能源开发利用与低碳问题

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1、第4卷第3期工程研究——跨学科视野中的工程4(3):245-2592012年9月JOURNALOFENGINEERINGSTUDIESSep.,2012DOI:10.3724/SP.J.1224.2012.00245能源开发利用与低碳问题12111琚宜文，何家雄，夏磊，卜红玲，董莹(1.中国科学院计算地球动力学重点实验室，中国科学院研究生院地球科学学院，北京100049；2.中国科学院边缘海地质重点实验室，中国科学院广州地球化学研究所，广州510640)摘要:煤、石油与天然气等化石能源的开发和利用与全球环境变化密切相关，而改善全球环境污染与气候变暖问题的关

2、键在于实现能源低碳化和发展可再生能源。本文深入剖析了能源开发利用与低碳问题。首先，总结了能源革命的发展历史，阐述能源发展对世界文明和人类发展的重要影响。然后，详细分析了能源开发和利用的研究进展，及其开发利用过程中所产生的环境问题，如大气污染和水污染。最后，列举了能源开发利用与低碳问题的重要举措，探讨了未来能源的发展趋势，提出中国能源发展的4点建议：1）坚持高碳能源低碳化利用，提高能源利用率；2）提倡使用低碳能源，大力发展非常规油气；3）加强国际合作，开拓海外油气市场；4)大力发展各种新型低碳能源和可再生能源。发展低碳能源在中国具有非常重大的意义。调整能源结

3、构，发展低碳经济是中国能源经济可持续发展战略的根本。关键词:化石能源；能源开发；能源利用；气候变化；低碳中图分类号:TE09文献标识码:A文章编号:1674-4969(2012)03-0245-15引言源。目前，全球日益严重的气候和环境问题，越来越引起人们对能源结构的关注，特别是对化石能源问题一直以来都受到人类社会的广泛关[1]能源消费的关注。注。当今世界政治、经济、外交和军事等活动皆全球气候问题（温室效应等）让人们认识到与能源有着密不可分的关系。煤炭作为一种高碳发展低碳能源的重要性。发展低碳能源将为世界的能源，其开采和利用过程都会给环境造成破坏，经济带来

4、新的机遇。能源低碳化是全球能源的发如碳排放、水质污染、地面塌陷、固体废弃物堆展趋势，也是中国能源的发展目标。中国发展低积和粉尘的污染等；石油和天然气在勘探和开采碳能源的意义非常重大，实现低碳化的、有序的过程中也会对周边的环境带来隐患，如海上采油、[2]能源结构是中国能源战略定位的根本。“低碳革油船事故所造成的海洋污染。化石能源不可再生，石油资源短缺，环境问题突出，这严重制约社会命”已经箭在弦上，新能源的开发和高效使用将经济的发展，能源安全更是影响和损害国家的形成为这场“革命”的核心内容。因此，能源与低象。化石燃料（煤炭、石油和天然气）是构成世碳问题已经是世

5、界热点问题，如何走好这条低碳界经济和社会发展的关键物质基础，也是引起全之路，如何将新能源开发和高效利用渗透到生活球大气中CH4和CO2浓度增高和气候变暖的根中的方方面面，是中国能源发展必须解决的问题。收稿日期:2012−07−18;修回日期:2012−07−31基金项目:中国科学院战略性先导科技专项课题(XDA05030100)作者简介:琚宜文(1963−),男,博士,教授,主要从事能源地质和构造地质方面的研究。E-mail:juyw03@163.com何家雄(1956−),男,博士,研究员,主要从事油气地质与资源评价预测方面的研究。246工程研究——跨学

6、科视野中的工程,4(3):245-259(2012)前人对能源与低碳问题已有研究，但是将能图所示：曲线从A点(第一次转型，1850年，可源开发利用与低碳相结合还有待进一步综合探再生柴薪能源占80%，煤炭占20%)开始，至B讨。本文对能源开发利用与低碳问题进行了深入点前，煤炭比率一直在增加；20世纪初的20年剖析，阐述了能源发展对世界文明和人类发展的间，主体能源从煤向石油转变，其推动力是汽车重要影响，详细分析了能源开发利用的研究进展和飞机的普遍使用，曲线从B点（第二次转型）以及能源开发利用过程中所产生的环境问题，最开始，化石能源的比例逐步上升。而从现在开始，

7、后列举了能源开发利用与低碳问题的重要举措，人类将开始第三次能源大转型，即重点转向可再[3]2探讨了未来能源的发展趋势。研究能源开发利用生能源，并且能源内部结构发生重组，大致的与低碳问题关系到国民经济命脉和社会发展，对世发展方向如图1中的红色箭头所示。预计到2030界能源革命与经济发展具有极为重要的指导意义。年，非化石能源的比例约占到40%，而油气和煤炭的比例各占30%左右；到2100年，非化石能1能源革命的发展历史源的比例则趋近60%，油气和煤炭的比例显著降人类文明的每一次进步都和能源利用息息相低，各占20%左右。由此可见，人类能源的利用关。能源作为“工业

8、的粮食”、“现代工业的血液”，呈现出从高碳到低碳的发展趋势。其开发