人类使用能源的历程与启示

第一篇：人类使用能源的历程与启示

人类使用能源的历程与启示

摘要

火的使用使人类脱离了野蛮，步入了文明。在几十万年的演变过程中，薪柴和木炭一直是人类用来做饭取暖的主要能源。从18世纪初开始，煤炭在西方国家逐渐代替木柴。托马斯·纽科门在1712年发明的燃煤蒸汽机开始了以蒸汽动力来代替古老的人工体力、风力和水力的新时代，为人类的工业文明掀开了序幕。1781年瓦特发明的改良蒸汽机更使得煤炭得以大规模地使用，使得第一次工业革命得以大规模展开。然而，随着1859年埃德温·德雷克在宾夕法尼亚州打出第一口油井以后，石油的大规模生产和使用不仅使得工业革命得以更大规模地在全球推广，新的技术、新的发明创造也接踵而来：内燃机、汽车、飞机……石油和这些发明一道，改变了世界的生产模式、交通模式。现代生活种中，以太阳能为主导的新型清洁能源取代了石油，煤炭等传统的能源。

关键字

柴草 煤炭 石油 清洁能源。

“能源”。《科学技术百科全书》说：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”；我国的《能源百科全书》说：“能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。”可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。

能源作为人类社会生产与生活中不可缺少的动力，其开发利用亦不是亘古至今一成不变的，随着社会生产力的不断发展，人类对能源的利用深度和广度在不断发展和扩大。

在人类发展史上，从原始时代到当今瞬息万变的高科技原子时代，人类已经历了四个利用能源的阶段：柴草时期、煤炭时期、石油时期和多元化新能源时期。

一 柴草时期

人类发展史上狩猎时代是漫长的，大约距今二、三十万年。这一时期人类一采集大自然野生植物、猎取野兽、捕捉水族为食。人类居住在天然洞穴，用骨针缝制兽皮御寒，一有空小珠、贝壳、兽牙伪装饰品。人类已经掌握了人工取火的技术，火资源的使用增加了人的食物来源，扩大了人类活动的范围。促进不同部落的交流，人类社会的发展。特别是在增强原始人类体质。使食物变的跟容易消化，大大减少了肠道疾病的发生。以及火的出现为制造铁器、陶器等生产和生活用品方面起了重大作用。

在从原始社会直到18世纪的漫长的历史年代，草木作为取火燃料一直是最主要的能源。虽然当时已有畜力、风力、水力等“新能源”的发现和利用，但还是小规模的。人们把这个漫长的能源发展的历史阶段称为柴草时期或木柴时期。这个阶段人类可利用的能源种类贫乏，所用能源的方法也是原始落后的，生产力发展水平亦很低。

二 煤炭时期

随着生产的发展、人口的增长，人们需要的木材越来越多，木材资源日益紧张，特别是许多缺乏森林资源的地区，为此，人们开始努力去发现和寻找新的能源。经过漫长的找寻，终于人们发现了一种能燃烧的矿石、煤，并开始把它用做能源。

1765 年，英国人瓦特发明了蒸汽机，煤炭才逐渐成为人类生产生活的主要能源，并由此拉开了一轮浩浩荡荡的工业革命。第一次工业革命，始于英国的机械创新，而蒸汽机的改良和广泛使用，则将工业革命推向了一个高峰，也带动了煤炭开采和利用的爆发式增长。

16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当规模，单靠人力、畜力难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤燃料。现实的需要促使许多人，如英国的萨弗里、纽科门等，致力于“以火力提水”的探索和试验。萨弗里制成世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得名为“矿工之友”的英国专利。萨弗里的提水机靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水，须将提水机装在矿井深处，用较高的蒸汽压力才能将水压到地面，这无疑是困难而又危险的。纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到迅速推广，它的改型产品直到19世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广。

