化学与能源-能源概述课件.pptx

1、2022年8月1日星期一化学与能源化学与能源-能源概述能源概述二二 碳的化学碳的化学 目前全世界使用的能源目前全世界使用的能源90%90%取自化石燃料，即煤炭、石取自化石燃料，即煤炭、石油和天然气，碳油和天然气，碳(C)(C)是它们的主要组成元素，已知化合物是它们的主要组成元素，已知化合物的种类超过的种类超过10001000万种，含碳的化合物约占万种，含碳的化合物约占90%90%，含碳化，含碳化合物（合物（COCO、CO2CO2、NaCO3NaCO3）为无机物，绝大多数为有机化）为无机物，绝大多数为有机化合物，它们难溶于水、熔点低、容易燃烧。合物，它们难溶于水、熔点低、容易燃烧。三三 煤炭及其

2、综合利用煤炭及其综合利用1 1 世界的煤炭资源分布不均匀，对大多数埋藏在北纬世界的煤炭资源分布不均匀，对大多数埋藏在北纬3030以上，储量前苏联最多，美国第二，我国第三（最南端以上，储量前苏联最多，美国第二，我国第三（最南端的曾母暗沙北纬的曾母暗沙北纬4 4度、最北端的漠河度、最北端的漠河 5353度）。度）。2 2 煤的形成煤的形成 煤是古代植物遗骸埋藏在地下，经过漫长的时间，处于煤是古代植物遗骸埋藏在地下，经过漫长的时间，处于空气不足的条件下逐渐形成的，历时万万年或者是千万空气不足的条件下逐渐形成的，历时万万年或者是千万年，短时间内无法重演，所以煤是不可再生能源。年，短时间内无法重演，所以

3、煤是不可再生能源。形成过程：植物残骸堆积、深埋、脱水，形成泥煤，继形成过程：植物残骸堆积、深埋、脱水，形成泥煤，继续失水，形成褐煤、之后形成烟煤、无烟煤。续失水，形成褐煤、之后形成烟煤、无烟煤。3 3 煤的能量来自于太阳能煤的能量来自于太阳能 植物光合作用吸收太阳能，储存了能量，煤化过程释植物光合作用吸收太阳能，储存了能量，煤化过程释放能量，但在空气不足条件下，碳不能完全变成放能量，但在空气不足条件下，碳不能完全变成CO2CO2，而，而以碳原子的形式固定下来。以碳原子的形式固定下来。4 煤的化学组成煤的化学组成 可用可用C135H96O9NS表示。表示。5 煤燃烧的污染问题煤燃烧的污染问题 煤

4、在我国能源消费结构中占据首位，其大部分是直接煤在我国能源消费结构中占据首位，其大部分是直接燃烧掉了，热效率利用不高且有环境污染。直接烧煤形燃烧掉了，热效率利用不高且有环境污染。直接烧煤形成的成的CO2是全球温室效应的罪魁，而是全球温室效应的罪魁，而SO2和和NOX是造成酸是造成酸雨的祸首。因此，煤炭的综合利用具有很大的经济价值雨的祸首。因此，煤炭的综合利用具有很大的经济价值和实际意义。和实际意义。6 6 煤的合理利用方法煤的合理利用方法 a a 煤的气化煤的气化以煤为原料，以氧气、水蒸气作为气化以煤为原料，以氧气、水蒸气作为气化剂，在氧气不足、高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中剂，在氧气不足、

5、高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体，煤的气化涉及到的可燃部分转化为可燃性气体，煤的气化涉及到1010个基本个基本反应，反应，化肥厂合成化肥厂合成氨，需要氨，需要H2，可利用、可利用、，供居民，供居民使用可利用使用可利用，不安不安全。可根据全。可根据不同的目的，不同的目的，调节煤、空调节煤、空气、水的比气、水的比例，例，b b 煤的焦化煤的焦化(干馏）干馏）-将煤置于隔绝空气的封闭炼焦炉内将煤置于隔绝空气的封闭炼焦炉内加热，煤分解成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦加热，煤分解成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。炉气。焦炭焦炭-主要用于炼铁，还可用于制造电石、电极

6、。主要用于炼铁，还可用于制造电石、电极。煤焦油煤焦油-黑色油状液体，含苯、酚、萘、蒽等重要化工黑色油状液体，含苯、酚、萘、蒽等重要化工原料。原料。焦炉气焦炉气-含含H2H2、COCO、CO2CO2、CH4CH4、C2H4C2H4、NH3NH3、H2SH2S等。等。C C 煤的液化（人造石油）煤的液化（人造石油）-原理：煤、石油都含原理：煤、石油都含C C、H H、O O，但煤的分子量是石油的十倍，所以，煤加热裂解，由大但煤的分子量是石油的十倍，所以，煤加热裂解，由大变小，得到燃料油，仍在试验阶段。变小，得到燃料油，仍在试验阶段。综上所述，煤是能源，也是重要的化工原料，我国是世综上所述，煤是能源

