20·2開發(fā)新能源1/57當(dāng)前，世界能源消耗中90%以上是不可再生能源，不可再生能源到本世紀(jì)末，除煤炭外都將開采殆盡，“能源危機(jī)”之說絕不是危言聳聽！為應(yīng)對日益迫近能源危機(jī)，世界各國越來越重視能源開發(fā)和節(jié)能，并在努力開發(fā)包含太陽能和核能在內(nèi)新能源。

一、太陽能——永恒動力之源太陽是一個巨大能源,它送到地球光功率達(dá)1.7×1014KW?，F(xiàn)在全社會總能耗約1.3×1010KW，全世界發(fā)電裝機(jī)容量不到4×109KW，地球上全部石油資源對應(yīng)能量，只相當(dāng)于太陽一天半時間內(nèi)供給給地球光能。況且太陽壽命最少是50億年，對人類而言，太陽能是取之不盡用之不竭。2/57地球吸收、利用太陽能四種渠道1、被植物、微生物吸收太陽能

生物能光合作用3/572、使大氣、水升騰循環(huán)太陽能→機(jī)械能4/573、被海洋吸收太陽能→內(nèi)能5/574、直接利用

6/57活動：怎樣直接利用太陽能（1）太陽能→內(nèi)能太陽能熱水器7/57（2）太陽能→電能太陽能發(fā)電站8/57

（3）太陽能→化學(xué)能太陽能小汽車9/57每年太陽輻射到我國960萬平方公里土地上能量，相當(dāng)于1.7萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。10/57

為保障我國能源安全，改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會可連續(xù)發(fā)展，在年公布《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》中明確將太陽能列入重點(diǎn)開發(fā)和支持新能源和可再生能源規(guī)劃。

年，我國太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)650萬千瓦，太陽能熱水器總集熱面積2.58億平方米。年底，我國太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)3000萬千瓦，提前一年到達(dá)并超出到年底我國太陽能發(fā)電裝機(jī)容量到達(dá)2100萬千瓦以上規(guī)劃。我國太陽能利用規(guī)劃和現(xiàn)實(shí)狀況年11月公布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃（——年）》中又確立了到年太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量1億千瓦目標(biāo)。11/571、將太陽能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而加以利用我國利用太陽能技術(shù)及方式12/57屋頂上太陽能熱水器13/572、利用太陽能發(fā)電。14/57

上海鮮花港太陽能電站15/57太陽能電池薄膜太陽能電池

太陽能電池是經(jīng)過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能裝置。應(yīng)用：人造衛(wèi)星、太空望遠(yuǎn)鏡、太空站等電力起源。16/57航天器上太陽能電板17/57①十分巨大；②供給時間長久；③分布遼闊，獲取方便；④安全、清潔、無污染。①太分散；②受季節(jié)、天氣和地理環(huán)境影響較大；③能量轉(zhuǎn)換效率低。太陽能優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)（1）、太陽能優(yōu)點(diǎn)：（2）、太陽能缺點(diǎn)：18/57原子核是能夠改變，而且在有些改變過程中會釋放出巨大能量（二）釋放核能方式：1.重原子核裂變（重核裂變）二、核能—造福人類“神火”

（一）核能概念：原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏巨大能量，叫做原子核能，簡稱核能。2.輕原子核聚變（輕核聚變）19/571、核裂變——鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖

核裂變——較重原子核裂變?yōu)檩^輕原子核一個核反應(yīng)，裂變時會釋放出巨大能量。20/57我國第一顆原子彈爆炸時形成蘑菇云不加控制核裂變反應(yīng)——原子彈爆炸21/57核能和平利用――核電站假如控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度，使核能遲緩平穩(wěn)釋放出來，就能和平利用核能了。能遲緩、平穩(wěn)地釋放核能裝置叫核反應(yīng)堆。22/57核電站工作流程示意圖反應(yīng)堆放出核能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽內(nèi)能，再經(jīng)過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能23/57

我國核電事業(yè)起步于浙江秦山核電站一期工程，1985年開工建設(shè)，1991年首次并網(wǎng)發(fā)電，1994年投入商業(yè)運(yùn)行。其建成投產(chǎn)結(jié)束了中國大陸無核電歷史。經(jīng)過近30年發(fā)展，我國已投入商業(yè)運(yùn)行核電站為8個。分別為：（1）秦山核電站1—3期（浙江嘉興杭州灣畔）；（2）大亞灣核電站（廣東深圳大亞灣）；（3）嶺澳核電站1—2期（廣東大亞灣西海岸大鵬半島東南側(cè)）；（4）田灣核電站（江蘇連云港）；（5）紅沿河核電站1、2號機(jī)組（遼寧瓦房店）；中國核電事業(yè)24/57（6）陽江核電站（廣東陽江市東平鎮(zhèn)沙環(huán)村）；（7）寧德核電站1號機(jī)組（福建省寧德市轄福鼎市秦嶼鎮(zhèn)備灣村）；（8）防城核電站1號機(jī)組（廣西防城港）。當(dāng)前，我國已投入運(yùn)行核電機(jī)組21臺、裝機(jī)容量1902萬千瓦，在建機(jī)組27臺、裝機(jī)容量2953萬千瓦。但我國核電發(fā)電量僅占總發(fā)電量2.1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于14%世界平均水平。為保障我國能源安全，國家先后公布了《國家核電中長久發(fā)展規(guī)劃（——年）》和《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃（——年）》，加速推進(jìn)新核電基地建設(shè)。計(jì)劃到年，核電裝機(jī)容量達(dá)5800萬千瓦，在建3000萬千瓦。本省蕪湖核電站也在主動籌備中。25/57

