資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
11.5 能源的利用與可持續發展
一、填空題（共4題）
1. 沂蒙山區屬于風力資源豐富的地區，有許多風力發電機（如圖）。發電機發電的過程是將其他形式的能 （選填“轉移”或“轉化”）成電能的過程。風能是 （選填“可再生”或“不可再生”）能源。
2. 黨的十九大報告中指出“綠水青山就是金山銀山”，倡導保護環境。陵城區 風電場項目一期工程已經竣工，風電場項目的推廣實現了將風能轉化為電能，風能這種綠色能源是 （選填“可再生”或“不可再生”）能源。
3. 核潛艇是利用原子核反應釋放出的核能來工作的。核潛艇中的核反應堆發生的是核 （填“裂”或“聚”）變，核能屬于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
4. 美國“勘測衛星”—“苔絲”通過“凌日法”，即行星從其母星前飛過時，會遮擋一部分恒星的光，來確定行星的存在；“苔絲”利用太陽能電池板提供電能，太陽能是 （選填“可再生”或“不可再生”）能源；“苔絲”通過 向地球傳輸數據。
二、選擇題（共10題）
5. 下列行為中，不屬于節約用電的是　　
A．電視機不用時切斷電源 B．離開教室隨手關燈
C．夏天用空調時把溫度調得很低 D．盡量少開啟電冰箱門
6. 關于能量與能源，下列說法錯誤的是
A．能量的轉化、能量的轉移，都是有方向性的
B．核電站能控制裂變的反應速度
C．化石能源、水能、核能，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源
D．人類在耗用各種能源時，不可避免地會對環境造成影響
7. 人類對能源的需求日益增加，我們需要節約能源。下列能源中屬于不可再生能源的是
A．風能、生物質能 B．地熱能、水能 C．潮汐能、太陽能 D．核能、煤
8. 如圖是一款太陽能 燈，下列相關說法錯誤的是
A． 燈是由半導體材料制成的
B．太陽能板可以把太陽能轉化為電能
C．太陽能是可再生能源
D．太陽能是太陽內部發生核裂變釋放的能量
9. 關于能源、信息和材料，下列說法正確的是
A．太陽能、風能和核能都是可再生能源
B．超導材料可用于電飯鍋的發熱元件
C．光纖通訊是依靠超聲波來傳遞信息的
D．能量的轉化與轉移具有方向性
10. 下列說法正確的是
A．熱機消耗的燃料越少熱機的效率就越高
B．隨著溫度降低物體分子熱運動將逐步停止
C．汽車尾氣是城市有毒顆粒物的重要來源
D．分子永不停息的無規則運動被稱為布朗運動
11. 近幾年，多地山現了較為嚴重的霧霾天氣，從而再次引起人們對空氣質量的關注，下列一些行為和舉措，有利于改善空氣質量的是
A．加大火力發電 B．燃放煙花爆竹
C．推廣使用太陽能 D．露天焚燒垃圾
12. 下列關于能量的轉化及利用說法正確的是 。
A．汽車制動產生的內能可收集起來再次驅動汽車
B．化石能源的使用加劇了溫室效應
C．火力發電產生的電能是可再生能源
D．在熱傳遞中，能量能自動從低溫物體傳到高溫物體
13. 自 年起，將每年的 月 日定為“世界水日”，以推動對水資源進行綜合性統籌規劃和管理，加強水資源保護，解決日益嚴峻的缺水問題。下面有關水的認識，其中不正確的是
A．污水的大量流入可能使水體富營養化
B．水是生命活動不可缺少的物質
C．要節約用水，做好水的循環利用
D．生活污水可以不處理直接排放
14. 下列能源中，屬于可再生能源的是
A．石油 B．天然氣 C．煤炭 D．太陽能
三、閱讀題（共1題）
15. 閱讀《永動機的神話》，回答下列問題。
永動機的神話
從古至今，永動機一直是人們的夢想。然而，隨著人們對自然規律認識的不斷深入，這種夢想被宣告破滅。而在此過程中人們提出的各類永動機方案，最終也以失敗而告終。雖然永動機的神話破滅了，但是它對人們探索自規律所做的貢獻，依然功不可沒的。
如圖在歐洲，早期最著名的永動機設計方案是由法國人亨內考的提出的。如圖 所示，輪子中央有個一轉動軸，輪子邊緣安裝著 個可活動的短桿，每個短桿的一端裝有一個鐵球。亨內考認為，因為右邊的球比左邊的球離轉動軸遠些，所以右邊的球對輪子產生的轉動效果要比左邊的球產生的轉動效果大。這樣輪子就會永遠無休止的沿順時針的方向轉動下去，從而帶動機器運轉。這個設計被不少人進行過復制和驗證，但從未實現過不停的轉動。
