1 Energie
Co bychom dělali bez energie Autoři: Kliment Mindjov, Andras Keri
Hlavní myšlenka Délka trvání Roční období Místo
Lidé jsou dnes závislí na zdrojích energie. Výroba energie škodí životnímu prostředí. Proto musí být zdroje energie citlivě a ekonomicky využívané. 3 na sobě nezávislé činnosti, každá 1-2 vyučovací hodiny jakékoliv školní třída
Pomůcky
plakáty, videokazeta „Zelený Balíček“
Předměty
fyzika, chemie, biologie, občanská výchova, ekologické praktikum
Cíle
• ukázat, jak má využívání zdrojů energie a výroba energie negativní dopad na životní prostředí • seznámit žáky s obnovitelnými zdroji energie a rozvinout u nich schopnost kriticky zhodnotit jejich výhody a nevýhody • zdůraznit způsoby ekonomického a efektivního využití energie
Metody
debata, skupinová práce, hra, videoprojekce, brainstorming (rychlé navrhování a zapisování nápadů od všech žáků bez vzájemného kritizování)
Úvod Energie hraje roli v téměř každé lidské aktivitě: vytápí naše domy, pohání naše auta, pluhy i stroje. Využití světových zásob energie zvedlo životní úroveň na dříve nepředstavitelnou úroveň. Jsme tak zvyklí využívat energii, že si jen stěží dokážeme představit, jak by bylo možné přežít, kdyby naše energetické zdroje nebyly k dispozici. Na počátku vzniku našich zdrojů energie, bez kterých si moderní život nedokážeme představit, byla energie Slunce.
Co bychom dělali bez energie
99
1 Energie
Je několik základních typů energetických zdrojů: • fosilní paliva (uhlí, zemní plyn a ropa) • jaderná energie • obnovitelné zdroje energie (energie vody, větru, Slunce, geotermální energie, biomasa, atd.) Produkce energie má významné negativní dopady na životní prostředí. Spalování fosilních paliv je spojeno s emisemi plynů, podílejících se na vytváření kyselých dešťů, popílku, sazí a dalších znečisťujících látek. Povrchové doly mění a ničí kvalitu a ráz krajiny. Jaderné elektrárny jsou rizikové a není doposud uspokojivě vyřešeno ukládání vyhořelého jaderného paliva. V posledních letech se lidé stále více obávají globálních ekologických problémů jako jsou kyselý déšť a změny klimatu. Ačkoliv je možné energii vyrábět způsoby méně škodlivými životnímu prostředí (užíváním obnovitelných zdrojů jako je Slunce, vítr, voda, geotermální voda a biomasa), neexistuje žádný způsob, který by neměl negativní dopad na životní prostředí. Proto je jedním z největších úkolů dneška využívat v každodenním životě energii efektivněji. Rovněž je důležité snižovat energetickou náročnost výroby zboží a služeb.
Aktivity Výroba energie a životní prostředí
1
Položte následující otázky: OTÁZKA: ODPOVĚĎ: OTÁZKA: ODPOVĚĎ: OTÁZKA: ODPOVĚĎ:
Odkud se bere energie, kterou potřebujeme k chůzi, běhu či jízdě na kole? Energie pochází ze „spalování“ potravy v těle. Které zdroje energie znáte? Uhlí, ropa, elektřina, dřevo, voda, Slunce a vítr. Kde mají původ všechny jmenované zdroje energie? Slunce, solární energie.
2
Vysvětlete, že dnes je energie spojena s veškerou lidskou činností a moderní život je nepředstavitelný bez jejího využívání. Přestože produkční cyklus – od získávání po spotřebu – jakéhokoliv typu energie ovlivňuje do jisté míry životní prostředí.
3 4
Promítněte video „Komerční formy energie“ a diskutujte o něm.
