第二节 非可再生资源的利用与保护—— 以能源矿产(石油、煤炭)为例
[学习目标定位] 1.举例(以石油为例)说明非可再生资源耗竭对人类活动的影响，并说出人类采取的相应措施。2.根据有关资料，说出非可再生资源开发过程中应采取的环境保护措施。3.结合我国煤炭资源利用状况，说出煤炭资源在利用中应采取的环境保护措施。
一、石油资源耗竭与应对措施
1．石油资源潜在危机分析
石油是非可再生资源，储量有限；对石油的消费量不断加大，很难寻找石油的替代品，石油短缺①阻碍经济增长。
2．石油危机应对措施
贯彻“在开发中保护，在保护中开发”的方针，适度开发，扩大加工深度，提高②资源利用率；开发替代能源，降低能源消费对石油的依赖程度；加强石油资源的③勘探，增加可采④储量；充分利用国内外石油资源和石油市场；建立石油⑤储备体系。
思维活动
1．2013年2月26日，中海油宣布完成收购加拿大尼克森公司。中国石化企业投巨资收购海外油气田的目的是什么？
答案 到海外投资开发油气田，不仅可以替代油气进口，补充国内油气工业；还可以充分利用国际油气资源和油气市场，保证我国油气的正常供应。
二、采矿过程中的环境保护
1．地下开采
(1)环境问题：开采后形成的地下空间使矿区周围的应力分布发生变化，导致地下采空区以上岩层变形、移动乃至被破坏，继而引起⑥断裂、⑦塌陷，甚至地表⑧整体下沉。
(2)方法：沉陷问题处理最可靠的方法是用⑨碎石、沙、矸石等回填采空区，但填充材料并非随处可得，填充采空区工程量浩大，填充矿井往往需要付出高昂的⑩代价。
2．露天开采
(1)环境问题：因大规模地挖掘，地表⑪覆地层遭到毁灭性的破坏。剥离后的⑫土体或岩石
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占用了大量土地，并造成土地退化。
(2)方法：开掘时尽量保护好⑬地表土层，或者用城市淤泥回填矿区，进行⑭复垦和再种植等。复垦的土地短期内植物⑮生长困难，破坏的土地整理和恢复成本高，且难以恢复如初。
三、煤炭资源利用的环境保护措施
1．煤炭资源利用造成的环境污染
我国煤炭资源丰富，且地区分布广泛。煤炭资源作为能源，其利用也带来若干环境问题，如煤炭燃烧释放⑯CO2和⑰SO2，以及⑱热污染等。
2．改进煤炭资源利用方式，保护大气环境的措施
(1)优化用煤结构，减少原煤⑲直接燃烧的数量，增加煤炭用于发电、制气等⑳二次能源生产的数量。
(2)加快洁净煤技术的研究和推广，提高煤炭的利用效率。
(3)加快废弃矿石的利用，变废为宝。
思维活动
2．面对数量如此巨大的煤矸石，如何将煤矸石变废为宝？
答案 ①用于发电、烧砖、辅路、填充塌陷区；②从中提炼有用物质。
探究点一 石油资源耗竭与应对措施
探究活动 经济发展能源先行。人们把石油、天然气的主要供应地命名为“石油心脏地带”，距油气来源较近的地区叫做“内需求月型地带”，距油气来源较远的地区叫做“外需求月型地带”。读下图，完成下列要求。
(1)下列各地区，位于图中“石油心脏地带”的是(多选)( )
A．中东(主要是波斯湾沿岸国家)
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B．拉美(墨西哥、委内瑞拉等)
C．北非(利比亚、阿尔及利亚、埃及)
D．俄罗斯
E．亚洲(中国、印尼等)
F．北美(美国、加拿大等)
G．西欧(英国、挪威等)
(2)“石油心脏地带”内的国家油气生产与消费的对比关系是__________________________。
(3)美国国内油气资源十分丰富，但为什么还要将其列入“外需求月型地带”？
(4)我国虽然位于油气地缘经济格局的________地带内，但随着经济向前发展，国内油气供应已经不能满足需求。今后，我国将采取哪些措施来缓解这个矛盾？
