高二物理能源與可持續(xù)發(fā)展.

1、能源與可持續(xù)發(fā)展?jié)i源市湄江鎮(zhèn)中心學(xué)校本部 李享名圖IX II地球上的能瀝中國石油危機(jī)中國南海發(fā)現(xiàn)可燃冰發(fā)育區(qū)能解人類能源危機(jī)月球資源將挽救地球?qū)沓霈F(xiàn)的能源危機(jī)能源的分類1、按其形成和來源分類：(1)來自太陽輻射的能量，女小 太陽能、煤、 石油、天然氣、水能、風(fēng)能、生物能等。(2)來自地球內(nèi)部的能量，如：核能.地?zé)崮堋?lt;3)天體引力能,如：潮汐能。能源的分類2、按開發(fā)利用狀況分類：（1）常規(guī)能源，是指當(dāng)前被廣泛 利用的一次能源。如：煤、石油. 天然氣.水能.生物能。（2）新能源，是目前尚未廣泛利用而正在積極研究以便推廣利用的一次能源。如：核能、地?zé)?、海洋能、太?能.風(fēng)能。能源的分類按轉(zhuǎn)

2、換傳遞過程分類：（I）一次能源，是指直接取自自然 界沒有經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換的各種能量和資 源。如：煤.石油.天然氣.水能. 風(fēng)能、核能.海洋能、生物能。（2）二次能源，由一次能源經(jīng)過加工 轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品如：沼氣. 汽油.柴油、焦炭、煤氣、蒸汽.火 電.水電.核電.太陽能發(fā)電、潮汐 發(fā)電.波浪發(fā)電等。能源的分類4、按屬性分類:(1) 可再生能源，指具有自然恢 復(fù)能力，不會隨本身的轉(zhuǎn)化或人類 的利用而日益減少的能源。如：太 陽能、地?zé)?、水能、風(fēng)能、生物能. 海洋能。(2) ?？稍偕茉矗瑒t不能自然 再生。如：煤、石油、天然氣、核 能.油頁巖。世界能源儲量及需求其他核能水力天熱氣傑石油世界能源儲量

3、及需求現(xiàn)在世界能源消耗中90%以上是不可再生 能源。其中：石油大約占40%,煤大約占 30%,天然氣大約占20%o按現(xiàn)在的能源消耗，世界上的石油、天然 氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年 內(nèi)逐漸耗盡。世界能源儲量及需求地球上不可再生能源情況種類儲量（按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）/1012 kg己探明潛在煤9002700石油10036天然氣7460鈾13001600人類對能源需求情況年份需求量（按 標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）/1012kg年份需求量（按 標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)）/1012kg19807.5202015.019847.8204018.0200011.0206021.0世界能源儲量及需求我國已探明的煤、石油和天然氣的儲藏量

4、能源己探明的儲量數(shù)量在世界中的 地位煤1.5萬億噸1位石油70億噸6位天燃?xì)?3.3萬億立 方米16位世界能源儲量及需求世界能源儲量及需求我國能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：富煤、貧油、少氣在21世紀(jì)前50年內(nèi)，世界能源的發(fā)展趨勢仍將以化石燃 料為主。隨著石油、天然氣資源的口漸短缺和潔凈煤技 術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，煤炭的重要性和地位還會逐漸提升。 根據(jù)我國資源狀況和煤炭在能源生產(chǎn)及消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比 例，以煤炭為主體的能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)不會 改變。我國能源資源的基木特點(diǎn)（富煤、貧油、少氣） 決定了煤炭在一次能源中的重要地位。我國煤炭資源總 量為5. 6萬億噸，其中已探明儲量為1萬億噸，占世界總 儲量的11%.（石

5、油占2.4%,天然氣占1.2%） o建國以 來，煤炭在全國一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的比例長期占 70%以上，2001年全國開采量近13億噸。世界能源儲量及需求專家預(yù)測，據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，至U2005年, 全國一次能源牛產(chǎn)量為12. 3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤, 其中煤炭為785億噸標(biāo)準(zhǔn)煤（折合11億 噸原煤），仍占63. 8%o專家預(yù)測，在 本世紀(jì)前30年內(nèi)，煤炭在我國一次能源 構(gòu)成中仍將占主體地位。按現(xiàn)有的能源消耗量來計(jì)算，我國煤、石 油、天然氣等不可再生能源的開采年限 僅為40年。能源利用中的問題及相應(yīng)對策能源利用中的問題主要包描以下三個方 而：1、傳統(tǒng)能源煤、石油、天然氣隨著不斷 開采逐漸枯竭，俗稱“能源危

