6.能源的开发与利用

1、能源的利用与开发,教育科学出版社 必修2 4-6,四川省泸州市纳溪区护国中学 张焱春,第6节 能源的利用与开发 1在一定条件下能够提供可利用_的物质资源叫能 源按能源的利用可划分为一次能源和二次能源，一次能源按 是否能再生可分为_能源(如太阳能、风能、水能等) 和_能源(如煤、石油、天然气等) (1)一次能源：能_的能源，如煤、太阳能等 (2)二次能源：从一次能源直接或间接_而来的能,源，如电能、氢能、焦炭等,能量,可再生,不可再生,直接利用,转化,2人类对能源的需求越来越大，但化石能源却越来越少， 新能源的利用还没有完全发展起来能源的过度利用同时伴随 着对自然环境的_和_，如温室效应、酸雨等

2、 3能源危机与环境污染使得开发能源成为必要解决能源,危机与环境污染的办法：,(1)_能源，提高能源利用率,污染,破坏,(2)开发新能源、绿色能源及_能源，如开发水能、,太阳能、风能和核能,节约,可再生,4下列能源属于常规能源的是(,),D,煤,核能,太阳能,石油,A C,B D,解析：常规能源是指埋在地下的动植物经过数亿年的地质 演变而形成的煤、石油、天然气等太阳能和核能属于新能源,5(双选)下列关于太阳能的说法中错误的是(,),CD,A.太阳能十分巨大，供应时间长久 B.太阳能分布广阔，处处可以利用 C.太阳能到达地面的功率稳定，不会受气候和季节的影响 D.太阳能也会造成环境污染 解析：太阳

3、能在不同的天气和季节，到达地面的功率是不 一样的，太阳能不会造成污染,知识点 1,能源危机与环境污染,情景 1：联合国气候变化框架公约(United Nations Framework Convention on Climate Change，简称公约)是1992 年 5 月在联合国纽约总部通过的，同年 6 月在巴西里约热内卢 举行的联合国环境与发展大会期间正式开放签署 公约的最 终目标是“将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到 危险的人为干扰的水平上”,公约说：“感到忧虑的是，人类 活动已大幅增加大气中温室气体的浓 度，这种增加增强了自然温室效应，平 均而言将引起地球表面和大气进一步增

4、,温，并可能对自然生态系统和人类产生,不利影响” 公约是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体 排放，应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国 际公约，也是国际社会在应对全球气候变化问题上进行国际合,图 481,作的一个基本框架目前已有 192 个国家批准了公约，这些 国家被称为公约缔约方此外，欧盟作为一个整体也是公 约的一个缔约方,公约缔约方作出了许多旨在解决气候变化问题的承诺 每个缔约方都必须定期提交专项报告，其内容必须包含该缔约 方的温室气体排放信息，并说明为实施公约所执行的计划 及具体措施,情景 2：能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而 影响经济这通常涉及石油、电力或其

5、他自然资源的短缺能,源危机通常会造成经济衰退从消费 者的观点，汽车或其他交通工具所使 用的石油产品价格的上涨降低了消费 者的信心和增加了他们的开销,世界经济的现代化，得益于化石,能源，如石油、天然气、煤炭的广泛应用因而它是建立在化 石能源基础之上的一种经济然而，由于这一经济的资源载体 将在 21 世纪上半叶迅速地接近枯竭石油储量的综合估算，可 支配的化石能源的极限，大约为 1 1801 510 亿吨，以 1995 年,图 482,世界石油的年开采量 33.2 亿吨计算，石油储量大约在 2050 年 左右宣告枯竭天然气储备估计在 131 800152 900 兆立方米， 年开采量维持在 2 30

6、0 兆立方米，将在 5765 年内枯竭煤的 储量约为 5 600 亿吨.1995 年煤炭开采量为 33 亿吨，可以供应 169 年铀的年开采量目前为每年 6 万吨，根据 1993 年世界能 源委员会的估计可维持到 21 世纪 30 年代中期核聚变到 2050 年还没有实现的希望化石能源与原料链条的中断，必将导致 世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济事实上， 近 10 年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重,新配置与分配而引发的这种军事冲突，今后还将更猛烈、更 频繁；在国内，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许 多新的矛盾和冲突总之，能源危机迟早会爆发，它的爆发将 具有

7、爆炸性！,1能源危机：目前世界上消耗的能源主要是煤、石油、天 然气等不可再生能源，按目前的消耗速度，煤可用 200 年左右， 石油可用 40 年左右，天然气可用 60 年左右，而其他可再生能 源还不能大规模应用，世界正面临能源危机,2我国的能源危机：能源储量有限，人口众多，人均能源 占有量和消费量均处于较低水平；经济增长和生活水平的提高， 使能源消耗量急剧增加，目前我国能源消费总量已位居世界第 二位,3环境污染：大量使用煤、石油、天然气等化石能源给人 类的生存环境带来了灾难，如温室效应、酸雨、臭氧层的破坏、 城市热岛效应、土壤酸性化、生态平衡的破坏、海平面升高等 (1)温室效应：温室效应加剧主