7、，也是重要的化工原料，我国是世界上最大的耗煤国家，但界上最大的耗煤国家，但70%70%的煤都是直接烧掉，浪费资的煤都是直接烧掉，浪费资源，也污染环境，积极开展煤的综合利用十分必要源，也污染环境，积极开展煤的综合利用十分必要四四 石油和天然气石油和天然气 石油为工农业、运输业、国防提供了重要燃料和其石油为工农业、运输业、国防提供了重要燃料和其他化工产品，石油产品数以千计，与人们的生活息息相他化工产品，石油产品数以千计，与人们的生活息息相关，因此称为关，因此称为“工业的血液工业的血液”。石油常跟天然气共存。石油常跟天然气共存。如果你控制了石油，你就控制了所有国家；如果你如果你控制了石油，你就控制了

8、所有国家；如果你控制了粮食，你就控制了所有的人；如果你控制了货币，控制了粮食，你就控制了所有的人；如果你控制了货币，你就控制了整个世界。你就控制了整个世界。基辛格（当代美国著名外交基辛格（当代美国著名外交家、国际问题专家，家、国际问题专家，19731973年诺贝尔和平奖获得者。）年诺贝尔和平奖获得者。）1 1 石油主要的含油带集中在北纬石油主要的含油带集中在北纬2020-48-48之间，之间，中东地区已探明的石油储量占世界的中东地区已探明的石油储量占世界的60%60%以上。以上。2 2 石油的形成石油的形成 石油是远古时代沉积在海底湖泊中的动植物的遗体，石油是远古时代沉积在海底湖泊中的动植物的

9、遗体，在海洋条件作用下经过千百万年的漫长转化过程而在海洋条件作用下经过千百万年的漫长转化过程而生成。生成。3 石油的重要性石油的重要性 石油是国家现代化建设的战略物资，许多国际争端往往石油是国家现代化建设的战略物资，许多国际争端往往同石油资源有关，现代生活中的衣食住行直接或间接地同石油资源有关，现代生活中的衣食住行直接或间接地都与石油有关。都与石油有关。OPEC沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特等沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特等13个国个国家成立了家成立了“石油输出国组织欧佩克（石油输出国组织欧佩克（OPEC)”。石油危机石油危机4 4 石油的组成元素石油的组成元素 天然气的主要成分是甲烷（天

10、然气的主要成分是甲烷（CH4),CH4),还有少量的乙烷和丙还有少量的乙烷和丙烷，它和石油伴生，一般每吨石油大概伴有烷，它和石油伴生，一般每吨石油大概伴有10001000立方米立方米的天然气。天然气是最的天然气。天然气是最“清洁清洁”的燃料，燃烧产物为的燃料，燃烧产物为CO2CO2和和H2OH2O，都是无毒物质，且管道输送也很方便。，都是无毒物质，且管道输送也很方便。5 5 石油的炼制石油的炼制 未经处理的石油称为原油，必须经过多步炼制才能使用。未经处理的石油称为原油，必须经过多步炼制才能使用。主要有分馏、裂化、重整、精制等。主要有分馏、裂化、重整、精制等。汽油性能的表征汽油性能的表征辛烷值辛

11、烷值汽油质量用辛烷值表示，因为汽油燃烧时有爆炸性，会降低汽油质量用辛烷值表示，因为汽油燃烧时有爆炸性，会降低汽油的使用效率，其中以汽油的使用效率，其中以C7-C8C7-C8为主，抗震性能最好的是异为主，抗震性能最好的是异辛烷，将其辛烷值定标为辛烷，将其辛烷值定标为100100，抗震性最差性为正庚烷，定，抗震性最差性为正庚烷，定其辛烷值为其辛烷值为0 0。9393号汽油，辛烷值为号汽油，辛烷值为9393，表示它的抗震性能与，表示它的抗震性能与93%93%异辛烷异辛烷7%7%正庚烷的混合物相当（并非一定含正庚烷的混合物相当（并非一定含93%93%异辛烷）异辛烷）辛烷值是汽油抗暴性能的间接量度辛烷值

12、是汽油抗暴性能的间接量度提高汽油辛烷值的方法：提高汽油辛烷值的方法：1.1.提高异辛烷的含量（铂铼重整）提高异辛烷的含量（铂铼重整）-直链烃变成带支链的烷直链烃变成带支链的烷烃异构体；烃异构体；2.2.加少量的四乙基铅加少量的四乙基铅Pb(C2H5)21Pb(C2H5)21升汽油中加入升汽油中加入1ml1ml，辛，辛烷值可提高烷值可提高10-1210-12。尾气中的微量含铅混合物已成公害，高度的潜在致癌性。大尾气中的微量含铅混合物已成公害，高度的潜在致癌性。大气中的铅含量很高，其中气中的铅含量很高，其中9797来自于汽车尾气的排放，目前来自于汽车尾气的排放，目前市场上主要无铅汽油。市场上主要无

