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5.1 认识能源
第2课时 可再生能源、能源与社会发展
随着人类社会的不断发展，人们对能源的需求量也在不断增加。因此，世界各国高度重视寻找替代不可再生的新能源。当今世界正从以化石能源为主的常规能源时期，向以核能及可再生能源（太阳能、风能、水能、生物质能）为主的新能源时期发展。
三、可再生能源
太阳能
风能
水能
生物质能
1、太阳能
（1）太阳是我们所使用的大部分能的源泉；
地球自形成以来就受到太阳的辐射，在漫长的演化过程中所积累的太阳能是我们今天所用大部分能的源泉。
我们开采化石能源来获取能，实际上就是在开采千百万年前所接受的太阳能。
（2）在太阳向外辐射的能中，只有约二十二亿分之一传递到地球；
即使这样，地球上每年获得的太阳能仍然是十分巨大的。太阳每秒钟辐射到地球上的能大约相当于6×106t标准煤燃烧释放出的能。
（3）太阳能的利用
太阳能汽车
人类对太阳能的利用有着悠久的历史，很早以前就知道利用太阳能取暖、晒衣物、发展农业。
随着科学技术的发展，人类找到了更多利用太阳能的方法和途径。例如，人们利用太阳能热水器加热水，利用光伏电池将太阳能转化成电能驱动交通工具等。
图5.1-5 太阳能动力飞机
太阳晒衣服
太阳能热水器
2、水能
（1）水力发电：
利用河流、湖泊等高出的水往低处流动时，将水的重力势能转化为水轮机的动能，再推动发电机产生电能。
为了有效利用天然水能，需要人工修筑大坝、引水管涵等。
图5.1-6 水力发电
（2）水力发电的优、缺点：
优点：
发电效率高，成本低、可连续再生、无污染；
缺点：
工程投资大、建设周期长，受自然条件限制大。
3、风能：
（2）风力发电：
空气流具有的动能。
（1）风能是一种天然的可再生能源。空气流动形成风，速度越快，
风能就越大。
利用风力推动叶轮转动，然后叶轮带动发电机转动产生电能。
（3）风力发电场一般会安装多台大型风力发电机，并根据地形和
主风力方向排列，共同向电网供电。
图5.1-7 风力发电
（4）优点：
无污染，很少占用土地资源，是一种比较廉价的发电方式。
缺点：
风速不稳定、投资较大、对野生动物有负面影响等。
视频：潮汐能
（1）海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。
4、潮汐能
（2）潮汐能发电：
利用海湾、河口等有利地形，建筑水坝，形成水库，大量蓄积海水，并利用安装在大坝中的水轮发电机进行发电。
图5.1-8 潮汐发电
视频：生物质能
5、生物质能
（1）生物质能：
由生物体产生的能。
（2）生物质能的本质：
地球上的植物进行光合作用所消耗的能，占太阳照射到地球总辐射能的0.2% 。
是以化学能的形式储存在生物体中的太阳能，它来源于绿色植物的光合作用。
（3）生物质能的来源：
柴薪、人畜粪便、城市生活垃圾、绿色植物等。
（4）生物质能的利用：
人们通过生物质能热分解技术，可以制取人造石油、生物炭和可燃气体，使生物质能得到充分利用。
图5.1-9 生物质能利用
能源的利用满足了人们的物质生活需求，但过度开采和不当利用导致生态环境遭到了破坏。
虽然使用可再生能源能够减少对环境的破坏，但开发可再生能源的过程中，对环境有没有伤害呢
四、能源与社会发展
1.搜寻有关可再生能源的网站，选取其中一种你感兴趣的能源，了解该能源的内容与目前的发展情况，并尝试整理出其优缺点。
表5.1-1 记录表
示例：水能
特点：
（1）可再生性 ； （2）清洁无污染；
（3）能量转化高效； （4）资源分布不均。
优点：
（1）清洁无污染，零碳排放； （2）可再生，取之不尽；
（3）运行维护成本低； （4）可灵活调峰供电；
（5）综合效益突出； （6）运行寿命长。
缺点：
（1）自然条件限制强； （2）生态影响显著；
（3）前期投入巨大； （4）供电稳定性受季节影响；
（5）存在地质风险。
2.搜寻目前我国适合使用此能源的地方在哪里，并说明理由。
表5.1-2 记录表
示例：水能
区域1：大江大河的中上游与地势阶梯交界处
典型区域 ：我国西南地区，长江上游、雅鲁藏布江、澜沧江等流域、黄河上中游、红水河等水电基地。
核心理由 ：这类区域地处地势阶梯交界带，海拔骤降形成数百上千米的天然落差，同时受季风或高山降水影响，河川径流量充足，水能蕴藏量高度集中，能量转化效率极高，适合建设大型高水头坝式水电站。我国西南地区这类区域的水能资源占全国总量的 67.8% ，是全球最具代表性的水能富集区。
区域2：山地与丘陵河谷地带
典型区域 ：我国闽浙赣丘陵、长白山区，以及全球各地降水充沛的山地区域。
核心理由 ：山地地形起伏明显，河流天然落差充足，同时区域内降水丰富、支流众多，能为电站提供稳定的水流支撑。这类区域既可以建设中小型高水头水电站，也能依托分散的溪流开发微型水电，开发灵活性强。
