“雙碳”背景下煤層氣清潔能源試題設(shè)計(jì)

周輝

一、試題設(shè)計(jì)

閱讀圖文材料，回答問(wèn)題。

材料一 煤層氣是與煤炭伴生、共生的礦產(chǎn)資源，以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主，部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中。煤層氣屬于非常規(guī)天然氣，主要成分為甲烷，是優(yōu)質(zhì)清潔綠色低碳能源。全國(guó)煤層氣地質(zhì)資源量為3.005×1013m3。

材料二 山西省煤層氣儲(chǔ)量巨大，埋深2000m以淺的含氣面積為3.59×104km2，預(yù)測(cè)資源量約為8.31×1012m3，約占全國(guó)的三分之一。截至2020年底，全省累計(jì)施工煤層氣鉆井20312口，在建及建成地面煤層氣產(chǎn)能142.15億立方米/年。在開(kāi)采技術(shù)方面，雖然在積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，但是適用于復(fù)雜地質(zhì)條件的資源開(kāi)采技術(shù)未取得明顯突破。當(dāng)前，中淺層煤層氣可開(kāi)發(fā)面積越來(lái)越小，煤層氣開(kāi)發(fā)對(duì)象向中深、深層轉(zhuǎn)變，開(kāi)發(fā)難度大，生產(chǎn)企業(yè)的成本壓力有所上升。

材料三

（1）簡(jiǎn)述山西省煤層氣的分布特征。

（2）簡(jiǎn)析山西省開(kāi)采煤層氣的條件。

（3）隨著山西省各類(lèi)煤層氣項(xiàng)目的推進(jìn)，請(qǐng)你為進(jìn)一步發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)提出建議。

二、命題背景分析

國(guó)家提出力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。受資源稟賦和歷史因素影響，煤炭長(zhǎng)期作為我國(guó)最主要的能源。同時(shí)，煤炭碳排放高，2020年我國(guó)能源消費(fèi)CO2排放約為100億噸，其中煤炭消費(fèi)CO2排放占75%左右。煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣，是一種清潔環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，在燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳也遠(yuǎn)低于其他化石燃料，能夠從根本上改善溫室效應(yīng)，正扮演越來(lái)越重要的角色。

試題取材于山西省。山西省擁有豐富的煤炭資源，是我國(guó)傳統(tǒng)的能源大省，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”與“碳中和”任務(wù)艱巨。能源轉(zhuǎn)型是山西省的重要任務(wù)，也是國(guó)家實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略的重要舉措，是近年來(lái)的熱點(diǎn)問(wèn)題。從煤層中提取煤層氣，將煤層氣變廢為寶，可為山西省實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)與促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展提供重要支持。山西省煤層氣資源豐富，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，具有發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)的明顯優(yōu)勢(shì)。

以區(qū)域能源特征和發(fā)展特點(diǎn)為背景，分析能源轉(zhuǎn)型與地理環(huán)境的關(guān)系，是中考命題與考查的方向。本題以山西省為背景、以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展為導(dǎo)向，考查了山西省煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)、發(fā)展條件與發(fā)展方向。試題設(shè)計(jì)遵循“發(fā)現(xiàn)地理現(xiàn)象—分析現(xiàn)象的利與弊—探究現(xiàn)象背后的原因—提出解決問(wèn)題的措施”的思路，體現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析和探究問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。本題以山西省為背景，考查學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知能力；以特色新能源產(chǎn)業(yè)為載體，引導(dǎo)學(xué)生分析煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，為山西省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出建議，由淺入深，環(huán)環(huán)相扣，綜合考查學(xué)生的地理核心素養(yǎng)。

三、試題解析

第（1）小題，分析自然資源的分布特征，考生需具備準(zhǔn)確獲取和解讀地圖信息、調(diào)動(dòng)和運(yùn)用地理知識(shí)的能力。由材料一、材料二可知，煤層氣是煤炭的伴生礦產(chǎn)資源；山西省煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛。讀圖可知，山西省煤層氣分布較為集中，高含氣區(qū)主要分布在山西省中南部地區(qū)，并且其分布與地形條件有關(guān)。通過(guò)判讀等高線(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，煤層氣主要分布于盆地地區(qū)。

第（2）小題，主要考查學(xué)生的辯證思維能力。解答本題需全面分析山西省發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)的有利條件和不利條件。我們可從自然因素和人文因素兩個(gè)方面進(jìn)行分析。自然因素主要從區(qū)域的資源優(yōu)勢(shì)條件、地形特征與地貌類(lèi)型等角度進(jìn)行分析，人文因素主要從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)水平、市場(chǎng)、交通以及政策等方面進(jìn)行分析。

第（3）小題，要求考生依據(jù)材料和所學(xué)知識(shí)論證和探討地理問(wèn)題，考查學(xué)生的地理實(shí)踐力和人地協(xié)調(diào)觀。本題為開(kāi)放性問(wèn)題，學(xué)生需結(jié)合區(qū)域地理背景和材料提出建議。解答時(shí)，要仔細(xì)閱讀材料二，找出山西省現(xiàn)階段煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的困難和瓶頸，結(jié)合山西省省情和國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略要求，從基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)開(kāi)發(fā)以及政策支持等角度提出具體建議。

試題參考答案：

（1）煤層氣儲(chǔ)量大，分布范圍廣；南多北少，高含氣區(qū)集中在山西省中南部地區(qū)；盆地地區(qū)煤層氣分布廣，山地地區(qū)分布少。

（2）優(yōu)勢(shì)條件：煤層氣資源豐富，可開(kāi)采量大；采礦業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件較好；臨近京津冀城市群，市場(chǎng)廣闊；煤層氣屬于清潔能源，有政策支持。

劣勢(shì)條件：山地眾多，交通條件較差；黃土分布廣泛，溝壑縱橫，開(kāi)采難度加大；技術(shù)條件不足，中深層煤層氣開(kāi)發(fā)難度大；開(kāi)發(fā)成本上升，投資效益下降。

（3）強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善煤層氣運(yùn)輸條件；完善煤層氣產(chǎn)業(yè)鏈，探索煤層氣綜合開(kāi)發(fā)利用新途徑，實(shí)現(xiàn)煤層氣安全利用、梯級(jí)利用和規(guī)?；?；加大基礎(chǔ)理論研究與勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)攻關(guān)，形成煤層氣開(kāi)發(fā)核心技術(shù)；對(duì)煤層氣開(kāi)采企業(yè)在財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免、工程建設(shè)等方面給予政策傾斜，降低開(kāi)采成本。