Мы не можем жить без энергии

Энергетика
1
Мы не можем жить без энергии
Авторы: Климент Минджов, Андраш Кери, Андрей Щербаков
Основная мысль
Продолжительность
Время года
Место
Материалы
Учебные предметы
Цели
Методы
Без энергии современная жизнь немыслима, однако ее
производство оказывает негативное воздействие на
окружающую среду. Поэтому энергетические ресурсы
следует использовать разумно и бережно
3 самостоятельные работы, каждая продолжительностью
1—2 часа
Любое
Школа (учебный кабинет)
Доска, видеокассета
Физика, химия, биология, экология, устойчивое развитие;
классный час
• Осознать, что производство энергии оказывает
отрицательное воздействие на окружающую среду
• Дать знания о возобновляемых источниках энергии и
выработать навыки критической оценки их достоинств и
недостатков
• Обратить внимание на способы экономного и
эффективного использования энергии
Лекция, дискуссия, мозговой штурм, просмотр видеофильмов
Потребление энергии связано со всеми видами хозяйственной деятельности человека: с
отоплением домов, приготовлением пищи, движением транспортных средств, выплавкой
металла, пахотой и др. Освоение различных запасов энергии в мировом масштабе
привело к беспрецедентному росту уровня жизни. Ныне люди настолько зависимы от
использования энергии, что трудно себе представить, как бы они выжили без нее.
Мы не можем жить без энергии
121
1
Энергетика
Мы не задумываемся об энергии до тех пор,
пока у нас не отключают свет или отопление.
Если же это случается, то мы не можем
полноценно ни жить, ни работать, и даже те
люди, которые считают себя цивилизованными и культурными, в подобных ситуациях
опускаются до уровня гоминидов каменного
века: они рубят зеленые насаждения, жгут
костры, используя для этого мебель, паркет и
другие подходящие материалы, и т. п. В
справедливости этих утверждений можно
убедиться, если прочесть воспоминания жителей блокадного Ленинграда или же если
расспросить жителей Армении или сибирских и дальневосточных городов и поселков, куда своевременно не было завезено топливо.
Первопричиной всех энергетических источников, без которых невозможна современная
жизнь, является солнечный свет. Сегодня источники энергии классифицируются
следующим способом:
• ископаемое топливо (уголь и горючие сланцы, нефть, природный газ);
• ядерная и термоядерная энергия;
• возобновляемые энергетические ресурсы (вода, ветер, солнце, термальные воды,
древесина, торф и др.).
Производство энергии оказывает существенное влияние на окружающую среду.
Сжигание ископаемого твердого и жидкого топлива сопровождается выделением
сернистого, углекислого и угарного газов, а также окислов азота, пыли, сажи и других
загрязнителей. Добыча угля открытым способом, как и торфоразработки, ведет к
изменению естественных ландшафтов, а иной раз и к их разрушению. Разливы нефти и
нефтепродуктов при добыче и транспортировке способны уничтожить все живое на
огромных территориях. Не лучшим образом сказывается на ландшафтах и растительном
и животном мире создание инфраструктуры, необходимой для угле-, нефте- и газодобычи. Атомная энергетика потенциально опасна из-за возможных аварий на энергоустановках, сопровождающихся выбросом в окружающую среду радиоактивных
материалов. Кроме того, не решены проблемы захоронения и переработки отработанного ядерного топлива. Ядерные отходы остаются опасными в течение сотен и тысяч лет.
В последние годы политики и население выражают повышенные опасения по поводу таких
глобальных экологических проблем, как кислотные дожди и изменение климата, а также по
поводу последствий воздействия этих процессов на окружающую природную среду.
И хотя энергию можно получать более чистыми способами, используя возобновляемые
источники энергии (солнце, ветер, термальные воды или древесину и отходы сельскохозяйственного производства), необходимо ясно осознавать, что способа получения
энергии, который был бы нейтральным по отношению к окружающей среде, на
сегодняшний день не существует.
Поэтому один из основных вызовов, стоящих перед человечеством, связан с решением
энергетической проблемы как в области повышения эффективности использования
энергии в производственной и потребительской сферах, на транспорте и в быту, так и в
поиске и внедрении менее природоразрушающих источников энергии, причем именно
энергосбережение следует считать более рациональным.
