九年级物理全册 22.1 能源教学课件 （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36 2004年为42 2001年我国的石油进口的来源为 56 2 中东 14 4 亚太地区 22 5 非洲 6 9 其他地区 5 建立我国的石油储备系统 我进口石油超过150万桶 日 伊战前夕 油价比正常价位 22 25 桶 高出10美元 我日损失1500万 的外汇 在全世界主要石油进口大国当中 中国是惟一一个还没有完全建立起战略石油储备的国家 2002年我国成为世界第二石油消费国 日消费量540万桶 日本500万桶 日 2004年我国就达到570万桶 日 能源 能源让我欢喜让我忧 让我欢喜 能源的开发利用改变了的衣食住行让我忧 能源危机 能源战争 能源污染我国能源现状分析居安思危 现状下潜伏着的危机节能势在必行像煤一样厚实的矿加人该怎么做 能源现状及分析 总括 资源有限 人均极少 消费巨大百分之八十石油靠进口 百分之八十发电靠燃煤 百分之八十人员不懂节能 百分百的能源紧缺 能源现状及分析 我国能源资源有限 常规能源资源仅占世界总量的10 7 人均能源资源占有量远低于世界水平 2000年我国人均石油可采储量只有4 7吨 人均天然气可采储量1262立方米 人均煤炭可采储量140吨 分别为世界平均值的20 1 5 1 86 2 我国已成为世界能源生产和消费大国 2004年 中国超过俄罗斯成为世界第二大能源生产国 同时也是世界第二大能源消费国 目前 我国使用的能源以煤炭为主 2005年 我国一次能源消费量中 煤炭占68 7 石油占21 2 天然气占2 8 水电占6 3 核电占1 0 我国也是世界上最大的煤炭消费国 2005年消费量占世界总消费量的36 9 不仅如此 2001年以来 中国石油消费高速增长 据海关总署发布的数据 2007年我国共进口原油1 63亿吨 同比前年增长12 4 进口成品油3380万吨 同比前年下跌7 1 以此数据计算 我国石油依存度已近50 能源小车 让我喜 能源战争 风能的利用 敬请期待 让我忧 能源危机 能源 预习提示 1 列举几种不同形式的能量 获得核能的方式有 2 下列措施与保护环境无关的是 a 退耕还林 退耕还草b 回收并集中处理废旧电池c 用含碘食盐代替食盐d 用天然气代替煤作生活燃料3 下列能源在利用中对环境污染最厉害的是 a 太阳能b 核能c 煤d 潮汐能 太阳能 风能 核裂变和核聚变 c c 4 能源危机是当今世界各国共同面临的问题 对此 下列措施可行的是 a 人人都要自觉做到节约用水 节约用电 不浪费和人为毁坏物品b 关闭现有的为力发电站c 各地要新建水力和风力发电站d 停止使用石油资源 而以核能和太阳能取代5 你在家务劳动的过程中 需要消耗哪些能源 请你说出两个场景 并分别说明每一场景所消耗能源的种类场景一 能源场景二 能源 a 煤气做饭 化学能 用洗衣机洗衣 电能 问 同学们知道生活中有哪些可以称为能源呢 什么是能源呢 总结 凡是能提供能量的物质资源都可以叫做能源 能源发展历史 1 火的利用机械能 内能 2 化石能源的利用内能转 机械能 3 电能的利用电能 机械能 4 核能的发现 1 核裂变质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核 并释放出能量的过程 举例 中子轰击铀235产生核能 链式反应 如果产生的中子继续轰击其他铀核 就会导致一系列铀核持续裂变 原子弹 根据核裂变的原理制成 属于不可控制的链式反应的结果 大亚湾核电站 核能 内能 机械能 电能 核电站的特点是 1 消耗的燃料最少 与同功率的火电厂相比较 一座100万千瓦的火力发电厂每年约耗用300万吨煤 一座100万千瓦的核电站仅耗用30吨浓缩铀 而且可以再生使用 2 发电成本低 根据国外的报道 核电站的建厂投资比燃煤电厂高20 50 但是经济效益明显 发电成本低于火电厂 3 运行可靠 利于环境保护 核电站不排放二氧化硫 二氧化碳及二氧化氮等有害的污染物 不产生煤灰 核燃料的安全屏障以及严格的监督和控制 保证不会发生核泄漏 反馈检测 1 下列能源中不属于新能源的是 a 水能b 核能c 潮汐能d 太阳能2 下列能源中与太阳能无关的是 a 水能和风能b 煤和石油c 潮汐能d 干木柴3 氢弹是利用核的制成的 原子弹是选用核的制成的 氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器4 节约能源的重要意义是 a 可提高经济效益 降低成本b 