新大陆的发现和地理大扩张，让英国拥有了巨大的商品市场。毛纺织业贡献了当时英国对外贸易的主要产品，当传统的手工操作无法满足巨大的市场需求时，英国人发明了飞梭，继而又发明了水力纺纱机、水力织布机，这些机械的应用大大提高了纺织业的效率。利用水力作为能源有很大局限性，它必须建在河流附近，且河流水量不固定，这显然不适合机械大生产的需要。于是，以煤为燃料的蒸汽机改良运动应运而生。公元1765年，瓦特发明了带冷凝器的单向式蒸汽机，1782年又发明双向式蒸汽机。1785年，蒸汽机开始用于毛纺业，1789年应用于毛织业。得益于蒸汽机的使用，从1766年到1789年，英国的纺织品产量在20多年内增长了5倍。

1807年美国人富尔敦建造了世界上第一艘蒸汽动力的轮船。不久，英国人史蒂文森发明了蒸汽火车机车，1825年，英国建成世界上第一辆蒸汽机车和铁路。到十八世纪末，蒸汽机普遍代替其它动力，成为英国许多工业部门的主要动力来源。

蒸汽机应用到纺织业，提高了纺织业的效率和产量；蒸汽机应用到运输业，载重上千吨的火车开始在大陆上穿越，载重上万吨的轮船开始在大洋中横渡；蒸汽机应用到矿山开采业，降低了人类的劳动强度，并且可以昼夜不停、连续开采；蒸汽机应用到金属冶炼上，大型鼓风机开始使用，煤炭成为冶炼的主要燃料；蒸汽机应用到机械制造上，可以制造出更复杂、更精密的工具。伴随着蒸汽机在工业生产领域的广泛使用，近代的能源工业煤炭工业开始在世界范围内广泛建立起来。1861年，英国的煤炭年产量已经超过五千万吨。煤炭的广泛利用，被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，成为十八世纪以来人类使用的主要能源之一。

1861年，煤炭在世界一次能源消费结构中只占24%，1920年则上升为62%，此后，世界能源进入了“煤炭时代”。20世纪30年代以后，随着发电机、汽轮机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，火力发电进入大发展的时期。煤炭在世界能源中的主导地位一直保持到20世纪60年代。

三石油时期

成随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例开始不断增加，并于20世纪60年代超过煤炭。为世界经济和各国工业发展需求最大的能源。如果说钢铁是近代工业经济的筋骨的话，那么石油就是近代工业经济的血液。很难想象缺乏石油，世界经济和科技的发展能够有什么样的发展。自从工业革命以来，机械的快速发展和大规模应用所带来的不仅是科技对于人类社会发展的冲击，更重要的是，随着生产效率的不断提高，直接带来的是农业经济开始向工业经济的重大转变，这一转变无论是从社会结构、政治体制还是在国防外交方面都对人类的国家系统和世界系统产生了翻天覆地的彻底性的颠覆，从而形成了延续至今的工业文明社会。而其中，支持和制约这种发展的重要因素之一，就是能源。在农业经济时期，能源的主要来源是人力和畜力，也涉及到一部分的水力和风力，但这部分不是最主要的。而随着工业经济的兴起，人力和畜力很明显无法满足机械，这一工业文明的最重要的标志和工具，对于动力来源的需求，于是开始求助于自然能源，最为普遍的是水力和风能。借助于自然能源，是工业革命以来，人类机械文明发展的一个重要里程碑，这使人类得以摆脱单调而沉重的重复性劳动，彻底从动力提供者的角色摆脱出来，而专注于对机械的生产效率的提高。

人类正式进入石油时代是在1967年。这一年石油在一次能源消费结构中的比例达到40.4％，而煤炭所占比例下降到38.8％。石油需求的增长和石油贸易的扩大起因于石油在工业生产中的大规模使用。

一战以前，石油主要被用于照明，主要产油国美国和俄罗斯同时也是主要的消费国。在一战中，石油的战略价值已初步显现出来，由于石油燃烧效能高，轻便，对于军队战斗力的提高具有重大战略意义。20世纪20年代，由于石油成为内燃机的动力，石油需求和贸易迅速扩大。但是由于化石能源带来的环境问题越来越严重，不得不去寻找跟清洁的新能源。

