第三章 问题研究 是否应该发展核能 课件 2025-2026学年高中地理人教版选择性必修3

该高中地理课件以“是否发展核能”为核心，结合深圳用电热点与改革开放初期能源困境导入，通过“拉闸限电影响-能源选择-核电优势-风险-选址”问题链，搭建区域能源需求到核电综合分析的学习支架。 其亮点在于以大亚湾核电站为案例，通过数据对比（如1千克铀与2700吨煤的能量差异）、核废料处理方案选择等探究活动，渗透综合思维、区域认知与人地协调观。采用情境探究与思维建模小结，助力学生系统掌握核电知识，提升地理实践力，也为教师提供丰富的探究式教学素材。

学科：地理 内容： 是否应该发展核能 时事热点：深圳热热热 作为全国用电密度最高的城市，深圳2024年最大电力负荷突破2313.4万千瓦。 老师：不知道大家有没有觉得最近深圳特别热，在上周，深圳的温度冲进了全国高温榜第4名，很多网友都说快要热化了，这么热的天气。不知道大家喜欢干什么？ 学生：吹空调、吃西瓜、打游戏 困境与抉择 改革开放初期 ，广东省特别是珠三角地区经济建设以前所未有的势头蓬勃发展。然而，与发展速度相悖的是广东省能源紧缺、电力紧张问题日益凸显。 1979年，深圳作为新成立的经济特区，深圳全市仅1座110千伏变电站，电网结构极为薄弱，经不起一丝风吹雨打。全年停电达187天。蛇口工业区工厂实行“开三停四”（每周开工3天停电4天），港商投资的凯达玩具厂因缺电被迫用柴油发电机，生产成本飙升30%。时任市长梁湘在市委会议上说：“没有电，特区就是一纸空文！” 问题1：“拉闸限电”对刚成立的深圳特区的发展有什么影响？ 严重制约经济发展、影响居民生活、城市正常运行 老师：但是，也就是改革开放初期，深圳的电力非常紧张，一年当中会有187天是停电的状态，蛇口的工厂实行“开三停四”的策略。请大家思考一下，拉闸限电对于当时刚成立的深圳特区意味着什么？ 学生：会制约深圳经济的发展 老师：除了制约经济之外，还会对谁产生影响？ 学生：影响居民生活，城市正常运行。 老师：如果一直维持这样的状态对深圳的来说是很不利的 困境与抉择 深圳自身能源资源贫乏，外部供电不稳定且缺口巨大。在这样的背景下，深圳建设自己的大型电厂几乎是唯一选择。 如果你是当时的深圳市市长，基于当时的时代背景，请问你会选择建什么发电厂？原因是？ 煤电 风电 光电 水电 核电 老师：在这样的背景之下，建设属于深圳的大型电厂几乎是唯一的选择。同学们请思考一下，如果你是当时深圳市的市长，基于当时的时代背景，你会选择修建什么发电厂呢？ 学生：核电 老师：看来大家的眼光都很长远， 跟当时的市长的选择是一样的。当时的深圳选择的是修建核电站。 （老师：有没有选择其他的发电厂的同学？分享一下你的答案 学生：...... 老师：看来大家和市长的选择还是有区别的。当时的深圳选择的是修建核电站。） 困境与抉择 问题2：为什么当时深圳没有选择看似更成熟的煤电，而是选择发展难度和争议都很大的核电？ 资源匮乏/依靠外部输入、煤电污染大、土地有限、政策支持 老师：那么老师/大家心里可能会产生一个问题：为什么深圳最终选择了发展难度和争议都很大的核电，而不是看似更成熟的煤电？ 大家可以思考一下为什么? 学生：因为深圳煤矿资源匮乏，煤电厂所需的煤需要从其他地方运过来。同时还有相对来说，核能发电更清洁，煤电的污染更大。 老师：除此之外，还因为当时的深圳土地面积还是比较少的，这也限制了煤电厂的发展，还有就是当时的政策支持，新中国成立之后，国家就开始推进核电事业的发展。 当地无煤炭资源，铁路运力已饱和，若建煤电厂需占用30%以上运力；而工业用地稀缺，百万千瓦煤电需10平方公里用地（核电仅需1/5）。 困境与抉择 思考：对比风电/光电/水电的发电特点，核电的突出优势是什么？ 核电：发电稳定 刚设立经济特区之初，深圳经济高速发展，深圳及周边珠三角地区工业用电需求激增，急需大规模、稳定的电力供应。 