Проведение занятий
Часть I. Производство энергии и окружающая среда
1
Задайте учащимся следующие вопросы:
•
•
•
122
Когда они бегают, катаются на велосипеде и т. д., откуда они берут для этого
энергию? («Сжигание» в организме съеденной пищи.)
Какие источники энергии они знают? (Уголь, нефть, электричество, дрова,
падающая вода, солнечное излучение, ветер и др.)
Что является первопричиной образования различных энергетических
источников? (Солнечное излучение.)
Мы не можем жить без энергии
Энергетика
2
Объясните, что сегодня потребление энергии сопутствует практически любому виду
человеческой деятельности и что без ее использования невозможно себе представить современную жизнь. На всех этапах производственного цикла (от добычи до
потребления) любые виды энергии в той или иной степени оказывают какое-либо
воздействие на окружающую среду.
3
4
Покажите видеофильм «Источники энергии» и обсудите его.
1
Организуйте мозговой штурм на тему: «В чем выражается негативное
воздействие на окружающую среду различных видов деятельности,
связанных с производством энергии?»
• а) добычи угля открытым способом; (Приводит к изменениям естественного
ландшафта и даже к его разрушению.)
• б) сжигания ископаемого топлива; (Сопровождается выделением сернистого,
углекислого и угарного газов, а также окислов азота, пыли, сажи и других
загрязнителей.)
• в) использования атомной энергии; (Риск аварий подобных чернобыльской,
сопровождающихся выбросом радиоактивных веществ в природную среду;
проблемы переработки ядерных отходов и их захоронения, что на сегодняшний
день обходится слишком дорого и не имеет надежного решения с инженерной
точки зрения.)
• г) строительства и эксплуатации крупных гидроэлектростанций. (Отселение
людей из зоны затопления; уничтожение ценных видов проходных и полупроходных рыб, для которых плотины становятся непреодолимыми препятствиями
на путях к нерестилищам; потеря лесов и высокоплодородных пойменных
земель; увеличение риска разрушительных землетрясений в предгорных и
горных районах; повышение риска катастрофических наводнений в местностях,
лежащих ниже по течению; изменение ландшафтов и их разрушение; потеря
источников дохода частью местного населения.)
Запишите ответы на доске. Помогите учащимся в обсуждении этого вопроса,
используя информацию из CD-ROMа (часть «Энергетика»).
5
Подчеркните, что негативные воздействия, которые оказывают на окружающую
среду процессы производства и использования энергии, можно значительно
ограничить путем:
• использования возобновляемых энергетических ресурсов;
• более экономного и эффективного ее потребления.
Часть II. Какие источники энергии лучше?
Предварительная подготовка
1
За неделю до занятия объясните учащимся, что цель
дискуссии — выявить различные точки зрения на тему
перспективности использования в России возобновляемых источников энергии и обсудить предложения по этому поводу.
2
Для этой цели необходимо выбрать 5 добровольцев, которые будут представлять правительство, и
еще 5, которые будут защищать позицию природоохранных движений.
3
Разбейте остальных учащихся на 4 группы, каждой из
них которых предоставьте информацию об одном из четырех возобновляемых энергетических ресурсов: энергии ветра, солнца, термальных вод и биомассы (сведения
для этого можно взять из материала «Возобновляемые источники энергии» — часть
«Энергетика» на CD-ROMе).
Мы не можем жить без энергии
123
1
Энергетика
Задача каждой группы — убедить «правительство» и общественность в том, что в
будущем в энергетической стратегии страны основную роль необходимо отвести
именно предлагаемому их группой источнику энергии. Порекомендуйте учащимся
поискать дополнительные сведения и факты в поддержку своей позиции, чтобы в
дальнейшем использовать их в качестве аргументов при обсуждении.
Задача природоохранных движений — представить факты в поддержку замены
ископаемого и ядерного топлива возобновляемыми источниками энергии, а
«правительства» — выработка реалистичной и стабильной энергетической стратегии
развития страны. Обеспечьте представителей правительства и природоохранных
движений сведениями из примера «Некоторые недостатки возобновляемых
источников энергии».
