PRÍRODNÉ ZDROJE Materiálnym základom existencie ľudstva je príroda, ktorá uspokojuje jeho základné nároky a požiadavky. Bez nej by človek nemohol existovať. Naopak, príroda bez človeka by existovala funkčnejšie než v súčasnosti. Svojou biologickou podstatou sme na prírode a jej zložkách závislí tým, že musíme dýchať, prijímať vodu a potravu. Súčasne ľudská populácia využíva aj ďalšie zložky biofyzikálneho prostredia, ktoré spolu so zložkami biologickej povahy súhrnne označujeme ako prírodné zdroje. Cieľ:
pochopiť základnú charakteristiku a členenie prírodných zdrojov oboznámiť sa s problematikou energetických prírodných zdrojov ich pozitív, negatív a možností využita.
Trvanie: Pomôcky:
3 hodiny novinové papiere, notebook, databrojektor, perá, ceruzky, kancelársky papier, bankovky, farebný lepiaci papier, nožnice, pravítka, kružidlá, uhlomery, pravouhlé trojuholníky, ceruzky, baliace papiere
Obsah: 1. Môj kúsok Zeme 2. Energia prírodných zdrojov Príloha 1 Príloha 2
prezentácia - Globálne problémy Kartičky charakteristík
3. Svetová kuchyňa Príloha 3 Príloha 4 Príloha 5
Mapa výskytu Zoznam kultúrnych rastlín Mapa výskytu - riešenie
4. Neviditeľná ruka trhu 5. Použitá literatúra
1
MÔJ KÚSOK ZEME ÚČEL: Aktivita simuluje neustále sa zvyšujúcu potrebu čerpania prírodných zdrojov s prevahou využívania neobnoviteľných zdrojov, ktorých zásoby sú ľahko vyčerpateľné. Riešenie poukazuje na využitie obnoviteľných prírodných zdrojov. POTREBNÝ ČAS: 20 minút POMÔCKY: 2 novinové papiere veľkosti A2, nožnice METODICKÝ POSTUP: Účastníci sedia v kruhu a tvoria veľkú rodinu, pričom každý predstavuje jednu generáciu (prvý je otcom druhého, dedom tretieho, pradedom štvrtého a pod.). Novinový papier predstavuje prírodný zdroj, z ktorého si generácie odstrihnú podľa nasledujúceho pravidla: každá generácia spotrebuje minimálne dvojnásobok zdroja ako predchádzajúca generácia. Hra beží až kým sa prírodný zdroj neminie. Vtedy vedúci nastoľuje otázku, prečo prírodný zdroj nestačil pre všetky generácie, ktorá generácia je na vine a navádza ich k možnostiam riešenia problému. Po krátkej diskusii majú ešte jeden pokus. Novinový papier predstavuje neobnoviteľný prírodný zdroj a generácie predstavujú narastajúcu ľudskú populáciu a rastúci dopyt po prírodnom zdroji. Jediným riešením v tejto hre by bolo nezačať so strihaním papiera, pretože pravidlá to neprikazujú. Pred začatím aktivity môže vedúci uzatvárať stávky, po ktorú generáciu prírodný zdroj postačí. Prehnané tipy študentov pekne simulujú, ako svet skreslene vníma množstvo a vyčerpateľnosť prírodných zdrojov. Otázky k diskusii: Aký druh prírodného zdroja predstavuje novinový papier? Ako by sa dala táto hra dohrať do konca? V čom spočíva neustále uprednostňovanie neobnoviteľných prírodných zdrojov pred obnoviteľnými? Aké sú výhody a nevýhody obnoviteľných zdrojov voči neobnoviteľným? Aký je pohľad ľudí na obnoviteľné, alternatívne zdroje? Čo ovplyvňuje ich mienku? PRÍRODNÉ ZDROJE, TEORETICKÉ VÝCHODISKÁ: Prírodné zdroje predstavujú prírodniny a hmoty biotickej a abiotickej povahy. Ľudstvo ich využíva na uspokojovanie svojich potrieb (výrobu v jednoduchej i rozšírenej reprodukcii) (Hronec, 2000). Definíciu pojmu prírodné zdroje nájdeme aj v zákone č. 17/1991 o životnom prostredí. Podľa zákona sú prírodné zdroje tie časti živej alebo neživej prírody, ktoré človek využíva alebo môže využívať na uspokojovanie svojich potrieb.