3. 尝试就“能源的发展与人类生活”展开讨论，写出你的观点。
能源是人类文明演进的核心底座，每一次能源技术的跃迁都深刻重塑生活形态。从薪柴取暖到电气化普及，能源利用效率的提升，不断拓展人类的活动边界，改善生活便利度。当下向清洁电力的转型，更在兼顾发展的同时，推动生活走向低碳可持续，为文明长期延续筑牢根基。
1、人类对能源利用经历了三个阶段：
柴薪时期、化石能源时期、多能源结构时期。
图5.1-10 能源利用
（1）柴薪时期：
人类掌握了取火的技术，用火取暖、照明、烹饪食物等，生活方式才发生了改变。火的使用是人类在能源使用上迈出的重要一步。
（2）化石能源时期：
①18世纪末蒸汽机的发明和改进，使人类开始了对化石能源的大规
模利用，人类文明进入了新纪元；
②19世纪末20世纪初，内燃机、发电机的发展，强有力地推动了机
械化与电气化进程；
③20世纪50年代，世界石油和天然气的消耗量超过了煤炭。
蒸汽机
内燃机
发电机
（3）多能源结构时期：
目前人们积极开发太阳能、风能、核能等新能源技术，人类对能源的利用正从化石能源时期走向多能源结构时期。
能源技术的每一次突破，都带来了人类生产方式和生活方式的改变，促进了社会的进步。
多能源结构
2024年全国电力装机结构占比（万千瓦）
（1）加剧温室效应：
2、化石能源利用对环境的影响：
煤炭和石油等化石燃料燃烧产生二氧化碳气体，改变了大气的成分，加剧了气候的变化。
（2）形成酸雨：
化石燃料中硫的燃烧生成二氧化硫等物质，使雨水的PH降低，形成酸雨，腐蚀建筑物、酸化土壤。
（3）产生光化学烟雾污染：
化石燃料燃烧产生的氮氧化物和碳氢化合物，在大气中受到紫外线照射后产生光化学烟雾。
（4）燃烧产生的浮尘也危害着人的健康。
能源的使用推动着人类社会不断向前发展。但是，对常规能源的过度开发和利用，也不可避免地给人类生存环境造成了严重影响。
能源的短缺、过度使用化石能源带来的环境恶化，已经成为人类社会能否可持续发展的重大问题。
图5.1-11 能源利用对环境的影响
为保障人类不断增长的能源需求，需要改变现有能源利用的不合理结构和能源利用方式，大力提倡节能，探究能源利用的新途径，转变能源的供需模式，开发出满足人类可持续发展需求的能源，最终实现人类与自然、环境的和谐发展。
1、太阳是太阳系中唯一的恒星，每时每刻向外辐射太阳能。下列
关于太阳能的叙述中，错误的是 ( )
A.煤、石油、天然气等化石燃料中的能量最终来自于太阳能
B.生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的
C.地球上的水循环是由太阳能推动的
D.太阳能来源于太阳内部的核裂变
2、太阳能是地球能量的主要来源，太阳能的实质是 ( )
A.原子核的放射性产生的核能
B.原子核的裂变产生的核能
C.原子核的聚变产生的核能
D.化学反应产生的化学能
D
C
3、为全力打造“西湖蓝”，杭州对环境进行了全面整治，如:大力推广使用各类清洁能源、新能源等。目前杭州纯电动公交已占运营车辆的90% 。下列有关叙述合理的是 ( )
A.电能、核能、汽油属于新能源
B.用汽车排出的废气主要对人体消化道造成严重影响
C.大量使用纯电动公交可以减少尾气排放
D.纯电动公交在充电过程中将化学能转化为电能
4、关于能源和材料，下列说法中正确的是 （ ）
A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心
B.核电站是利用核裂变释放能量进行发电的，是不可控制的
C.电饭锅、电熨斗中的电热丝可选择超导材料
D.能量守恒定律表明自然界中可利用的能量不会减少
C
A
5、人类社会的发展离不开能源，能源革命促进了人类文明的进步。
下列关于能源利用的说法中，正确的是 ( )
A.人类大量使用太阳能会导致温室效应
B.煤、石油、天然气的化学能归根到底来自太阳能
C.因为能量是守恒的，所以不存在能源危机
D.核能的使用会造成放射性污染，所以不应该开发核能
B
6、如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，各个反射镜均由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上。集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
（1）太阳能是可以从自然界源源不断地
得到的能源，为 能源；
（2）由题意可知该装置中的反射镜，将
照射在其上面的太阳光反射到塔顶
的集热器（锅炉）上，所以反射镜
的作用是改变了 ；
（3）水蒸气推动汽轮机的过程中，将 能转化为 能。
可再生
光的传播方向
内
机械
再见

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