22 煤炭石油资源的利用与保护.docx
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22煤炭石油资源的利用与保护
第2节煤炭、石油资源的利用与保护
2018年4月2日第六周星期一总第20课时
【课标导航】
一、课标要求
1.举例说明非可再生资源耗竭对人类活动的影响，并说出人类采取的相应措施。
2.根据相关资料，说出非可再生资源开发过程中应采取的环境保护措施。
3.结合实例，说明人类对可再生资源不合理利用造成的问题，以及保护、合理利用的成功经验。
二、课标解读
1.以煤炭、石油为例了解煤炭、石油在开发、运输、加工和利用过程中对环境产生的不利影响。
2.掌握煤、石油在开发、利用过程中应采取哪些相应的保护措施。
3.理解循环经济的概念。
4.了解资源型城市转型的途径。
5.了解建立正确的资源观、环境观的重要性。
【教材梳理】
一、煤炭、石油的开发和利用对环境的影响
1.开采过程对环境的影响
（1）对土地的破坏:
煤矿开采活动对土地可造成直接破坏，如露天开采可直接破坏地表土层和植被；矿石开采过程中产生的废弃物需要大面积的堆积场地，从而导致对土地的大量占用。
（2）对环境的污染:
对周围土地、水域和大气造成污染。
2.运输过程对环境的影响
（1）煤炭:
在堆存、装卸过程中会发生自燃和扬尘，从而污染大气环境，同时由于水的浸泡流失而污染水系。
（2）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。
3.加工过程对环境的影响:
（1）洗涤的影响:
会排出大量洗煤水。
（2）在干燥过程中会产生大量的灰尘、氮氧化物和硫氧化物。
（3）在液化和气化过程中还会产生大量的一氧化碳、烃类、氨气和废渣。
（4）石油在加工过程中，也排放大量的废水、废气和废渣。
4.利用过程对环境的污染
（1）工业革命以来，由于燃料消耗激增和森林面积减少，导致全球气候有变暖的趋势，危及整个地球生态系统。
（2）化石燃料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。
（3）各类电站的废热水排入水域时，热污染使水体各类无机氮含量增加，使得整个水生生态系统受到影响和破坏。
二、煤炭、石油的开发中应采取的环保措施
1.实行矿区土地的复垦：
其模式主要有深层塌陷区水产养殖、煤矸石充填塌陷区营造基建用地、粉煤灰充填覆土造林等。
2.提高能源综合利用效率:
在能源开采、运输、利用等各个环节存在着巨大的浪费，提高能源的综合利用率，对于减轻运输负担和废物污染具有重大意义。
3.建立循环型经济模式：
（1）循环经济模式:
运用生态学规律指导人类社会经济活动的生态经济，是与环境和谐发展的经济模式。
（2）与传统经济的区别:
传统经济是一种“资源—产品—污染排放”单向线性经济，特征是高消耗、低利用、高污染；而循环经济是一种“资源—产品—再生资源”的循环流程，特征是低消耗、高利用、低污染。
（3）原则:
“减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的原则。
“减量化”是指从输入端减少进入生产和消费流程的物质量；“再利用”指在生产过程中提高产品质量，以延长产品的寿命和服务时间；“再循环”指把输出的废弃物再次变成资源以减少最终的废物处理量。
（4）发展:
目前世界各国都开始注重循环经济的发展，丹麦的卡伦堡已建立了世界上典型的工业生态系统。
4.资源型城市转型，发展特色产业
以煤、石油生产为主的城市，经济结构单一，随着资源的耗竭，经济发展相对停滞，生态环境严重恶化。
资源型城市要发展，必须调整产业结构。
