开发新能源教案(精选8篇)
【教学目标】
1.知识与技能
(1)了解直接利用太阳能的两种途径。
(2)了解裂变、聚变,知道原子弹、氢弹的制造原理,知道核反应堆的作用,以及核电站的原理和特点。
(3)能结合实例,说出不可再生能源和可再生能源的特点。2.过程与方法
经历对太阳能开发利用的交流讨论过程,感悟交流讨论是一种获取知识的重要途径和方法。
3.情感态度和价值观
知道开发太阳能的价值。知道开发核能的意义,认识开发核能的过程中技术的价值,同时感悟科学是一把双刃剑的道理。对核能的开发和利用要有正确的态度。
【教学重点】
太阳能的特点,直接利用太阳能的途径和方法。释放核能的方式:核裂变和核聚变,核能的利用。
【教学难点】
核能的利用。
【教学方法】
观察引导、课上交流、巩固总结。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
随着经济的不断发展,能源的消耗量迅速增长,使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此,人们正在积极寻找各种办法和措施,大力探索和开发各种新能源。
二、新课学习
1.太阳能—永恒的动力之源 太阳是一个巨大的能源,人类生存的基础来源于太阳辐射的能量,太阳辐射的能量主要为光和热。如图20-6,太阳辐射至地球的能量功率为1.7×1014kW,同时太阳能是清洁能源,这是太阳能利用的基础。
太阳能的吸收和利用途径如图20-7所示。包括植物和微生物的光合作用,大气和水分对的蒸腾循环,海洋的吸收和直接利用四个途径。光合作用吸收的能量转化为植物的化学能,进而作为薪柴、煤炭等资源利用;大气和水分的升腾循环提供了风能、水能等能源;海洋的吸收转化为海洋的内能;直接利用包括光热转换和光电转换,比如太阳能热水器和太阳能电池。
活动:怎样直接利用太阳能
如图20-8所示,太阳能的利用途径通常为能量转换的方式,包括向内能、电能和化学能的转换。太阳能热水器利用太阳能将水加热,能量转化为水的内能;太阳能电池利用太阳光转化为电能;太阳能汽车利用太阳光制备氢气,再用氢能提供汽车动力。
如图20-9所示,太阳能是利用半导体对太阳光的吸收,使太阳光转换为电能,从而为卫星、家庭等地方提供电能。
例1 市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子,在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉意.该装置的能量转化情况是()
A.机械能→太阳能→电能
B.太阳能→机械能→电能 C.电能→太阳能→机械能
D.太阳能→电能→机械能
解析:帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能,供小电扇工作.小电扇工作时消耗电能,将电能转化为扇叶的机械能.故选D.
2.核能——造福人类的神火
原子核内蕴含着巨大的能量,称为核能或原子能。核能的释放途径为核聚变和核裂变。核裂变是一种链式反应,它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。利用中子轰击铀核,可以将铀核分裂,同时释放出2-3个中子,释放的中子可以轰击另一个铀核,这样就组成了链式反应,如图20-10所示。核裂变能够释放出很大的能量,但如果不能控制裂变的速率,就容易导致大量的能量被释放出来,原子弹爆炸就属于核裂变。1kg铀提供的能量相当于2700t煤炭的能量,所以核能具有很高的能量密度,在利用核能发电时,需要设立装置来控制中子产生的数量和速率,如图20-12所示。
核聚变是核能利用的又一大重要方式。如图20-13所示,质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时,变为质量较大的原子核,释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温,所以核聚变又称为热核反应。目前核聚变只限于核爆炸,这也是太阳能的产生来源。氘原子的来源丰富,1L海水中具有0.03g氘原子,对应300L汽油的能量,所以对核聚变的利用非常重要,目前我国对受控核聚变的研究位于世界前列。
例2 下列属于链式反应的是()A.原子弹爆炸 B.氢弹爆炸
C.镁条的燃烧 D.太阳内部发生的核反应
解析: 链式反应是重核裂变时用中子轰击重核,产生多个中子,中子又会撞击重核,产生更多的中子,使裂变不断进行下去的反应过程,链式反应发生在核裂变时,故A正确;氢弹爆炸是利用核聚变;太阳内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变释放能量;镁条的燃烧是一种化学变化,BCD不合题意.故选A.
