资源简介

(共32张PPT)
幻灯片 1：课程标题
标题：22.1 能源利用的现状和面临的挑战
学科：物理
年级：九年级全一册（人教版）
前置关联：在掌握了能量的转化和守恒等基础知识后，进一步探讨能源在实际生活和生产中的利用情况以及所面临的问题
幻灯片 2：教学目标
了解全球及我国能源利用的现状，包括各类能源的消费占比、生产情况以及能源结构特点。
认识能源利用过程中面临的挑战，如能源短缺、环境污染、能源安全等问题，理解其对经济、社会和环境的影响。
培养学生分析问题和解决问题的能力，引导学生思考应对能源挑战的策略和方法，树立节约能源、保护环境的意识。
幻灯片 3：导入 - 能源与现代生活
生活场景展示：展示城市夜晚灯火辉煌、工厂机器轰鸣、汽车川流不息等图片或视频，提问学生这些活动背后离不开什么的支撑，引出能源的重要性。
能源的定义与作用：能源是能够提供能量的资源，是人类社会赖以生存和发展的物质基础，从日常生活的衣食住行到工业生产、交通运输、科技发展等各个领域，都离不开能源的驱动。
核心问题：我们现在主要使用哪些能源？这些能源的利用现状如何？在利用过程中又面临着哪些严峻的挑战？
幻灯片 4：全球能源利用现状 - 能源消费结构
饼状图展示：呈现近年来全球能源消费结构的饼状图，数据显示在全球范围内，化石能源（煤炭、石油、天然气）仍然占据主导地位，约占总能源消费的 80% 左右。其中，石油占比约 33%，煤炭占比约 27%，天然气占比约 24%。
非化石能源占比：可再生能源（如太阳能、风能、水能、生物质能等）和核能等非化石能源的消费占比逐渐增加，目前约占总能源消费的 20%。太阳能、风能等新能源发展迅速，但在能源消费结构中的占比相对较小，太阳能约占 3%，风能约占 5%，水能占比约 7%，核能占比约 4%。
幻灯片 5：全球能源利用现状 - 能源生产情况
能源生产大国：介绍世界主要能源生产国，如煤炭生产方面，中国、美国、印度等国家产量位居前列，中国是全球最大的煤炭生产国，2023 年煤炭产量占全球总产量的 50% 左右。
石油和天然气：石油生产上，沙特阿拉伯、美国、俄罗斯等是重要的产油国，美国在页岩油革命后，石油产量大幅提升，成为全球重要的石油生产和出口国。天然气方面，俄罗斯、美国、伊朗等国家储量和产量丰富，俄罗斯拥有丰富的天然气资源，其天然气出口量在全球占据重要地位。
可再生能源生产：在可再生能源生产领域，中国在太阳能光伏、风力发电等方面处于世界领先地位。2023 年，中国的风电装机容量和太阳能发电装机容量均位居全球首位，分别占全球总量的 30% 和 40% 左右，为全球可再生能源的发展做出了重要贡献。
幻灯片 6：我国能源利用现状 - 能源消费结构特点
以煤为主的结构：展示我国能源消费结构的变化趋势图，说明我国能源消费长期以来以煤炭为主。近年来，煤炭消费比重有所下降，但 2023 年仍占约 55%。煤炭在我国能源消费中的主导地位，与我国 “富煤、贫油、少气” 的资源禀赋密切相关。
能源消费增长：随着我国经济的快速发展，能源消费总量持续增长。过去几十年间，我国能源消费总量从较低水平增长到目前的高位，成为全球最大的能源消费国之一。尽管能源利用效率不断提高，但能源消费的绝对量仍在增加，对能源供应提出了巨大挑战。
幻灯片 7：我国能源利用现状 - 能源生产与消费的地区差异
能源资源分布：我国能源资源分布不均，煤炭资源主要集中在华北和西北地区，山西、内蒙古、陕西等省份煤炭储量丰富。石油和天然气资源主要分布在东北、西北和沿海地区，如大庆油田、胜利油田等。可再生能源中，风能资源丰富的地区主要集中在 “三北” 地区（东北、华北、西北），太阳能资源丰富的地区主要在青藏高原、西北内陆等地。
能源消费区域：经济发达的东部沿海地区能源消费量大，但能源资源相对匮乏，能源供应主要依赖外部调入。而能源资源丰富的中西部地区，能源消费量相对较小，存在能源输出的情况。这种能源生产与消费的地区差异，导致了 “西电东送”“西气东输” 等能源跨区域调配工程的实施，以实现能源资源的优化配置。
幻灯片 8：能源短缺问题 - 供需矛盾日益突出
全球能源需求增长：随着全球人口的增长、经济的发展以及工业化、城市化进程的加速，全球能源需求持续攀升。新兴经济体的快速崛起，如中国、印度等，对能源的需求大幅增加，进一步加剧了全球能源供需紧张的局面。据国际能源署预测，到 2030 年，全球能源需求将比目前增长 30% 左右。
