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国民生产总值与能源消费的关系（图3-4）
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6．中国能源结构特点
1）能源丰富而人均消费量少 电力居世界第一； 煤炭居世界第三；石油居世界第八
2）能源构成以煤为主（种类不佳,煤多油少） 3）中国能源生产和消费结构不合理 4）能源供应不足与浪费并存 5）能源资源与经济布局不匹配
2020 25~33
人均能源量：世界 美国 苏联 西德 日本 北京市
吨/人,年 2.23 12.8 6.6 6.3 4.7 3.23（3倍）
我国清洁能源比重情况（一次能源结构比重）：
1990 2002
煤炭的比重 76．2% 66．1%
石油的比重 水电的比重
16．6%
5．1%
23．4%
7．8%
参考图3-4
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能量形式 S/单位能量
万有引力
0
(位能)
原子核能
10-6
热能(星球)108K 10-3
(地球)102K 10-2
化学能(燃料) 1~10
辐射能(可见光) 1~10
(宇宙微波)
104
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5．能源消耗需求量的计算
1）标准煤 是计算能源总量时所采用的综合换算指标
即7000kcal/kg标准煤(29.271MJ/kg标准煤)
规律： 发达国家： <10.85 发展中国家： >1 工业化初期： >1, 以后逐年降低 我国情况：1953~1958 >1 1.3 1980~1990 >1 1.2 1990 ~2000 <10.85
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若按照1980年为6.5亿吨标准煤，20年翻两番计算，年 国民生产增长率为：
煤炭在中北和西北方(60%在华北) 水利在西南(60%) 石油主要在华北和东北 天然气主要在西南和西北 东南工业发达而能源短缺
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初步测算，2006年能源消费总量24.6亿吨标准煤，比上年增长9.3%。其 中，煤炭消费量23.7亿吨，增长9.6%；原油3.2亿吨，增长7.1%；天然气556 亿立方米，增长19.9%；水电4167亿千瓦小时，增长5.0%；核电543亿千瓦小 时，增长2.4%。主要原材料消费中，钢材4.5亿吨，增长17.2%；铜372万吨， 下降4.0%；铝865万吨，增长32.1%；乙烯939万吨，增长23.9%；水泥12.0亿 吨，增20长20/91/242 .5%。万元国内生产总值能源消耗1.21吨标准煤，比上年下降24 1.23%。
法国：75% 比利时：61. 5% 韩国：49% 中国台湾：38.7%
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大亚湾核电站夜景
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秦山核电站夜景
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秦山二期核电站夜景
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秦山三期核电站厂房远景
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田湾核电工程全景
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岭澳核电站全景
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☏☞上下,品位 ☏☞ 高品位自发向低品位进行例如自由落体 生成热能. ☏☞原子核能品位最高,应开发利用.
☏☞地表热能通常是地球上最低品位能,量大 但无法利用.
☏☞日光能与化学能品位相当,应开发利用.
☏☞太阳能与环境热能品位相差不大,大多 变成环境热能而不能加以利用. ☏☞化石燃料变化学能,历史悠久,但品位不高.
0.85=b/7.2，b=6.12， (1+6.12%)10= z =1.81 (2000年的倍数) 1.81 14.89=27亿吨(实际为15.5)
若按照人均12.1亿人,则 27/12.1=2.23吨/人,年
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我国能源产量：80 85
亿吨
6.5 8
90 95 2000 2006 10.4 14.47 15.55 24.6
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无机物热分解储存中温热能
A
聚光器利用太阳 可以达到1273K
B
C（分开储存）混77合3K后热，源最可好产在生7蒸73汽K进发行电
A
Q
光合作用生化转化储存太阳能
6CO2
6H2O
光 叶绿素
6O2
C6H12O（6 植物能源）
4）宇宙太阳能电站：同步空间站处于赤道与地球相距
35600公里的轨道上,并以与地球同步方式饶行.用太阳能电池收 集能量,再用微波发生器转变成微波,以集束形式发射到地面接 受站,再转变成电能利用.
