背景情况

能源的生产、消费和使用与众多的健康和环境影响相关联。能源部门亦与其他大规模工业部门一样,可在工作地点的安全和事故风险方面产生很大问题,因为化石资源的采集和加工特别会造成一些具体的危害。
健康与环境影响通常囊括各种空气污染——从室内空气污染到在地方和区域两级造成的空气污染、气候变化、生态系统退化、水质污染和放射性危害等。一份详尽的影响和损害清单内容较此要长得多,而且每一种影响类别又可进一步详尽地按污染物构成部分、进入环境的路径、以及其对环境和人类健康产生影响的方式方法而作进一步的划分。在此不打算对这些复杂的议题进行全面分析,但以下所列表1从总体上介绍了来自能源部门的影响的主要类型、与自然基准量相比较的超标规模、及其主要成因。该列表系根据联合国开发计划署(开发署)、联合国经济和社会事务部、以及世界能源理事会共同于2000年间发表的《世界能源评估报告》中的相关内容改编。其中所谓的人为干扰指数中的排列顺序并非意在描述所涉问题的严重程度,因为实际上由能源系统造成的某些实际压力(又称为“损害”)存在的时间较短,而其他因素,诸如许多温室气体和放射性废物等,则会存在长达一个世纪或更长。针对各种不同影响进行的研究结果已在各类不同的相关科学文献中作了论述;后者亦对各种不同影响、以及各种政策和技术备选解决办法之间的相互关联。以下更为详尽地对其中各种主要影响进行了介绍,同时亦提出了应对和缓解这些影响的各种各样可能备选办法。
表1:按部门划分的人为活动对环境造成的损害情况,1990年代中期

损害类型自然基准
量(吨/年)人为干扰指数因以下原因所导致的人为干扰因素比例:
商业能源供应传统能源供应
排入大气的铅数量12,0001841%(化石燃料燃烧,其中包括添加剂)可忽略不计
排入大洋的石油数量200,0001844%(石油开采、加工和运输)可忽略不计
排入大气的镉数量1,4005.413%(化石燃料燃烧)5%(传统燃料燃烧)
排入大气的硫数量3,100万2.785%(化石燃料燃烧)0.5%(传统燃料燃烧)
排入大气的甲烷数量1.6亿2.318%(化石燃料开采和加工)5%(传统燃料燃烧)
排入大气的汞数量2,5001.420%(化石燃料燃烧)1%(传统燃料燃烧)
排入大气的颗粒数量31亿0.1235%(化石燃料燃烧)10%(传统燃料燃烧)
排入大气的非甲烷形式的氢氯化合物10亿0.1235%(化石燃料加工和燃烧)5%(传统燃料燃烧)
排入大气的二氧化碳数量1,500亿(碳)0.0575%(化石燃料燃烧)3%(为获得烧饭木柴而进行的森林砍伐)

空气污染

化石燃料和生物量燃料的燃烧可生成一些在不同空间规模产生影响的各不相同的气载污染物。这些空气污染的性质、规模和影响在很大程度上取决于诸如地形、当地和区域气象情况、接受环境的特点、工业化水平和步伐、以及整体社会和经济发展等因素。即使在同一模式的排放范畴内,两个不同地区可能会经历完全不同的空气污染后果, 从而很难设计出相应具有整个类别特性的对策。
在工业化国家中,交通和运输部门是造成城市空气污染的最主要来源,尽管在各级实行的技术改进和政策已完全消除了铅、并已减少了许多与交通和运输业有关的、除二氧化碳以外的污染物浓度。在发展中国家和经济转型国家,情况则更为复杂:许多大型都市都苦于繁重的交通和运输所生成的排放、以及那些产生于工业活动和住家的化石和生物量燃料燃烧的排放。规模较小和人口密度较低的城市地区可能会在交通和运输排放方面遇到较少问题,但这些地区因缺乏适宜的管理条例或不具备取代陈旧和低效率设备的能力而面对的住家和工业排放问题则更为严重。
技术控制战略在很大程度上都已订立,但其实际使用情况则取决于所涉国家政府是否有能力设计出和切实实施相关的政策、是否有意愿切实执行相关的法律和条例、能否得到充足的资金、以及获得技术的情况等。为此,采用控制战略的能力在很大程度上与发展水平有关。最近在非洲区域采用无铅燃料方面取得的成功便表明,尽管许多国家的经济手段十分有限,但仍可在此方面取得迅速的进展。
污染物的气载排放可导致在远离排放源的地方造成污染。例如,在某一欧洲国家上空纬度的大气中存在的硫和氮氧化物的平均驻留时间为两至三天,而在这一时间内这些污染物通常可迁移至1,500至3,000公里以外的地区,同时还会在迁移过程中发生从环境角度看十分有害的化学变化。
一些已知的空气污染所造成的区域环境影响涉及因硫和氮化合物沉积所造成的土壤和水系统酸化、富养化(即水系统中的诸如氮等营养物的超量富集)、以及涉及因阳光而引发、涉及多种污染物的大气化学反应对对流层中的臭氧造成的损害等。
数十年来,欧洲和北美洲已认识到酸化现象是一个特别严重的问题,但同时亦认识到这一问题可通过区域和国家协定-诸如《长程越境空气污染公约》等协定予以大幅缓解-该议定书系在联合国欧洲经济委员会的主持下订立。随着发展中国家能源消费量的不断增加,酸化问题的危险性正在相应增加,特别是在那些煤碳使用率较高的地区。例如,中国和印度的一些地区业已遇到了欧洲20年前所经历的严重的酸雨问题。鉴于酸雨问题具有越界性质,因此它亦引起了其周边国家的关注。
可设法在工厂一级采用过滤器和洗涤器等技术手段解决这一问题,但要有效使用这些手段,便需要首先从政治上作出决断,其原因是, 因安排和操作这些设备所造成的额外费用必须由消费者和城市公用事业单位来承担。转用更为清洁的燃料是另外一种替代性缓解办法。然而,在这两种情形中,都会涉及替代成本问题。由于过滤器和洗涤器本身亦需要相当多的能源来操作,因此其使用同时亦会减少发电厂的整体能源使用效率,从而意味着某一电力产出单位所产生的二氧化碳排放量增大。转而采用更清洁的天然气的办法可减少二氧化硫的排放, 因此可在环境上取得惠益。但另一方面, 如果必须因此而进口天然气,则会使能源的不安全性有所增加。

