矿产能源及能源矿产资源概论.ppt

《能源矿产学》,地球科学与资源学院 矿床与勘探教研室 张 静,第一章 矿产资源、 能源矿产资源概论,矿床与勘探教研室 张静 zhangjing@,一、能源矿产资源及属性 二、能源矿产与国家发展 三、主要能源矿产的利用 四、世界能源矿产的状况 五、中国能源矿产的状况,什么是能源？ 关于能源的定义，目前约有20种 《科学技术百科全书》：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”； 《大英百科全书》：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段可让它为自己提供能量”； 《日本大百科全书》：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源”； 我国的《能源百科全书》：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源 能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源世界能源委员会推荐的能源类型分为：,固体燃料 液体燃料 气体燃料 核能 水能 太阳能 风能 海洋能 地热能 生物质能 电能,化石燃料 或化石能源,,,一次能源：可以从自然界直接获取的能源。

二次能源：必须经过一次能源的消耗才能得到的能源可再生,,不可再生,,矿产是泛指一切埋藏在地下（或分布于地表的）可供人类利用的天然矿物资源矿产的范畴一般有以下4类： （１）可以从中提取金属元素的金属矿产，如铁矿、铜矿、锌矿等； （２）可以从中提取非金属原料或直接利用的非金属矿产，如硫铁矿、磷块岩、金刚石、石灰岩等； （３）可以作为燃料的可燃性有机矿产，如煤、油页岩、石油、天然气等 （4 ）含矿热水、惰性气体、CO2气体以及海底矿物资源等，也包括在矿产的范畴内什么是矿产资源？,矿产是自然界产出的有用矿物资源 矿产资源是人类社会存在与发展的重要物质基础 社会生产所需的： 80% 左右的原材料 95% 左右的能源 70% 左右的农业生产资料 30% 以上的饮用水 来自矿产资源能够通过化学过程或核变过程转变成可利用能源的矿产资源 石油、天然气、煤、油页岩、石煤、铀、钍； 可燃冰 随着科学技术发展，新的替代能源矿产资源 能源矿产是矿产资源的重要组成部分什么是能源矿产资源？,煤、石油、天然气在世界和中国的一次能源消费构成中分别为93％、95％左右能源矿产资源的三重属性,1、地质属性(geological) 漫长地球历史演化的产物； 时空分布符合地质规律，非均匀分布； 不可再生的，有限的；,全球各大区能源矿产 剩余可采资源对比,世界主要油气区分布图,中东地区油气田分布,Major Oil Routes and Chokepoints, 2000,中 国 油 气 田 分 布 图,矿产资源在时间上分布不均匀,中国主要金属矿产成矿时代（翟裕生，1999）,矿产资源在时间上分布不均匀,铁矿主要形成于前寒武纪以前； 钨、锡、钼等则主要形成于中生代以来； 煤、石油、天然气主要形成于中生代以来。

能源矿产资源的三重属性,2、经济技术属性(economic) 1） 开发利用的技术进步决定矿产利用的经济价值 核技术开发使铀矿成为能源矿产资源 2） 经济利用的可变性 稠油技术开发的提高使石油资源得到更充分的利用 3） 技术使资源的利用效率更高,能源矿产资源的三重属性,3、环境属性(environmental) 开发过程：水土流失、耕地毁损、水系污染、地质灾害频发、生态环境恶化、地方病滋生； 使用过程：污水、粉尘、废气，造成大气污染、酸雨、全球变暖、海平面上升、等现象能源使用对环境的影响,空气污染 悬浮微粒: 各种车辆排放黑烟及产生粉尘的工厂等造成 二氧化硫: 工厂使用的含硫燃料(如燃烧重油、生煤等)及各种车辆排放废气所造成的 一氧化碳: 各种车辆、炼焦厂、电石工厂及家庭瓦斯等不完全燃烧废气所造成的 氮氧化物: 各种车辆、火力发电厂及工厂锅炉燃料，在高温燃烧時，空气中过量的氮和氧反应而产生氮氧化物 光化学性高氧化物: 化石燃料生产过程中，排放出的氮氧化物和碳氢化合物，在空气中累积，经日光照射而产生一系列光化学反应的产物 铅: 主要来自燃烧含四乙基铅的汽油及燃烧煤炭所造成,辐射问题: 第二次世界大战之后，各国倡导核能和平使用，因此辐射能应用在医疗、农业、工业、核能发电方面，进展神速，其中尤以核能发电关系最为重大，因为如果不小心就会造成放射线的外泄，造成环境污染。