世紀，從事永動機設計和研究的人越來越多，無論當時有學識的和無學時的人都相信永動機是可能的。但是無論多么努力，所有的方案都以失敗而告終。人們在不斷地努力和實踐過程中逐漸認識到，任何機器在對外界做功時，都要消耗能量。不消耗能量，機器是無法做功的。
世紀，隨著科學家們對功、能、熱量不斷的深入研究，人們逐步發現了能量轉化與守恒定律。即能量既不會消失，也不會創生，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。同時，人們通過大量的事實研究進一步認識到，能量在轉化和轉移過程中具有一定的方向性。至此，在人類歷史上持續幾百年的永動機夢想，被自然規律徹底打破。
請根據上述材料，回答下列問題：
(1) 某同學想制造出一種不需要能量就能運轉的機器，他的想法是 實現的。（選填“可能”或“不可能”）
(2) 下列實例能說明能量的轉化和轉移具有方向性的是 。（選填選項前的字母，多選）
A．摔碎的玻璃杯很難被修復
B．汽車急剎車時，因摩擦而消耗的動能，不能再自發地回到汽車
C．熱量總是自發地從高溫物體傳到低溫物體
D．光在反射和折射時，光路可逆
(3) 能源危機產生的根源是由于能量的轉化和轉移具有方向性，請你舉例說出生活中節約能源的措施： 。（說出一條即可）
答案
一、填空題（共4題）
1. 【答案】轉化；可再生
【解析】發電機發電的過程是其它形式的能轉化成電能的過程；風能安全清潔，能源可從自然界不斷獲得，且可重復利用，因此是可再生能源，是未來的理想能源之一。
2. 【答案】可再生
【解析】太陽能屬于可再生能源；太陽能具有清潔無污染、環保、節能、取之不盡，用之不竭等特點。太陽能發電具有清潔無污染（或環保；節能；取之不盡，用之不竭）等優點。
3. 【答案】裂；不可再生
【解析】核潛艇中的核反應堆發生的是可控的核裂變；
核能與煤、石油能源類似，屬于不可再生能源。
4. 【答案】可再生；電磁波
【解析】（）太陽能可從自然界中不斷獲得，屬可再生能源；
（）太空中沒有空氣，因此需要電磁波傳遞信息，故“苔絲”是利用電磁波向地球傳輸數據的。
二、選擇題（共10題）
5. 【答案】C
【解析】【分析】我國現在電資源很緊缺，所以要養成節約用電的好習慣，生活中的很多措施都可以節約用電，結合各選項具體進行分析。
【解析】解：、電視機不用時切斷電源，可以節約電能，不符合題意；
、離開教室時隨手關燈，可以節約電能，不符合題意；
、夏天用空調時，把溫度調得很低，這樣會很浪費電能，符合題意；
、盡量少開啟電冰箱門，可以節約電能，不符合題意；
故選：。
6. 【答案】C
【解析】A、熱量可以自發地從高溫物體傳遞給低溫物體，但卻不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體，若能從低溫物體傳遞到高溫物體，必須依靠外界的幫助，則說明能量轉移具有方向性，此選項正確，不符合題意；
B、核電站通過對中子的控制來控制裂變的鏈式發應速度，此選項正確，不符合題意；
C、化石能源、核能在地球上的儲量是一定的，屬于不可再生能源；水能屬于可再生能源，此選項錯誤，符合題意；
D、人類耗用各種能源時，特別是燃燒化石能源時，廢氣的排放是最主要的污染之一，因此會對大氣造成影響，此選項正確，不符合題意。
7. 【答案】D
8. 【答案】D
【解析】A、 燈主要工作原件是發光二極管，二級管主要有半導體材料制成；故A正確。
B、太陽能板把太陽能轉化為電能，而 燈要消耗電能發光，把電能轉化為光能，所以過程中有太陽能變成電能；故B正確。
C、可再生能源是短時間內可以從自然界得到補充的能源；故C正確。
D、太陽內部不斷發生著氫核聚變成氦核的反應，又稱熱核反應；故D錯誤。
9. 【答案】D
【解析】A．能夠短時間內從自然界得到補充的是可再生能源，所以，太陽能、風能是可再生能源，但是核能短時間內不能從自然界得到補充，所以，屬于不可再生能源，故A錯誤；
B．電飯鍋是利用電流的熱效應工作的，而超導材料沒有電阻，電流通過時幾乎不產生熱量，所以不能應用于電飯鍋，故B錯誤；
