人教版九年级物理下册《处不在的能量第十七章 能源与可持续发展五、能源与可持续发展》教案_4

1、能源与可持续发展一、 课程背景：能源是人类生活、社会发展的基础，地球上不可再生能源储量有限，伴随着能量需求量的迅速增长，地球上一次能源的储量已远远不能满足人类不断增长的长期需要，21实际人类将面临能源危机，因此，开发利用太阳能、核能等新能源是21世纪的能源趋势。二、 课程目标：通过这个课程，让学生从生活实例出发对能源知识、能量的应用有所了解，拓宽学生的知识面，从而培养他们节约能源的意识。三、 课程基本内容：第一篇章、能源第二篇章、当前世界能源形势及中国面临的挑战第一篇章、能源一、 能源定义：能源这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。在全球经济高速发展的今天，国际

2、能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。那么，究竟什么是能源呢?关于能源的定义，约有20种。例如:说:能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源;大英百科全书说:能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量;日本大百科全书说:在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来作功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，称为能源;我国的能源百科全书说:能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。确切而简单地说，

3、能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。二、能源分类：（1）按来源来分类来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。地球本身蕴藏的能量。通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源，如原子核能、地热能等。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔

4、和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。地球和其他天体相互作用而产生的能量，如潮汐能。（2）按产生分类有一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源又分为可再生能源(水能、风能及生物质能)和非再生能源(煤炭、石油、天然气、核能等)，其中煤炭、石油和天然气三种

5、能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础;除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内;二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如:电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。折叠能源性质有燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能)。人类利用自己体力以外的能源是从用火开始的，最早的燃料是木材，以后用各种化石燃料，如煤炭、石油、天然气、泥炭等。现正研究利用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源。当前化石燃料消耗量很大，而且地球上这些燃料的储量有限。未来铀和

6、钍将提供世界所需的大部分能量。一旦控制核聚变的技术问题得到解决，人类实际上将获得无尽的能源。第二篇 当前世界能源形势及中国面临的挑战1、 中国对能源的需求。中国对能源的需求改革开放加速了中国工业化进程，能源需求激增，中国能源更多依靠外部输血。中国一次能源结构中，煤炭的消费量达68.8%，石油天然气为23.1%，总体上看我们还处在煤炭时代。1993年中国成为石油净进口国，成为一名晚了近百年的世界石油消费国俱乐部里的新生力量。中国海关总署2013年1月10日发布数据显示，2012年中国原油进口量约为2.71亿吨，同比增长6.8%。有专家预判，2013年中国原油进口量将达到2.85亿吨左右，中国原油

7、进口依存度可能突破60%。此外，2009年起，中国从一个煤炭净出口国变成煤炭净进口国。2012年，中国累计进口煤炭2.9亿吨，进口量达到历史最高水平，居世界第一，超第二名的日本近亿吨。天然气也开始大量进口。很多人认为应该大力发展核电，理由就是中国石油对进口依赖度太高。实际上，只能让中国更依赖另一种必需进口的战略物资-铀。据国际能源署(IEA)的数据，2010年中国铀产量仅为827吨，而2011年中国铀消耗量却达到4400吨。在这种情况下，中国将不可避免地更加依赖铀进口。中国能源需求已发生重大的变化:由过去的单一品种、主要化石能源依靠进口，转变为多品种的无机物全面依靠进口;由过去的重点是稳定供应

8、，到受价格波动、气候环境等影响，安全趋势将更加严峻;由过去供需双方的利益，演变为多方利益;由过去对抗的能源格局，逐步演变为合作、协同保障，能源内涵进一步扩大。金融危机促进了全球资源格局重组，使我们有机会挤入原本被西方国家垄断集团把握的卖方阵营，获得优质资源，并在下一个经济周期赢得主动权。譬如，欧债危机仍在深化，不少重债国虽然本地油气资源有限，但意大利、西班牙、葡萄牙的国有石油公司在南美、北非和中亚地区拥有较为丰富的资源储备和产量，还具备较为先进的深海勘探开采技术和下游深加工能力。在危机背景下，原先不可能卖的，现在可能会卖;原先只肯卖高价的，现可以打折。作为拥有大量外汇储备的中国，应当在这个时候

