“双碳”背景下煤层气清洁能源试题设计

周辉

一、试题设计

阅读图文材料，回答问题。

材料一 煤层气是与煤炭伴生、共生的矿产资源，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中。煤层气属于非常规天然气，主要成分为甲烷，是优质清洁绿色低碳能源。全国煤层气地质资源量为3.005×1013m3。

材料二 山西省煤层气储量巨大，埋深2000m以浅的含气面积为3.59×104km2，预测资源量约为8.31×1012m3，约占全国的三分之一。截至2020年底，全省累计施工煤层气钻井20312口，在建及建成地面煤层气产能142.15亿立方米/年。在开采技术方面，虽然在积极引进国外先进技术，但是适用于复杂地质条件的资源开采技术未取得明显突破。当前，中浅层煤层气可开发面积越来越小，煤层气开发对象向中深、深层转变，开发难度大，生产企业的成本压力有所上升。

材料三

（1）简述山西省煤层气的分布特征。

（2）简析山西省开采煤层氣的条件。

（3）随着山西省各类煤层气项目的推进，请你为进一步发展煤层气产业提出建议。

二、命题背景分析

国家提出力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。受资源禀赋和历史因素影响，煤炭长期作为我国最主要的能源。同时，煤炭碳排放高，2020年我国能源消费CO2排放约为100亿吨，其中煤炭消费CO2排放占75%左右。煤层气作为一种非常规天然气，是一种清洁环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，在燃烧时产生的二氧化碳也远低于其他化石燃料，能够从根本上改善温室效应，正扮演越来越重要的角色。

试题取材于山西省。山西省拥有丰富的煤炭资源，是我国传统的能源大省，实现“碳达峰”与“碳中和”任务艰巨。能源转型是山西省的重要任务，也是国家实施“双碳”战略的重要举措，是近年来的热点问题。从煤层中提取煤层气，将煤层气变废为宝，可为山西省实现“双碳”目标与促进可持续发展提供重要支持。山西省煤层气资源丰富，产业基础良好，具有发展煤层气产业的明显优势。

以区域能源特征和发展特点为背景，分析能源转型与地理环境的关系，是中考命题与考查的方向。本题以山西省为背景、以产业结构发展为导向，考查了山西省煤层气产业的发展基础、发展条件与发展方向。试题设计遵循“发现地理现象—分析现象的利与弊—探究现象背后的原因—提出解决问题的措施”的思路，体现了发现问题、分析和探究问题、解决问题的过程。本题以山西省为背景，考查学生的区域认知能力；以特色新能源产业为载体，引导学生分析煤层气产业发展的优势和劣势，为山西省煤层气产业发展提出建议，由浅入深，环环相扣，综合考查学生的地理核心素养。

三、试题解析

第（1）小题，分析自然资源的分布特征，考生需具备准确获取和解读地图信息、调动和运用地理知识的能力。由材料一、材料二可知，煤层气是煤炭的伴生矿产资源；山西省煤炭资源丰富，煤层气分布广泛。读图可知，山西省煤层气分布较为集中，高含气区主要分布在山西省中南部地区，并且其分布与地形条件有关。通过判读等高线可以发现，煤层气主要分布于盆地地区。

第（2）小题，主要考查学生的辩证思维能力。解答本题需全面分析山西省发展煤层气产业的有利条件和不利条件。我们可从自然因素和人文因素两个方面进行分析。自然因素主要从区域的资源优势条件、地形特征与地貌类型等角度进行分析，人文因素主要从产业基础、技术水平、市场、交通以及政策等方面进行分析。

第（3）小题，要求考生依据材料和所学知识论证和探讨地理问题，考查学生的地理实践力和人地协调观。本题为开放性问题，学生需结合区域地理背景和材料提出建议。解答时，要仔细阅读材料二，找出山西省现阶段煤层气产业发展所面临的困难和瓶颈，结合山西省省情和国家“双碳”战略要求，从基础设施、产业链、技术开发以及政策支持等角度提出具体建议。

试题参考答案：

（1）煤层气储量大，分布范围广；南多北少，高含气区集中在山西省中南部地区；盆地地区煤层气分布广，山地地区分布少。

（2）优势条件：煤层气资源丰富，可开采量大；采矿业基础设施条件较好；临近京津冀城市群，市场广阔；煤层气属于清洁能源，有政策支持。

劣势条件：山地众多，交通条件较差；黄土分布广泛，沟壑纵横，开采难度加大；技术条件不足，中深层煤层气开发难度大；开发成本上升，投资效益下降。

（3）强化基础设施建设，改善煤层气运输条件；完善煤层气产业链，探索煤层气综合开发利用新途径，实现煤层气安全利用、梯级利用和规模化利用；加大基础理论研究与勘探开发技术攻关，形成煤层气开发核心技术；对煤层气开采企业在财政补贴、税收减免、工程建设等方面给予政策倾斜，降低开采成本。