第4章

可持續(xù)發(fā)展第2節(jié)

能源及其利用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說(shuō)出能源的種類(lèi)及各類(lèi)能源的特點(diǎn)（如水力、風(fēng)力、潮汐能、太陽(yáng)能、核能等）。2.能區(qū)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(yáng)能）。3.說(shuō)出太陽(yáng)能的主要特點(diǎn),能通過(guò)閱讀圖表說(shuō)明太陽(yáng)

能的分布特點(diǎn)，能簡(jiǎn)要說(shuō)明太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用情況。4.認(rèn)識(shí)太陽(yáng)是地球生命活動(dòng)所需能量的最主要來(lái)源，了解不同能源對(duì)社會(huì)、環(huán)境與生態(tài)的影響。5.知道世界和我國(guó)的能源狀況，認(rèn)識(shí)能源的合理利用和開(kāi)發(fā)與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)系。6.認(rèn)識(shí)新能源的開(kāi)發(fā)利用的重要意義，樹(shù)立節(jié)能和提高能源效率的意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)1

能源的種類(lèi)1.能源概述（1）概念:能源是指能為人類(lèi)提供某種形式能量的物質(zhì)或物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。人類(lèi)的生活和生產(chǎn)都離不開(kāi)能源。（2）種類(lèi):人類(lèi)生產(chǎn)、生活中涉及的能源有化石能源（煤、石油、天然氣）、太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、核能和潮汐能等。新知探?.能源的分類(lèi)（1）根據(jù)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(lèi)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(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能和潮汐能等二次能源無(wú)法從自然界直接獲取，而是通過(guò)一次能源的消耗才能得到的能源電能、煤氣、汽油、柴油、沼氣等新知探究風(fēng)能、水能是一次能源，風(fēng)力、水力發(fā)電產(chǎn)生的電能是二次能源。（2）根據(jù)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(lèi)型特點(diǎn)舉例不可再生能源不可能在短時(shí)間內(nèi)從自然界得到補(bǔ)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(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能新知探究（3）根據(jù)能源使用的狀況，能源可分為常規(guī)能源和新能源。能源類(lèi)型利用狀況舉例常規(guī)能源目前在日常生活、生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的主要能源化石能源新能源目前尚未被廣泛應(yīng)用，而正在積極研究以便推廣的能源太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、潮汐能和核能等特別提醒化石能源的儲(chǔ)量是有限的，總有一天將被開(kāi)采殆盡。因此，各國(guó)都很重視開(kāi)發(fā)替代化石能源的新能源。新知探究典例1

下列在能源的開(kāi)發(fā)和利用中，能源特性可以用如圖陰影部分表示的是(

)

BA.石油

B.太陽(yáng)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(guī)能源，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物污染環(huán)境；太陽(yáng)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生放射性較強(qiáng)的核廢料。新知探究例題點(diǎn)拔同一種自然資源按照不同分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)有不同的命名，例如，太陽(yáng)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(shí)點(diǎn)2

化石能源煤、石油、天然氣等都是千百萬(wàn)年前埋藏在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，通常稱(chēng)為化石能源。它們是當(dāng)今世界使用最多的一次能源。新知探究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(jīng)長(zhǎng)期演變而成的。煤的形成新知探究新知探究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(zhì)組成的混合物。汽油、煤油和柴油等都是從石油中提煉出來(lái)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(fèi)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(lèi)能源需求量變化新知探究新知探究典例2

下列關(guān)于煤和石油的說(shuō)法，正確的是(

)

CA.煤是由低等生物遺骸大量沉積在湖泊或淺海中轉(zhuǎn)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(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的D.世界上石油的儲(chǔ)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(jīng)長(zhǎng)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(zhuǎn)變而成的;煤和石油的能量是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的;煤和石油均屬于用一點(diǎn)就少一點(diǎn)的不可再生能源;世界上石油的儲(chǔ)量比煤少得多，分布也更不均衡。新知探究知識(shí)點(diǎn)3

新能源隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)能源的需求量也在不斷地增加。當(dāng)今世界正從以化石能源為主的常規(guī)能源時(shí)期，向著以核能及可再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能）為主的新能源時(shí)期過(guò)渡。新知探究1.太陽(yáng)能（1）太陽(yáng)能的形式①太陽(yáng)輻射的能量:太陽(yáng)每秒鐘輻射到地球上的能量相當(dāng)于600萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放出的能量。②地球在演化過(guò)程中積累的太陽(yáng)能:化石能源來(lái)源于太陽(yáng)能。（2）太陽(yáng)能利用的途徑①太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能灶。②太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能,如太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能電廠。新知探究家庭屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電③太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，如種植農(nóng)作物。（3）我國(guó)太陽(yáng)能資源的分布規(guī)律①我國(guó)大部分地區(qū)緯度較低，太陽(yáng)光照強(qiáng)，太陽(yáng)能資源豐富。②東部少西部多。西部地區(qū)和廣大農(nóng)村,開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能解決能源不足的問(wèn)題大有可為。③青藏地區(qū)太陽(yáng)能最豐富，拉薩有“日光城”之稱(chēng)；四川盆地太陽(yáng)能最貧乏。（4）太陽(yáng)能的特點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn):太陽(yáng)能是可再生能源,是一種取之不盡、用之不竭、不會(huì)污染環(huán)境的清潔能源。②缺點(diǎn):太陽(yáng)能存在明顯的分散性、間斷性等特征。新知探究2.核能核能包括裂變能和聚變能兩種類(lèi)型。目前運(yùn)行的核電站都是利用裂變能來(lái)發(fā)電的。類(lèi)型含義對(duì)環(huán)境的影響利用舉例裂變能由較重的原子核分裂成兩個(gè)或多個(gè)較輕原子核而釋放出能量原子核裂變時(shí)會(huì)產(chǎn)生放射性較強(qiáng)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(huì)釋放出巨大能量新知探究秦山核電站是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理的第一座30萬(wàn)千瓦壓水堆核電站新知探究3.潮汐能

