Тема уроку: Основні види палива та їхнє значення в енергетиці країни
В процесі вивчення цього уроку учні повинні навчитися називати:
•основні види палива;
характеризувати:
•значення органічних речовин для розв’язування сировинної проблеми людства;
•значення палива в енергетиці країни;
•альтернативні джерела енергії.
Цілі уроку:
навчальна: сформувати уявлення про основні види палива; показати їхнє значення в енергетиці країни; з’ясувати можливості економії енергії та сировини; ознайомити з альтернативними джерелами енергії;
розвиваюча: показати значення енергетичних ресурсів для розвитку економіки країни;
виховна: виховувати поважне ставлення до національних багатств.
Словник термінів (глосарій):
Паливо - це існуючі в природі або штучно отримані речовини, які є джерелом теплової енергії та сировиною для хімічної промисловості.
Альтернативна енергетика - сукупність перспективних способів отримання енергії, які поширені не так широко, як традиційні, проте представляють інтерес через вигідність їх використання при низькому ризику завдання шкоди навколишньому середовищу.
Біопаливо - це паливо з біологічної сировини, яке отримують в результаті переробки деяких рослин (кукурудза, рапс, соя і т.д.)
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
хід уроку
І. Організація класу.
ІІ. Актуалізація опорних знань. Мотивація навчальної діяльності.
- Назвіть головні джерела вуглеводневої сировини.
- Згадайте головні способи переробки нафти.
- Перелічіть головні продукти переробки нафти.
- Назвіть галузі використання вугілля і продуктів його переробки.
- Сировиною для яких галузей промисловості є природний газ?
ІІІ. Вивчення нового матеріалу.
1. Основні види палива та їхнє значення в енергетиці країни.
Джерела енергії | Вироблення енергії, 1018 Дж | |||
---|---|---|---|---|
1972 р. | 1985 р. | 2000 р. | 2020 р. | |
Вугілля | 66 | 115 | 170 | 269 |
Нафта | 115 | 216 | 195 | 106 |
Газ | 46 | 77 | 143 | 125 |
Ядерне паливо | 2 | 23 | 88 | 314 |
Разом | 229 | 431 | 596 | 814 |
Україна багата на природні ресурси: вугілля, залізна руда, марганець, нікель і уран, і багато інші природні копалини. Запаси сірки - найбільші у світі, а по запасам ртутних руд (кіноварі) наша країна посідає друге місце в світі, а так само на Україну сконцентровано понад 5% світових запасів залізних руд. Ведуться розробки нафти і газу - але їх запаси не значні.
Незважаючи на те, що в даний час активно розвивається атомна енергетика і потужною є гідроенергетика, кам'яне вугілля, газ та продукти переробки нафти займають у світовій енергетиці лідерські позиції.
В Україні щорічно добувають близько 80 млн т вугілля, що в цілому достатньо для забезпечення вітчизняних потреб у цій корисній копалині не тільки як палива, але і як сировини хімічної промисловості. Згідно з прогнозами експертів, вітчизняних запасів кам'яного вугілля вистачить на найближчі 200-300 років. Щорічний видобуток природного газу в Україні забезпечує потреби країни в ньому лише на 20%, тоді як в нафті ще менше - на 10%. Цілком очевидні перспективи розвитку альтернативних джерел енергії (сонячної, вітрової, біогазу). Сира нафта безпосередньо не використовується, хоча продукти її переробки є основними джерелами енергії для автомобілів, літаків, кораблів, тракторів і т.д. Зокрема, теплота згоряння мазуту в 1,5 рази більше, ніж кращих сортів вугілля. Крім того, на відміну від вугілля при згорянні мазуту не утворюється твердий залишок. Завдяки зазначеним характеристикам мазут застосовується не теплових електростанціях, залізничному і водному транспорті.
2. Шляхи роз’язання енергетичної проблеми.
Глобальна проблема нестачі енергоресурсів з'явилась в 70-х рр.. XX ст., коли вибухнула енергетична криза, яка проявилась в різкому підвищенні ціни на нафту (в 14,5 рази в 1972-1981 рр..), що створило серйозні труднощі для світової економіки. Хоча багато труднощів того часу були подолані, глобальна проблема забезпечення паливом та енергією залишається і в наші дні.
Для розв’язання енергетичної проблеми перш за все, можна економніше використовувати не відновлювані джерела вуглеводнів (вугілля, природний газ, нафта, ядерне паливо, уранові руди), застосовувати різні види їх хімічної переробки. Крім того, найближчим часом можна очікувати зміни структури світового споживання первинних джерел енергії: зменшення частки нафти і вугілля в енергоспоживанні і зростання частки гідроенергії і альтернативних джерел енергії. Це допоможе поліпшити екологічну ситуацію, тому що видобуток нафти на шельфі, аварійні викиди нафти, відкритий видобуток вугілля, а також вживання сірчистих видів палива негативно впливає на природне середовище.
