資源簡介

(共29張PPT)
第4章 可持續發展
第2節 能源及其利用
學習目標
1.說出能源的種類及各類能源的特點（如水力、風力、潮汐能、太陽能、核能等）。
2.能區分主要的不可再生能源（如化石燃料、核能）與可再生能源（如水能、太陽能）。
3.說出太陽能的主要特點,能通過閱讀圖表說明太陽 能的分布特點，能簡要說明太陽能的開發利用情況。
4.認識太陽是地球生命活動所需能量的最主要來源，了解不同能源對社會、環境與生態的影響。
5.知道世界和我國的能源狀況，認識能源的合理利用和開發與可持續發展戰略的關系。
6.認識新能源的開發利用的重要意義，樹立節能和提高能源效率的意識。
知識點1 能源的種類
1.能源概述
（1）概念:能源是指能為人類提供某種形式能量的物質或物質的運動。人類的生活和生產都離不開能源。
（2）種類:人類生產、生活中涉及的能源有化石能源（煤、石油、天然氣）、太陽能、水能、風能、生物質能、地熱能、核能和潮汐能等。
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2.能源的分類
（1）根據能源獲取方式的不同，能源可分為一次能源與二次能源。
能源 類型 獲取方式 舉例
一次 能源 可以直接從自然界 獲取的能源 化石能源、太陽能、風能、地熱能、核能和潮汐能等
二次 能源 無法從自然界直接獲取，而是通過一次能源的消耗才能得到的能源 電能、煤氣、汽油、柴油、沼氣等
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風能、水能是一次能源，
風力、水力發電產生的
電能是二次能源。
（2）根據能源能否再生，能源可分為不可再生能源與可再生能源。
能源類型 特點 舉例
不可再生能源 不可能在短時間內從自然界得到 補充 化石能源、核能等
可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到 太陽能、水能、風能、生物
質能
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（3）根據能源使用的狀況，能源可分為常規能源和新能源。
能源類型 利用狀況 舉例
常規能源 目前在日常生活、生產中被廣泛應 用的主要能源 化石能源
新能源 目前尚未被廣泛應用，而正在積極 研究以便推廣的能源 太陽能、水能、風能、生物質
能、地熱能、潮汐能和核能等
特別提醒
化石能源的儲量是有限的，總有一天將被開采殆盡。因此，各國都很重視開發替代化石能源的新能源。
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典例1 下列在能源的開發和利用中，能源特性可以用如圖陰
影部分表示的是( )
B
A.石油 B.太陽能 C.天然氣 D.核能
[解析] 石油和天然氣屬于不可再生的常規能源，燃燒過程中產生的廢棄物污染環境；太陽能屬于可再生的新能源，且是清潔能源；核能是新能源，但不可再生，且在利用過程中會產生放射性較強的核廢料。
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例題點拔
同一種自然資源按照不同分類標準有不同的命名，例如，太陽能按照能源獲取方式屬于一次能源;按照能源能否再生，屬于可再生能源;按照能源使用的狀況，又屬于新能源。
知識點2 化石能源
煤、石油、天然氣等都是千百萬年前埋藏在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的，通常稱為化石能源。它們是當今世界使用最多的一次能源。
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1.煤
（1）成分：煤的主要成分是碳。
（2）形成：煤是由地球上古代的陸地植物在沼澤中大量沉積，經長期演變而成的。
煤的形成
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2.石油和天然氣
（1）成分:石油是埋藏在地下的一種可燃性液體能源，是由多種物質組成的混合物。汽油、煤油和柴油等都是從石油中提煉出來的。天然氣是多種成分組成的混合氣體燃料,其主要成分是甲烷。
（2）形成
3.化石能源的利用
從1990年到2050年煤、石油在消費總量中所占比例在減小，而天然氣、水電、核能所占比例在增加
1990~ 2050年世界各類能源需求量變化
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典例2 下列關于煤和石油的說法，正確的是( )
C
A.煤是由低等生物遺骸大量沉積在湖泊或淺海中轉變而成的
B.煤和石油屬于可再生能源
C.煤和石油的能量是由太陽能轉化而來的
D.世界上石油的儲量比煤多，分布比較均衡
[解析] 煤是地球上古代的陸地植物在沼澤中大量沉積，經長期演變而成的，石油是由低等生物遺骸大量沉積在湖泊或淺海中轉變而成的;煤和石油的能量是由太陽能轉化而來的;煤和石油均屬于用一點就少一點的不可再生能源;世界上石油的儲量比煤少得多，分布也更不均衡。
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知識點3 新能源
隨著人類社會的不斷發展，人們對能源的需求量也在不斷地增加。當今世界正從以化石能源為主的常規能源時期，向著以核能及可再生能源（太陽能、風能、水能、生物質能）為主的新能源時期過渡。
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1.太陽能
（1）太陽能的形式
①太陽輻射的能量:太陽每秒鐘輻射到地球上的能量相當于600萬噸標準煤燃燒釋放出的能量。
②地球在演化過程中積累的太陽能:化石能源來源于太陽能。
（2）太陽能利用的途徑
①太陽能轉化成內能，如太陽能熱水器、太陽能灶。
②太陽能轉化成電能,如太陽能電池、太陽能電廠。
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家庭屋頂太陽能光伏發電
③太陽能轉化成化學能，如種植農作物。
（3）我國太陽能資源的分布規律
①我國大部分地區緯度較低，太陽光照強，太陽能資源豐富。
②東部少西部多。西部地區和廣大農村,開發利用太陽能解決能源不足的問題大有可為。
③青藏地區太陽能最豐富，拉薩有“日光城”之稱；四川盆地太陽能最貧乏。
（4）太陽能的特點
①優點:太陽能是可再生能源,是一種取之不盡、用之不竭、不會污染環境的清潔能源。
②缺點:太陽能存在明顯的分散性、間斷性等特征。