Udělejte brainstorming o negativních dopadech různých činností spojených s produkcí energie na životní prostředí včetně: • povrchového dolování (vede k změnám a zničení krajiny) • spalování fosilních paliv (je spojeno s emisemi plynů, podílejících se na vytváření kyselých dešťů, popílku, sazí a dalších znečisťujících látek) • jaderné elektrárny (nesou sebou riziko havárií – jako byla havárie elektrárny Černobyl – a není vyřešeno ukládání a zpracování radioaktivního odpadu) • velké přehrady a hydroelektrárny (znamenají přesídlení a ztrátu domova mnoha lidí, způsobují ztráty lesní a zemědělské půdy, mají negativní dopad na ryby a jinou faunu, mění a ničí krajinu) Napište odpovědi na tabuli. Poskytněte žákům informace z CD-ROMu.
100
Co bychom dělali bez energie
5
1 Energie
Zdůrazněte, že cesty, jak snížit negativní dopady produkce a užívání energie na životní prostředí, jsou spojeny • s využitím obnovitelných zdrojů energie • s ekonomickým a efektivním užíváním energie
Jakému zdroji energie dáte přednost? Příprava
1 2 3
Týden před plánovanou hodinou vysvětlete žákům, že cílem debaty je představit a prodiskutovat různé pohledy na obnovitelné zdroje energie nejvhodnější pro naši Zemi.
4
Požádejte skupiny, aby vytvořili vhodné informační a propagační materiály (loga, kresby, fotografie), které použijí v debatě.
Budete potřebovat pět dobrovolníků představujících vládu a jiných pět dobrovolníků hájících názory „zelených“ organizací. Rozdělte třídu do čtyř skupin a dejte každé ze skupin informace o jednom z typů obnovitelných zdrojů energie (vítr, solární, geotermální a biomasa). Použijte text „Obnovitelné zdroje energie“. Úkolem každé ze skupin je přesvědčit obyvatele a vládu, že je třeba investovat do typu energie, kterou zastupují a ovlivnit vývoj země příslušným směrem. Nechte je, aby si jako argumenty do diskuse vyhledali další informace a fakta. Úkolem zelených organizací je podpořit nahrazení neobnovitelných (konvenčních) zdrojů energie obnovitelnými. Úkolem vlády je prosadit realistickou a stabilní energetickou strategii. Poskytněte informace z textu „Nevýhody obnovitelných zdrojů energie“ jak zástupcům vlády, tak zelených organizací.
Debata
1 2 3 4
Uspořádejte ve třídě lavice do oválu. Připomeňte pravidla chování při diskusích. Vylosujte pořadí, ve kterém budou skupiny vystupovat. Každá skupina bude mít na svou prezentaci pět minut. Po prezentacích se mohou zástupci vlády a zelených organizací ptát presentujících. Odpovědi by měly být stručné a k věci. Nechte zástupce vlády a zelených organizací volit, které řešení je pro zemi nejvhodnější. Zástupci se mohou rovněž shodnout na komplexnějších řešeních, včetně kombinace různých zdrojů energie. V takovém případě se ale musí shodnout na názoru, který obnovitelný zdroj energie je nejvhodnější pro různé části země.
Jak šetřit energií
1
Požádejte žáky aby sdělili ostatním, jaké vytápění mají doma. Vytvořte seznam různých způsobů vytápění.
2
Diskutujte o následujících otázkách: • • •
Jaké jsou výhody a nevýhody různých typů topení? Jak nákladné je vytápění domu, třídy a pod.? Jakým způsobem není vhodné regulovat teplotu? (např. otvírat okna)
Co bychom dělali bez energie
101
1 Energie
3 4
Proveďte brainstorming na téma „materiály, ze kterých se staví domy“. Které materiály tepelně izolují (dřevo, plasty, textilie, nehybný vzduch)? Které materiály vedou teplo (beton, cihly, sklo, cirkulující vzduch)?
5 5
Promítněte dva klipy: „Jak šetřit elektřinou“ a „Jak šetřit teplem“.
Diskutujte o následujících otázkách: • • •
Jaký je důvod dvojitého zasklení oken? Proč používáme závěsy? Kterými místy ve třídě uniká teplo? Jak lze zlepšit její izolaci?
Diskutujte o hlavních myšlenkách filmů. Řekněte žákům, aby popsali, jak se k teplu a elektřině chovají lidé u nich doma.