秦山一期核電站26/57大亞灣核電站27/57

廣東嶺澳核電站28/57

連云港田灣核電站29/5730/57核電優(yōu)勢與不足核電優(yōu)勢（1）核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量污染物質(zhì),所以核能發(fā)電不會造成空氣污染,不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)二氧化碳；（2）核能發(fā)電所使用是鈾燃料，而全球鈾蘊(yùn)藏量相當(dāng)豐富；

（3）核燃料能量密度比化石燃料高幾百萬倍，故核能電廠所使用燃料體積小，運(yùn)輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦核能電廠一年只需30噸鈾燃料，一航次飛機(jī)就能夠完成運(yùn)輸；（4）核能發(fā)電成本中，燃料費(fèi)用所占百分比較低，核能發(fā)電成本受國際經(jīng)濟(jì)情勢影響較小。31/57核電缺點(diǎn):

（1）核能電廠會產(chǎn)生放射性廢料，即使所占體積不大，但因含有放射性，故必須慎重處理，且需面對較大政治困擾；（2）核能發(fā)電廠熱效率較低，因而比普通化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里，故核能電廠熱污染較嚴(yán)重；

（3）核能電廠投資成本太大，電力企業(yè)財務(wù)風(fēng)險較高；（4）核電廠反應(yīng)器內(nèi)有大量放射性物質(zhì)，假如設(shè)計(jì)不合理或操作不妥而造成核泄漏事故，會對生態(tài)及民眾造成傷害甚至嚴(yán)重傷害。32/572、核聚變——熱核反應(yīng)核聚變示意圖核聚變——在超高溫條件下，將兩種質(zhì)量較輕原子核（如氘和氚），聚合成一個較重原子核一個核反應(yīng)，又稱熱核反應(yīng)。核聚變威力更大。33/57太陽能是來自于太陽內(nèi)部核聚變，也是大自然中自然存在唯一核聚變。溫度和壓強(qiáng)越高，熱核反應(yīng)進(jìn)行速度越快。當(dāng)前人類還未掌握人工控制核聚變反應(yīng)速度方法，所以，還不能和平利用核聚變。我國和世界各國都在致力于受控?zé)岷朔磻?yīng)研究，我國研究結(jié)果已位于世界前列，位于本省合肥市科學(xué)分院研制“人造小太陽”——托卡馬克裝置就是結(jié)果之一。人工核聚變應(yīng)用——核爆炸——?dú)鋸?4/571967年，我國爆炸第一顆氫彈35/57氚核氘核氦核一個中子（隨能量釋放）2、聚變——2個質(zhì)量較小原子核結(jié)合成質(zhì)量較大新核，同時釋放出能量過程。

1、裂變——質(zhì)量較大原子核在中子轟擊下分裂成2個（或3個）新原子核，并釋放能量過程。－－鏈?zhǔn)椒磻?yīng)例：原子彈例：氫彈、太陽－－熱核反應(yīng)3、聚變威力更大核知識小結(jié)36/57信息瀏覽你還知道有哪些新能源？1、水能2、風(fēng)能3、海洋能4、地?zé)崮?、氫能7、可燃冰6、生物質(zhì)能37/57

我國是一個水電資源十分豐富國家之一。但含有資源分布不均衡，開發(fā)程度不高特點(diǎn)。當(dāng)前，我國水電裝機(jī)容量及發(fā)電量均居世界第一位。年，我國水電裝機(jī)容量達(dá)3億千瓦，水電占供電總量23%。依據(jù)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃（——年）》要求，年，我國水電裝機(jī)將達(dá)3.5億千瓦。1、水能發(fā)電38/57世界上最大水電站——三峽發(fā)電站39/57

風(fēng)含有很大能量。人們很早就學(xué)會了利用風(fēng)能行船、抽水、磨谷……風(fēng)能還能夠用來發(fā)電。2、風(fēng)能發(fā)電鄭和下西洋40/57我國陸地和海上風(fēng)電潛在開發(fā)量分別為23.8億千瓦和2億千瓦。當(dāng)前，我國已成世界第一風(fēng)電大國，全國風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量已達(dá)1億千瓦，提前1年實(shí)現(xiàn)了到年我國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)1億千瓦目標(biāo)。計(jì)劃到年，我國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)2億千瓦。41/57海洋能包含潮汐能、波浪能、海流能和海水溫差能。海洋潮汐能起源于月亮與太陽對地球海水吸引力以及地球自轉(zhuǎn)，會引發(fā)海水周期性地作有節(jié)奏垂直漲落現(xiàn)象。3、海洋能42/57潮汐發(fā)電原理：利用漲潮退潮水位差來發(fā)電。