13、铅汽油。无铅汽油与无铅抗爆剂无铅汽油与无铅抗爆剂 目前，取代四乙基铅的物质主要有：芳香烃类、甲基叔丁基目前，取代四乙基铅的物质主要有：芳香烃类、甲基叔丁基醚醚MTBE，CH3O(CH3)3、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基锰锰（MMT）、醇类等，其中以、醇类等，其中以MTBE用量最大。用量最大。被誉为汽车被誉为汽车“绿色食品绿色食品”的无铅汽油，一般是加入了的无铅汽油，一般是加入了甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚作为高辛烷值组分。作为高辛烷值组分。MTBEMTBE在汽油中浓度高达在汽油中浓度高达1515，因此有学者认它是汽油的一种基本组分。这种组分，因此有学者认它是汽油的一种

14、基本组分。这种组分可以改善汽油的蒸发性能，可提高汽油燃烧效率、增加辛可以改善汽油的蒸发性能，可提高汽油燃烧效率、增加辛烷值、减少尾气中一些有害物质的排放，对汽车的启动加烷值、减少尾气中一些有害物质的排放，对汽车的启动加速以及减少发动机活塞磨损和耗油量。无论是国内还是国速以及减少发动机活塞磨损和耗油量。无论是国内还是国外，外，MTBEMTBE的使用量都相当大。据报道，美国年产量近的使用量都相当大。据报道，美国年产量近20002000万吨，我国年产量也达万吨，我国年产量也达3030多万吨。多万吨。MTBEMTBE的燃烧产物为二氧的燃烧产物为二氧化碳和水，与其他成分相比安全性较高。化碳和水，与其他成

15、分相比安全性较高。无铅汽油不等于无害汽油无铅汽油中只含有来源于原无铅汽油不等于无害汽油无铅汽油中只含有来源于原油的微量的铅，一般每升汽油为百分之一克油的微量的铅，一般每升汽油为百分之一克 生活常识：为什么液化气罐在用完后再摇一摇或浇一点热生活常识：为什么液化气罐在用完后再摇一摇或浇一点热水又可以使用？水又可以使用？通常家用液化石油气罐的主要成分是通常家用液化石油气罐的主要成分是C3或或C4的烃类化合物，的烃类化合物，其在常压下是气态，经过加压变成液体装入罐内，使用其在常压下是气态，经过加压变成液体装入罐内，使用时只要打开阀门时只要打开阀门C3和和C4会立即气化喷出，点燃即可。当会立即气化喷出，

16、点燃即可。当C3和和C4跑出完后，火慢慢变小。此时将液化气罐摇一摇跑出完后，火慢慢变小。此时将液化气罐摇一摇或在罐外浇一点热水，火立刻会大起来。这是因为我们或在罐外浇一点热水，火立刻会大起来。这是因为我们使用的液化气还含油使用的液化气还含油C5，其在常温下是液体，摇一摇或，其在常温下是液体，摇一摇或加温可以帮助加温可以帮助C5气化，气化，C5数量不多，但是在烧菜进行到数量不多，但是在烧菜进行到一般时突然断气，试试这个方法可以让你摆脱尴尬的局一般时突然断气，试试这个方法可以让你摆脱尴尬的局面。但是绝对不可以用明火直接加热液化气罐，这样非面。但是绝对不可以用明火直接加热液化气罐，这样非常危险。常危

17、险。6 天然气的成分天然气的成分 其主要成分是甲烷其主要成分是甲烷7 天然气的优点天然气的优点 是世界公认的优质高效能源，可谓是世界公认的优质高效能源，可谓“天生丽质天生丽质”，其有许多优点：不需要复杂加工即可直接使用；燃烧其有许多优点：不需要复杂加工即可直接使用；燃烧比石油、煤炭清洁，基本不污染环境；热值高。比石油、煤炭清洁，基本不污染环境；热值高。问题问题3 3：推广使用天然气为什么是城市燃气的发展方向？：推广使用天然气为什么是城市燃气的发展方向？管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、居室环管道煤气是一种清洁燃料，然而这是相对于住宅、居室环境而言的，从城市大环境看，没有改善城市大气的

18、污染程境而言的，从城市大环境看，没有改善城市大气的污染程度。原因很简单，制造煤气要燃煤，使用煤气没有降低城度。原因很简单，制造煤气要燃煤，使用煤气没有降低城市的煤炭消耗量。原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由市的煤炭消耗量。原来一家一户煤球炉的废气仅仅变成由数家煤气厂排放而已。数家煤气厂排放而已。液化气是发热量高的优质清洁燃料，但液化气使用不便，液化气是发热量高的优质清洁燃料，但液化气使用不便，且要消耗宝贵的石油资源。且要消耗宝贵的石油资源。天然气则是一种既有管道煤气的方便，又有液化气无毒、天然气则是一种既有管道煤气的方便，又有液化气无毒、发热量高的优点的燃料，所以，推广使用天然气的是城市发热量