Navazující aktivity • • •
Žáci vytvoří plán úspor tepla a zlepšení isolace u nich doma, zvaný „Podpora energetické účinnosti u nás doma“. Prodiskutujte nejlepší plány a návrhy. Požádejte žáky, aby se o své myšlenky a nápady podělili s rodiči. Z nejlepších námětů připravte plakát, nebo je publikujte ve školním časopise.
Nevýhody obnovitelných zdrojů energie Přes své výhody mají obnovitelné zdroje energie některé negativní dopady na životní prostředí. Masivní využití energie založené na obnovitelných zdrojích energie vyžaduje velké plochy a působí negativně na vzhled krajiny (větrné turbíny, solární panely atd.), mohou být hlučné (větrné turbíny) nebo poškozovat kvalitu ovzduší (geotermální energie, spalování biomasy).
102
Co bychom dělali bez energie
Obnovitelné zdroje energie
Energie Informační list
Energie větru je mechanická energie, která má svůj prapůvod v energii Slunce. Je využívána od středověku k pohonu větrných mlýnů a plachetnic. Dnešní větrné turbíny a elektrárny přeměňují poměrně efektivně mechanickou energii větru na energii elektrickou. Tato elektřina je o něco dražší než elektřina z tepelných elektráren. Od osmdesátých let se kapacita zařízení na využití větrné energie zvýšila 3 000 krát, zvlášť díky Severní Americe a západní Evropě. Větrné elektrárny neznečišťují prostředí chemickými látkami, jsou ale velice hlučné. Umístnění více elektráren na jedno místo je výhodné z ekonomického hlediska, mnoho lidí to ale považuje za „ošklivý“ zásah do krajiny. Větrné generátory obecně fungují nejlépe tam, kde je vyšší rychlost větru, větry od rychlosti hurikánu je však mohou poškodit.
Slunce je největším zdrojem energie na Zemi. Jeho široké využití je bržděno potřebou velkého prostoru pro solární panely a velkými rozdíly v množství dopadajícího slunečního záření v různých místech. Jsou dva základní způsoby využití tohoto zdroje. První využívá Slunce k ohřevu vody. Voda se díky soustředěné solární energie mění na páru, která pak pohání turbíny. Solární kotle vyžadují velký prostor, například jedna 80 megawattová elektrárna se skládá 852 kotlů, každý o průměru 100 metrů. Druhým užívaným postupem je využití solárních panelů, které přeměňují energii Slunce na elektrickou energii přímo. Tyto panely svojí činností životní prostředí neznečišťují, představují ale vážný ekologický problém jako odpad po uplynutí své životnosti. Solární panely lze dobře využít jako nezávislý zdroj energie pro domácnosti. Nejlépe fungují v pouštních oblastech.
Geotermální energie vzniká tak, že horká voda z termálních vrtů se v turbínách přeměňuje na elektřinu. Její využití nicméně způsobuje tepelné znečištění. Navíc horká voda je velice korosivní a to způsobuje potřebu dodatečných investic do technologií a tato energie je pak velice drahá.
Energie biomasy je získávána spalováním vhodných rostlin. Tato metoda výrazně nepoškozuje životní prostředí, přestože je při ní uvolňováno do ovzduší množství oxidu uhličitého – je zde v rovnováze množství uvolněné při spalování a množství vázané při fotosyntéze rostlin používaných ke spalování. Nicméně při spalování vznikají ještě saze a oxid uhelnatý. Navíc není účinnost turbín při tomto způsobu získávání energie příliš vysoká, což metodu značně zdražuje a vede k potřebě spalování velkého množství biomasy. Alternativním řešením je rozkládat biomasu na plyn (metan), který je v plynových turbínách spalován s mnohem vyšší účinností. Metoda má budoucnost, kde je mnoho zemědělských přebytků či odpadů. Metanol a etanol vyráběný kvašením biomasy lze užívat jako palivo do motorů. V Brazílii zkvašený odpad z cukrové třtiny, přeměněný na alkohol, pohání speciálně upravená auta.
Co bychom dělali bez energie
103