气候变化

过去数十年来,气候变化已逐步成为一项全球性关注问题。人类对排放水平、大气中的温室气体浓度、以及全球气候系统的变化之间的关系的了解程度正在不断提高。科学界和政治界人士在此方面日益达成的共识是,有必要大幅减少排放量,以便把气候变化程度控制在可加以管理的范围内。
促使温室气体排放量增加的主要人为原因来自以化石燃料为基础的能源使用活动,这些活动目前约占能源消费总量的80%以上,其中不包括土地使用、土地使用方面发生的变化、以及林业。工业化国家应对目前和历史上大多数排放量负责,但同时诸如中国和印度等国家的能源消费量的迅速增加也意味着,发展中国家的责任比例也正在大幅度增加。
大多数情况假设方案都表明,依照在《联合国气候变化框架公约》下订立的《京都议定书》的要求减少排放量,尚不足以遏制不断上升的温度和遏制气候变化。尽管目前在所估测的变化速度和规模方面仍然存在着科学上的不确定性,但所预计的各种影响均涉及人类生命的大多数层面,其中包括对水的供应、农业生产力、生物多样性、人体健康和基础设施所产生的影响。

生态系统健康

水力发电、特别是大型水坝的建造及其随之建造的水库,可对生态系统产生重大影响。由于建造水坝必须堵塞河流的自然流动,因此会妨碍淤泥移至下游的汇水区。由于河流的水文系统被改变,水坝可改变当地的气候条件并干扰生态系统。大型水坝造成的生境破碎是水利发电方案所产生的其他环境不利影响。从社会角度来看,民众因此而流离失所也是引起人们关注的主要领域。
如上所述,存在于煤碳、碣煤和石油燃料中的二氧化硫排放、以及二氧化氮及其次级衍生产品可导致生成酸性沉积物,从而影响到森林、土壤和淡水生态系统。酸化现象造成土壤中的化学构成发生变化、损害植被和业已成形的环境、并可对陆界和水生生态系统产生不利影响。氮化合物可导致水体富养化,从而扰乱受到影响的生态系统的营养平衡。
能源的生产、消费和使用需要利用土地资源。在地表开采煤碳的作业、冶炼厂和船运码头、发电厂及电力输送线路等都需要占用土地。水力发电站可占用大片土地,其运作亦可在河岸沿线造成土壤侵蚀,其中包括水坝所在地的上游和下游地区。与此相类似,为取得燃料而培植的生物量亦需要使用大片土地,而且随着时间的推移可使土壤中的养分趋于枯竭。可再生能源技术本身亦可产生不利影响。例如,风力发电作业尽管经常会因其在地理分布上的优点而得到人们的赞同,但亦会在景观方面引起关注,而且所安装的风力涡轮发电机亦会被安装在不适当的地点,从而造成鸟类死亡、生成噪音和形成视觉上的干扰。
能源生产作业还可导致生成众多的危险废物,其对环境所造成的损害的性质和程度因所使用的技术的不同而不同。火力发电厂场址所在地的土壤可被各种不同污染物所污染,特别是各种重金属,而且在所涉工厂关闭之后需要很长的时间才能恢复到其先前的自然状态。与此相类似,源自石油冶炼工厂遗漏在土地上的石油和废物产品,诸如废水沉渣和残余物等,亦很容易在未能以负责任的方式予以处理的情况下污染土地。在不同的时段范畴内,那些曾用于存储使用过的核能源的场址及其周边地区的土地今后实际上已无法再派任何用场。
大多数形式的能源生产和传输亦以某种形式消费或使用水资源,因此可对水源资源产生各种影响。化石燃料热能和核工厂需要大量的水用于冷却作业,而鱼类和其他水生生命常常会在这些工厂从湖泊或河流中汲水或提高其温度时被杀死。煤矿通常需要大量的水来去除煤炭中的杂质,亦即煤碳清洗作业。与此相类似,地热能工厂亦需利用水来提取在干燥岩石中蓄积的能源。近海地区的石油和天然气生产作业以及原油和冶炼产品的运输也会涉及灾害性遗漏风险,从而特别使海洋环境因此而受到影响。生物燃料制作场所需要的用水量可能十分巨大。