C．光導纖維是利用激光而不是超聲波來傳遞信息的，故C錯誤；
D．能量轉化和轉移過程是具有方向性，例如：能量的傳遞是從高溫物體傳向低溫物體，但不能夠從低溫物體傳遞到高溫物體，故D正確。
10. 【答案】C
【解析】熱機效率是指熱機所做有用功與燃料完全燃燒釋放的熱量之比，其與熱機消耗的燃料多少無關，故A錯誤；
組成物質的分子總是在不停的做無規則運動，溫度會影響分子運動的劇烈程度，但分子運動不會停止，故B錯誤；
城市有毒顆粒物的重要來源是汽車尾氣，故C正確；
被分子撞擊的懸浮微粒做無規則運動的現象叫布朗運動，布朗運動體現了分子在不停的無規則運動，故D錯誤。
11. 【答案】C
【解析】火力發電一般為燃煤發電，煤燃燒過程中會產生大量的污染空氣的氣體和粉塵；故A錯誤；
燃放煙花爆竹會產生大量的污染空氣的二氧化硫等氣體和粉塵；故B錯誤；
推廣使用太陽能，太陽能是一種清潔的能源，無污染，使用方便，能改善空氣的質量；故C正確；
焚燒垃圾中會產生大量的污染空氣的氣體和粉塵；故D錯誤。
12. 【答案】B
13. 【答案】D
【解析】對水的使用要注意節約用水、控制污染和污染處理三個方面的有機結合。對水應該是合理利用，而不是禁止使用。水的污染主要來自工業生產中廢氣、廢液、廢渣的排放，城市生活污水的大量排放，農業生產中農藥、化肥使用不當等。
A選項：污水的大量流入可能使水體富營養化，故A正確；
B選項：水是生命活動不可缺少的物質，故B正確；
C選項：做好水的循環利用能夠提高水資源的利用率，故要節約用水，做好水的循環利用，故C正確；
D選項：生活污水必須經過處理合格后再排放，要不然會造成環境污染造成河水富營養化，故不可以不處理直接排放，故D錯誤；
故選D。
14. 【答案】D
三、閱讀題（共1題）
15. 【答案】
(1) 不能
(2) BC
(3) 綠色出行；隨手關燈；使用節能電器
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《能源開發與可持續發展》教案
【教學目標】
1.認識能源消耗對環境的影響。
2.通過能量的轉化和轉移，認識效率。
3.了解世界和我國的能源狀況，對于能源的開發利用 有可持續發展的意識。
4.收集資料，討論能源的利用帶來的環境影響，如大氣污染、酸雨、溫室效應等，探討應該采取的對策。
【教學重、難點】
1、世界和我國的能源狀況。
2、培養創新和環保意識
【教學過程】
一、 導入新課
我國跟國外主要發達國家相比，我國的資源相對緊 ( http: / / www.21cnjy.com )缺，人均資源占有量大大低于世界水平。因而，太陽能、核能、風能、潮汐能等新能源的開發利用受到廣泛重視。
二、講授新課
（一）、能源利用中的問題及相應對策
1、能源利用中的問題
(1)、傳統能源煤、石油、天然氣隨著不斷開采逐漸枯竭，俗稱“能源危機”。
(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環境及生態的破壞。
(3) 、由于突發事件引起的能源的短缺或能量供應的中斷。
2003年8月14日北美地區發生有史以來最嚴 ( http: / / www.21cnjy.com )重的大面積斷電事故，造成國內生產總值每天損失達250億美元至300億美元。這個發明電燈電話、百年前就把帝國大廈點亮的強國，電網安全形勢同樣不容樂觀。據當時紐約市政廳的估算，大面積停電引起地鐵、隧道、橋梁關閉，商家停業，僅在稅費上就使紐約市政府少收了近5000萬美元；而由于停電波及美國1/4的地區，如果把這整個地區的損失加總的，據美林公司首席經濟學家戴維·羅森伯格當時的估計，整個經濟損失大概在250億-300億美元之間。21cnjy.com
2、解決能源問題的方法
(1)一方面必須形成全民節能意識，注重技術創新，提高能源利用效率，減少廢氣，廢物排散的污染因索；
(2)另一方面依靠科學技術創新開發新能源。
（二）、新能源的開發與利用
能源是人類一切物質生活、社會 ( http: / / www.21cnjy.com )經濟發展的基礎。由于不可再生能源日漸枯竭，而能源的需求量不斷增加，因此，尋找新的能源就成為關系人類可持續發展的重大課題.
