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寻找新能源——21世纪能源问题展望
一、课题来源及准备人类利用能源的历史经历了几个阶段。18世纪以前，木材在世界一次性能源消费结构中长期居首位；到19世纪下半叶，煤炭取代木材等成为主要能源；1965年，石油首次取代煤炭在世界能源消费结构中居首位．由此开始了“石油时代”。石油、煤炭等这些当前人们使用的主要能源都属不可再生的矿物燃料。现今，矿物燃料提供世界91％的一次商品能源，其中煤炭占28％，石油超过40％。然而，地球上矿物燃料的储量是有限的，由于人类无限制地开采，它已渐趋于枯竭。据统计，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。照此下去，科学家们估计，地球上的煤还可维持二三百年，石油就只有五六十年的用量了。而石油、天然气、煤的形成需要数亿年的生物与地质作用。所以，燃烧这些化石燃料就等于在吃老本。而且，开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，还带来严重的负面影响，如诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题，极大地污染了人类赖以生存的环境。因此，世界能源面临着新的转折，向石油等以外的能源物质转换已势在必行。在实施课题研究前，学生先从报刊上收集相关资料，了解日常生活中所用能源的种类，当今我国开发使用的能源种类及其应用领域、应用状况。二、课题举例课题1中国能源供应缺口数据库：1．1995年．我国第一次能源总产量达12．4亿吨标准煤，其中原煤达12．98亿吨，居世界首位；原油产量1．49亿吨，居世界第5位；全国发电装机容量2．17亿千瓦、年发电量t万亿千瓦时，居世界第4位。2．我国煤炭资源储量目前居世界前列，而人均值仅为世界平均值的一半。3．我国石油探明可采储量32，6亿吨，人均2．9吨，仅为世界平均值的1／lO左右。4．我国可开发的水能约37亿千瓦，占世界首位，但人均占有量非常有限。5据(我国能源战略研究(2000-2050)总报告)预测：到2050年，我国人民生活水平要达到发达国家20世纪90年代初的水平，一次能源总需求量需要35”44亿吨标准煤，而到2050年我国只能产石油4000-8000万吨，离预测的数字要差六七亿吨。实施：将学生分成若干组，针对所查资料，讨论中国一次性能源(不可再生能源)的构成情况及供应前景。结论：中国能源供应前景存在着巨大的隐患，向石油、煤炭等一次性能源以外的新型能源转换已势在必行。课题2发展能源新技术，使用清洁新能源数据库：1．世界上能被利用的风能总量至少有10亿千瓦，其中中国可利用的大约有3亿千瓦。到1992年，全世界风力发电装机达27仍万千瓦。2．地球上每年经太阳能光合作用生成的生物质总量约为1440-1800亿吨，大约等于现在世界能源消耗总量的10倍。(可用生物质制造乙醇甲酵，用作汽车燃料等；也可制造高效生物质燃烧炉，其热效率达85％。)3．全世界海洋能的理论可再生总量约为7历亿千瓦，现在技术上可以开发的起码有以亿千瓦。中国海洋能据估算可开发量约4．6亿千瓦。我国已建成1280千瓦时的潮汐电站。4．全世界地热资源的总量约相当于州8亿吨标淮煤。中国已查明地热储量相当于31．6亿吨标准煤。实施：学生自由分组，各组就本组感兴趣的内容查找资料，并作总结。最后，各组之间展开交流，综合分折世界尤其是我国于发、利用新能源和使用清洁能源的现状。结论：解决未来世界的能源问题成为人类社会面临的头等大事。专家们一方面呼吁发展节能技术；另一方面，从能源系统的角度提出要开发使用新能源、减少或取代对能源矿产的依赖。现在，世界上许多国家和地区都致力于用现代化的技术和新材料开发利用新能源和可再生能源，用来取代资源有限、对环境有污染的化石能源。不过．风能、潮汐能、生物能、地热能等都因一定的条件限制而只适于作补充能源，相对于人类对能源的巨大需求来说，只能解决局部的一些问题。下世纪能源发展方向主要为太阳能、核能、氢能。课题3：微型小品剧：21世纪的能源大家庭主要角色：太阳能哥哥、核能弟弟、氢能妹妹简单剧情：石油爸爸、煤炭妈妈已近古稀之年，而他们经营多年的人类能源公司急需找到合适的继承人。石油爸爸认为太阳能哥哥人品好，宽厚善良，工作热情高，有较好的人际关系，在人类能源公司中有较高的威望，所以应由他担此重任。而煤炭妈妈认为核能弟弟更合适，因为核能弟弟工作能力强，并有较大的发展潜力。尽管核能弟弟有时对自己要求不够严格，会惹一些小事情，但在爸爸妈妈的耐心教导下，会表现得越来越好。在继承人的问题上，爸爸妈妈各执己见，为此展开了激烈的争论。就在这时候，太阳能哥哥、核能弟弟、氢能妹妹同时上场，太阳能哥哥、核能弟弟首先发表意见，他们各自诚恳地谈了自己的优缺点，认为单凭各自的力量无法担此重任。他们异口同声地推荐氢能妹妹，她虽人小，但志向远大．做事认真负责，颇有领导风范……。没等他们说完，氢能妹妹发表了自己的见解，她建议