答案 (1)ACD
(2)生产大于消费
(3)美国经济发达，石油需求量大，中东石油质优价廉，掠夺海外石油资源是美国等发达国家的战略方针。
(4)“内需型”及石油心脏 ①加强勘探工作，开发我国西部油气资源；②实施能源供应多元化战略，加强同中亚、非洲、俄罗斯等国家地区的合作，进口该地石油；③建立石油战略储备基地；④加大对替代性能源的开发力度；⑤将节约能源和降低能耗放在能源战略的首要地位，建立“资源节约型社会”。
反思归纳 石油资源耗竭
(1)能源问题源于三个不平衡：①能源在地区分布上的不平衡；②能源生产在地区分布上的不平衡；③能源消费在地区上的不平衡。这三种不平衡在世界主要能源——石油上表现最为突出。
(2)石油资源的潜在危机，主要从两个方面分析：一是石油资源的储量是有限的，并逐渐因消费而耗竭；二是世界经济对石油资源的高度依赖，石油消费日益增加。两者结合，将使石油供应出现短缺，价格上扬，冲击石化工业，甚至阻碍经济增长，这些均构成石油资源的潜在危机。
迁移应用1 下列属于世界著名的产油国的是( )
A．印尼、伊拉克 B．南非、委内瑞拉
C．南非、巴西 D．俄罗斯、日本
答案 A
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解析 世界主要的油田集中在两个地带：在东半球，从地中海地区经中东到印度尼西亚；在西半球，从阿拉斯加，经加拿大、美国西部、墨西哥和委内瑞拉到哥伦比亚。所以A项正确。B项和C项中的南非石油资源贫乏，委内瑞拉盛产石油；D项中的俄罗斯是世界著名的产油国，但日本石油资源缺乏，需大量进口石油。
探究点二 采矿过程中的环境保护
探究活动 读“露天煤矿区生态环境建设规划图”，回答下列问题。
(1)黄土高原很多矿区都能够建设露天煤矿的原因是什么？
(2)露天煤矿易对自然环境产生的危害有哪些？
(3)露天矿区建设隔离护坝的原因是什么？
(4)复垦对该区的环境有什么作用？
答案 (1)当地的煤矿资源埋藏浅，煤层厚且稳定。
(2)破坏植被，加剧水土流失；地表祼露，产生沙尘，污染大气；露天采矿，雨水冲刷下渗，污染水源。
(3)保护河道和矿区，防止废弃物进入河道，防止洪水冲毁矿区。
(4)通过复垦可以恢复因开矿破坏的植被，从而减少水土流失，保护土地，减少大气污染和水污染等。
反思归纳 煤炭开采、运输、利用中的环境问题与保护措施
环境问题
保护措施
开采
地下开采
容易导致岩层变形、移动乃至被破坏，继而引起断裂、塌陷，甚至地表沉陷；地上建筑物毁损
矿井回填(用碎石、沙、矸石等)
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露天开采
容易导致地表植被破坏；剥离后的土体或岩石堆放占用大量土地，造成土地退化；废石或尾砂堆放易造成水污染和粉煤灰污染
矿区复垦；保护水资源
运输
粉尘污染
利用
燃烧释放的粉尘、CO2和SO2、热污染造成大气污染、酸雨，并导致全球变暖
建坑口电站；优化用煤结构，推广洁净煤技术，提高煤炭利用效率；开发利用新能源
迁移应用2 下图为“我国北方某地区大规模开发矿产资源前后比较示意图”，读图，完成下列问题。
(1)列举在矿产资源开发过程中，该地区会出现的主要环境问题。
(2)简述解决该地区上述问题的主要措施。
答案 (1)水土流失、地面塌陷、大气污染、地下水污染等。
(2)存放表土，随时分片回填；土地复垦，植树种草；加强对污染物排放的治理。
解析 对比两幅图可以看出，当地新建了铁路，铁路建设过程中可能破坏植被，进而引发水土流失问题；而煤矿的开挖会出现地下采空区，导致地面塌陷，以及地下水的污染等。
