#22非可再生资源的利用与保护

1、普通高中课程标准实验教科书 湘教版 选修 6 2.2 非可再生资源的利用与保护 以能源矿产 ( 石油、煤炭 为例 教学目标 ( 一 知识与技能了解世界上石油、煤炭生产和消费的知识，理解非可再生资 源的主要特征。认识非可再生资源耗竭对人类活动的影响，了解我国石油、 煤炭生产和消费可持续发展面临的严峻形势。认识煤炭开采、利用过程对环境的影响，知道应对的环境保 护措施。学会独立或合作查阅、收集关于石油、煤炭资源的地理信 息，开展地理调查，掌握阅读、分析、运用地理图表和地理信息的技 能。 g7KbOLRv73( 二 过程与方法学会通过网络等多种途径、运用多种手段收集能源生产和消 费的信息，尝试运用所学

2、的地理知识和技能对地理信息进行整理、分 析，用以说明非可再生资源耗竭对人类活动的影响。 g7KbOLRv73讨论、交流在非可再生资源开发、使用过程中，环境保护措 施的研究开发进展和成果。( 三 情感态度与价值观1 激发探究学生对非可再生资源的利用、保护的兴趣和动机，养成求真、求实的科学态度2 关心我国石油、煤炭等非可再生资源的利用、保护问题，关 注我国矿产资源开发、利用的现状与趋势。增强在非可再生资源开发过程中应采取的保护意识和法制意 识，形成可持续发展观念，增强关心和爱护环境的社会责任感，养成 良好的行为习惯。 g7KbOLRv73 教学重点 举例说明非可再生资源的利用和保护，使学生了解掌握

3、有关石油 资源耗竭与应对措施，采矿过程中的环境保护，煤炭资源利用的环境 保护措施。 g7KbOLRv73 教学难点 石油、煤炭资源的利用和保护中的有关应对措施，主要涉及技术 性、生产性的问题，学生的知识背景欠缺，教材提供的材料也不多， 对学生的学习理解造成一定困难。 g7KbOLRv73 教学媒体与教具 课本插图以及网络资料收集 课时安排 2 课时 讲授过程 第一课时【思考】人类历史进程的各个阶段，开发和使用不同的能源资 源。请同学们：将下列各历史阶段及其开发利用的最主要能源资源连接起来：农耕时代煤炭蒸汽时代水力电气时代石油从蒸气时代到电气时代，人类利用的能源资源出现了石油资源 代替煤炭资源的

4、情况，想一想，人类为什么在不断地寻找可代替的资 源?g7KbOLRv73【新课导入】煤、石油、天然气是重要的矿物能源，对于国民经 济发展具有重大意义，但是随着经济的发展，矿物能源的开采强度越 来越大，而矿物能源是非可再生资源，矿物能源面临枯竭的严峻形 势。这节课我们就以能源矿产 （石油、煤炭 为例来探究非可再生资源 的利用与保护。 g7KbOLRv73【板书】第二节 非可再生资源的利用与保护 一、石油资源耗竭与应对措施 【阅读】阅读课本第 27 页材料“世界石油储量”和“我国的石 油消费与进口”，分析造成石油资源潜在危机的原因。 g7KbOLRv73【学生回答，教师总结】世界上的石油资源储量是

5、有限的，并 逐渐因人类消费而耗竭；包括我国在内的世界经济对石油资源高度 依赖，石油消费日益增加。两者综合得到的结论是：石油供应将出现 短缺，价格上扬，石化工业受冲击，甚至阻碍经济增长，这些均构成 石油资源的潜在危机。 g7KbOLRv73【深入讲述】中国石油工业发展史上有两个极为重要的历史转折 点，一个是 l963 年，大庆油田基本建成投产，中国甩掉了“贫油 国”的帽子。此后的 20 年，我国石油工业的发展速度是史无前例 的，原油产量由 1963年的643 万吨增加到 1973年的5 361 万吨， 1983年的 l0 607 万吨，原油产量的年均增速高达 1505，几乎翻 了四番。随后 10