人体健康

在全球范围内,估计约有24亿民众依赖生物量能源从事烹饪活动,其中大多数人生活在中国、印度和撒哈拉以南的非洲地区。约有3,000至5,000万民众使用简单的煤炉。由于烧饭煤炉的分布十分分散,因此相对而言基本上没有对比在城市环境中的室外空气污染影响对此种煤炉对人体产生的影响开展任何科学评估。
根据各种研究所作的估算,室内空气污染造成约250万妇女和年龄低于5岁的儿童的死亡,占全球总疾病发生率的4-5%。室内空气污染特别与下列四种类型的人体健康影响相关:
(a)	诸如急性呼吸道感染和肺病等呼吸道感染疾病;
(b)	诸如慢性气管炎和肺癌等慢性呼吸道疾病;
(c)	对孕期妇女产生严重影响,其中包括造成那些在孕期受到污染的妇女发生死胎和所产婴儿重量过低等现象;
(d)	失明、哮喘和心脏病,尽管迄今为止此方面的直接证据尚不充足。
在设法解决室内空气污染问题时,重要的是应认识到,这仅仅是与发展中国家和经济转型国家的贫困地区住家能源使用方式有关的、远为广泛的一系列问题的一个层面,而且它还与减贫努力以及《千年宣言》各项目标的实现相关联。目前的确可以采取部分技术解决办法来处理这一问题,而且许多以改进煤炉本身为重点的方案、改变炊饮习惯和改进炊饮地点通风等方面的方案已取得了良好的成果。然而,最终的解决办法仍在于如何增进获得更清洁和效率更高的能源来源,但这只能作为总体发展的一个组成部分、并作为除贫专项方案来实现。下一节具体讨论了后两个环节的问题。
在某种程度上,当地和区域空气污染与室内空气污染所产生的影响相类似,其中包括可导致死亡率和发病率增加的各类呼吸道疾病。尽管室内城市环境的污染物浓度通常总体上要比一些与室内空气污染程度要低,但如果人们同时在受到污染的地区居住、旅行和工作,则与污染物发生接触的时间便要长得多。
除以上所介绍的对人体健康所产生的影响之外,能源生产、消费和使用亦可释放出各种有毒化学品。汽油和柴油燃料的燃烧可造成微小颗粒和碳氢化合物的排放,其中包括具有致癌性的多环芳香族碳氢化合物,而煤碳燃烧则可排放出吸入或吞入后对人体和动物具有毒性的砷、汞和其他重金属。与此相类似,为回收能源而进行的城市废物燃烧作业亦可生成汞和二恶英颗粒。
核能源对人体健康产生的主要影响来自所涉电离子造成的辐射。虽然可把对低浓度和中等浓度废物的处置视为一种可取的做法,但对高浓度废物的处置方式仍然引起各方的关注。长期深度土地填埋处置办法目前正在逐步取代先前所采取的对乏燃料进行再加工的办法,但目前仍需进一步了解相关的地质作用和对材料的长期作用的特性,以便使之成为一种良性备选办法。与核能源有关的其他问题包括人们对核扩散的关注、以及与其辐射排放有关的事故风险等。
上述能源生产、消费和使用的成因和结果彼此密切相关。人类和生态系统通常会通过不同的路径同时与许多污染物发生接触,易受损害的程度亦会因个人或生态系统的不同而迥异。为此,实际生活中的发生接触的情况并非是线性的,而是受制于一整套复杂的和综合性累积影响。这些影响通常会通过多重环境迁移路径表现出来,其中许多路径我们迄今对之知之甚少。这便使馆我们所采取的补救行动的后果十分严重,其中最重要的原因是,在一个领域采取的改进措施可能会对其他环境媒介产生不利影响。然而,随着我们更深入地了解各种相关的环境因素、疾病发病原因、以及生态系统服务的价值之间的相互关联,采取干预行动所涉及的经济层面惠益已变得日趋明显。