资源简介

(共34张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：22.2 新能源的发展
副标题：清洁转型的核心力量 可持续发展的未来方向
幻灯片 2：新能源的定义与类型
定义：新能源是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，相对于传统化石能源（煤炭、石油、天然气）而言，具有清洁、低碳、可再生的特点，是应对能源危机和气候变化的重要支撑。
主要类型：
太阳能：包括光伏发电和光热发电，通过转化太阳辐射能获取能量。
风能：利用风力驱动风车转动，带动发电机发电，分为陆上风电和海上风电。
水能：依托水流的势能转化为电能，包括常规水电和抽水蓄能。
生物质能：以生物质为原料，通过燃烧、气化等方式转化为能源，如秸秆发电、生物天然气。
地热能：利用地球内部的热能，用于发电、供暖等。
氢能：通过电解水等方式制氢，作为清洁燃料或能源载体使用。
分类图示：展示新能源分类树状图，标注各类能源的核心特点和利用形式。
幻灯片 3：全球新能源发展概况
装机规模与增长趋势：全球新能源装机容量持续快速增长，2023 年突破 [X] 亿千瓦，占全球发电总装机比重超 [X]%。其中太阳能和风电是增长主力，近 10 年年均增长率分别达 [X]% 和 [X]%。中国、美国、欧盟是全球新能源装机前三的国家和地区，合计占比超 [X]%。
政策驱动与投资热度：各国纷纷出台新能源支持政策，如欧盟 “碳中和” 目标下的可再生能源发展计划，美国《通胀削减法案》中的新能源补贴政策。全球新能源投资规模逐年扩大，2023 年突破 [X] 万亿美元，主要投向光伏、风电和储能领域。
技术进步与成本下降：新能源技术不断突破，光伏电池转换效率从早期的 10% 提升至目前的 26% 以上，风电单机容量从兆瓦级向十兆瓦级跨越。伴随技术进步，新能源发电成本大幅下降，光伏发电成本较 2010 年下降超 80%，风电下降超 60%，部分地区已低于传统化石能源发电成本。
幻灯片 4：我国太阳能发展现状
光伏装机与分布：我国是全球最大的光伏市场，截至 2023 年底，太阳能发电装机容量达 6.1 亿千瓦，占全球光伏装机的 [X]% 以上。光伏电站主要分布在西北、华北等光照资源丰富地区，如新疆、内蒙古、甘肃等地的大型地面光伏电站；同时分布式光伏快速发展，在东部沿海地区的屋顶、厂房等场景广泛应用。
技术创新成果：光伏产业形成从硅料、硅片、电池片到组件的完整产业链，技术水平全球领先。高效 N 型电池（TOPCon、HJT）逐步替代传统 P 型电池，转换效率突破 26%；钙钛矿电池实验室效率超 31%，产业化进程加速。光伏逆变器、跟踪支架等配套设备技术不断升级，提高发电效率和可靠性。
应用场景拓展：除传统地面电站和分布式光伏外，光伏应用场景不断创新，如 “光伏 + 农业”（光伏板下种植作物）、“光伏 + 渔业”（光伏板覆盖鱼塘）、“光伏 + 交通”（光伏公路、光伏车棚）等，实现土地综合利用和多元收益。
幻灯片 5：我国风能发展现状
风电装机与布局：风电装机容量达 4.4 亿千瓦，稳居世界首位，其中陆上风电占比超 [X]%，主要分布在西北、华北和东北地区；海上风电发展迅速，2023 年装机突破 [X] 万千瓦，集中在江苏、广东、福建等沿海省份。
技术突破与装备制造：风电装备制造能力全球领先，已实现 10 兆瓦级以上海上风电机组批量生产，叶片长度突破 120 米，单机容量和发电效率大幅提升。风电控制技术不断优化，通过智能运维、预测性维护等提高风机可利用率，降低度电成本。
开发模式创新：“风光大基地” 项目加快建设，将风电与光伏联合开发，提高新能源电力输出稳定性；“风电 + 储能” 模式逐步推广，通过储能平抑风电波动性，提升消纳能力。海上风电向深远海发展，探索漂浮式风电技术，拓展开发空间。
幻灯片 6：其他新能源发展现状
水能：水电装机容量 4.2 亿千瓦，三峡、白鹤滩等大型水电站技术世界领先。抽水蓄能作为重要的储能方式，2023 年装机达 [X] 万千瓦，在建规模超 [X] 万千瓦，为新能源消纳提供支撑。
生物质能：生物质发电装机超 [X] 万千瓦，主要利用农林废弃物、垃圾等发电；生物天然气产量稳步增长，在农村能源供应和工业燃料替代中发挥作用。
地热能：地热能供暖面积超 [X] 亿平方米，主要分布在京津冀、陕甘宁等地区；地热能发电装机较小，处于示范阶段，技术有待进一步突破。
氢能：氢能产业快速起步，已建成加氢站超 [X] 座，在交通领域（燃料电池汽车）和工业领域（炼钢、化工）开展示范应用。绿氢（可再生能源制氢）产量逐步增加，但成本仍较高，产业链有待完善。
