新能源与环境污染 (2).doc

第二节 环境与能源 高二能力自学提纲：（一）P148——155自主训练：（一）1、长江三峡水利工程采取了哪些环境保护措施？2、空气污染对农作物的危害有哪些？3、《京都议定书》是怎么一回事？4、什么是光污染？5、乱用农药、化肥对食品安全有哪些影响？我国食品污染情况如何？6、轿车内的空气污染来源有哪些？7、家庭装修中的空气污染来源有哪些？自学提纲：（二）1、我国环境形势的现状：改革开放以来，我国经济建设取得了举世瞩目的成就，环境保护也取得了积极进展但是，我们必须清醒地看到，我国环境形势依然严峻，主要污染物排放总量远远超过环境容量，生态恶化尚未得到有效遏制，环境污染和生态破坏造成了巨大经济损失，危害群众健康和公共安全，影响社会稳定，甚至损害国际形象，未来环境仍将受到巨大压力因此，建设环境友好型社会，就是以人与自然和谐相处，倡导环境文明，生态文明2、构建经济社会环境协调发展的社会体系在当今科技发展迅猛的社会，我们要意识到污染治理技术对小康社会发展的重要性，倡导绿色消费自主训练：（二）8、你了解哪些治污新技术？9、企业防治污染有哪些措施？自学提纲：（三）1、 能源问题：P140——1442、 我国能源的现状3、 我国发展新能源的举措1一、人类利用能源的历史　　人类利用能源的历史经历了几个阶段。

18世纪以前，木材在世界一次性能源消费结构中长期居首位；到19世纪下半叶，煤炭取代木材等成为主要能源；1965年，石油首次取代煤炭在世界能源消费结构中居首位．由此开始了“石油时代”石油、煤炭等这些当前人们使用的主要能源都属不可再生的矿物燃料现今，矿物燃料提供世界91％的一次商品能源，其中煤炭占28％，石油超过40％然而，地球上矿物燃料的储量是有限的，由于人类无限制地开采，它已渐趋于枯竭据统计，人类每年要燃烧40亿吨煤、25亿吨石油，并以每年3％的速度增长照此下去，科学家们估计，地球上的煤还可维持二三百年，石油就只有五六十年的用量了而石油、天然气、煤的形成需要数亿年的生物与地质作用所以，燃烧这些化石燃料就等于在吃老本而且，开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，还带来严重的负面影响，如诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题，极大地污染了人类赖以生存的环境因此，世界能源面临着新的转折，向石油等以外的能源物质转换已势在必行　二、二十一世纪的新能源 太阳能太阳是一个炽热的气体球，内部不停地进行着由氢聚变成氦的热核反应，不停地向宇宙空间释放出巨大的能量，这就是太阳能。

地球上除了地热能和核能以外，所有能源都来源于太阳能，因此可以说太阳能是人类的“能源之母”没有太阳能，就不会有人类的一切     太阳能，因为它是一种辐射能，不带任何化学物质，是最洁净，最可靠的巨大能源宝库经测算表明，太阳能释放出相当于10万亿千瓦的能量，而辐射到地球表面的能量，虽然只有它22亿分之一，但 也相当于全世界目前发电总量的八万倍    自古以来，人们就注意利用太阳能早在几千年前，我们的祖先就曾用“阳燧” 这种简单的器具向太阳“取火”，开辟了人类利用太阳能的新时代据说古希腊著名物理学家阿基米德曾用巨大的镜子聚集太阳光，一举烧毁了敌人的帆船队然而，人们对太阳能的深刻认识和开发利用，直到最近的二、三十年内才真正开始    1945年，美国贝尔实验室制造出了世界上第一块实用的硅太阳能电池，开创了现代人类利用太阳能的新纪元11111 1 风能风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

     人类利用风能的历史可以追溯到公元前，但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义 即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视    我国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋西岸，季风强盛全国风力资源的总储量为每年16亿kw，近期可开发的约为1.6亿kw，内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居我国前列 生物质能    生物质是讨论能源时常用的一个术语，是指由光合作用而产生的各种有机体生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，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。

据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t，含能量达3x1021J，因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能，相当于全世界每年耗能量的10倍生物能是第四大能源，生物质遍布世界各地，其蕴藏量极大世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，其中包括薪柴，农林作物，尤其是为了生产能源而种植的能源作物，农业和林业残剩物，食品加工和林产品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等（中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面）地热能人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类 地热能是来自地球深处的可再生热能它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变地热能是指其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和 地震多发区如果热量提取的速度不超过补充的速度，那么地热能便是可再生的地热能在世界很多地区应用相当广泛据估计，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。