6、 多年，原油产量年均增速降至 256，终于在 1993年，中国成了石油净进口国。从我国石油开采速度的变化情况 看，符合油田开发从发现期一低产期一高产期一衰减期一枯竭期的变 化规律，非可再生资源的开发利用难逃枯竭的厄运。 g7KbOLRv73【探究活动】石油被开采出来后，有两个走向：作为能源，加工 成汽油、煤油、柴油等；作为化工原料，加工出乙烯、丙烯等，再往 下便生产出三大合成原料，即合成树脂、合成纤维、合成橡胶。能源和化工原料进入到各行各业，从而明显地与人们的生活相联系。 g7KbOLRv73试举 12 例说明石油资源短缺将对哪些行业产生影响 ?这些行业 又将影响到下游哪些行业的发展 ?由此形

7、成一个影响链，最终将 影响到人类生活的哪些方面 ?g7KbOLRv73【点拨】设计本活动的目的在于发散思维，提高分析问题的能 力。本活动答案不唯一，只要回答有理，分析清楚即可。 g7KbOLRv73【讨论】讨论应对石油资源耗竭的措施。针对我国石油勘探开采 与利用状况，思考如何保证我国石油的正常供应？【学生发表意见，教师总结】(1 为了降低资源的耗竭速率，要做到对石油资源的适度开发和 均衡生产。(2 提高资源的利用率。如推广节油新技术、新工艺，运用经济 杠杆促进节油。(3充分利用国内外石油资源和石油市场，保证我国石油的正常供 应。【实践活动】矿产资源的适度开发和均衡生产是为了降低资源耗 竭速率，

8、使矿产资 源的耗竭速率低 于发现可替代资 源的速率。 g7KbOLRv73上网查找我国新能源，如太阳能、核能等的开发利用状况，在当 前和未来，这些新能源能够部分或全部代替石油吗 ?g7KbOLRv73【点拨】近年来 , 随着我国能源消费的迅速增长 , 能源安全问题和 能源环境问题越来越成为国内各界和国际社会高度关注的问题。从我 国现代化建设和能源结构优化、能源可持续利用以及能源科技进步的 长期进程来看 , 加快可再生能源的开发利用 , 对保障我国能源安全 , 缓 解我国能源环境压力 ,促进新农村建设 , 实现建设资源节约型和环境友好型社会的目标 , 都具有深远的意义 。 g7KbOLRv731

9、）我国太阳能的开发利用状况自上世纪年代研制成第一块实用的硅太阳电池，太阳能光电技术已历经了半个世纪。我国有万平方公里，其中有地区年日照时数在小时以上，具有丰富的阳光资源。因此，无论从当前来看，还是从长远来看在我国都存在着巨大的太阳能光电市场。而太阳能光电技术使用系统方面，在历经了交通信号、通信、管网保护和边远无电、缺电地区的居民家庭供电等方面的特殊场合使用 以后，现在正在迈向较大规模的商业使用。 g7KbOLRv73业内专家对太阳能发电的经济前景也显得比较乐观。太阳能发电 技术将在未来 10 年左右逐渐成熟起来。预计，我国的太阳能发电成 本到 2010 年有望下降至每度 0.8 元，接近常规发

10、电的 2 倍，竞争力 将显著提高。 g7KbOLRv732）我国核能的开发利用状况人类很早以前就开始利用地热能，地热能的利用可分为地热发电 和直接利用两大类。随着我国市场经济的快速、稳定发展，特别是城 市化程度加强和人民生活质量提高，地热市场的需求相当强劲。我国 已在西藏拉萨附近的羊八井建成了第一座地热发电站。 g7KbOLRv733）我国风能的利用状况我国是全球风力资源最丰富、最早开发风能的国家之一，我国风 能虽经过年的开发却只有区区数十万千瓦，远远落后于和我国同时起步的其它国家。 g7KbOLRv734）我国生物质能的开发利用 我国农村生物质能今后的发展重点是生物质发电、沼气工程、生 物液