我国能源供需情况：我国作为世界上最大的发展中国家，经济的持续高速发展使得能源需求旺盛。尽管我国能源生产总量不断增加，但仍难以满足快速增长的能源需求，能源供需缺口逐渐扩大。例如，我国石油和天然气的对外依存度较高，2023 年我国原油对外依存度超过 70%，天然气对外依存度超过 40%，能源供应安全面临严峻挑战。
幻灯片 9：环境污染问题 - 能源利用对环境的影响
大气污染：化石能源的燃烧是大气污染物的主要来源之一。煤炭燃烧产生大量的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物，是导致酸雨、雾霾等大气污染问题的重要原因。石油和天然气燃烧也会产生一定量的污染物，对空气质量造成影响。据统计，我国大气污染物中，约 50% 的二氧化硫、40% 的氮氧化物和 30% 的颗粒物排放来自能源生产和消费领域。
温室气体排放：能源利用过程中产生的大量二氧化碳等温室气体排放，导致全球气候变暖。化石能源的燃烧是温室气体排放的主要来源，我国作为能源消费大国，二氧化碳排放量位居世界前列。全球气候变暖引发了一系列环境问题，如海平面上升、极端气候事件增加等，对人类社会和生态系统构成严重威胁。
幻灯片 10：能源安全问题 - 国际形势与能源供应风险
地缘政治影响：全球能源资源分布不均，一些主要能源生产国和地区地缘政治局势复杂，如中东地区长期存在政治动荡、冲突等问题，这使得国际能源市场供应面临不确定性。地缘政治冲突可能导致能源供应中断或价格大幅波动，影响全球能源安全。例如，中东地区的战争或政治危机往往会引发国际油价的剧烈波动。
能源运输安全：我国大量进口石油和天然气，能源运输通道的安全至关重要。目前，我国石油进口主要依赖海上运输，马六甲海峡等重要运输通道的安全存在潜在风险，一旦运输通道受阻，将严重影响我国的能源供应。此外，能源运输过程中的管道泄漏、海上油轮事故等也可能对能源供应和环境造成严重影响。
幻灯片 11：能源利用效率问题 - 与发达国家的差距
能源利用效率指标：介绍能源利用效率的相关指标，如单位 GDP 能耗（生产单位国内生产总值所消耗的能源量）。我国单位 GDP 能耗虽然近年来持续下降，但与发达国家相比仍有较大差距。例如，我国单位 GDP 能耗约为美国的 2 倍，日本的 3 倍，这意味着我国在能源利用方面存在较大的提升空间。
能源浪费现象：在我国，能源浪费现象较为普遍。工业领域中，一些企业生产工艺落后，能源利用效率低下，存在大量的能源浪费。在建筑和交通领域，能源浪费问题也较为突出，如建筑物的保温性能差、汽车的燃油效率低等。提高能源利用效率，减少能源浪费，是缓解能源供需矛盾、降低环境污染的重要途径。
幻灯片 12：应对能源挑战的策略 - 节约能源
工业节能：推动工业企业技术改造，采用先进的生产工艺和设备，提高能源利用效率。例如，推广高效的电机系统、余热回收利用技术等，降低工业生产中的能源消耗。
建筑节能：加强建筑节能设计，提高建筑物的保温隔热性能，推广使用节能门窗、节能灯具等。发展绿色建筑，利用太阳能、地热能等可再生能源为建筑物提供能源，降低建筑能耗。
交通节能：鼓励发展公共交通，提高公共交通的服务质量和覆盖率，减少私人汽车的使用。推广新能源汽车，提高汽车的燃油经济性，降低交通领域的能源消耗和污染物排放。
幻灯片 13：应对能源挑战的策略 - 开发新能源
太阳能利用：介绍太阳能光伏发电、太阳能热水器等应用。我国太阳能资源丰富，大力发展太阳能产业，可有效增加能源供应，减少对化石能源的依赖。近年来，我国太阳能光伏发电装机容量快速增长，成本不断降低，已逐渐具备市场竞争力。
风能利用：我国风能资源丰富，特别是 “三北” 地区和沿海地区。发展风力发电，建设大型风电场，将风能转化为电能。目前，我国风电技术不断进步，风机制造能力不断提升，风电在能源结构中的占比逐渐增加。
其他新能源：积极开发水能、生物质能、地热能、氢能等新能源。水能是一种清洁、可再生的能源，我国水电资源开发潜力较大。生物质能可通过生物质发电、生物燃料等方式加以利用。地热能可用于供暖、发电等领域。氢能作为一种高效、清洁的能源载体，具有广阔的发展前景，但目前在技术和成本方面仍面临一些挑战。
幻灯片 14：应对能源挑战的策略 - 提高能源利用效率
技术创新：加大对能源技术研发的投入，鼓励企业和科研机构开展合作，突破能源高效利用的关键技术。例如，研发新型的能源转换和存储技术，提高能源转换效率；开发智能电网技术，实现能源的优化分配和利用。
产业结构调整：推动产业结构优化升级，减少高耗能、低附加值产业的比重，发展高新技术产业和服务业。高新技术产业和服务业能源消耗相对较低，附加值较高，有利于提高能源利用效率，促进经济可持续发展。
