1、 能源问题能源问题 环境问题环境问题 粮食问题粮食问题 交通问题交通问题 健康问题健康问题 信息问题信息问题 一、能源及其分类1 1 能源能源能源是指人类用来获取能量的自然资源。2 2 能源的分类能源的分类 按来源不同可把能源分为三类按来源不同可把能源分为三类 来自地球以外天体的能量（包括直接的太阳辐射能外，还包括间接来自太阳能能源，如化石能源、生物能、水能、风能、海洋能等）；地球的本身蕴藏的能量资源（如地热能等）；地球与其他天体相互作用而产生的能量（如潮汐能等）2 能源的分类 按形成条件不同，可把能源分为两类 一次能源，指天然存在的、可直接利用的（如原煤、原油、天然气、水力、太阳能等）；二次
2、能源，在一次能源基础上加工而成的（如电力、汽油、煤气、沼气、氢气等）。2 能源的分类 按能否反复利用，可把能源分为两类 再生能源（如太阳能、风能、水力等）；非再生能源（煤炭、石油、天然气等）。2 能源的分类 按开发使用的程度不同，可把能源分为两类 常规能源，指已被广泛利用的能源；新能源，指未被广泛利用、正在研究开发、有待推广的能源。二、全球能源危机 目前在世界初级能源的产量和消费中，居第一位的是石油，其次是煤炭、天然气。石油、煤炭、天然气等常规化石能源的储量日益减少，在可预见的不长时间内将被消耗殆尽，全球面临着严重的能源危机。1 石油 石油的开采历史已超过140年；目前全球每天消耗石油量达77
3、00万桶，且以每年12%的速度增加；目前世界石油总储量为30008000亿吨，可开采40100年（乐观的估计）。2 煤炭 每年开采的煤炭量为35亿吨；全球可供开采的煤炭储量为700017000亿吨；可供开采和使用的年限为200500年。3 天然气 乐观的估计，目前全世界可开采的天然气总储量为280亿立方米；能满足170年的需求。三、大国能源竞争的背后 能源是国民经济的命脉，是影响各国领导人战略决策的重要因素，是许多国家制定全球战略的首要问题。近20年来，世界上发生的许多危机、冲突都是围绕争夺能源引发的（如两伊战争，前苏联出兵阿富汗，海湾战争，科索沃战争，美国推翻塔利班，伊拉克战争等）。三、大国
4、能源竞争的背后 美国、俄罗斯、日本、欧盟、中国等许多国家针对中东、里海等石油资源展开了激烈的较量和错综复杂的斗争。四、中国面临“贫血”的威胁 我国煤炭储量居世界第3位，人均为世界平均水平的50%；我国石油储量居世界第6位，人均为世界平均水平的17%；人均石油产量与消费量占世界平均水平的21%22%；我国天然气储量居世界第16位，人均为世界平均水平的10%。四、中国面临“贫血”的威胁 目前我国人年均能源消耗是1000公斤标准煤，美国是11000公斤，英、德、法等国家为50006000公斤；2030年以后，我国人年均能源消耗是20003000公斤标准煤，人口达15亿以上。四、中国面临“贫血”的威胁
5、 从1996年开始，我国由原油出口国变成原油进口国；2000年我国进口石油占消耗量的20%，2010年将达到40%以上；美日等发达国家都建立了战略石油储备制度，可提供36个月的石油供应；我国原来没有战略石油储备。从09年开始在海岸沿线的青岛黄岛、大连新港、宁波镇海、舟山岙山建设四大地上石油储备基地，同时开始派员调研二期战略油库选址。加拿大：被遗忘的石油大国，石油储量180亿吨，世界第二，第一是沙特，第三是伊朗，其后是科威特、伊拉克等 四、中国面临“贫血”的威胁 解决我国及世界能源危机的途径：一是节约使用能源；二是加强新能源技术的研究、开发和利用，不断扩大利用新能源的比重。四、中国面临“贫血”的
6、威胁在上世纪六七十年代的国家战略物资储备目录中，煤炭都是不可或缺的战略物资，并且在一些重要港口都建有煤炭储备中心，承担着国家煤炭储备的任务，保障着国家能源安全。上世纪80年代中后期，因多种原因，煤炭没有列入国家战略储备物资目录，港口的煤炭储备中心也不再承担国家煤炭储备的功能。此际，我国能源保障仅依靠能源企业的商业储备，而国家在十几年中竟然没有能源储备体系。四、中国面临“贫血”的威胁国内首个大型煤炭储配基地在曹妃甸港开工 由河北开滦集团牵头的“5000万吨国家级数字化储配煤基地项目开工奠基仪式”8月31日在曹妃甸举行 项目占地面积1481亩，总投资27.1亿元，建成后可达到每年煤炭流通量5000