19、高的优点的燃料，所以，推广使用天然气的是城市燃气产业的发展方向。燃气产业的发展方向。资源连接：西气东输资源连接：西气东输 我国西部地区的塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地蕴我国西部地区的塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地蕴藏着藏着2626万亿立方米的天然气资源，约占全国陆上天然气万亿立方米的天然气资源，约占全国陆上天然气资源的资源的87%87%。西气东输线路全长约。西气东输线路全长约42004200公里，投资规模公里，投资规模多亿元，东西横贯新疆、甘肃、宁夏、陕西、多亿元，东西横贯新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南山西、河南(洛阳、信阳）、安徽、江苏、上海等洛阳、信阳）、安徽、江苏、上海等9 9个

20、省个省区，它西起塔里木盆地的轮南，起点是塔北油田，东至区，它西起塔里木盆地的轮南，起点是塔北油田，东至上海，西气东输提升了天然气在整个资源消费中所占的上海，西气东输提升了天然气在整个资源消费中所占的比例，改写了我国能源消费结构，有效治理大气污染。比例，改写了我国能源消费结构，有效治理大气污染。这一项目的实施，为西部大开发、将西部地区的资源优这一项目的实施，为西部大开发、将西部地区的资源优势变为经济优势创造了条件，对推动和加快新疆及西部势变为经济优势创造了条件，对推动和加快新疆及西部地区的经济发展具有地区的经济发展具有 重大的战略意义重大的战略意义 家庭用气体燃料家庭用气体燃料 管道煤气，有煤加

21、工制得，可燃成分是氢气、一氧化碳管道煤气，有煤加工制得，可燃成分是氢气、一氧化碳和甲烷，分别约占和甲烷，分别约占48%48%50%50%，10%10%15%15%和和13%13%18%18%液化气，石油炼制产物，又叫液化石油气，主要成分中液化气，石油炼制产物，又叫液化石油气，主要成分中C3C3、C4C4的烃是沸点较低的成分丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。的烃是沸点较低的成分丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。天然气直接产自油气田，主要成分是甲烷，还有少量的天然气直接产自油气田，主要成分是甲烷，还有少量的其他气态烃，开采后经脱硫、脱水等，即可用作家庭燃其他气态烃，开采后经脱硫、脱水等，即可用作家庭燃气。气。三种气体

22、燃料的三种气体燃料的热值大体为以下热值大体为以下数值：数值：沼气，有机物质通过微生物发酵产生的一种可燃气沼气，有机物质通过微生物发酵产生的一种可燃气体，主要成分是甲烷体，主要成分是甲烷(CH4)(CH4)。从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油和天然气的从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油和天然气的总储量分别为：总储量分别为：石油：石油：1 1万亿桶；天然气：万亿桶；天然气：120120万亿立方米；煤炭：万亿立方米；煤炭：1 1万亿万亿吨吨按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：使用的时间大约还有：储量有

23、限的化石燃料储量有限的化石燃料 我国一次能源消费总量从我国一次能源消费总量从19781978年的年的5.35.3亿吨标准煤，亿吨标准煤，上升到上升到20022002年的年的14.314.3亿吨标煤。亿吨标煤。在在20042004年，我国石油消费量达年，我国石油消费量达3 3亿吨，其中进口亿吨，其中进口1 1亿亿吨，估计到吨，估计到20202020年，我国石油消费量要达年，我国石油消费量要达4.54.5亿吨，其亿吨，其中进口量要达中进口量要达2.72.7亿吨，到亿吨，到20502050年，我国石油消费量要年，我国石油消费量要达达6 6亿吨，其中进口量要达亿吨，其中进口量要达4 4亿吨，相当于目前

24、美国的石亿吨，相当于目前美国的石油进口量。油进口量。五五 核能核能-魔鬼与天使魔鬼与天使 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。这些原子核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会的原子核在吸收一个中子以后会分裂分裂成两个或更多个质量较小成两个或更多个质量较小的原子核，同时的原子核，同时放出放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变的原子核接着发生核裂变，使过程持续进行下去，这种过，使过程持续进行下去，这种过程称作程称作链式反应链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量。原子核在发生核裂变时，释

25、放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。核裂变是取得核能的重要途径之称为原子核能，俗称原子能。核裂变是取得核能的重要途径之一。一。只有一些质量非常大的原子核，像铀、钍等才能发生核裂只有一些质量非常大的原子核，像铀、钍等才能发生核裂变，生成两个的原子核，同时又产生几个中子，同时释放出巨变，生成两个的原子核，同时又产生几个中子，同时释放出巨大的能量，大的能量，1 1克克235235U U完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.52.5吨煤所产生的能量。吨煤所产生的能量。要大规模地和平利用裂变能必须满足两个条件要大规模地和平利用裂变能必须满足两个条件:第一，重核裂