9、有所作为。中国正处于走新型工业化的道路上，应积极创优争先，充分利用我国的制度优势和后发优势，各部门要全面进展。在历史的长河中，现代人们对环境的要求越来越高，能源要求的矛盾将越来越突出，相信随着中国经济的发展，能源结构的调整，我国的能源产业将释放更多正能量。2、 目前世界的能源形势。目前世界的能源形势 我们所处的时代堪称“能源时代”。人们从来没有像今天这样重视能源，世界能源形势的热点问题更是举世瞩目。 一、世界能源结构以化石能源为主，化石能源在较长时期内仍然是人类生存和发展的能源基础 目前全世界能源年总消费量约为134亿吨标准煤，其中石油、天然气、煤等化石能源占85%，大部分电力也是依赖化石能源

10、生产的，核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热等能源仅占15%。化石能源价格比较低廉，开发利用的技术也比较成熟，并且已经系统化和标准化。虽然发达国家遭受70年代两次石油危机打击后，千方百计摆脱对石油的过度依赖，但是今后20多年里，石油仍然是最主要的能源，全球需求量将以年均1.9%的速度增长；煤仍然是电力生产的主要燃料，全球需求量将以每年1.5%的速度增长。可见化石能源仍然是我们在这个星球上赖以生存和发展的能源基础。 有统计表明，2020年全世界能源消费量将是目前的3倍。特别值得关注的是，世界各国能源消费量与GDP的增长程度有密切的相关性。从发达国家走过的道路来看，人均GDP在1000至

11、10000美元之间，人均能源消费量增长较快，GDP超过10000美元之后，人均能源消费量放缓。我国正处在人均能源消费量增长较快的起步阶段，石油需求增势强劲，预计今年原油消费量为2.7亿吨，2020年将达到4.0-4.5亿吨；而我国是一个人均能源相对贫乏的国家，人均石油、天然气、煤炭可采储量分别占世界平均值的20.1%、5.1%和86.2%，尤其是原油，目前对外依存度是1/3，2020年将超过1/2，供需矛盾相当尖锐。 二、化石能源枯竭问题和能源环境污染问题依然困扰人类 世界能源以化石能源为主的结构特征，使得化石能源走向枯竭和化石能源利用对环境的污染这两个老问题，依然困扰人类。 世界能源以化石能

12、源为主的结构特征，使得化石能源枯竭的日子离我们越来越近。因为作为能源主体的化石能源是不可再生能源，用一点，就少一点，总有枯竭的那一天。日前2004BP世界能源统计年鉴测算世界石油总储量为1.15万亿桶，以目前的开采速度计算，可供生产41年。作为世界石油龙头的沙特阿拉伯，石油储量达2500亿桶，日产量800多万桶，分别占世界石油总储量和总需求量近1/4和近1/10。这个国家以“我们每天为世界提供石油”作为使命，在过去30多年间确实起到世界石油供应稳定器的作用。但是，沙特石油公司高级职员私下表示：“我不知道这种情况能够持续多久。”因为沙特老油田已经接近产油高峰期，而开采新油田的难度非常大。世界各大

13、产油国也都大致如此，阿曼目前的产量仅是其高峰时的1/5，美国石油开采量每年下降3%，传统的石油出口国印度尼西亚甚至一度需要进口石油应急。全球再找到大型油田的可能性非常小，只能寄希望于西伯利亚永久冻土带、加拿大油砂和几处深海大陆架。这种状况加剧了人们对不可再生能源走向枯竭的危机感。近年来国际市场油价持续走高，很大程度是这种危机感的直接反应。 目前以煤炭、石油为主的世界能源结构带来全球性能源环境问题的主要表现为酸雨、臭氧层破坏、温室气体排放等。在许多发展中国家，城市大气污染已达到十分严重的程度，在欧洲和北美也出现了超越国界的大气污染，形成了广泛的环境酸化，上千个湖泊的湖水酸度达到了不能支持鱼类生存

