氢能源的开发与利用
摘要文章综述了氢能利用的巨大潜能，氢能在实际生活中的主要应用以及在国防工业中的应用.氢能在未来的能源战略中处于重要地位
关键词氢能源氢气能发电燃料电池氢气能发电气体压缩技术
氢是二次能源，不可能自己存在，必须用分离的方法。目前使用最多的方法就是电解水，此外，还有一些生物制备方法也可以作为产氢的方案。风能、潮汐能、核能和太
阳能等都要先转化成电能然后再通过电解的方法分解出氢。氢能的最大优势就是可以
储存，而电能则无法储存。同时，氢很轻，1立方米的液氢只有约70千克，但是能量密度很高。
当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的
能源。
氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水是取之不尽，用之不竭的
原料，又十分低廉，地球的表面有是水，储量很大。氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，
1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。但是在实际的应用中
氢的存储与运输，以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的问题。
时至今日，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢
做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车
或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统
和氢能体系的重要手段。
目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一
个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催
化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。
发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步
一.氢能源的开发利用现状
1.依靠氢能可上天
古代，秦始皇统一中国，他想长生不老，曾积极支持炼丹术。其实炼丹术士最早接
触的就是氢的金属化合物。无奈多少帝王梦想长生不老，或幻想遨游太空，都受当时
的科学技术水平所限，真是登天无梯。到后来，1869年俄国著名学者门捷列夫整理出化学元素周期表，他把氢元素放在周期表的首位，此后从氢出发，寻找与氢元素之间
的关系，为众多的元素打下了基础，人们则氢的研究和利用也就更科学化了。至1928年，德国齐柏林公司利用氢的巨大浮刀，制造了世界上第一艘“LZ—127齐柏林”号
飞艇，首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。大约经过了
十年的运行，航程16万多公里，使1.3万人领受了上天的滋味，这是氢气的奇迹。
然而，更先进的是本世纪50年代，美国利用液氢作超音速和亚音速飞机的燃料，使
B57双引擎辍炸机改装了氢发动机，实现了氢能飞机上天。特别是1957前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举。这一切都依靠着氢燃料的功劳。面向科
学的21世纪，先进的高速远程氢能飞机和宇航飞船，商业运营的日子已为时不远。过去帝王的梦想将被现代的人们实现。
2.燃烧氢气能发电
大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但是各种用电户的负荷不同，电网有时是高峰，有时是低谷。为了调节峰荷、电
网中常需要启动快和比较灵活的发电站，氢能发电就最适合抢演这个角色。利用氢气
和氧气燃烧，组成氢氧发电机组。这种机组是火箭型内燃发动机配以发电机，它不需
要复杂的蒸汽锅炉系统，因此结构简单，维修方便，启动迅速，要开即开，欲停即停。在电网低负荷的，还可吸收多余的电来进行电解水，生产氢和氧，以备高峰时发电用。这种调节作用对于用网运行是有利的。另外，氢和氧还可直接改变常规火力发电机组
的运行状况，提高电站的发电能力。例如氢氧燃烧组成磁流体发电，利用液氢冷却发
电装置，进而提高机组功率等。
更新的氢能发电方式是氢燃料电池。这是利用氢和氧（成空气）直接经过电化学反
应而产生电能的装置。换言之，也是水电解槽产生氢和氧的逆反应。70年代以来，日美等国加紧研究各种燃料电池，现已进入商业性开发，日本已建立万千瓦级燃料电池
发电站，美国有30多家厂商在开发燃料电池.德、英、法、荷、丹、意和奥地利等国
也有20多家公司投入了燃料电池的研究，这种新型的发电方式已引起世界的关注。
燃料电池的简单原最巧是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能源
转换效率可达60%—80%，而且污染少，噪声小，装置可大可小，非常灵活。最早，这种发电装置很小，造价很高，主要用于宇航作电源。现在已大幅度降价，逐步转向
地面应用。目前，燃料电池的种类很多，主要有以下几种：
3.磷酸盐型燃料电池
磷酸盐型燃料电池是最早的一类燃料电池，工艺流程基本成熟，美国和日本已分别
建成4500千瓦及11 000千瓦的商用电站。这种燃料电池的操作温度为200℃，最大
电流密度可达到150毫安/平方厘米，发电效率约45％，燃料以氢、甲醇等为宜，氧
化剂用空气，但催化剂为铂系列，目前发电成本尚高，每千瓦小时约40～50美分。
4.融熔碳酸盐型燃料电池
融熔碳酸盐型燃料电池一般称为第二代燃料电池，其运行温度650℃左右，发电效
率约55％，日本三菱公司已建成10千瓦级的发电装置。这种燃料电池的电解质是液
态的，由于工作温度高，可以承受一氧化碳的存在，燃料可用氢、一氧化碳、天然气
等均可。氧化剂用空气。发电成本每千瓦小时可低于40美分。
5.固体氧化物型燃料电池
固体氧化物型燃料电池被认为是第三代燃料电池，其操作温度1000℃左右，发电效率可超过60%，目前不少国家在研究，它适于建造大型发电站，美国西屋公司正在进行开发，可望发电成本每千瓦小时低于20美分。
此外，还有几种类型的燃料电池，如碱性燃料电池，运行温度约200℃，发电效率
也可高达60%，且不用贵金属作催化剂，瑞典已开发200千瓦的一个装置用于潜艇。美国最早用于阿波罗飞船的一种小型燃料电池称为美国型，实为离子交换膜燃料电池，它的发电效率高达75%，运行温度低于100℃，但是必需以纯氧作氧化剂。后来，美
国又研制一种用于氢能汽车的燃料电池，充一次氢可行300公里，时速可达100公里，这是一种可逆式质子交换膜燃料电池，发电效率最高达80％。