Klasifikácia prírodných zdrojov Najbežnejšie rozdelenie prírodných zdrojov je z hľadiska čerpania (Hronec, 2000):
2
Z hľadiska využitia sa prírodné zdroje členia na nevyčerpateľné (voda, vzduch) a vyčerpateľné. Nevyčerpateľné človek teoreticky nemôže vyčerpať, ale môže ich poškodiť. Vyčerpateľné zahŕňajú tie, ktoré nebude možno obnoviť. Ich podrobné rozdelenie bude uvedené v ďalších kapitolách. Zdroje sa však najčastejšie členia na obnoviteľné a neobnoviteľné. Za prírodný zdroj považujeme len ten, ktorého sa pri jeho vzniku nedotkla ľudská práca. 1. Nevyčerpateľné prírodné zdroje: ide o také zdroje, ktoré sú neobmedzené, vyplývajú z prírodných procesov a spoločnosť nezmenšuje ich obsah ani intenzívnym využívaním. Nevyčerpateľné prírodné zdroje môžu byť delené na: - nemeniteľné -nemôže byť ovplyvnená kvalita (slnečné žiarenie), veterná a vodná energia atď. - poškoditeľné - hrozí im zmena ich kvality pri procese využívania (sladká voda je stále viac znečisťovaná). Proti poškodzovaniu je potrebné zaistiť ochranu. 2. Neobnoviteľné prírodné zdroje: ich zásoby využívaním ubúdajú (nerastné suroviny). S touto skutočnosťou je potrebné počítať a s dostatočným predstihom hľadať náhradu. K neobnoviteľným zdrojom môžeme počítať aj jednotlivé druhy rastlín a živočíchov. 3. Obnoviteľné prírodné zdroje: sú to prírodniny, ktoré môžu byť cieľavedomým pestovaním obnovované, rozmnožované alebo šľachtené (poľnohospodárske plodiny a živočíchy, pôda a lesy). Zákon 17/1991 Z.z. o životnom prostredí rozlišuje prírodné zdroje na: • Obnoviteľné zdroje, ktoré majú schopnosť sa pri postupnom spotrebúvaní čiastočne alebo úplne obnovovať, a to samy alebo za prispenia človeka. • Neobnoviteľné prírodné zdroje spotrebúvaním zanikajú. Prírodné zdroje môžeme klasifikovať z hľadiska funkcie na (Tölgyessy, Melicherčík, 2000): 1. Prírodné zdroje energetické 2. Prírodné nerastné suroviny Prírodné zdroje energetické Z dostupných, tzv. primárnych energetických zdrojov, t.j. z dreva, vody, vetra, fosílnych palív, uránovej rudy sa získava mechanická, tepelná, chemická alebo energia rádioaktívneho vyžarovania, ktorá sa upravuje a premieňa na iné ušľachtilé formy energie (napr. elektrický prúd, benzín, nafta, svietiplyn a iné) (Hronec, 2000; Tölgyessy, Melicherčík, 2000). Energetické zdroje sú také formy energie, ktoré sú alebo môžu byť využiteľné pre potreby ľudstva. Kvantitatívnu stránku energetických zdrojov vyjadrujú energetické zásoby. Pri samotnom získavaní energie ide najčastejšie o premenu rôznych foriem energie na energiu tepelnú alebo elektrickú. V súčasnosti sa využívajú nasledovné obnoviteľné energetické zdroje: • Slnečná energia • Veterná energia • Vodná energia • Biomasa • Geotermálna energia • Palivové články Slnečná energia Slnko je najmohutnejší a ekologicky najčistejší zdroj energie. Za tri dni vyžiari toľko energie, ktorá zodpovedá všetkým overeným zásobám fosílnych palív. Energia zo Slnka je 3
nevyčerpateľným nemeniteľným prírodným zdrojom. Slnečná energia je využívaná priamo, alebo ako energia od tohto zdroja odvodená a tak poznáme energiu vetra, mora (príliv, odliv), vodných tokov, biogénnych energetických surovín. Slnečná energia ako obnoviteľný prírodný zdroj je základom najdôležitejšej chemickej reakcie na Zemi, ktorou je fotosyntéza. Transformácia slnečnej energie na tepelnú na Zemi je základom udržania tzv. hydrologického cyklu. Tak sa obnovujú zásoby vody nad kontinentmi a nad moriami a oceánmi.