能缓解能源紧张局面c 可提高能源利用率d 可减少对化石燃料的开采 a a 轻 聚变 重 c 裂变 能源 现在 在美国 德国这样的发达国家 光伏发电 风力发电等可再生能源的地位已经从原来的补充能源上升为重要的战略替代能源 国内以煤炭为主的能源结构对大气环境的威胁日益严重 目前我国二氧化硫和二氧化碳排放量已经分别居世界第一位和第二位 而二氧化硫排放量的90 烟尘和二氧化碳排放量的70 都来自于燃煤 那么 怎样让自己的能源结构变得更清洁呢 太阳能 中国太阳能产业的历史只有十年左右的时间 很多人并不知道 就在短短十年的时间里 中国已经迅速成为全球最大的太阳能生产国 在光电和光热设备这两个领域 中国已经占据了全球3 4以上的生产份额 而且 福布斯杂志新近公布的中国内地富豪榜中 排名第一的施正荣也是来自太阳能电池行业 一个由24块太阳能电池板组成的方阵 是一个2000瓦左右的小型太阳能光伏独立电站 它为这个社区的景观灯 草坪灯提供充足的电力保证 优点太阳能发电被称为是理想的发电方式 只要有阳光 太阳能电池板上就能产生电流 直接把光能转换成电能 没有传动部件 没有噪声 不经过任何中间步骤 所以发电过程中不会产生任何污染或者废弃物 存在的问题 主要是成本 一盏太阳能庭院灯 大概要4000元 而一盏太阳能路灯 就要10000多元 一套3千瓦的太阳能发电系统 一次性投资高达18万元 按照目前的电价 这笔钱可以使用100多年 应用现状 95 的出口在欧洲和美国今年德国世界杯足球赛的其中一个赛场 凯泽斯劳滕足球场 其屋顶是一个1兆瓦的太阳能光伏电站 这是目前世界最大的足球场太阳能屋顶发电工程 也是德国世界杯一个重要的绿色环保项目 这些太阳能电池板就是由中国公司提供的 国内光伏发电的市场发展比较迟缓 我们的产业目前靠国际市场拉动 2005年全世界总的太阳能电池生产量是1800兆瓦 中国这一年 生产了145 7兆瓦 大概是8 的样子 但是在国内的销售只有5兆瓦左右 所占比例不到4 其余96 的太阳能电池出口到了国外市场 这就出现了一个产业和市场分离的现象 更严峻的问题是 根据德国的产业政策 到2007年底 德国所需的光伏电池和组件将有90 左右来自本国企业 引发本轮爆发式增长的市场大门将向中国企业逐渐关闭 国外经验 补贴 德国太阳能发电的补贴价格是每度电不低于45 7欧分 安装在屋顶的太阳能电价则高于54欧分 太阳能发电的补贴价格超过普通电价10多倍 这样投资光伏电站 上网以后 大概在8到10年能够收回投资 而太阳能电池的使用时间至少在25年以上 那么剩下的时间就是完全赚钱了 2004年 德国的太阳能发电总装量达到了363兆瓦 2005年的安装量达到了870兆瓦 占世界装机总量的40 成为世界上太阳能光伏发电发展最快的国家 按欧盟的规划 2010年之前 太阳能发电装机将达到3000兆瓦 然而照目前的速度 将远远突破这个目标 小结 太阳能电池既不必消耗现有的矿物能源 又不污染环境 一看就知道是中国迫切需要的好东西 但是 拥有世界先进技术的中国太阳能电池企业 却墙里开花墙外香 遭遇到了守着金饭碗讨饭吃的尴尬 太阳能电池遭遇的尴尬表面上看因为它的成本过高 但这个理由经不起仔细推敲 欧洲人比我们还会打算盘 区别在于我们和欧洲人计算回报的方式不一样 我们在计算回报时只考虑了太阳能电池节省了多少电钱 但欧洲人把修复环境的代价也计算到了收益里面 生物能 生物能源可分两种 一是生物柴油 是用油菜籽 向日葵 油棕榈 大豆 蓖麻等油料作物加工的动力柴油一种是酒精燃料 是从甘蔗 玉米 薯类作物或农作物秸秆中提炼 加工的燃料乙醇 它们可替代石油和煤炭等矿物能源 在使用过程中对环境造成的污染比较小 被称为清洁的可再生能源 现状分析 德国生物柴油消费量在2004年已达110万吨 成为全球使用生物柴油最多的国家 巴西利用甘蔗生产燃料乙醇 已建成完整的燃料乙醇产业链 目前 巴西每年消费燃料乙醇110亿升 生物能源在能源消费结构中的比重已超过40 我国近年来相继建成了一些年产量超万吨的生物柴油厂 预计到2010年 我国生物柴油需求量将达到2000万吨 实例 1 玉米目前国家要求吉林省每年有170亿斤的粮食储备 三年一轮换 但吉林省八十年代末的粮食年产量就已经超过了400亿斤 储粮本身需要钱 吉林省最多一年需要补贴45亿元在粮食方面 过去的二十年来 吉林人一直在探寻解决连年玉米丰收后 粮食的出路 在国际上 由于玉米加工成燃料乙醇作为替代能源的技术已经成熟 而吉林有着稳定的玉米产量 于是吉林燃料乙醇项目应运而生 在吉林加油站你会注意到 在汽油的标号前会一个大写的字母e字 这