第二节能源的开发和利用你能举出更多说明我们的生活和生产离不开能源的例子吗?电是如何产生的?思考我们的地球上能源多吗?能源的种类是多种多样的。煤、石油、天然气等都是埋藏在地底下能够提供能量的物质,通常被称为矿物质能源(有时也称为化石能源)随着人类社会的不断发展,人们对能源的需求量也在不断地增加。一、能源的概念•像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等等能够提供能量的物质资源,我们把它们都叫做能源.•人们的生活、生产、科研都离不开能源.那么能源包括哪些种,我们应该怎样来开发和有效地利用它们呢?一次能源和二次能源•一次能源是自然界直接提供的能源.•如石油、煤、流水、风能等•由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源.•汽油、柴油、氢能、电能•电能不是一次能源,电能是二次能源.你能对能源分类吗?常规能源和新能源•我们把化石燃料、水流能、风能等人类早就广泛应用的能源叫做常规能源.•把核能、太阳能、地热能、潮汐能等新近才开始利用的能源叫做新能源.7能源的分类按转换和传递分按能源的性质分按利用技术状况按对环境污染情况概况分一次能源二次能源可再生能源不可再生能源常规能源新能源清洁能源非清洁能源8能源分类一次能源常规能源不可再生二次能源:汽油、焦碳、煤气、蒸汽、电能等石油、煤天然气生物质能水能可再生新能源不可再生:核能与原子核反应有关可再生太阳能风能海洋能地热潮汐能波浪能来自太阳辐射91、你能从图中看出从1990年至2050年世界对各类能源的需求有哪些变化吗?随着人类社会地进步,人们对能源地需求在不断增加。说明能源和人类社会的发展之间有密切的关系。102、从1990年至2050年种类能源在消费总量中所占比例有何变化?人类社会发展的不同阶段,各类能源在能源消费总量占的比例也_____。煤、石油由于污染和不可再生性,在消费总量中逐渐_____,而太阳能、核能由于能量大、污染少,在消费总量中逐渐_______.不同减少增多113、你能预测未来各类能源的消费量的变化吗?思考:目前,人类主要使用了哪些能源?__________是世界上使用量最大的两种能源。煤和石油你知道现在的油价和煤气价吗?▲我国的能源结构从左图看你能告诉我中国的能源利用存在什么问题吗?煤1、煤炭:是埋藏在地下的木本植物,经过复杂的变化形成的。二、各种能源煤炭在世界的分布有何特点?煤的综合利用:煤的干馏将煤隔绝空气加强热,便生成焦碳、煤焦油和焦炉气,这个过程称为煤的干馏石油、天然气的形成2、石油:是由古代动物遗体在地壳中经过非常复杂的变化而形成的一种粘稠状的液体从油井中开采出来的石油也叫原油,原油是一种粘稠状的液体石油在中国的分布有何特点?世界石油的产区和输出石油的综合利用:石油的分馏根据石油中各物质的沸点不同,将它们先后蒸馏出来.3、天然气利用前景根据三大能源的形成过程,请推测组成它们的元素?煤石油天然气所含元素C、H、S、N等C、H、S、N等C、H等那它们在空气中完全燃烧后的产物可能有哪些?你认为平时作为燃料用哪种能源较好?为什么?直接将以上能源燃烧获得能量有何缺点?贮量有限不可再生,终有一天会枯竭;能量利用率低;产物会污染环境.作为未来的主人你认为应如何解决这一系列的问题呢?第二节能源的开发和利用第二课时看下列三则材料,你有什么想说的?3、国际能源机构的统计,地球上的石油、天然气、煤供人类开采的年限,分别只有40年、50年和240年。▲2、我国的能源结构▲1、我国和世界的能源消耗太阳能氢能沼气地热潮汐可燃冰1、你认为或你知道还有哪些能源值得人类开发?2、你认为哪种新能源最有开发前途?核能:核能是能源家族的后起之秀,它通过原子核的裂变或聚变而释放出能量。1千克铀235通过裂变反应释放的能量相当于燃烧2500吨标准煤所释放的能量,1千克氘、氚发生聚变反应释放的能量比裂变铀235释放的能量还要大4倍。核工业核聚变自1954年世界上第一座核电站投产以来,到2000年底,全世界已有400多个机组在运行,总装机容量约35000万千瓦,核发电量约占世界总发电量的17%。在一些经济实力雄厚、能源需求量大的发达国家和地区,核电量已占该国总发电量的30%以上。1.核电站和以煤为燃料的火力电站相比,有哪些突出的特点?2.为什么核电站主要分布在发达国家?讨论优点:能量集中、巨大,地区适应性强,运转费用低,收益大;缺点:投资大,建设周期长。技术先进、资金投入巨大自学课本108-109页了解我国核能发电的建设发展情况。1.核电站和以煤为燃料的火力电站相比,有哪些突出的特点?2.为什么核电站主要分布在发达国家?思考:为什么我国首先在东南沿海地区建设核电站?我国东南沿海地区经济发达,能源需求量大,而煤、石油等常规能源相对短缺。原子能利用的潜在威胁:核电站泄漏事故和核武器扩散。核电站在建设过程中应注意哪些问题?太阳能自学课本109页,讨论以下问题:①人类利用太阳能有哪些优势?②举例说明,人类目前直接利用太阳能有哪些途径?③要大规模地开发和利用太阳能还存在哪些困难?