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中国目前的石油产量已满足不了经济发展的需要，中国已成为仅次于美国的全球第二大石油进口国。另一方面，中国的战略石油储备只有30天，而美日等发达国家均为150天以上。结合所学知识完成1～2题。
1．当前我国原油进口主要来自( )
A．东南亚 B．俄罗斯
C．波斯湾地区 D．拉美地区
2．下列措施中，从“开源”方面能有效保证我国“石油安全”的措施是( )
①在海外大力投资石油的开发和经营 ②加速研究开发石油替代产品 ③建立国家石油战略储备库 ④建立多元化的石油进口渠道 ⑤加速国内石油资源的勘探与开采
A．②③④⑤ B．①②④⑤
C．①③④⑤ D．①②⑤
答案 1.C 2.B
解析 第1题，我国的原油进口主要来自于中东波斯湾地区。第2题，③不属于“开源”的范畴。
煤炭作为一种常规能源，随着时代及科技进步，其利用方式多种多样。读下图，回答3～4题。
3．对消费地而言，最清洁且已大规模利用的方式是( )
A．① B．② C．③ D．④
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4．用煤发电(火电站)与水力发电(水电站)的主要不同是( )
A．火电站建设周期短，运转时投资少
B．水电站污染空气，火电站不会破坏生态环境
C．水电站综合效益高，运转成本低
D．水电站建设周期短，投资少
答案 3.B 4.C
解析 煤炭现阶段的利用方式主要是发电。用煤发电会污染空气，且成本高。水电站虽然建设周期长、投资大，但运转时投资少、无污染，综合效益高。
5．读甲、乙两图，完成下列问题。
(1)图甲中A国可能是( )
A．印度 B．巴基斯坦
C．以色列 D．伊朗
(2)读图乙，2001年以来，我国石油消费对进口的依赖程度的变化特点是________。形成这种特点时主要原因是____________________________。为了减少这种依赖应该采取哪些措施？
答案 (1)D
(2)逐渐提高 本国石油资源不足，经济持续增长，石油需求量增大 措施：①调整产业结构，转变经济增长方式，减少石油需求；②采用新技术，节能降耗；③积极开发利用石油的替代能源。
[基础过关]
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经过多年努力，近年来我国科学家在煤炭液化合成技术即“煤变油”技术上取得重大突破，成为世界上少数几个掌握“煤变油”技术的国家之一。今后5～10年，我国将以内蒙古自治区、陕西、山西等省区为基地，加快推进“煤变油”战略的实施。据此回答1～2题。
1．我国将“煤变油”基地设在内蒙古、陕西、山西的原因是( )
A．交通便利 B．科技发达
C．劳动力丰富 D．接近原料产地
2．我国启动“煤变油”战略的重要意义表现为( )
①我国的煤炭资源大量过剩，“煤变油”战略可以将资源优势转化为经济优势 ②改善我国的环境质量 ③减少我国对国际市场中石油产品的依赖程度 ④缓解我国铁路运输紧张的状况
A．①②③ B．②③④ C．②④ D．①③④
答案 1.D 2.B
解析 以“煤变油”技术的应用为背景，结合我国的石油资源状况考查我国将“煤变油”技术列为国家重要课题的主要原因。内蒙古、陕西、山西等省区是我国的产煤大省，煤炭资源丰富，但我国的煤炭资源并没有过剩。
目前，我国石油储备一期四个基地(浙江镇海、浙江舟山、青岛黄岛、辽宁大连)已基本建成。正积极推进石油储备二期基地建设。据此完成3～4题。
3．我国建立石油储备体系的主要目的是( )
①确保国家石油的不间断供给 ②平抑国内油价的异常波动 ③加快石油加工产业链的发展 ④改变我国能源消费的构成
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
