高中地理第三章自然资源的利用与保护第二节非可再生资源合理开发利用对策教学案

高中地理第三章自然资源的利用与保护第二节非可再生资源合理开发利用对策教学案

第二节 非可再生资源合理开发利用对策 化石燃料的合理开发与利用 ——————— 情景导入先思考 ——————— 山西煤炭资源查明储量 2 664 亿吨，居全国第二位，占全国资源储量的%。山西省长期 以煤炭开采及相关产业为主，产业结构单一，造成了生态破坏、水和大气污染等非常严重的 问题，也造成工业和农业、城市和乡村之间的失调。 思考探究：结合图片，分析在煤炭开采、利用过程中存在哪些主要问题？ 提示：开采时，破坏地表，如露天开采会引发滑坡、崩塌，井下采煤会导致采空区地面 塌陷。煤炭堆放要占地，废渣可能会自燃。煤炭在运输与存放过程中可能会污染空气、水与 土壤，破坏景观。煤炭在利用过程中放出能量的同时，会产生大量的一氧化碳、粉尘以及多 种芳香烃化合物，污染空气；释放大量的二氧化碳，造成全球增温；释放二氧化硫和氮氧化 物，导致酸雨的形成。 ——————— 基础知识要记牢 ——————— 一、化石燃料的分布 化石燃料主要指煤炭、石油、天然气、油页岩等矿物燃料，它们在地球上分布很不均衡。 1．煤炭分布 总特征 北半球多于南半球 世界 北半球煤炭 主要分布带 主要分布在欧亚大陆上，从我国的华北向 西经新疆，横贯哈萨克斯坦、俄罗斯、乌 克兰、波兰、德国、法国直到英国 这两个煤带的煤炭 储量占全球的 96% 北美洲的美国和加拿大也有一个煤带 南半球煤炭 分布 断续分布在澳大利亚和南非，煤质较好 中国 集中分布在 北方 山西、陕西、内蒙古三省区的储量占全国总储量的 64%，南方除贵 州外，均严重缺煤 2．石油和天然气分布 内容 总特征 在地理分布上的集中程度更大于煤炭 世界油气主要分 布带 在东半球，从地中海地区经中东到印度尼 西亚 其中以中东、北非蕴藏量最丰 富，中东是世界上最大的石油 出口地区 在西半球，从阿拉斯加，经加拿大、美国 西部、墨西哥和委内瑞拉，到哥伦比亚 中国的 分布 东部 主要分布在大庆、辽河、大港、中原、胜 利等油田和沿海大陆架 主要集中在东部和西部 西部 主要分布在塔里木、柴达木、准噶尔三大 盆地及吐鲁番—哈密盆地 二、化石燃料的消耗与前景 全世界每年都要消耗大量的能源，其中发达国家能源消耗普遍较高，发展中国家能源消 耗普遍较低。 三、化石燃料开发与利用中的环境问题 1．开采时，破坏地表、占地、废渣自燃、水土环境污染等。 2．运输与存放时，污染空气、水与土壤；占地，破坏景观，造成污染。 3．利用时，产生大量的 CO、粉尘以及多种芳烃化合物，污染空气；释放 CO2，造成全 球增温；释放 SO2 和氮氧化物，导致酸雨，进而破坏水生生态系统，危害农作物与森林生态 系统。 四、化石燃料合理开发与利用的主要措施 1．采用科学方法开采化石燃料资源。 2．环境保护措施与主体工程同时设计、同时施工、同时验收、同时投入使用。 3．保护耕地，合理利用土地。 4．对化石燃料进行深加工和精加工。 5．实行能源结构改革，在化石燃料中尽可能使用天然气。 ——————— 重点难点掌握好 ——————— 一、化石燃料开发与利用中的环境问题 1．煤炭的开发与利用对环境的影响： 2．石油的开发与利用对环境的影响：石油运输过程中，油船外排的洗舱水会污染海洋， 油船原油外泄会造成严重的海洋污染。石油在加工过程中，排放大量的废水、废气和废渣。 石油在燃烧时向环境排放氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳等空气污染物，导致酸雨的形成。 二、化石燃料合理开发与利用的主要措施 ——————— 应用体验不可少 ——————— 中国既是能源生产大国，又是消费大国，但每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的%， 欧盟的%，美国的%。读中国和世界能源消费结构图，回答 1～2 题。 1．中国能源消费结构中，目前需要大量进口的能源在图中是指( ) A．a B．b C．c D．d 2．我国能源产出效率低的主要原因是( ) A．能源消费结构不合理 B．多高能耗、低产出的工业 C．管理不善，浪费现象严重 D．工业布局不合理 解析： 第 1 题，中国能源消费结构中，煤炭占第一位，石油占第二位，但是由于我 国煤炭资源较为丰富，所以进口第一位的是石油。