百家天气预报网 > 天气常识 >

煤炭燃烧后, 造就增强版全球温室

发布时间:2019-12-16 16:03来源: 未知
人类燃烧煤炭的历史,可以追溯至几千年前。相关史料证明,中国是世界上最早使用煤的国家,河南巩义被发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。古希腊和古罗马也是较早使用煤炭的国家,希腊学者泰奥弗·拉斯托斯在公元前约300年所著《石史》中记载有煤的性质和产地;古罗马人大约在2000年前已开始用煤加热食物……但在煤炭的历史上,这仅仅是一些探索性的利用。  
  工业革命时代,煤炭曾为人类插上腾飞的翅膀
  公元1776年,全新的时代气息自英国开始向世界各地蔓延。一个名为詹姆斯·瓦特的人用他的“改良版”蒸汽机,带领人们步入“蒸汽时代”,而为蒸汽机提供源动力的煤炭也自此迎来了“黄金时期”,它与钢铁、蒸汽机一道,成为了第一次工业革命的象征。这种黑色的固体热量高且储量丰富。
  相关研究证明,100万吨煤炭产生的热量相当于600万亩树林里所有木柴燃烧后所得到的热量,因此被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,随之而来的是钢铁、化工、采矿、冶金、交通运输等行业的大规模兴起。到19世纪中期,欧洲国家年均产煤量约为7200万吨,1913年,英国产煤量更是达到惊人的2.92亿吨。
  在工业革命的漫长历程中,煤炭一度面临石油的挑战。但20世纪30年代后,随着发电机、蒸汽轮机制造技术的完善,火力发电进入大发展时期,煤炭在世界能源中仍占有“屹立不倒”的“工业粮食”地位。那时,鲜有人能够意识到,煤炭燃烧的熊熊火光之下潜藏着可怕的危机。  
  二氧化碳回归大气,“增强的温室”形成
  煤炭的本质,是从上亿年生态循环中沉淀下来的碳。而工业对煤炭的利用,把沉睡在地下的碳唤醒,熊熊燃烧的火光,让二氧化碳重新回到大气中。
  在工业革命之前,大气二氧化碳浓度长期稳定,维持在280ppm,在长久的时光中几乎没有变化。然而以煤为代表的化石燃料燃烧,彻底打破了大气的平静。今天的二氧化碳浓度达到410.31ppm(2018年4月数据),是近80万年来的最高值。虽然石油、天然气的燃烧同样会带来二氧化碳,但煤炭仍难辞其咎,煤燃烧产生的二氧化碳是天然气的两倍,但提供的能量却只有后者的三分之一。
  作为一种温室气体,二氧化碳能够吸收地球表面的长波辐射热量,防止其返回到宇宙空间中,如同为地球穿上了一层羽绒服。温室当然不全是坏事。与完全没有温室气体相比,温室效应能让地球的气候变得温和,假如没有天然的温室效应,地球表面平均温度将不是15℃,而是降至难以生存的-18℃。但凡事不可过度,二氧化碳浓度提升如此迅猛,让地球的温室效应急剧增强,于是出现了“增强的温室效应”。
  增强后的温室效应,让地球表面温度以生物难以承受的速度上升,2017年的全球气温比前工业化时期上升了约1.1℃。虽然在此前的漫长岁月中,地球曾经经过幅度更大的气温变化,但却从未以这样快的速度进行。  
  “加热”地球之外,煤炭还衍生另类“副产品”
  1952年12月5日,伦敦出现异常低温。居民为了取暖,在家中大量烧煤,煤烟从烟囱排放出来。不幸的是,当时恰逢反气旋笼罩在伦敦上空,大量的煤烟在高空堆积无法散去。在寒冷的空气中,大量煤烟为水蒸气提供了凝结核,于是浓厚的烟雾出现了。交通瘫痪,行人小心翼翼地摸索前进,市民不仅生活被打乱,健康也受到严重侵害。许多市民出现胸闷、窒息等状况。据统计,当月因这场烟雾而死的多达4000人。此次震惊世界的“伦敦烟雾事件”,成为20世纪十大环境公害事件之一。
  煤炭的燃烧何以具有如此强大的“杀伤力”?煤炭燃烧时,生成水、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等物质,而绝大部分的硫被氧化成有害气体二氧化硫,随烟气排放融入空气中,附着在烟尘上,凝聚在雾滴上,危害动植物生长及人类健康。含有二氧化硫的空气成雨后会形成酸雨,大面积破坏森林、农作物,还会导致水质酸化而使大部分水生物死亡,更能腐蚀一些建筑物及其他室外材料。
  煤炭燃烧的弊端日渐暴露之际,人们对煤炭使用的狂热转变为理性。迫在眉睫的空气污染最先得到重视,1956年,英国政府颁布了世界上第一部现代意义上的空气污染防治法——《清洁空气法案》。此后,随着人们对全球变暖认识的逐渐深化,如何削减以煤为代表的化石燃料的影响,越来越受到重视。如今,《巴黎协定》已经提出了把全球平均气温升幅控制在工业革命前水平以上2℃的目标,并赢得了全世界绝大多数国家的支持。人类能否友好地与煤“说分手”,将成为地球未来是否仍然宜居的关键之一。