20世紀70年代以來，新能源的開發與利用在以下幾個方面取得了長足進展。
1、核能的開發與利用
我們通過上一節的學習已經知道，重核裂變可釋放能量，少量核燃料就可以在核反應堆中持續放出巨大的能量。只要做好技術保護，核能是沒有污染的。21·cn·jy·com
(1)核裂變發電
現在核（裂變）發電技術已經成熟，秦山核電站是中國自行設計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站www.21-cn-jy.com
秦山核電站
秦山核電站視頻
大亞灣核電站，位于中國廣東省深圳市龍崗區大鵬半島，是中國大陸建成的第二座核電站，也是大陸首座使用國外技術和資金建設的核電站2·1·c·n·j·y
江蘇田灣核電站
一期工程設計壽命40年，年平均負荷因子不低于80%，年發電量達140億千瓦時。
(2)、可控核聚變發電
可控核聚變目前還處于研究階段。據科學家預計，核聚變發電在20年至30年內將進入工業化實際應用階段。
核聚變的原料在海水中的含量約為4.0 x 1013 t，可滿足人類數十億年的需要。
1. 太陽能的開發與利用
太陽每年投射到地球上的能量為5.29x1024J,是現在每年人類總消耗能量的10000多倍。因此,太陽能的利用，具有巨大的潛力。21·世紀*教育網
(1)太陽能技術
包括太陽跟蹤系統、各種太陽能收集裝置、太陽能電池、太空太陽能發電站目前這些技術都有了不少進展。
1 、太陽跟蹤系統
2 各種太陽能收集裝置
真空管集熱器 透鏡式聚光集光器
3 太陽能電池
太陽能的綜合利用正進入建筑設計專家的藍圖并付諸實施。把綠色能源和現代建筑結構融為一體可形成環保型建筑。【來源：21·世紀·教育·網】
太陽能綜合利用視頻
3、地熱能的開發與利用
(1)地熱資源：是指地球陸地表面以下10 km深度以內，溫度為15～400 oC的地熱能量。
(2)地熱類型
水熱型、地壓型、熱干巖型、巖漿型
地熱資源視頻
目前，世界各國的地熱研究機構有5 ( http: / / www.21cnjy.com )00多個，針對不同的地熱類型采用不同的研究方法。各國地熱資源的開發與利用，正因地制宜地廣泛展開，前景十分廣闊。
4、其他新能源的開發與利用
除了核能、太陽能和地熱能外，世界各國正競相開發風能、海洋能、生物能和氫能等綠色能源。
目前，氫燃料發動機的成本太高，還不能普遍推廣，有待技術研究的進—步突破
氫燃料發動機汽車
三、課堂練習
1、能量的利用實質就是能量轉化或轉移的過程。下列關于能量轉化的敘述正確的是（　　）
A．電動機工作時：電能→機械能
B．夏天開啟空調：電能→內（熱）能
C．給手機充電時：化學能→電能
D．太陽能（光伏）發電：太陽能→化學能
2、如圖所示，是“風光互補”景觀照明燈，它“頭頂”小風扇，“肩扛”電池板，“腳踩”蓄電池，“腰”挎照明燈，下列解釋合理的是（　　）
A．小風扇是風力發電機，將電能轉化為機械能
B．照明燈是將光能轉化電能
C．光電池板是將光能轉化為電能
D．蓄電池在夜晚放電時，將電能轉化為化學能
3. 以下各種獲取電能的途徑中，對自然環境（空氣、土壤、水源、噪聲等）的潛在威脅最小的是（　　）