风电：利用效率低 水电：发电时间波动大 光电：可利用时间短 发电效率 可利用时间/天 老师：刚刚煤电与核电相比，核电是清洁能源，但是为什么不选择风电/光电/水电？对比之下，核能的突出优势是什么？大家思考一下 经过对比，修建核电站成为深圳缓解能源安全的选择。 探究一：核电如何创造“深圳奇迹”？ 材料1.1：核电燃料铀235与煤释放的能量对比 1 kg核原料铀完全裂变释放的能量 燃烧2400t标准煤 问题3：核电相对于煤电有什么优势？ 能量密度高 材料1.2 核电站与同等规模燃煤电站对比 100万kW核电站 100万kW燃煤发电厂 每年需要燃料 30t核燃料 300万t煤 占地 2.3km2 8.5km2 二氧化碳 0 3500吨/年 氮氧化物 0 1.4万吨/年 二氧化硫 0 2.6吨/年 单位投资成本（元/KW） 16720.00 3384.00 电价（元/kWh） 0.4 0.48 低碳清洁 占地面积小 平均发电成本低 运输成本低 限时3分钟 探究一：核电如何创造“深圳奇迹”？ 1个鸡蛋，点亮半个深圳 鸡蛋 大小 U235 1千克（2斤） 产生 2280 万度电 228万户家庭 一天的基本电量 可供 满足 相当于满足深圳2/3的家庭日用电 深圳共有约350万家庭户数 同样的电若用煤则需要 2700 吨优质煤完全燃烧 两者相差270万倍 探究一：核电如何创造“深圳奇迹”？ 让天更蓝，水更清 核电站 年平均发电 450亿度 相当于降低燃煤消耗约 1440 万吨 减排 SO2 34万吨 减排 CO2 3553亿吨 减排 氮氧化物 22万吨 相当于降低燃煤消耗约 相当于种植约 10万公顷森林 可以覆盖半个深圳 与同等规模燃煤电站相比 探究二：核电背后的风险​ 核爆炸 核辐射 核泄露 限时3分钟 5000m 探究二：核电背后的风险​ 材料2：核电站通常使用浓缩铀（铀 - 235 浓度约 3%-5%）作为核燃料。核燃料在反应堆中使用 3-5 年后，铀 - 235 浓度降低，裂变产物积累，无法继续维持高效反应，成为核废料。1 座百万千瓦级核电站每年约产生 20-30 吨核废料（30罐），其放射性活度极高，半衰期2.4万年，需特殊处理。 问题4：深圳规划局收到以上两份紧急提案来处理核废料，你会更倾向选择哪种方案？ A. 租用2000公里外的甘肃北山深层地质库 （一罐运费约1050万人民币） B. 在距离核电站15公里外的深海床处置 核废料具有放射性，处置难度大 按核废料类型处理 低放射性核废料：通常采用近地表处置，掩埋深度只需距地面十米以内即可，安全监管年限为300-500年。比如一些工业、医疗及研究活动中产生的污染物，如手术衣物、工具和滤器等，经过处理后可采用这种方式。 中放射性核废料：一般也采用近地表处置，但对处置设施的要求相对低放射性核废料更高，需要更大的程度的控制和隔离。例如核反应堆的某些构件等中放射性废物，可采用这种方式。 高放射性核废料：主要处置对象为高放废物和中放长寿命废物，将之深埋于地下数百米甚至上千米的地壳岩层中，但高放废物和中放长寿命废物的地质处置仍是世界性难题。如从堆芯中置换下来的乏燃料，因其利用率仅仅达到了百分之几，具有很高的放射性，需进行特殊处理。 按处理工艺处理 放射性废气处理：放射性废气通常以小液滴、气溶胶和挥发气体等形式存在。一般先通过除尘器、冷凝器、硝酸汞除碘洗涤器和nox吸收器进行处理，然后，再依次通过第二除碘洗涤器、含银沸石除碘吸收器和高效颗粒过滤器进行处理，最后经由100米以上的大烟囱排入大气。 放射性废液处理：一种方法是将含铀废水初步中和，与石灰乳在常温下进行搅拌，直至pH达到10.0-10.5为止，以去除废液中铀、镭等有害物质。核电站的放射性废液处理系统常用离子交换树脂来处理工艺疏、排水，为提高离子交换的使用寿命和净化效率，常在离子交换床之前和之后分别设预过滤器和后过滤器。 