青少年能源教育知识读本
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一、主要的污染型能源有哪些?

(一)煤炭

1.什么是煤炭?

煤炭,是亿万年以前的植物因地壳变动深埋地下,经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的黑色或褐色的,具有一定发热量的固体可燃矿物。是18世纪以来人类使用的主要能源之一,现今依然对人类的生产生活发挥着重要作用。

根据煤炭使用的目的,其主要分为动力煤、炼焦煤、化工用煤三类。

2.世界上的煤炭主要分布在哪里?

图2-1 世界煤炭资源分布

从上图可以看出,世界煤炭资源地区分布很广泛,在北半球30°~70°,亚洲和欧洲这一中温带和亚寒带地区,从我国的华北向西,经新疆,横贯中亚和欧洲大陆,直到英国,这是世界上最主要的聚煤带,占世界煤炭资源储量的70%以上。另一个煤带分布在北美洲的美国和加拿大。南半球煤带主要分布在澳大利亚和南非境内。

煤炭不仅在陆地上分布广泛,而且海底也存在大量的煤矿,如今,有些国家的海底煤矿开采已经实现了机械化和规模化,海底煤炭已经成为当今人类重要的能源来源之一。

图2-2 海底煤矿巷道示意图

3.世界煤炭可采储量有多少?

世界煤炭资源可采储量9842.11亿吨,主要集中在美国、俄罗斯、中国、澳大利亚、印度、德国、南非、乌克兰、哈萨克斯坦、波兰、巴西等国。

图2-3 世界煤炭资源可采储量

从上图可以看出,我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一。

4.世界煤炭资源大数据

图2-4 2009—2012年世界煤炭消费量及增长率

图2-5 2012年世界煤炭产量

知识小链接

人类历史上三次大的成煤期

古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是孢子植物,主要煤种为烟煤和无烟煤。

中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物,主要煤种为褐煤和烟煤。

新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物,主要煤种为褐煤、泥炭、烟煤。

(二)石油

1.什么是石油?

石油,是地质时期的低等生物沉积在湖泊或海洋中变成有机质,经过复杂的地质作用富集起来的一种天然油状可燃液体矿物,一般为棕黑、深褐或黑色,有特殊臭味。

2.世界上石油主要分布在哪里?

图2-6 世界石油资源分布简图

同学们,从上图中,你们发现世界石油分布有何特点呢?

从东、西两个半球来看,约3/4的石油集中于东半球;从南、北来看,石油主要集中于北半球;从纬度分布看,主要集中在北纬20°~40°和50°~70°两个纬度带内。

中东(主要为波斯湾沿岸国家)、拉美(委内瑞拉、墨西哥)、非洲(利比亚、尼日利亚、阿尔及利亚、埃及)、俄罗斯、亚洲(中国、印度尼西亚)、北美(美国和加拿大)和西欧(北海地区的挪威、英国)是世界主要储油地区。

中东海湾地区原油资源非常丰富,中东地区被誉为“世界油库”,世界约80%可以开采的石油位于中东。在中东地区,还有更集中的石油带:中东地区62.5%的石油产自沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、伊拉克、卡塔尔和科威特等国家和地区。世界的石油分布很不均衡。

3.世界石油产区和输出情况怎样?

石油广泛存在于地球的海里和陆地上。

以波斯湾为中心的西亚石油带是世界上最重要的石油产区,已探明的石油储量占全世界总储量的50%以上,年产量占全世界总产量的1/3,素有“石油宝库”之称。西亚石油带生产的石油90%以上供输出,石油输出量约占世界石油总输出量的60%,西亚波斯湾沿岸石油出口地区的石油主要输往西欧、北美及日本等地。

俄罗斯的乌拉尔山蕴藏着丰富的石油资源,西西伯利亚、第二巴库都是闻名世界的大型油田区。俄罗斯石油主要供应东欧一些国家。

墨西哥湾沿岸、加利福尼亚湾沿岸、加勒比海地区油田区中,以得克萨斯和俄克拉荷马最为著名。墨西哥湾和加勒比海沿岸国家的石油主要供应西半球。

地中海沿岸和西部非洲的几内亚湾附近,尼日利亚石油产量占非洲第一位。

印度尼西亚的苏门答腊岛东部、加里曼丹岛的北部及缅甸的中南部,石油储量较大。东南亚石油主要输往日本、菲律宾等地。

西欧的北海等海域油田如图2-7所示。

图2-7 世界石油的主要产区和输出

4.世界石油主要消费区分布在哪里?