A．核能發電 B．火力發電 C．太陽能發電 D．風車發電
4、“金山銀山，不如綠水青山”。我國城鄉建設和管理越來越注重環保，下列符合環保理念的是（　　）
A．廢舊電池對環境沒有污染
B．工業廢水直接排放到江河中
C．購買商品時用布袋替代塑料袋
D．水資源豐富的地方可以不節約用水
四、課堂小結
一、能源利用中的問題及相應對策
1、能源利用中的問題
2、解決能源問題的方法
(1) 提高能源利用效率，減少廢氣
(2) 開發新能源
二、新能源的開發與利用
1、核能的開發與利用
2、太陽能的開發與利用
3、地熱能的開發與利用
4、其他新能源的開發與利用
【板書設計】
能源開發與可持續發展
一、能源利用中的問題及相應對策
1、能源利用中的問題
2、解決能源問題的方法
二、新能源的開發與利用
核能、太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物能和氫能等
【教學反思】
《能源和可持續發展》一章內容是整個初中物理最后一章教學內容，對升學考試來說其所占分值幾乎為零，但這一章所包含的思想教育的內容是極其豐富的。在學科教學過程中重視對學生進行思想教育，這對學生將來在道德品質等方面成為一個高尚的人會有很重要的作用。畢竟我們教過的所有學生里未必能出一個物理世界級的物理學家，但每一個學生都應該在物理課堂上學到做人的道理。21世紀教育網版權所有
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教科版 九年級下冊第十一章第5節
能源開發與可持續發展
1.認識能源消耗對環境的影響。
2.通過能量的轉化和轉移，認識效率。
3.了解世界和我國的能源狀況，對于能源的開發利用 有可持續發展的意識。
4.收集資料，討論能源的利用帶來的環境影響，如大氣污染、酸雨、溫室效應等，探討應該采取的對策。
學習目標
能源利用中的問題及相應對策
1.能源利用中的問題主要包括三個方面
（1）傳統能源煤、石油、天然氣隨著不斷開采會逐漸枯竭，人們稱為“能源危機”。
（2）能源利用中硫化物、碳氧化物和粉塵的大量排放對環境及生態造成破壞。
（3）突發事件引起能源短缺或能量供應中斷——能源安全問題。
2003年8月14日北美地區發生有史以來最嚴重的大面積斷電事故，造成國內生產總值每天損失達250億美元至300億美元。這個發明電燈電話、百年前就把帝國大廈點亮的強國，電網安全形勢同樣不容樂觀。據當時紐約市政廳的估算，大面積停電引起地鐵、隧道、橋梁關閉，商家停業，僅在稅費上就使紐約市政府少收了近5000萬美元；
2003年北美大停電
能源利用中的問題及相應對策
解決能源問題的方法
(1)一方面必須形成全民節能意識，注重技術創新，提高能源利用效率，減少廢氣，廢物排散的污染因索；
（2）依靠科學技術創新開發核能、太陽能、風能、地熱能等清潔型能源，加強能源利用中的防護措施，提高能源使用的安全性。
能源利用中的問題及相應對策
新能源的開發與利用
能源是人類一切物質生活、社會經濟發展的基礎。由于不可再生能源日漸枯竭，而能源的需求量不斷增加，因此，尋找新的能源就成為關系人類可持續發展的重大課題.