26、变要形成链式反应；第一，重核裂变要形成链式反应；第二，链式反应必须是可控的。实现可控链式反应的装置第二，链式反应必须是可控的。实现可控链式反应的装置称为反应堆。称为反应堆。链式反应链式反应中子中子铀铀-235-235 核分裂核分裂逃逃逸逸铀铀-235-235是自然界存在的易于发生裂变的唯一是自然界存在的易于发生裂变的唯一核素，一个中子轰击铀核素，一个中子轰击铀235235原子核时，其能分原子核时，其能分裂成两个较轻的原子核，同时产生裂成两个较轻的原子核，同时产生2 2到到3 3个中子个中子和射线，并放出能量。新产生的中子又打中另和射线，并放出能量。新产生的中子又打中另一个铀一个铀235235原

27、子核，引起新的裂变。在链式反原子核，引起新的裂变。在链式反应中，能量会源源不断地释放出来。应中，能量会源源不断地释放出来。连续核裂变释放出巨大的核能，若人工控制使链式反应连续核裂变释放出巨大的核能，若人工控制使链式反应在一定程度上连续进行，产生的能量加热水蒸气，推动在一定程度上连续进行，产生的能量加热水蒸气，推动发电机，这是建设发电机，这是建设核电站的基本原理核电站的基本原理；若让裂变释放的；若让裂变释放的能量不断积累，最后则可以在瞬间酿成巨大的爆炸，这能量不断积累，最后则可以在瞬间酿成巨大的爆炸，这是制造是制造原子弹的原理原子弹的原理。核电是一种清洁的能源，但有两个问题令人担忧：一是核电是一

28、种清洁的能源，但有两个问题令人担忧：一是安全运行；二是核废料的处理。安全运行；二是核废料的处理。国际上最严重的核泄露事件：切尔诺贝利核电站国际上最严重的核泄露事件：切尔诺贝利核电站 日本地震核泄漏日本地震核泄漏核能的开发，安全必须先行核能的开发，安全必须先行切尔诺贝利核电站抢险人员纪念碑切尔诺贝利核电站抢险人员纪念碑核裂变能的利用带来的问题核裂变能的利用带来的问题1 1、放射性废料的危害、放射性废料的危害 核废料是指含有核废料是指含有、和和辐射的不稳定元素并伴随有热辐射的不稳定元素并伴随有热产生的无用材料，核废料进入环境后会造成水、大气、土壤的产生的无用材料，核废料进入环境后会造成水、大气、土

29、壤的污染，并通过各种途径进入人体，当放射性辐射超过一定水平，污染，并通过各种途径进入人体，当放射性辐射超过一定水平，就能杀死生物体的细胞，妨碍正常细胞分裂和再生，引起细胞就能杀死生物体的细胞，妨碍正常细胞分裂和再生，引起细胞内遗传信息的突变。内遗传信息的突变。在衰变过程中，辐射的主要产物有在衰变过程中，辐射的主要产物有，和和射线，而射线，而X X射射线是另一种由原子核外层电子引起的辐射。线是另一种由原子核外层电子引起的辐射。研究表明，孕妇在怀孕初期腹部受过研究表明，孕妇在怀孕初期腹部受过X X光照射，她们生下的光照射，她们生下的孩子与母亲不受孩子与母亲不受X X光照射的孩子相比，死于白血病的概

30、率要大光照射的孩子相比，死于白血病的概率要大50%50%。受放射性污染的人在数年或数十年后，可能出现癌症、。受放射性污染的人在数年或数十年后，可能出现癌症、白内障、失明、生长迟缓、生育力降低等远期效应，还可能出白内障、失明、生长迟缓、生育力降低等远期效应，还可能出现胎儿畸形、流产、死产等遗传效应。现胎儿畸形、流产、死产等遗传效应。2 2、放射性核废料的处理、放射性核废料的处理如何处理这些废料可能将是最终核能使用的最大障碍。目如何处理这些废料可能将是最终核能使用的最大障碍。目前，核废料的处理，国际上通常采用海洋和陆地两种方法前，核废料的处理，国际上通常采用海洋和陆地两种方法处理核废料。一般是再将

31、装有核废料的金属罐投入选定海处理核废料。一般是再将装有核废料的金属罐投入选定海域域40004000米以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的米以下的海底，或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料处理库中。美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等一核废料处理库中。美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等一些国家因幅员辽阔，荒原广袤，一般采用陆地深埋法。些国家因幅员辽阔，荒原广袤，一般采用陆地深埋法。六六 太阳能太阳能-能源之母能源之母 太阳能即太阳辐射能，它是太阳内部连续不断的核聚变太阳能即太阳辐射能，它是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为地球轨道上的平

32、均太阳辐射强度为1367kw/m21367kw/m2。地球赤。地球赤道的周长为道的周长为40000km40000km，从而可计算出，地球获得的能量，从而可计算出，地球获得的能量可达可达172,500TW172,500TW。也就是说。也就是说太阳每秒钟照射到地球上的太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于能量就相当于500500万吨煤。万吨煤。对太阳能的收集和利用主要有三种形式：对太阳能的收集和利用主要有三种形式：光光-化学转化（绿色植物的光合作用）化学转化（绿色植物的光合作用）;光光-热转化（通过集热器）；热转化（通过集热器）；光光-电转化（光电效应，将太阳能直接转化为电能）。电转化（光电效应，将

