课程内容
《能源资源的开发》

第一节 能源资源的开发—以我国的山西省为例
    充足的能源供应是保证区域经济发展和居民生活水平的重要条件。人类使用的能源主要有两大类：可再生能源和非可再生能源。可再生能源包括水能，风能、生物能、潮汐能、太阳能等；非可再生能源组要是煤炭、石油、天燃气等矿物能源，他们是经过漫长的地质时期形成的。对人类历史来说非可再生能源是有限的、用一点就少一点；而且开发利用不当，容易造成生态环境的破坏。煤炭在世界能源消费中占有重要的地位，我国更是如此。山西是我国的重要的煤炭基地，也是世界最大的煤炭基地之一。合理开发和利用资源直接影响到陕西省乃至全国的可持续发展。
   资源开发条件
   区域的能源开发要因地制宜，不仅要考虑区域的资源状况，而且要考虑市场和交通条件。山西省煤炭资源的开发条件十分优越。
   煤炭资源丰富、开采条件好 陕西省已探明的煤炭资源储量2700亿吨，按2002年生产规模（4.8亿吨）计算，可采560年。除储量丰富外，陕西省煤炭资源还具有以下几个突出特点。（1）分布广。全省40%的土地下面分布（图3.1）。（2）煤种齐全。全国十大煤种，山西都有分布。（3）煤质优良，具有低碳，低硫、低磷、发热能高的特点。其中大同煤田是全国极为宝贵的低硫、低灰、高发热量的优质动力煤（主要用于燃烧发电）产地，河东煤田则是世界少有、国内罕见的优质主焦煤（主要用于冶炼钢铁）基地。（4）开采条件好，煤田多为中厚煤层，埋葬浅，适用露天开采和大规模机械化开采。除煤炭资源外，煤田的层中还含有丰富的煤层气---一种清洁燃料，储量占全国煤层总储量的1/3.
    市场广阔  我国是能源消费大国，2002年的消费量接近15亿吨标准煤，而生产量约14亿吨标准煤。随着人口的增加、人民生活水平的提高和国民经济的发展，我国对能源的需求量还会继续增加，能源缺口将进一步过大。而且，我国的能源消费以煤炭为主，这种能源结构在相当长一段时间内不会变（图3.2）这些都为山西省煤炭资源开发提供了良好的市场条件。
    思考
    1.我国与世界的能源消费结构有哪些不同？
    2.我国能源消费结构对山西省煤炭资源开发有什么意义？

    位置适中，交通比较便利 山西省在处我国中部地区，邻近北京，天津、郑州，洛阳、咸阳等工业中心，与上海沈阳，武汉等城市相距不远，输煤、输电的距离较近。有京包、石太、太焦、在泰、神黄等铁路通过，交通比较便利，为晋煤外运提供较好的条件。
   能源基地建设
   为了充分发挥山西省的煤炭资源优势，加快山西煤炭的开采和加工化，从1989年起，国家加快了建设山西能源重化工基地的步伐。
   扩大煤炭开采量  为了满足全国对煤炭的需求，山西省煤炭产量达4.8亿吨（图3.3），煤炭输出量为2.78亿吨，占总产量的58.4%，其中出口煤炭约4300万吨，占总产量的9%
   提高晋煤外运能力  为了缓解交通压力，提高晋煤外运的能力，山西省从“六五”时期开始加强交通设施的建设，逐步形成了以铁路运输为主、公路运输辅的煤炭外运路网体系（图3.4）。
   加强煤炭的加工转换 为了提高能源工业的经济效益和推动我国能源消费结构的调整，山西省加强了能源的加工转换。一方面，建设坑口电站，使电力生产能力明显提高，变输出电力；另上方面，发展炼焦业，为治金工业发展提供能源，并向外输出焦炭。能源生产结构的调整，促进了能源输出结构水来的提高，从而提高了山西省能源工业的经济效益。
   能源的综合利用
   改革开放初期，山西省的产业结构十分单一。煤炭工业是全省经济的核心部门，全省铁路动力的98%用来运煤，财政收入的70%来自煤炭，煤炭工业的产值及上缴利税占全省工业总产傎的和上缴利税的37%，农民人圴收入的1/6来自煤炭。这种经济结构不仅效益低下，而且带来了严重的生态环境问题。因此，山西省从“六五”时期开始进行产业结构调整，结合本区铁矿、铝土矿等资源优势，围绕能源开发，主要结构了为煤-电-铝、煤-焦-化、煤-铁-钢三条产业链，提高了能源综合利用程度和附加价值。