4．首批石油储备基地的选址考虑的主要区位因素是( )
①海运条件优越 ②国防安全的需要 ③接近消费市场 ④石油工业发达的城市
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
答案 3.A 4.D
解析 第3题，石油储备主要是备不时之需，另一方面可以通过出售储备平抑油价。第4题，首批储备基地主要建设在沿海港口和主要城市附近，主要是考虑海运和消费的需求。
5．下列由于煤炭开发利用引发的环境问题中，属于生态破坏的是( )
A．采煤导致地下采空区地面塌陷
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B．堆积如山的煤矸石自燃
C．煤炭运输中的粉尘污染
D．火电站造成的空气污染
答案 A
解析 B、C、D三项都会在煤的开发利用中造成大气污染。B项中的煤矸石堆积会造成固体废弃物的污染，自燃会造成大气污染。
6．下列采矿过程中的哪一环节能造成水污染( )
①采掘 ②运输 ③废矿石堆放 ④表土剥离
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
答案 D
解析 采掘过程中为了防止起尘，常采用喷水压尘的方法，容易污染地下水；废弃的矿石或尾砂中含铝、砷、铅、铁等，其可溶性成分被雨水淋溶后析出进入附近水体，造成水污染。
煤矸石是煤炭生产过程中，开采挖掘出的及洗选时排出的含碳岩石，这是目前我国排放量最大的工业固体废弃物之一。据此完成7～8题。
7．下列所述煤矸石的大量排放带来的危害，不正确的是( )
A．占用大量宝贵土地资源
B．长期堆放日晒下会自燃，排放CO2、SO2等气体污染大气
C．淋雨后的滤液渗到地里，会污染土壤及地下水
D．大量煤矸石的长期堆放不会诱发污染
8．煤矸石的转化利用是煤炭工业可持续发展的必然要求，下列利用方式最适合的是( )
A．矿区复垦回填矿坑
B．用作铺路石，修建道路
C．生产煤矸石砖
D．对煤矸石进行洗选，采出其中的含碳成分
答案 7.D 8.C
[能力提升]
结合“我国未来石油供需平衡预测表”(单位：亿吨)，完成9～11题。
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9．未来十年我国( )
①经济保持高速发展的态势 ②石油供应充足 ③石油产量平稳增长 ④石油对外依赖度越来越高
A．①② B．②④
C．②③ D．①④
10．未来十年，我国受石油价格上扬冲击较小的工业是( )
A．乙烯 B．小排量汽车
C．合成树脂 D．合成橡胶
11．表中数据说明，在未来十年里，我国应( )
①加强国内石油开采 ②到国外投资开发 ③充分利用国际石油市场 ④鼓励合成纤维的出口
A．①② B．②④
C．②③ D．①④
答案 9.D 10.B 11.C
解析 第9题，表中数据表明，未来十年我国石油消费量增长迅速，但产量几乎没有增加，说明我国石油对外依赖度越来越高；石油是经济发展的主要能源，能源需求量增长越高，说明经济发展越迅速。第10题，乙烯、合成树脂、合成橡胶都属于石油工业，受石油价格上扬冲击较大。第11题，石油开采应当适度开发、均衡生产；合成纤维需要消耗大量的石油和能源。
《华商报》榆林2008年12月15日讯：耕地和林地随处可见大小不等的裂痕，其中几处的地裂大约有几百米长，宽度约10厘米，甚至有些地方还出现高差为30厘米左右的断层。结合所学知识，完成12～13题。
12．耕地和林地出现裂缝的原因是( )
A．煤矿的地下开采 B．煤矿的地上开采
C．地震 D．暴雨
13．下列措施可以避免这些裂隙出现的是( )
