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打开能源宝库 我国跟国外主要发达国家相比,我国的资源相对紧缺,人均资源占有量大大低于世界水平。因而,太阳能、核能、风能、潮汐能等新能源的开发利用受到广泛重视。 导入新课 新课讲授 一、能源利用中的问题及相应对策 1、能源利用中的问题 (1)、传统能源煤、石油、天然气随着不断开采逐渐枯竭,俗称“能源危机”。 (2 )、能源利用中硫化物、碳氧化合物和粉尘的大量排放造成对环境及生态的破坏。 例如2003年发生在美国和加|拿大的“大停电”我们看一下当时的情景 (3) 、由于突发事件引起的能源的短缺或能量供应的中断。 2003年8月14日北美地区发生有史以来最严重的大面积断电事故,造成国内生产总值每天损失达250亿美元至300亿美元。这个发明电灯电话、百年前就把帝国大厦点亮的强国,电网安全形势同样不容乐观。据当时纽约市政厅的估算,大面积停电引起地铁、隧道、桥梁关闭,商家停业,仅在税费上就使纽约市政府少收了近5000万美元; 而由于停电波及美国1/4的地区,如果把这整个地区的损失加总的,据美林公司首席经济学家戴维·罗森伯格当时的估计,整个经济损失大概在250亿-300亿美元之间。 2、解决能源问题的方法 (1)一方面必须形成全民节能意识,注重技术创新,提高能源利用效率,减少废气,废物排散的污染因索; (2)另一方面依靠科学技术创新开发新能源。 能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础。由于不可再生能源日渐枯竭,而能源的需求量不断增加,因此,寻找新的能源就成为关系人类可持续发展的重大课题. 二、新能源的开发与利用 1、核能的开发与利用 我们通过上一节的学习已经知道,重核裂变可释放能量,少量核燃料就可以在核反应堆中持续放出巨大的能量。只要做好技术保护,核能是没有污染的。 20世纪70年代以来,新能源的开发与利用在以下几个方面取得了长足进展。 现在核(裂变)发电技术已经成熟,秦山核电站是中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。 秦山核电站 (1)核裂变发电 秦山核电站视频 大亚湾核电站,位于中国广东省深圳市龙岗区大鹏半岛,是中国大陆建成的第二座核电站,也是大陆首座使用国外技术和资金建设的核电站 江苏田湾核电站 一期工程设计寿命40年,年平均负荷因子不低于80%,年发电量达140亿千瓦时。 可控核聚变目前还处于研究阶段。据科学家预计,核聚变发电在20年至30年内将进入工业化实际应用阶段。 (2)、可控核聚变发电 核聚变的原料在海水中的含量约为4.0 x 1013 t,可满足人类数十亿年的需要。 2.太阳能的开发与利用 太阳每年投射到地球上的能量为5.29x1024J,是现在每年人类总消耗能量的10000多倍。因此,太阳能的利用,具有巨大的潜力。 太阳能技术 太阳跟踪系统 各种太阳能收集装置 太阳能电池 太空太阳能发电站 太阳能热水器 目前这些技术都有了不少进展。 (1)太阳能技术 ①、太阳跟踪系统 双轴跟踪 定日镜追着太阳转 ②各种太阳能收集装置 真空管集热器 透镜式聚光集光器 ③太阳能电池 硅太阳能电池 砷化镓太阳能电池 ④太空太阳能发电站 在太空建太阳能发电站,无论气候如何,均可利用太阳能发电,这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。 太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出,但直到最近人类才开始真正将之付诸行动。 平板式太阳能热水器 ⑤太阳能热水器 太阳能热水器 太阳能的综合利用正进入建筑设计专家的蓝图并付诸实施。把绿色能源和现代建筑结构融为一体可形成环保型建筑。 太阳能汽车 绿色建筑 (1)地热资源:是指地球陆地表面以下10 km深度以内,温度为15~400 oC的地热能量。 (2)地热类型 水热型、地压型、热干岩型、岩浆型 目前,世界各国的地热研究机构有500多个,针对不同的地热类型采用不同的研究方法。各国地热资源的开发与利用,正因地制宜地广泛展开,前景十分广阔。 4、其他新能源的开发与利用 除了核能、太阳能和地热能外,世界各国正竞相开发风能、海洋能、生物能和氢能等绿色能源。 目前,氢燃料发动机的成本太高,还不能普遍推广,有待技术研究的进—步突破 氢燃料发动机汽车