14、的程度，酸性气体所造成的腐蚀损失，每年高达10亿美元。我国以煤炭、石油为主的能源结构也造成了严重的大气污染，二氧化硫和二氧化碳的排放量都居世界前列。二氧化碳排放量的增加使全球变暖，2003年成为有史以来最炎热的一年，因此联合国呼吁各国签署京都协议书，以减少温室效应气体的排放。包括中国在内的大多数国家做出积极响应，而二氧化碳排放量居世界第一的美国，出于自身经济扩张的考虑，拒绝签署京都协议书，使国际社会同温室效应问题的斗争举步维艰。 三、世界石油地缘政治格局呈现多元化态势，世界石油市场结构新一轮大调整拉开序幕 化石能源除了必将枯竭和环境污染这两个老问题受到全人类的特别关注以外，近些年世界石油市场结

15、构新一轮大调整也格外引人注目。 世界石油工业历经近150年的发展，到20世纪末形成了从西北非经中东、里海、中亚、西伯利亚到远东的石油储产区域和以北美、西欧、东亚为主的世界石油消费区域，两者供需关系严重错位和失衡，导致以最大石油消费国美国为首的发达国家与以世界最大石油输出国沙特阿拉伯为首的中东产油国家的控制与反控制的矛盾突出，“强强抗衡”成为上世纪后30年石油地缘政治的主旋律。以往历次世界石油市场结构大调整，都是石油地质大发现带动的，美国油田、巴库油田、中东油田、北海和墨西哥湾油田的相继发现，都使世界石油地缘政治格局为之一变，世界石油市场结构随之做出相应的大调整；然而进入本世纪，特别是伊拉克战争

16、之后，世界石油地缘政治“多元化”初露端倪，并引发世界石油市场结构的大调整。 这次世界石油市场结构大调整涉及需求结构调整、供应结构调整、资本结构调整和新石油储产中心开辟等石油领域的方方面面，其时间持续之长，波及范围之广，影响之深远，是前所未有的。主要表现在： 石油需求多元化。虽然发达国家石油需求仍然主导世界石油需求市场，但是随着发展中国家的国民生产总值的提高，石油消费量将追超发达国家。 石油供应多元化。欧佩克在世界石油市场仍然发挥着举足轻重的作用，但是其控制国际油价的局面正在打破，非欧佩克产油国发展势头强劲，俄罗斯的能源大国地位得以确立，挪威、加拿大等国的传统地位仍然保持，伊拉克的特殊地位将逐渐

17、突出，石油供应国形成“群雄并立”的格局。 石油资本多元化。世界石油产业被西方几大石油公司所垄断的局面将被打破，发展中的地区大国全力支持本国石油公司在全球争取石油开发、生产和销售的份额，招商引资将是各产油国迅速提高石油效益的必然选择，联合开发将是各石油公司规避海外投资风险的最佳策略，区域合作将是各石油需求国趋利避害的当务之急。 这样的世界石油市场结构大调整是多种因素共同作用的结果： 需求激增的拉动。人类在过去150年已经消耗了9500亿桶石油，占全球已探明化石能源总量的44%，其中大部分是近50多年在现代工业高速发展的过程中消耗的。进入本世纪，随着工业的新一轮增长、居民消费结构的升级和城市化进程