燃料电池理想的燃料是氢气，因为它是电解制氢的逆反应。燃料电池的主要用途除
建立固定电站外，特别适合作移动电源和车船的动力，因此也是今后氢能利用的孪生
兄弟。
6.家庭用氢真方便
随着制氢技术的发展和化石能源的缺少，氢能利用迟早将进入家庭，首先是发达的
大城市，它可以像输送城市煤气一样，通过氢气管道送往千家万户。每个用户则采用
金属氢化物贮罐将氢气贮存，然后分别接通厨房灶具、浴室、氢气冰箱、空调机等等，并且在车库内与汽车充氢设备连接。人们的生活靠一条氢能管道，可以代替煤气、暖
气甚至电力管线，连汽车的加油站也省掉了。这样清洁方便的氢能系统，将给人们创
造舒适的生活环境，减轻许多繁杂事务。
二.国际氢能开发利用现状
氢能源的利用并不是新鲜的事情。在工业上，气体压缩技术早已成熟，而航天上
使用的低温技术以及我国为“两弹一星”进行的液氢液氧研究都是对氢能的使用，不过，这属于高技术行业。要真正实现氢能源的产业化，从氢能的生产、储存、运输到
相关基础设施与产业体系的建设以及标准化的过程，全世界都还有一条长路要走。在
此次国际会议开幕式上，欧盟驻华代表团公使衔参赞G. Papageorgiou作了欧盟即将
在2007年开始的“框架七”研究计划的报告，鼓励中国专家与欧盟各国专家通过国际合作在欧盟未来科技发展计划中协作发展。在随后的主题报告中，众多来自欧盟、日
本和美国以及国内的氢能源开发利用项目负责人和专家介绍了国内外当前氢能源研究
项目的最新进展、研究成果以及发展前景情况，氢能源研究已经成为全世界的热点。
国际氢能源利用目前还处于起步阶段，不光在中国，全世界都这样。但是，国外已经
开展了众多的氢能源项目，使用各种方法积极地进行氢能源技术和产业化的探索。据
介绍，欧盟此前在氢能源利用方面已经支持了多个实体计划，包括与氢能车运行相关
的CUTE、氢能储存方面的StorHy、氢能运输上的HyWays以及氢能安全HySafe等项目计划。在这些研究结果的基础上，欧盟“框架六”设立了Hyapproval项目，通过以氢能源基础设施及其加氢站为主线，在欧盟层面上制定氢能源发展中具体问题的解决
方案，从相关机构的社会综合层面建立合理的氢能基础设施和加氢站的论证审批程序，向世界推荐加氢站的批准程序、技术验证方法以及相关的标准与规范，以便为氢能产
业制定研发方向，同时在氢能基础设施设计、安装、运行管理以及安全问题方面有章
可循。
我们可以看到氢燃料的优点很多，使用氢燃料主要的优点之一是可以使排放的二氧化碳降为零，因此对能源来源和转化技术评估显得尤为重要。我们可以通过从原油或
生物材料（包括城市的固体废物或叫MSW）里提取氢原子，或者通过用化石燃料或游离碳能源发电电解水获得氢。后者一般比较昂贵，很少被使用。不仅如此，采用混合
电流能量电解氢将产生低效、碳基能源产物，这将增加二氧化碳的排放。在不久的将来，除了在那些水电资源特别丰富的国家外，例如：冰岛、挪威、瑞典、巴西和加拿
大或者那些低消费、非高峰能源容易获得的国家，从天然气、甲醇、石油或MSW中提取氢将是最廉价的一种选择。尽管有二氧化碳排放治理和扣押成本，在大多数地方从
原油中提取氢比电解水制氢要便宜很多。
现阶段，对于气候的变化和石油进口依靠的国际化关注的加大，导致了氢能源市场生存能力示范工程的竞争。各国政府、跨国公司和民间组织对加速氢能源转变起到
了重要的作用。要实现氢经济，仍存在许多相关的问题，例如，集中还是分散生产氢；氢汽车的研究、发展和市场问题；改进燃料电池技术问题；基础设施（燃料运输和加
油站）方面问题等等。氢能源的商业化和市场突破，依赖于这些复杂的因素的相互影
响程度，以及成本、功率、能量存储密度和车辆的成本、性能、行驶范围、安全等。
七年级地理教案《新能源的开发利用》 教学目标通过复习使学生了解新能源开发利用的重要性和必要性；通过观看录像等多种媒体了解新能源的种类及主要特点，知道世界新能源的分布与使用概况。 初步形成资源观。 教学建议教材分析本节主要讲述两大内容，一是新能源开发利用的重要性和必要性，二是介绍目前正在开发利用中的四种新能源。 在为什么寻找新能源一段中，首先介绍了主要的能源来源；从煤石油和天然气等矿产燃料的非可再生性出发，说明寻找新能源的必要性及主要的新能源类型。 对于核能，教材侧重其能量大现在的利用情况；对于太阳能风能生物能的讲述，都侧重清洁可再生性，并简单的介绍目前的利用情况。 教法建议对于为什么寻找新能源，首先应简单介绍能源的概念，启发学生思考回答目前人类主要使用的能源，包括水能和矿物燃料，再利用想一想中提供的题目，启发学生自己分析开发新能源的重要性和必要性。 然后让学生说一说，知道的新能源类型。 对于课文提到的四种新能源类型，可以在学生活动的基础上，通过图片录像等多种媒体，使学生较为直观地比较深入地了解各种新能源的特点和利用情况。 对于风能和生物能，应该完成从一般的应用到发电的过程。
同时利用比较法使学生更清晰地了解各种新能源的特点。 如果课时较紧，可以选区本地区比较突出的新能源进行较为详细地介绍。 总之，应该以学生直观的感受为主设计本课，以知识的了解为主。 教学设计示例教学重点利用新能源的意义及主要的新能源特点教学手段录像：大亚湾核电站沼气池太阳能潮汐发电风车提水和发电等计算机课件：（）世界现有煤石油天然气使用时间表；（）石油煤天然气污染表；（）核电站与火电站用原料的比较；（）我国主要核电站的位置图；（）太阳能电站的图片；（）风车提水风力发电图片；（）沼气使用图片；（）生态农业示意图；（）其它新能源；教学过程（提问）学过的自然资源中不可再生的有什么？（生回答）（引导）我们讲过的矿产资源是不可再生的，如煤石油天然气等，现在地球上储存的煤油气还可以使用的多少年呢？见表格（投影片）（讲解）为什么我们特别在乎这几种矿产资源呢？因为使我们的机器能转使人类有光明和温暖，我们称这种可以提供能量的自然资源为能源。 从在人类发展过程中，它们是非常重要的能源，但是在使用过程中，它们也带来了许多问题（投影片）煤石油天然气的污染（承转）为了避免污染，同时为了在现有的能源发生危机之前，人们开始寻找更清洁可以再生的能源。 你知道有什么吗？（学生回答）（板书）第五节新能源的开发利用一寻找新能源的意义二主要的新能源（引导）这些新能源是怎样提供
氢能源的开发和利用 菜大兴 （中南大学化学化工学院湖南长沙410083） 摘要：随着化石燃料等不可再生资源的日益紧缺和环境污染日益加重，人们迫切需要寻找替代能源。氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究，是未来人类的理想能源之一，对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。本文主要述评了氢能制备、氢能储运、氢能利用在国际和国内的最新研究动态，并对氢能未来开发利用前景进行了展望。 关键词：氢能源、氢能制备、储氢技术、氢能利用 0 引言 能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。然而在能源开发及利用的研究中，人们发现有的能源与一般传统的矿物能源不同，如太阳能、风能、潮汐熊等再生性能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的主要桥梁[1]。 作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。所以，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点[2]。 1 氢能制备方法 1.1 矿物燃料制氢 在传统的制氢工业中，矿物燃料制氢是采用最多的方法，并已有成熟的技术及工业装置。
精心整理第三讲能源资源的开发——以我国山西省为例 基础题组 山西省是我国煤炭大省,其所在的黄土高原是我国重要的能源输出地。结合所学知识完成下面三题。 1.把能源工业作为黄土高原地区的主导产业的条件是( ) ①丰富的能源资源②良好的开采条件 ③适中的地理位置④便利的水陆交通 A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③ 2.黄土高原地区工业结构按其优先重点发展的顺序是( A.有色金属冶炼、煤化学工业、电力、煤炭 B.煤化学工业、煤炭、有色金属冶炼、电力 C.煤炭、煤化学工业、电力、有色金属冶炼 D.煤炭、电力、有色金属冶炼、煤化学工业 3. A.西南、西北地区 B. C.东北、华北地区 D. 该区域有隔离护坝、公路、 露天采煤区生态建设理想图示 4.(2017( ) A.A B.B 5.(2017江西重点中学盟校一模)下列叙述正确的是( ) A.公路建设与固沙草方格有关 B.该区生态建设末期以工程措施为主 C.建隔离护坝主要是为了防止飞沙进入河道 D.该区生态建设初期以生物措施为主 贵州矿产资源丰富,煤、铝土等主要矿种优势显着。西部大开发十几年来,贵州已成为我国重要的矿产基地之一,但环境问题也日益突出。据此完成下面两题。 6.贵州采矿工业导致环境问题严重的原因可能是( )
A.露天矿表土剥离易造成严重的土地沙漠化 B.矿区道路铺设极易造成严重的水污染 C.重化工业体系多高耗能高排放产业,环境污染严重 D.燃煤发电、洗煤、炼煤、炼焦等工业的发展极易造成生态退化 7.围绕能源开发,贵州最适合构建的产业链主要有( ) ①煤—铁—钢 ②煤—焦—化 ③煤—气—液 ④煤—电—铝 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 青海省油气资源比较丰富,加上近年来新能源的开发读图回答下面两题。 8.图中新能源主要包括( ) A.风能、太阳能 B.核能、太阳能 C.核能、地热能 D. 9. A.纺织工业 B.电子工业 C. ,读图回答下面两题。 10.( ) A.地势起伏大, B. C.城市密集,市场需求量大 D.廉价劳动力资源丰富,生产成本低 11.发展风电的生态意义在于( ) A.有利于缓解温室效应 B.减轻当地酸雨严重问题 C.有利于产业结构调整 D.减少对煤炭资源的依赖
我国发展氢能源的优劣势分析 一、氢能源简介： 氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。随着石化燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： l、重量最轻的元素。标准状态下，密度为 0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。 2、导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。 3、自然界存在最普遍的元素。据估计它构成了宇宙质量的 75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形 态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 5、燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 6、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢 化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。 7、利用形式多。既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池 ，或转换成固态氢用作结构材料。 8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 9、可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。 10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 11、氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益 优于其他能源。 二、我国发展氢能源的必要性： 石油、煤炭、天然气燃烧产物是二氧化碳，是温室气体，造成地球温度逐年升高。专业机构的最新研究结果表明全球气候变暖已导致非洲乞力马扎罗山的山顶冰盖消融80％，如这一趋势得不到遏制，100年后山顶冰雪将完全消失。德国汉诺威大学的植物研究所科学家瓦尔特指出，尽管目前全球气温仅上升0.6℃，但对生态造成的影响已经明显危机到动物和植物的生存，现在，春天的来临及许多植林的生长期正在提前，较长时间后动物食物链可能发生混乱。同时，化石燃料中有杂质，特别是疏、氮、磷、砷等，燃烧产物酸性，造成大气污染和酸雨。酸雨不仅伤害农作物和蔬菜的叶片，而且能够降低农作物和蔬菜种子的发芽率，降低大豆蛋白质含量。阔叶林和针叶林的冠层在酸雨作用下，钙、镁等离子在冠层雨溶液中富集，造成叶子中营养离子的大量淋失，进而加速根部营养的吸收和迁移，重新吸收的营养离子也会从植物体大量析出；如此循环，就会造成营养亏缺，直接影响森林生长，威胁森林生态系统内的物质循环，而且这个过程随酸雨的强度增加而增加。酸雨还造成土壤中铝的大量释放和镁等有毒金属元素的沉降和积累，对树木形成毒害，同时，直接影响和危害土壤表层，干扰微生物正常生化活性，森林枯枝落叶的分解和物质再循环受到破坏；降低土壤的AO和A1层的PH值，使适中偏碱性菌类活动受到遏止,N元素的同化和固定减少，土壤肥力下降。同时，酸雨使湖泊酸化，将土壤中的活性铝冲洗到河流、湖泊中，毒害鱼类，改变整个水体生态系统，使水体中的生物种类和数量大大减少，而且还导致温室效应的加剧，刺激皮肤，引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为
