烟尘排放量占全国烟尘总排放量的29.8%,对大气环境造成严重的污染。
中国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25%。2000年,全国煤矿的废污水排放量达到27.5亿吨,其中,矿井水23亿吨,工业废水3.5亿吨,洗煤废水5000万吨,其他废水4500万吨。
二氧化碳排放与能源结构、消费量和能源效率等密切相关。中国是世界上仅次于美国的CO2排放量大国,1990年至2000年中国CO2排放量由6.66亿吨碳增至8.81亿吨碳,由占全球排放量的11.6%增至13.7%。图1是世界CO2排放量的统计数据。
能源(尤其是煤炭)的使用过程排放出大量的污染物,导致大气污染和酸雨污染,造成了中国城市空气质量的严重恶化。2001年世界银行发展报告列举的世界污染最严重的20个城市中,中国占了16个。中国1990年代的酸雨属硫酸型。燃煤等人为活动所排放二氧化硫是造成酸雨的主要原因。1990年代中期酸雨区面积比1980年代扩大了100多万平方公里,年均降水PH值低于5.6的区域面积已占全国面积的30%左右。大气污染严重的地区,呼吸道疾病总死亡率和发病率都高于轻污染区。慢性支气管炎症状随大气污染程度的增高而加重。在中国11个最大城市中,空气中的烟尘和细颗粒物每年使5万人夭折,40万人感染上慢性支气管炎。世界银行根据目前发展趋势预计,2020年中国燃煤污染导致的疾病需付出经济代价达3900亿美元,占国内生产总值的13%。这应该引起中国政府的高度重视。
20世纪70年代以来,全球各国普遍发生气候异常的现象,包括1980年夏季亚洲大陆洪水泛滥,印度北方大水淹没2/3的土地,非洲西部的长期干旱使若干地区饥荒遍野。分析造成这些异常气候的原因,人类活动的影响是不可忽视的因素。从全球历年气温的变化、化石燃料的消耗量及大气中CO2的浓度三者之间的关系看,大气中CO2的含量已成为人类环境恶化的隐忧。
全球工业进步带动经济繁荣,生活质量改善,人口加速增长,同时为了保持经济的高速发展,人类仍在过度开发地球的天然资源,大规模砍伐森林以取得耕地,大量开采煤、石油和天然气等化石燃料以取得能源,而上述这些人类活动将会使大气中的二氧化碳含量增加,促使大气的温室效应加强,导致全球温度上升。
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