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A．植树造林 B．采空区回填
C．保护好地表土层 D．地下水回灌
答案 12.A 13.B
解析 第12题，地面出现裂隙是煤矿地下开采形成采空区造成的。第13题，及时回填采空区可以有效避免因采煤造成的地面沉陷、裂隙和断裂。
14．阅读图文材料，完成下列问题。
材料一 山东某地煤矿示意图
材料二 据不完全统计，我国建筑物下压煤超过48亿吨，其中村庄下压煤占2/3。迄今为止，每开采万吨煤炭塌陷农田0.2公顷，全国每年塌陷农田2万公顷，开采造成的水污染对生态环境的影响也是量大面广，平均每开采一吨原煤需要排放两吨污水。
(1)材料中的环境问题主要发生在山东的哪个地区( )
A．鲁西北 B．鲁西南
C．胶东半岛 D．黄河三角洲
(2)该煤矿地区易产生哪些环境问题？请你提出适当的应对措施。
答案 (1)B
(2)环境问题：采矿产生地面沉降，甚至塌陷；产生粉尘、废渣等环境污染，占用耕地。
措施：①回填采空区；②有计划采矿，禁止乱挖乱占、破坏耕地；③对矿区进行综合治理，改善矿区的自然环境。
解析 山东的煤矿主要分布在西南的兖州等地。针对采空、水污染等问题，应该有计划对采空区回填，以及进行水污染的治理等。
15．阅读以下材料，完成下列问题。
材料一 我国石油中长期供需平衡表(Mt：百万吨)
年份
2000
2010
2020
2050
国内需求量(Mt)
200
300
400
500
国内供给量(Mt)
160
170
180
100
供需缺口(Mt)
40
130
220
400
资料来源：《中国中长期能源战略》中国计划出版社1999年
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材料二 国际经验表明：当一国的石油年进口量超过50 Mt以后，国际市场行情的变化就会影响这个国家的经济运行；超过100 Mt，国家就应该有包括外交、军事、经济在内的有力措施来保证石油安全。
材料三 2007年我国原油进口来源分布图
(1)未来15年内，我国石油需求量的增加速度________(超过或低于)石油生产的增长速度。到________年后，所需石油的50%以上依赖进口。
(2)根据材料三提供的信息，写出我国最重要的输油路线。
(3)根据材料三分析，我国是否存在石油安全问题，并说明原因。
(4)从能源开发利用的角度，简述保障我国石油安全的具体措施。
答案 (1)超过 2020
(2)输油路线：波斯湾—印度洋—马六甲海峡—南海(或波斯湾—霍尔木兹海峡—阿拉伯海—印度洋—马六甲海峡—南海)。
(3)存在石油安全问题。因为进口石油主要来自西亚地区，并依靠海运，一旦该地区或海上运输发生问题，我国的石油供给受到严重威胁。
(4)①优化能源结构(扩大煤炭、水能、核能的利用率)；②调整产业结构；③降低能耗，提高能源利用率；④加强资源勘探，努力开发本国的油气资源；⑤实现石油进口的多元化；⑥建立石油战略储备体系。
解析 本题主要考查对我国石油安全问题的理解。第(1)题，从表中可以看出，我国由于经济的快速发展，石油消费量增长迅速，而国内储量有限，因此已成为石油净进口国。由表格中数据计算可知，2020年后所需石油50%以上依赖进口。第(2)题，目前我国原油进口来源主要是西亚地区(沙特、也门、伊朗、阿曼合计占我国进口量的46%)，因此最重要的输油路线是出波斯湾地区到马六甲海峡。第(3)题，由于我国进口石油来源主要是西亚，需要长距离的海上运输，因而存在石油安全问题。第(4)题，应对石油安全问题，首先要优化能源结构，调整产业结构，提高能源利用率等。
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