   能源综合利用的结果，使山西省产业结构由以煤炭开采业为主的单一结构变为以能源、冶金、化工、建材为主的多元结构，在冶金、化学、建材等部门的推动下，原料工业逐步超过采掘工业面占到主体地位，实现了产业结构的升级。
    20多年来，山西省围绕煤炭资源进行了能源的深层次开发，交通和水利等基础设施的建设以及能源的综合利用，不仅发挥了全国能源基地的作用，而且促进了山西省社会经济的全面发展。
    环境的保护与治理
    能源资源的开发和综合利用对环境的影响较大。例如，露天矿表土的剥离、井矿巷道的建设、矿区道路的铺设等，都需要大面积开挖地表，排弃大面积土石，如果处理不当就会造成严重的生态问题；燃煤发电、洗煤、炼焦等重化工业的发展极易造成大气污染和水污染。因此，能源开发利用过程中，总结出了许多有效的环境保护与治理方法和手段。
   提高煤的利用技术  以技术创新为先导，大力推动以洁净煤技术为代表的清洁能源产业的发展。提高煤炭的综合利用技术和废物利用技术，以及炼焦、电力、化工等生产过程中的技术改造及环境保护。改变传统的煤炭资源开发利用模式，逐步建立起一个具有多品种、多层次的清洁能源生产体系，减少环境污染，实现经济效益与环境效益的统一。
   调整产业结构  以重化工业为主的产业结构是生态环境问题产生的根源所在，为此，山西省不断地调整产业结构。一方面，对原有的重化工业进行调整，使其产品向深加工、高附加值方向发展。例如，煤炭工业向气化、液化产品发展；冶金工业向不锈钢系列制品与铝制品系列发展；化学工业向精细化方向发展；建材工业向轻型、薄型方向发展。另一方面，大力发展农业、轻纺工业、高新技术产业和旅游业，降低重化工业的比重。
   “三废”的治理  对于占地面积较大且容易自燃引起空气污染的煤矸石，主要用于发电、供热和充填露天矿砊及塌陷区；对于选煤厂生产的煤泥，经干燥后再利用。空气污染防治措施主要是：一方面做好消烟除尘工作，对矿区道路和作业面洒水降尘，对煤石自然区进行覆盖阻氧灭火防止了对大气的污染；另一方面，营造防风林带，开展复垦绿化造林。对于废水主要采取沉淀净化的办法。


第二节 河流的综合开发--以美国田纳本流域为例
    河流与人类生存发展的关系十分密切，人类文明大多发源于大河流域，如尼罗河文明。两河文明，黄河-长江文明。印度河-恒河文明。流域是一种特殊类型的区域，它的组成部分之间联系非常密切，构成一个整体。因此对河流进行开发利用，除要考虑河流的特点外，更要考虑流域的整体性特征，进行综合开发，美国田纳西河流域开发堪称这方面的成功范例。
流域开发的自然背景
    流域的自然背景决定了河流的利用方式和流域的开发方向。田纳西河位于美国东南部，是官密西西比河支河俄河的一条流程最长，水量最大的分支，发源于阿巴拉亚山的西坡，在肯塔基市附近注入俄亥俄河。流域的地形、气候、水文特征以及矿产资源的蕴藏状况，决定了田纳西河流域综合开发利用的方向。
   地形  流域内多山，地形起伏较大，蕴藏着丰富的水利资源。多山的地形，陆路交通不便，河流航运在沟通上，下游地区之间的联系，作用十分突出。
   气候  属于亚热带地区、气候温和湿润。年平均温度13～16度，冬季大部分地区在2度左右，夏季为24～28度。降水丰富，年平均降水在1300毫米左右，冬末春初降水，夏秋季降水相对比较少。
   思考
   1.田纳西河水主要靠大气降水补给。根据流域的气候特征，田纳西河水量的季节变化有什么特点？
   2.从农业发展角度看，夏季是作物的主要生长期，需水量较大，面冬季需水量较少。田纳西河流域的气候条件对农业发展有什么影响如何利用田纳西河的水资源发展农业？