国外许多资源型城市把旅游业作为接续产业取得了成功。
三、非可再生资源的耗竭对人类的影响
1.促进社会结构和社会组织的改革:
当常规能源等非可再生资源短缺以致耗竭时，人类社会会以更高效率地利用资源的形式组织起来，以便最大限度地利用有限的资源。
2.促进技术和科学的进步:
通过技术改进更有效率地利用资源，或者通过技术进步寻求新的替代品，一直是人类社会应对资源缺乏所采取的基本方法。
3.造成生活方式的改变:
今天人类已经意识到了资源日渐短缺，并正在逐渐耗竭，因此，人们提出了可持续发展的思想，并正在自觉地区改变着自己的生活方式。
4.资源短缺也会引发地区冲突和战争。
【知识探究】
探究点1煤炭、石油的开发和利用对环境的影响
煤炭、石油的开发和利用
对环境的影响
开采过程—以煤炭为例
①直接破坏地表土层和植被；②废弃物堆积占用大面积土地；③污染周围的土地、水域和大气；④引起地面塌陷，损坏地表建筑等
运
输
过
程
①煤炭
加
工
过
程
利
用
过
程
拓展延伸煤是地质历史时期（以古生代和中生代为主）陆地植物在沼泽中大量沉积而形成的，一般产在成煤时期的沉积盆地的边缘。
石油是地质历史时期（以中生代和新生代为主）的低等生物大量沉积在湖泊或海洋中变成有机质，经过复杂的地质作用转变和富集起来的，它多半形成在湖盆和大陆架上。
中东波斯湾沿岸是目前世界上储量最大、产油最多、出口最多的地区。
图2－2－1读图点拨:
结合图“山西省平朔安太堡露天煤矿”可知，煤矿开采活动对环境的影响主要有四方面:
（1）直接破坏地表土层和植被；
（2）废弃物堆积占用大面积土地；（3）污染周围的土地、水域和大气；（4）引起地面塌陷，损坏地表建筑。
图2－2－2读图点拨:
结合图“煤在运输过程中对环境的污染“可知，煤炭运输过程中主要污染大气。
图2－2－3读图点拨:
结合图“油船原油外泄造成的海洋污染和生态破坏”可知，石油运输主要造成海洋污染和生态破坏。
【典例展示1】读露天采煤区生态建设理想图式，回答下列问题。
（1）黄土高原很多地区都能够建设露天煤矿的原因是什么？
（2）露天煤矿易对自然环境产生的危害有哪些？
（3）露天矿区建设隔离护坝的原因是什么？
解析:
本题主要考查黄土高原地区采矿活动中产生的环境问题及人类的生态建设过程，同时考查学生读图及分析问题的能力。
第
（1）题，要从黄土高原煤炭资源优势考虑。
第
（2）题，通过读图可以看出，会出现植被破坏、沙尘天气、水土流失、污染河水等问题。
第（3）题，隔离护坝在河流与矿区之间，应具有双重作用。
答案:
（1）当地的煤矿资源埋藏浅、煤层厚且稳定。
（2）破坏植被，加剧水土流失；地表裸露，产生沙尘，污染大气；露天采矿，雨水冲刷下渗，污染水源。
（3）保护河道和矿区，防止废弃物进入河道，防止洪水冲毁矿区。
方法技巧用框图法理解煤炭的开发和利用对环境的影响
探究点2煤炭、石油的开发中应采取的环保措施
1.煤炭、石油的开发中应采取的环保措施
2.矿区土地复垦模式
3.循环经济模式
项目
含义
循环经济
①资源得以再生②综合效益突出③实现良性循环
主要途径
工业
清洁
生产
在产品生产过程和预期消费中，既能合理利用自然资源，把对人类环境的危害减至最小，又能充分满足人类的需要，是社会经济效益最大的一种模式。
它的含义包括三个方面:
一是清洁的能源，二是清洁的生产过程，三是清洁的产品
农业
生态
农业
用生态系统的观点，将农业生产和生态平衡纳入协调一致的轨道，充分发挥生态经济效益以促进农业经营方式的发展。
它的最终目的是实现农业的可持续发展
知识拓展巧辨传统发展模式和可持续发展模式
传统发展模式
可持续发展模式
发展目标