除太阳能和核能外,海洋能、风能、氢能都是具有很大应用潜力的新能源。地球上71%的面积都是海洋,波浪、海流、潮汐、温差都能够提供很大的热量。与此类似,风能和氢能也是重要的清洁能源。
三、课堂练习:
1.下列说法中正确的是(C)A.原子核在常温下就能发生轻核的聚变 B.太阳的能量来自大量的氖核的裂变 C.核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变 D.煤、石油、天然气都属于可再生能源
2.以下属于相对清洁、又取之不尽的能源是(C)A.煤 B.核能 C.太阳能 D.天然气
3.关于核反应,下列说法正确的是(B)A.只有裂变才能释放出核能
B.原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的 C.核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的 D.氢弹爆炸是利用裂变释放出核能 课堂小结:
【师生交流】通过这节课,谈一下我们学习了哪些内容? 【总结】 20.2 开发新能源
1.太阳能—永恒的动力之源
太阳能的利用途径通常为能量转换的方式,包括向内能、电能和化学能的转换。太阳能热水器利用太阳能将水加热,能量转化为水的内能;太阳能电池利用太阳光转化为电能;太阳能汽车利用太阳光制备氢气,再用氢能提供汽车动力。
2.核能——造福人类的神火 核能的释放途径为核聚变和核裂变。
核裂变是一种链式反应,它将较重的原子核裂变为较轻的原子核。利用中子轰击铀核,可以将铀核分裂,同时释放出2-3个中子,释放的中子可以轰击另一个铀核,这样就组成了链式反应。核聚变是核能利用的又一大重要方式。质量较轻的氘原子核和氚原子核在吸收巨大能量的同时,变为质量较大的原子核,释放出更大的能量。这种巨大的能量来源于超高温,所以核聚变又称为热核反应。
【板书】
【教学反思】
核电是一种稳定能源, 长远来看是一种便宜的能源。它能减少对石油天然气的需求, 而且铀资源比较稳定和充裕。相比火力发电, 核电在大气污染和全球气候变暖方面显然有着无可比拟的优越性。
20世纪70年代的石油危机之时, 法国政府考虑到化石燃料匮乏, 制定了核电发展计划。此后, 法国核电进入了批量建设时期, 年均建成4~5台核电机组, 所有核电站执行同样的技术发展模式, 无论是核电站选址、修建, 还是生产运作, 全部采纳标准化、系列化技术指标, 形成全国范围的同类技术核电站体系, 构建了高效安全的核电体系。
资料显示, 2002年法国核电总成本为煤电的70%~84%, 是天然气发电成本的75%~105%, 更重要的是它对环境的影响较小。
法国还大力研究和发展包括太阳能、风能和潮汐能在内的多种新能源。
2007年6月, 法电投资入股成立了有800多名员工的新能源公司。该公司2008年在法国南部纳博讷市建设了一座光伏太阳能电站, 占地23公顷, 4个月建成, 总功率达7兆瓦, 是目前法国城市最大的太阳能电站之一, 能够满足当地4200多户居民每年的电力需求。该公司2009年在欧洲建立了10个同等规模的太阳能电站。公司还与美国第一太阳能公司组建合资公司, 在法国制造太阳能薄膜板, 以降低太阳能发电成本, 并促进太阳能发电的加快发展。2008年7月, 法电在法国布列塔尼西北的潘波勒近海启动了世界上首个“潮汐法电集群”项目, 通过该项目进行利用潮汐发电的实验, 以开发可再生能源新技术。此外, 2008年1月, 法电还筹备建立了名为“欧盟未来能源基金”的专项基金, 用于资助清洁能源领域的教育和研究。
面对能源的危机,人们首先想到的是利用太阳能。但是,根据测量,照射到地球的阳光中,有23%被大气所吸收,30%被反射回宇宙,仅有47%可以到达地面。因此,利用率并不理想。
20世纪中叶,美国科学家格拉塞提出:如果在空中把太阳能直接转化为电能再传输回地面,则效率将大大提高!根据这一理论,他设计了一个围绕地球运行并装有太阳能电池板的空间站,该装置可以将电能转化为微波,并将微波集束发送到地面,同时,被地面的太阳能“电池阵”接收。这就能解决一个数千万人的城市用电问题!
英国曼彻斯特大学的克伯尔教授提出了在月球上索取太阳能的计划。他认为,月球没有氧气,没有风雪雷电,在月球的环形山中设置的太阳能电池阵,就没有被腐蚀的危险,可供长期使用。
他提出,可利用性能极强的激光束把电力传输回地而,这样在月球表面的不同地点建立三个发电站,就能满足全球60亿人口的全天候用电。由于激光具有将能量集中的特性,因而地面的接收系统不至于过大,从而可以给人类提供廉价的电力。
按性质分类 ⑴可再生资源:水能、风能、生物能、潮汐能、太阳能;
⑵非可再生资源:煤炭、石油、天然气
导入新课:煤炭虽然是非可再生能源,用一点就少一点,但在世界能源消费结构中占有重要地位,我国更是如此。山西省是我国重要的煤炭基地,合理开发和利用煤炭资源直接影响到山西省乃至全国的可持续发展。
一、资源开发条件
阅读分析:山西省主要煤田和煤矿的分布图, 分析山西煤炭资源状况
1、煤炭资源丰富,开采条件好
⑴储量丰富 ⑵分布范围广 ⑶煤种齐全 ⑷煤质优良 ⑸开采条件好
相关资源课程标准
1、以某区域为例,分析该区域能源和矿产资源的合理开发与区域可持续发展的关系。
2、结合实例,分析区域能源和矿产资源开发条件与开发现状,分析区域能源和矿产资源对环境的影响,综合治理和保护措施。
三维目标
一、知识与技能
1.了解能源资源开发与区域可持续发展的关系。
2.理解能源资源开发的条件。
3.了解山西省能源基地建设的成就。
4.理解山西省构筑三条产业链的资源条件及意义。
5.理解山西省产业结构调整与能源的综合利用与环境保护治理的关系。
6.了解科技创新是山西省经济发展的先决条件。
7.理解山西省工矿区生态环境建设模式,学会知识迁移,为我国其他工矿区生态环境建设出谋划策。
二、过程与方法
1.通过阅读图表、资料,分析能源资源开发的条件及能源基地建设的成就。
2.通过师生交流讨论,培养学生良好的地理思维能力。
三、情感态度与价值观
1.能源工业是发展国民经济的基础,我国把能源工业放在战略重点的首位,急需科技人才为能源工业出谋划策,使学生们深知肩负的重任,同时学会一分为二地看待能源基地的建设成就,力求能源基地的建设有新的突破。
2.经济发展与环境保护两手都要抓,两手都要硬,经济发展与环境治理、保护要同步,引导学生树立正确的发展观与生态道德观。
3.凡事要学会因时而变,要学会用发展的观点去评判地理事物的合理与否。
教学重点
1.能源资源的开发条件。
2.产业结构的调整。
教学难点
山西能源基地建设。
教具准备
视频展示台,关于能源与生活的视频资料及关于山西煤炭基地的景观图,关于我国能源消费构成及山西能源地位的数据表格。
课时安排:2课时
教学过程
第一课时
导入新课:
提问:研究一个区域的地理环境,主要从哪些方面入手呢?