能源使用对环境的影响,1986年4月26日切尔诺贝利核事故,1986年4月26日凌晨，位于今乌克兰的前苏联第一座核电站--切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸这次事故产生的放射性尘埃，比日本广岛原子弹爆炸造成的辐射强400倍 八吨多高辐射物质外泄，受核污染区域超过20万平方公里(乌克兰、俄罗斯、白俄罗斯)4号机组被钢筋混凝土封闭，下面至今仍封存着约200吨核原料，由此得名“石棺,切尔诺贝利核事故,仅俄罗斯受放射性物质铯-137污染的耕地就达29万公顷，森林达98万公顷 切尔诺贝利核事故的受害者总计达900万人 切尔诺贝利造成的损失是白俄罗斯政府32年的总预算，相当于2350亿美元 1992年至1998年俄罗斯用于消除切尔诺贝利后果的财政预算460亿卢布世界各国核电站泄漏事故 1979年3月28日：美国三里岛核电站核泄漏 2003年12月29日：韩国荣光核电厂5号机组发生核泄漏事故 1999年9月30日：日本茨本县核燃料工厂发生严重的核泄漏 2004年8月9日：日本福井县美滨核电站3号机组发生泄漏事故，4人死亡，7人受伤 2004年8月：英国最大核电站塞拉菲尔德核电站生核燃料泄漏9个月之久 2005年12月15日：俄罗斯圣彼得堡市郊列宁格勒核电站附近发生爆炸。

1998年到2002年：印度在四年间核电站共发生了6次核泄漏事故一、能源矿产资源及属性 二、能源矿产与国家发展 三、主要能源矿产的利用 四、世界能源矿产的状况 五、中国能源矿产的状况,能源消耗与经济发展,,能源利用与经济发展成正比关系,能源利用：动植物-煤-石油-天然气-核能-氢燃料,World Fossil Fuel Consumption per Source, 1950-2002 (in million of tons of equivalent oil),全球能源利用的根本性变革：20世纪末-21世纪初,Global Energy Systems Transition, (% of market),World Annual Oil Production (1900-2002) and Estimated Resources (1900-2100),美国是世界最大的石油消费国，占全球消费总量的1/4左右美国也是世界上最大的石油进口国，占其消费总量的58% 日本石油进口量占世界第二位日本有十大战略石油储存基地，拥有大约能满足170天需要的石油储备，储备水平是世界最高的但日本87%的石油来自中东国家，因此风险也格外大。

中国是世界石油生产大国，也是石油进口大国 到2002年累计探明石油地质储量230亿吨，原油年产量为1.67亿吨 近10年来，我国原油消费量以年均5.77%的速度增加，2001年就超过了2亿吨，仅次于美国、日本 1993年，我国成为石油净进口国2002年我国原油进口量又比上年增长15％，达到6941万吨，相当于每天进口140万桶，这其中近一半来自中东地区2007年5月3日：中国石油天然气集团公司 宣布，在渤海湾滩海地区发现储量规模达10亿吨的大油田—冀东南堡油田 南堡油田储量规模相当于近几年全国年度新增探明石油储量的1/2左右,1999年油气产、储量排名前十位的国家,,（据石油消息报，2000/1/12，2000/4/5）,,2003年石油估算探明储量前20名,,矿产资源与国家安全,围绕资源的争夺在过去-现在都是世界纷争的重要起因，随着资源的日益紧张这种争夺势必更加激烈 加大能源矿产资源勘查力度，增加重要资源储量，尤其是战略资源的自给程度，对于保障国家安全意义重大在石油・天然氣産出地域的領土紛争 中東・中亞,東南亞,非洲,拉丁美洲,一、能源矿产资源及属性 二、能源矿产与国家发展 三、主要能源矿产的利用 四、世界能源矿产的状况 五、中国能源矿产的状况,人类从旧石器时代以火熟食和御寒后，长期使用柴薪作为能源以从事生产和改进物质条件。