7、万吨、动态库存416万吨的能力。将有利于促进国家能源安全战略推进，在粮食、石油等战略物资纷纷建立国家储备体系的同时，迫切需要建立煤炭储备体系。建成国家级煤炭储备基地，就是着眼区域乃至国家能源安全的需要，有效应对恶劣天气等可能造成的影响，在满足国家能源安全前提下，通过煤炭存量的科学管理，采用“卖一补一”的运营策略，实现应急供煤和常态供煤相结合。五、新能源技术 核能；太阳能；地热能；风能；海洋能；生物能；氢能。1 核能(1)核能核能 又称原子能。它是指原子核结构发生变化（核裂变、核聚变）时释放出的能量。E=MC2 核能比化石燃料燃烧放出的能量大得多。1kg铀235=1800 t 石油或2800 t
8、 标准煤。(2)核裂变反应 它是指一个重原子核分裂成2个较轻的新原子核的过程，有自发和诱导两种，一般的核裂变指后者；用来进行核裂变反应并连续释放能量的物质，称核裂变燃料。铀=铀238（99.28%）+铀235（0.714%）+铀234（0.006%）(3)受控核聚变 是指两个或两个以上较轻的原子核聚合成一个较重的原子核的反应；核聚变燃料主要是氢及其同位素氘和氚。受控核聚变具有以下优点：(1)质能比高，是同质量核裂变释放能量的4倍；(2)原料足，从海水中可大量提取氘和氚；(3)无放射性，安全、清洁、不污染。核聚变能的和平利用目前尚处于研究阶段。2 太阳能 地球上可以直接接受并利用的太阳辐射能；太
9、阳本身的辐射能量只有22亿分之一到达地球大气层；太阳辐射能是一种巨大、无污染、洁净、安全的可再生能源，它是取之不尽、用之不竭的。2 太阳能 利用太阳能的新技术、新材料和新设备不断出现，为太阳能的广泛应用奠定了基础。目前，直接利用太阳辐射能有三种方式：光热转换；光电转换；光化学转换。(1)光热转换光热转换就是把太阳辐射能通过各种集热装置（集热器）转变成热能。太阳能热发电；太阳能高温炉冶炼高温材料；太阳能节能建筑太阳房；利用太阳能使海水淡化；太阳池（盐湖水太阳能发电技术）；太阳能热水器。(2)光电转换 通过光伏电池将太阳辐射能直接转变成电能。工作原理是光电效应。已广泛应用于宇宙飞行器；还用来作为交
10、通工具的能源；应用在自动控制领域；还可以用来发电（光伏电站）。(3)光化学转换 用光和物质相互作用引起化学变化的过程称光化学转换。绿色植物的光合作用；利用光化学电池制氢。光化学转换到目前为止还只限于实验室试验，没有重大突破。3 地热能 地球内部蕴藏着的热能称为地热能，来自 (1)高温岩浆，(2)岩石中放射性元素衰变；在地球上所有的能源中，地热能仅次于太阳辐射能，排在第二位（火山爆发、地震和其他地壳变动）；地热资源按存在形式可分为五大类型：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。地热能廉价、清洁，利用前景十分广阔。4 风能 风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均，引起空气运动而产生的能量；风能的
11、利用主要靠风力机，风力机是把风能转化为其他形式能量的旋转机械；利用风力可以发电、提水、助航、制冷、致热等。5 海洋能 海洋能是指海水在运动过程中产生的能为人类利用的能量，它包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能等。海洋中除有巨大的海洋能外，还有丰富的海洋矿物资源、海水资源和海洋生物资源。人类有可能在21世纪进入全面、综合、立体开发海洋的“海洋经济时代”。6 生物能 生物能也叫生物质能，它是指绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量；生物质能的种类繁多，目前可被利用的大致有六大类：生物质能的分类(1)木材和森林工业废弃物（树枝、树叶、树根等）；(2)农业废弃物（秸杆、
12、果核、玉米芯等）；(3)水生植物（藻类等）；(4)油料作物（棉籽、麻籽、油桐等）；(5)城市与工业有机废弃物（垃圾和食品、屠宰、制酒、制纸工业的排泄物等）；(6)粪便。7 氢能 是指氢在发生化学变化和电化学变化过程中产生的能量；氢作为能源的优点是储量丰富、热值高和清洁无污染；氢的利用：(1)直接用作燃料（如发射火箭等）；(2)用作燃料电池（如用于航天飞机）；(3)用作能源转换介质（能源中间载体）。我们正在经历地球变暖、人口增加和自然资源枯竭，不采取行动就只能坐以待毙这样一个过程。普利策奖得主托马斯.弗里德曼指出，我们正处在人类有史以来最关键的时代，而寻找集充足、清洁、廉价和可靠等优势于一身的新
