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燃煤

科普小知识2022-04-30 16:00:17
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燃煤是能燃烧的煤,又称煤炭,是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。近年来,中国多地频发雾霾,在广度、持续时间和颗粒物浓度方面更加“凶悍”。其中,雾霾的成分主要是硫酸盐气溶胶,燃煤是罪魁祸首。不过,气象条件也起到了“帮凶”作用。

1、燃煤取暖历史

现代城市冬天取暖常用的能源是电能、煤气等,在古代肯定是没有这些的,常用的能源是木柴、煤炭等原始燃料。

中国是世界上最早发现煤炭,并利用煤炭生火做饭、取暖的国家。古人称煤炭为“燃石”,传上古炎帝时已使用燃石。晋人王嘉在《拾遗记》记载,“及夜,燃石以继日光……昔炎帝始变生食,用此火也。”

唐朝皇家还有用“进口煤炭”取暖的记录。五代时期王仁裕有《开元天宝遗事》“瑞炭”条:“西凉国进炭百条,各长尺余,其炭青色坚硬如铁,名之曰瑞炭。烧于炉中,无焰而有光,每条可烧十日,其热气迫人而不可近也。”

古代有条件人家多使用人工烧成的木炭取暖,贵族之家用木炭取暖时,还会有许多讲究。唐玄宗时期的杨国忠家,冬天取暖用的炭便非同一般,系用蜂蜜将炭屑捏塑成双凤形,烧炉时用精贵的白檀木铺在炉底,一尘不染。

早在公元前1300年,土耳其王族的宫殿中就有了地板辐射采暖的雏形。随后在公元前80年,这种采暖形式见于古罗马浴室中的“火地”和我国明朝末年专为皇室所用的地热。近现代中国北方的火炕,日本、韩国的地炕都是应用了地板辐射采暖的原理。

19世纪40年代,资本主义生产完成了从工场手工业向机器大工业过渡的阶段,西方国家进入了工业革命时代。工业革命使人类的发展进入了一个新的台阶——“水暖时代”,创造出第一代的金属散热器:以锅炉生产热水,以热水的循环加热金属散热器,以金属外壳加热空气,成为新的阶段的供暖方式的新局面。1894年威能生产制造了世界上第一台燃气锅炉,引领了技术变革。

当时的暖气片,采用的是铸铁浮雕单柱形式,价格极其昂贵,作为一种生活中的奢侈品流行于上流社会。后来,这种形式被传到苏联,再由苏联传至中国。

2、燃煤与雾霾

近年来,中国多地频发雾霾,在广度、持续时间和颗粒物浓度方面更加“凶悍”。美国、英国等发达国家城市都曾出现过灾害性雾霾,治霾经验丰富。对于中国“霾疾”,其分析和建议有一定借鉴价值。


燃煤取暖对空气造成污染

“望闻问切”,看病首先要“看”得清楚。美国新一代极地轨道卫星上的“可见光红外成像辐射仪”,可谓洞悉大气状况的“天眼”。美国航天局日前发布了这台仪器2015年11月30日拍摄的一张图像,清晰显示出中国上空的大气状况。

美国航天局指出,雾霾的成分主要是硫酸盐气溶胶,燃煤是罪魁祸首。不过,气象条件也起到了“帮凶”作用。

雾霾通常在冬天多发,从气象角度来说,是因为“逆温层”在这个季节更常出现。一般情况下,低层大气中的气温随高度增加而降低。但有时会出现相反的情况,即气温随高度的增加而升高,出现这种现象的大气层称为逆温层。逆温层就像一个盖子,将下层的冷空气死死盖住,地表附近的污染物也就很难扩散,在盆地和山谷中尤为明显。

冬季逆温层的“帮凶”作用,也曾让伦敦深受其害。1952年12月,这座曾经的“雾都”爆发灾害性“烟雾事件”,笼罩多日的逆温层就是那“最后一根稻草”。

3、减少燃煤使用

正是从“烟雾事件”开始,英国走上了大刀阔斧治理空气污染的道路。其中,最重要的举措之一就是减少煤炭使用。

2015年底,英国最后一个深层煤矿已关闭,再次彰显出这个老牌工业国家向“后煤炭经济时代”迈进的决心。路透社为此专门发表长文说,英国的数十年“减煤”历程证明绿色转型完全可行,而其中经验可供当前的中国借鉴。文章指出,当年伦敦等英国大城市同样雾霾频现,工业和家庭用煤、火车等交通运输用煤是重要原因。当今的中国面临类似问题,煤炭占全部能源使用的比例过高。

文章建议,“减煤”可分步进行。比如,先从分散的小型火力发电厂和家庭用煤入手,转向较大规模的集中用煤,这样更加切实可行,也有利于统一对煤炭使用进行升级改造。然后,再逐步用清洁能源替代煤炭。

文章说,中国已经完成铁路运输方面的去碳化转型,不过要在整个经济中完成这一转型,仍有很长的路要走。

4、中国应对气候变化行动目标

2015年12月23日,中国气候变化事务特别代表解振华在国务院新闻办举行的“巴黎归来谈气变”中外媒体见面会上表示,中国*确定的应对气候变化行动目标,实际上对解决雾霾有协同效应。

中国向联合国气候变化框架公约秘书处提交的应对气候变化国家自主贡献文件提出,到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。解振华介绍说,中国通过调整能源结构,非化石能源和可再生能源到今年年底的占比为12%,超过了11.4%的预期目标,到2020年将达到15%。

他表示,近年来中国大力发展可再生能源,水电十年间增加了2.57倍,风电增加了90倍,光伏发电装机增加了近400倍。由于中国可再生能源的发展,使得可再生能源成本大体上降低了50%,这是中国作出的贡献。

“如果我们减排目标能够实现的话,按专家做的评估,将使雾霾污染降低42%。”解振华说,大力调整结构、转变发展方式、改变生活方式等措施如果都真正做到了,目前存在的环境问题是能够得到解决的。

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