人类要克服这些困难,必须依靠什么?(2)人类直接利用太阳能有三个途径:①光能转化成热能(如太阳能热水器)②光能转化成电能(如太阳能电池)③光能转化成化学能(如用光催化分解水,获取氢能)(3)太阳能利用的弊端是什么?能量比较分散;投资大、效率低、占地广、储能难。(1)太阳能的特点:优点:能量巨大、分布广乏、污污染、安全、经济缺点:能量分散、间断、不稳定。太阳灶航天器太阳能汽车太阳能手提灯读课本110页图,回答:(1)从图4-12可以看出,我国太阳能的分布有什么规律?我国非季风区一般太阳辐射值都较高,是我国太阳能丰富的地区。(2)我国哪些地区具有太阳资源的优势?藏南谷地、塔里木盆地、河西走廊、银川平原和河套平原等地。(3)我们怎样利用太阳能资源的?太阳能热水器。太阳灶航天器太阳能热水器太阳能发电装置下面简单介绍其它能源讨论:改变现有的不合理的能源结构,已经成为人们共同关注的问题,谈谈你认为还有哪些能源的前景比较广阔,并且不会带来环境问题.太阳能制氢氢能:氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料.氢动3号氢能源优点:1.资源丰富2.无污染3.热值大缺点:目前摆在人们面前的难题是如何方便廉价的从水里制取氢气正在探究:太阳能光解水催化剂分解水沼气能:CH4地热能•冰岛地热西藏羊八井地热电站,是我国最大的地热电站地热能:研究表明,地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1.7亿倍,可供人类消耗几百亿年,真可谓取之不尽、用之不竭,今后将优先利用开发。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等。潮汐能钱江潮浙江温岭潮汐能发电站风力发电风能:风是一种可再生的能源。优点:永不枯竭,利用简单,不污染环境。缺点:难以控制,不稳定,不便贮存。风能:可燃冰•11月2日,新华社发布的一项消息说,一项针对南海北部的勘测显示,那里的可燃冰储量达到我国陆上石油总量的一半左右,这些可燃冰有望在2015年进行试开采。•对于可燃冰,你还想知道什么呢?资源丰富的南海可燃冰•可燃冰是一种天然气水合物的俗称,这种物质在低温和40多个大气压下才是稳定的。•可燃冰到达水面可以立即融化,同时成分中的甲烷开始燃烧。•每立方米可燃冰可释放164立方米甲烷。•可燃冰分布广,资源丰富,据计算这种未来的能源可供人类使用上千年。•可燃冰杂质少,无污染。•可燃冰虽好,但开采不易。读课本110页图4-13,你知道人类社会的发展与能源利用是如何变化的吗?(1)古代生物质能和水能(2)第一次工业革命煤炭(3)第二次工业革命电能、石油大量使用(4)21世纪核能的大量使用能源是人类社会存在和繁荣的物质基础之一。自工业革命以来,人们对能源的需求迅速增长,能源利用的方式也在不断变化。这些新能源有如此多的优点为何现在都没有广泛使用呢?你知道它们的缺点吗?在能源的需求量不断增多,而新能源又不能很快地代替这些常规能源的情况下我们应该做些什么呢?温家宝:建设节约型社会国家单位产值能耗国家单位产值能耗中国2.26日本0.214美国0.486英国0.314法国0.257加拿大0.543德国0.271瑞士0.1572000年中国和部分国家单位工业产值的能耗比较(吨标准煤/千美元)讨论:我国的能耗明显高于西方发达国家的原因有哪些?原因一:高能耗产业的过度扩张改革开放以来,我国经济持续快速发展,但经济增长方式过于粗放,主要依靠能源和资源的大量消耗来支撑经济的快速增长。产业结构失衡,钢铁、有色、石化、水泥四大高能耗产业以及支持这些产业的电力投资过热,无序过度开发;工业生产大部分为粗放式,而不是走向集约式,靠的是较落后的设备、工艺、技术,能源利用效率低。高能耗产业的过度扩张,再加上这些产业的单位产出能耗过高,更加剧了我国单位GDP能耗的升高。原因二:追求地方利益,以GDP论英雄不少地方政府追求地方利益和短期利益,无视国家法律法规和产业政策,违规上马高能耗、高污染项目;不少地方干部中不正确的政绩观作祟,盲目追求GDP和财政收入,从来不算能耗的账。原因三:全民节能意识淡薄全民节能意识淡薄,商业、居民、机关等能源浪费较大。尤其是机关,平均每人的能耗是普通居民能耗的4倍。讨论:怎样提高我国的能源利用率?1.转变经济增长方式,提高能源利用效率。2.国家从政策和资金上支持多开发一些核能、风能、太阳能等新型替代能源,减小煤炭的使用。3.鼓励采用节能技术,提高能源使用效率。多走路或骑自行车;尽量使用公交车;搭车上学及时关灯;不要让家用电器处于待机状态;调节空调的温度;回收废品如玻璃瓶、铝罐等。讨论:列举家庭节电省能的几种方法?实验:通过绘制扇形图分析各类电力生产对环境的影响。阅读P113“德国节能面面观”想一想我们应该做些什么???下图是中、英两国1950~1990年期间各种能源在本国能源消费总量中所占比例直方图。请比较两国40年间能源消费的变化,并将结果填入下表。项目共同点不同点原因英国中国