内容正文:
强化专题十一 新能源开发
[情境] 山西省大同市是中国大型煤炭能源基地之一,素有“煤都”之称。近年来,大同市多措并举,实现了从“煤都黑”到“大同蓝”的转型。在此过程中,大同市大力发展新能源,把太阳能、风能、煤炭资源富集优势转化为绿色产业优势,打造“新能源产业之都”,并积极融入京津冀协同发展。自2017年以来,大同市相继建设能源改革科技创新产业园和新能源产业城,培育和发展氢能与燃料电池先导、储能蓄能、新能源汽车装备制造、光伏全产业链和煤炭清洁高效利用五大产业集群。如图示意大同市新能源产业链。
——源自2021年山东卷T17
[思考](1)指出与太阳能和风能相比,氢能的优点。
(2)分析发展新能源产业对大同市产业结构优化的作用。
(3)简述大同市打造“新能源产业之都”对京津冀地区的生态意义。
提示:(1)氢能生产受时空限制小;利用方式灵活多样。
(2)改变以煤为主的产业结构,构建以新能源为基础的产业体系,促进产业结构多元化;有利于提高研发能力,带动产业创新,促进高新技术产业发展(促进产业结构升级);提高清洁能源使用比例,促使产业向低碳、绿色、可循环方向发展。
(3)为京津冀地区提供清洁能源(新能源),助力其生态环境的改善;巩固“大同蓝”,持续改善大同市的环境质量,为京津冀的生态安全提供保障。
【知识点击】
1.分析太阳能资源的开发利用
(1)分析光伏电站修建的区位因素
①光伏电站修建占地面积大,需要地形平坦广阔,地质条件稳定。
②多晴朗天气,光照充足,太阳辐射强。
③产业基础较好:发展光伏产业需要大量的光伏硅片、光伏电池和相关部件。
④政府政策支持:国家大力补贴,降低安装成本。
⑤避开居民聚居区、重要自然景观、历史遗迹和自然保护区,避开水土流失严重、生态脆弱地区。
(2)分析光伏电站的弊端
①破坏原有自然景观、破坏地表土壤和稀疏植被,在干旱地区加剧风蚀和荒漠化,使生态环境更加脆弱。
②在东部地区围垦填埋湿地等占用大量天然湖泊湿地,改变原有环境和生态系统;水体光照减少,水温产生变化;对水鸟的栖息和生存造成影响(修建光伏板覆盖湿地减少生物多样性,光污染干扰水鸟栖息,光伏板的镜面温度极高,飞鸟一旦接触会被烧焦)。
③造成光污染:光伏电池材料色彩丰富,有黑色、灰色、白色、蓝色、棕色等且表面有涂层。
④光伏设备生产等产业耗能高、污染环节众多。
⑤光伏电池(含有铅、锑、镉、硫酸等有毒物质)报废后会产生严重的环境污染(水污染、土壤污染、植被污染等),破坏生态环境。
(3)太阳能与矿物能源相比的优缺点
①优点:储量大、清洁、可再生资源;能够缓解人类能源不足,改善大气环境。
②缺点:受季节和天气影响大;资金、技术要求高,收集比较困难;占地面积广。
2.分析风能资源的开发利用
(1)影响风能资源丰富的因素
当地风的类型与次数;距离冬季风源地的远近;地形(地形平坦,河谷、峡谷与风向一致,加大风速;山脉走向与风向一致,有利于风的深入)。
(2)建设风能发电基地考虑的条件
①风能资源丰富;地形平坦开阔;资金、技术条件;市场需求及与市场的距离。
②西北地区发展风能发电的利弊
利:大风多,风能资源丰富;地形平坦、土地面积广阔;市场需求量大。
弊:当地经济落后,资金少,技术水平低;当地人口和城市少,能源需求量少;距离东部经济发达地区远;输电基础设施不足。
③东南地区发展风能发电的利弊。
利:风能资源丰富;资金雄厚,技术发达;市场需求量大。
弊:用来建设风电场的土地面积小。
(3)分析风能发电今后发展的方向
①进行风能发电与火电互配,提高发电的稳定性。
②加强供电基础设施的建设,保证供电的稳定进行。
③调整当地产业结构,促进当地对风能、太阳能的市场需求,延长产业链,提高能源附加值。
(4)风能与煤、石油、天然气相比的优缺点
①优点:清洁无污染,可持续利用。
②缺点:受气象条件限制,昼夜、冬夏差别大,能量分散;发电不稳定(可配建热电站等调节、控制,以使电网输电平稳);开发时占地面积大,开发成本高。
【对点训练】
(2023·江苏模拟预测)阅读图文材料,完成下列要求。
武川县位于内蒙古自治区中部、阴山北麓,该县积极引进光伏发电,与当地风电开发形成“风光互补、输蓄一体”的清洁能源体系,解决当地电力的季节分布与空间分布不均的问题,但与此同时,风电场的建设,也可能给自然环境带来一些负面影响,如破坏植被、产生噪声污染、影响鸟类迁徙等。下图为武川县位置示意图。
(1)简述武川县“风光互补、输蓄一体”的能源体系对保障电力时空稳定性的影响。
(2)简述武川县能源基地的建设,对保障国家能源安全的重要意义。
(3)怎样减小风电场的建设给环境带来的负面影响,请你提出一些解决措施。
解析:第(1)题,武川县属于温带大陆性气候,冬春季节大风天气多;邻近冬季风的源地,风力强劲;位于阴山的山口位置,受“狭管”效应影响,冬季风能资源丰富;全年降水少,太阳辐射强,太阳能资源丰富;风能、太阳能的稳定性较差,可以进行错峰互补,使电力输出更稳定可靠;武川县能源开发多,经济发展水平较低,能源消费需求较少,乌兰察布和呼和浩特能源开发少,人口多,经济发展水平较高,对能源消费的需求较多,可以进行跨区域输电,稳定空间供需差异。第(2)题,武川县能源基地的建设,以开发风能、太阳能为主,可以扩大新能源的供应;提供稳定清洁的能源,提高国家能源自给比重;优化我国能源生产与消费结构,减少对化石能源的依赖,减轻大气环境污染,保障国家能源安全。第(3)题,风能发电有一定的噪声污染,因此,风电场选址时,应尽量选在人烟稀少处,减少噪声对附近居民生活的影响;通过技术革新,不断提高风能发电技术,降低风力发电机的噪声;风能发电机的扇叶对空中飞行的鸟类会造成一定影响,选址时,要尽量避开鸟类的栖息地和迁徙路线;施工建设对风电场的植被有一定的破坏,要注意对植被的保护和恢复。
答案:(1)冬季风力强、夏季太阳辐射强,可以进行错峰互补;武川县能源开发多,消费需求较少,乌兰察布和呼和浩特能源开发少,消费需求较多,可以进行跨区域输电,稳定空间供需差异。
(2)扩大新能源的供应,提高国家能源自给比重;调整能源生产与消费结构,减少对化石能源的依赖。
(3)风电场选址时,应尽量选在人烟稀少处,以降低噪声对附近居民的影响;通过技术革新,降低风力发电机的噪声;选址时,要尽量避开鸟类的栖息地和迁徙路线;施工建设时应注意对植被的保护和恢复。
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