（2）利用:潮汐發(fā)電就是利用海灣、河口等有利地形，建筑水壩，形成水庫(kù)，大量蓄積海水，并利用安裝在大壩中的水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。新知探究我國(guó)第一大潮汐能電站——浙江溫嶺江廈潮汐試驗(yàn)電站4.風(fēng)能（1）風(fēng)具有能量，是一種天然能源?？諝饬鲃?dòng)速度越快,風(fēng)能就越大。（2）風(fēng)能的利用:風(fēng)力發(fā)電，利用風(fēng)力推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后葉輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。（3）風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn):無(wú)污染;廉價(jià);建造方便，很少占用土地資源。新知探究總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的風(fēng)能資源主要集中在東北、西北及東南沿海區(qū)域。5.生物質(zhì)能（1）含義:由生物體產(chǎn)生的能量稱(chēng)為生物質(zhì)能。（2）來(lái)源:生物質(zhì)能是以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在生物體中的太陽(yáng)能，它來(lái)源于綠色植物的光合作用。（3）生物質(zhì)能的利用:通過(guò)生物質(zhì)能熱分解技術(shù)，可以制取人造石油、生物炭和可燃?xì)怏w，使生物質(zhì)能得到充分利用。生物質(zhì)能利用新知探究6.氫——未來(lái)的理想燃料（1）氫是無(wú)污染的燃料，氫燃燒后的產(chǎn)物只是水，不產(chǎn)生有害氣體，也不會(huì)產(chǎn)生煙、霧或酸雨。氫的熱值高，液態(tài)氫燃燒時(shí)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(guò)分解水來(lái)獲得氫氣。（3）氫具有其他能源物質(zhì)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。人們首先將它使用在汽車(chē)上，以氫為燃料，汽車(chē)在低溫下也能發(fā)動(dòng)。液態(tài)氫是導(dǎo)彈、火箭和宇宙飛船的最佳燃料。新知探究1.目前最理想的燃料是氫；2.風(fēng)力發(fā)電是最廉價(jià)的發(fā)電方式之一。典例3

為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī),滿足不斷增大的能源需求，當(dāng)今國(guó)際能源研究的熱點(diǎn)之一就是尋找新能源。下列有關(guān)新能源的敘述不正確的是(

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DA.氫燃燒熱值高，資源豐富，無(wú)毒，無(wú)污染B.風(fēng)能是太陽(yáng)能的一種轉(zhuǎn)換形式，能量巨大C.世界上地?zé)崮芴N(yùn)藏豐富，且已被用于采暖、溫室、發(fā)電等方面D.太陽(yáng)能能量巨大,取之不盡、用之不竭，而且清潔、無(wú)污染，但需要開(kāi)采、運(yùn)輸新知探究[解析]

氫燃燒的產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境;氫的燃燒熱值高；氫氣可以通過(guò)電解水得到，而地球上水資源豐富，故A項(xiàng)正確。地面各處受太陽(yáng)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(qū)流向低壓地區(qū)，形成風(fēng)，故風(fēng)能是太陽(yáng)能的一種轉(zhuǎn)換形式,B項(xiàng)正確。地?zé)崮苁堑厍騼?nèi)部?jī)?chǔ)存的能量，蘊(yùn)藏豐富，且已被用于采暖、溫室、發(fā)電等方面，故C項(xiàng)正確。太陽(yáng)能是一種清潔、無(wú)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(wú)須開(kāi)采、運(yùn)輸，故D項(xiàng)不正確。新知探究知識(shí)點(diǎn)4

合理利用和開(kāi)發(fā)能源1.能源利用歷程新知探究2.化石能源的利用（1）利用現(xiàn)狀化石能源是不可再生的能源，儲(chǔ)藏量有限，但目前世界各國(guó)仍然以持續(xù)增長(zhǎng)的速度消耗著這些有限的能源。（2）合理利用以人類(lèi)現(xiàn)階段掌握的科學(xué)技術(shù)水平來(lái)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(huán)利用家電和交通工具;②購(gòu)買(mǎi)能提高能源利用效率的新產(chǎn)品;③在房屋上安裝絕熱材料、太陽(yáng)能電池板或安裝新型窗戶來(lái)提高能源利用效率;④發(fā)電廠使用可就近獲取的替代型能源以減少對(duì)化石能源的依賴等。新知探究3.新能源的開(kāi)發(fā)在節(jié)約能源和提高能源利用效率的基礎(chǔ)上，我們還需要開(kāi)發(fā)新技術(shù)以拓展能源來(lái)源，且要逐步轉(zhuǎn)向以利用核能及可再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能）為主的新能源。4.合理利用和開(kāi)發(fā)能源的意義能源的大量使用，極大地提高了人們的生活質(zhì)量，推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)不斷向前發(fā)展。但是，對(duì)常規(guī)能源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和利用，也不可避免地給人類(lèi)生存環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。為保障人類(lèi)不斷增長(zhǎng)的能源需求，需要改變現(xiàn)有能源利用的不合理結(jié)構(gòu)和能源利用方式，探究能源利用的新途徑，開(kāi)發(fā)出滿足人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的理想能源，最終實(shí)現(xiàn)人類(lèi)與自然、環(huán)境的和諧發(fā)展。新知探究典例4

能源危機(jī)制約著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展，開(kāi)發(fā)和利用可再生能源是人類(lèi)自身解決能源問(wèn)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(huán)的