学生回答:地理位置、气候条件、地形条件、土壤条件、水文条件、植被条件、矿产资源条件等方面入手。
师:这些条件影响着一个区域的发展,作为一个区域,它要如何实现可持续发展呢?一方面要对区域的自然条件实施改造,另一方面要开发利用区域的自然资源。区域所拥有的自然条件和自然资源状况,影响着区域发展的方向;对自然条件的适度改造和对自然资源的合理利用,事关区域的可持续发展。今天我们就来探究区域自然资源综合开发利用。
第三章、区域自然资源综合开发利用
同学们都知道哪些自然资源啊?
学生回答。
师:自然资源主要包括:土地资源、气候资源、水 资 源、生物资源、矿产资源
( 投影)工业生产、汽车、火车等图片,提问:这些机械的运转与什么资源离不开啊?
学生回答——能源资源
师:以上这些机械的运转,离不开能源资源,今天我们就来学习能源资源的开发。
第一节、能源资源的开发
什么是能源资源?是指能为生产和生活提供动力的物质或能量。
思考:我们人类所使用的能源可分为哪两大类?各包括哪些能源?
学生回答:
问:对可再生能源我们应如何开发利用呢?对非可再生能源我们又该如何开发利用呢?
学生回答
师:对于可再生能源,我们应该保护和促进更新,并进行充分利用;对于非可再生能源,是经过漫长的地质历史时期而形成的,人类用一点少一点,而且利用不当还会造成生态环境的破坏,因此,在利用时应该节约、提高利用效率和寻找新的代替品。在非可再生能源中的煤炭,在世界能源消费结构中占有重要地位,我国更是如此。假如请你投资开发我国的煤炭资源,你会选择在哪里开发呢?为什么?
投影中国煤矿分布图。请同学们进行选择。
学生回答
师:我国山西省煤炭资源得天独厚,素以“煤海”著称于世,这里不仅是我国重要的煤炭基地,也是世界重要煤炭基地之一,所以,合理开发山西省煤炭资源直接影响着山西省乃至我国的经济的可持续发展。因此本节课主要以山西省煤炭资源的开发为例分析能源资源的开发。
我们在山西省投资开发煤炭资源,除了考虑这个地方有丰富的煤炭资源以外,我们还应考虑哪些开发条件呢?
学生回答,还应考虑开采条件、市场条件及交通条件。
一、资源开发条件
探究:请同学们看课本,探究山西资源开发条件的优势有哪些?具体表现在哪些方面?
学生回答。
师:投影
1)煤炭资源丰富,开采条件好
煤炭资源的有利条件 具体表现 储量丰富 已探明的煤炭资源储量为2700亿吨,按生产规模(4.8亿吨)计算,可开采560年 分布范围广 全省40%的土地下面有煤田分布。 煤种齐全 全国10大煤种,山西省都有分布。 煤质优良 具有低灰、低硫、低磷、发热量高的特点,大同煤田为低硫、低灰、高发热量的优质动力煤产地,河东煤田则是优质主焦煤基地 开采条件好 煤田多为中厚煤层,埋藏浅,适于露天开采和大规模机械化开采
2)市场广阔
投影我国能源生产量和消费量比较表,请同学们看表,你能从中看出什么问题吗?
生产量(亿吨标准煤) 12.4 14 18.46 消费量(亿吨标准煤) 13.6 15 19.7 30(预计) 学生回答:
从表中我们不难看出,我国能源的消费量大于生产量,大约比生产量大1亿吨标准煤。我国能源的消费量很大,而生产量不足,随着人口的增加、人民生活水平的提高和国民经济的发展,我国对能源的需求量会不断的增加,预计到时,我国的煤炭消费量将达到30亿吨,到那时,我国的能源缺口会更大。
投影中国与世界主要能源消费结构图,请同学们看图,思考:我国与世界的能源消费结构各有什么特点?
学生回答
师:我国能源消费以煤炭为主,而世界能源消费以石油和天然气为主;世界核能比重大,而我国核能却很少。我国的能源消费结构是以煤炭为主,且我们刚刚分析了我国能源消费结构有很大的缺口,这样的消费结构在很长一段时间内基本上是不会改变,这为山西省煤炭资源的开发提供了广阔的市场。
3)位置适中,交通比较便利
投影中国政区图,请同学们找到山西省,请问同学们,山西省位于我国的什么位置呢?
学生回答:中部地区。
山西省地处我国中部地区,临近我国这样一些工业区,北京、天津、郑州、洛阳、西安、咸阳等,与上海、沈阳、武汉等城市相距不远,所以从输煤输电来讲都非常便利。
投影山西省交通线分布图,请同学们看课本43页图3.4,在图中总结出山西省对外的交通运输方式主要有几种?
学生回答:铁路和公路运输。
师:山西省主要的运输方式是铁路和公路。下面我们来找出主要的铁路运输线。从北京经大同到包头的京包线;石家庄到太原的石太线;从太原到河南焦作的太焦线;从大同到秦皇岛的大秦线;从神木到黄骅港的神黄线;从图可看出,经过山西的铁路线较多,除了以上的铁路线外,还有很多铁路线和公路线,这些都为山西省煤炭的外运提供便利的交通条件,所以我们说山西省位置适中,交通比较便利。
过渡:以上是我们分析的山西省能源资源开发的优势条件,那么山西省能源资源的开发有没有不利条件呢?