能源管理：加强能源管理，建立健全能源管理制度和标准，对能源生产、运输、消费等环节进行精细化管理。通过能源审计、能效标识等手段，督促企业和消费者提高能源利用效率。
幻灯片 15：课堂总结
能源利用现状：全球及我国能源消费仍以化石能源为主，但非化石能源占比逐渐增加。我国能源生产与消费存在地区差异，能源消费总量持续增长。
面临的挑战：能源短缺、环境污染、能源安全以及能源利用效率低等问题严重制约着经济社会的可持续发展。
应对策略：通过节约能源、开发新能源、提高能源利用效率等多种策略，应对能源挑战，实现能源的可持续发展。
学生意识培养：鼓励学生在日常生活中养成节约能源的好习惯，关注能源问题，积极参与能源保护行动。
幻灯片 16：课后作业
资料收集：查阅资料，了解我国在开发新能源方面取得的最新成就，并撰写一篇简短的报告。
实践调查：调查自己家庭或学校的能源使用情况，提出至少三条节能建议。
思考讨论：以小组为单位，讨论如果全球能源资源枯竭，人类社会将面临哪些问题，我们应该如何应对？形成书面报告。
2024人教版版物理九年级全册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
22.1能源利用的现状和面临的挑战
第二十二章 能源与可持续发展
a
i
T
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j
m
i
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N
g
（1）物质的运动和相互作用的方式多种多样，每种运动形式都对应相应的能量。
（2）常见的能量：如机械能、内能、化学能、电能、核能等。
2. 能源
能够提供能量的物质资源叫做能源。
生产和生活中利用的各种能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。
1. 能量
一、人类利用能源的历程
3. 常见的能源
（1）化石能源
①我们使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
一、人类利用能源的历程
②化石能源的形成示意图
岩石
岩石
岩石
岩石
褐煤
煤
动、植物化石
煤
转化
一、人类利用能源的历程
③化石能源是当今世界的主要能源
使用化石能源的交通工具：货车、轮船、飞机、汽油机、柴油机等。
一、人类利用能源的历程
（2）生物质能
由生命物质提供的能量称为生物质能。生物质能可以理解为生物机体物质发生化学变化时释放的能量。例如，食物分解和柴薪燃烧等都提供了生物质能。
一、人类利用能源的历程
（3）太阳能
由太阳辐射提供的能量。
一、人类利用能源的历程
（4）水能、风能
由自然界中的流水和风提供的能量。
一、人类利用能源的历程
（5）地热能
由地球内部提供的一种内能。
一、人类利用能源的历程
新西兰陶波菲尔德地热发电站
（6）电能
由其他形式的能转化而成的供各种用电器使用的能源叫做电能。
为什么我们要使用电能，不直接使用石化能源呢？
① 电能便于输送。
一、人类利用能源的历程
②电能便于转化
电能通过用电器可以比较方便地转化为机械能、化学能光能、内能等其他形式的能量，为人类所用。
一、人类利用能源的历程
电能
内能光能
转化
内能
机械能
转化
化学能
转化
转化
4. 人类利用能源的历程
能源利用 历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
火的利用
钻木取火是从利用自然火到利用人工火的转变，开启了以柴薪作为主要能源的时代。现在，柴薪仍是某些地区的重要生活能源.
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑。人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，直接导致了第二次能源革命。化石能源是当今世界的主要能源，推动了化石燃料工业的兴起，使人类进入工业化社会.
第一次能源
革命的标志，
第一次使人支配了一种自然力
第二次能源革命的标志，引发了世界性的工业革命
化学能→内能
化学能→内能→机械能
蒸汽机的应用
钻木取火
一、人类利用能源的历程
化石能源的利用
能源利用 历程 代表事件 能源利用简介 意义 能量
转化
电能的 利用
19世纪以来，电磁感应现象的发现，发明了发电机，使煤、石油等化石能源转换成更加便于输送和利用的电能。电能最终通过用电器转化为光能、内能、机械能等其他形式的能，为人类所用.
