2.4 我国能源资源与能源安全 导学案 2025-2026学年高二下学期地理湘教版选择性必修3

该高中地理导学案围绕我国能源资源状况与能源安全展开，引导学生从“丰煤、少油、缺气、丰水、多风”的资源特点切入，衔接自然资源分布等前置知识，搭建从常规能源（煤炭、油气、水能、风能）到新能源的学习支架，掌握能源分布、问题及开发利用措施。 资料特色在于逻辑闭环设计，从能源资源状况到安全风险分析再到解决措施，结合“微专题：新能源”深化理解。强化练习选取高考真题及模拟题，助力学生通过区域认知分析能源空间分布，运用综合思维整合供需、运输等多要素，培养人地协调观，提升解决实际能源问题的地理实践力。

我国能源资源与能源安全 一、我国能源资源状况——丰煤、少油、缺气、丰水、多风 1、煤炭--“丰煤” （1）利用现状:我国煤炭资源丰富，在数量上足以满足保障我国能源安全的需求。 （2）煤炭分布:主要集中在华北、东北、西北。其中山西煤炭产量最大。 （3）资源安全问题: ①供需空间明显错位，导致运输安全风险。如:从中西部(晋陕)向东部运输，距离长、成本高。 ②煤炭生产、消费所造成的环境问题。如:生产过程中占用耕地、破坏植被，造成水土流失、地表塌陷，产生水污染、大气污染等；消费过程中释放污染气体，造成酸雨、雾霾、全球气候变暖等。 （4）开发利用过程中的防治措施 ①提高煤的利用技术:以技术创新为先导，大力推动以清洁煤技术为代表的清洁能源产业的发展。 ②调整能源产业结构:对原有重化工业进行调整，使其产品向深加工、高附加值方向发展；大力发展农业、轻纺、高新技术、旅游业。 ③治理污染，改善生态环境。 2、油气资源——“少油”“缺气” （1）油气分布:主要集中在东北、西北及渤海、东海、南海大陆架上。另外，我国有鄂尔多斯、川渝、青海、新疆四大气区。 （2）油气进口来源: 俄罗斯、西亚、非洲、拉丁美洲等。 石油进口地区对我国石油安全的不利影响： ①石油出口国社会动荡导致进口石油数量减少； ②受国际石油市场价格波动影响大（价格垄断导致进口成本增加）； ③运输通道不畅，导致运输风险增大。 （3）石油资源面临的问题: ①石油资源供需矛盾突出； ②石油过度依赖国际市场，对外依存度高； ③石油进口来源单一； ④石油运输方式和通道单一，过分依赖海洋运输；。 （4）维护石油安全的措施: ①开拓石油运输渠道； ②开辟多元、稳定的国际能源供应市场； ③加大国内石油开发力度，推动石油企业“走出去”； ④改善能源结构，大力发展新能源； ⑤加强国家石油战略储备； ⑥提高石油能源利用率； 3、水能资源--“丰水” （1）利用现状:我国是世界上水能资源最丰富的国家之一。 （2）水能分布:我国一二、二三阶梯交界处蕴含着丰富的水能，其中我国西南地区水能资源最丰富。 （3）水能资源丰富的原因: ①水量大:降水多、支流多，河流流量大；②落差大:地势起伏大，落差大。 4、风能资源--“多风” （1）利用现状:我国幅员辽阔，风能资源丰富。 （2）风能分布:风能资源丰富区主要集中在东南沿海(最丰富)、“三北”(东北、西北、华北)、青藏高原。 （3）风能资源丰富的原因: 东南沿海(海上风电): ①海陆热力性质影响，冬、夏季风风力强； ②海洋平坦开阔，摩擦力小； ③夏秋台风影响大； ④白天夜晚海陆风影响 东北、西北: ①靠近冬季风源地，亚洲高压势力强，风力强劲； ②地势较平坦，摩擦力小； ③春季冷暖交替频繁，多大风； ④风吹过山谷易受狭管效应影响，加大风速。 青藏高原: ①海拔高且地形开阔，摩擦力小； ②昼夜温差大，多大风天气； ③地势起伏，山谷风频繁； ④地表植被稀疏，摩擦力小。 2、 能源安全风险的分析思路 1、能源供需关系: 资源禀赋:①能源供给与消费配置错位;②油气资源短缺，对外依存度高。 资源生产与供给:①能源勘探、开采跟不上国民经济发展的需要;②能源供给结构单，以某一能源为主 资源消费需求:①经济发展速度快，能源需求总量大、增长快;②能源利用效率低，浪费严重。 2、进口渠道：①能源进口渠道单一;②受政局影响，能源进口量不稳定，价格上涨幅度大。 3、能源运输：进口能源运输安全风险大，运输方式和通能源道单一，主要运输通道受别国控制。 