以经济发展为目标，经济的增长就意味着发展
以社会全面发展为标准，其终极目标是生态、社会和经济的全面发展
增长方式
高投入、高消费、低产出
低投入、低污染、高产出
消费模式
提倡高消费
提倡适度消费
文明标准
建立的是物质文明，主要考虑经济利益
建立物质文明的同时，还考虑社会文明、精神文明和生态文明
时间尺度
当代人的最大需求
强调代际公平
空间尺度
从区域利益出发，采取封闭式、掠夺式和转嫁的方式
从全球利益出发，是一种互补式的发展方式
调控手段
依靠市场经济手段
强调政府的宏观调控
【典例展示2】阅读材料，回答下列问题。
材料一下表为部分资源型城市三种产业GDP构成情况比较表（2006年）
城市
第一产业比重（%）
第二产业比重（%）
第三产业比重（%）
淄博
7.4
62.4
30.2
淮南
7.1
62.3
30.6
大庆
1.6
88.0
10.4
鸡西
7.9
50.2
41.9
平顶山
2.7
68.0
29.3
鹤岗
11.3
54.2
34.5
白银
5.6
76.0
18.4
金昌
7.0
78.0
15.0
（1）分析表中城市的产业结构是否合理，并阐述原因。
材料二山西省是我国煤炭储量最丰富的省，从1949年到2008年山西共生产煤炭105.24亿吨，占全国生产总量的1/4以上。
山西煤炭工业为我国的国民经济发展作出了巨大贡献。
（2）简述山西省煤炭开采引起的环境问题及解决措施。
（3）简述资源型城市实现经济可持续发展的有效途径。
解析:
本题主要从可持续发展的角度命题，考查学生结合现实问题分析问题、解决问题的能力。
（1）从表格数据可以看出，资源型城市的第二产业比重过大，第一、三产业比重过小，因而产业结构不合理。
（2）煤炭开采会破坏植被，导致水土流失，引发地面塌陷；污染水源和大气。
应注意植树造林，做好开采区的回填与复垦工作，加强煤炭储存与运输的管理以减少污染。
（3）资源型城市要注意调整产业结构，大力发展新兴产业；要注意环境的保护；要加大技术投入，延长产业链，提高产品附加值。
答案:
（1）不合理。
资源型城市三大产业结构的比例失调，第一产业基础薄弱，第二产业比重过大，第三产业比重过小。
（2）问题:
地面塌陷、植被破坏、水土流失、土地荒漠化、污染大气、污染水源等。
措施:
利用矿渣或表土回填采空区；植树造林，做好复垦工作；加强煤炭的储存、运输、使用的管理，防止对环境的污染。
（3）发展循环经济；积极调整产业结构，发展新兴工业和第三产业；发展交通运输业；加强技术革新，改造传统生产工艺，延长产业链，增加产品附加值；保护和治理生态环境；走社会、经济、环境协调统一的可持续发展之路。
方法技巧图示法记忆能源开始与利用过程中的自然环境保护
探究点3非可再生资源的耗竭对人类的影响
一些非可再生资源日渐短缺甚至枯竭，对人类的影响十分巨大，并促进人类社会发生改变。
主要体现在以下几个方面:
1.促进社会结构和社会组织的改变。
2.促进技术和科学的进步。
3.造成生活方式的改变。
4.可能会引发地区冲突和战争。
【典例展示3】分布式能源系统倍受青睐，它是指集成或单独使用的、靠近用户的小型、模块化动力设备，它可以位于终端用户附近，建设在工业园区、楼宇、社区内。
在不适宜建设中心电站的地区，分布式能源系统的小容量和模块化可提供现场型电力。
分布式能源系统一般采用清洁燃料作能源，减少了粉尘、SO2、NO2、CO2废水废渣等排放。
结合下表回答1～2题：
世界各国分布式能源装机及发电量占总装机和总发电量的比例
国家
总装机容量（GW）
颁式能源
总容量（GW）
占总量
百分比（%）
总发电量
（TWh）
分布式能
源总发电
量（TWh）
占总量
百分比（%）
美国
1031.7
x
7.8
3945.6
160.3
4.1
英国
78.5
4.9
6.2
376.8
24.4
6.4
日本
268.0
36.0
y
1094.0
174.0
15.9
印度
112.0
5.2
4.6
535.0
16.5
3.1
德国
115.0
22.8
19.8
560
.0
100.8
18.0
法国
105.9
7.0
6.6
542.3
26.6
4.9
加拿大
117.0
14.0
12.0
580.0
65.0
11.0
巴西
88.7
3.5
3.9
350.0
11.5
3.3
阿根廷
23.8
0.5
2.1
94.8
1.8
1.9
1.日本分布式能源发电量占总发电量15.9％位居各国之首，其较早的采用了分布式能源系统的根本原因是（）
A.重视环境保护
B.除水能资源外其他常规能源资源短缺，经济发达技术力量雄厚
C.天然气、太阳能、风能资源丰富
D.分布式能源利用的历史悠久
2.下列关于我国能源的利用前景的说法，不正确的是（）
A.西北地区、沿海地区风能资源丰富，分布式能源利用前景广阔
B.南方广大的农村地区气候湿热，多低山丘陵，径流量丰富，小水电站利用前景广阔
C.山西、内蒙古、陕西利用煤炭资源的优势，提高分布式
能源发电量占总发电量的比重
D.青藏高原地区太阳能资源丰富，分布式能源利用前景广阔
解析:
本题组主要是针对目前非可再生资源耗竭的情况下能源如何利用的探讨。
第1题，日本常规能源短缺，所以分布式能源系统所提倡的用清洁燃料做能源，符合日本的基本国情；同时，日本又是一个发达国家，可以为设备的安装提供良好的经济保障。
第2题，分布式能源系统提倡用的燃料是清洁能源，而煤炭属于常规能源，所以C错。
答案:
1.B2.C
难点释疑新能源的开发利用问题
类型
主要特点
分布
中国
世界
水能
可再生能源、清洁能源
主要分布在西南、中南（长江三峡、珠江中上游）和西北（黄河上游地区）
中国水能资源居世界首位，其次为俄罗斯、巴西、美国、加拿大等国
核能
能量密集、巨大，地区适应性强；但投资大、建设周期长；运转费用低，收益大
我国已建成的核电站有秦山和大亚湾核电站
铀矿资源主要分布在美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚和南非；美国核发电量最多，法国核电比重最大
太阳能
能量分散，投资大、效率低、占地广、储能难，但前景广阔
主要分布在大兴安岭向西南、经北京西侧、兰州、昆明，再折向西藏南部一线以西、以北地区
雨日比较少的沙漠地区，如非洲的撒哈拉沙漠、美国西部沙漠、澳大利亚的西部沙漠地区
【学以致用】
情景材料
2012年6月15号，记者途径和田市玉龙喀什河河道时，没有看到一台非法采挖玉石的大型机械，取而代之是平整恢复河道沙石的机械。
和田市国土资源局局长曹旭告诉记者，自治区已向和田市投入278万元，对玉石滥采区进行治理恢复：
“我们要把逐步破坏掉的河床进行平整恢复，治理好，我们今年在玉龙喀什河新大桥到吉亚乡这段大概6平方公里整个这块我要平整治理。
”
玉龙喀什河流经和田市辖区长30公里，2007年之前，每年10月份以后，大量的非法采挖玉石机械聚集河道，最严重的时候河道里有近千台非法采玉机械，采玉人十万人。
采挖完的河道被推变成一座座的山，最高的达到数十米，这对河道的破坏十分严重，改变原有河道水流方向，破坏防洪堤坝等水利设施，河床里面植被也不复存在，严重影响生态环境。
1.现代采玉对当地有哪些破坏？
答案:
①土地遭到破坏，耕地减少；②破坏河床及两岸的地貌；③沿河地带会面临日益严重的洪水与地质灾害的威胁；④破坏植被，加剧风蚀危害；⑤破坏生物多样性；⑥导致河流断流等。
2.你认为采取哪些措施来保护当地环境？
答案:
①加强环境保护的宣传；②加强玉石资源的保护；③改变产业发展方式，引导当地人民寻找致富路径；④加强玉石市场的监控等。
（言之有理即可）
【思维点击】
1.你知道“低碳”的含义吗？
一些商家宣传的低碳产品符合“低碳”理念吗？
提示:
“低碳”是个科技术语，就是应尽可能做到保护环境，减少碳排放，不是直接对人体健康带来怎样的影响。
商家这么混淆概念，是误导消费者的做法。
2.煤炭开发利用过程中对环境的影响非常大，那么以后我国可以完全用可再生能源、新能源代替煤炭吗？
提示:
不可以。
我国能源需求量大，煤炭储量丰富，开采成本低，能满足能源需求，新能源可供利用量相对较小，无法满足国民经济需要，所以煤炭做为能源的主体在短期内不会改变。
3.如何提高能源的综合利用效率？
提示:
提高能源的综合利用效率主要在两个层面上展开:
一是在思想层次上，改变一系列违背人与环境协调发展的观念，在日常的生产、生活中养成自觉节约能源的习惯；二是通过技术改进和设备更新在能源开采、运输、利用等各个环节上降低能源消耗，提高能源的综合利用率。
4.矿产资源利用的深度和广度的扩大，会加快矿产资源耗竭的速度。
这种说法正确吗？
提示:
这种观点是错误的。
随着矿产资源深度和广度的不断扩大，世界各国利用矿产资源的品种日益增加，类型越来越多，品位要求不断降低，综合利用的程度越来越高。
再加上海底矿产资源的开发利用已经开始，钻探技术的不断进步，将给人类开发利用地壳深层极其丰富的矿产资源开辟广阔的前景。
所以矿产资源深度和广度的不断扩大，有可能延长了某些矿产资源耗竭的年限。
5.煤炭、石油、天然气、水能为我们常用的能源，它们有哪些优缺点？
提示:
优点
缺点
煤
①分布广，储量大
②开发利用技术难度不大
①发热量和燃烧效率不如石油高
②输送和使用不如石油方便
③非可再生，易污染环境
石油、天然气
①开采、运输和使用方便
②发热量较高，基本无灰
储量少，非可再生，污染环境
水能
①可再生，清洁
②水电站投产后，发电成本低，积累多，收益大
③兼有防洪、灌溉、航运、水产养殖、改善环境、旅游等综合效益
①建电站周期长，投资大
②淹没农田，居民搬迁
③发电量受水量季节变化影响
【思考点拔】
“探索”发现煤的形成与开采
本“探索”以文字材料的形式反映了能源矿产资源形成难，消耗快，日渐枯竭的事实。
揭示了以能源开采或矿产开采为主的城市经济面临转型的现状。
（1）煤的形成时间尺度是亿年，而开采时间是百年。
这说明了煤的形成时间的漫长，远远长于人类的历史时期。
针对人类的发展史来说，在人类的生存阶段，地球上不可能再形成煤，因此，煤是非可再生资源。
煤的开采时间尺度是百年，这说明了地球上煤的储量是有限的，人类利用煤的时间也是有限的。
结合煤不仅可作燃料使用，而且也是化工原料，因此人类必须节约用煤、综合用煤，使有限的煤炭资源发挥出最大的资源价值。
（2）阜新曾经是全国知名的“煤城”，现在煤炭资源日渐枯竭，与煤炭工业配套的相关产业也萎缩下来。
阜新煤矿经历了“发现—开采—高潮—萎缩—枯竭”的过程，经济发展受到了一定的制约。
今后阜新经济发展的建议是：
①改变单一的重工业结构，大力发展新兴工业和第三产业；②做到产、学、研相结合；③加强技术改造；④治理污染；⑤引进民间资本，大力发展转型工业；⑥依靠政府的支持，发展外向型工业，改组污染严重的煤炭工业；⑦大力植树造林，建立治污设施，建设清洁城市，发展旅游业。
“阅读”指导“威望号”油轮漏油事件
本“阅读”资料介绍了世界上最严重的漏油事件之一“威望号”油轮搁浅触礁，燃油大量外泄的过程。
分析整理如下：
油轮简况
巴哈马籍油轮“威望号”，装油7.7万吨
搁浅原因
在西班牙海域遭遇强风暴袭击失去控制
燃油外泄原因
船体开裂又断裂沉入海中，导致原油外泄
漏油污染情况
沉船处形成了一条宽5千米、长37千米的污染带。
250千米海岸边的海滩上形成一层油污
漏油污染范围扩大的原因
油污受盛行西风的吹送和洋流的挟带范围扩大
漏油造成的危害
造成海洋污染，严重破坏了当地的生态环境
石油运输过程中的原油泄漏会造成海洋污染和生态破坏，导致鱼类死亡，引起海鸟死亡，破坏了海洋生态系统。
原油漂浮到岸边沙滩上，破坏了海岸环境，影响旅游业的发展和居民生活。
思考1煤在开发、利用过程中会产生哪些环境问题？
答案:
煤炭在开采过程中对生态环境的影响主要表现为三点:
主要是对土地和植被的破坏、对建筑的损害和对水资源的影响。
煤炭资源利用造成的环境问题包括:
燃煤释放的二氧化碳导致温室效应；燃煤释放的二氧化硫形成酸雨；燃煤释放的余热形成热污染。
思考2在开发、利用煤的过程中应采取什么环保措施？
答案:
煤炭在开采过程中应采取的环保措施有:
①回填采空区；②进行复垦和再种植；③处理好废弃矿石；④做好矿区绿化，防治扬尘起沙。
煤炭在利用过程中应采取的环保措施有:
①优化用煤结构，减少原煤直接燃烧量，增加煤炭转化的二次能源（电能、煤气）的生产量；②加快洁净煤技术的和推广，提高煤炭的利用效率；③加快废弃矿石的综合利用，变废为宝。
“阅读”指导日本节能面面观
本段“阅读”材料介绍了日本在各个领域的节能措施，这是日本产业增长了许多倍而能源消费量却基本未变的原因。
阅读这段材料，同时要明确日本为什么十分重视节能，要联系已学过的日本知识：
日本国内资源（特别是能源）缺乏，而能源需求量又大去分析总结。
思考3日本是怎样提高能源利用效率的？
答案:
日本的主要节能领域有非生产性领域（制冷设备、照明设备、供热设备、家用信息设备等）、交通领域、建筑领域、法规领域、新能源开发领域等。
日本的主要节能领域及措施如下表所示：
主要节能领域
节能措施
非生产性领域
大力提高空调机、照明器具、供热设备、家用信息设备的能源效率
交通领域
家用轿车节能，实行公交优先，利用智能交通系统
法规领域
修改《节约能源法》，导入“领先原则”，提高产品节能性
民用与办公建筑领域
提高隔热性能，注意开发建筑物“开口部位”的隔热技术
新能源开发领域
重视新能源（如太阳能发电）的开发利用
思考4联系生活，分析自己怎么做才能节能。
答案:
我们在实际生活中，也要注意参与各个环节的节能行动，并逐渐形成一种习惯。
自己要从节能小事做起。
如节约照明用电，使用节能灯，做到无人灯不亮；出行多选公交车，少坐轿车；家用电器设备在工作完后切断总电源；使用太阳能热水器。
思考5日本为什么特别重视节能？
答案:
日本国内矿产资源贫乏，尤其是能源矿产；日本工业发达，对能源的需求量大。
思考6由于石油、天然气资源的短缺，人们开始寻找其他能源来代替石油，如电池汽车、太阳能汽车……你还能举出几种替代产品吗？
答案:
生物燃料乙醇、生物柴油等。
“案例研究”中美节能示范楼
由“案例”材料和图2-2-8国家科技部中美节能示范楼可以看出:
①该建筑加大了采光面积，可充分利用光照，节省能源；②用节能照明和自动控制系统节能。
这样不仅节能、舒适，而且经济划算。
（1）节能示范楼节能的表面方面:
①节能照明。
②自控系统。
做到了灯的亮度因位置而自行调节，人走灯熄，人人灯亮。
（2）建筑物节能还可以设置太阳能热水器和屋顶安装太阳能电池发电装置供晚间使用，还可以使用反光材料和改造建筑格局的方式，充分利用光照等。
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