18、的加速，能源需求以前所未有的速度增长，能源消耗量也出现“加速度”的趋势，欧佩克预计今年世界石油日需求量将比去年增加200万桶。可以说需求激增拉动了世界石油市场结构大调整。 供应风险的激励。在目前世界石油供需基本平衡，生产能力略有节余的表象下面，孕育着种种危机，包括世界石油产量将越过顶峰而呈下降趋势；全球石油地质储量连年增加，但是可开采的商业油源却呈下降趋势；新油田的开发需要大投资、长周期和高风险等等，导致世界石油供应不确定的风险凸显。加上石油所特有的地缘政治风险，诸如巴以冲突加剧、伊拉克局势动荡和恐怖袭击对石油设施的破坏，都促使各国加强石油生产、运输、贮存的安全措施，争取多渠道的稳定油源，并且

19、建立石油战略储备，以确保石油供应。可以说石油供应风险意识激励了世界石油市场结构大调整。 美国石油霸权战略的催化。美国将控制石油资源作为其全球霸权战略的核心内容，将控制伊拉克作为制服中东产油国家的“石油王牌”，遏制其他发达国家和发展中地区大国获取石油资源。为此，美国采取的石油战略是：抢占中东石油地缘战略支点，控制里海和中亚石油区，抢滩非洲石油区，削弱欧佩克，插手俄罗斯石油公司，控制国际输油管线，以确立新的世界石油地缘政治格局，并在其中发挥主导作用。这样的石油霸权战略，使各产油国、石油需求国甚至美国的盟国都感受到巨大的压力，迫使他们制定并实施自己的石油安全战略，确保自己在世界石油市场的应有地位。可

20、以说美国石油霸权战略催化了世界石油市场结构大调整。 各国政府的推动。各国政府为了应对世界石油供需不平衡矛盾和规避石油地缘政治风险，尤其为了应对美国的石油霸权战略，都将石油保障纳入国家发展安全战略。发达国家和发展中国家形成的需求方急需开辟新油源，新老产油国形成的供应方积极开发新产能，新供需关系和新运输保障也都应运而生。各国政府支持本国石油公司争取境外石油资源份额和参与世界石油市场竞争。可以说各国政府推动了世界石油市场结构大调整。 新技术的保障。新技术使开发深海油田和复杂地质构造的陆地油田成为可能，使液化天然气便于储运和利用，使输油管线成为供需双方的联系纽带。可以说新技术保障了世界石油市场结构大调

21、整。 世界石油市场结构新一轮大调整为新一轮长期投资浪潮创造了条件。新一轮长期投资浪潮需要大投资、长周期和高风险，在数年甚至十几年才能赢利，这就是今后相当长时期国际油价将持续走高的深层原因。 四、世界各国纷纷制定能源安全发展战略 如今，依然困扰人类的以化石能源为主的世界能源结构带来的化石能源枯竭和能源环境污染问题以及随着世界石油地缘政治格局呈多元化态势和世界石油市场结构大调整的展开，使能源问题已经上升为一个国家能否安全、全面、协调、可持续发展其社会经济的重大战略问题,各国都从安全和发展两个方面制定了国家能源战略。 首先，各国将石油保障纳入国家安全战略。美国等发达国家为了减轻对欧佩克石油的依赖，转而开辟西非、中亚和俄罗斯等地区和国家的新油源；中国、印度、东盟、韩国、巴西等经济发展较快的国家和地区集团积极寻求多渠道石油来源；沙特阿拉伯、俄罗斯等老、新产油国都把石油作为本国经济腾飞的“金钥匙”，纷纷制定了“石油兴国”、“石油强国”的战略；世界各国都对石油运输保障和战略储备予以高度重视，例如中国、俄罗斯、哈萨克斯坦、日本、美国等国都在建设长距离输油管线，马来西亚、新加坡和印度尼西亚联合维护马六甲海峡安全，中国和印度筹建石油战略储备设施，等等。 其次，世界各国都制定能源发展战略，将合理利用和节约常规能源、研发清洁的新能源和切实保护生态环境作为基本国策，以实现经济