高考地理中的生物能源

生物能源是高考地理中“自然資源與可持續(xù)發(fā)展”專題的重要考點，它完美融合了自然地理和人文地理，常以綜合題形式出現(xiàn)。

一、核心概念與分類

1.生物能源：指從生物質(zhì)（動植物、微生物等）中獲取的能源，屬于可再生能源。

2.常見類型

（1）傳統(tǒng)生物能源：直接燃燒薪柴、秸稈等。效率低、污染大，主要在發(fā)展中國家農(nóng)村使用。

（2）現(xiàn)代生物能源

① 液體燃料：如燃料乙醇（主要從玉米、甘蔗、木薯等發(fā)酵制成）、生物柴油（從油菜籽、大豆、廢棄食用油等提煉）。

② 氣體燃料：如沼氣（有機廢棄物厭氧發(fā)酵），是生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

③ 固體燃料：如生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)發(fā)電等。

二、地理考查的核心視角：辯證分析“利弊”

這是高考出題的核心思路，通常要求評價某地發(fā)展生物能源的條件、影響或合理性。

（一）發(fā)展生物能源的“利”——積極意義

1.環(huán)境意義

（1）減排溫室氣體：生物質(zhì)在生長過程中吸收CO?，燃燒排放的CO?可被視作“碳中性”，有助于應(yīng)對氣候變化。

（2）減少污染：替代化石燃料，減少硫氧化物、顆粒物等污染。沼氣工程能處理廢棄物，改善環(huán)境衛(wèi)生。

2.能源安全意義

（1）能源多元化：降低對石油等化石能源的依賴，增強國家或地區(qū)能源安全。

（2）可再生性：資源可不斷再生，符合可持續(xù)發(fā)展原則。

3.經(jīng)濟社會意義

（1）促進農(nóng)村發(fā)展：為農(nóng)產(chǎn)品（如能源作物）提供新市場，增加農(nóng)民收入，創(chuàng)造就業(yè)。

（2）廢物利用：將農(nóng)業(yè)秸稈、林業(yè)剩余物、廚余垃圾等變廢為寶。

（二）發(fā)展生物能源的“弊”——潛在問題與爭議

1.“與人爭糧，與糧爭地”（最核心考點）

（1）若大規(guī)模利用玉米、甘蔗等糧食作物生產(chǎn)燃料，會推高糧食價格，威脅糧食安全。

（2）為種植能源作物而開墾土地，可能導(dǎo)致森林砍伐（如巴西為種甘蔗、大豆破壞雨林）、濕地退化，破壞生態(tài)，反而增加碳排放。

2.對水資源的壓力

能源作物種植通常需要大量灌溉，加劇缺水地區(qū)的水資源緊張。

3.可能的環(huán)境影響

（1）大規(guī)模單一作物種植會降低生物多樣性。

（2）種植過程中的化肥、農(nóng)藥使用可能造成面源污染。

4.經(jīng)濟效益與技術(shù)瓶頸

（1）生產(chǎn)成本可能高于化石燃料，依賴政府補貼。

（2）部分技術(shù)（如纖維素乙醇）尚未完全商業(yè)化，轉(zhuǎn)化效率有待提高。

三、關(guān)鍵區(qū)域案例與國情

1.巴西：全球生物燃料（甘蔗乙醇）典范。

（1）有利條件：熱帶氣候，光熱充足，甘蔗產(chǎn)量高、含糖量高；土地資源豐富；技術(shù)成熟。

（2）爭議：對亞馬孫雨林的間接威脅。

2.美國：全球最大的玉米乙醇生產(chǎn)國。

爭議：大量消耗玉米，深刻影響全球糧食市場。

3.中國

（1）政策：堅持 “不與人爭糧，不與糧爭地” 的原則，重點發(fā)展非糧生物能源和第二代生物燃料（如利用秸稈、林業(yè)廢棄物等纖維素原料）。

（2）發(fā)展方向

① 在邊際土地（如鹽堿地、荒山）上種植能源作物（如麻風(fēng)樹、甜高粱）。

② 大力推廣沼氣（尤其在畜牧業(yè)集中區(qū)）。

③ 發(fā)展以廢棄油脂為原料的生物柴油。

四、高考典型設(shè)問與答題思路

1.設(shè)問示例：“評價某地區(qū)發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)的合理性”或“分析某國大力開發(fā)生物能源可能帶來的影響”。