能源问题及开发新能源的重要性 一、开发利用新能源是人类面临的最大课题之一 二、世界和我国的能源形势 三、太阳能的开发与利用 1．太阳能热水器的发展情况 2．太阳能电池与光伏发电 四、风力发电的发展情况 五、生物质能源的开发 概念 C01：能源 原理 K01：传统能源 K02：新能源 K03：世界能源形势 K04：我国能源形势 K05：太阳能利用的主要途径 K06：太阳能热水器的发展情况 K07：太阳能光伏发电的优缺点 K08：太阳能电池的发展现状 K09：太阳能电池的应用 K10：光伏建筑一体化的优点 K11：风机发展方向 一、开发利用新能源是人类面临的最大课题之一 能源短缺和环境污染是人类长期面临的两大难题，开发以可再生能源为主的新能源、发展低碳经济是解决这两大难题的重要途径，也是发展新兴产业的突破口。 顾名思义，“能源”就是能量的源泉，粗略地说也可以是“动力”的源泉。 “新能源”是指太阳辐射能、风能、生物质能、水能、地热能、海洋能等可再生能源，也包括核能、氢能、海冰（天然气水合物）等人类新近开发的能源。一般的煤炭、石油、天然气等被认为是传统的能源。 广义而言，太阳能、风能、生物质能、水力能、海洋能是由太阳、地球、月亮等天体的
运动所产生的，是可不断再生的，因此被称为可再生能源（Renewable Energy）。电能、氢能等是用煤炭、石油、天然气等一次能源转化而来的，常被称为二次能源。 随着工农业的发展和人民生活水平的提高，能源的消耗不断增加。据估计，煤炭、石油、天然气等传统能源将在数十至数百年内被人类使用殆尽。因此，开发利用以可再生能源为主的新能源是人类面临的最大课题之一。 二、世界和我国的能源形势 （1）世界能源形势 ?煤炭、石油、天然气等矿物能源已接近耗尽 ?矿物能源的使用产生了大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物（NOX）等温室气体和废气废物，造成地球温度上升和严重的环境污染 ?全世界都重视新能源的开发和利用 由此可见，世界能源形势十分紧迫，开发和利用可再生能源是人类的必然选择。 （2）我国能源形势 我国能源消耗快速增长，主要体现在以下方面： ?我国的能源消耗总量很大 2008年，我国折合消耗标准煤28.5亿吨（2008年上海的能源消耗总量折合标准煤约1亿吨）。 ?煤的开采消耗量增加速度很快、数量很大 2000年：11亿吨；2005年：22.2亿吨；2007年：26亿吨；2008年：27亿吨。年增幅达到15%～20%。 ?石油消耗量不断增大 2007年，消耗大约4亿吨，其中40%以上依靠进口；2008年，消耗石油大约3.6亿吨，其中1.9亿吨依靠进口。 ?电力装机容量与电力消耗增加很快 2005年为5亿千瓦，近几年每年递增约1亿千瓦。2008年，我国电力消耗约22000亿千瓦时（KWh）。 面对日渐严峻的能源形势，政府提出了如下能源发展总体方针：坚持能源供应基本立足国内，形成以煤炭为主体，电力为中心，油气、核电、新能源全面发展的能源供应格局，石油、天然气要充分利用国内外两种资源、两个市场。 三、太阳能的开发与利用 太阳内部由于氢聚变而产生大量的能量，表面温度达到6000℃，从而产生了大量的光辐射。据估计每年地球上接收到的太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤。
氢能源的应用及其发展 一、什么是氢能源 1.氢能源介绍 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是所用的能源如石油、天然气、煤，石油气均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源、能源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。 氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采，今下几乎完全依靠化石燃料制取得到，如果能回收利用工程废氢，每年大约可以回收到大约1亿立方米。 2.氢能源的特点 作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： -能量高。除核燃料外，氢的发热值是目前所有燃料中最高的，是汽油的3倍。氢的高能，使氢成为推进航天器的重要燃料之一； -氢本身无毒，燃烧产物是水，无污染，且能循环使用； -氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快； -利用形式多，可以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 -耗损少：可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小； -利用率高：氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高； -运输方便：氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。 因此，可以说氢能是最理想的、完美的能源。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注。发展氢经济是人类摆脱对化石能源的依赖、保
新能源的开发与利用现状 发表时间：2016-07-05T14:59:56.297Z 来源：《电力设备》2016年第7期作者：张健 [导读] 随着世界经济的发展，各国对能源的需求量也越来越大.在当前的世界能源结构中。 张健 （国网天津城东供电公司） 摘要：能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，世界能源结构正由煤、石油为主要能源，现在逐渐向以天然气为主转变，同时太阳能、氢能、生物质能、核能、风能、地热能、海洋能等可再生能源也正得到广泛的利用，了解新能源的开发和利用现状与前景,对我国的能源开发与建设是很有意义的。 关键词：太阳能氢能生物质能核能风能地热能海洋能 随着世界经济的发展，各国对能源的需求量也越来越大.在当前的世界能源结构中，人类所利用的能源主要是石油、天然气、煤炭等化石能源.但是化石燃料的使用给人类带来了环境污染和能源短缺的现实压力，这使得全世界开始关注新能源，而且希望新能源能够克服化石燃料燃烧带来的污染和可能出现的能源枯竭问题。太阳能、风能、生物质能等作为新新能源，已经是当前国际能源开发利用领域中的新热点。 一、新能源 新能源是指以新技术为基础,系统开发和利用的能源，包括风电、太阳能、生物质能等新能源。新能源具有资源消耗低、清洁程度高、潜在市场大、带动能力强、综合效益好等优势。 1.1太阳能 太阳能一般指太阳光的辐射能量，它是一种巨大且对环境无污染的能源，地球每秒钟获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。利用太阳能可以建成温室大棚、太阳房等节能建筑；太阳集热器作为热源可代替传统锅炉；使用太阳能热水器和太阳灶等，可节约生活燃料；太阳能还可用来淡化水、致冷、发电；太阳能电池在人造地球卫星上已被成功使用，现在开始转向地面应用。利用光电池直接把太阳能转换为电能，是利用太阳能的最有前途方式。利用太阳能发电，可省去费用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及太阳能电力成本的降低，其发电成本将大大低于目前各种发电成本，前景非常诱人。可以预见，太阳能将成为21世纪人类的一种主要能源。 1.2 核能 核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特?爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式： A.核裂变能 谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量 B.核聚变能 由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。 C.核衰变 核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用。 核能作为清洁、高效的新能源，在近几十年间得到了快速的发展。但是，发生在日本的一场核电风暴，给人们的头上泼了一盆冷水。核电安全问题迅速成为人们最为关注的热点，全世界都在进行着一场轰轰烈烈的关于核能去留问题的大讨论。连传统的核电大国——法国也开始讨论核电要不要发展的问题。核电发展潜力巨大，中国已成为世界上核电在建规模最大的国家。 1.3 海洋能 海洋面积占地球总面积的70.８％，一望无际的汪洋大海不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量。海洋新能源是指依附在海水中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。据估计，全球海洋能的蕴藏量大约是776亿kw。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。海洋能具有以下特点：1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。 2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。 1.4 风能 风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛，为风力发电的主流机型。 1.5 地热能 地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。 地热包括深部地热资源和浅层地热能,属于可再生洁净能源和资源,也称地质新能源。与煤炭、石油、天然气等传统不可再生能源相比,地热能具有清洁、环保、分布广泛、可再生、不受外界条件影响的优势。地热是一种清洁的可再生资源,广泛用于供暖、洗浴、养殖、种植和发电。到2005年,世界地热直接利用设备容量为2.8×1010W,总产量7.42×1013W?h;地热发电总装机容量8.9×109W,发电量5.68×1013W?h [17]冰岛是世界上地热利用率最高的国家，冰岛地热田全国有 800 多处，利用地热能，冰岛人发电、家庭取暖、温室种植和养鱼等，已被普遍开发。冰岛政府提供的数据显示，地热已保证了冰岛 55%的能源供应。 1.6 氢能 氢的原子序数为 1，常温常压下呈气态，在超低温、高压下又可成为液态。作为能源，氢能具备其它能源所没有的特点：
第30讲能源资源的开发利用 基础全面梳理 一能源结构与分类 中国与世界主要能源消费结构(2007年) 1．结构 我国能源以A□ 01煤炭、石油为主；世界能源以B□02石油、煤炭、天然气为主。2．分类 可再生能源水能、风能、潮汐能、□ 03太阳能等 非可再生 能源主要包括□ 04煤炭、石油、天然气等矿物能源 1.□01煤炭资源丰富，开采条件好。 2．市场广阔。 3．位置适中，□02交通比较便利。 三山西省能源基地建设 1．扩大煤炭开采量：形成了大同、平朔、西山、沁水、霍西、河东等大型煤炭生产基地。 2．提高晋煤外运能力：逐步形成了以□01铁路运输为主、公路运输为辅的煤炭外运路网体系。 3．加强煤炭的加工转换
(1)建设□ 02坑口电站：变输出煤为输出电力。 (2)发展炼焦业：为冶金工业发展提供能源，并向外输出焦炭。 变输煤为输电的不利影响：一是发电要消耗大量的水资源，加剧水资源紧张； 二是加重本地区的环境污染，使生态环境遭到破坏。 四 山西省能源的综合利用 在分析“能源开发利用”方面的相关问题时，常用到的术语有：能源的综合利 用、调整产业结构、构建产业链、增加附加值、优化能源消费结构等。 五 山西省环境的保护与治理 1．工矿区生态环境建设 (1)生态问题的成因??? □ 01露天矿表土的剥离 井矿巷道的建设 矿区□ 02道路的铺设 (2)措施：通过工程及生物措施，结合土地的□03复垦，建立蔬菜、水果及肉蛋奶生产基地。 2．提高煤的利用技术 以□ 04技术创新为先导，大力推广以洁净煤技术为代表的清洁能源产业的发展。 3．调整产业结构 以□ 05重化工业为主的产业结构是山西省生态环境问题产生的根源。 (1)对原有重化工业进行调整，使其产品向深加工、□06高附加值方向发展。 (2)大力发展农业、轻纺工业、□07高新技术产业和旅游业等。 4．治理“三废”，建设生态环境 (1)“三废”的产生：□ 08燃煤发电、洗煤、炼焦等重化工业的发展。 (2)治理措施??? 改变传统的煤炭资源开发利用模式 提高煤炭的□ 09综合利用技术和废弃物利用技术推进□ 10清洁能源产业的发展
学号： 学院化学化工学院 专业化学工程与工艺 年级 姓名 论文（设计）题目氢能源的开发与应用前景展望指导教师职称副教授 成绩 2010年6月4日
目录 摘要 (1) ABSTRACT (1) 1 氢能源简介 (1) 2 新制备方法的研究 (2) 2.1电解法制氢 (2) 2.1.1 固态聚合物电解 (2) 2.1.2 高温电解水蒸气制氢 (2) 2.2分解法制氢 (2) 2.2.1 硫化氢制氢 (2) 2.2.2 热化学循环分解水 (3) 2.2.3 生物分解水制氢 (3) 2.2.4 从海水中制氢 (3) 2.3其他新方法制氢 (4) 2.3.1 固体生物质制氢 (4) 2.3.2 硼氢化钠水解制氢 (4) 2.3.3 生物制氢 (4) 2.3.4 其他新方法 (4) 3 新应用领域的开发 (5) 3.1电力方面的应用 (5) 3.1.1 863燃料电池城市客车 (5) 3.1.2 氢气发电 (5) 3.1.3 氢燃料电池 (6) 3.2其他方面的应用 (6) 3.2.1 良好的载能体 (6) 3.2.2 家用氢能 (6) 3.2.3 污水综合治理利用 (6)
3.2.4 原子氢焰 (6) 4 新储氢材料的研制 (7) 4.1高压气态储存 (7) 4.2低温液氢储存 (7) 4.3金属氢化物储存 (7) 5 结束语 (8) 参考文献 (8)
氢能源的开发与应用前景展望 摘要：当前,氢能源的研究、开发和利用正受到越来越广泛的重视。到21世纪中叶，氢能有可能将取代石油，成为最广泛使用的燃料之一。随着人类社会能源开发的日益迫切，氢能源将成为一种人类所期待的清洁的二次能源。本文将详细介绍目前氢能源的一些新的制备方法、新的应用领域以及新的储氢材料。 关键词：氢能源；开发与应用前景；氢能源的制备方法；氢能源的应用领域；储氢材料的研制 Abstract:At present, the hydrogen energy research, development and utilization is being more and more extensive attention. To 21 centuries middle period, hydrogen could be replaced oil, become one of the most widely used of fuel. With the development of human society increasingly urgent energy, hydrogen will become a human to clean secondary energy. This will be detailed introduction of hydrogen at some new preparation methods, new applications and new hydrogen storage material. Key words: Hydrogen energy; The development and application prospect; The preparation methods of hydrogen energy; Hydrogen application fields; Hydrogen storage material 按现在的开采速度估计，世界上的煤、石油、天燃气等化石能源将在几十年内逐渐枯竭，并带来严重的环境污染问题，从而造成冰雪消融，冰川退缩，全球气候变暖。能源短缺和环境保护是21世纪经济发展和能源领域最重要的课题。氢气燃烧性能好，热值高，应用广泛，适合于一切需要燃气的地方。氢能源在二十一世纪很有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源。 1 氢能源简介 用氢能作燃料已有多年，氢焊、火箭发动机等大量应用氢燃料，但把氢能作为新能源则是指把氢作为像煤油、天然气那样的通用能源使用]1[。 从常规能源的角度看，氢能源是作为燃料或能量的载体与别的物质发生化学反应或物理作用过程中(不包括原子核的变化)所交换的能量。如果把氢的同位素氘、氚的聚变反应释放的能量也包括在内，氢能源的含义就更广了]2[。
人教版高中地理必修3第三章第一节“能源资源的开发”教案 学校：嘉应学院 年级及班级：1306班 授课教师：黎玉娟 授课时间：第 10 周星期二第 4 节 上课题目：普通高中课程标准实验教科书 地理必修3 人民教育出版社 2009年4月第3版 第三章区域自然资源综合开发利用 第一节能源资源的开发——以我国山西省为例 P40 【教学目标】 1．知识与技能 （1）结合文字材料和图表材料，尝试评价山西省煤炭资源开发条件。（2）学会阅读饼状能源消费结构图，理解我国能源消费结构特点及影响。（3）理解山西能源基地建设的具体措施。 2．过程与方法 （1）结合文字材料和图表材料，尝试评价山西省煤炭资源开发条件。
（2）学会阅读饼状能源消费结构图，理解我国能源消费结构特点及影响。（2）小组合作探究及阅读相关图表，了解我国如何加强山西能源基地建设的。 3．情感态度与价值观 （1）了解我国能源消费结构特点，充分认识能源对人类的重要性，从而引导学生形成正确的能源消费观念和环保意识。 （2）培养科学研究的方法与态度,辩证地看问题的思想方法，特别要理性地看待山西省能源大省的地位。 【教学重点】 掌握资源开发条件的分析思路。结合文字材料和图表材料，尝试评价山西省煤炭资源开发条件。 【教学难点】 通过对山西省煤炭资源开发条件分析，理解山西能源基地建设的具体措施。 【课型】综合课 【教学方法】情景教学法、读图分析法、探究学习法 【教具】打印图纸（中国煤炭分布图）
【教学课时】1课时 【教学过程】 一、组织教学（1分钟） 二、引入新课（3分钟） [讲述] 请同学们翻到39页，阅读文字部分，了解一下我们新章节中要学习的内容。 【板书】第三章区域自然资源综合开发利用 [方法指导] 学习资源的思维方法：资源条件——开发现状——今后出路——环境保护（从而实现区域的可持续发展） [过渡] 这节课我们就来学习本章的第一节能源资源的开发——以山西省为例。 【板书】第一节能源资源的开发——以山西省为例 三、讲授新课（25分钟） [提问] 那么什么是能源呢？ [学生回答] 可以为人类社会生产、生活提供动力和热量的自然资源。[讲述] 同学们都知道，人们的日常生活和生产都离不开充足的能源，充足能源供应是保证经济发展跟居民生活水平提高的重要条件。
（能源化工行业）新能源的 开发和利用
新能源的开发和利用 教学目的 1.使学生了解开发利用新能源的必要性和可行性以及几种新能源的性能。 2.通过对常规能源和新能源的分类和比较，提高学生分析问题的能力。 3.在学习新能源知识的基础上，培养同学初步建立要珍惜能源资源，努力开发新能源的思想，激励他们树立自觉学习科学技术的决心。 课型讲授新课。 教学方法讲述和问答相结合的方法。 教学重点和难点重点是新能源开发利用的必要性和可行性，难点是新能源的特点。 教学用具自制投影片（或画片）：①火电站和核电站壹日燃料运量的比较；②太阳灶；③荷兰风车；④风力发电装置；⑤沼气池。 教学提纲 第五节新能源的开发利用 壹、人类为什么要寻找新能源 1.能源及分类 2.人类为什么要开发新能源 二、主要新能源介绍 1.核能 2.太阳能 3.风能 4.生物能 教学过程 引入新课你知道我国建设和建成的俩个核电站在哪里吗？（浙江杭州湾附近的秦山核电站和广东大亚湾核电站）。 核能是人类新近利用的壹种新能源，我国正在积极研究核能。人类为什么要寻找和研究这些新能源呢？今天我们就来探讨新能源的开发利用。 第五节新能源的开发利用（板书） 壹、人类为什么要寻找新能源（板书） [提问]请问，能源在生产生活中的主要用途是什么？（提供热能和动力。） [提问]你知道我国目前广泛使用的能源有哪些吗？（煤、石油、天然气、木材、水能等。）[教师总结]像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源，是目前人类广泛应用的能源，在技术上也比较成熟，我们称之为常规能源。 [提问]除这些常规能源外，你能说出哪些目前人类正在积极研制或很有利用前途的其他能源？（核能、太阳能、潮汐、地热、生物能等。） [教师总结]像刚才同学所列举的这些刚开始利用或正在积极研究、有待推广的能源，我们称之为新能源。 所以，我们能够把能源分成俩类： 1.能源及分类（板书） ［提问]请判断“风能”是常规能源，仍是新能源？（新能源。在古代，人们就开始利用风能，如风帆船、风帆车辆、风力抽水机等。从这个意义上说，风能应是常规能源。但这样直接利用风力规模小，也不稳定。当下为了进壹步利用风力，正在研究用风力来发电，所以把风能也划为新能源。） ［提问]我们经常使用的煤、石油、天然气等常规矿产能源是可更新资源仍是不可更新资源？几十年或更长时间这些资源会出现什么现象？其后果怎样？（是不可更新资源。会开发用尽。
氢能源的开发和利用 摘要 随着化石燃料等不可再生资源的日益紧缺和环境污染日益加重，人们迫切需要寻找替代能源。氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究，是未来人类的理想能源之一，对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。本文主要述评了氢能制备、氢能储运、氢能利用在国际和国内的最新研究动态，并对氢能未来开发前景进行了展望。 关键词：氢能源氢能制备储氢技术氢能利用
目录 前言 (3) 第一章氢能制备方法 (4) 1.1矿物燃料制氢 (4) 1.2电解水制氢 (4) 1.3甲烷催化热分解制氢 (4) 1.4生物制氢 (5) 第二章储氢技术 (6) 2.1高压气态储氢 (6) 2.2低温液态储氢 (6) 2.3固态储氢 (6) 第三章氢能利用方法 (7) 3.1氢内燃机 (7) 3.2燃料电池 (7) 3.3核聚变 (8) 第四章国内外氢能研究开发现状 (9) 第五章展望和总结 (11) 参考文献 (12) 致谢 (14)
前言 能源是现代社会人类生活、生产中必不可缺的东西。随着社会经济的发展，人们对能源的需求越来越高。然而在能源开发及利用的研究总，人们发现有的能源与一般的矿物能源不同，入太阳能、风能、潮汐能等再生性能源。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能力密度高、清洁的绿色能源及能源载体，被认为是连接化石能源向可再生能源过度的主要桥梁。 作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，于其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用为结构材料。用氢代替煤和石油，不需要对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源工业中氢是极好的传热载体。所有，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点。
第三课时 导入新课 2006年初，山西省对未来发展方向提出：要以十六大精神为指针，以科学发展观为指导，以进一步深化经济结构调整为主线，以提升经济运行的素质和效益、增强区域经济竞争力、加快“中部崛起”为中心，以传统产业新型化和新兴产业规模化为方向，加快农业产业化，坚持走新型工业化道路，大力推进优势产业的发展，形成多元化新型支柱产业，进一步扩大对外开放，大力发展循环经济，努力将我省建设成为国家的新型能源和工业基地，到2010年使经济结构优化升级达到全国中等或更高水平，实现经济社会全面、协调、可持续发展，人民生活质量和水平明显提高，生态环境趋于良性循环，为建设和谐社会奠定坚实基础。 推进新课 师 为实现山西煤炭工业的持续发展必须进行产业结构调整，提高能源的综合利用程度和附加值。 板书： 三、产业结构调整 师 （教师运用媒体呈现如下地图及材料创设问题情境）展示“山西省产业结构图（2001年）”。 展示学生阅读材料： 山西省人均耕地0.14公顷，高于全国平均水平，但土地质量不高，有效降雨少，无霜期短，抵御自然灾害的能力较差，土地的综合生产能力不高，种植业是“好的不多，多的不好”。 煤炭工业是全省经济的核心部门，全省铁路运力的98%用来运煤，财政收入的70%来自煤炭，煤炭工业的产值及上缴利税占全省工业总产值和上缴利税的37%，农民人均收入的1/6来自煤炭。 生 探究：目前山西省的产业结构存在哪些问题？山西省的工业结构给山西省的发展带来了什么影响？ （学生讨论，教师点拨） 师 山西省产业结构中以第二产业为主，而第二产业效益不高，第一产业基础不牢，第三产业发展不足。产业结构的低效益，严重影响着山西省的经济增长，影响了山西在全国的经济地位。 山西省的工业结构单一，以煤为主的单一产业结构，首先对运输形成了巨大的压力，更对生态环境造成了严重威胁。
§20.2能源的开发和利用 教学目标 1.了解什么是能源。知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。 2.知道能源与人类生存和社会发展密切相关，知道人类发现、开发、利用能源的历史，就是其认识自然、理解自然的历史，并能通过。具体的事例进行说明。 3.了解能源的利用和开发在推动社会进步的同时，带来了能源危机，也造成了对环境的污染和生态的破坏，学会辨证的思考问题、学会关注自然、关注社会。 教学重点： 1.知道可再生能源和不可再生能源的区别。 2.知道世界能源的构成和我国能源的结构。 3.了解能源与环境的关系，增强环境保护的意识。 教学难点：理解可再生能源和不可再生能源的分类及能源与环境之间的关系。 教具准备：课件等。 教学过程 一、情境引入 一颗不大的原子弹能让一个城市变成废区，它为什么有这么大的威力呢？原来这种威力来自于核能，太阳能也来自于核能，核能和太阳能是极具发展的新能源。 今天我们就来学习有关能源的知识。 二、新课教学 探究点一能源与社会 学生阅读课本，了解人类能源及其利用的发展过程。 教师：1.什么是能源？ 2.什么是可再生能源和不可再生能源？ 学生回答：1.像煤、石油、天然气、水流、太阳光等能够为人类提供生活、生产所需能源的资源统称为能源。 2.可再生能源：可长期提供货可以再生的能源。如太阳能、水能、风能等。不可再生能源：一旦消耗就很难再生的能源。如煤、石油等。 探究点二能源与环境 教师引导：能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球呢？ 学生讨论交流：你认为人类如何才能解决好能源与环保这一问题呢？请畅所欲言！ 探究点三开发新能源 1.太阳能 学生阅读课本得出太阳能的两种主要利用方式：太阳能转化为内能，太阳能转化为电能。
建筑节能与新能源的开发利用 随着经济的快速发展，中国已经成为仅次于美国的世界第二大能源消费国，能源供应与消费之间的矛盾日益突出，环境质量日趋恶化，并已经成为制约我国经济和社会进一步发展的最大障碍。因此，国家已把节约能源、保护环境作为我国实现可持续发展的基本国策。 节约能源保护环境功在当代，利在千秋，国家采取了一系列行之有效的措施，尤其是建筑行业节能效果更为显著。我国的建筑节能经历了以下几个发展阶段：1996年前，居住性建筑执行1980～1981年的设计标准，能耗大，每平方米耗能约25公斤标煤，基本不属于节能建筑。1996年至2000年有部分执行节能30%的设计标准，能耗20公斤标煤；2000年后执行国家节能50%的设计标准，能耗指标12.9公斤标煤。2008年实施节能65％标准。 以下从三方面详述建筑节能与新能源的开发利用： 1，建筑外围护结构节能技术：建筑外围护结构节能内容主要有：外墙保温隔热技术、门窗节能技术、屋面节能技术和地面、楼板及楼梯间隔墙技术、建筑遮阳技术等等； 2，建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术：建筑供热制冷系统和建筑设备节能内容主要有：热电冷联产技术、供热系统温控与热计量技术、空调蓄冷技术、空调系统变频控制技术、热回收技术； 3，可再生能源在建筑中应用技术。可再生能源在建筑中应用技术内容主要有：太阳能（包括光热、光电）利用技术、浅层地源热泵（包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源）和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。 一、建筑外围护结构节能技术及存在问题
（一）、外墙保温隔热技术基本情况 1、外墙保温隔热技术应用与发展 这方面的技术有：模塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称EPS）薄抹灰外墙外保温系统；机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术有：如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统；发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统；这些技术系统代表了我国当今技术主潮流，应用广泛。 随着我国部分先进地区开始执行节能率达65%的第三步建筑节能标准，和公共建筑节能标准的实施，最近几年国内还研发了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称XPS）外保温技术、胶粉聚苯颗粒复合型外保温技术（EPS系列）以及聚氨酯（简称PU）高效外保温技术，现在，我公司的鹭港项目建筑设计全部执行节能65%标准，外墙保温为XPS和EPS两种 此外，针对现在保温材料以有机材料为主，其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况，还研发了以矿（岩）棉、玻璃棉、为代表的无机保温材料外保温系统，多应用于外装修如玻璃幕墙或铝塑板，铝单板内的保温层。 还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术，这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。 与外墙内、外保温系统同时存在的还有，以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。 我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分，正在朝着：性能高中低档搭配，材料多种、性能多样，能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。
氢能源的开发与利用 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。 氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。随着石化燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点： l、重量最轻的元素。标准状态下，密度为0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。 2、导热性最好的气体，比大多数气体的导热系数高出10倍。 3、自然界存在最普遍的元素。据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。 4、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。 5、燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。 6、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。 7、利用形式多。既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。 8、可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 9、可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。 10、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 11、氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。 时至今日，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。 目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。 发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步。 在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。 氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最