3. Альтернативні джерела енергії.
Понад 80 країн світу на державному рівні розвивають використання відновлювальних джерел енергії: вітру, сонця, біологічного пального… На жаль, Україна до їх числа не належить. При цьому з альтернативних джерел вона може виробляти втричі більше енергії, ніж має від імпортованого газу. У цьому впевнені науковці, експерти та виробники альтернативної енергії. Сонячна та вітрова анергія, спалювання сільськогосподарських і лісопереробних відходів – усе це найближчими роками може дати Україні втричі більше тепла та струму, ніж імпортований природний газ.
Запаси енергії вітру більш ніж в сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Принцип дії вітряних електростанцій простий: вітер крутить лопаті вітряка, приводячи в рух вал електрогенератора. Той у свою чергу виробляє електричну енергію. Прагнення використання вітру як енергії привело до появи на світ безлічі агрегатів. Деякі з них досягають десятків метрів у висоту, і, як вважають, з часом вони могли б утворити справжню електричну мережу. Малі вітроелектричні агрегати призначені для постачання електроенергії окремих будинків. Широкому застосуванню таких вітроелектричних агрегатів у звичайних умовах поки перешкоджає їх висока собівартість. |
Енергію сонячної радіації можливо перетворити в постійний електричний струм за допомогою сонячних батарей - пристроїв, що складаються з тонких плівок кремнію або інших напівпровідникових матеріалів. Перевага фотоелектричних перетворювачів обумовлена відсутністю рухомих частин, їх високою надійністю і стабільністю. При цьому термін їх служби практично необмежений. Вони мають малу масу, відрізняються простотою обслуговування, ефективним використанням як прямої, так і розсіяної сонячної радіації. Модульний тип конструкції дозволяє створювати установки практично будь-якої потужності і робить їх досить перспективними. |
Біопаливо (biofuel) - це паливо з біологічної сировини, яке отримують в результаті переробки деяких рослин (кукурудза, рапс, соя і т.д.). Розрізняється рідке біопаливо (етанол, метанол, біодизель), тверде біопаливо (дрова, солома) і газоподібне (біогаз, водень). Зростаючий попит на біопаливо вимушує сільгоспвиробників скорочувати посівні площі під продовольчими культурами і перерозподіляти їх на користь паливних. Україна має одну з найкращих сировинних баз для виробництва біопалива в Європі. У Херсонській і Львівській областях є підприємства, які випускають біодизельне паливо. Сільсько-господарське підприємство «Терезчне» Згурівського району Київської області виробляє біогаз з гною. У селі Оленівка Магдалинівського району Дніпропетровської області діє сільгоспустановка з виробництва біогазу. Біогаз використовують для виробництва електрики, для чого на фермі встановили спеціальні генератори енергії. |
Для виробітку електроенергії приливні електростанції використовують енергію припливу. для пристрою найпростішої такої станції потрібен басейн - перекрита греблею затока або гирло річки. Проектна потужність припливної електростанції залежить від характеру припливу в районі будівництва станції, від обсягу площі приливного басейну, від числа турбін, встановлених в тілі греблі. У греблі припливної електростанції є водопропускні отвори та встановлені турбіни. Під час припливу рівень води в басейні і морі порівнюються, затвори водопропускних отворів закриваються. З настанням відливу рівень води в морі знижується, і, коли натиск стає достатнім, турбіни, і з'єднані з ними електрогенератори починають працювати, а вода з басейну поступово йде. |
Станції такого типу перетворюють внутрішнє тепло Землі (енергію гарячих пароводяних джерел) в електрику. Перша геотермальна електростанція була побудована на Камчатці. Існують кілька схем отримання електроенергії на геотермальній електростанції. Пряма схема: природний пар прямує по трубам в турбіни, з'єднані з електрогенераторами. Непряма схема: пар попередньо (до того як потрапляє в турбіни) очищують від газів, що викликають руйнування труб. Змішана схема: неочищений пар надходить в турбіни, а потім з води, що утворилась в результаті конденсіції, видаляють гази, які не розчинились. |
В даний час вчені працюють над створенням термоядерних електростанцій, перевагою яких є забезпечення електроенергією на необмежений час. Пальним для термоядерних станцій буде важкий ізотоп водню дейтерій, який отримують з простої води - в півлітрі води міститься енергія синтезу, еквівалентна тій, що вийде при спалюванні бочки бензину. Термоядерна електростанція працює на основі термоядерного синтезу - реакції синтезу важких ізотопів водню з утворенням гелію і виділенням енергії. Реакція термоядерного синтезу не дає газоподібних і рідких радіоактивних відходів. |
Природні песурси України. У наступному файлі перелічені природні ресурси України і основні родовища корисних копалин.
ІV. Підбиття підсумків уроку.