四 多元化新能源时期

随着社会突飞猛进的发展，能源需求量亦成倍增加。世界上的常规能源--煤、油、气将逐渐枯竭和告急。能源污染日趋严重，能源问题成为世界性的危机和挑战。人类开始并被迫深入地研究能源问题和能源开发，以实现第三次能源变革--即以石油为主要能源逐步向多元化能源结构过渡，开始了对核能、太阳能、海洋能、生物质能等的开发研究与利用。并从社会、经济、环境等多角度全方位研究开发，增强能源的可持续性，这一变革在相当多的国家和地区已取得了进展和成功。能源开发的这一时期还刚刚起步，将持续今后较长的时期，今后亦将有更多的新能源被人类所认识、开发和利用。

在世界能源系统的转换过程中，煤炭将成为承上启下的可靠的过渡能源。这首先是因为相对于石油和天然气资源而言，煤炭资源相对比较丰富。现在世界能源结构中所利用的化石能源主要仍然是煤炭，其次才是石油和天然气，其比例约为68%、17%、15%。根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，但煤炭可以使用220年。其次，随着洁净煤技术的不断成熟，煤炭利用过程中所产生的环境问题将在一定程度上得到缓解。一些学者预测，在21世纪中叶，由于石油和天然气的短缺，煤炭液化生成的合成液体燃料的比例将增加。在替代传统的化石能源的可供选择的能源中，除可再生能源外，核能是人类未来能源的希望。根据国际原子能机构的统计，1999年全世界正在运转的核反应堆电站为436座，总发电能力为3.517亿千瓦时，发电量约占世界一次能源构成的8%左右。近几年，由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响，核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势，但核能的发展在亚洲仍然拥有强劲的势头。为了促进核能的发展，许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时，又加强了受控核聚变的研究，目前受控核聚变己在实验室取得阶段性成果。世界能源理事会认为，如果核技术在21世纪有重大突破，那么到2100年核能将占世界一次能源构成的30%。氢能是替代传统化石能源的理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展，氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。氢能系统由氢的生产、储运和利用三部分组成。用太阳能或其它可再生能源制氢，用储氢材料储氢，用氢燃料电池发电，将构成近“零排放“可持续利用的氢能系统，可广泛作为分布式电源。综上所述，未来的世纪，核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源，电力将成为主要的终端能源。在21世纪，世界以化石燃料为主体的能源系统将逐步转变成以可再生能源为主体的能源系统。能源多元化将是21世纪世界能源发展趋势。

能源的出现与使用促进科技的发展、加快世界工业革命的发展、改变世界格局。

参考文献

《资源科学概论》.科学出版社，《自然资源学原理》 科学出版社，自然资源市场，

第二篇：《能源与节能》征稿启示

征稿启事

《能源与节能》是经国家新闻出版总署批准，由山西省科学技术协会主管、山西能源研究会，山西节能研究会共同主办、以及社会各界企事业单位大力支持的优秀能源综合科技类学术期刊。中国核心期刊（遴选）数据库入选期刊、CNKI中国期刊全文数据库收录期刊。国内外公开发行，国内统一刊号：CN14-1267/TD；国际刊号：ISSN17674-3997；国内邮发代号：22-243；国外邮发代号：Q8841，月刊，开本为大16K。

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《能源与节能》立足宣传贯彻国家能源与节能的战略方针政策；报道全国新型能源基地和工业基地的建设与发展；登载有关领导对能源与节能工作的重要讲话；发表能源与节能工作者的学术论文、技术专利；探讨与能源相关的产业结构调整及资源综合利用的理论和实践；介绍国内外能源开发与节能新技术；推广节能减排、节能环保的典型经验；促进国内外能源与节能领域的信息、产品、技术交流；承揽能源与节能市场需求的各类广告，服务于全国能源与节能事业发展。

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工作研究能源建设节能减排环境保护高新技术能耗检测学术探讨水利建设煤炭资源再生能源应用等