33、太阳能直接转化为电能）。（一）对太阳能的间接利用（一）对太阳能的间接利用通过光合作用的形式利用太阳能通过光合作用的形式利用太阳能煤炭煤炭当代工业的粮食当代工业的粮食石油石油当代工业的血液当代工业的血液天然气天然气最清洁的化学能源最清洁的化学能源生物质能生物质能前景广阔的绿色能源前景广阔的绿色能源（二）太阳辐射能的直接利用二）太阳辐射能的直接利用与其他能源相比，太阳能具有独特的优点：与其他能源相比，太阳能具有独特的优点：（1 1）它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体）它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣，因而不污染环境，被称作和废渣，因而不污染环境，被称作“干净能源干净能源

34、”。（2 2）到处都可以得到太阳能，使用方便、安全。）到处都可以得到太阳能，使用方便、安全。（3 3）成本低廉，可以再生。）成本低廉，可以再生。1 1、对太阳能直接利用的形式、对太阳能直接利用的形式（1 1）太阳能电池）太阳能电池-把太阳能直接转换成电能把太阳能直接转换成电能太阳能电池太阳能电池太阳能发电站太阳能发电站 太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏发电系统主要由太阳电池阵列、贮能蓄电池、太阳电池阵列、贮能蓄电池、防反充二极管、充电控制器及逆变器、测量设备防反充二极管、充电控制器及逆变器、测量设备等组成。等组成。太阳能发电站一旦建成，不需要运行投资即能运用太阳能发电站一旦建成，不需要运行投

35、资即能运用,但初但初期投资较高。期投资较高。加利福尼亚一家太阳能发电站中的太加利福尼亚一家太阳能发电站中的太阳能反射装置阳能反射装置（2 2）对红外线的利用）对红外线的利用主要的利用途径是光热转换，即把太阳能直接转变成热能。主要的利用途径是光热转换，即把太阳能直接转变成热能。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，目前，我国太阳能产业规模已位居中国蕴藏着丰富的太阳能资源，目前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。的太阳能光伏电池生产国。七七 化学能化学能化学能直接转化为电能的装置

36、，称为化学电池或化学电源。化学能直接转化为电能的装置，称为化学电池或化学电源。原理：氧化还原反应。原理：氧化还原反应。种类：种类：锌锰干电池锌锰干电池收音机、手电筒收音机、手电筒银锌电池银锌电池-电子表、计算器；电子表、计算器；铅蓄电池铅蓄电池-汽车工业、飞机、军工等，市场上占汽车工业、飞机、军工等，市场上占90%90%；锂电池锂电池-手机、摄像机、笔记本电脑；手机、摄像机、笔记本电脑；八八 当代新能源当代新能源 指太阳能、生物质能、风能、地热能、海洋能。指太阳能、生物质能、风能、地热能、海洋能。他们的共同特点：资源丰富、可以再生、没有污染，它他们的共同特点：资源丰富、可以再生、没有污染，它们

37、是远有前景、近有实效的能源。们是远有前景、近有实效的能源。缺点：技术难度大、成本高、不宜推广。缺点：技术难度大、成本高、不宜推广。新能源的开发都是综合性项目，涉及化学、物理、电子、新能源的开发都是综合性项目，涉及化学、物理、电子、机械、仪表等各行各业，其中所需的新材料需要化学工机械、仪表等各行各业，其中所需的新材料需要化学工作者研制，许多化学过程和反应条件，需化学工作者研作者研制，许多化学过程和反应条件，需化学工作者研究，总之化学家将积极参与新能源的开发工作。究，总之化学家将积极参与新能源的开发工作。风能风能水能水能太阳能太阳能海浪发电站海浪发电站 国情决定我国能源产业结构的发展战略是：以煤炭

38、为基国情决定我国能源产业结构的发展战略是：以煤炭为基础，以电力为中心，积极开发石油、天然气，适当发展础，以电力为中心，积极开发石油、天然气，适当发展核电，因地制宜开发新能源和可再生能源，走优质、高核电，因地制宜开发新能源和可再生能源，走优质、高效、低耗的南阳可持续发展之路。效、低耗的南阳可持续发展之路。中国推出清洁能源六大措施中国推出清洁能源六大措施20012001年年8 8月月2929日，国家日，国家环保总局副局长汪纪戎在环保总局副局长汪纪戎在“中美清洁能源技术论坛暨技中美清洁能源技术论坛暨技术与设备博览会术与设备博览会”上说，化石能源占主导地位的状况在上说，化石能源占主导地位的状况在中国持

