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1、能源，你的未来在哪里？,湖北文理学院附属中学 姜磊,一、能源，你的问题在那里？,能源的问题,可持续发展能源策略（一缓解，二替代）,1.环境问题,2.气候问题,3.社会公平问题,4.化石能源的有限性,2006年我国与世界能源结构比较,对照这两幅图，大家对我国与世界的能源结构有什么启发？,中国,世界,（一）环境问题,1：燃煤污染 烟雾事件，烟尘，二氧化硫等,证据：1952年伦敦烟雾事件,2：燃油污染 光化学烟雾,光化学烟雾：由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物
2、，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。,光化学烟雾危害证据：1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件，对生物及农作物伤害较重。此后，北美、日 本、澳大利亚和欧洲部分地区也出现这种烟雾。1955年，洛杉矶又发生了一起严重的光化学烟雾污染 事件，使当地65岁以上近400人死亡，一般人的眼睛，鼻子，喉咙，气管，和肺部的粘膜都受到刺激，出现红肿，流泪，喉痛，胸痛和呼吸衰竭乃至思维紊乱，肺水肿等现象，家畜也同时患病，橡胶制品老化，汽车和飞机的正常运行都严重受阻，郊区的玉米、蜜柑、烟草、葡萄等作物与林木受到不同程度的危害，仅葡萄一项就减产30%，6500
3、0公顷的松林约62%受害，29%干枯。1970年，美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件，农作物损失达2500多万美元。1971年，日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件，使一些学生中毒昏倒。同一天，日本的其他城市也有类似的事件发生。,问题1：,我们的身边有没有这些环境污染证据？这些污染跟那些因素有关？想想看！,（二）气候问题,全球变暖导致的气候问题是一个全球性的危机，所有国家对气候变化都具有“共同但是有区别”的责任（联合国气候变化框架条约）。,百年来全球年平均气温变化曲线,2006年，青藏高原上39个国家正式气象观测站中有13个站观测的气温突破历史极值。2006年入冬以来。美国东北部气温反常，20
4、07年1月6日纽约创下1950年以来的动机 最高气温记录，达到20.2006年冬天，滑雪胜地阿尔卑斯山根本无雪可滑，原本将在奥地利、法国、和瑞士举办地“世界杯”滑雪比赛取消。,根据这两幅图的比较及以上资料分析，大家能否找出导致全球气温升高的真正元凶是谁？,温室气体：二氧化碳，甲烷，氧化亚氮，氢氟碳化物，全氟碳化物，六氟化硫,全球气温温室气体浓度化石能源的过度使用,资料：350全球行动,IPCC第四次评估报告指出，为了将全球气候稳定在比较安全的情况下，需要把大气CO2浓度控制在450ppm左右虽然不同国家对于这个数字存在不同观点，民间的声音却提出了更为宏伟的目标：350ppm！即使2007年浓度
5、已达385ppm，世界人民正在开展行动，自发积极减少CO2排放，并发出呼吁，以推动气候保护的全球化进程，扭转全球变暖的趋势350行动就是中青年人的行动。350.org通过行动号召，将把数百万的新行动，新声音带到谈判桌上。希望通过努力，共同把不可能转化为可能，凝聚全球力量，解决气候危机并打造一个公平社会。,（三）社会公平问题,能源使用的社会公平性：代内公平（穷人与富人，不同地区）代际公平（前代与后代）,（四）化石能源自身危机,石油：石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为11801510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。,煤炭：
6、煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为 33 亿吨，可以供应169年，预计到2160年左右。,天然气：天然气储备估计在131800152900兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米，将在5765年内枯竭。,我们能给子孙后代留下些什么？,二、能源的困惑,1：全球化经济飞速发展，能源消耗不合理，不具有可持续性。2：人们对化石能源的过度依赖。,三、如何应对能源问题,1：节能在满足需求的前提下，通过 各种手段减少能源的消耗。当能源短缺时，人们却在浪费，Why？从经济学角度分析：现行能源价格并未反映出其真实外部成本。节能根本原因,提倡节能：2008年世界环境日口号：改掉旧习惯，迈向低碳经济
7、日本：“为保护地球，请你脱掉西装”中国：节能减排全民行动。,节能，谁在参与？,1：政策节能政府（通过政策手段宏观 调控，引导，实现节能）“日本领跑者制度”“燃油税”“中国太阳能补贴”2：管理节能企业管理层（通过完善的制度提高 能源效益，实现节能）方法学：PDCA3：技术节能科学技术（通过技术的改进和创新提高能源效益，实现节能）4：生活节能地球人，消费者（通过改变一些日常行为来实现节能）“地球一小时”,你认识吗？,能源可持续发展，不仅需要节能，还需要节约一切资源，因为所有资源的利用都需要消耗能源，资源充分利用就是节约能源，因为钱可以买到一切资源，所以：,节能就是节钱,2：减排低碳生活、低碳经济,
8、减少碳排放，环境效益明显,（二）寻找多元化的更清洁能源,替代传统能源,清洁能源：指不排放污染物的能源，包括核能和“可再生能源”，可再生能源是指原材料可以再生的能源，如太阳能、水力发电、风力发电、生物能（沼气）、地热能，海潮能等，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。,1：核能 核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合爱因斯坦的方程E=mc2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：A.核裂变能 如铀-235、铀-238、钚-239等 B.核聚变能 C.核衰变核电是浓集、清洁、安全、经济的能源（1）核电站可建在最需要用电的
9、地方，不熟燃料运输限制（2）1千克铀裂变能量相当于1公斤标准煤燃烧后产生能量的2700000倍，且 铀储量丰富。（3）无大气污染，但核废料转运处置需要相当高的标准。现在技术已经大大完善，运行中不可能出现大的事故。,清洁能源形式,2:太阳能,指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有：光热转换：如太阳能热水器、太阳能灶等 光电转换：如太阳能电池板、太阳能车、船等 光化学转换：可以人为模拟植物光合作 用，大量合成人类需要的有机 物，提高太阳能利用效率。,优点：环保、安全、无污染、无处不在,3：风力发电,指地球表面大量空气流动所产生的动能。转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助
10、航、制冷和致热等 风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6109千瓦，列世界第三位，有广阔的开发前景。风能是一种自然能源，由于风的方向及大小都变幻不定，因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。,4：水能,水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源 狭义的水能资源指河流的水能资源。地球上水资源极为丰富，尤其是落差大、流量大的地区。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水
11、力发电还处于起步阶段。,5：生物质能,生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料所有生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人畜分粪便和有机废弃物.生物质能为人类提供了基本燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。截止2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为
12、近8000万农村人口提供了优质生活燃料。中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。,6：地热能,地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热资源丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热资源总量约320万兆瓦。地热能的利用：1、200400直接发电及综合利
13、用；2、150200双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；3、100150双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；4、50100供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；5、2050沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工,7：氢能,1：所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出 10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。2：氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水 是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它 所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0
14、倍。3：除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中 最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。4：氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且 燃点高，燃烧速度快。5：氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量 氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和 粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不 会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。,在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出，将成为21世纪的理想能源。氢能可以作飞机、汽车的燃料，可以用作推动火箭动力。,谢谢大家,