幻灯片 7：新能源发展的优势与战略意义
环境效益显著：新能源发电过程几乎不排放污染物和温室气体，大规模开发利用可有效减少碳排放，改善空气质量。据测算，2023 年我国新能源发电相当于减少二氧化碳排放超 [X] 亿吨，对实现 “双碳” 目标（碳达峰、碳中和）具有核心作用。
能源结构优化：新能源的发展可降低对化石能源的依赖，优化能源结构，提高能源自给率。减少石油、天然气进口，保障国家能源安全，缓解 “西煤东运”“北煤南运” 等运输压力。
经济发展新动能：新能源产业带动上下游产业链发展，创造大量就业岗位。2023 年我国新能源产业就业人数超 [X] 万人，形成光伏、风电等具有国际竞争力的产业集群，推动能源产业转型升级和经济高质量发展。
可持续发展支撑：新能源是可再生能源，取之不尽、用之不竭，能够保障能源的长期稳定供应，为子孙后代留下可持续发展的能源基础，符合全球可持续发展理念。
幻灯片 8：新能源发展面临的技术挑战
间歇性与波动性应对：太阳能和风能发电受天气、季节影响大，输出不稳定，给电网调峰、调频带来挑战。如何提高预测精度（如短期风电、光伏功率预测），以及通过储能技术平抑波动，是当前面临的核心技术难题。
储能技术瓶颈：储能是解决新能源消纳的关键，但目前主流的锂离子电池储能存在成本高、寿命有限、资源约束（锂、钴等）等问题。其他储能技术如抽水蓄能受地理条件限制，氢能储能效率低，飞轮储能容量小，缺乏大规模低成本的储能解决方案。
电网适应性提升：新能源大规模并网需要电网具备更强的灵活性和智能化水平。现有电网架构对分布式新能源接入适应性不足，跨区域输电能力有待加强，需要发展智能电网、特高压输电等技术，实现新能源电力的高效输送和优化配置。
关键材料与装备依赖：部分新能源核心材料和高端装备仍依赖进口，如光伏用高端硅料、风电轴承、氢能电解槽核心部件等，存在 “卡脖子” 风险，自主创新能力有待进一步提升。
幻灯片 9：新能源发展面临的非技术挑战
土地资源约束：大型光伏电站和风电基地占地面积大，在土地资源紧张的地区，与农业、生态保护等存在矛盾。如何在保障粮食安全和生态环境的前提下，合理规划新能源用地，提高土地利用效率，是重要挑战。
成本与收益平衡：尽管新能源发电成本大幅下降，但储能、电网接入等配套成本较高，部分项目经济性仍依赖政策补贴。随着补贴逐步退坡，如何通过技术进步和模式创新降低全生命周期成本，提高项目收益，是新能源可持续发展的关键。
政策与市场机制不完善：新能源政策体系仍需完善，电价机制、补贴政策、碳定价机制等有待优化。电力市场对新能源的包容性不足，辅助服务市场、跨省跨区交易机制不健全，影响新能源的消纳和价值实现。
生态环境影响争议：新能源开发可能对局部生态环境产生影响，如风电项目可能影响鸟类迁徙，光伏电站可能改变地表温度和水分循环，水电项目可能影响水生生物和流域生态。如何在开发与保护之间找到平衡，减少生态环境负面影响，需要科学评估和规范管理。
幻灯片 10：新能源发展的政策支持体系
国家战略规划引领：将新能源发展纳入国家能源战略，制定《可再生能源法》《“十四五” 可再生能源发展规划》等法律法规和规划，明确发展目标和路径。设定非化石能源消费比重目标，2025 年达到 20%，2030 年达到 25%，为新能源发展提供方向指引。
财政与税收激励：对新能源项目给予投资补贴、电价补贴（如光伏标杆电价、风电上网电价），降低项目初始投资压力。实施税收优惠政策，如新能源企业所得税 “三免三减半”，增值税即征即退等，提高企业投资积极性。
技术研发支持：设立国家科技重大专项、重点研发计划，支持新能源核心技术攻关，如高效光伏电池、大容量储能、智能电网等。建设国家能源研发中心、重点实验室等创新平台，推动产学研用协同创新，加速科技成果转化。
市场机制建设：完善电力市场体系，建立新能源优先消纳机制，保障全额收购。推进跨省跨区新能源消纳，建立辅助服务市场，允许储能、虚拟电厂等参与调峰，通过市场机制实现新能源电力的优化配置。
幻灯片 11：典型案例分析 1—— 光伏治沙模式
案例背景：在我国西北沙漠地区，土地沙漠化严重，同时光照资源丰富。光伏治沙模式将光伏发电与沙漠治理相结合，实现 “板上发电、板下牧草、牧草养羊” 的良性循环。
实施效果：以宁夏中卫光伏治沙项目为例，建成光伏电站 [X] 万千瓦，年发电量超 [X] 亿千瓦时，同时治理沙漠面积超 [X] 万亩，种植牧草、灌木等植物，改善了当地生态环境，带动周边农民就业增收，实现了经济效益、社会效益和生态效益的统一。
经验启示：新能源开发可与生态保护相结合，通过创新模式提高土地综合利用效率，解决新能源发展与生态保护的矛盾，为干旱半干旱地区新能源发展提供借鉴。
幻灯片 12：典型案例分析 2—— 海上风电集群发展
案例背景：我国东部沿海地区经济发达，能源需求大，但土地资源紧张，而海上风能资源丰富且稳定。广东、江苏等地打造海上风电集群，实现规模化开发。
实施效果：江苏盐城海上风电集群总装机超 [X] 万千瓦，通过集中规划、统一电网接入、共享运维基地等方式，降低了开发成本，提高了运营效率。年发电量超 [X] 亿千瓦时，有效替代了化石能源，减少了碳排放，同时带动了海上风电装备制造、安装运维等产业链发展。
经验启示：通过规模化、集群化开发，可发挥新能源开发的规模效应，降低单位成本；加强规划协同和基础设施共享，是新能源高效发展的重要路径。
幻灯片 13：新能源发展的未来趋势
技术持续突破：光伏向高效、轻薄、柔性方向发展，钙钛矿电池有望实现产业化；风电向大型化、智能化、深远海发展，单机容量突破 20 兆瓦；储能技术多元化发展，长时储能（如压缩空气储能、液流电池）技术成熟度提升，成本大幅下降。
多能互补与系统集成：发展 “风光储氢” 多能互补系统，将太阳能、风能、储能、氢能有机结合，提高能源供应稳定性和灵活性。虚拟电厂技术兴起，整合分布式新能源、储能、可控负荷等资源，参与电力市场交易，提升新能源整体价值。
与新兴产业融合：新能源与电动汽车、氢能、智能交通等新兴产业深度融合，如 “光伏 + 充电”“风电 + 制氢” 等模式，拓展新能源应用场景。新能源成为智慧城市、乡村振兴的重要能源支撑，推动能源消费终端清洁化转型。
全球化与产业链重构：新能源产业链全球化趋势明显，但同时面临地缘政治影响和贸易壁垒。我国新能源产业将进一步提升核心技术自主可控能力，推动产业链向高端化、智能化升级，参与全球新能源治理，推动绿色能源合作。
幻灯片 14：推动新能源发展的行动建议
加强技术创新体系建设：加大新能源核心技术研发投入，突破储能、智能电网、关键材料等瓶颈技术。支持企业成为创新主体，鼓励产学研合作，建立新能源技术创新联盟，加速技术成果转化和产业化应用。
优化新能源规划布局：根据资源禀赋和生态环境承载能力，科学规划新能源开发布局，集中式与分布式并举。在西北、华北等地区建设大型风光基地，在中东部地区发展分布式光伏、分散式风电，在沿海地区推进海上风电发展。
完善市场机制与政策保障：深化电力体制改革，建立健全新能源参与电力市场的机制，完善电价形成机制和辅助服务市场。保持政策连续性和稳定性，逐步从补贴政策向市场化机制过渡，为新能源发展创造公平竞争的市场环境。
强化生态环境保护与协调：在新能源项目规划、建设和运营全过程加强生态环境影响评估，采取有效措施减少对生态环境的影响。推动新能源开发与生态修复、乡村振兴、农业现代化等相结合，实现可持续发展。
幻灯片 15：总结与展望
发展成就回顾：我国新能源发展取得举世瞩目的成就，装机规模全球领先，技术水平不断提升，产业竞争力增强，为能源转型和 “双碳” 目标实现奠定了坚实基础。
未来前景展望：随着技术进步、成本下降和政策支持，新能源将成为未来能源系统的主体，在电力、交通、工业等领域广泛应用。到 2035 年，我国非化石能源消费比重有望达到 [X]% 以上，建成清洁低碳、安全高效的能源体系，为全球能源转型和可持续发展贡献中国方案和中国智慧。
2024人教版物理九年级全册
22.2新能源的发展
第二十二章 能源与可持续发展
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
1. 能量转移具有方向性
（1）探究能量转移具有方向性
①实例一：把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？
【现象】若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度升高，内能增加。若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能减少。水的内能会传给空气，水不会变热。
【分析】这是因为在热传递的过程中，热量只能
自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地
从低温物体转移到高温物体。
一、能量转移和能量转化的方向性
你见过生活中热量从低温物体转移到高温物体的吗？
②实例二：如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。例如，电冰箱工作时将热量从温度较低的内部转移到温度较高的外部，需要消耗额外的电能。
（2）探究归纳
在热传递的过程中，能量总是自发地从
高温物体转移到低温物体，不能相反。
一、能量转移和能量转化的方向性
电冰箱制冷
要消耗电能
结论：能量的转移具有方向性.
2. 能量转化具有方向性
（1）探究能量转化具有方向性
①实例一：火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，但是这些能量无法再变回可以被利用的能源。
一、能量转移和能量转化的方向性
化学能
内能、光能、机械能…
电能
②实例二：
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，但这些能量不能自动地收集起来再次驱动汽车。这些能量虽然没有消失，但也不能再被我们利用。
一、能量转移和能量转化的方向性
（2）探究归纳：能量的转化具有方向性。
3. 综合上述探究可得出结论
结论：能量的转移和转化具有方向性.
3. 节约能源
能量的转化和转移都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。
因此，不是所有的能量都可以利用。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
一、能量转移和能量转化的方向性
人类消耗各种能源时给自己带来了便利，也给自己造成了麻烦，不可避免地对环境造成影响，对环境造成了污染。
想一想：能源消耗对环境有哪些影响？
化石能源是现代的主要能源。化石燃料在燃烧利用过程中, 产生的各种气体与固体废物和余热对环境造成污染。
二、能源消耗对环境的影响
二、能源消耗对环境的影响
（1）热污染
化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。汽车尾气是造成空气污染和城市热岛效应的罪魁祸首之一。
城市里，大量烟尘和废气阻碍了地表热量向外辐射。另外，城市中的建筑物、混凝土和沥青路面，改变了地表的反射率和蓄热能力，使得城市气温比周围农村的高。
1. 能源消耗对环境的影响，主要体现在以下几个方面
一座1.0×107kW燃煤电厂，每年燃煤约3.5×106t，向大气排放二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达1.09×106t.
（2）大气污染
化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成酸雨，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害.
二、能源消耗对环境的影响
①酸雨
酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。 雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水。
酸雨的形成过程
酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。例如燃料燃烧生成的二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
二、能源消耗对环境的影响
②酸雨的危害
酸雨可导致土壤酸化。土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长期和过量的吸收铝，会中毒死亡。
被酸雨严重腐蚀的乐山大佛
酸雨能使非金属建筑材料表面硬化、水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，建筑材料变脏、变黑，损坏建筑物。
土壤酸化
二、能源消耗对环境的影响
（3）温室效应
温室效应是指透射阳光的空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，给地球穿上了一件保暖羽绒服。而燃料燃烧产生的大量二氧化碳，大大加剧了地球的温室效应。
温室效应会造成全球气候变暖，冰川融化，海平面上升，出现极端高温、干旱、飓风、许多生物物种灭绝，也给人类带来直接威胁。
二、能源消耗对环境的影响
（4）生态破坏
一些欠发达地区过分依靠柴薪能源，破坏了森林和植被，加剧水土流失和土地荒漠化。
二、能源消耗对环境的影响
（5）有害辐射
核能的开发和利用，也不是绝对清洁和安全的，处理不当或遇到特殊情况（如地震）发生核泄漏时，会对环境造成严重的辐射危害.