13、型能源是未来全球最大的产业。最先出手并能在能源技术革命中成为领头羊的国家在国防、经济和能源安全中将稳操胜券，并获得全世界的尊重。英国英国泰晤士报泰晤士报20082008年年6 6月月1212日报道日报道 美国加州硅谷的LS9公司的研究人员正在实验室利用细菌进行“造油”工程。他们利用合成生物学的方法，对包括大肠杆菌、酵母菌等不同菌株进行了遗传改造，改进了生产碳氢化合物（烃）的代谢途径。酵糖在这些转基因微生物的作用下能充分释放出蕴藏的能量，并最终转化成可用作燃料的碳氢化合物，而任何可以分解为酵糖的物质都可以被用作原料，比如甘蔗、麦秆甚至木屑。转基因细菌分泌的一些柴油转基因细菌分泌的一些柴油 发酵机
14、发酵机 日本日本朝日新闻朝日新闻20072007年年4 4月月1616日报道日报道 新技术将客服下雨阴天及云层吸收等局限，将阳光“转发”到地面，实现全天候高效利用太阳能。让静止在轨道上的卫星吸收太阳能；把太阳能转化成激光，再输送到地球，利用接收的激光制造氢。科学科学 2008-07-222008-07-22 来自于麻省理工学院的研究人员发明的太阳能窗户可以收集太阳能,但是却可以做到近乎透明。麻省的透明太阳能电池是这样工作,首先,在窗户上涂抹特殊材料,这些化学涂料的颜色很轻,近乎透明。该涂层可以吸收能量并存储在玻璃内部,最后通过窗口边缘的集热器收集玻璃上聚集的热量。在这个过程中使用的化学品相对便
15、宜,所以这一概念产品至普及并不困难。预计真正可用的产品将在3-5年内发布,这样的产品势必可以改变现在的能源使用方式。2121世纪趋势世纪趋势周刊周刊20082008年年7 7月月1919日报道日报道英国的科学家发明了一种可以利用海水起伏产生的波浪来发电的独特装置。外形似水蟒 利用水下波浪发电。这种形如海洋生物水蟒的管状发电装置长约182米、宽约6米，由橡胶制成。工作原理：将“水蟒”安装在距离海岸1.6公里-3.2公里远、36米-91米深的水下，并系在海床上，同时使“水蟒”的橡胶管道内充满海水。这样每当有波浪经过时，弹性极强的橡胶管就会随之上下摆动，橡胶管内部就会产生一股水流脉冲。随着波浪幅度的
16、加大，脉冲也会越来越强，并汇集在尾部的发电机中，最终产生电能，然后通过海底电缆传输出去。每条“水蟒”最多可以产生一兆瓦的电能，足以满足数百个家庭的日常电能需要。首批“水蟒”将在五年内安装完毕，从而替代未来几十年需要建造的数千台风力发电装置。由于制作材料主要是橡胶，“水蟒”比其他波浪发电装置重量更轻、构造更简单、建造和维修成本更低。与近海风力发电相比，“水蟒”发电的成本更低。科学家相信，这种发电装置很可能成为未来解决能源危机的答案。2121世纪趋势世纪趋势周刊周刊20082008年年1010月月1717日报道日报道 以气动弹性颤振这种空气动力学现象为基础，指的是当一个绷紧的表面在空气动力学负荷的
17、作用下发生弯曲时，就会进行自我振动。这种现象同样可以被用来制造能够“捕捉”不同规模风的装置，而且这一装置的成本将比目前的涡轮机低得多。麻省理工学院的肖恩.弗雷恩研制的微型发电机能以一种此前从未有过的方法来捕捉风，而且完全可以远离那些占地面积大、成本高昂的风车。弗雷恩指出，他是在研究位于华盛顿的塔科马海峡大桥坍塌事故时得到灵感的，这座大桥由于大风造成的震动而坍塌。而“Windbelt”正是利用这其中的动力来产生能量。这一装置较小的规模和较为合理的成本使其既可以被运用在摩天大楼上，也可以被安装在条件艰苦的农村地区。法新社2008年10月6日电 法新社法新社1616日报道，日本电信电话公司正在研制一
18、种日报道，日本电信电话公司正在研制一种“充电充电鞋鞋”，行人可以一边走路，一边发电。，行人可以一边走路，一边发电。鞋底内装有水和一个小型发电机。人们穿着这种鞋子行走，鞋底内装有水和一个小型发电机。人们穿着这种鞋子行走，鞋底产生的压力使水流动，带动发电机发电。鞋底产生的压力使水流动，带动发电机发电。公司发言人天满秀臣公司发言人天满秀臣(音译音译)说，说，“发电鞋发电鞋”发电功率为发电功率为1.21.2瓦特，瓦特，“只要保持行走，发电量足以使音乐播放器运只要保持行走，发电量足以使音乐播放器运转转”。研究人员正努力把发电功率提高到研究人员正努力把发电功率提高到3 3瓦特，以便给手机充瓦特，以便给手机充电。不过，这种鞋没有蓄电功能。电。不过，这种鞋没有蓄电功能。公司希望，最早公司希望，最早20102010年将这种年将这种“发电鞋发电鞋”投入生产。投入生产。日本日本日经产业新闻日经产业新闻20082008年年8 8月月1515日报道日报道 通常，汽车消耗的汽油能量仅有用于驱动车辆，另有一半则通过车身和排气管变为热量散失。新材料的使用，可以将的排热转换为车内电器所用的电能，这将减轻发动机负荷。