Spôsoby využívania energie zo slnka: slnečné slnečné x Pasívny solárny ohrev – správne naprojektované tepelné fotovoltické a vhodne orientované budovy využívajú slnkom kolektory kolektory ohrievaný vzduch na vykurovanie. x Aktívny solárny ohrev – teplo, absorbované solárnym kolektorom možno využiť pre ohrev pitnej vody, vykurovaní alebo podlahovom vykurovaní. x Slnečný tepelný kolektor mení slnečné žiarenie slovensko.eco-energy.info pomocou absorbéra na teplo x Fotovoltika - priama premena slnečného žiarenia na el. energiu Využitie SE: ohrievanie vody, sušenie poľnohospodárskych produktov, čerpanie vody,vykurovanie a klimatizácia budov, výroba elektriny, tavba kovov, vo vesmírnych programoch, elektronické prístroje atď. Výhody SE: nespôsobuje žiadne emisie a škodlivé plyny a nespotrebúva vzácne zdroje, čisté, nehlučné a dlhodobo fungujúce PV systémy. Nevýhody SE: • malá výkonová hustota slnečnej energie • vysoké zaobstarávacie náklady • nerovnomerné časové a priestorové rozloženie Veterná energia Ide o energiu prúdenia vzduchových más, ktorá je primárne vyvolaná dopadom slnečného žiarenia na povrch Zeme a nerovnomerným ohrievaním vzduchu. Využívanie sily vetra siaha niekoľko tisíc rokov do minulosti a sú s ním spájané počiatky ľudskej civilizácie, kedy sa človek rozhodol využiť túto energiu na pohon plavidiel. Najstaršie mlyny poháňané vetrom pochádzajú z dnešného Afganistanu a sú staré viac ako 2700 rokov. Tieto zariadenia sa bežne využívali na mletie obilia aj v iných častiach sveta. Okrem toho sa tiež používali na zavlažovanie polí na viacerých ostrovoch Stredozemného mora. Prvé vetrom poháňané turbíny vyrábajúce elektrickú energiu sa v širšom rozsahu začali uplatňovať v 70 rokoch 20. st. po vypuknutí ropnej krízy v USA (Bédi, 2006).