第 2 题，能源产出效率低的主要原因在于 管理不善和浪费严重。 3．内蒙古东部是我国重要的煤炭基地，为了提高能源工业的经济效益，内蒙古加强了 能源的加工转换，变输出煤炭为输出电力和输出焦炭。读图完成下列问题。 (1)分析内蒙古在开采煤炭过程中，可能导致的环境问题有哪些？ (2)简述电力输出对当地环境产生的影响。 (3)在开发利用煤炭的过程中应采取怎样的环保措施？ 解析：第(1)题，煤炭资源的开采、运输、存放及利用的过程中都会产生环境问题，本 题主要考查在开采的过程中产生的环境问题，主要表现在：剥离表层土壤及植被，易导致水 土流失；地下采空易导致地面塌陷；堆放矿石，会占用大量土地；废渣自燃、矿山排水造成 环境污染等。第(2)题，将煤炭资源转化为电力资源输出，煤炭资源在燃烧的过程中会造成 严重的大气污染。第(3)题，环境保护措施要结合煤炭资源在开采、利用的过程中出现的环 境问题进行作答。 答案：(1)剥离表层土壤及植被，易导致水土流失；地下采空易导致地面塌陷；堆放矿 石，会占用大量土地；易污染环境等。 (2)造成当地大气污染。 (3)实行矿区土地复垦；提高能源综合利用率；建立循环经济模式。 [教材问题提示] P40 思考提示 西气东输工程既有利于西部大开发战略的实施和协调东西部经济发展， 也有利于东部地区改善大气环境质量。 P41 思考提示 1.会。因为石油资源是非可再生资源，它们的生成需要亿万年的时间并 且需要一定的地质条件，就其总量来说是用一点少一点，加之人类消耗石油等矿物燃料的量 在快速增长，所以石油最终会耗竭。 2．石油不仅是人类优质的能源，更是优质的化工原料，所以石油资源耗竭会影响化学 工业的发展和生产、生活所需的能源，进而影响人们正常的生产和生活。 3．提高化石燃料的利用率，开发替代能源，面向可再生能源，发展新能源，日益减少 石油单纯作为燃料的比重，延长人类使用石油的时间。 P42 思考提示 1.节约能源不仅仅是技术的问题，能源管理和人们的节能意识同样很重 要，这就要求我们不但要通过发展科技，提高能源的开发和利用技术，还要树立节约意识， 自觉节约能源。 2．可从照明、取暖、做饭、烧水等生活方面和节约日常工业用品如纸张等两个方面组 织答案，因为人们的日常生活用能，工业产品在生产过程中同样要消耗大量能源。 发展多元化结构的能源系统 ——————— 情景导入先思考 ——————— “十三五”期间，“风光大省”甘肃省计划增强新能源消费转化， 促进风电、光电产业健康发展。到 2020 年，甘肃省可再生能源装机将 达到 5 100 万千瓦时，占到全省电力总装机规模的 60%。 思考探究：材料中提到哪些可再生能源？除此之外，还有哪些可 再生资源？ 提示：太阳能、风能；水能、地热能等。 ——————— 基础知识要记牢 ——————— 一、世界能源的总趋势 发展多元化结构的能源系统和高效、清洁的能源技术。 二、太阳能的利用形式 光热转换和光电转换。 三、风能 利用风力发电，成本较低，而且不会产生空气污染。 四、水能 目前世界上使用最广泛的可再生能源，我国水能资源居世界首位。 五、潮汐能 太阳与月球的引力使地球上的海水呈周期性的涨落，利用潮汐能发电。 六、生物能 目前，农村比较理想的生物能利用方式是沼气。 七、地热能 地球内部蕴藏的巨大热量，包括地下热岩和热液中所储存的能量。 ——————— 重点难点掌握好 ——————— 发展多元化结构的能源系统 优点 缺点 利用形式 我国主要分布地区 太阳能 能量巨大、无污 染、可再生 较分散，受天气、季节 影响大 光热转换、光电 转换 降水较少、光照充分 的地区：西北、青藏 高原 风能 风力发电成本 较低，无污染 不稳定，季节变化大， 市场距离远，发送难 风力发电 风力较大的地区：青 藏高原、西北、东部 沿海地区 水能 发电成本较低， 无空气污染 可能对库区及其周围地 区的环境带来不利影响 水力发电 水量丰富、地势落差 大的地区 潮汐能 干净，无污染 能源密度小，修大坝会 阻碍船只和鱼类进出 利用潮汐进行 发电 沿海地区 生物能 可再生 直接燃烧会导致环境污 染，也造成资源浪费 比较理想的利 用方式是沼气 我国广大地区 地热能 成本低廉 可供开发的地点不多， 更新速度较慢，地热蒸 汽中常含有一些有毒有 害物质 发电、取暖、建 地热温室 地热能丰富的地区， 如青藏高原 ——————— 应用体验不可少 ——————— 江苏省是全国最缺电的省份之一，同时又是风能大省和科技大省，潜在风力发电量 2 200 万千瓦，占我国风能资源的近 1/10，发展风电等新能源的条件优越。