农村能源与环境工程教案

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1、农村能源与环境 工程课课 程程 教教 案案1课型课型：理论课。 课时课时：0.5 课时。 教学目的要求教学目的要求：熟悉能源概念和用途；明确本课程的任务和要求；初步了解本课程的基本内容； 和发展情况。 教学重点教学重点：能源分类。 教学难点教学难点：。 教学重、难点教学重、难点：。 教学方法教学方法：以教师讲解为主，学生参与，适当互动。 教学手段教学手段：多媒体辅助教学。 导入新课导入新课：通过目前能源的紧缺，基于因为能源而发生战争，引入能源的重要性。 讲解新课讲解新课：见教学过程。 教学过程教学过程：第一章：概述第一章：概述一、农村能源是指“农村地区因地制宜，就近开发利用的能源。薪柴、作物秸

2、秆、人畜粪便(制沼 气或直接燃烧)、小水电、太阳能、风能和地热能等都属于可再生能源。 用于农村生产、生活的能源。包括供应农村的商品能源和农村就地开发的非商品能源。 农村能源（rural energy），指农村地区的能源供应与消费，涉及农村地区工农业生产和农村生活多 个方面。它属于能源建设与行业管理的范畴，而不是一个单纯的能源生产或加工种类的划分，主要包 括农村电气化、农村地区能源资源的开发利用、农村生产和生活能源的节约等。在中国，农村能源的 开发主要包括薪柴、作物秸秆、人畜粪便等生物质能（包括制取沼气和直接燃烧），以及太阳能、风 能、小水电、小窑煤和地热能等，多属于可再生能源。农村能源的节约则

3、主要包括省柴节煤炉（灶、 炕）、农业机械节能、农产品加工节能等。农村能源（rural energy），指农村地区的能源供应与消费，涉及农村地区工农业生产和农村生 活多个方面。农村能源的开发是指农村地区因地制宜、就近开发利用的能源，在中国 有薪柴、作物秸秆、人畜粪便（制沼气或直接燃烧）、小水电、小窑煤、太阳能、风能和地热能等， 多属于可再生能源。随着农村经济的发展，农村能源的利用还包括国家供应给农村地区的煤炭、燃料 油、电力等商品能源。因此，农村能源所包含的内容主要是合理开发农村当地各种能量资源，研究农 村各种能量资源在输入、转换、分配、最终消费过程中的先进技术及管理等问题，以提高能量利用效 率

4、，缓解能源供需矛盾，保护农业生态环境，促进农村经济的长期稳定发展。 中国农村能源建设的指导方针是：因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益。 在农村范围内提供和消费的能源资源是发展农村各业生产、改善人民生活所必需的物质基础。主 要包括畜力、生物质能、水能、矿物质能（煤炭、石油、天然气等）、太阳能、风能、地热能和潮汐 能等。 在农村中消耗的能源分为生产用能和生活用能两部分。农业生产用能包括田间作业、农业运输和 农产品加工 3大项，其来源主要是以商品形式供应的煤、石油和电。发达国家以石油和电力为主；在 发展中国家则人、畜力仍是主要的动力来源，役畜不仅用于田间作业，并且用于农村的交通运输。就 是在机械

5、化程度较高的国家，有的也仍以马、骡、驴等作短距离运输的动力。农村生活用能主要用于2煮饭、烧水、取暖、照明和家用电器。发达国家以电能为主；发展中国家则以生物质能为主，辅以煤 和电。20世纪80年代初期，中国农村生活用能为2.6亿吨标准煤，其中约0.4亿吨属商品性能源，2.2 亿吨属非商品性能源，其中以秸秆和薪柴为主。1985年，农村生活耗能总量增加到2.79亿吨标准煤， 其中生物质能基本维持在 2.2亿吨左右，商品能源则增加到7900万吨标准煤。 二、农村能源的分类二、农村能源的分类农村能源资源种类中除矿物质能和地热能外，都可以在自然界再生。现将主要的农村能源分述如 下： 1 1、生物质能、生物

6、质能直接或间接由绿色植物经光合作用生成的生物物质和其他有机质，可直接当作燃料或转换成气态 或液态燃料的载能体。一般指薪柴、秸秆、人畜粪便和沼气等。 2 2、水能、水能西方国家利用水力发电始于19世纪80年代，当时水电技术简单，容量小而分散，属小水电范畴。 20世纪4050年代后不断发展大、中型电站，小水电基本停办。70年代发生世界石油危机后，小水电 的发展又进入新高潮。亚洲、非洲和拉丁美洲的一些发展中国家纷纷制订规划，把发展小水电作为重 要农村能源进行开发。 3 3、矿物质能、矿物质能主要指煤和煤矸石。煤矸石是指煤矿中开采出的低热值的矸石，其热值为3.312.5兆焦/千克。 可以直接燃烧或加工

7、成型坯等燃烧利用。 4 4、太阳能、太阳能广义的太阳能包括直接射到地球上的太阳辐射能和因太阳辐射同地球大气层及地球表面相互作用 而产生的风能、潮汐能等，也包括通过光合作用形成的生物质能等。现在世界各国都在研究如何利用 太阳的光、热问题（见农业太阳能利用工程）。 5 5、风能、风能由于地球表面吸收太阳辐射能的能力不同，造成各处温度和气压的差别，促使空气流动。这种流 动空气产生的动能即风能。可用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、风力致热等。 6 6、地热能、地热能地球内部包含的热能。或由于地下物质的摩擦、挤压而放热；或由于地球内部某些物质发生化学 变化而放热。从地表向下，地球内部的温度

8、随着深度的增加而不断增高。火山爆发、地震和温泉都是 地热能的表现形式。据估计，地球内部每小时放出的热量约相当于燃烧6 000万吨优质煤。中国已有20 多个省（自治区）开展了利用地热能的工作，一般用于温室、育秧、育种、孵化鸡、养鱼（见彩图） 等。西藏羊八井、湖南灰汤、辽宁熊岳等地建设地热电站。世界各国对地热能的开发利用也较重视， 主要是将地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。由于有关设施的一次投资较高，地热能利用受到一定 的限制。 7 7、潮汐能、潮汐能 潮汐能 由月亮和太阳引潮力的作用，使海洋中的海水作周期性的涨落运动，由潮汐涨落所产生的 位能和动能称为潮汐能。中国潮汐能资源估计约 1.1亿千瓦，

9、主要用作水磨、水车、农副产品机械的 动力和发电。80年代中期，中国已建成并进入正常运行的潮汐电站有15个,计装机3 000千瓦。其中最 早的是浙江省沙山潮汐电站（40千瓦），已运行28年，形成的经济效益已为建站投资的20倍。此外还 有山东省乳山县北砂口电站和浙江省江厦潮汐电站等。授课内容小结授课内容小结：。 布置作业布置作业：收取我们目前农村的能源有多少？3课型课型：理论课。 课时课时：2 课时。 教学目的要求教学目的要求：熟悉生物质能源概念和用途；明确本课程的任务和要求；初步了解本课程的基本 内容；和发展情况。 教学重点教学重点：生物质能源分类。 教学难点教学难点：。 教学重、难点教学重、难

10、点：。 教学方法教学方法：以教师讲解为主，学生参与，适当互动。 教学手段教学手段：多媒体辅助教学。 导入新课导入新课：能源有很多种类，有一种能源是由生物的作用转化而来，就是生物质能。 讲解新课讲解新课：见教学过程。第二章：生物质能第二章：生物质能生物质能 是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能存储在生物质内部的能量。是太阳能以化 学能形式存储在生物质中的能量。 以生物质为载体、通过光合作用，将太阳能转化为化学能形式。 百科名片百科名片麻风树是制造植物柴油的原料之一生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物 质为载体的能量。它直接或间接

11、地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃 料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。一、生物质的定义：一、生物质的定义：生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长 的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物 以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、 木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸 秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业

12、生产过程中的禽 畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。 二、生物质能的概述二、生物质能的概述4生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能 （biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能 量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、 用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种 脂肪燃料快艇 可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形 式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生

13、物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以 生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物 质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业 有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光 合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用 率不到3%。 三、生物质能的分类三、生物质能的分类依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有 机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 1 1、林业资

14、源、林业资源林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间 伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢 头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等 生物质能2 2、农业资源、农业资源农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残 留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物， 如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、 油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。 3 3、

15、生活污水和工业有机废水、生活污水和工业有机废水5生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、 洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠 宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。 4 4、城市固体废物、城市固体废物城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。 其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯 以及季节变化等因素影响。 5 5、畜禽粪便、畜禽粪便畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食

16、、农作物秸秆和牧草等）的转 化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。 授课内容小结授课内容小结：。 布置作业布置作业：我村的生物质能源有多少？课型课型：理论课。 课时课时： 5 课时。 教学目的要求教学目的要求：沼气的主要成分是甲烷。沼气由 50%80%甲烷(CH4)、20%40%二氧化碳(CO2)、 0%5%氮气(N2)、小于 1%的氢气(H2)、小于 04%的氧气(O2)与 01%3%硫化氢(H2S)等气体组 成 。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。其特性与天然气相似。空气中如含有 8.620.8%（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。教学重点教学重点：生物质能源分类。 教学难点教学难点：沼气的正确使用。 教学重、难点教学重、难点：。通过沼气的成分，了解分析其使用特点 教学方法教学方法：以教师讲解为主，学生参与，适当互动。 教学手段教学手段：多媒体辅助教学。 导入新课导入新课：能源有很多种类，沼气是我们当前使用最多的能源。 讲解新课讲解新课：见教学过程。6 6、沼气、沼气沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、