Využitie VE: Veterná energia môže byť premenená na mechanickú (napríklad veterné mlyny používané na privádzanie vody) a elektrickú (veterné turbíny). Na premenu veternej energie na elektrickú energiu sa používajú veterné turbíny. Využiteľný potenciál veternej energie závisí od typu veternej turbíny a jej kapacity. Výkon turbíny sa líši podľa konštrukcie rotačného systému, typu generátora a regulácie rotačných lopatiek. V súčasnosti dodávajú väčšie turbíny elektrickú energiu do siete. Navyše v miestach, kde rýchlosť vetra dosahuje v ročnom priemere viac ako 5 m/s sa budujú veterné farmy, ktoré svojou výrobou prevyšujú spotrebu obcí. Výhody VE: čistý zdroj energie, nespôsobuje emisie a nespotrebúva vzácne zdroje, v porovnaní s klasickými elektrárňami je ich možné jednoducho, lacno a v relatívne veľmi krátkej dobe postaviť a pripojiť do verejnej siete. Nevýhody VE - širšie využitie je obmedzované malým obsahom energie v jednotke objemu, ako aj premenlivosťou rýchlosti a smeru vetra. Veterná energia je nestály zdroj energie, ktorý závisí od počasia, času v priebehu dňa a ročného obdobia. Nevýhodou je aj hlučnosť veterných fariem. Malé turbíny nijako neovplyvňujú okolité prostredie. V prípade väčších turbín sa ako problémové 4
parametre uvádzajú hluk, vizuálny efekt resp. rušenie elektromagnetického poľa. Ďalším uvádzaným negatívom je vizuálne narušenie krajinného rázu vysokými stožiarmi turbín. Nebezpečenstvo môžu prestavovať turbíny pre malé lietadlá, lietajúce nízko nad zemou ako aj pre vtáctvo, avšak toto nebezpečenstvo je nižšie ako pri stožiaroch vysokého napätia. Vodná energia Využívanie energie vody na pohon mechanických zariadení siaha ďaleko do minulosti. Využívanie tejto prírodnej energie sa stalo ešte jednoduchším a rozšírenejším po uvedení vodnej turbíny do prevádzky (od začiatku 19.storočia). Od tohto obdobia sa začína postupne presadzovať výroba elektrickej energie vodnými elektrárňami. Najnovšie technológie výroby elektriny z vody sú založené aj na využití morského prílivu, morských vĺn alebo teplotného rozdielu vody v oceánoch. Z uvedených typov vodnej energie len energia morského prílivu nie je výsledkom aktivity Slnka, ale je spôsobovaná príťažlivou silou Mesiaca. Energia morských vĺn je priamym dôsledkom sily vetra, ktorý je spôsobovaný činnosťou Slnka. Vodná energia môže byť premenená na mechanickú (napríklad vodné mlyny) a elektrickú (vodné elektrárne).
Využitie VE: Technológia využívania vodnej energie je najrozvinutejšou medzi obnoviteľnými zdrojmi. Celosvetovo pokrýva viac ako 18 % vyrobenej elektrickej energie a je súčasne najvýznamnejším obnoviteľným zdrojom energie (podiel výroby elektriny z iných obnoviteľných zdrojov je len 1,1%). Z pohľadu elektrárenských spoločností je vodná energia z pomedzi všetkých obnoviteľných energetických zdrojov najžiadanejším zdrojom. Množstvo vyrobenej elektrickej energie je dané “prietokom” (silou vody) a veľkosťou "spádu" (výška vodnej hladiny ku turbíne vodnej elektrárne). Rozdelenie vodných elektrární podľa výkonu: • Malé elektrárne (do 10 MW) • Veľké elektrárne (nad 10 MW) Výhody VE: vodné elektrárne majú dlhú životnosť (70 a viac rokov), neprodukujú emisie, znižujú závislosť na dovoze fosílnych palív a jadrovej energetike. Investičná istota - Investície do vodnej energetiky sa ukázali byť bezpečnými počas dlhej doby. Napriek dlhej návratnosti vložených investícií (10-15 rokov) sa v dôsledku nízkych prevádzkových nákladov dosiahne vysoké zhodnotenie investícií v budúcnosti. Nevýhody VE: veľké vodné elektrárne majú negatívne dopady na okolité prostredie: • narušenie vodných ekosystémov zástavbou a zmenou fyzikálno-chemických vlastností vody • bariéry pre vodné živočíchy • pomerne vysoké vstupné investície do elektrárne a dlhá návratnosť financií (asi 15 rokov) Dopad malých vodných elektrární, hoci nie je zanedbateľný, môže byť podstatne ľahšie zmiernený ako v prípade veľkých zdrojov. Biomasa Biomasa v podobe rastlín je chemicky zakonzervovaná slnečná energia. Je to súčasne jeden z najuniverzálnejších a najrozšírenejších zdrojov energie na Zemi. Hlavné zdroje biomasy sú drevo (kusové, drevný odpad – štiepky, pelety, špeciálne pestované – rýchlorastúce energetické dreviny napr. vŕby), organické zvyšky z poľnohospodárskej výroby napr. slama, bioplyn (zo skládok komunálneho odpadu, čističiek odpadových vôd alebo hnojovice zo živočíšnej výroby).