据此完成 1～2 题。 1．从生态角度分析，发展风电( ) ①可以缓解温室效应 ②可以获得较大的投资回报 ③能够减轻大气污染 ④能够实现能源的多样化 A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 2．江苏省正在如东市建设世界最大的风电场、在连云港建设田湾核电站，关于其背景 的叙述正确的是( ) ①江苏经济基础雄厚，风力发电经验丰富 ②江苏常规能源短缺，电力需求增长快 ③ 江苏综合运输网络不够健全，导致能源运输不畅 ④江苏能源结构单一，环境污染日益加剧 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 解析： 第 1 题，注意题中说的是从生态角度分析风能的优势。风能是清洁、可再生 的能源，可以减少由于燃烧矿物燃料排放的二氧化碳，减轻大气污染和温室效应。第 2 题， 目前江苏的能源需求量大，常规能源缺乏，加之环境污染日益加剧，这是建设风电场和核电 站的主要原因。 3．积极开发新能源已经成为世界各国的共识。读图文资料，回答问题。 东海大桥风电场位于东海大桥以东，将由 34 台巨大的白色大风车组成，形成一片 14 km2 的海上风电示范区，装机容量达 100 兆瓦，通过海底电缆传回电力，可为 10 万户家庭提供 全部用电，年减排二氧化碳效应相当于 5 万辆汽车停驶。 (1)读图回答拉萨和重庆哪个地区更适宜发展太阳能？并结合两地自然条件分别说明 理由。 (2)分析上海建设东海大桥风电场的有利因素和不利因素。 解析：第(1)题，太阳能资源的开发利用具有明显的地域性差异，中低纬度、大陆性气 候、阴雨天气较少、地形开阔、空气流通性好、地势较高的地方往往是太阳能比较丰富的地 区。第(2)题，对上海地区建设的东海大桥风力发电场的不利因素的分析命题，要注意开放 性思维，多方位分析这一问题，如：风力强弱与稳定性、海洋灾害的影响、季风风向带来的 技术投入上的问题的解决和克服等。 答案：(1)拉萨位于我国光照资源丰富带，更适宜发展太阳能。拉萨地处青藏高原，地 势高，空气稀薄，晴天多，地面接收的太阳辐射强度大；重庆位于我国光照资源贫乏带，因 为这里阴雨天多，多雾，日照时数少。 (2)有利因素：地处沿海地带，受冬夏季风影响，经济基础好，科技研发力量强；可以 利用海洋空间，节省土地资源。不利因素：成本高，施工难。 [教材问题提示] P44(上)思考提示 我国的西北和青藏地区太阳能资源丰富。太阳能资源丰富与否直接 取决于太阳辐射的强度和辐射时间的长短。而太阳辐射的强度和辐射时间的长短又主要与纬 度位置、气候类型、季节等密切相关。 P44(下)思考提示 风力发电站的选址要求年平均风速高，而且比较稳定。 P46 思考提示 相似点：都是间接形式的太阳能，都是洁净、可再生的资源。不同点： 生物燃料属于二次能源，风能、水能属于一次能源。 一、选择题 下图是不同国家单位 GDP 能源消耗变化图，读图完成 1～2 题。 1．美国与日本相比( ) A．美国单位 GDP 能耗一直高于日本 B．两国从高能耗到低能耗同步过渡 C．美国能源利用率高于日本 D．美国早期能耗增长比日本缓慢 2．目前，发展中国家单位 GDP 能耗超过发达国家的主要原因是( ) A．持续开发能源资源，能源丰富 B．人口持续增长，能源紧张 C．工业发展迅速，大量进口能源 D．生产粗放，能源利用效率低 解析： 第 1 题，图中反映出的能耗变化是随时间发生变动的，这个过程并不是单纯 的上升或者下降，在具体分析时要根据选项的要求做出判断。第 2 题，目前发展中国家能耗 普遍高于发达国家主要是技术落后造成的。 截止 2015 年底，安徽省全省投运秸秆电厂 20 座，发电亿千瓦时。秸秆发电能有效解决 广大农村秸秆合理利用问题，增加农民收入，是造福一方百姓的重要举措。据此完成 3～4 题。 3．该电厂的主要燃料为( ) A．大豆、高粱秸秆 B．水稻、小麦秸秆 C．林木的枯枝落叶 D．甜菜、棉花秸秆 4．