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第三篇：英国电力体制改革历程与启示

英国电力体制改革历程与启示

北极星智能电网在线2014-1-24

●英国“破碎化”电改的国情背景是：撒切尔政府推崇私有制、市场化和自由化，迷信“市场万能”，这与我国坚持公有制主体地位的国情截然不同。

●“破碎化”改革后，英国电力市场主体从“各环节独立”演变为“一体化重组”：厂网分开时的12家供电企业整合为6家发输配售一体的集团公司，占据大部分市场。

●本土电力企业丧失市场主导地位，德、法企业成为英国电力市场上主力军，占据60%份额。

●电价持续上涨，工业和居民电价9年间分别上涨47.1%和31.6%，居民电价涨幅比法国高28.7个百分点，比欧洲平均水平高13.1个百分点。

●2014年英国将实施的新一轮电改方案不再以“促竞争、提效率”为目标，而以保障安全供电、促进低碳发展和用户负担最小为目标。

●电改没有统一成熟的模式，各国电改须立足国情、因地制宜地探索改革路径，决不能照抄照搬，还应根据形势变化和改革实施情况进行调整。

英国电力改革的背景及历程

上世纪90年代初，电力工业改革作为撒切尔政府推行的整体经济体制变革的一部分，伴随着这一阶段英国国有行业的私有化步伐拉开序幕。

改革前，英国由国有化的中央发电局统管英格兰和威尔士的发、输、配电业务，实行垄断经营，下属12个地方电力局，按照所划分的区域进行供电。另有一个协调组织——电气委员会负责电力政策和法规的制定以及相关事务的处理。在苏格兰和北爱尔兰，也有类似的垄断机构，如苏格兰发电局。

1989年，英国对原有中央发电局资产实施厂网分开和私有化重组，同时建立了竞争市场，并在后续的20多年中不断总结和调整改革模式。市场模式经历了从集中竞价到双边交易的转变；市场主体经历了从各环节独立到发、配、售电环节一体化重组的过程。

改革第一阶段是行业结构重组、私有化和电力库模式建立。1989年，英国议会通过了《1989年电力法》，在英格兰和威尔士，原中央发电局拆分为3个发电公司（国家电力公司、电能公司和核电公司）和一个输电公司（国家电网公司），然后，将分拆后的公司和原有的12个地方电力局逐步实施私有化。在苏格兰，南苏格兰发电局和北苏格兰水电局在民营化后股份全部售出，成立了苏格兰电力公司和苏格兰水电公司，统一经营发、输、配、售电业务，各部门独立核算。北爱尔兰电气服务部在1992年私有化中将所属4个发电厂售出，同时成立了北爱尔兰电网公司，经营输电、配电和零售业务，并于1993年转变为股份制公司。

在进行电力重组的同时，英国电力工业开始引入市场机制，建立了竞争性的电力库。在这种模式下，电力输出超过5万千瓦的电厂必须持有发电许可证，通过电力库进行公开交易（直供除外）。供电公司、批发商、零售商及用户（除直供用户之外）也必须通过电力库来购买电力。一个名为电力联合运营中心电力市场交易机构成立，由国家电网公司负责运营。

改革第二阶段是建立新电力交易制度。由于强制电力库存在定价机制不合理、市场操纵力等问题，英国议会于2000年7月28日批准了新的公用事业法案，对电力市场的框架和行业结构进行了调整，设立了新的管理机构OFGEM和新的用户组织Energywatch。在英格兰和威尔士地区，以双边合同为主的新的电力交易机制完全取代了电力库模式，建立了新的经营执照标准，重新规定了所有市场参与者的责任、权利和义务。

改革第三阶段：BETTA模式建立。1990年以来的改革，主要是在英格兰和威尔士地区，苏格兰和北爱尔兰地区没有建立竞争性的电力市场。2005年4月开始，英国政府决定将NETA模式推广到苏格兰地区乃至全国，称BETTA计划。

其主要特点是：第一，在全国范围内建立统一的竞争性电力市场，统一电力贸易、平衡和结算系统。第二，实现全国电力系统的统一运营，由英国国家电网公司负责全国电力系统的平衡，保障供电质量和系统安全。苏格兰原有两个电力公司保持输电资产所有权。