   水系  田纳西河水系发达，支流众多，水量丰富，大部分可通航，并通过密西西比河及其支流可通往全国大部分地区。但是，由于地形起伏大，河流差落较大。另外，受气候影响，水量很不稳定，最大流量每秒1.5万立方米，最小流量每秒100立方米。
   矿产资源  流域内矿产资源丰富，主要有煤、铁、铜。橉、锌、云母等，成为影响流域综合开发的重要因素。
   思考
   田纳西河水量的变化对航运会有什么影响？怎样才能改善田纳西河的航运条件？
   流域的早期开发及其后果
   科学合理地进行区域资源开发是区域可持续发展的保障。历史上，田纳西河流域开发的早期，18世纪下半叶就有为发达的农业，盛产棉花，马铃薯和蔬菜。整个流域山清水秀，木森林繁茂。
   自19世纪后期，流域内人口激增，开始对流域内的资源进行大规模的掠夺式开发，带来了一系列的环境与社会的问题。
   土地退化  田纳西河流域是美国的老棉花带。棉花是一种对地力消化较大的作物，长期高度地种植棉花，造成土地的退化，致使老棉花带衰落。
   植被破坏  为了扩大耕地面积和获取炼铜用的木炭，大片的森林被砍伐；此外，矿山开采也破坏了地表植被。植被破坏造成水土流失，生态环境恶化。
   环境污染  炼铜企业大量排放高浓度的二氧化硫，形成酸雨。酸雨污染了土壤和水体，使许多生物消失绝迹。
20世纪30年代初，田纳西河流域成为美国最贫的地区之一，年均收入仅为全国平均值的45%。
   流域的综合开发
   河流的开发都以河流的利用与治理为核心，结合流域的具体特征，对资源进行合理的开始和利用，1933年，美国针对早期开发所带来的问题，开始对田纳西河流域进行合理开发和治理，成立了田纳西河流域管理局（简称TVA），主要负责田纳西河流域的统一开发和管理。TVA将河流的梯级开发作为流域载发的中心，并结合资源条件对流域进行合理开发，同时对流域的生态环境进行恢复和治理。
  1933年后，TVA在田纳西河的干、支流上修建了71座大小水坝，在防洪、航运、发电、提高水质、旅游、土地利用等方面实现了统一开发的管理。
   防洪  TVA在田纳西河干支流上建成了具有防洪军容的水库35座，形成了统一有效物水库防洪高度系统，防洪标准达到百年一遇。1933年以后，全流域再未发生洪灾，平均年防洪减灾效益约12亿美元。
   航运  水坝修建后，河流水位保持平稳，诺克斯维尔以下均可通航。目前，田纳西河经俄亥俄河和密西西比河，与五大湖相通，通过水运可达美国22个州。每年田纳西河水运的通航比陆路节省约4亿美元。
   发电  TVA在20世纪40年代基本完成了流域规划的水利开发，共建民30座水电站，并充分利用流域的水和煤炭等浆糊资源，大规模发展火电和核电，使田纳西河两岸形成一条“工业走廊：。
   提高水质  水库是居民生活用水和农业灌溉的来源。也是水生生物的家园。这些功能能否正常发挥，取决于水库的水质，如污染防治、水源涵养林保护和库区生态环境改善等等。
   旅游  随着水库的修建和流域环境的不断改善，旅游业逐步发展起来，为了促进旅游业的发展，TVA建立了一大批公园，野生动物管理区、风景区、宿营地和俱乐部，以及规模宏大的教育中心。目前，田纳西河流域已经成为一个著名的风景旅游区，旅游业收入成为流域一项重要的收入来源。旅游业的发展又带动了游船制造业和经营业的发展。
   土地利用  TVA在流域开发过程中，做好土地利用规划，留出大面积土地用于生态恢复，建立自然保护区。同时，调整农业，林业和牧业结构，实行退耕还林，提高耕还牧，提高了森林覆盖率和草原面积，并采取措施稳定河、湖岸线、有效的控制了水土流失，此外，还对采矿区土地生态进行恢复和治理。
   通过综合开发与整治，田纳西河流域根治了洪灾，农林牧渔业，工业和旅游业得到了迅速发展，生态环境明显改善。到20世纪80年代，田纳西河流域人均收入水平已接近全国平均水平，实现了经济效益、社会效益和生态效益的统一。