不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度大3海洋能 海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力，其他海洋能均来源于太阳辐射，海洋面积占地球总面积的71%，太阳到达地球的能量，大部分落在海洋上空和海水中，部分转化为各种形式的海洋能海水温差能是热能，低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比；潮汐、潮流，海流、波浪能都是机械能，潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的，并由长周期波储存的能量，潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比；潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比；波浪能是一种在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能，波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比；河口水域的海水盐度差能是化学能，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透流量成正比因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。

        海洋能的强度较常规能源为低海水温差小，海面与500～1000米深层水之间的较大温差仅为20℃左右；潮汐、波浪水位差小，较大潮差仅7—10米，较大波高仅3米；潮流、海流速度小，较大流速仅4～7节即使这样，在可再生能源中，海洋能仍具有可观的能流密度以波浪能为例， 每米海岸线平均波功率在最丰富的海域是50千瓦，一般的有5～6千瓦；后者相当于太阳能流密度1千瓦／米2）又如潮流能，最高流速为3米／秒的舟山群岛潮流，在一个潮流周期的平均潮流功率达4.5千瓦／米2 海洋能作为自然能源是随时变化着的但海洋是个庞大的蓄能库，将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不象在陆地和空中那样容易散失海水温差、盐度差和海流都是较稳定的，24小时不间断，昼夜波动小，只稍有季节性的变化潮汐、潮流则作恒定的周期性变化，对大潮、小潮、涨潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以准确预测海浪是海洋中最不稳定的，有季节性、周期性，而且相邻周期也是变化的但海浪是风浪和涌浪的总和，而涌浪源自辽阔海域持续时日的风能，不象当地太阳和风那样容易骤起骤止和受局部气象的影响三、我们利用新能源的现状1．世界上能被利用的风能总量至少有10亿千瓦，其中中国可利用的大约有3亿千瓦。

到1992年，全世界风力发电装机达27亿万千瓦2．地球上每年经太阳能光合作用生成的生物质总量约为1440-1800亿吨，大约等于现在世界能源消耗总量的10倍可用生物质制造乙醇甲酵，用作汽车燃料等；也可制造高效生物质燃烧炉，其热效率达85％)3．全世界海洋能的理论可再生总量约为7历亿千瓦，现在技术上可以开发的起码有以亿千瓦中国海洋能据估算可开发量约4．6亿千瓦我国已建成1280千瓦时的潮汐电站4．全世界地热资源的总量约相当于州8亿吨标淮煤中国已查明地热储量相当于31．6亿吨标准煤 4　　 解决未来世界的能源问题成为人类社会面临的头等大事专家们一方面呼吁发展节能技术；另一方面，从能源系统的角度提出要开发使用新能源、减少或取代对能源矿产的依赖现在，世界上许多国家和地区都致力于用现代化的技术和新材料开发利用新能源和可再生能源，用来取代资源有限、对环境有污染的化石能源　　不过．风能、潮汐能、生物能、地热能等都因一定的条件限制而只适于作补充能源，相对于人类对能源的巨大需求来说，只能解决局部的一些问题下世纪能源发展方向主要为太阳能、核能、氢能。

核能为什么核能会在下个世纪能源构成中起着主角作用，其优势何在呢？核能主要是原子能，是从铀矿石中提取的核燃料，与煤炭相比，1千克铀的原子核所释放出的热量大约相当于3 570吨煤炭燃烧时放出的热量经过刚才的比较，核电站的优势是显而易见的，突出表现为：其体积小，运输方便；而且能减少运输费用，在地壳中储量巨大，足以让人类使用很长时间；燃烧时清洁，不会对环境构成严重污染……（其优点为：）储量大、体积小、清洁人类最早认识核能的威力，大概是用于军事上的原子弹、氢弹等核武器，其实在和平时期核能的利用前景更加美好目前，世界许多发达国家已经走在开发利用核能的前列，比如美国、法国、日本等国我国现在能源紧张、经济发达地区建有两座核电站一座是位于浙江省杭州湾附近的秦山核电站，另一座是广东省惠州的大亚湾核电站今后我国还将建设许多核电站来满足经济发展需要提问：核电站最大优点是什么？[提问]你知道核电站最需注意的是什么吗？ 太阳能利用太阳能的另外一个优点是对环境无污染，但我们也应该看到太阳能在利用时的不足之处，即非常分散，必须制造出一些装置来收集太阳能　　(1)太阳能的优点　　①太阳能十分巨大．　　太阳能向周围空间辐射的总功率达3.8×1026瓦．　同学们知道太阳能辐射到地球表面的总功率是多少吗？（l.7×1017瓦）同学们计算一下，太阳每小。