下面请同学们读材料,分析这些材料说明山西省煤炭开采中存在着哪些问题?
学生回答:交通动力不足;水资源缺乏;生态环境脆弱。
从这几则材料我们看出,山西省资源的开采中也存在着不利条件。因此,在资源开发条件评价中,我们要学会分析它的有利条件和不利条件。只有了解了有利条件和不利条件,我们才能扬长避短的对区域资源进行合理的开发利用。
过渡:山西省资源开采的优势条件是明显的,因此,为了充分发挥山西省煤炭资源优势,加快山西煤炭的开采和加工转换,从1982年起,国家加快了山西能源重化工业基地的建设。
二、能源基地的建设
请同学们看课本,归纳山西省采取了哪些措施来建设能源基地。
学生回答
投影:
1.扩大煤炭开采量
问:为什么要扩大煤炭开采量?
学生回答:因为我国的能源消费量大于生产量,为了满足全国的市场需求因此要扩大煤炭开采量。
请同学们看图3.3,请同学们分析从1952年到山西原煤的生产量是如何变化的?
学生回答:原煤的生产量是不断增加
问:从什么时候原煤生产量增加的速度很快呢?
学生回答:1980年以后。
问:到20原煤的生产量达到了多少?
学生回答:6.3亿吨。
师:从图中可看出来,山西的煤炭从建国初期,一直到年都是稳步增长的,在2007年原煤生产量达到了6.3亿吨,形成了以大同、河东、平朔、西山、等一些大型煤炭生产基地。
2.扩大晋煤外运能力
问:为什么要提高晋煤的外运能力呢?
学生回答:因为山西交通运力不足,为了缓解交通压力。
问:山西的煤炭外运主要选择哪些交通运输方式呢?请读图3.4。
学生回答:铁路和公路
案
一、学习目标
1.通过学习知道能源与人类社会密切相关,但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。
2.通过学习知道太阳能和核能是两种新能源。3.通过学习了解直接利用太阳能的两种途径
4.通过学习了解裂变、聚变,知道原子弹、氢弹的制造原理,知道核反应堆的作用,以及核电站的原理和特点。
二、学法指导
1、加强自主阅读,通过各种途径收集相关资料,课上用多种形式交流信息、理解和体会;
2、和老师一起收集资料、交流,一同经历,共同提高;
三、释疑解难 释疑知识点:
太阳能:太阳能是一种可再生能源,没有污染。人们利用太阳能转化为电能和热能来加以利用。现在很多家庭使用太阳能热水器和有些地方使用的太阳灶都是比较常见的利用方式。而太阳能电池在小的计算器和航天器上常常用到。
核能:核能的开发和利用有两种方法:一种是利用核裂变释放能量,另一种是利用核聚变释放能量。核裂变市郊中的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。既铀原子核在中子的轰击下行会产生裂变反应,每个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外,还要产生2~3个以上的中子。核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。
利用核裂变发电就是有效控制链式反应的速度,使核反映缓慢的进行,并源源不断的释放热能。其他新能源:地热能是利用地球内部炽热的岩浆使地下水变为水蒸气从而发电的一种能量;潮汐能是月球、太阳对地球的引力作用而产生的潮汐能;风能是利用空气高速流动带来的能量。
四、自我检测
1.关于核能的获得,下列说法正确的是()
A 核反应堆是原子核裂变时,在极短时间内释放出大量核能的装置
B 当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量,核裂变和核聚变是获得核能的两种方式
C 核电站是使核能转化为内能,在通过汽轮发电机转化为电能的装置
D 在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变 2.关于太阳能的下列说法中,不正确的是()
A 太阳能是可供人类利用的一种新能源,不受季节和天气的影响
B 太阳能分布广阔,获取方便,处处可利用
C 太阳能安全、清洁,利用太阳能不会给环境带来污染
D 对于人类来说,太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源
五、交流园地
六、课外空间
一、核能特点和利用前景
(一)核能及其特点 原子核反应释放出来的能量,称为核能。它是本世纪五十年代开始利用,藏量丰富的能源。核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量,它的能量巨大。核电站最常用的核燃料是铀235。一克铀
5释放的能量相当于2.5吨标准煤燃烧释放的热量。
核能具有以下特点:
1.核能有巨大的能量,而核燃料能量密集,用它发电,燃料的运输量小。
2.核电站的建设,地区适应性强。在煤、石油、天然气等燃料缺少和水能源资源不足而又需要大量能源的地区很适合建核电站。
3.建立核电站投资大,建设的周期长,需要较高的技术和设备。特别需要防止放射性物质外逸的密封设备,又需要处理好核废料,以确保安全。
4.核电站建成投产后,运转费用低,经济效益大。
5.核能是一种清洁的能源。核电站正常运转时对环境的影响远比燃煤电站为好,核电站附近居民所受的辐射剂量,通常低于大气中的天然含量。