放射性废液固化：固化过程包括废液蒸发浓缩、脱硝、干燥、煅烧、熔融物固化和退火等工艺。方法包括水泥、塑料、沥青、玻璃及人造岩石固化。如中国首座高水平放射性废液玻璃固化设施在四川广元正式投运，标志着中国已经实现高放废液处理能力零的突破。 其他处理方式 乏燃料管理：乏燃料一般都需要进行后处理才能最终处置。通过后处理可以从辐照后乏燃料中回收有用的铀和钚，再制成新燃料元件返回热堆或快堆使用，可以大大提高铀资源的利用率。 太空处置：将核废料置于运载火箭中，发射至太空，并永久存放在太空中。但运载火箭的发射事故率通常在2%左右，存在一定的风险，目前只是一种设想。 探究二：核电背后的风险 材料3：1986年4月，切尔诺贝利核电厂4号机组发生爆炸，8吨多强辐射物质倾泻而出，使5万多平方公里的土地受到污染，320多万人遭受核辐射的侵害。此后20年内，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶。 该事故发生后，在香港引起了一场大规模的反核行动，多个环保团体要求港府暂停参与核电站建设，又收集到104万个市民签名反对，占当时香港500万人口的五分之一。 香港人民在街头抗议核电站的修建 问题5：核泄漏会对地理环境带来哪些方面的影响？ 核泄漏事故会对自然环境和人类社会产生巨大危害 公众的信任危机 探究二：核电背后的风险​ 针对香港有人反对在深圳建设核电站一事，邓小平同志在1986年7月10日说：“中央领导对深圳建设核电站没有改变，也不会改变，中央充分注意电站的安全问题。” 为加强公众教育以消除市民疑虑，香港地区的核电专家多次主持核电研讨会。 该事故之后促使我国提高核电技术、执行更严格的安全标准。 探究三：核电站的选址考量 假如你是一名工程师，充分考虑核电的优缺点之后，你会把核电站建在哪里？考虑的区位因素是什么？ 自然因素 充足的冷却水源 地质条件稳定 人文因素 远离城市/人口稠密区 交通便利 充足的建设用地 限时3分钟 距离市场较近 探究三：核电站的选址考量 对于核电站的选址有过很多考虑，大埔-海丰断裂带又在厂址附近通过，厂区内还有些小断裂带与主断裂带很近，稳定性不佳，因而落选。 最后选定的深圳大坑村麻角山——即是大亚湾核电站的现址，距离深圳、香港、惠州市中心都有50公里，且有高山阻隔，取水条件理想，地质条件稳定，没有地震记录。 探究三：核电站的选址考量 1984年，广东大亚湾核电站开工在即，恰逢邓小平同时视察深圳。视察期间，邓小平同志强调：“深圳要办好核电站！” 老师：在核电站修建之际，邓小平同时在深圳考察，并强调：深圳要办好核电站！ 深圳大亚湾核电站 大亚湾核电站位于广东深圳，采用法国技术，与香港合资建设，于1994年商运投产，是我国大陆第一座大型商用核电站。 截至今天，中广核大亚湾核电基地6台机组累计上网电量突破一万亿千瓦时，成为我国首个达到万亿千瓦时的核电基地。 大亚湾核电站对深圳的意义 大亚湾核电站的贡献 数据 意义 年发电量 约450亿千瓦时，占深圳市年用电量15%-20%，深圳平均全区停电时间2.5分钟，供电可靠率99.999% 降低化石能源依存，保障电网稳定 稳定运行时长 >30年（1994年至今） 保障电网"压舱石"作用 累计减排CO2 约8.1亿吨，相当于在珠三角地区种植了180万公顷森林，可覆盖9个深圳 助力实现“双碳”目标 从能源安全和环境安全的角度，分析大亚湾核电站对深圳的地理意义。 降低化石能源的对外依存度，保障能源安全 减少CO2的排放，有利于环境安全 大亚湾核电站​ 大亚湾核电站采用的是压水式反应堆，是目前技术最为成熟和安全的反应堆。 发生事故概率为1/100万年。 时至今日，大亚湾核电站已安全运行30年。 大亚湾核电站​ 大亚湾核电站还非常重视公众沟通和科普宣传。每年都会组织公众参观活动，让人们了解核电站的运作原理和安全措施。