2.答題思路模板

（1）首先分析“條件”（是否適合發(fā)展）

① 自然條件：氣候（光、熱、水）、土地資源（是否充足，是否為邊際土地）、原料來源（農(nóng)作物、廢棄物豐富度）。

② 社會經(jīng)濟條件：技術(shù)、政策、市場需求、基礎(chǔ)設(shè)施、對農(nóng)村經(jīng)濟的帶動作用。

（2）進行辯證評價（影響分析）

① 積極影響（經(jīng)濟、社會、環(huán)境三方面，見上文）。

② 消極風(fēng)險（糧食安全、生態(tài)、水資源、經(jīng)濟可行性四方面，見上文）。

（3）提出結(jié)論或建議

① 因地制宜：在土地資源豐富、非糧原料充足的地區(qū)適度發(fā)展。

② 技術(shù)方向：鼓勵研發(fā)推廣第二代（纖維素） 和第三代（藻類） 生物燃料，避免糧食競爭。

③ 加強監(jiān)管：確保發(fā)展不破壞生態(tài)、不影響糧食安全。

④ 循環(huán)模式：推廣“種植-加工-廢棄物資源化”的循環(huán)經(jīng)濟模式。

五、生物能源的優(yōu)缺點與意義

1.優(yōu)缺點

(1)優(yōu)點：①清潔性與礦物相比，生物質(zhì)灰分，含氮量及含硫量少，減少硫化物、氮化物和粉塵等的排放，對環(huán)境污染小。在生物質(zhì)能利用過程中，顯著降低了二氧化碳的排放，對減少溫室效應(yīng)應(yīng)有積極意義。②總量豐富保證能源的永續(xù)利用。③可再生性物質(zhì)，是唯一可以儲存與運輸?shù)目稍偕茉础＂苋紵菀祝c其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術(shù)上的難題較少。

(2)缺點：①分布分散，利用規(guī)模小。②單位土地面積的有機物能量偏低。③缺乏適合栽種植物的土地。④熱值低，水分偏多。⑤重量輕，體積大，運輸困難。⑥受外界因素影響較大。

2.意義

(3)意義：①生物能源具有可再生、清潔、環(huán)保等特點，對于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和緩解能源危機具有重要意義。②通過發(fā)展生物能源，可以減少對有限化石能源的依賴，降低溫室氣體的排放，保護環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的完整性，促進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。

六、知識關(guān)聯(lián)與延伸

1.關(guān)聯(lián)農(nóng)業(yè)區(qū)位：能源作物的種植條件分析。

2.關(guān)聯(lián)工業(yè)區(qū)位：生物能源加工廠的選址因素（近原料地）。

3.關(guān)聯(lián)生態(tài)保護：森林、濕地的生態(tài)價值與開發(fā)沖突。

4.關(guān)聯(lián)全球變化：碳循環(huán)、減排責(zé)任。

5.關(guān)聯(lián)國家戰(zhàn)略：鄉(xiāng)村振興、生態(tài)文明建設(shè)、能源安全。

6.總結(jié)：回答生物能源類題目，務(wù)必牢記 “雙刃劍” 屬性，從人地協(xié)調(diào)觀和可持續(xù)發(fā)展的高度進行辯證分析，并結(jié)合具體區(qū)域的地理條件展開論述。

七、例題分析

我國某生物科技公司，經(jīng)過數(shù)年研發(fā)，培育出的新型能源植物——超級蘆竹，為替代化石能源提供了可能。超級蘆竹可在荒地、灘涂地、沼澤地、鹽堿地、廢棄礦區(qū)、重金屬污染地以及退化土壤地等pH3.5—9的土壤環(huán)境中生長，一次種植可連續(xù)收割15—20年。據(jù)此完成1~3題。

1.與煤炭相比，目前超級蘆竹作為能源的主要優(yōu)勢是(　　)

A.獲取便利，成本低　 B.連續(xù)供應(yīng)，穩(wěn)定性強

C.用途多，應(yīng)用廣泛 D.運輸量小，節(jié)省運費

2.與北方地區(qū)相比，在海南種植超級蘆竹，其產(chǎn)量、吸收二氧化碳量、釋放氧氣量可翻番，其主要影響因素是 (　　)

A.熱量　　B.降水　　C.土壤　　 D.地形

3.我國發(fā)展超級蘆竹植物能源產(chǎn)業(yè)的重要意義有 (　　)

①提高耕地利用率 ②促進煤炭的清潔利用

③降低石油對外依存度 ④助力“雙碳”目標的實現(xiàn)

A.①②　　B.①③　　C.②④　　 D.③④

1.A；解析：由材料可知，與煤炭相比，目前超級蘆竹作為能源的主要優(yōu)勢為可種植地區(qū)廣，可供應(yīng)量充足，獲取便利，成本低，A正確；植物生長受季節(jié)影響，供應(yīng)連續(xù)性、穩(wěn)定性較差，B錯誤；超級蘆竹作為培育出的新型能源植物，還未廣泛應(yīng)用，C錯誤；在充分利用土地資源的情況下，超級蘆竹種植會相對分散，產(chǎn)量大，與煤炭相比，運輸量并不小，D錯誤。

2.A；解析：與北方地區(qū)相比，海南緯度低，熱量充足，生物循環(huán)旺盛，故在海南種植超級蘆竹，其產(chǎn)量、吸收二氧化碳量、釋放氧氣量可翻番，A正確。

3.D；解析：由材料可知，超級蘆竹可在多種條件惡劣的土地上種植，較少利用傳統(tǒng)耕地，對提高耕地利用率的意義不大，①錯誤；超級蘆竹的大量應(yīng)用對煤炭進行清潔利用影響不大，②錯誤；超級蘆竹用于植物能源產(chǎn)業(yè)，增加能源供給，可以降低石油對外依存度，③正確；超級蘆竹作為新型能源植物，可以提供清潔能源，有助于減少碳排放，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)，④正確。故選D。