Využitie biomasy: Spôsoby spracovania biomasy na získanie energie: • Spaľovanie – výroba tepelnej a následne elektrickej E • Splynovanie – získava sa bioplyn: 5
a) Etanol – používaný ako palivový prídavok do benzínu (20% etanolu, 80% benzínu); b) Bio nafta (zmes metanolu, rastlinného oleja, zvieracieho tuku, alebo recyklovaného tuku) používa sa ako palivová prísada (zmes 20% bio nafty a 80% petrolejovej nafty). • Tepelný rozklad (pyrolýza) - biomasa sa premieňa do tekutiny nazývanej pyrolýzový olej, ktorý môže byť spaľovaný alebo rafinovaný podobne ako ropa energia biomasy poskytuje teplo, plyny, alebo elektrickú energiu. Výhody biomasy: ekonomické výhody (tvorba pracovných príležitostí pri zbere, spracovaní a využití biomasy, oživenie miestneho hospodárstva, ekonomický rozvoj vidieka, revitalizácia pôdy, znižovanie emisií z energetiky, znižovanie nadprodukcie potravín Nevýhody biomasy: produkcia skleníkových plynov Geotermálna energia Ide o energiu, ktorá má pôvod v horúcom vnútri Zemského telesa. Priemerný geotermálny gradient je 25 °C na 1 km hĺbky, existujú teplotné anomálie, dosahujúce až 200°C. Teplo postupuje zo žeravého zemského jadra smerom k povrchu. V hĺbke zhruba 2500 metrov sa často nachádza voda teplá až 200 °C
Využitie GE: B édi , 2006 • Priame využitie GE (ohrev pomocou teplej vody) : vykurovanie skleníkov, kúpalísk, bytov, na sušenie, v poľnohospodárstve, rybárstve ale aj na liečebné účely. • Výroba elektrickej energie: Uvoľnená para poháňa turbíny a generátory v geotermálnych elektrárňach. Výhody GE: v súčasnosti predstavuje GE dostatok energie na pokrytie našej spotreby na obdobie niekoľko tisíc rokov. Nevýhody GE: problémom je najmä odčerpaná termálna voda, ktorá obsahuje vysoký podiel minerálov a nemôže sa vypúšťať do povrchových tokov. Palivové články x Palivový článok premieňa energiu uvoľnenú z chemickej reakcie priamo na elektrickú energiu. x Vrstvy materiálov s jednoznačnými elektrochemickými vlastnosťami sú vrstvené a spolu utvárajú jednodielny galvanický článok. x Pokiaľ sú elektródy palivového článku pripojené k elektrickému obvodu, môžu dodávať elektrickú energiu. Tento spôsob výroby nepotrebuje elektrické dobíjanie. Neobnoviteľné zdroje energie (Fosílne energetické suroviny a Jadrová energia) Fosílne energetické zdroje sa v prírode vytvorili za milióny rokov. Fosílne palivá vznikli odumretím organizmov a ich premenou bez prístupu vzduchu. Tvoria ich najmä biogénne prvky: uhlík, vodík, kyslík, dusík. Fosílne energetické suroviny: Ropa je prírodná kvapalná živica hnedej až čiernej farby, tvorí ju zmes uhľovodíkov v plynnom alebo kvapalnom skupenstve. Vznikla z morských usadenín v odlišných geologických pomeroch ako uhlie. Zemný plyn je prírodná bezfarebná zmes jednoduchých alkánov, hlavne metánu a plynov ako dusík, vodík, CO2, H2S a vzácne plyny 6
