环境污染•能源更迭•油气存储
文章出处：作者：中国地质大学 陈奇 张杰坤   发布时间：2005-04-05  


环境污染、能源更迭、油气存储，看起来是三个毫无关连的名词，实际上，它们之间有着十分紧密的联系。现概述之：


　　1．环境污染


　　随着我国经济建设的高速增长与人们环保意识的不断增强，空气污染已成为人们十分关注的焦点之一。不洁能源的使用、建筑工程的不规范施工，必然使煤烟、浮尘、汽车尾气等污染源时刻威胁着人们的健康，因而加快治理空气污染，寻求替代能源，必然成为当前的重大社会课题。


　　联合国环境规划署和世界卫生组织主办的全球大气监测，在我国北京、上海、沈阳、西安、广州5城市设立了20个监测点，对二氧化硫（SO2）和总悬浮颗粒物（TSP）的监测结果进行了分析：对我国城市的大气污染水平、规律、特点和动态趋势及可能对人群健康带来的影响等进行了研究。研究结果表明：上述城市污染十分严重，TSP的平均值为200—600μg/m3，全部超过了60—90μg/m3的基准值。5城市的污染水平，在参加国际监测网的城市中，均排在前10名，处于严重之列。这种污染空气不但在户外游荡，而且也侵入了室内，导致人们呼吸阻力增大，唾液溶菌酶活性降低，呼吸功能及免疫功能受到损害，这对儿童的正常生长和发育影响尤为明显。据中国医学科学院肿瘤医院统计：1958年该院刚建院时，肺癌仅排在患癌系列中的11位，而今已擢升为第1位了。


　　造成空气污染的主要原因；一是以燃煤为主及地面扬尘所形成的面源污染；二是以汽车尾气为主的线源污染；三是以工业（含工程建筑点）为主的点源污染。如果说燃煤所造成的空气污染尚具有明显地时空性外（冬季供暖期重于其它季节），汽车尾气所造成的空气污染则明显地超时空，并必将取代燃煤成为空气污染的主要祸首。


　　北京市的汽车保有量已超过200万辆，而且还以每年15—20%的速度增长，无疑，它是引发交通拥堵和空气污染的主要因素。据北京市环保局监测，北京城市郊区大气中74%的碳氢化合物，63%的氮氧化合物来自汽车尾气。监测资料还表明：汽车缓慢行驶状态下的尾气排放量是快速行驶的5倍。为此，有关专家认为：“世界水平”的交通拥堵造就了北京城“世界水平”的空气污染。近年来，北京市花了很大力气治理大气污染，但截止到2002年12月4日，全年处于严重污染的五级水平，仍达到了11天。


　　2．能源更迭


　　不洁能源导致了各大城市的空气污染，而寻求洁净能源就必然成为防治的首要措施了。近150年来能源使用情况为：木质能源→煤→石油（含各种成品）→天然气→核能→太阳能。按世界能源的发展与利用趋势，将是三种能源不断发展和逐渐替代的过程。上世纪20年代是利用煤炭的高峰期；70—90年代当属石油接替煤炭时代，本世纪初期将由液化石油气（LPG）及天然气逐步替代原油及其它成品油产品，本世纪中叶，天然气利用将达到60—70%。


　　LPG的炼制、裂解技术已较成熟，价格又较压缩天然气低廉，地下存储亦较压缩天然气方便，因此，当前国内外采用LPG作为代用燃料的比重仍较天然气为大。


　　代用燃料汽车由于它的无污染（或低污染）又可称作“绿色汽车”。广义上讲，代用燃料汽车是指除汽（柴）油燃料汽车以外，使用其它形式燃料（动力）的车辆。概可分为：电动汽车、天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇及混合燃料汽车、氢气汽车以及太阳能汽车等，目前技术发展相对成熟，使用也较广泛的主要是压缩天然气汽车及液化石油气汽车。LPG与天然气具有资源丰富、燃料清洁、技术成熟、安全可靠、经济可行等优点，据统计：目前世界上共有40多个国家开始推广使用代用燃料汽车，共有近600万辆LPG汽车和200多万辆LNG汽车投入运营。我国北京、上海等城市已逐步提高LPG汽车使用的比例。


　　我国天然气的开发与利用，比发达国家落后30余年，但从天然气的形成地质环境分析，我国天然气有着巨大的资源潜力。其主要表现在：具有相当多的大型陆相盆地，仅次于前苏联和中东，居世界第三位，因此，前景相当乐观；煤成气（煤层甲烷）形成的物质基础十分雄厚；断陷、坳陷盆地不仅多且沉陷深、幅度大，从而有利于深层裂解气的形成；第四系湖相、海相沉积分布广泛，有利于生物气的聚集。众所周知：我国已形成四川、陕甘宁、新疆等三大含气区。近期又发现呼图壁、五彩湾、柴达木等新的气田。此外，南海西部与莺歌海盆地等海域已有良好的油气显示。这些丰富的物质基础给我国能源更迭提供了良好的前景。


　　3．油气存储


　　传统地存储原油及其各种成品均采用地表钢罐法。这种储罐缺陷很多，1989年山东黄岛因受雷击导致火灾，烧尽了地表、半地下所有的罐体、损失巨大。


　　原油、成品油、压缩天然气、液化石油气的地下存储原理基本相同，只是洞库的埋深、再液化装置、防止可用气体外逸的地质对策与措施不同而已。国外地下储存LPG与LNG的比例约为3：10，我国天然气常采用管道长途运送法，象西气东输（塔里木—上海）、陕西—北京管线等。压缩天然气储存量不多。我国液化石油气由于纯度不够，用作汽车燃料不甚理想，北京今年就从日本进口液化石油气，而日本的液化石油气又是从中东进口储于地下，随时加价转卖中国。液化石油气的裂解技术较压缩天然气更易，而且价格又远比压缩天然气低。因而在近几十年中，它仍将居统治地位。我国已在广东汕头建成了第一座地下LPG库，宁波LPG库也在建设之中，锦州LPG库正在勘察与设计，不久的将来，北京就可用上锦州库的LPG了。


　　对于储气结构要求，涉及二个根本问题：即洞库稳定和水封条件的可靠性问题。前者主要取决于洞库围岩的基本性质、结构面（体）特征和组合，地应力、地震的分布、强度与地形等；后者则与正确判断多年最低地下水位和适宜的渗水量有关。我国海岸线长而曲折，基岩岸约占2/3强，主要由适于建库的块状岩体组成，岩质坚实完整，并多形成低山、丘陵地形。


　　目前，国外大规模地下储存LPG，一般分常温高压与低温常压2种方式。前者要求洞库埋深大，使一次性投资增加，但洞库围岩的稳定性与水封条件的可靠性比较容易保证。后者由于埋深浅，其洞库围岩稳定程度与水封条件的保证程度必然低于前者，只是开挖量少于前者而已。由于当今的开挖技术比较先进，所以国外多用常温储库。


　　国内外的实践证明：这种油库具有占地少、节省钢材与水泥、造价便宜、储品损耗小、安全隐蔽和不污染环境、经营管理方便优点。如果说，冷战时代人们迫于战争需要将传统的地表油、气罐储存工艺转入地下水封储存，那么，21世纪的今天，基于土地资源匮乏与环境保护之需要，采用地下水封储存工艺必然成为首选了。