2011年3月12日，地震导致福岛第一核电站、第二核电站电厂的放射性物质泄漏到外部。
二、能源消耗对环境的影响
（6）废物污染
煤、柴薪等能源在使用后，会产生废物，对环境也会造成一定的污染.
二、能源消耗对环境的影响
能源种类 产生 的环境问题 石油和 天然气 煤 水力发电 核能 柴薪
空气污染
废物
有害辐射
水土流失和沙漠化（破坏生态平衡）
√
√
×
×
√
√
×
×
√
√
×
×
×
×
√
×
×
×
×
√
想想议议：在消耗各种能源时，对环境造成怎样的破坏呢？用“√”表示大量消耗能源对环境会有明显的破坏，用“×”表示对环境不会造成明显的破坏。
二、能源消耗对环境的影响
2. 利用能源的建议
（1）人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然环境的和谐与平衡。
（2）不要因为利用能源时会对环境造成污染而停止使用能源，也不能为了促进文明和社会的发展而过量使用能源，对环境造成严重污染。使用能源和保护环境可以做到有机地统一、和谐地发展。要解决这个问题，当然离不开科学技术的进步和社会的发展。
二、能源消耗对环境的影响
我国目前能源消耗结构
想想议议
请观看我国目前的能源消耗结构图，发现什么问题？
煤和石油是现在人们使用的主要能源。
按现在的能源消耗计算，世界上的煤、石油和天然气等化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。同时大量消耗常规能源带来了环境问题。
开发未来理想能源是人类发展所要解决的重要课题。你认为风能、太阳能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为未来的理想能源，为什么？
三、能源与可持续发展
三、能源与可持续发展
1. 可持续发展的两个方向
能源的利用要考虑持续性发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后代人的需求。
（1）提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。
（2）开发和利用新的理想能源。
三、能源与可持续发展
2. 不可再生能源和可再生能源
核能
（1）不可再生能源
化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。
由于全世界能源的消耗逐年上涨，这些不可再生能源会在不太长的时间内消耗殆尽。
（2）可再生能源
像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以把它们称为可再生能源。
可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
三、能源与可持续发展
3. 未来理想能源
未来理想能源须满足的条件：
（1）必须足够丰富，可以保证长期使用；
（2）必须足够便宜，可以保证多数人用的起；
（3）相关技术要成熟，可以保证大规模使用；
（4）必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
三、能源与可持续发展
你认为风能、太阳能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为未来的理想能源，为什么？
风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能有可能成为今后的理想能源，因为这些能源既可以循环使用，又不会对环境产生破坏和污染。
三、能源与可持续发展
秦山核电站
敦煌光伏电站吸热塔
新疆达坂城风力发电
4. 我国新能源开发和利用的实例
河南黄河小浪底发电工程
三、能源与可持续发展
新疆太阳能发电站
羊八井地热电站
蓝鲸一号南海开采可燃冰
我国在试验氢能源汽车
三、能源与可持续发展
预学新知
1.如图所示是风光互补路灯，此灯组不需外界对其供电，
它能将太阳能和风能转化为____能供灯泡使用。若
1 000套该路灯一年内可间接节约电能 ，相
当于__________的煤完全燃烧放出的能量。
煤的热值
电
2.2024年4月9日，我国西部第二台华龙一号核电机组——中广核广西防
城港核电站4号机组首次并网成功，机组提供____能，消耗的是核能。
电
新知梳理
3.质量较大的原子核发生______或质量较小的原子核__________，就有
可能释放惊人的能量，这种能量就是核能。
分裂
相互结合
4.核电站利用____ 能发电，它的核心设备是__________ 。
核
核反应堆
5.获得核能有________和________两种途径。核电站是利用可控制的核
______，原子弹是利用不加控制的核裂变，氢弹是利用核______。
核聚变
核裂变
裂变
聚变
6.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________，释放出巨大的核能。
核聚变
7.太阳能属于新能源，太阳能是____（填“可”或“不可”）再生能源；核
能是______（填“可”或“不可”）再生能源。
可
不可
8.太阳能电池把太阳能转变成____能；集热器把太阳能转化为____能。
电
内
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