九年级物理全册 第22章 第1节 能源课件1 （新版）新人教版.ppt

能源 人们关心这样几个问题 地球上目前所拥有的能源和持续发展的关系 能源对环境会产生什么影响 应该采取何种的能源政策 一 能源的分类及消费状况 1 分类 可再生能源和不可再生能源 一次能源和二次能源一次能源 水 太阳能 风能 燃料 地热 潮汐等二次能源 电能 氢能 沼气 汽油 焦碳等 当一次能源转化为二次能源时的转换率很低 如发电时仅37 清洁能源和污染型能源前者如水能 风能和太阳能 后者如固体燃料和核能等 2 能源的消费 能源消费的特征 能源消费的增长率大于人口的增长率以70年代中期为例 我国的人口增加1 7 煤增加3 9 4 9 原油7 7 8 2 天然气3 4 4 8 能源的消费量极不平等 以80年代为例 人口比例 人均耗能 107kj能源消费 全球100 0041 72100 00北美5 26276 5527 46欧洲16 8981 5915 21亚洲58 1714 2023 32非洲10 8527 155 54 世界各国的能源结构差异极大 石油天然气煤水电核能全球 美 日本 中国 2010年 6 中国能源消费的特点 以煤为主 主要能源人均值低煤总储量达几千亿吨 但人均仅世界一半 04年产量19亿吨石油探明可采储量32 6亿吨 人均29吨 为世界的1 10 水能3 7亿 世界第一 但是人均值低 能源缺口大 发展新能源势在必行 2010年 一次能源的消费量将达到19亿吨标准煤 其中煤18亿吨 石油2 5 2 7亿吨 产量1 6 2 1亿吨 天然气516 713亿立方米 到2050年我国生活达到发达国家90年代水平 能源需求量达到35 45亿吨标准煤 但是石油产量4000 8000万吨 缺口6 7亿吨 能源利用率低万元产值能耗是德国的10倍 美国的7倍 日本的11倍 附 我国主要的能源状况 中国能源的后备资源严重短缺 人均可采储量 t 世界美国中国煤炭1625876 489 8石油 23513 12 6天然气24796168431074 中国的石油能源状况 中国对进口石油的依存度1995年 6 6 2000年 25 在进口石油中来自中东地区的约占56 左右 研究表明 油价上涨10美元并维持一年 世界经济的年增长率会减少0 5个百分点发展中国家0 75中国超过0 5 中国的石油能源状况 石油市场报告 显示 2004年预计中国石油用量将达到每天580万桶 即每天80万吨 一吨约合7 3桶 需求 换言之 2004年中国石油用量将达3亿吨左右 目前 全球石油产量为30亿吨 美国的年耗油量约为10亿吨 日本的年耗油量接近3亿吨 我国今年的耗油量将达到全球石油产量的1 10 从而成为继美国之后世界第二大石油消费国 中国的石油能源状况 我国原油产量由1949年的12万吨 上升到2002年的1 67亿吨 居世界第五位 天然气产量由1949年的0 1亿立方米 上升到2002年的316亿立方米 居世界第16位 已经成为世界石油天然气消费大国 未来20年 我国石油天然气需求增长较快 预计到2020年 我国石油需求量为4亿吨 年均递增12 天然气消费结构中 天然气发电 城市燃气增长最快 到2020年 天然气在一次能源消费中 所占比例将由目前的2 7 增长到10 以上 为了保障油气资源的可持续发展和安全稳定供给 我国石油天然气发展必须开源节流 立足国内 加强油气勘探开发 保持石油产量持续稳定 同时 要加快建立海外油气生产基地 世界商品能源91 为矿物燃料 煤28 石油40 亚澳矿物燃料占93 5 煤48 3 石油47 3 天然气7 9 人类年耗煤40亿吨 石油25亿吨 并以3 增长 到2020年 世界能耗将上升62 其中92 为炭质能源 再生能源上升1 2 附 地球上还有多少矿物燃料 二 能源对环境的影响 煤对环境的影响开采和燃烧中都会产生污染 主要是温室气体和二氧化硫 2 石油对环境的影响组成 c h o s n等 c占84 87 h占12 14 微量元素为fa co ni v ca mg na等 污染 开采 燃烧和加工时都会产生 3 天然气对环境的影响 组成 ch4为主 其次是c2h6和c3h8 还有n2 h2 co2 h2s等用途 化工原料和燃料污染 最干净的能源 三种燃料的污染 每1000千卡热值的污染物 比较污染物煤石油天然气so2 s 2 741 890 011nox1 441 240 67co2200180100 4 核能对环境的影响 优点 投资大 但是成本低 安全 可靠 环境影响小 污染 射线 射线 射线 居民安全剂量 rem 性腺 甲状腺骨骼 皮肤前臂 脚 踝0 53 07 5美国2000年一般居民全年辐射剂量 mrem a 人 可见 夜光表是1 4mrem 电视 每天1小时5mrem核电力0 5mrem是微不足道的 所以核能是安全的 且无烟无尘 无漏油 少污染 慢性辐射 放射性废物 废物收集 原子能反应堆每年装料一次 同时清除放射性废物 处理 废核燃料 堆存 去除短寿命放射性元素 切碎 浓硝酸溶解 回收铀 产生钚 制造核武器 获得放射性同位素 其他放射性废物 水泥固化 贮存 为什麽要贮存 美国到2000年的放射性废物的 放射性达到209 109居里可使全世界的所有淡水污染2次 核能的安全性 