39、续了几十年，当前已经成为环境污染的主要来源。中国持续了几十年，当前已经成为环境污染的主要来源。要切实改善我国城市的空气质量状况，必须从改善能源要切实改善我国城市的空气质量状况，必须从改善能源结构、提高清洁能源使用比例入手，主要措施结构、提高清洁能源使用比例入手，主要措施包括包括推广推广使用清洁能源，改善城市燃料结构，城市饮食服务业和使用清洁能源，改善城市燃料结构，城市饮食服务业和民用灶炉使用清洁燃料；划定污染燃料的禁销区域；控民用灶炉使用清洁燃料；划定污染燃料的禁销区域；控制煤炭使用比例，用优质煤代替劣质煤；鼓励洁净煤的制煤炭使用比例，用优质煤代替劣质煤；鼓励洁净煤的发展；组织清洁能源行动。发

40、展；组织清洁能源行动。我国的能源结构也正向多样化的方向发展。我国的能源结构也正向多样化的方向发展。北纬30线贯穿四大文明古国，是一条神秘而又奇特的纬线。在地球北纬30度线附近的区域，地质地貌最纷繁多样，物种矿藏最丰富多彩，水文气候最复杂多变，自然之谜、神秘现象最集中多现，是地球远古自然奇观和人类史前文明遗迹最为集中，也最为神秘的地区。例如，地球上海拔最高的珠穆朗玛峰和最深的西太平洋马里亚纳海沟正位于北纬30度地带；世界上几条著名的大江大河比如埃及的尼罗河、伊拉克的幼发拉底河、中国的长江、美国的密西西比河等，都是在这一特殊的纬度线进入浩荡的海洋；此外，像古埃及金字塔“狮身人面像、玛雅文化遗址、复

41、活岛“巨石人像、百慕大三角区无不处在北纬30度区域在北纬30从古到今都是灾难深重的地带，在北纬30，地震、海难、火山、和空难等时常有发生。二战时期，在川藏这条北纬30线上，美军共损失468架军用飞机。2008年5月12日发生的四川省汶川县8.0级大地震震中也在北纬31度，离30度很近。震及30的地方均被破坏。2010年4月14日发生在青海省的玉树7.1级地震中，33.2的北纬纬度也大概接近30度。与四川汶川地震相同，玉树地震的震源深度同样为14千米。鄱阳湖“魔鬼三角”1945年4月16日，2000多吨级的日本运输船“神户丸”行驶到江西鄱阳湖西北老爷庙水域突然无声无息地失踪（沉入湖底），船上20

42、0余人无一逃生。其后，日本海军曾派人潜入湖中侦察，下水的人中除山下堤昭外，其他人员全部神秘失踪。山下堤昭脱下潜水服后，精神恐惧，接着就精神失常了。抗战胜利后，美国著名的潜水专家爱德华波尔一行人来到鄱阳湖，历经数月的打捞仍一无所获，除爱德华波尔外，几名美国潜水员再度在这里失踪。过去了40年后，爱德华波尔终于向世人首次披露了他在鄱阳湖底失魂落魄的经历。他说：“几天内，我和三个伙伴在水下几公里的水域内搜寻“神户丸”号，没有发现一点踪迹。这一庞然大物究竟在哪里？正当我们沿着湖底继续向西北方向寻去时，忽然不远处闪出一道耀眼的白光，飞快向我们射来。顿时平静的湖底出现了剧烈的震动，耳边呼啸如雷的巨响隆隆滚来

43、，一股强大的吸引力将我们紧紧吸住，我头晕眼花，白光在湖底翻卷滚动，我的三个潜水伙伴随着白光的吸引逐流而去，我挣扎出了水面”百慕大魔鬼三角区百慕大是一个奇怪的地方。在这里不明不白失事的飞机多达数十架，轮船100多艘，不仅如此，百慕大还出现过许多穿越时间隧道失踪，而又突然出现，且“使人年轻”的传闻。在全球，当人们一提到百慕大，就会感到毛骨悚然，一个科学团体认为，此处可能有一个巨大的陨石。据研究，约1500年前，有一个巨大的陨石从太空飞来，掉入大西洋。这块大陨石犹如一个大黑洞，具有极大的吸引力，连光线也能吸引进去，何况飞机、轮船。日本龙三角一个位于日本以南的神秘地方。自20世纪40年代以来，无数巨轮

44、在这片清冷的海面上神秘失踪，它们中的大多数在失踪前没有能发出求救讯号，也没有任何线索可以解答它们失踪后的相关命运。1980年9月8日，相当于泰坦尼克号两倍大小的巨轮德拜夏尔号装载着15万吨铁矿石，来到了距离日本冲绳海岸200海里的地方。这艘巨轮的设计堪称完美，已在海上航行了4年，正是机械状况最为理想的时期。因此，船上的任何人都会感到非常安全。这时，船遇上了飓风。但船长对此并不担心，在他眼里像德拜夏尔号这样巨大并且设计精良的货轮，对付这种天气应该毫无问题。他通过广播告诉人们：他们将晚些时候到达港口，最多不过几天而已。可是，岸上的人们在接到了船长发出的最后一条消息（我们正在与每小时100公里的狂风