4
Предложите всем договаривающимся сторонам подготовить соответствующие
информационные и агитационные материалы (логотипы, рисунки, фотографии и т. п.),
которые они могли бы использовать в поддержку собственной позиции.
Дискуссия
1
2
Расставьте мебель в учебном кабинете так, чтобы все группы смогли разместиться
лицом друг к другу.
3
После выступлений групп, «лоббирующих» разные виды возобновляемых источников энергии, представители правительства и природоохранных движений могут
задавать им различные вопросы, дополняющие или уточняющие ситуацию. Попросите представителей групп по возможности давать краткие ответы.
4
Предложите представителям правительства и природоохранников проголосовать за
наиболее подходящий, по их мнению, вариант решения энергетической проблемы
применительно к России. При этом возможно и принятие комплексного решения,
включающего выбор более чем одного источника энергии, но в этом случае
потребуется определить их региональную локализацию.
Напомните, что во время дискуссии требуется вести себя культурно и уважительно
по отношению к другим участникам. Киньте жребий, определяющий порядок
выступления групп, ратующих за те или иные возобновляемые источники энергии.
Каждой группе предоставьте по 5 минут на изложение своей позиции.
Часть III. Как экономить энергию?
1
Спросите учащихся, как отапливаются их дома.
Составьте список, включив в него все возможные
способы отопления.
2
Обсудите с учащимися следующие вопросы :
•
•
•
3
124
Каковы достоинства и недостатки каждого из
перечисленных видов отопления?
Дорого ли обходится отопление дома, учебного
кабинета или отдельного рабочего места?
Каковы неразумные методы регулирования температуры в помещениях
(возможно, им окажется открывание окон или форточек)?
С помощью мозгового штурма определите, какие материалы чаще всего используются при строительстве домов. Какие материалы и инженерные решения являются
теплоизоляционными (дерево, стекловата, пакля, керамзит, пенопласты, войлок,
мелкопористый кирпич, воздушные полости)? Какие материалы и вещества легко
проводят тепло (бетон, монолитный и особенно силикатный кирпич, стекло, циркулирующий воздух)? Задайте вопросы:
• Почему окна сделаны так, чтобы между стеклами были воздушные промежутки?
• Зачем нужны занавески?
Мы не можем жить без энергии
Энергетика
Обратите внимание на некоторые места в учебном кабинете, где нет уплотнений. Как
можно улучшить теплоизоляцию в этом помещении?
4
Покажите видеоклипы «Как экономить электроэнергию» и «Как экономить тепло» и
обсудите их содержание. Попросите учащихся рассказать одноклассникам,
соблюдают ли они эти правила у себя дома.
1
Дальнейшие действия
•
•
Попросите учащихся выработать план экономии тепла и улучшения термоизоляции
собственной квартиры или дома. Этот план можно назвать «Энергоэффективность
моего дома».
Попросите учащихся рассказать об этом плане своим родителям и спросить их,
что они думают по этому поводу. Изготовьте специальный стенд с самыми
оригинальными идеями по вопросу энергосбережения или опубликуйте их
в школьной стенгазете.
Некоторые недостатки возобновляемых источников энергии
Несмотря на очевидные преимущества, возобновляемые источники энергии
оказывают и негативные воздействия на окружающую среду. Эксплуатация
станций, производящих энергию с помощью возобновляемых энергетических
источников, связана с изъятием для этой цели значительных земельных участков и,
вероятно, в будущем будет сопровождаться теми или иными нежелательными
последствиями для окружающей среды: порчей ландшафта (ветряки, солнечные
батареи), повышенным уровнем шума (ветряки), загрязнением (геотермальные
энергоустановки и установки, использующие биомассу), негативными воздействиями на другие природные ресурсы (приливно-отливные электростанции).
Кроме того, эти энергоустановки обычно имеют небольшую мощность и могут
использоваться далеко не везде (ветряки, солнечные батареи, геотермальные и
приливно-отливные электростанции, метантэнки).
Мы не можем жить без энергии
125