6、機(jī)”。2、能源利用中硫化物、碳氧化合物和粉 塵的大量排放造成對壞境及生態(tài)的破壞。3、由于突發(fā)事件引起的能源的短缺或能 量供應(yīng)的中斷。新能源的開發(fā)利用核能的開發(fā)利用核能主要是原子能，是從鈾礦石中提取 的核燃料，與煤炭相比，1千克鈾的原子 核所釋放出的熱量大約相當(dāng)于2500噸煤 炭燃燒時(shí)放出的熱量。核電站的優(yōu)勢突 出表現(xiàn)為：其體積小，運(yùn)輸方便；而且 能減少運(yùn)輸費(fèi)用，在地殼中儲量巨大， 足以讓人類使用很長時(shí)間；燃燒時(shí)清潔, 不會對環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染核能的成就雖然首先被應(yīng)用于軍事目 的，但其后就實(shí)現(xiàn)了核能的和平利用, 其中最重要也是最主要的是通過核電 站來發(fā)電。自寸l-v<85I'frll

7、%, 蠶f知 贄囁體肺總縣舷 摻爨號2001英 W1ISI1 豁I11& J2應(yīng)笫電源上驗(yàn)的動門74為 舉珈核鶴裝騒琥器 幻鏈1展家，込總行總電33 42的“。發(fā)國底4?界運(yùn)均總本 19持代的達(dá)年37世在35占H20我國的核電站：浙江秦山核電站廣東大亞灣核電站秦山核電站廠區(qū)一景.左上角鬪柱體建筑為核反應(yīng)堆外景秦山一期1號機(jī)組總控制臺秦ill二核一號機(jī)組2002年投入使用的秦ill二核汽輪機(jī)廠房大亞灣核電站全貌太陽能的開發(fā)和利用太陽能利用的形式很多，例如：太陽能 集熱為建筑供暖、供熱水，用太陽能電 池驅(qū)動交通工具和其它動力裝置等等， 這些都屬于太陽能小型、分散的利用形 式。太陽能大型、集

8、屮的利用形式，則 是太空發(fā)電。在距離地面三萬多公里高 空的同步衛(wèi)星上，太陽能電池每天24小 時(shí)均可以發(fā)電，而且效率高達(dá)地而的10 倍。太空電能可以通過對人體無害的微 波向地面輸送。太陽能跟蹤系統(tǒng)主要經(jīng)營的產(chǎn)品有太陽能路燈、太陽能庭院燈、 太陽能殺蟲燈、太陽能草坪燈、LED燈源、太陽 能跟蹤系統(tǒng)、控制器（路燈、系統(tǒng)）、逆變器 （正弦波、修正波）、便攜電源（分體式、一體 式、戶用型）、太陽能電池組件（單晶、多晶）、 太陽能紅綠燈、太陽能黃閃燈、太陽能指示牌、 太陽能道釘?shù)忍柲苈氛?biāo)志太陽能路燈太陽能樹枝燈太陽能電池板地?zé)崮艿拈_發(fā)利用目前世界上己有近二百座地?zé)岚l(fā)電站投入 了運(yùn)行，裝機(jī)容量數(shù)百萬千瓦

9、。研究表明， 地?zé)崮艿奶N(yùn)藏量相當(dāng)于地球煤炭儲量熱能 的1.7億倍，可供人類消耗兒百億年，真可 謂取之不盡、用之不竭，今后將優(yōu)先利用 開發(fā)?！暗厍騽恿Α惫驹O(shè)計(jì)的地?zé)岚l(fā)電站運(yùn)行示意圖其他新能源的開發(fā)利用風(fēng)能風(fēng)能利用技術(shù)的不斷革新，使這種 豐富的無污染能源正重放異彩。據(jù)估 計(jì)，二三十年兩，風(fēng)力変電量將要占 歐共體電占全國總電力的30%左右。氫能氫是宇宙中含量最豐富的元素之一，可以 提取出無窮無盡的氫。氫運(yùn)輸方便，用作燃料 不會污染環(huán)境，重量又輕，優(yōu)點(diǎn)很多。俄羅斯 試著用氫作為“圖155”型飛機(jī)的燃料己經(jīng)初步 獲得成功，各國也正積極試驗(yàn)用氫作為汽車的 燃料。氫無疑也是人類未來要優(yōu)先利用的能源 之一。波浪能主要的開發(fā)形式是海洋潮汐發(fā)電。80年代中期挪威成功地建成一座小型潮 汐發(fā)電站，讓漲潮的海水沖進(jìn)有一定高 度的貯水池，池水下溢即可發(fā)電。己經(jīng) 在設(shè)計(jì)的單座潮汐電站，其它發(fā)電量可 供一個30萬人口的城市使用。氫能氫是宇宙中含量最豐富的元素之一,叮以提取