45、和9米高的巨浪搏斗）后，德拜夏尔号及全体船员便失踪了，消失得无影无踪。二战后期，为了夺取海上优势，美国海军第38航母特遣队对日本的神风突击队发起了三天三夜的狂轰滥炸。正当舰队重新补充燃料，准备再战的时候，在这片海域不得不与恶劣的自然环境展开了一场生存之战。当时在强大的飓风和18米高恶浪的袭击下：16艘舰船遭到严重破坏、200多架飞机从航母上被掀到了海里、765名美军水兵遇难。这是美国海军在20世纪所遭遇最严重的自然灾难。世界的能源也集中分布在北纬30度这个黄金走廊，世界石油和天然气第一大产地波斯湾，美洲石油和天然气第一大产地墨西哥湾，正在崛起的中国天然气聚宝盆四川盆地等。不管是巧合还是冥冥注定

46、，北纬30线都是一条能引起人们极度关注的地带。返回 中东地区指波斯湾周围，具体有这些国家：中东地区指波斯湾周围，具体有这些国家：伊朗，伊朗，伊拉克，科威特，沙特，伊拉克，科威特，沙特，巴林，卡塔尔，阿曼，阿巴林，卡塔尔，阿曼，阿拉伯联合酋长国（拉伯联合酋长国（阿联酋阿联酋），也门，约旦，以色），也门，约旦，以色列列 中东地区是个天然大油库，中东地区是个天然大油库，20052005年石油剩余可采年石油剩余可采储量储量10011001亿吨，占世界总储量的亿吨，占世界总储量的57%57%；石油产量；石油产量11.311.3亿吨，占世界总产量的亿吨，占世界总产量的31%31%。多少年来，中东。多少年来

47、，中东以其极其丰富的石油资源促进了人类的繁荣和进步，以其极其丰富的石油资源促进了人类的繁荣和进步，但也成了无数战乱的根源。但也成了无数战乱的根源。毫无疑问，中东在毫无疑问，中东在2121世纪是世界石油供应的中流砥世纪是世界石油供应的中流砥柱。由于这一特殊地位，也将成为经济、政治、军柱。由于这一特殊地位，也将成为经济、政治、军事激烈争夺的焦点。战乱此起彼伏，将使中东人民事激烈争夺的焦点。战乱此起彼伏，将使中东人民在享有石油带来巨大财富的同时，蒙受油田被破坏在享有石油带来巨大财富的同时，蒙受油田被破坏的损失，石油产量升降无序，以致人民生命遭受巨的损失，石油产量升降无序，以致人民生命遭受巨大牺牲。大

48、牺牲。返回返回 石油、天然气等是重要的能源资源。在现代文明社会，如果没有了能源，一切现代物质文明也将随之消失。随着工业的迅速发展、人口的增长和人民生活水平的提高，能源短缺已成为世界性问题，能源安全受到越来越多国家的重视。世界石油资源的地区分布是不平衡的，许多国际矛盾和冲突由此引发,过去30多年里毕竟多次发生过油价飙升导致全球性经济衰退的严重情况。发达的资本主义国家在政治、经济、和日常生活的方方面面都受到了严重影响，使人们切实体会到能源对现代生活发展举足轻重的影响。第一次危机第一次危机(1973年)1973年10月第四次中东战争爆发，为打击以色列及其支持者，石油输出国组织的阿拉伯成员国当年12月

49、宣布收回原油标价权，并将其基准原油价格从每桶3.011美元提高到10.651美元，使油价猛然上涨了两倍多，从而触发了第二次世界大战之后最严重的全球经济危机。持续3年的能源危机对发达国家的经济造成了严重的冲击。在这场危机中，美国的工业生产下降了14%，日本的工业生产下降了20%以上，所有工业化国家的经济增长都明显放慢。这次危机后，以美国为首的一些发达国家组成了国际能源机构国际能源机构，应对可能出现的石油危机。这个机构要求成员国必须保持相当于前一年90天进口原油的储备量。石油危机石油危机第二次危机第二次危机(1978年)1978年底，世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化，伊朗亲美的温和派国王

50、巴列维下台，引发第二次石油危机。此时又爆发了两伊战争，石油产量受到影响，从每天580万桶骤降到100万桶以下，打破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平衡。随着产量剧减，全球市场上每天都有560万桶的缺口。油价在1979年开始暴涨，从每桶13美元猛增至1980年的34美元。这种状态持续了半年多，此次危机成为上世纪70年代末西方经济全面衰退的一个主要诱因。第三次危机第三次危机(1990年)1990年8月初伊拉克攻占科威特之后，伊拉克遭受国际经济制裁，使得伊拉克的原油供应中断，国际油价因而急升至42美元的高点。此外，2003年，国际油价也曾暴涨过，原因是以色列与巴勒斯坦发生暴力冲突，中东局势紧张，造