核能的開發與利用
我們通過上一節的學習已經知道，重核裂變可釋放能量，少量核燃料就可以在核反應堆中持續放出巨大的能量。只要做好技術保護，核能是沒有污染的。
新能源的開發與利用
現在核（裂變）發電技術已經成熟，秦山核電站是中國自行設計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站。
新能源的開發與利用
秦山核電站視頻
新能源的開發與利用
大亞灣核電站，位于中國廣東省深圳市龍崗區大鵬半島，是中國大陸建成的第二座核電站，也是大陸首座使用國外技術和資金建設的核電站
新能源的開發與利用
江蘇田灣核電站
一期工程設計壽命40年，年平均負荷因子不低于80%，年發電量達140億千瓦時。
新能源的開發與利用
可控核聚變目前還處于研究階段。據科學家預計，核聚變發電在20年至30年內將進入工業化實際應用階段。
核聚變的原料在海水中的含量約為4.0 x 1013 t，可滿足人類數十億年的需要。
新能源的開發與利用
太陽能的開發與利用
新能源的開發與利用
太陽每年投射到地球上的能量為5.29x1024J,是現在每年人類總消耗能量的10000多倍。因此,太陽能的利用，具有巨大的潛力。
太陽能技術
太陽跟蹤系統
各種太陽能收集裝置
太陽能電池
太空太陽能發電站
太陽能熱水器
新能源的開發與利用
太陽跟蹤系統
定日鏡追著太陽轉
新能源的開發與利用
太陽能集熱塔
各種太陽能收集裝置
真空管集熱器
太陽灶
新能源的開發與利用
太陽能電池
新能源的開發與利用
太陽能的綜合利用正進入建筑設計專家的藍圖并付諸實施。把綠色能源和現代建筑結構融為一體可形成環保型建筑。
新能源的開發與利用
2010年上海世博會中國館采用了大量先進的太陽能科技，整座世博園的太陽能發電裝置每年預計節電約420 萬千瓦時，減排二氧化碳約4 100 噸。
太陽能綜合利用視頻
新能源的開發與利用
地熱能的開發與利用
地熱資源：是指地球陸地表面以下10 km深度以內，溫度為15～400 oC的地熱能量。
新能源的開發與利用
水熱型
地壓型
熱干巖型
巖漿型
地熱類型：
地熱資源視頻
新能源的開發與利用
目前，世界各國的地熱研究機構有500多個，針對不同的地熱類型采用不同的研究方法。各國地熱資源的開發與利用，正因地制宜地廣泛展開，前景十分廣闊。
新能源的開發與利用
地熱發電站
其他新能源的開發與利用
除了核能、太陽能和地熱能外，世界各國正競相開發風能、海洋能、生物能和氫能等綠色能源。
氫燃料發動機技術的突破，可望從燃料和環境兩個方面為人類帶來福音。
目前，氫燃料發動機的成本太高，還不能普遍推廣，有待技術研究的進—步突破
氫燃料汽車
1、能量的利用實質就是能量轉化或轉移的過程。下列關于能量轉化的敘述正確的是（　　）
A．電動機工作時：電能→機械能
B．夏天開啟空調：電能→內（熱）能
C．給手機充電時：化學能→電能
D．太陽能（光伏）發電：太陽能→化學能
大顯身手
A
大顯身手
2、如圖所示，是“風光互補”景觀照明燈，它“頭頂”小風扇，“肩扛”電池板，“腳踩”蓄電池，“腰”挎照明燈，下列解釋合理的是（　　）
A．小風扇是風力發電機，將電能轉化為機械能
B．照明燈是將光能轉化電能
C．光電池板是將光能轉化為電能
D．蓄電池在夜晚放電時，將電能轉化為化學能
C
3. 以下各種獲取電能的途徑中，對自然環境（空氣、土壤、水源、噪聲等）的潛在威脅最小的是（　　）
A．核能發電 B．火力發電
C．太陽能發電 D．風車發電
大顯身手
C
4、“金山銀山，不如綠水青山”。我國城鄉建設和管理越來越注重環保，下列符合環保理念的是（　　）
A．廢舊電池對環境沒有污染
B．工業廢水直接排放到江河中
C．購買商品時用布袋替代塑料袋
D．水資源豐富的地方可以不節約用水
大顯身手
C
課堂小結
一、能源利用中的問題及相應對策
1、能源利用中的問題
2、解決能源問題的方法
(1) 提高能源利用效率，減少廢氣；(2) 開發新能源
二、新能源的開發與利用
1、核能 2、太陽能 3、地熱能
4、風能、海洋能、生物能和氫能等開發與利用.
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