浙江溫嶺江廈潮汐發(fā)電站，是世界第三大潮汐發(fā)電站。43/57由英國安裝世界首臺潮汐發(fā)電機(jī)44/57

葡萄牙“海蛇”海浪發(fā)電站45/57西藏羊八井地?zé)犭娬?，是我國最大地?zé)犭娬颈鶏u地?zé)?、地?zé)崮芪覈诘責(zé)豳Y源利用規(guī)模上一直位居世界首位，并以每年近10%速度穩(wěn)步增加。依據(jù)規(guī)劃，到年，我國地?zé)豳Y源利用規(guī)模要到達(dá)5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

46/575、氫能

你認(rèn)為氫能有哪些優(yōu)點(diǎn)？

你認(rèn)為當(dāng)前不能大量使用氫能原因是什么？應(yīng)用氫能，你有什么良策？帶著以下問題，到圖書館或上網(wǎng)查資料回答。47/576、生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式儲存在生物物質(zhì)中能量形式，即以生物物質(zhì)為載體能量。它直接或間接地起源于綠色植物光合作用，經(jīng)過一定技術(shù)轉(zhuǎn)化可為常態(tài)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一個可再生能源，同時也是唯一一個可再生碳源。生物質(zhì)能源主要包含秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機(jī)廢渣廢水等。生物質(zhì)能源是人類利用最早、最多、最直接能量。至今，世界上仍有15億以上人口以生物質(zhì)作為生活能源。生物質(zhì)燃燒是傳統(tǒng)利用方式，不但熱效率低下，而且勞動強(qiáng)度大，污染嚴(yán)重。48/57生物質(zhì)能源是最有可能成為21世紀(jì)主要新能源之一，世界各國都十分重視生物質(zhì)能源開發(fā)與應(yīng)用。沼氣技術(shù)是我國發(fā)展最早、普遍推廣生物質(zhì)能源利用技術(shù)。年，我國生物質(zhì)能利用規(guī)模已達(dá)1000萬千瓦。沼氣技術(shù)查找資料回答下列問題什么地域適合發(fā)展沼氣能源？沼氣能源使用應(yīng)注意什么？發(fā)展沼氣資源對新農(nóng)村建設(shè)有何現(xiàn)實(shí)意義？49/57

沼氣發(fā)電廠50/57

河北晉州秸稈發(fā)電廠51/57可燃冰是一個天然氣水合物俗稱，存在于海底或陸地凍土地帶。這種物質(zhì)在低溫和40多個大氣壓下才是穩(wěn)定，抵達(dá)水面或地面會馬上融化，同時成份中甲烷開始燃燒?？扇急植紡V，資源豐富，有能源教授預(yù)言：海底可燃冰將會成為第三次能源轉(zhuǎn)型革命性替換品，據(jù)計(jì)算這種未來能源可供人類使用上千年?？扇急鶡崦芏雀?，雜質(zhì)少，無污染，但開采很困難。7、可燃冰我國在南海海底及祁連山凍土地帶均發(fā)覺了可燃冰，可燃冰研究和開發(fā)已列入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃?？扇急?2/57未來理想能源必須滿足條件：第一，必須足夠豐富，能夠確保長久使用；第二，必須足夠廉價，能夠確保多數(shù)人用得起；第三，相關(guān)技術(shù)必須成熟，能夠確保大規(guī)模使用；第四，必須足夠安全、清潔，能夠確保不會嚴(yán)重影響環(huán)境。53/57鞏固練習(xí)1、衛(wèi)星長時間在太空航行，它無線電發(fā)射裝置不用人工補(bǔ)充能源卻能正常工作，它是利用______電池將______能轉(zhuǎn)化為_____能。2、當(dāng)前世界各國都在加強(qiáng)開發(fā)新能源是______，它蘊(yùn)藏在______內(nèi)部。取得原子能有兩種路徑：一是________，二是________。我國著名大亞灣核電站里發(fā)生是_______。太陽能就是來自太陽能內(nèi)_______。3、以下能源中，屬于新能源是_______。A.太陽能B.水能C.煤D.電能E.海洋能F.風(fēng)能G.石油H.天然氣I.溫泉54/57

4、1kg鈾全部裂變釋放能量約為8.5×1013J，相當(dāng)于完全燃燒多少kg無煙煤放出能量？（無煙煤熱值是3.4×107J/kg）5、若一太陽能熱水器裝水量為100kg，集熱管接收太陽能有效接收面積約為2m2，每小時1m2接收面上有效接收太陽能約為2.1×106J，則該熱水器每小時水溫升高多少？（水比熱容為4.2×103J/（kg·℃））55/57本節(jié)小結(jié)1、利用太陽能四個主要渠道①被植物微生物吸收；②使大氣、水升騰循環(huán)；③被海洋吸收；④直接利用。

2、直接利用太陽能三個主要方式①太陽能→熱能；②太陽能→電能；③太陽能→化學(xué)能。3、太陽能優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)