此外，还通过媒体和科普讲座等形式，向公众传递核电安全知识和环保理念，提高公众对核电的信任和接受度。 探究四：世界核电发展对中国的启示 国家 2007-2020核电占比变化 原因 法国 稳定维持70%+ 缺煤少油，核电保障能源独立 ​​美国 稳定在20%左右 技术成熟，但页岩气革命抑制扩张 ​​日本​​ 30%→5%（福岛后） 公众恐慌迫使政府弃核 ​​巴基斯坦 2%→8%持续增长 中巴合作建设核电站，缓解能源短缺 思考：中国应该如何发展核电？ 安全＋扩建 探究三：世界核电发展对中国的启示 AI竞争的本质是电力之争 探究四：世界核电发展对中国的启示 “华龙一号”是由中国两大核电企业在30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上，根据福岛核事故经验反馈以及中国和全球最新安全要求研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术，是中国核电创新发展的重大标志性成果。“华龙一号”已出口巴基斯坦、英国，是中国核电走向世界的“国家名片”。 中国“核电狂魔”或将像高铁一样，“开”进更多国家和地区。 探究四：世界核电发展对中国的启示 启示 核能就像一把双刃剑——在深圳这个能源消耗“巨无霸”手中，需要的是更智慧的握法，而不是简单的取舍。 ​ 正如大亚湾核电站所见证的，核能是一把威力巨大但也需要无比谨慎驾驭的“双刃剑”。在迈向碳中和与保障国家能源安全的征程中，我们既要看到它对​​资源安全​​的巨大支撑和对​​环境安全​​的显著贡献，也必须时刻警惕其潜在的​​环境与社会风险​​。唯有依靠​​科技创新、严格监管、透明沟通和多元协同​​，才能智慧地握好这把剑，让核能在保障​​国家安全​​的宏伟蓝图中，安全、高效地贡献力量。 核电总结 核电 为什么要发展核电 核电的优缺点 核电站的选址 对国家安全的意义 思维建模 ​ 正如大亚湾核电站所见证的，核能是一把威力巨大但也需要无比谨慎驾驭的“双刃剑”。在迈向碳中和与保障国家能源安全的征程中，我们既要看到它对​​资源安全​​的巨大支撑和对​​环境安全​​的显著贡献，也必须时刻警惕其潜在的​​环境与社会风险​​。唯有依靠​​科技创新、严格监管、透明沟通和多元协同​​，才能智慧地握好这把剑，让核能在保障​​国家安全​​的宏伟蓝图中，安全、高效地贡献力量。 课后作业 1.查阅相关的资料，归纳总结开发其他新能源的优缺点、开发利用方式、对国家安全的意义。 2.完成相应的课时训练。 ​ 正如大亚湾核电站所见证的，核能是一把威力巨大但也需要无比谨慎驾驭的“双刃剑”。在迈向碳中和与保障国家能源安全的征程中，我们既要看到它对​​资源安全​​的巨大支撑和对​​环境安全​​的显著贡献，也必须时刻警惕其潜在的​​环境与社会风险​​。唯有依靠​​科技创新、严格监管、透明沟通和多元协同​​，才能智慧地握好这把剑，让核能在保障​​国家安全​​的宏伟蓝图中，安全、高效地贡献力量。 课堂检测 截至2021年6月30日，大亚湾核电站两台机组累计上网电量3895.63亿度，其中对香港供电累计达2794.78亿度。每年大亚湾核电站为香港供电超过100亿度，占香港用电量的1/4，相当于香港每四个家庭中就有一个被大亚湾核电站“点亮”。与同等规模的燃煤电站相比，大亚湾核电站27年来累计少消耗标准煤约1.2亿吨，减排二氧化碳约3.2亿吨。据此完成下面小题。 1．从能源利用与环境的关系看，与核能具有共同特点的是（ ） ①潮汐能 ②石油 ③煤炭 ④地热能 A．①② B．①④ C．③④ D．②③ 2．推测使用大亚湾核电对香港的有利影响是（ ） A．改变常规能源的主导地位 B．提高居民的用电需求 C．降低居民的阶梯电价 D．优化当地的居住环境 B D Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $