2019-2020学年高中地理 第五章 海洋开发 第三节 海洋能的开发利用学案 新人教版选修2

-1-第三节海洋能的开发利用情景导入目标定位材料一钱江明月夜，潮涨月满盈。随着中秋的到来，钱塘潮如约而至。2019年9月16日(农历八月十八)是最佳观潮时间。材料二下图为钱塘潮与杭州湾地形图。现在钱塘潮不仅是海洋景观，也成为一种重要的海洋能源。【思考】除了潮汐能，你还知道哪些海洋能源？说出潮汐能、波浪能等的特点，以及海洋能的开发前景。1.了解海洋能的类型。2.掌握海洋能的特点。3.掌握潮汐能、波浪能开发利用的特点和现状。一、海洋能的特点1．海洋能：通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和盐差能等。2．海洋能的特点(1)总量大、密度小。海洋能在海水中蕴藏量巨大，但单位体积、面积上所拥有的能量较小。(2)可再生。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力。(3)污染小。海洋能属于洁净能源，其开发利用对环境影响较小。(4)时空分布不均。在空间上，海洋能因地而异，具有各自的富集海域；在时间上，它们大多具有明显的日变化、月变化和年变化。1．什么是海流能、温差能、盐差能？-2-提示：海流能：指海水流动的动能。主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由潮汐导致的有规律的海水流动。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。相对波浪而言，海流能的变化更平稳且有规律得多。温差能：指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。一方面，海洋的表面把太阳辐射能的大部分转化成为热水并储存在海洋的上层；另一方面，接近冰点的海水大面积地在不到1000米的深度从极地缓慢地流向赤道。这样，就在许多热带或亚热带海域终年形成20℃以上的垂直海水温差。利用这一温差可以实现热力循环并发电。盐差能：指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。主要存在于河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。二、海洋能开发利用前景目前，海洋能的开发主要用于发电。20世纪后期以来，美国、俄罗斯、日本、法国等沿海国家非常重视海洋能的开发。1．潮汐能及其利用(1)潮汐能是人类认识和利用最早的一种海洋能。(2)分布：主要分布在一些浅窄的海峡、海湾和河口区域。(3)潮汐发电的条件：一是潮差足够大；二是海岸能够储蓄大量的海水，并可以进行土建施工。(4)潮汐发电站：1912年，世界上第一座潮汐发电站在德国的布斯姆建成；1966年，世界上最大容量的潮汐发电站在法国朗斯建成；1958年以来，我国陆续在广东省的顺德和东湾、山东省的乳山、上海市的崇明等地，建立了潮汐能发电站。2．波浪能及其利用(1)定义：海洋表面波浪所具有的动能和势能。(2)优点：在最耗费能源的冬季，可以利用的波浪能量最大；海面极少平静，波浪随时可以利用。(3)分布：波浪能主要集中在南北纬40°～60°之间的西风带海区。(4)应用：世界上已有许多国家和地区研建了波浪能发电装置。为航标灯等提供电力的波浪能发电装置已实现了批量生产。实现海洋能综合利用是海洋能开发利用的一个重要发展趋势。-3-2．波浪能为什么主要集中在南北纬40°～60°之间的西风带海区？提示：波浪最常见的形式是风浪，波浪能的分布相对集中，赤道地带风少，两极附近冰多，波浪主要集中在南北纬40°～60°常年盛行西风的海域，特别是南半球由于较少受陆地阻挡，风力更强。海洋能开发利用前景读潮汐电站发电示意图，探究下列问题。(1)潮汐电站的建设与陆地水电站的建设有何相似之处？(2)潮汐电站与陆地水电站在大坝选址上有何异同？(3)潮汐电站与陆地水电站发电原理有何不同之处？提示：(1)两种电站都要建大坝，将水蓄存，使大坝两侧产生水位差，利用水位差产生的势能带动水轮机发电。(2)都要选择河道较为狭窄的河段，但潮汐电站必须选择在河口处。(3)水能是地势高低起伏使河流产生能量，而潮汐是天体引力使海水产生潮差。1．海洋能的开发现状-4-目前，海洋能的开发利用主要用于发电。潮汐能和波浪能的发电技术已经进入实用阶段，但盐差能、温差能和海流能的发电技术还不够成熟。2．潮汐能及其利用含义指海水潮涨和潮落形成的水的势能分布浅窄的海峡、海湾和河口区域发电条件一是潮差足够大；二是海岸能够储蓄大量的海水，并可以进行土建施工我国的情况有漫长的海岸线，蕴藏着丰富的潮汐能资源，沿海有许多地方可以建潮汐电站3.波浪能及其利用含义指海洋表面波浪所具有的动能和势能特点表现成因耗能最多的冬季，波浪能量最大冬季风力较大随时可以利用波浪随时有，海面极少平静不稳定、开发难度大、成本较高风力大小和方向不断变化表解潮汐能和波浪能的异同点潮汐能和波浪能都是海洋中的自然能源，有许多相同的方面，也有不同的地方。现比较如下。项目能源不同点相同点能量来源分布潮汐能天体引力浅窄的海峡、海湾和河口地区总量大、密度小；可再生；污染小；时空分布不均；利用：发电波浪能风的吹拂(太阳辐射)集中分布在南北纬40°～60°的西风带海域-5-阅读下列图表材料，回答相关问题。材料一世界著名潮汐发电站表。地点平均潮差(米)库区面积(平方千米)装机容量(万千瓦)年发电量(百万千瓦·时)投入运行时间朗斯(法国)8.01724.05401966年安娜波利斯(加拿大)6.461.78301984年江厦(中国)5.120.32111980年基斯洛湾(俄罗斯)2.420.042.31968年材料二法国朗斯潮汐电站示意图。材料三浙江江厦潮汐电站。(1)从材料一中可以看出，发电量最大的潮汐电站是__________________，依据是____________、____________和装机容量均最大。(2)从地形、河道特征等方面分析建设朗斯潮汐发电站的有利条件。(3)浙江省温岭江厦潮汐试验电站是我国最大的潮汐能电站，它的坝址选在我国东部沿海，试简述我国在东部沿海大力开发潮汐能等新能源的原因。解析：本题主要考查潮汐发电的相关问题。(1)结合所学知识可知影响潮汐发电的条件：一是潮差足够大；二是海岸能储蓄大量海水。由表中数据可知法国朗斯潮汐电站发电量最大。-6-(2)朗斯河口沿岸地势低平，口小肚大，入海口狭窄，产生的潮差大，对建电站有利。(3)东部沿海地区经济发达，能源需求量大，且常规能源分布少，同时新能源具有清洁的优点。答案：(1)法国朗斯潮汐发电站平均潮差库区面积(2)朗斯河入海口处河道狭窄，呈喇叭口状，有助于产生足够大的潮差；朗斯河沿岸地势低平，建坝处口窄肚大，利于大坝施工，且能够储蓄大量海水，因此建电站较为有利。(3)在我国东部沿海常规能源分布很少；工农业发达，需要的能源多；新能源有许多优点，如清洁等，所以开发利用许多新能源，如核能、海洋能等。1．下列对于海洋能的叙述，不正确的是()A．潮汐与海流能来源于月球、太阳引力B．波浪能属于太阳辐射能C．温差能属于太阳辐射能D．盐差能属于地球内部的能量解析：选D。本题考查海洋能的类别。潮汐与海流能来源于月球、太阳引力。其他海洋能均来源于太阳辐射。能源的种类很多，按照能源资源的形成和来源可分为①太阳辐射能，包括现代光合作用形成的生物能；古代植物固定的生物能，如煤、石油、天然气、油页岩等；由太阳能转化的能量，如风能、水能、波浪能、海流能等。②地球内部的能量，包括地球内部的热能，如地热、温泉等；核能，如铀、钍等放射性元素裂变或聚变产生的能量。③天体间的引力能，如潮汐能。2．关于海洋能特点的叙述，正确的是()A．总蕴藏量大，属非可再生能源B．能源清洁，不污染环境C．能量密度大，时空变化小D．开发环境优越，技术要求低解析：选B。海洋能的优点有能量巨大；属可再生能源，是清洁能源。缺点有密度小；时空分布不均。3．目前，海洋能作为新能源但开发利用并不广泛的主要原因是()A．蕴藏的能量有限B．海洋环境复杂多变，开发的危险性大-7-C．能量密度小，发电成本高D．辐射强，污染大解析：选C。海洋能作为新能源没有得到广泛利用的主要原因是能量密度小、技术要求高，一次性投入多、价格昂贵。4．有关海洋能开发利用的叙述，错误的是()A．海洋能的开发主要是用于发电B．有些海洋能的发电技术还处于研究和试验阶段C．综合利用是海洋能开发利用的发展方向D．波浪能是人类最早认识和利用的一种海洋能解析：选D。潮汐能是人类最早认识和利用的一种海洋能。5．阅读材料，回答问题。材料一下图为钱塘潮位置示意图，每年中秋节前后，钱塘怒潮大作，苏东坡赞叹这个世界闻名的大潮为“八月十八潮，壮观天下无”。材料二海边白天海水涨落叫“潮”，晚上海水涨落叫“汐”，潮汐现象与太阳、月球引潮力有关。(1)太阳引潮力比月球引潮力要小些，其原因是()A．太阳质量大B．月球质量小C．日地距离远大于月地距离D．日地距离和月地距离相近(2)一天中可以观察到同一点海水涨落两次的原因是()A．地球的公转B．地球的自转C．月球的公转D．月球的自转(3)请分析钱塘潮壮观的原因。①天文因素：_________________________________。②地理因素-8-a．杭州湾的形状是__________；b．主要盛行风向以________为主；c．钱塘江流向为________，与潮头顶撞，加上秋季水势较大，加剧潮涌。(4)人类利用潮汐能发电，按潮汐能的特点，它属于(多选)()A．清洁无污染的能源B．可再生能源C．海洋能D．新能源(5)请对钱塘江大潮的利弊加以分析。解析：潮汐能是由天体引力引起的，潮汐能丰富的地区一般分布在浅窄的海峡、海湾和河口区域。农历每月的初一、十五时，日地月大致处在一条直线上，两种引力相互叠加，引力最大，形成大潮。钱塘江大潮不仅与以上条件有关，而且与季风、钱塘江的水量有一定的关系。事物一般都有利和弊两方面，要辩证地进行分析。答案：(1)C(2)B(3)①日地月大致处在一条直线上，两种引力相互叠加，引力最大，形成大潮②a.三角形海湾b．东南风c．自西向东(4)ABCD(5)利：成为重要的旅游资源。弊：引起海水入侵，淹没农田房屋。一、选择题全球海洋能的可再生量很大。根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字，五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。海洋能作为新能源越来越受人们的重视。结合所学知识完成1～2题。1．关于海洋能的特点叙述正确的有()①密度小②无污染③可再生④能量密集⑤已大规模开发利用A．①②③B．①③④C．①②④D．②④⑤-9-2．下列地区盐差较大的是()①河口②外海③寒暖流交汇处④岸边A．①②B．②③C．①③D．②④答案：1.A2.C3．关于波浪能的说法，正确的是()A．一般而言，夏季可以利用的波浪能量最大B．波浪能一年四季都可用C．波浪能具有稳定的特点D．波浪能比太阳能、风能都易开发答案：B4．下列不属于海洋能源的是()A．海水温差能B．盐差能C．海底油气资源D．海流能解析：选C。海洋能通常是指海洋中蕴藏的可再生的自然能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和盐差能等。海底油气资源属于非可再生资源，不属于海洋能。5．关于海洋能源的叙述，正确的是()A．海水中的能量都来自太阳能B．海水运动能源无污染，可再生C．海水运动能量巨大，易开采D．海水温差能主要分布在高纬海区答案：B读海洋能的构成图，完成6～8题。6．序号④代表的海洋能是()A．潮汐能B．海流能C．盐差能D．波浪能-10-7．序号②③的能量来源分别是()A．天体引力、太阳能B．太阳能、天体引力C．重力、海—气交换D．天体引力、海—气交换8．序号④代表的海洋能区别于其他海洋能的特点是()a．能量来源于盐度变化b．具有规律的日变化c．密度小d．时空分布均匀A．a、bB．b、cC．c、dD．a、d解析：第6题，由已学知识可知，海洋能①～④依次是海流能、潮汐能、波浪能和盐差能。第7题，潮汐能来自天体引力；波浪能、温差能等来自太阳辐射。第8题，盐差能来自盐度变化，该变化与蒸发量有关，受太阳高度的变化影响，具有规律的日变化；所有海洋能均具有密度小、分布不均的特点。答案：6.C7.A8.A国家发改委在《可再生能源中长期发展规划》中明确指出：今后一个时期，中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