(二)核能的利用前景在国际上核能已获得了广泛的利用和发展,并将成为世界未来能源的支柱之一。目前,世界上已有26个国家建有核电站。到1985年止,全世界已建成并投入运转的核电站达371座,发电能力2亿多千瓦。大力发展核电站,是许多国家在全面研究能源现状和前景后所采取的一项基本政策。不仅工业发达国家是这样,而且一些发展中国家和地区,如印度、南朝鲜、罗马尼亚等也在发展核电站。据1977年世界能源会议对世界经济和能源发展的预测,到本世纪末,世界上将有49个国家拥有核电近9亿千瓦。核能将成为世界能源供应的一大支柱。我国有丰富的铀矿资源,应用核燃料发电,是开发新能源的途径之一。例如,我国正在浙江省海盐县兴建自行设计的秦山核电站,装机容量为60万千瓦;在广东深圳东面的大亚湾畔兴建广东核电站,装机容量为180万千瓦。
二、太阳能、风能的开发利用
(一)太阳能的开发利用
地球上的能量主要来自太阳。每天达到地球上的太阳能大约相当于5千亿吨煤燃烧释放的能量。其中绝大部分通过各种途径消耗于大气、水的循环和植物的生长,人类直接利用的太阳能非常少。这是因为太阳能比较分散,不像常规能源的能量集中,这就给太阳能的直接利用,在技术上带来一定困难。如建立一个100万千瓦的太阳能发电厂,需要一个42平方公里的接收面积。投资大,效率低,占地广,储能难。如果利用技术突破以后,太阳能利用的前景是非常广阔的。
目前,已有很多国家对太阳能的利用在进行试验和探索,有的已建成太阳能电站,有的重点发展廉价可靠的太阳能电池,有的已建成太阳能住宅,实现太阳能取暖、空调、照明和供热水等。
我国大部分地区位于中纬度,正午太阳高度角比较大,为太阳能的利用提供了有利条件。而且冬季多晴天,太阳辐射总量多。全国年日照总时数一般大于2000小时,西部地区超过3000小时。太阳辐射总量超过140千卡/厘米的地区的占全国面积的一半以上。青藏高原太阳能辐射总量160-240千卡/厘米,利用太阳能的潜力很大。
我国对太阳能的利用已有一定的发展,育秧和蔬菜的温室面积,已达8万余亩;太阳灶已有几万台;太阳能热水器已有约12万米的采光面积;太阳能干燥器30多座;太阳能电池的研制工作也取得了可喜的成果。
(二)风能的开发利用
风能是一种用之不竭的天然能源。有人估计,地球上每年风的能量相当于3200亿吨煤的能量。
我国风能资源丰富。初步估算我国风能资源的蕴藏量约10亿千瓦左右,有可能利用的约占10%,即1亿千瓦左右。其地区和时间的分布具有明显的差异。一般地说,北方多于南方,从沿海向内陆迅速减弱;冬季和春季风力普遍大于夏秋两季。例如,藏北高原冬半年≥8级以上的大风日数多达150天。
由于风速、风向的变化多,不容易连续稳定供给能量。因此,风力发电站要根据风能的特点,运用机械装置和蓄电装置,才能不间断地、稳定地供给电力。风力发电不消耗燃料,不污染环境,2
22特别适用于风力较强的东南沿海岛屿,以及缺乏电网的草原牧区和偏僻地区。我国已在北京、浙江、青海、内蒙古等地建立了一些小型的风力试验电站。
三、沼气的开发利用
沼气是有机物质发酵后,产生一种以甲烷、二氧化碳为主,并含有少量其他物质的可燃气体。农村中的有机物质,例如农作物的秸秆、杂草、树叶、粪便等都是产生沼气的原料。把这些原料放进沼气池。在一定的温度、湿度和酸碱度的条件下,经多种厌氧微生物的作用而形成的沼气,可以用作燃料。残留在沼气池中的渣滓,保存着大部分有机物和植物生长需要的营养元素,仍可用作肥料还田。
人工制取沼气作为能源,具有投资少、可以分散就地使用、干净、可再生等特点。各地都有丰富的原料,因此它是一种比较理想的能源。生产1立方米的沼气,相当于1000克原煤的热能,而在沼气灶上利用沼气,其热能利用率可达60%,为目前炉灶燃料利用率的3倍多。利用农业生产本身提供的生物物质制取沼气,不但合理、经济、有效利用生物能,提高燃料热能利用率,解决农村生活燃料不足,而且可以缓和燃料同饲料、肥料、工业原料相争的矛盾,实现秸秆还田,提高土壤肥力,促进农业增产。同时,对保护植被,减少水土流失,使农业生态系统向良性循环方向发展,也将起着重要的作用。此外,也有利于净化环境。
教学设计思想:
在认识了能源问题、节约能源的基础上,本课进一步围绕什么是新能源,怎样开发新能源设计了3个活动。其教学重点是指导学生认识新能源的种类和特点,难点是设计开发新能源的计划。
教学目标:
一、科学探究目标
1.能按照要求制作太阳炉。
2.能通过试验验证谁制作的太阳炉效果最好。3.能分析出太阳炉转化能量的过程。
4.能正确地评价自己和别人开发新能源的计划书。
二、情感态度与价值观目标
1.能大胆地提出自己开发新能源的设想。
2.能通过比较说明新能源的开发和利用的优点和不足。
三、科学知识目标
1.能举实例说明什么是新能源。2.能举实例说明什么是生物质能源。
四、科学、技术、社会、环境目标 能详细地写出自己开发新能源的计划书。教学重点和难点:
重点:指导学生认识新能源的种类和特点。难点:设计开发新能源的计划。教学方法:
教师讲授与学生活动相结合的互动教学法。教学媒体:
多媒体设备、有关新能源的图片和资料、制作太阳炉的材料。课时建议: 2课时。第一课时
(一)导课
讲述:目前,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,按此计算,地球上的煤还可以维持200多年,石油就只有50多年的用量了。人类必须设法开发新能源。今天我们就来学习开发新能源。
(二)新课教学 ◆活动1:能源比较
1.介绍:新能源是近几十年来人类采用新技术开发的可再生能源,新能源的开发和利用将从根本上解决遇到的能源问题。
2.认识新能源:
(1)学生学习书本P74的资料;(2)介绍并认识:
生物质能源:绿色植物的生产;生物质能的汽化、液化和固化。潮汐能源:水资源。
天然气水合物:俗称燃料冰,具有极强的燃烧力。核能:清洁、高效、低耗的能源。3.问题:你还知道哪些新的能源呢?
4.记录:将你知道的新的能源的名称记录下来。
5.比较:从常规的能源和新的能源中选择几种,比较它们之间的优缺点。
(1)能否再生(2)开发的技术要求(3)对环境的影响
6.学生交流讨论,并将结果填写在P75的表格中。7.讨论:新能源的饿开发和利用将给我们带来那些好处? 8.评价。板书设计: 第十六课 开发新能源
生物质能源:绿色植物的生产;生物质能的汽化、液化和固化。潮汐能源:水资源。
天然气水合物:俗称燃料冰,具有极强的燃烧力。核能:清洁、高效、低耗的能源。第二课时 教学过程:
◆活动2:制作太阳炉
1.布置任务:做一个装置,感受新能源的好处吧!2.检查学生准备的材料(学具)。3.介绍制作的方法:(1)在纸板上划线;
(2)将铝箔亮面朝外,平铺在纸板上并抹平;(3)将纸板的三边折起来,用胶带粘好,做成纸盒。(4)选用不同的材料将纸盒包起来。4.实验并记录观察到的现象。5.分析实验中获得的信息。6.交流:
(1)在太阳炉的工作过程中能量是怎样转化的?(2)使用太阳炉有什么优点和缺点?(3)这种装置可以为我们做哪些事情? 7.阅读材料:科学在线。◆活动3:畅想新能源的开发
你认为未来可以使用和开发哪些新的能源呢? 板书设计:
第十六课 开发新能源 太阳炉的制作方法:(1)在纸板上划线;(2)将铝箔亮面朝外,平铺在纸板上并抹平;(3)将纸板的三边折起来,用胶带粘好,做成纸盒。(4)选用不同的材料将纸盒包起来。
驻操营小学
21世纪以来, 随着经济全球化进程的不断加快, 全球气候问题日益突出, 世界能源供需格局时刻发生着变化。世界各国基于可持续发展的考虑, 也开始调整各自的能源政策, 将新能源发展纳入到国家的发展战略之中。能源作为支撑现代社会发展和人类文明进步的基本物质保障, 是国家实现可持续发展的重要战略资源。改革开放以来, 在共产党的领导下, 我国始终坚持把能源发展战略置于国家发展战略的关键位置, 将能源战略作为实现我国经济可持续发展的重要策略。
近年来, 随着我国工业化、城镇化进程的加快, 城乡居民消费结构不断升级, 能源消费也不断增长变化, 带来了环境与气候变化的巨大压力, 能源问题也随之日益凸显, 能源与发展之间的矛盾成为了实现我国经济快速发展的关键问题, 我国也面临着新能源开发利用的严峻挑战。面对严峻的能源形势, 我国要抓紧制定适合我国国情的能源政策, 支持、促进其新能源产业的发展, 从而实现新能源的高效合理的开发利用。
1 其他国家有效的能源政策及对新能源开发利用的作用
1.1 美国能源政策及对新能源开发利用的作用
21世纪以来, 美国在能源战略方面先后出台了多项能源政策。美国目前主要能源政策有:第一, 鼓励节约能源, 提高能源的使用效率。比如推广使用小排量汽车、新能源汽车, 以减少能源的消费量;第二, 鼓励新能源、替代能源和可再生能源的开发利用, 要加强对太阳能、生物质能、风能、地热能等新能源的开发利用, 强调充分利用本土能源, 有效减少对外依赖程度;第三, 政府要加大对新能源技术开发的支持力度, 对于相应的组织机构给予充足的资金支持, 从而促进新型能源技术的研发, 达到有效减少能源使用成本的作用。
1.2 日本新能源政策及对新能源开发利用的作用
在新能源开发利用方面, 日本在其政府的支持下取得了良好的发展, 比如及时跟踪全球新能源技术的开发动态, 以太阳能发电为例, 在短短的几年时间内太阳能发电成本大幅下降, 太阳能发电量居全球第二;日本政府还积极鼓励开辟石油、天然气进口的新渠道, 加强与世界新能源大国的发展关系, 积极参与全球能源合作。另外, 日本在开发和推广新能源、清洁能源和可再生能源方面已经取得了一定的成就, 其太阳能发电技术、生物乙醇制造技术已经居于世界领先水平。日本的能源政策不仅大大提高了能源开发利用的效率, 还满足了其自身经济增长需要。
2 我国能源发展及能源政策的建议及对策
2.1 制定符合自身发展的能源战略
21世纪以来, 中国工业化进程不断加快, 能源消耗不断增高, 阻碍着我国可持续发展战略的实现。然而, 由于中国的能源储备并不充裕, 再加上能源的高消耗, 这就对国家新能源战略提出了较高的要求。在过去的几十年当中, 落后的生产方式和技术手段使得我国的工业生产耗能高、产值低, 造成了严重的能源浪费和环境污染, 制约了我国经济的可持续发展。
由此可见, 在新时期, 中国必须抓住时机, 积极转变能源发展方式, 改变旧的能源结构, 制定适合我国国情的能源新战略, 这是我国实现经济发展的必然要求。最重要的是转变传统的落后的社会生产方式, 以节能减排为目标, 提高能源利用率。同时还要重视新能源的开发利用, 强调能源安全, 增加新能源在整个能源产业中的比重, 最终实现中国能源战略的转型。
2.2 在中美合作中寻求突破
随着国际形势的转变, 中美合作愈加频繁, 我国可以利用这一契机, 在中美合作中寻求能源政策的突破。但是, 还需要注意一些问题。由于历史因素等多方面的原因, 虽然自奥巴马总统上台后, 中美双方多次实现了战略层面的对话, 但是中美双方互信基础还依然比较薄弱。但是, 总的来说, 近年来中美双方经济合作形势逐渐好转, 中国应该充分利用这一时机, 积极引进美国在清洁能源领域有的新技术和新设备, 改良自身的技术和设备, 并通过研究分析不断探求和开发适合我国的新能源技术, 提高清洁能源建造项目的国产化率。我国必须加强对新能源技术研发的资金投入和政策支持, 减少技术引进, 进而提高我国在新能源开发利用方面的国际竞争力。
2.3 完善我国新能源产业发展的税收政策
为了提高我国能源的利用效率, 促进新能源的高效开发利用, 必须不断完善我国新能源产业发展的税收政策。首先, 扩大新能源税收政策的覆盖面积。新能源政策应该贯穿产业发展的投资、研发、成果转化、产品生产及销售在内的全过程当中, 要针对不同环节制定不同的税收政策。其次, 制定合理的正向激励与反向限制相结合的新能源税收政策。比如利用低税率等税收优惠政策给予企业部分税额的减免, 制定生态环境税, 以此来减少能源的消耗等。目前, 我国在反向限制方面的能源政策还有所缺失, 因此, 我国必须不断完善这两方面的政策建设, 才能实现新能源的合理开发利用。
2.4 鼓励能源科技创新
新能源产业对技术要求极高, 因此, 在国际市场上要想在新能源方面取得竞争优势, 就必须加强对新能源技术的研发, 防止被国际新能源市场淘汰。因此, 对于我国能源产业发展现状来说, 在新能源开发利用方面竞争力还相对较小, 对于新能源技术的研发创新还比较落后, 与发达国家相比还想去甚远。因此, 我国一定要抓住历史机遇, 加大对新能源技术研发的投入力度, 大力发展风能、太阳能、生物质能等的利用, 并充分利用清洁能源进行新兴能源技术装备和产品的自主研发, 提高新能源技术创新能力, 逐步建立以市场为导向的产学研相结合的新能源技术研发体系, 发展具有中国特色的新能源经济, 从而提高我国在新能源开发利用方面的竞争力。
3 小结
综上所述, 在新时期, 我国要想充分高效的开发和利用新能源, 必须联系我国实际的发展情况, 结合国外先进的能源政策实施经验, 制定符合我国国情的能源政策, 从而促进新能源的合理高效的开发和利用。
摘要:21世纪以来, 随着全球气候问题的不断加剧, 能源问题也日益严峻。面对严峻的能源形势, 我国应该采取怎样的能源政策, 加强对新能源的开发利用, 是新时期我国要解决能源问题中的关键。本文主要根据各国能源问题发展的实际情况, 探讨了国家能源政策对新能源开发利用的作用, 并对新能源的开发利用提出了几点建设性的意见。
关键词:能源政策,新能源,开发,作用
参考文献
[1]钱春华.奥巴马政府新能源政策的国际政治效能探析[D].吉林大学, 2011.
[2]李文华.新时期国家能源发展战略问题研究[D].南开大学, 2013.
一、开发与利用的现状
六合区农村沼气经过了“两落三起”的发展历程。20世纪60年代末到70年代初,出现了发展沼气的热潮,建设了4400多处,但很短时间后多数沼气池就报废了。70年代末期,又掀起了发展沼气热潮,但多数未能持久运行。“两落”造成严重的负面影响,至2005年底沼气保有量仅为7000处。“两落”的主要原因之一是技术服务跟不上,农民欠缺建池施工和日常管理技术,不能及时有效解决使用过程中产生的问题,大量病池报废,综合效益难以发挥,资金浪费严重。2006年至今,各级政府把农村新能源建设纳入为民办实事范畴,加大了财政投入,农村新能源建设的领域也得到了扩展,不仅加快了户用沼气池建设步伐,规模畜禽养殖场沼气治理工程也迅速发展。2006—2011年我区共兴建户用沼气池8000多处,沼气工程42处(其中500m3 3处,300m3 2处),秸秆气化工程2处,总投入3439.48万元,其中省级以上投入1578万元,市级配套503.3万元,区级配套174.5万元,农户和企业自筹资金1183.68万元。目前户用沼气池推广的池型是大出料口水压式和强回流沼气池,强调“一池三改”(沼气池、改圈、改厕、改厨)。该池型密闭性能好,产气量高,出料方便。截止目前,户用沼气池累计推广18000处,已报废3000处,可用15000处,占总农户的10%左右,主要分布在金牛湖、马集、冶山等北部街镇;各类大中小型沼气工程近42处;秸秆气化工程2处;生活污水净化处理池近20处;太阳能热水器80000多台,已在城乡全面普及。