20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕
电能的利用是人类进人现代文明社会的标志
第三次能源革命的标志，开始了开发和利
用核能的新纪元
机械能→电能
核能→电能
核能发电
一、人类利用能源的历程
电能支撑的城市
核能的
利用
（1）一次能源
像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。
化石能源（煤、石油、天然气）都是一次能源，其他常见的一些能源：风能、水能、太阳能等也都是一次能源。
　5. 一次能源与二次能源
一、人类利用能源的历程
常见的一次能源：地热能、核能等。
地热能
核能
一、人类利用能源的历程
（2）二次能源
①无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。
②常见的二次能源：电能，因为电能是消耗一次能源得到的。
风能发电
风能
水能
水力发电
电能
一、人类利用能源的历程
光发电时，把光能转化为电能。因为光能是一次能源，消耗一次能源才能得到电能，所以电能是二次能源。
光能
电能
转化
光发电
一、人类利用能源的历程
其他常见的二次能源：汽油、柴油、酒精等。
汽油
货车使用的柴油
酒精
一、人类利用能源的历程
分类 概念 实例
一次能源
可直接从自然界获得的能源
太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等
化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能、潮汐能等
煤、石油、柴薪等
一、人类利用能源的历程
二次能源
无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源
电能、酒精、木炭、煤气、柴油、液化气、沼气、氢气、汽油等
按照对环
境的影响
清洁能源
污染能源
使用时对环境没有污染或污染较轻的能源
使用时对环境污染较重的能源
按照人类开发早晚
新能源
常规能源
人类已经利用多年的能源
人类新近才开始利用的能源
煤、石油、天然气及水能等
核能、太阳能、潮汐能、地热
能、风能、生物质能等
　6. 总结——能源的分类
按照获
取方式
1. 能源危机已成为国际性问题，世界各国越来越重视节约能
源。下列能源不属于化石能源的是( )
B
A. 天然气 B. 木材 C. 煤 D. 石油
返回
2. 我国工业化、城市化、现代化的快速发展，使能源的需求
不断增加。因此，开发和利用可再生能源尤其重要，下列四
种能源中属于可再生能源的是( )
C
A. 煤 B. 石油 C. 太阳能 D. 天然气
返回
3. 西藏蕴藏丰富的清洁能源可用于发电，下列发电站利用不
可再生能源的是( )
B
A. 那曲风电场 B. 拉萨火电厂
C. 纳金水电站 D. 羊八井地热电站
返回
4. 新能源纯电动汽车是指以车载电源为动力，将电源的电能
转化为机械能，驱动电动机带动车轮行驶，电能属于( )
B
A. 一次能源 B. 二次能源
C. 可再生能源 D. 不可再生能源
返回
5. 节能减排、保护环境是每个人的共同责任。下列做法符合
节能环保理念的是( )
C
A. 把废旧电池随意丢弃
B. 将电视机处于待机状态
C. 关停高能耗高污染的工厂
D. 将有害废水排放到江河中
返回
6.［2024·济宁］小球在摆动过程中
（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机
械能会转化为______，这部分能量不可能自
动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，
内能
方向
小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，
能量的转化与转移具有______性。
返回
7. 各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发
生转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化
的顺序排列正确的是( )
C
A. ①②③④ B. ②③④①
C. ④③①② D. ②①③④
返回
8. 在国家大力提倡节能减排和使用新能源
的政策支持下，小明家计划安装太阳能电池板供照明使用，
同时将普通白炽灯全部换成 节能灯。他通过调查和查阅
资料获取了以下信息：①小明家所处位置每天平均能接收的
太阳能约为 ；②某型号的太阳能电池板对太
阳能的利用率为；的节能灯照明效果与
的普通白炽灯相同；④家里有5盏 的普通白炽灯，每盏
灯每天平均使用 。请回答下列问题：
（1）你能为节能减排做些什么？（写出一条即可）
【解】节约纸张（或随手关灯）。
（2）换用节能灯后与原来相比，每天可节约用电多少度？
家里有5盏的普通白炽灯，每盏灯每天平均使用 ，则
换用节能灯后每天可节约用电
度。
（3）至少要安装多少平方米②中型号的太阳能电池板才够
节能灯使用？
5盏节能灯每天的用电量
，单位面
积的太阳能电池板每天发电量
，至少要安
装太阳能电池板的面积 。
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能 源
能源分类
能源：能够提供能量的物质资源叫做能源.
①钻木取火：开启了以柴薪作为主要能源的时代.
②蒸汽机：是人类利用能量的新里程碑.
③核能：拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕.
①按照人类开发早晚分：常规能源、新能源.
②按照能否从自然界直接获取分：
一次能源、二次能源.
③按照对环境的影响分：清洁能源、污染能源.
能源危机；开发新能源.
21世纪的
能源趋势
三、课堂总结（1）
能 源
人类利用
能源的历程
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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