利用秸秆发电的好处是( ) ①改善能源结构 ②缓解当地电力紧张的情况 ③增加农业有机肥 ④减少大气污染 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 解析： 第 3 题，安徽地跨淮河南北，主要种植水稻、小麦等农作物，因此秸秆发电 主要是以水稻、小麦的秸秆作燃料。第 4 题，利用秸秆发电，可以改善以煤为主的能源结构； 同时，也可以为当地提供大量的电力，缓解电力紧张的局面；此外，可有效避免农民在田间 地头随意燃烧秸秆带来的大气污染。秸秆作为燃料后，会使农业有机肥减少。 积极促进风能、太阳能等新能源的开发利用，是建设资源节约型、环境友好型社会和实 现可持续发展的重要途径。读图，回答 5～7 题。 5．图中，发展风力发电最有优势的地方是( ) A．E 地 B．F 地 C．G 地 D．H 地 6．图中Ⅰ地太阳能资源丰富的主要原因不包括( ) A．纬度较低，全年太阳高度角大，太阳辐射强 B．距离太阳近，接收太阳辐射量多 C．海拔较高，空气密度小，对太阳辐射的削弱少 D．晴天多，大气洁净，对太阳辐射的削弱少 7．图中Ⅰ地，除了具有丰富的太阳能资源之外，还具有优势的新能源是( ) A．地热能 B．水能 C．潮汐能 D．生物能 解析： 第 5 题，E、F、G、H 四地相比较，F 地风力资源丰富，又靠近人口稠密地 区，发展风力发电最有优势。第 6 题，Ⅰ地(青藏高原)太阳能资源丰富并非由于距离太阳近 (因海拔高、距离太阳近对太阳能资源的影响可以忽略)。第 7 题，Ⅰ地(青藏高原)除了具有 丰富的太阳能资源之外，还具有丰富的地热资源。虽然青藏高原地区水能资源丰富，但是水 能属于常规能源，不属于新能源。 二、综合题 8．阅读下列材料，回答问题。 材料一 世界首座综合利用太阳能、风能、波浪能的海岛可再生独立能源发电的电站落 户珠海担杆岛。该项目是国家“十一五”863 科技计划项目。总装机容量为 200 kW，在供电 的同时，多余的能量可以用于淡化海水，年产淡水量达 10 000 t。据了解，此前珠海海岛 以柴油发电为主，居民用电成本每度超过 3 元。 材料二 见下图。 (1)首座“三能”发电装置综合利用的是：B 为________装置，利用 A 装置发电的区域 在我国新疆北部、内蒙古、甘肃北部最为典型，这些区域该能源丰富的主要原因是 ____________ ________________________________________________________________________。 (2)试分析柴油发电的劣势及材料中所述系统发电的优势。 解析：第(1)题，从材料一可知，该发电系统包括太阳能、风能和波浪能，然后结合图 中 A、B、C 三个装置的位置及形状，可以判断出 A 为风能发电装置，B 为太阳能发电装置， C 为波浪能发电装置，然后结合所学知识可以分析风能在我国新疆北部、内蒙古、甘肃等地 典型的原因。第(2)题，从材料可知柴油发电成本高、电价贵，同时结合石油能源的缺点可 知柴油燃烧时会排放大量二氧化碳等气体，污染环境。新能源的特点可以结合教材和材料回 答。 答案：(1)太阳能 接近势力强劲的冬季风源地，上风处又是平坦广阔的戈壁滩 (2)柴油发电的劣势：能耗大，废气(二氧化碳)排放多；污染环境，居民用电成本高(价 格高)。材料中所述系统发电的优势：能量蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，可再生，降低 居民用电成本，多余能量可以淡化海水，有效缓解岛上淡水紧缺问题，同时减轻因运输和废 气排放造成的海岛环境污染。 9．下图为我国北方某地区大规模开发矿产资源前后比较示意图，读图回答问题。 (1)列举在矿产资源开发过程中，该地区会出现的主要环境问题。 (2)简述解决该地区上述问题的主要措施。 解析：通过图例可以看出，该区域的矿产资源主要是煤炭，煤炭的开发易造成地表植被 的破坏，可能诱发水土流失，引起地面塌陷从而造成生态破坏；另外还会造成大气污染、地 表和地下水体的污染等。其治理措施主要有：存放表土，随时分片回填；土地复垦，植树种 草；加强对污染物排放的治理等。 答案：(1)大气污染、水土流失和生态破坏；过度挖煤，地面塌陷；破坏地下的含水层 结构，污染地下水。 (2)存放表土，随时分片回填；土地复垦，植树种草；加强对污染物排放的治理等。