4、环境保护：煤炭消费占比大，开采、储存、运输、利用等环境保护环节造成环境问题。 三、解决能源安全的措施 1、开源： ①加强常规能源的供给:加强煤炭、石油、天然气等能源的勘探、开发，增加产量，提高自给率。 ②积极开发新能源:加快清洁能源、低碳能源的开发利用，加大新能源供给能力，缓解能源供需矛盾，优化能源消费结构。 ③国际合作:实行石油进口多元化战略，实现能源供给多元化;积极参与国外能源资源的勘查与开发，建立国外能源资源稳定供给基地;积极开辟石油运输新通道，确保运输通道安全。 ④谋求在国际市场上的主动权和话语权。 ⑤寻找替代资源。 2、节流： ①加大技术革新力度，提高能源的利用率。 ②实现产业升级，适当限制耗能大的工业发展。 ③加强宣传教育，提高公民的节能意识。 ④转变发展方式，提高能源利用率。 3、储备： 完善国家石油资源战略储备体系，有效应对能源市场波动。 微专题：新能源 1、新能源的概念：相对于目前大规模使用的常规能源(煤炭、石油、天然气、水能等)而言.新能源是指在新技术基础上可系统地开发利用的可再生能源，包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。 2、常见新能源的开发 能源 利用形式 优点 缺点 影响开发的自然因素 太阳能 光热转换、光电转换 能量巨大、无污染、可再生 较分散、受天气、季节影响大 海拔高低、空气稀薄程度、天气状况、大气的洁净程度 风能 风力发电 发电成本低、无污染 风速不稳且风力丰富地区多与能源消费区不匹配 距风源远近及稳定程度、周围地形对其影响程度 潮汐能 发电 干净、无污染 能源密度小、修建大坝会阻碍船只和鱼类进出 海岸线轮廓、潮高大小 生物能 供热、发电 可再生 直接燃烧会导致环境污染，造成资源浪费 生物原料多少、温度高低、发酵时间长短 地热能 发电 取暖 成本低廉 可供开发的地点不多，更新速度慢，地热蒸汽中常含有毒有害物质 板块交界地带、断裂发育地带 3、新能源供给不稳定带来的问题--以“弃(风)光限电”为例 (1)产生原因: ①发电量与用电量存在地区差我国光伏发电主要在西部地区，用电主异要集中在我国东部地区，且西部地区当地用电量较少; ②光伏发电受季节、时间和天气条件限制，发电量不稳定，连续性差; ③我国远距离输电设备不足。 (2) 解决措施: ①提高远距离输电设备基础设施建设。 ②西部地区优化高耗能产业的发展，加强进行西部和东部地区发电量和用电量的协调。 ③采用光伏发电与火电、风电并举的方针，利用其互补性增强供电的稳定性和连续性。 ④开发储能技术，发展储能产业。如抽水蓄能，氢能储能，空气压缩储能等 4、 新能源开发利用条件分析 新能源的开发利用条件与传统能源类似，从以下几个角度分析: (1)资源的数量和质量(集群状况). (2)市场需求量及与市场(发达地区)的距离。 (3)太阳能、风能的开发占地面积大，需要广阔的土地条件;生物能的开发，需要考虑靠近原料地;水能的开发，需要考虑建坝条件(地质、地形、聚落分布等)。 (4)资金状况、科学技术水平 (5)基础设施，如输电线路、储能设施的配备。 5、氢能 （1）概念:氢能作为一种可再生的、清洁高效的二次能源，是实现能源转型与“碳中和”的重要能源。 （2）优点:资源丰富、制造原料来源广泛、燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多样、可作为储能介质、安全性好、能够通过管道运输。 （3）缺点:制取成本高，需要大量的电力;生产、存储难;氢气密度小，很难液化，高压存储不安全。 （4）根据排放程度，我们把氢能分为灰氢、蓝氢、绿氢。 灰氢:通过化石燃料制氢，这种氢气在全球占比最大，虽然成本相对其他制氢方式更低，但其碳排放量大。 蓝氢:蓝氢是将天然气中的甲烷制成氢气，其碳排放量较“灰氢”更低。实际上它是在“灰氢”生产过程中经碳捕获与储存(CCS)技术处理后，就变成了蓝氢，而该技术需要使用天然气作为动力能源。 绿氢:利用可再生能源(如风能、太阳能、水能等)，通过电解工序产生氢气。这个生产过程可以实现零碳排放，但经济成本很高。 【强化练习】 (浙江选考)下图为“我国2007~2017年石油消耗总量和对外依存度(石油净进口量/石油消耗总量X100%)统计图”。完成1~2题。 1.图示时段我国石油 （ ） A.净进口量逐年攀升 B.生产量大幅提升 C.净进口量逐年下降 D.生产量大幅减少 2.为降低我国石油的对外依存度，下列措施可行的有 （ ） ①加强石油综合利用 ②改善能源消费结构 ③积极寻求新的进口通道 ④加大国内石油开发力度 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ (2025·福建泉州质检)西洋岛地处福建省宁德市东南海域。2021年前岛上供电仅依赖一条海底电缆，供电稳定性差。近年该岛凭借丰富的风能与太阳能资源，正在积极推动100%使用绿电的“零碳岛”建设，建设微型电网，并将其接入大陆电网系统，实现了电力的双向调节与互补。据此完成3~4题。 3.该岛微型电网接人大陆电网系统的主要作用是 （ ） A提高能源利用效率 B. 缓解岛屿能源短缺 C.增加岛屿经济收人 D.促进能源结构转型 4.为有效实现“零碳岛”,西洋岛设置能源智能管理平台，需实时监测的主要项目有（ ） ①气象指标 ②碳汇数据 ③出入人车流量 ④实时储能容量 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ (2022·辽宁卷)张家口地区的东南部为山间盆地，地势相对平坦，水资源丰富。该地区利用充沛的风能、太阳能资源，建设了绿氢生产基地。下图为“氢能产业链示意图”。据此完成5~6题。 5.“绿氢”相对于“灰氢”和“蓝氢” （ ） A产业链条复杂 B.制备过程无污染 C.储存运输安全 D.终端应用零排放 6.张家口地区发展绿氢产业，原因是“绿氢” （ ） A.生产布局更加均衡 B.距离消费市场更近 C.生产成本更加低廉 D.可提高能源利用率 7.(2025·安徽卷)阅读图文材料,完成下列要求。(12分) 5月某日，天气晴朗，某研学小组在江苏如东“光氢储一体化”海上光伏示范项目基地开展研学活动。当地利用大面积的滩涂，建设集海上光伏发电、制氢加氢和储能电站于一体的综合性项目，实现绿电就地消纳、转化应用。图1示意如东地理位置，图2为光伏项目景 观照片。 研学活动一 光氢储一体化的必要性研究 (1)分析该项目实施光氢储一体化的必要性。(6分) 研学活动二 光伏项目带来的生态价值研究 (2)研学小组想从碳减排角度了解该光伏项目带来的生态价值，计划访谈相关生态环境专家，请为他们拟一份访谈提纲(要求至少列出3条)。(6分) 8.(2025·山东青岛模拟)阅读图文材料,完成下列要求。(16分) 氢是生产高标准汽油和高端绿色化工材料的重要原料，具有来源丰富、应用广泛、清洁绿色等特点。利用化石能源制氢为“灰氢"，利用可再生能源电解水制氢为“绿氢”。2023年2月，我国最大的“绿氢”项目在鄂尔多斯动工，建成后用管道为当地能源化工基地输送氢原料。同时，我国新规划了乌兰察布“绿氢”项目，并计划用管道将“绿氢”输往京津冀地区。下图示意鄂尔多斯位置及周边概况。 (1)分析鄂尔多斯生产“绿氢”的优势资源条件。（6分） (2)分析乌兰察布“绿氢”项目对京津冀地区产业结构优化的促进作用。（6分） (3)说明大力发展“绿氢”产业对我国环境安全的意义。（4分） 答案解析： 1.A 2.C [第1题，根据材料可知，对外依存度一石油净进口量/石油消耗总量X100%，图中显示对外依存度逐年上升，石油消耗总量也是逐年上升，故可得出我国石油净进口量逐年攀升，A正确，C错误。图中反映石油消耗总量、对外依存度的关系，不能直接反映生产量的变化，更不能反映石油生产量大幅提升或者减少，B、D错误。 第2题，要降低我国石油的对外依存度，就要减少石油净进口量。改善能源消费结构，提高清洁能源的比重，可以减少石油的消耗，减少石油净进口量;加大国内石油开发力度可以减少石油进口量，降低对外依存度。②④对。加强石油综合利用会加大对石油的需求量，积极寻求新的进口通道不能减少进口量，①③不对。故选C。] 3.A 4.C [第3题，该岛微型电网接入大陆电网系统，能将岛上不稳定的风能和太阳能转化的电能在岛上供应过剩时输入到大陆电网，而当岛上能源紧缺时再利用大陆电网中的电力资源，有效提高能源利用效率，A正确。 