11、体燃料和生物质固体成型燃料。目前，我国农村生物质能的开发 利用还刚刚起步。农村居民生活用能中50%以上仍然依靠秸秆、薪柴等生物质直接燃烧提供，利用生物质能的比例很低。很多生物质能的 利用尚处于实验阶段，如秸秆直燃发电中的积灰、结渣和腐蚀问题， 生物质气化发电中的焦油问题，大中型沼气工程、生物燃料乙醇的成 本问题等等尚未得到很好解决。 g7KbOLRv73 在煤炭资源的利用过程中产生的污 染：大气污染 (排放大量的 S02、N0。和 TSP(悬浮颗粒物 ，形成酸 雨、烟尘等 ；热污染。此外矿区还存在煤矸石、粉煤灰污染。 g7KbOLRv73优化用煤结构，减少原煤直接燃烧的数量，增加用于发电、制

12、气等 生产 二次 能源 的数量，减 轻煤 炭利用 对环境造 成的 污 染。 g7KbOLRv73(2 加快洁净煤技术的研究推广，提高煤炭的利用效率，发展环 保用煤。【资料收集】 1. 通过网络收集我国关于 “煤改电”、“煤变 油”和煤炭地下气化三方面的研究、推广情况。2. 什么是洁净煤技术？当前，中外在开发利用方面的差别和发 展的方向？点拨】煤改电 我国电力用煤占全国煤炭总消费量的 70左 右，减少原煤直接燃烧的数量，重点发展坑口电站，变输煤为输电、 改燃煤为用电。国家已经在煤炭资源丰富的山西、内蒙古等地，欲建 设大型坑口电站，实现向沿海经济发达省份的跨区送电，主要开工建 设的工程有：山西阳城

13、电厂送电江苏，山西阳曲电厂送电山东，山西 大同电厂和内蒙古达拉特旗电厂、托克托电厂、岱海电厂等向京、 津、唐送电。另外，在陕西、宁夏、贵州以及其他一些煤炭丰富省 份，也要积极地做好大型电站的前期工作，为以后向外送电作好规划 准备。 g7KbOLRv73“煤变油”在技术上称为煤炭的液化，即以煤炭为原料，通过 化学反应将煤炭所含的碳氢化合物转化成其他碳氢化合物，如汽油、 柴油等。这项技术既能减少环境污染，还能寻找到以煤代油的能源替 代战略，弥补我国石油资源的不足。 2004 年 8 月底，我国第一个“煤 变油”工程神华集团煤液化工程在内蒙古鄂尔多斯市开工，这个 工程总投资 600 亿元，是中国产煤

14、区能源转换的重点示范工程。按照 规划，神华“煤变油”工程到 2008 年一期工程全部建成，产量 500 万吨，二期工程之后的总产量将是 1 000 万吨。 g7KbOLRv73煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧， 通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化 变传统的物理采煤为化学采煤，变用煤转用气，减少了煤的直接利 用。这项技术由于集煤炭开采、运输、洗选、气化等工艺于一体，具 有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点，深受世界各国的重g7KbOLRv73洁净煤技术是一系列旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃 烧、转化和污染控制等新技术的总称。包含 4 个领域

15、： g7KbOLRv73煤炭加工领域：选煤、型煤、水煤浆；煤炭高效燃烧与先进发电技术领域；煤炭转化领域：气化、液化和燃料电池；污染排放控制与废弃物处理领域：烟气净化、电厂粉煤灰综合 利用、煤层气的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用。 g7KbOLRv73 当前中外开发利用的差别和发展的方向： 我国常用的洁净煤技术是水煤浆技术，技术特点是将煤炭、水、 部分添加剂加入磨机中，经磨碎后成为一种类似石油一样的可以流动 的煤基流体燃料。水煤浆具有较好的流动性和稳定性，可以像石油产 品一样储存、运输，并且具有不易燃、不污染的优良特性，是目前比 较经济和实际的清洁煤代油燃料的煤炭利用新方式。 g7KbOLR