据考古发现和文字的记载，人类认识和简单利用煤炭、石油、天然气和地热水已有几千年的历史 18世纪60年代，蒸汽机的发明，产业革命的兴起，煤炭消耗量急迅增加，促进了能源利用的结构从薪炭向以煤炭为主的转变，使煤炭业成为19世纪的动力基础1895年在美国宾夕法尼亚州打出第一口机械油井，扩大了石油开采，开始了近代石油业的发展至20世纪20年代，石油需求量增大，也基于石油较之煤炭的利用有许多优势，世界能源矿产利用开始了由煤炭向以石油为主导的转变战略物资，争夺，战争 天然气：热值高，污染少和燃用方便、资源潜力大继石油之后在相当长的时期内，占据能源消费构成的更大比重 有人曾经预测，21世纪在化石燃料方面是“天然气的世纪”煤、石油、天然气是不可再生的能源矿产，其利用又对环境有很大的影响 随着科学技术的进步，开拓可再生的、对环境影响小的新能源，对铀、地热这类能源矿产的扩大利用，以求实现新的能源结构的转变，已经是人类面对的一项重大任务 但在21世纪，化石燃料的利用，仍将继续占据重要的地位各种能源矿产的优劣对比,石油 使用石油的优点: 容易储存和提炼 较易开采，例如中東石油每天可开采量大 容易运输，且安全性颇高 使用石油的缺点: 石油燃烧完后完全消失于空气，不能重复使用 石油是石化燃料储存量最少的 中东的政治不稳，影响了石油的供应量 世界上有产石油的地方不多 石油会造成空气污染(汽车排气是最明显的例子),各种能源矿产的优劣点,煤碳 使用煤的优点: 煤的储藏量很丰富 容易被转换成热能 容易运输，且使用安全性高 使用煤的缺点: 煤一经使用，就不能再重复使用 开采煤的危险性很高，经常发生矿难 燃烧煤时会浪費一些热能，并释放出二氧化硫、二氧化碳、微粒及黑烟等，造成空气污染,天然气 使用天然气的优点: 比较干净的燃料，不会造成二氧化硫及氮氧化物空气污染 容易被转换成热能 开采较容易 使用天然气的缺点: 天然气一旦燃烧后，就不可以重复使用 目前产量不多，有待再研究开发 运送及存放安全性要求需更高,各种能源矿产的优劣点,核能 使用核能的优点： 与石化燃料比较，核能比较不会造成空气污染 不需要空气中的氧来帮助燃烧 只需少量的原料，即可产生大量的热能 单位成本比较低 (指发电成本) 使用核能的缺点： 虽然不会造成空气污染，但会造成环境污染，如周围的海域生态污染 核废料不易存放（一般要求存放百年以上） 若核子事故产生，对环境生态污染的危险更大 热效率不高，只有33%,各种能源矿产的优劣点,一、能源矿产资源及属性 二、能源矿产与国家发展 三、主要能源矿产的利用 四、世界能源矿产的状况 五、中国能源矿产的状况,世界石油资源在地区分布上的总的特点是相对集中。

1、石油是沉积盆地的宠物 2、大油田占有绝对的石油资源量 全世界共有600多个沉积盆地，已发现油、气田的占四分之一，其中37个盆地就集中了全世界较可靠的石油远景储量（1500亿吨）的95％; 阿拉伯-波斯湾盆地即达710亿吨之多；还有6个石油储量在40～60亿吨的大盆地：委内瑞拉的马拉开波（57亿吨），前苏联的伏尔加—乌拉尔（54亿吨）、西西伯利亚（50亿吨），墨西哥的雷费马-坎佩切（50亿吨），美国的佩米安（42亿吨），利比亚的锡尔特（42亿吨）3、石油分布在少数国家,世界160多个国家，储油国约60多个，探明储量在10亿吨以上的只有16个，它们合计占世界总储量的92％，仅沙特阿。