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2.核能
核能包括裂變能和聚變能兩種類型。目前運行的核電站都是利用裂變能來發電的。
類型 含義 對環境的影響 利用舉例
裂變能 由較重的原子核分裂成兩個或 多個較輕原子核而釋放出能量 原子核裂變時會產生放射性較強的核廢料 核電站
聚變能 較輕的原子核聚合成較重的原 子核而釋放出能量 聚變能更清潔、安 全 氫的同位素氘和氚聚合成氦核會釋放出巨大能量
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秦山核電站是我國自行設計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站
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3.潮汐能
（1）海洋的潮汐中蘊藏著巨大的能量。
漲潮時海水的動能 勢能，
落潮時海水的勢能 動能。
（2）利用:潮汐發電就是利用海灣、河口等有利地形，建筑水壩，形成水庫，大量蓄積海水，并利用安裝在大壩中的水輪發電機進行發電。
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我國第一大潮汐能電站——
浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站
4.風能
（1）風具有能量，是一種天然能源。空氣流動速度越快,風能就越大。
（2）風能的利用:風力發電，利用風力推動葉輪轉動，然后葉輪帶動發電機轉動產生電能。
（3）風力發電的優點:無污染;廉價;建造方便，很少占用土地資源。
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總體來說，我國的風能資源主要集中在東北、
西北及東南沿海區域。
5.生物質能
（1）含義:由生物體產生的能量稱為生物質能。
（2）來源:生物質能是以化學能的形式儲存在生物體中的太陽能，它來源于綠色植物的光合作用。
（3）生物質能的利用:通過生物質能熱分解技術，可以制取人造石油、生物炭和可燃氣體，使生物質能得到充分利用。
生物質能利用
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6.氫——未來的理想燃料
（1）氫是無污染的燃料，氫燃燒后的產物只是水，不產生有害氣體，也不會產生煙、霧或酸雨。氫的熱值高，液態氫燃燒時放出的熱量，幾乎是同體積汽油的3倍。
（2）制取氫的原料極為豐富。地球上有豐富的水，人們可以通過分解水來獲得氫氣。
（3）氫具有其他能源物質無法比擬的優勢。人們首先將它使用在汽車上，以氫為燃料，汽車在低溫下也能發動。液態氫是導彈、火箭和宇宙飛船的最佳燃料。
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1.目前最理想的燃料是氫；
2.風力發電是最廉價的發電方式之一。
典例3 為了應對能源危機,滿足不斷增大的能源需求，當今國際能源研究的熱點之一
就是尋找新能源。下列有關新能源的敘述不正確的是( )
D
A.氫燃燒熱值高，資源豐富，無毒，無污染
B.風能是太陽能的一種轉換形式，能量巨大
C.世界上地熱能蘊藏豐富，且已被用于采暖、溫室、發電等方面
D.太陽能能量巨大,取之不盡、用之不竭，而且清潔、無污染，但需要開采、運輸
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[解析] 氫燃燒的產物是水，不污染環境;氫的燃燒熱值高；氫氣可以通過電解水得到，而地球上水資源豐富，故A項正確。地面各處受太陽輻射后氣溫變化不同，空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，空氣在水平方向上從高壓地區流向低壓地區，形成風，故風能是太陽能的一種轉換形式,B項正確。地熱能是地球內部儲存的能量，蘊藏豐富，且已被用于采暖、溫室、發電等方面，故C項正確。太陽能是一種清潔、無污染、可再生的新型能源，取之不盡、用之不竭，可以直接利用，無須開采、運輸，故D項不正確。
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知識點4 合理利用和開發能源
1.能源利用歷程
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2.化石能源的利用
（1）利用現狀
化石能源是不可再生的能源，儲藏量有限，但目前世界各國仍然以持續增長的速度消耗著這些有限的能源。
（2）合理利用
以人類現階段掌握的科學技術水平來看，目前合理利用能源的最好途徑是提高能源的利用效率:①循環利用家電和交通工具;②購買能提高能源利用效率的新產品;③在房屋上安裝絕熱材料、太陽能電池板或安裝新型窗戶來提高能源利用效率;④發電廠使用可就近獲取的替代型能源以減少對化石能源的依賴等。
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3.新能源的開發
在節約能源和提高能源利用效率的基礎上，我們還需要開發新技術以拓展能源來源，且要逐步轉向以利用核能及可再生能源（太陽能、風能、水能、生物質能）為主的新能源。
4.合理利用和開發能源的意義
能源的大量使用，極大地提高了人們的生活質量，推動人類社會不斷向前發展。但是，對常規能源的過度開發和利用，也不可避免地給人類生存環境造成了嚴重影響。為保障人類不斷增長的能源需求，需要改變現有能源利用的不合理結構和能源利用方式，探究能源利用的新途徑，開發出滿足人類可持續發展的理想能源，最終實現人類與自然、環境的和諧發展。
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典例4 能源危機制約著現代社會發展，開發和利用可再生能源是人類自身解決能源問題重要舉措之一。
（1） 目前，煤、石油、天然氣等化石燃料成為最主要的能源，它們的大量使用打破
了生物圈中碳循環的平衡，使大氣中__________的含量迅速增加，導致全球氣溫升高。
二氧化碳
（2） 人類社會的不斷進步，必然會帶來新一輪的能源革命。未來的新能源要能夠
大規模替代煤、石油、天然氣等常規的、不可再生的能源，新能源的特點是______
_________。
可再生和清潔
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