氢能专题导学案 2024届高考地理专题复习

氢能专题 （一） 氢能的来源 自然界中的氢：氢是宇宙中最丰富的元素，但在地球上主要以化合物形式存在，如水（H2O）和有机化合 物。 制氢方法： 电解水：通过电流分解水得到氢气和氧气。 天然气重整：通过高温反应将甲烷（CH4 ）与水蒸气转化为氢气和二氧化碳。 生物质制氢：利用生物质材料（如植物残留物）通过热化学或生物化学方法制备氢气。 （二） 氢能的利用 燃料电池：氢气在燃料电池中与氧气反应生成电能、水和少量热能。这种过程无污染，效率高。 交通运输：氢燃料电池汽车是目前较为关注的领域，具有零排放、续航长等优势。 储能系统：氢气可以作为一种储能介质，用于平衡电网负荷，尤其适用于风能、太阳能等可再生能源的不 稳定性。 （三） 氢能与环境保护 环境保护：氢能利用过程中产生的唯一副产品是水，对环境友好，不会产生温室气体和空气污染物。 能源安全：开发氢能可以减少对化石燃料的依赖，提高能源供应的多样性和安全性。 可持续发展：氢能是一种可再生能源，符合可持续发展的理念，有助于实现低碳经济。 （四） 例题 1 . 氢气的能量密度比燃油大，氢能被视为未来的理想清洁能源，获取途径主要有化石能源制氢、提纯煤 化工等工业废气、电解水制氢。作为新能源汽车领域的后起之秀，氢能源汽车得到了市场的广泛关注。 据此完成下面小题。 ( 1 ) 我国发展氢能产业的主要优势是( ) A. 原料丰富 B. 技术世界领先 C. 政策支持力度大 D. 劳动力充足 ( 2 ) 与传统汽车相比，氢能源汽车( ) A. 制造成本较低 B. 安全性更可靠 C. 技术门槛较低 D. 节能减排效果好 ( 【答案】 ( 1 ) A ( 2 ) D ) ( 【解析】 ( 1 ) 氢能获取途径主要有化石能源制氢、提纯煤化工等工业废 气、电解水制氢，我国煤炭 资源丰富，经济发展快，消耗的化石能源多，因此我国发展氢能产业的主要 优势是原 料丰富，A正确； “作为新能源汽车领域的后起之秀”说明中国技术不是世界领先，B错误； 氢能被视为未来的理想清洁能源，各国早就在发展，中国起步晚，政策支 持力度大不 是主要优势，C错误； 氢能获取产业不是劳动力指向型产业，劳动力充 足不是主要优势，D错误。 故选A。 ( 2 ) 氢气的能量密度比燃油大，是理想清洁能源，与传统汽车相比，氢能源汽车节能减排 效果好，D正确。 与传统汽车相比，氢能源汽车制造成本较高，刚起步、安全性较差，技术门槛较高， A、B、C错误。 故选D。 ) 2 . 阅读图文材料，回答下列问题。 材料一 图1为2021年日本梅雨季节的入梅时间分布图。 材料二 氢能是一种清洁高效的新能源。 日本在东京奥运会上首次使用氢气为奥运火炬提供动力。不仅如 此 ，日本的东京奥运村 ，也是全球首个基本采用氢能的社区。氢能可广泛用于汽车、航空、冶金 ，发电 等行业。为此，日本确立了以2050年建成氢能社会为目标的能源路线。 材料三 日本是国家石油储备较为健全和完善的国家 ，储存方式呈多元化 ，特别是海上储备在世界上独具特 色。图1为日本主要石油储备基地分布图。 日本共有2个海上国家石油储备基地 ，以白岛基地为例（ 见图 2 ）,基地由8个容量为70万立方米的钢制矩形储油舱体及其他相关配套设施组成 ，其采用的钢板标准和 等级可低于地上大型储罐，且其具备可移动性。 ( 1 ) 简述日本入梅时间的空间分布特点，并分析其形成过程。 ( 2 ) 简述日本推广氢能的可行性。 ( 3 ) 与陆地石油储备相比，说明日本发展海上浮式储油的优势。 ( 【答案】 ( 1 ) 特点：自西南向东北（或自南向北）推迟。 原因：副高北移；冷暖气流形成准静止锋面；锋面（或雨带 、夏季风）北移。 ( 2 ) 日本能源匮乏；氢能为可再生清洁资源；技术先进；用途广泛，市场前景大；政策的 支持。 ( 3 ) 日本国土面积狭小 ，发展海上浮式储油有利于节省陆地资源 ，有效利用了海洋空间资 源 ；具备可移动性 ，方便储备原油与远洋运输 ；能减轻地震造成的损害 ，安全性更 大；远离人口居住区，对外界的影响较小；建造成本低。 【解析】 ( 1 ) 据图可知 ，日本入梅时间的空间分布自西南向东北推迟。夏季随着太阳直射点北移 ， 气压带和风带北移 ，由于副热带高气压带北移 ，冷暖气流相遇形成准静止锋面 ，雨带 北移，进入梅雨的时间自南向北推迟。 ( 2 ) 日本能源严重匮乏 ，氢能作为一种清洁高效 的新能源 ，无污染且可再生 ，日本科技发 达 ，氢能被广泛用于汽车、航空、冶金、发电等行业 ，用途广泛 ，需求大 ，市场前景 好，政策支持。 ( 3 ) 日本国土面积狭小 ，陆地石油储备占地广 ，发展海上浮式 储油有利于节省陆地资源 ， 有效利用了海洋空间资源 ；采用的钢板标准和等级可低于地上大型储罐 ，建造成本低 且其具备可移动性 ，方便储备原油与远洋运输 ；日本多地震 ，海上浮式储油能减轻地 震造成的损害 ，安全性更大 ；日本共有2个海上国 家石油储备基地 ，都远离人口居住 区，对外界的影响较小。 ) 3 . 阅读图文材料，完成下列要求。 材料一 为应对全球气候变化 ，中国政府承诺力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。大兴是北 京新的产业集聚区 ，承担疏解中心城区人口和公共服务等功能。国际氢能示范区（ 图左 ）是大兴区和清 华大学等科研机构的共建项目 ，旨在建设氢能产业创新中心 ，探索氢燃料电池汽车在公交、环卫等服务 领域的应用。 材料二 新能源的广泛使用是我国实现碳达峰和碳中和目标的主要途径 ，海南省作为中国改革开放示范新标 杆 ，对生态环境有更高的要求。关于现代产业体系 ，《海南自由贸易港建设总体方案》中提出“坚持生 态优先、绿色发展”“围绕生态环保、生物医药、新能源汽车、智能汽车等壮大先进制造业”。 材料三 轨道交通是都市居民日常出行的高效方式。为了亦庄新城居民出行更加便捷 ，交通部门设计了沿宏 达路和荣华路的两条轨道线路，每条线路均有地下方案和高架方案（图右）。 ( 1 ) 分析北京氢能示范区落户大兴产业集聚区的区位条件。 ( 2 ) 简述大兴氢能示范区的创建对海南自由贸易港产业发展的启示。 ( 3 ) 如果选择荣华路的地下方案，说明选择该方案的合理性。 ( 【答案】 ( 1 ) ①大兴作为北京的新城区 ，土地较充足 ，地价较低 ，有利于降低示范区建设成本 ；② 新城区公交、环卫等服务领域为氢能技术的推广提供了市场 ；③位于产业集聚区产业 发展基础好，协作条件好。 ( 2 ) ①围绕国家碳达峰和碳中和目标 ，发展绿色低碳产业 ：②充分发挥海南自由贸易港独 特的政策优势 ，与国内外高校、科研机构 及企业合作 ，引进高科技人才和技术 ：③建 立产业示范园区：④发展先进制造业，注重新技术的推广应用。 ( 3 ) ①荣华路为城市主干道 ，临近居民 区和商业区 ，人口众多 ，客流量大。②地下方案避 免了地面建设空间不足（绿化带过窄）、噪声过大等问题。 【解析】 ( 1 ) 读材料“大兴是北京新的产业集聚区 ，承担疏解中心城 区人口和公共服务等功能 ”可 知 ，大兴作为北京的新城区 ，土地较充足 ，地价较低 ，有利于降低 示范区建设成本 ； 由材料“探索氢燃料电池汽车在公交 、环卫 等服务领域的应用 。 ”可知 ，新城区公 ) ( 交、环卫等服务领域为氢能技术的推广提供了市场 ；由 材料“大兴是北京新的产业集 聚区“可知，位于产业集聚区产业发展基础好，协作条件好。 ( 2 ) 读材料二“新能源的广泛使用是我国实现碳达峰和碳中和目标的主要途径 ”可知 ，围 绕国家碳达峰和碳中和目标 ，发展绿色低碳产业 ：由材料“《海南自由贸易港建设总 体方案》 中提出“坚持生态优先、绿色发展 ”“ 围绕生 态环保、生物医药、新能源汽 车、智能汽车等壮大先进制造业 ”。”可知 ，充分发挥海南自由贸易港独特的政策优 势 ，与国内外高校、科研机构及企业合作 ，引进高科技人才和技术 ：由材料“海南省 作为中国改革开放示范新标杆 ，对生态环境有更高的要求 ”可知 ，建立产业示范园 区，同时发展先进制造业，注重新技术的推广应用。 ( 3 ) 读图并结合材料“轨道交通是都市居民日常出行的高效方式。为了亦庄新城居民出行 更加便捷 ”可知 ，荣华路为城市主干道 ，临近 居民区和商业区 ，人口众多 ，客流量 大。方便新城居民出行更加便捷 ；由材料“交通部门设计了沿 宏达路和荣华路的两条 轨道线路 ，每条线路均有地下方案和高架方案 ”可 知 ，地下方案避免了地面建设空间 不足（绿化带过窄）、噪声过大等问题。 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$