第4题，风能和太阳能发电高度依赖天气条件，实时监测风速、光照强度等气象数据，可预测发电量并优化能源调度，故需监测，①正确。人流和车流变化直接影响用电需求(如旅游旺季用电激增)，需实时调整供电策略，保障电网稳定，需监测，③正确。可再生能源具有间歇性，储能系统(如电池)的当前容量需实时掌握，以平衡供需波动，确保电力持续供应，需监测，④正确。碳汇虽对碳中和有长期意义，但能源智能管理平台的核心是电力供需平衡，碳汇动态无须实时追踪，排除②。故选C。] 5.B 6.D [第5题，比较生产工艺流程，可知“灰氢”与“蓝氢”制备过程中使用化石燃料，会产生二氧化碳、一氧化碳、粉尘颗粒等污染物质;而“绿氢”以水为原料，使用可再生能源作为动力，制备过程无污染,B正确。图中显示，三种氢制备过程不同，但是氢能产业链基本是一样的(都包含氢气制备、存储运输及终端应用)，A错误。同理，三种氢储存运输的安全性和终端应用方面也不存在明显差异，CD错误。 第6题，利用风能和太阳能发电具有不稳定性，可能导致发电量供大于求时产生“弃风”弃电”现象，造成能源浪费。与太阳能、风能发电相比，氢能利用方式多样，生产受时空限制较小，更易储存并用于当地市场，因此，张家口利用太阳能、风能发展绿氢产业，可以提高太阳能、风能等绿色能源的利用率，为当地经济、社会发展提供更好的绿色能源，故D正确。] 7.(1)受太阳辐射变化的影响，光伏发电不稳定;制氢可以消纳光电;储能电站可以储存氢能和光电。 (2)一、光伏项目的发电功能对碳减排的影响;二、光伏项目对所在区域碳储量(生态系统)的影响;三、该地的生态环境现状及光伏项目的碳减排预期效果等。 解析 ： 第(1)题，太阳辐射受季节变化、天气变化等影响，不稳定，而光伏发电依赖太阳辐射，故光伏发电不稳定，光电充足时需要及时存储或消纳，而制氢可以消纳多余的电力，并形成氢能;储能电站建设可以及时储存氢能和多余的光电，该项目有必要实施光氢储一体化。 第(2)题，该访谈的目的是了解光伏项目在碳减排方面的生态价值，从专业视角获得光伏项目对区域生态环境的影响、贡献及潜在优化方向，因此访谈提纲可以主要从光伏项目碳减排的技术优势、碳减排量、推进碳中和、间接生态价值和优化创新方向等角度展开。 8.(1)地处内蒙古高原，地形平坦开阔;靠近冬季风源地，冬春季节多大风，风能资源丰富;晴天多，年日照时数长，地势较高，太阳能资源丰富;土地资源丰富，可利用空间充足。 (2)促进以氢为重要原料的高端产业的发展，延长产业链，促进产业结构多元化和高新技术产业的发展(产业结构升级);提高清洁能源使用比例，促进产业向低碳、绿色、可循环方向发展。 (3)减少化石能源开采对生态环境的破坏;减少污染物排放，改善大气质量，保障环境安全;减少二氧化碳的排放，延缓气候变暖，保障生态安全。 解析： 第(1)题，根据所学知识可知，鄂尔多斯位于我国内蒙古高原，地形平坦开阔，适宜工业建设;鄂尔多斯靠近我国冬季风源地，冬春季多大风，且大风日数多，风能资源丰富，能够为“绿氢”发展提供充足的能源;该地以温带大陆性气候为主，降水较少，以晴朗天气为主，地势较高，大气稀薄，削弱作用较弱，到达地面的太阳辐射较多，太阳能资源丰富，能够为“绿氢”产业发展提供充足的能源;该地地广人稀，经济发展水平较低，土地资源丰富且价格较低，能够为“绿氢”提供充足的土地空间。 第(2)题，乌兰察布“绿氢”项目能够为京津冀地区提供充足的氢能，能够促进以氢为原料的相关产业的发展，能够延长产业链，提高产品附加值，促进区域产业结构多元化，促进与氢相关的高新技术产业的发展，促进区域产业结构升级;氢为绿色能源，乌兰察布“绿氢”项目能够为京津冀地区提供大量的绿色能源，减少化石能源的使用，促进能源消费结构的调整，促进产业向低碳、绿色、可循环、可持续方向发展。 第(3)题，大力发展“绿氢”产业，能够减少化石能源的使用，减少化石能源开采过程中对生态环境的破坏，有利于保护生态环境;能够减少化石能源使用过程中污染物的排放，改善大气质量，有利于保护环境安全;能够减少能源利用过程中碳的排放，促进“碳达峰”和“碳中和”的实况，延缓全球变暖，有利于保护生态安全。 学科网（北京）股份有限公司 $