我区严格按照《南京市农村沼气和秸秆气化建设项目管理办法》要求,严格建设规范,按照统一标准、专业施工、统一操作规程组织建设。在质量管理上,做到“四个坚持”,即坚持建设标准,坚持技术标准,坚持职业准入制度,坚持招投标制度。在项目程序上,实行做到“三公开一公布”,“三公开”即要公开省市有关扶持政策、建设计划任务、资金补助标准和建设条件,公开项目自愿建设单位或农户名单,公开物资采购价格及分配办法;“一公布”就是网上公布用户档案、项目村电话、各级管理部门电话。同时,严格项目验收,确保完成项目建设任务。建立健全农村清洁能源工程管理制度,农村清洁能源工程建设与管理实行责任制和责任追究制、项目法人责任制、建设保证金制度,加强农村清洁能源工程建设与管理的培训工作。加强项目资金管理,按照《江苏省财政支农专项资金报账制管理办法》相关规定,设立专帐规范核算,专款专用,并实行项目资金财政报账制。农村清洁能源工程竣工后,及时组织开展项目工程决算审计和财务审计,由具备相关资质的机构出具相应的审计报告,同时,会同建设单位、施工企业进行项目的初步验收,出具由区县农村清洁能源主管部门、项目建设单位、工程监理单位和工程施工企业四方共同签字的工程竣工现场验收报告。区内现有农村能源施工企业1个,资质为三级,持证技工近50人,承担户用沼气池、沼气工程(300m3以下)等建设任务。300m3以上的沼气工程和秸秆气化工程按照省市要求严格实行招投标制,今年共招投标沼气工程3个。我区多次被省农委评为农村清洁能源建设先进集体。
二、存在问题
我区在农村新能源开发与利用中虽然取得了一些成绩,但还存在一些问题。一是建设速度上还显得不够快。纵向上看有进步,横向上看和江宁、浦口比还有不小的差距,户用沼气池、沼气工程建设数量显得不足,秸秆气化工程数量也仅有一处。二是存在重建轻管的现象。农村沼气服务方面,故障维修不及时,配件供应跟不上,脱硫装置较少进行再生和更换,进出料装备缺乏,大多数沼气农户不掌握综合利用技术,有的沼气池运行了多年,竟没有进行过一次大换料,影响了正常产气,有的农户不按规程操作,换料时不关闭阀门,导致净化器被烧坏,有的农户缺乏安全知识,擅自开盖维修,个别地区导致了事故,沼渣、沼液等优质肥料得不到合理利用,效益打了折扣。三是近两年生猪价格波动较大,发病率高,部分农户和养殖场饲养量下降,造成发酵源不足,产气量下降,甚至不能正常使用。
三、具体对策
1.提高认识
发展农村新能源有利于促进农村卫生状况和生态环境的改善,促进农民生活方式的转变,提高生活质量,建设文明和谐的新农村;有利于促进农业增長方式转变,实现农业增效、农民增收,建设经济繁荣的新农村。如近年来推广的“猪—沼—果(粮、菜)”能源生态经济模式,就是把种植业与养殖业有机结合起来,把养殖业所产生的废弃物转换成可再生能源沼气和有机肥,既解决了农村燃料问题,又减少了化肥、农药的使用量,改善了农产品品质,提高了农产品的市场竞争力。
2.加强宣传
一要向领导宣传,发展农村能源,对于满足农民生产生活用能需求、增加农民收入、繁荣农村经济、优化农村环境、提高农村文明程度都具有重要意义,是社会主义新农村建设的重要内容。发展农村沼气、太阳能和生物质能源,可以把农村的“三废”(秸秆、粪便、垃圾)变成“三料”(燃料、饲料、肥料),提高各级领导的认识。二要向广大农民宣传,一户农民建一只8m3的沼气池,年产沼气350m3左右,一般可解决10个月的做饭、烧水、照明的用能需求。还可提供有机肥料约20t,节柴2000kg以上,户均节支增收1000元左右。三要通过各种媒体向社会宣传,发展以沼气为重点的农村能源,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措,形成全社会重视关心和支持农村新能源建设的良好氛围。
3.加大投入
发展农村新能源建设,是一项公益性事业,要积极争取利用国债和省市项目资金的支持,区政府要加大资金投入,配套资金要列入年度财政预算,确保足额配套,同时拓宽投资渠道,引进民营资本投资该领域,同时收取项目保证金后作为工程款,保证自筹资金全部到位。这样才能加快户用沼气池、沼气工程、秸秆气化工程的建设步伐。此外,要安排好工作经费,保障全区清洁能源建设正常有序开展。
4.強化服务
围绕推进社会主义新农村建设,以改善农村生产生活条件、促进农民增收、方便农民群众为出发点,将沼气服务体系建设与沼气发展协调推进。坚持“政府引导、多元参与、方式多样”和“服务专业化、管理物业化”的原则,逐步建立以省级技术实训基地为依托、区服务站为支撑、镇村服务网点为基础、农民服务人员为骨干的沼气服务体系,为沼气农户提供优质、规范、高效、安全的服务,巩固沼气建设成果。同时要发挥市场机制作用,除采用协会领办、个人承包、股份合作等形式外,鼓励发展股份制沼气服务公司和民营沼气服务队伍,形成各类社会主体参与的沼气服务体系。对各类沼气工程和秸秆气化站内部要确定专人负责,通过参加省市培训,合格后持证上岗。
5.加强管理
对新建的规模养殖场,要先进行环境评价,把对环境污染的治理作为前置条件,按照“谁污染谁治理”的原则,准备好必备的资金,积极申报国家及省市项目,通过沼气工程进行环境污染治理,沼气作能源或发电,沼渣沼液作优质的有机肥料。项目实施行过程中,在规划、用地等方面要给予扶持。对现有的规模化养殖场,各级政府要责令限期完成污染治理工作,奶牛养殖必须规划好区域,全部进养殖小区,以便集中处理粪便。
6.开辟途径
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