据BP《2014年世界能源统计》显示,2013年世界石油产量和石油消费量保持增长,2013年世界石油产量为8681万桶/日,比2012年增加了56万桶/日。

全球石油消费量

图2-8 2014年全球石油消费量分地区示意图

由于亚太地区有着中国、印度、日本等世界人口大国,亚太地区人口相当于北美地区的2倍左右,经济增长迅速,石油消费量大。

世界主要石油消费国家

图2-9 2014年全球石油主要消费国家

世界石油主要输往美国、日本和西欧。从图中可以看出,我国的石油消费位列世界第二,对石油的消费依存度非常大。并且,我国石油进口总量巨大。

5.石油的相关产品有哪些?

石油和石油产品怎么来的?

直接从油田中开采出来未加工的石油为原油,它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。

原油是如何加工提炼的?

原油含有很多杂质,不能直接利用,需要经过蒸馏、裂化、精制等过程进一步提炼,才能被我们使用。

图2-10 原油加工提炼

石油产品都有哪些?

原油提炼加工后的物质可以分为三大类:液态的包括汽油、煤油、柴油等石油燃料,润滑油,润滑剂,溶剂等物质;气态的包括石油气等物质;固态的包括沥青、石蜡、石油焦、化工原料等物质。

汽油

汽油外观为透明液体,易挥发,易燃。

汽油具有较好的安定性,不易氧化变质,不具腐蚀性。

有些厂家为了节省成本,采用“汽油浸出法”工艺生产食用油。

煤油

煤油是各种喷灯、汽灯、汽化炉和煤油炉的燃料,煤油可以作为机械零部件的洗涤用剂,煤油还可以用作橡胶和制药工业的溶剂等。

柴油

柴油广泛用于大型车辆、船舰、发电机等。

锅炉燃料

分为炉用燃料油和船用燃料油,可以用于电厂发电及作为船舶锅炉、加热炉、冶金炉的燃料。

润滑剂和有关产品

润滑剂可用于发动机的润滑、冷却、密封、防腐、绝缘、清洗,从石油制得的润滑油占总润滑剂产量的绝大多数。

石油溶剂及相关产品

石油溶剂主要用于香精、油脂、试剂、橡胶加工、涂料工业等做溶剂,或清洗仪器、仪表、机械零件,是有机合成工业的重要基本原料和中间体。

液化石油气

石油在提炼加工过程中剩下的尾气,通过加压等程序,可以变为液态,回收利用。

液化石油气作燃料,是一种新型燃料。

液化石油气可以合成塑料、合成橡胶、合成纤维,可以生产医药、炸药、染料等产品,是一种化工基本原料。

液化石油气可以用于切割金属等。

沥青

沥青是从生产燃料和润滑油进一步加工得来的,主要用于修建道路等。

石油焦

石油焦的主要构成元素为碳,广泛用于冶金、化工等工业部门,作为电极或生产化工产品的原料。

蜡及其制品

包括石蜡、地蜡、石油脂等,主要用于制造高级脂肪酸、高级醇、火柴、蜡烛、防水剂、软膏、电绝缘材料等。

由此可见,石油产品与我们的生活密切相关,甚至构成了我们生产生活中的大部分内容。

知识小链接

石油趣谈

世界上最早的油井是2500多年前开始采油的古波斯首都苏萨附近的阿尔利卡地区的油井。

世界上石油储量最多的国家是沙特阿拉伯。

世界上最大的油田是沙特阿拉伯的盖瓦尔油田(Ghewar Oil Field)。

世界上最深的油井是俄罗斯科拉半岛上的(CY-3)科拉3井,井深12260米。

世界上最早进行工业开采的油田是始于1857年的罗马尼亚普洛耶什蒂油区的油田。

世界上最长的输油管道是美国州际输油管公司连接加拿大伯塔省埃德蒙顿至美国纽约州布法罗之间的输油管,全长2856公里。