16、v73西方国家洁净煤技术的发展重点是煤炭气化技术，即将煤炭转化 为清洁的燃气，再用于发电和其他用途。煤炭气化技术有 5 方面的优 势：一是这项技术比较成熟；二是它为最清洁、产生污染最少的煤炭 处理技术；三是具有成本竞争力；四是这是最容易获得的控制煤炭污 染排放的技术；五是节水。与水煤浆技术相比，可以少用 40以上的 水。专家认为，煤炭气化技术与其他洁净煤技术相比优势明显，代表 洁净煤技术发展的方向。 g7KbOLRv73【阅读】阅读课本第 33 页材料“变废为宝煤矸石和粉煤灰 的利用”，并上网查找关于煤矸石、粉煤灰的综合利用的资料g7KbOLRv73【资料】煤矸石是与煤层伴生的一种含碳量低、比

17、煤坚硬的黑灰 色岩石，是煤工业的主要废弃物。我国现有煤矸石山 1 500 多座，累 计堆存近 40 亿吨，而且每年约以 1 亿吨的速度递增，已是我国排放 量最大的工业固体废弃物之一。煤矸石长期堆存和自燃，不仅侵占大 量珍贵土地，污染水、土和大气环境，而且易坍塌形成人为地质灾 害。为了大量利用煤矸石，变废为宝、化害为益，我国开发了一系列 的新技术。如利用煤矸石经过煤矸石配方一破碎一一次搅拌( 加水一陈化一细碎 (或轮碾 一二次搅拌 (加水一成型一切割编组一码坯一干 燥一焙烧一成品，烧结出空心砖。还可以利用煤矸石作为主要原料， 制造出达到国家标准的瓷质砖。这些利用煤矸石技术的好处有 4 个： 变废

18、为宝，减少环境污染。烧砖、烧瓷，不用燃料，节省能源， 以我国年产 200 亿块煤矸石烧结砖计算，可节省 224 万吨标煤。投 资少，企业效益高，烧结煤矸石砖和粘土砖的制造成本相当，而烧结 煤矸石砖工厂享受国家免征增值税 ( 销售收入 6%和所得税 ( 利润总 额33%的优惠政策。仅此，煤矸石烧结砖厂比粘土砖厂增加效益 150 万 200 万元。制砖不用 ( 少用土地，节约土地资源，据有关 资料，每生产 1 万块粘土砖相当于破坏土地 l3.3 m2 ，而煤矸石砖不 用土地，或少用 30%的土地。我国年生产 200 亿块煤矸石砖，则每年 可节约土地 1 8672 667 公顷。每万吨煤矸石占用土地

19、 300 m2，年 利用煤矸石 3 500 万5 000 万吨，则可腾出煤矸石占地 150 公顷。 两项合计，我国年生产 3 000 亿块煤矸石烧结砖，可节约土地 1972 2 817 公顷。 g7KbOLRv73粉煤灰主要随燃煤发电产生，我国年排放超过 l 亿吨。粉煤灰的 开发利用多种多样，可用作水泥、砂浆、混凝土的掺和料；生产水泥 的原料；制造烧结砖、蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌砖、烧 结陶粒；铺筑道路、构筑坝体、建设港口；用于农田坑洼低地、煤矿 塌陷区及矿井的回填；从粉煤灰中分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝 等有用物质，用作保温材料、耐火材料、塑料、橡胶填料，用途十分 广泛。 g7KbOLRv73【板书设计】第二节 非可再生资源的利用与保护以能源矿