英国电力行业结构演变及现状

耐人寻味的是，在拆分中央发电局和私有化电企后，受市场利益驱动，英国电改初期“破碎化”的电力行业结构竟然重新出现了一体化并购趋势。

厂网彻底分开初期产生的12家供电企业逐渐整合为6家同时拥有发电、（输）配电、售电或发电、售电一体化集团公司，占据英国市场大部分份额。经过20多年的不断重组、并购和改革，目前英国电力行业呈现以下结构：

发（售）电环节：6家同时拥有发配售（或发售、发输配售）垂直一体化集团公司，占据英国发电市场65%和售电市场87%的市场份额，其余市场份额由独立发电或售电公司占有。

输电环节：英格兰和威尔士地区输电资产归属于英国国家电网公司；苏格兰地区输电资产归属发输配售垂直一体化的苏格兰电力公司以及苏格兰和南方能源集团公司。输电网在英格兰和威尔士地区以及苏格兰地区实行全国统一调度，调度机构隶属于英国国家电网公司。

配电环节：英国有7个主要的配电网运营机构拥有并运营配电网资产。此外，英国特定地区还有一些独立配网运营机构，主要拥有和运营部分接入既有电力配送网络的电网扩展项目。

政府监管机构体系：英国的政府监管机构主要包括4个部门：一是能源气候部，是能源宏观政策的制定部门；二是天然气与电力市场监管办公室，是英国电力监管部门，独立于政府，受议会监督，同时监管天然气和电力两个市场，主要监管手段是价格监控；三是公平交易办公室，主要依据反垄断法、竞争法及公平交易法对操纵市场、企业并购等行为进行监管；四是竞争委员会，主要应前两者的要求对纠纷处理进行详细的调查、仲裁。

英国电改四大问题不容忽视

总体来看，英国电力改革一定程度上促进了电力市场的良性竞争，通过市场竞争配置资源，发展了大量联合循环天然气机组来替代燃煤机组，促进了电力工业生产效率的提高，2009年天然气发电量占44.1％，而改革前不足2%。

但英国改革也出现了一些问题值得关注和思考。

首先，改革后市场机制未能有效吸引投资，造成系统备用裕度下降，2006年英国发电容量备用系数已经从改革之初的35%降到22%。

其次，改革导致英国本土电力企业失去了电力市场中的主导地位，德国E.ON、RWE，法国EDF、GDF-Suez等企业逐渐成为英国电力市场上的主力军，占据约60%的市场份额。

再次，受到电网监管方式的约束，电力企业的研发投入连续多年逐步降低，英国电网公司研发投入占销售收入比例从改革前的2%下降到2011年的0.1％。

最后，进入21世纪后，随着供应冗余度降低和一次能源价格的增长，英国电价持续上涨，2000～2008年，英国工业和居民电价分别上升了47.1%和31.6%，升幅高于同期法国（法国工业和居民电价涨幅为11.7%和2.9%）和大部分欧洲国家水平（欧盟15国工业和居民用户电价平均涨幅为37.7%和18.5%）。

值得关注的英国电改新趋势

近年来，随着北海油气资源的逐渐消耗，从2004年起，英国结束了能源自给自足的局面，开始成为能源净进口国（2011年能源对外依存度为36%），保持能源供应安全的压力开始显现。

此外，碳排放目标的压力使得英国需要在未来的20年中将其碳强度快速下降。《大型火电机组法令》和《工业排放法令》的实施，意味着大量燃煤和燃油机组都将关闭，取而代之的是可再生能源机组和其他运行灵活的低碳机组。这些低碳技术都将是高成本或者具有明显的出力间歇性（例如可再生能源），需要通过充足的电网备用、先进的需求侧管理机制、储能以及电网基础设施的升级改造支撑其发展。英国原有的市场机制不能满足未来发展需要，需要对市场模式或机制进行变革。

为了应对这些挑战，英国能源部制定了低碳减排路径，提出需要建立与低碳发展相适应的电力市场机制。2011年7月，英国能源部正式发布了《电力市场化改革白皮书（2011）》，开始酝酿以促进低碳电力发展为核心的新一轮电力市场化改革。英国新一轮改革将以保障供电安全、实现能源脱碳化以及电力用户负担成本最小为目标，改革主要内容包括针对低碳电源引入固定电价和差价合同相结合的机制、对新建机组建立碳排放性能标准、建立容量市场促进电源投资等。2013年10月10日，英国能源气候变化部发布了《电力体制改革实施草案》，针对差价合同和容量市场两项政策提出实施草案，计划将于2014年正式实施。

英国电改对我国电改的启示

电力改革没有统一成熟的模式，深化我国电力体制改革必须立足国情，因地制宜探索改革路径。

英国电改具有特殊的时代背景和国情特点：撒切尔政府推崇私有制、市场化和自由化，迷信“市场万能”，对电力行业推行拆分式改革，走“破碎化”的道路，很大程度是为了私有化电力资产。此外，英国改革初期能源自给率高（90%以上）、天然气供应充足，还具有经济增长缓慢、电力工业发展成熟、生产力水平较高等特点。而且，英国本身在实施了最初的行业拆分后，在市场经济利益的驱动下，也重新出现了整合趋势，形成了如今多元化的市场主体格局，由6大同时拥有发配售（或发售、发输配售）的垂直一体化集团公司主导市场。

我国以公有制为主体的基本经济制度、能源资源与能源需求逆向分布的格局和电力工业处于较快发展期等基本国情，都决定了我国电力体制改革不能简单照搬西方模式，只能从我国能源电力工业的实际出发，探索出一条具有中国特色的改革发展道路，促进电力工业的科学发展。

电力市场化改革是逐步推进的过程，需要根据形势变化和改革实施情况，动态调整和完善改革思路和目标。我国2002年提出的电力改革方案，较多借鉴了英国的改革模式。当前，我国电改发展形势已经与十年前有很大不同，清洁能源开发突飞猛进、智能电网技术快速发展、电力企业全球化竞争加剧等都是新的重大变化。从国际上看，包括英国在内的国际电力市场化改革在这十年间也出现许多新的情况，英国市场模式几经调整，近年来随着对改革认识的深化和应对气候变化任务的加重，英国电力改革已不再单纯以促进竞争、提高效率为目标，即将开启的新一轮改革进入了以促进绿色低碳发展、保障供应安全为核心的新阶段。因此，进一步深化电改，需要对前一阶段的改革进行系统总结和评估，立足新的形势和要求，对改革的取向、思路和重点任务及时进行调整和完善。

第四篇：人类利用能源的几个阶段

人类利用能源的几个阶段

能源、材料和信息被称为人类社会发展的三大支柱。所谓能源是指提供能量的自然资源。人类的文明始于火的使用，燃烧现象是人类最早的化学实践之一，燃烧把化学与能源紧密地联系在一起。人类巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化，创造了五光十色的物质文明。从人类社会的发展历史进程，可以从中找到能源品种的不断开发不断更替的作用。根据各个历史阶段所使用的主要能源，可以分为柴草时期、煤炭时期和石油时期。

一、柴草时期

从火的发现到18世纪产业革命期间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源。柴草不仅能烧烤食物，驱寒取暖，还被用来烧制陶器和冶炼金属。

陶器是人类利用火制造出来的第一种自然界不存在的材料，世界古文明发源地都在新石器时代中后期出现过陶器。把自然界的粘土，加水调和，揉捏成一定形状的泥坯，晾干后用柴火烧烤，使粘土中部分成分发生化学变化，冷却后即成为质地坚硬的陶器。制陶技术经过几千年的发展演变后出现的瓷器，至今还受到人们青睐。制陶技术的成熟也为金属冶炼和铸造技术的发展提供了条件。

金属冶炼技术的发展史中，以铜为先，翠绿色的孔雀石和深蓝色的蓝铜矿是铜的两种常见矿石，它们的主要成分是碱式碳酸铜。铜的熔点比较低，是1083℃（铁的熔点是1537℃）。在陶制容器中用木炭可将碱式碳酸铜还原成金属铜，然后铸成各种形状的器皿和用具。考古学已证实在公元前3000年，亚、非、欧广大地区已普遍掌握了用木炭炼铜的技术。金属材料的出现加速了人类文明的进程。

能源中煤炭和石油天然气的重要性虽已居首位，但柴草作为生活能源却从未间断过，不少发展中国家的农牧民至今仍以柴灶为主。在能源危机的呼唤中，这种最古老的能源品种，又以它的容易再生而再度受到关注。可以说人类是在利用柴火的过程中，产生了支配自然的能力而成为万物之灵的。

二、煤炭时期

煤炭的开采始于13世纪，而大规模开采并使其成为世界的主要能源则是18世纪中叶的事了。1769年，瓦特发明蒸汽机，煤炭作为蒸汽机的动力之源而受到关注。第一次产业革命期间，冶金工业、机械工业、交通运输业、化学工业等的发展，使煤炭的需求量与日俱增，直至20世纪40年代末，在世界能源消费中煤炭仍占首位（见表2－1）。

煤是发热量很高的一种固体燃料。它的主要成分是碳（C），还有一定量的氢（H）和少量的氧（O）、氮（N）、硫（S）和磷（P）等。煤是既含有机物也含无机物的复杂混合物。煤可以直接当燃料使用，但从物尽其用的角度来看，应多提倡煤的综合利用。例如煤经过干馏（隔绝空气情况下强热），可以分别得到焦炭、煤焦油和焦炉气。焦炭可以供炼铁用；煤焦油可提取苯、萘、酚等多种化工原料；从焦炉气中也可提取一定量的化工原料，也可直接作为气体燃料，其污染性远低于直接烧煤。煤炭的利用使人类获得了更高的温度，推动了金属冶炼技术的发展，工业革命后100多年生产力的发展促进了人类近代社会的进步。

三、石油时期

第二次世界大战之后，在美国、中东、北非等地区相继发现了大油田及伴生的天然气，每吨原油产生的热量比每吨煤高一倍。石油炼制得到的汽油、柴油等是汽车、飞机用的内燃机燃料。世界各国纷纷投资石油的勘探和炼制，新技术和新工艺不断涌现，石油产品的成本大幅度降低，发达国家的石油消费量猛增。到60年代初期，在世界能源消费统计表里，石油和天然气的消耗比例开始超过煤炭而居首位。

第五篇：人类利用的主要能源的教案

人类利用的主要能源的教案

1.能说出人类不同时期利用主要能源的发展历程。

2.结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。

3.常识性了解什么是一次能源、二次能源及其特点。

根据一次能源、二次能源的特点，会给常规能源和新能源进行分类。

了解21世纪的能源趋势，形成节约能源的意识。

重点：结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。

难点：了解21世纪的能源趋势。

随着社会的发展，人类使用的能源也在不断变化，可以通过图片、视频介绍人类使用能源的发展历程，使用能源的变化导致了社会技术的不断变革，人类社会的发展离不开能源的使用。介绍我国和世界现阶段的能源结构及消耗趋势，近几十年来来，能源消耗量在急剧增长，并且能源使用都是以煤、石油等化石能源为主，分析这类能源的特点，它们在地球上的储量有限。这些能源直接从自然界获得，这类能源是一次能源，还有一些能源无法从自然界直接获得，只能通过一次能源转化得到，这类能源为二次能源，如电能就是二次能源。根据一次能源和二次能源的定义给常用能源进行分类。

随着社会的发展，对能源的需求量在迅速增加，但目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且化石能源开发利用后，不能再生，人类正面临着能源危机。为了使人类获得持续的发展，解决能源危机，就要开发利用新的能源，如太阳能、核能等。另外在使用能源时要注意节约，提高能源的能源效率等也是缓解能源危机的途径，要形成节约能源的意识。

学生课前收集不同时代人类利用的主要能源的资料、实物投影、世界和我国能源消耗的资料、多媒体课件整合网络。

教学环节教师活动学生活动设计意图

(5分钟)播放人类利用能源的一些场景，提出问题，人类利用的很多的能源都是来自于太阳，那么这些能量都是由太阳提供的吗?人类使用的能量是无穷无尽的吗?学生观察图片和视频，了解人类能源的使用，知道生活生产离不开能源创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲

(5分钟)播放水力发电、煤炭、石油、核能、天然气等图片，提出人类使用的能量是通过不同的能源提供的，各种能源的使用，促进了人类文明的发展。你能说出这些能源的来源吗?说出人们在使用能源时，能说出各种能源的来源联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力

新课内容(25分钟)人类利用能源的历程

结合课前大家收集的资料，请同学们从三个方面对人类能源利用发展的历程进行介绍。

自从人类掌握了人工取火的方法之后，人类就开始了开发利用能源的进程。

提出问题：内燃机中能量转化，对生产和生活带来什么影响。

人类利用能源史上两次划时代革命转折，即煤炭代替柴薪成为主要能源，石油取代煤炭而居主导，创造了世界经济发展的奇迹。

提出问题：生活中常见的家用电器所涉及的能量转化有哪些?

学生展示课前的调查资料，介绍人类从利用能源的起始阶段，以及柴薪时代向煤炭时代的转折。

学生展示以蒸气机、热机为代表的以化石能源为动力的各种机械。引发了世界性的工业革命。

学生展示电磁感应现象的发现以及发电机的发明使煤、石油等化石能源被转换成更加便于输送和利用的电能。

学生介绍现代新能源的开发和利用，分析新能源的优势了解能源使用与人类社会发展的关系。

培养学生资料搜集能力，学生合作学习的能力

学生分组讨论：

请你对下列能源进行分类，并说出分类标准。

煤、天然气、汽油、太阳能、核能、地热能、电能。

一次能源：煤、天然气、太阳能、核能、地热能。

二次能源：汽油、电能。

可再生能源：太阳能、地热能。

不可再生能源：煤、天然气、汽油、电能、核能。

常规能源：煤、天然气、汽油、电能。

新能源：太阳能、核能、地热能。

清洁能源：太阳能、核能、地热能、电能、天然气。

非清洁能源：煤、汽油。

学生说出电能使用树中的能量转化培养学生利用物理知识解决实际问题的能力。

从能量转化的角度来认识能源的利用

阅读课本中“21世纪的能源趋势”，了解当今世界范围能源所面临的严峻问题，了解近年来世界能源消耗情况。

展示资料，以百分比方式描述的我国和世界能源扇形图。分析世界与我国目前能耗结构比是否合理。

中国

世界

我国人均能源拥有量处于世界较低的标准。

思考：(1)能耗结构比的不合理，会带来什么样的问题?

(2)从我国的能源人均拥有量偏低中感悟到什么?学生阅读课本内容，了解当今世界能源消耗情况。

学生分析能源消耗扇形图，可以得出，能源消耗中化石能源消耗占比最大，可再生的清洁能源利用率太低。能耗结构比不合理。

学生讨论回答：

(1)无论是中国还是世界范围，化石能源消耗占比过重，化石能源是不可再生能源，储量有限。要积极开发清洁的新能源，降低化石能源消耗比，实现能源的可持续发展。

(2)我国能源人均拥有量偏低，这就要求我们在实际使用能源时要节约能源，要更加迫切地去开发新能源和使用可再生能源。如开发我国现在使用较少的水电、核能、太阳能等新能源。培养学生自学能力。

通过数据了解现阶段能源使用的状况及结构。

对情感态度和价值观的培养，形成节约能源的意识

1.通过本节课的学习，你知道了有关能源的哪些知识?

2.你能说说人类利用能源经历了哪些历程吗?

3.你能说出一些常见的一次能源和二次能源吗?

4.你能说出21世纪能源趋势吗?中国现阶段能源利用的结构合理吗?学生梳理本节课知识内容。

1.了解人类使用能源的历程;了解21世纪的能源趋势等。

2.人类从使用柴薪能源开始使用能源;蒸汽机的出现使煤、石油的使用越来越普遍，它引发了一次工业革命。汽轮机及大型发电机的出现，使电能的应用越来越广泛。

3.一次能源是直接能从自然界获得的，如煤、石油、天然气等，二次能源通过一次能源转化得来，如电能。

4.总结现阶段能源使用培养学生总结归纳的能力。

利用物理方法解决实际问题，加强理论联系实际的能力

作业布置完成《动手动脑学物理》第1～2题按要求完成知识巩固