煤：
0.714
石油： 1.43
天然气： 1.33
油页岩： 0.431
目前，全世界能源总消费量约为134亿吨标准煤，其中化 石能源占85%以上。
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2）能源消耗需求量的计算（以2000年达到小康水平需能 源量）可以有以下几种算法：
（1）现代化社会要求：1.6吨/人,年 1.6吨/人,年12.1亿人=19.36亿吨
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四、新能源简介 1．太阳能
1）太阳辐射能 m=(1.00812×4)-4.00386=0.02862原子质量单位
根据E=mc2,
E=mc2=0.02862 ×1.66 ×10-27(一个原子质量单位重量) ×(3×108)2=4.28 ×10-12(J)(m2.kg.s-2)
即可以生成 E= 4.28 ×10-12 ×6.023 ×1023=2.578×1012J 太阳每秒损失400万吨氢,产生能量为3.90 ×1026瓦
（2）按照各国每人每年能源消耗量与国民经济生产总 值之间比例,若人均达到1000美圆/年：2.2吨/人,年
2.2吨/人,年12.1亿人=26.6亿吨
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（3）能源弹性系数(能源消耗增长系数)进行预测
能源弹性系数
能源消耗量年增长率（%） 国民生产总值年增长率（%）
即
E / E M / M
1．资源总量大，人均占有量少 2．资源种类多，类型齐全 3．资源地域分布不均衡，增加开发利用难度 4．资源质量不够理想，优质资源所占比重较小 5．资源利用率低且浪费严重
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《光明日报》2006-10-26（12）
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地球上的最后
—— 最后一片森林
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1度电=
能用吸尘器把房间打扫5遍； 25瓦的灯泡能连续点亮40小时； 家用冰箱能运行一天半； 普通电风扇能连续运行15小时； 一匹空调器能开1.5小时； 能烧开8千克的水； 电视机能开10小时； 可以用电炒锅烧2个非常美味的菜肴； 足够让电动自行车跑上80千米。
《经济日报》2004-07-04（10）
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宇宙太阳能电站（图3-6）
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2．核能
1）定义 原子核中存在大量能在裂变或聚变中释放 出来得到的能量.
例如 1kg235U 火柴盒大小 2.8万吨标准煤
目前只相当于2040吨标准煤. 2）种类 （1）核裂变 用中子打击重原子核使之分裂.
例如 235U 01n15440Xe3984Sr 201n
(1+x)20=4 若按照1980年为6.5亿吨标准煤,20年翻两番计算：
(1+x)20=4 x=7.2%
1980~1990 >11.2,
1.2=a/7.2，a=8.64， (1+8.64%)10= y =2.29(1990年的倍数) 2.29 6.5=14.89亿吨(实际为10.4亿吨)
1990~2000 <1 0.85
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3-3 能源与环境
一、能源的概念
1．定义
指自然资源中存在的某种形式的能,利用它可以转换成人 们生产和生活所需的电、光、机械、热等其他形式的能.
2．人类利用能源的四个阶段
1860年前(第一次产业革命)：以薪柴为主 1860~1920(蒸汽机1763年发明后广泛使用) 1920~1960(采煤条件日趋恶化渐转石油、天然气) 1960~至今 (新能源是第四次产业革命的主要支柱)
资源丰富：1.4kg重水/吨海水.一桶海水相当于300 桶汽油能量.
海水中的2
1
H
约有20亿吨,铀约有40亿吨,可使用
200亿年(海水量为13.61011吨).
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
放射性污染少
中央电视台2006-11-21晚间新闻报道称相当于1桶海水能量 相当于300桶汽油。
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核裂变中的链式反应
核聚变示意图
二、能源与环境问题
能源生产过程中带来的主要环境问题： 1．城市大气污染 2．温室效应 3．水体热污染 4．固体废物
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三、中国能源的利用与保护
1．充分利用能源，减少浪费 2．以生态学原理解决能源问题
控制人口，减少能源消耗 调整能源结构，尽快发展水电、核电等新能源
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资源与环境
3-1 世界与中国资源的现状及特点
一、自然资源 1．定义：指自然界中能被人类用于生产和生活的
物质和能量的总称。
2．分类
耗竭性资源 非耗竭性资源
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二、世界资源现状及特点
1．水资源短缺 2．土地荒漠化 3．森林资源破坏 4．矿产资源匮乏 5．物种资源灭绝
三、中国资源现状及特点
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三门核电工程厂址
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3．其他新能源