8、要是由于现代化工业社会燃 烧过多煤、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化,碳气体进入大气造成的二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能 它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射 到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热 起来因此，二氧化碳也被称为温室气体,(2)酸雨污染：酸雨是工业高度发展而出现的副产物，由于 人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，燃烧后产生的硫 氧化物或氮氧化物，在大气中经过复杂的化学反应，形成硫酸 或硝酸气溶胶，或为云、雨、雪、雾捕捉吸收，降到地面成为 酸雨,(3)臭氧层的破坏：臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度 相对较高的部分，其主要作用是吸

9、收短波紫外线对于大气臭 氧层破坏的原因，科学家中间有多种见解但是大多数人认为， 人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用 CFCs 表示)是破坏臭氧 层的主要原因氯氟烃是一种人造化学物质，1930 年由美国的 杜邦公司投入生产在第二次世界大战后，尤其是进入 1960 年 以后，开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化 工溶剂等另外，哈龙类物质(用于灭火器)、氮氧化物也会造 成臭氧层的损耗,(4)城市热岛效应：城市热岛效应是指城市中的气温明显高 于外围郊区的现象城市热岛效应形成的原因：城市内拥有大 量锅炉、加热器等耗能装置以及各种机动车辆这些机器和人 类生活活动都消耗大量能量，大部分以热能形式

10、传给城市大气 空间城区大量的建筑物和道路构成以砖石、水泥和沥青等材 料为主的下垫层，这些材料热容量、导热率比郊区自然界的下 垫层要大得多，而对太阳光的反射率低、吸收率大；因此在白 天，城市下垫层表面温度远远高于气温，其中沥青路面和屋顶 温度可高出气温 8 17 .此时下垫层的热量主要以湍流形,式传导，推动周围大气上升流动，形成“涌泉风”，并使城区 气温升高；在夜间城市下垫层主要通过长波辐射，使近地面大 气层温度上升,4能源稀缺：虽然能量是守恒的、不可能消灭的，但我们 仍然要节约能源因为自然界中能量的转化过程具有一定的方 向性，能成为能源的很少,【例 1】(双选)二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作

11、用，行 星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获，最后使大 气增温大气中的二氧化碳和暖房的玻璃一样，只让太阳的热 辐射进来，却不让室内的长波热辐射出去，二氧化碳的这种效 应叫温室效应，这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一,种观点，根据这种观点，以下说法成立的是(,),A在地球形成的早期，火山活动频繁，排出了大量的二 氧化碳气体，当时地球的气温很高 B二氧化碳是空气的组成成分，人们可以放心大胆地使 用煤、石油、天然气等化石能源，不会对环境造成任何影响,C由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气,中的含量增大，地球上的气温正在升高,D气候变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，,地

12、球上的气温正在升高,解析：空气中的二氧化碳气体，可以让太阳光热辐射进入 地球大气层，而会阻止地球自身的长波热辐射离开地球，这样 会造成地球上的温度升高，由此可知，A、C 选项正确,答案：AC,【触类旁通】,1(双选)能源短缺和环境恶化指的是(,),A煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下， 煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺 B煤炭和石油资源是有限的，以今天开采和消耗的速度， 石油储量将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源 短缺 C煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过 程中这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化 D大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染空

13、气，改变了空气成分使环境恶化,解析：能源短缺不是开采技术问题，而是存储量少的问题， 故 A 错误，B 正确；环境污染主要是来源于燃料的燃烧产生大 量的有害气体污染空气，故 C 错误，D 正确,答案：BD,知识点 2,能源的利用与开发,情景 1：2012 年 8 月 23 日，广东省住房和城乡建设厅、省 财政厅联合在湛江市召开太阳能光电建筑应用示范项目广 东粤电湛江生物质电厂光伏发电项目验收评估会 图 483,广东粤电湛江生物质电厂光伏发电项目是国家 2011 年度 光电建筑应用示范项目，该项目由广东省粤电集团有限公司下 属子公司广东粤电湛江生物质发电有限公司投资建设，项目总 装机容量为 1 M

14、W，总投资 1 710.35 万元该项目建设选址位 于遂溪白泥坡工业区，利用生物质发电厂建筑群屋顶，安装 3 582 块共 7 122 平方米的多晶硅光伏板，太阳能光伏发电系统 通过光伏组件转化为直流电力，再通过并网型逆变器将直流电 能转化为频率、相位符合要求的正弦波电流并入工厂用电系统,情景 2：黑龙江省 2012 年 6 月 14 日颁布黑龙江省气候 资源探测与保护条例，其中规定企业探测开发风能及太阳能资 源必须经过气象部门批准，而且探测出来的资源属国家所有 这是我国首个规范气候资源利用的地方法规,图 484,据黑龙江省人大法制工作委员会副主任王去奇介绍，近年 来，黑龙江省一些企业随意探测

15、开发风能、太阳能资源问题非 常突出，针对这一问题，黑龙江省在全国率先发布了黑龙江 省气候资源探测与保护条例，对企业开发探测风能、太阳能资 源进行规范,1能源的利用：,2未来的能源：,(1)节约能源，开发可替代煤、石油、天然气等常规能源的 新能源研究清洁能源是缓解当前能源危机及保护和改善人类 环境的有效措施,(2)现在人类正致力于开发核能、风能、太阳能、地热能、,生物能、海洋能、氢能等新能源,【例 2】水能是可再生能源，可持续地利用它来发电，为 人类提供“清洁”的能源若一水力发电站水库的平均流量为 Q m3/s，落差为 h m，发电效率为，则全年发电量 A 是多少千 瓦时？(取 g10 m/s2),P