最主要焦点是泄漏问题 其特点是 几率低 非核事故 1次 1600人 年 核事故 按100个电站计算 1次 30亿人 年 破坏性大 如切尔诺贝利核电站事故 契尔诺贝利核电站事件 电站位于乌克兰的第聂泊河上游 其发电量相当于全国的能量的5 86年爆炸 产生的污染相当于70颗广岛原子弹 污染面积相当于两个英国 1700万居民受影响 周围76座城市和村庄成为死城死村 地下水的放射性强度高出正常值几万倍 污染物的尘埃竟散落到阿根廷和日本 当时某抢救队的队员现在还活着的只有两个人 有的直升机飞行员牙齿脱落 基普市的40万儿童 每年增加20名白血病患者 88年以来 事故的幸存者中 已经有12 5万人死亡 据估计 2005年 2010年将是事故的影响最大的爆发期 为了消除污染 环境监测 对受害者的补偿等 竟占了gdp的5 8 尽管核能安全 但切尔诺贝利事故后 各国对核电站普遍持保守态度 建设中75年320亿瓦85年160亿瓦94年0日本85年前每年得2个订单 90年代仅计划建2个 予测76年国际原子能组织预测到2000年 达到2 3万亿瓦80年7500亿瓦90年5000亿瓦98年3800亿瓦 目前94 96年 全球仅建 个 全在东亚 韩 日 中 台各1座 化钱多 日本核能占总能源12 但是研发费占90 附 各国对核能发电的态度 5 电能 火电优势 干净 运输方便缺点 热效率低 通 热效率一般在60 左右 加上燃料转化成热的效率为80 多 发电的效率也就是40 多 污染燃料渣 粉煤灰气体二氧化硫 二氧化碳 灰尘热污染 冷却水 热辐射和热污染 对环境的影响 占用土地 影响生态鱼回流产卵 泥沙淤积 81年美国2000座水电站因为淤积停用 中国的官厅水库无法发电 自然 人文景观受影响特大型水电站的安全问题 水电 附 中国的骄傲 长江的水电资源 全长3300多公里的金沙江水能蕴藏量达1 12亿千瓦 约占全国16 7 正在组织兴建金沙江上的溪洛渡 向家坝 乌东德 白鹤滩4座梯级电站 总装机3850万千瓦 相当两个三峡工程 金沙江溪洛渡水电站总装机容量1260千瓦 安装18台70万千瓦水轮发电机组 建设工期12年 建设期间的外来物资 设备 器材总运输量560万吨 四 我国的能源政策 1 节能 提高技术含量降低单产电耗 节水 避免浪费2 开发新能源 核聚变能 氢弹是由氢聚合成氦 海水中的氘可供使用几十亿年 风能能被利用的10亿千瓦左右 1992年仅270万千瓦 生物能每年光合作用1440 1880亿吨生物质 等于世界能耗的10倍 地热地核4000 6000度 地幔1000 4000度 蕴藏的地热是煤的1 5亿倍 石油的50亿倍 相当于4948亿吨标准煤 中国的地热相当于31 6亿吨标准煤 目前已建8座地热电站 共20 88兆瓦 潮汐能有766亿千瓦 现在技术上可开发64亿千瓦 中国4 6亿千瓦 目前仅开发1280千瓦 太阳能计有500万吨标准煤 秒 问题是如何开发 美国太阳能飞机2001年8月13日试飞成功 已飞2 2万米高 2001年的太阳能汽车展展出的新车型 美国车的时速已达112 5km 日本的 太空王 也达107 5km 可燃冰 可燃冰由46个水分子将8个ch4分子紧紧地包在一起 有白 红 桔黄 蓝 灰等各种颜色 每立方米中含有200m3的甲烷 可燃冰存在于冻土层和海底的大陆坡中 仅美国东 西海岸 就有可燃冰2000万亿m3 而美国的天然气储量才14万亿m3 我国的青藏高原的冻土层 东海 南海 黄海海底也储存着大量的可燃冰 目前的最大难度在于开采 在几百米深的海水压强和冰点低温下可以存在的这些固体物质 出水后无法保存 美国国会97年拨款4800万美圆研究 原理 非储能设备 而是发电设备 不会用尽 也不用充电 h2 o2 h2o e直接发电h2 燃料 通入阳极 空气通入阴极 两极之间是电解质和催化剂 除电动机外 无转动部件 优点 无燃烧过程 效率比内燃机高2 3倍 无噪声 长寿命 高可靠性 少维护 无污染 燃料干净 可以是氢气或直接携带液体燃料 甲醇 燃油 液化石油气 压缩天然气 丰田 奔驰 燃料电池车 98年已在国际汽车博览会现身 燃料电池 3 发掘现有能源潜力 石油的储量远未枯竭 理论上的突破 2000年usa的康奈尔大学的托马斯 戈尔得预言 石油仍可用500年 依据 石油在地球诞生前 是被封存在地球内部的ch4 在地下100 300km稳定存在 并和其他的c h原子结合成更大的碳 氢化合物 沿岩缝上升 形成油气 瑞典委托他在瑞典的某环型地带打6700 6500米的井 已在一口井中回收1 3万升石油 重新回采老油田2002年10月英国北海油田10年前停止开采的一块油田 因为深部开采技术上的突破 已获准重新可开采 可采储量2100万桶 新油田改名为阿普鲁斯油田 4 积极参与能源全球化 能源的来源多源化 地质科学院在报告中明确指出 中国应最大限度地分享境外资源 国外的评论则更直接 少采多买 为国家安全考虑 保持合理的开发与进口比例是必要的 以石油为例是50 50 已经很高 2002年 中石油 在海外获取的 份额油 大约可达850万吨 中海油 实现了海外 登陆 可获取大约350万吨 份额油 据统计 中国对进口石油的依存度已由1995年的6 6 上升为2000年的25 2003年为