Uhlie je pomerne nestála horľavá usadenina, ktorá vznikla z rastlinných a čiastočne aj živočíšnych zvyškov uložených desiatky až stovky miliónov rokov v močariskách pôsobením zmien tlaku a teploty. Celkovo asi 90% energie, ktorú ľudstvo spotrebováva pochádza z ropy, uhlia a zemného plynu. Rezervy ropy ale aj iných fosílnych palív sú obmedzené a pri súčasnej úrovni spotreby budú vyčerpané v priebehu relatívne veľmi krátkej doby. Celosvetová životnosť rezerv fosílnych palív pri súčasnej úrovni spotreby: Energetický zdroj Životnosť rezerv pri súčasnej spotrebe Ropa
39,5 rokov
Zemný plyn
66,7 rokov
Uhlie
164 rokov
Situácia pre jednotlivé hlavné energetické suroviny v EÚ je nasledovná: ¾ Ropa - 45% dovozu ropy pochádza z Blízkeho východu do roku 2030 bude musieť byť dovozom pokrývaných 90% spotreby ropy ¾ Zemný plyn - 40% dovozu zemného plynu do EÚ pochádza z Ruska (30% z Alžírska, 25% z Nórska) do roku 2030 bude z Ruska pravdepodobne pochádzať až 60% dovážaného plynu, celková závislosť dosiahne 80%. ¾ Uhlie - v roku 2030 bude do EÚ dovážaných 66% spotrebovávaného uhlia
Ropa Ropa je dnes najdôležitejšou energetickou surovinou. Na celkovej spotrebe energie sa vo svete podieľa takmer 37% a predstavuje až 90 % z palív spotrebovaných v doprave (www.euractiv.sk). Dosiahnutie ropného peaku bude znamenať obrovský nárast cien energií. Odhaduje sa, že vrchol ropného peaku dosiahneme v roku 2010.
Využitie ropy: Ropa sa využíva na výrobu benzínu, ktorý sa získava jej frakčnou destiláciu. Na tento primárny proces nadväzujú zušľachťovanie procesy, pri ktorých sa mení chemická štruktúra a oddeľujú sa nežiaduce prímesi. Tomuto procesu štiepenia pri teplote cca 500 - 550°C sa hovorí krakovanie. Benzíny sa delia na olovnaté a bezolovnaté. Z primárnych benzínových destilátov sa získavajú technické benzíny, horľavé bezfarebné kvapaliny, škodlivé zdraviu. Ako ďalšie z frakcií ropy sa získavajú motorová nafta, letecký petrolej či petrolej na svietenie, ktoré sú zmesou uhľovodíkov, vzájomne sa líšiacimi teplotou varu. Plynový olej sa používa ako ľahký vykurovací olej a v zmesi s petrolejom pod názvom nafta ako palivo do vzletových strojov. Iné produkty z ropy sú mazacie oleje, vazelína, parafín a asfalt (Bédi, 2006). Výhody ropy: Ropa je unikátna surovina s extrémne vysokou energetickou hustotou, na využití ktorej je závislá prakticky každá krajina. Je vhodná na výrobu palivových pohonných látok, elektrickej energie a je významnou surovina chemického priemyslu Nevýhody ropy: Pri jej ťažbe dochádza k nekontrolovateľným únikom do pôdy, morí atď. Spaľovanie ropy a ropných produktov je najvýznamnejším zdrojom antropogénnych emisií vrátane skleníkových plynov, závislosť na rope podnecuje konflikty o ovládnutie jej zdrojov Zemný plyn Zemný plyn ako fosílne palivo hralo významnú rolu v druhej polovici minulého storočia. Bolo posledným objaveným fosílnym palivom a rovnako ako uhlie a ropa, vzniklo zo zvyškov fosílií rastlín a stromov počas miliónov rokov. Pojem zemný plyn je spoločný 7
názov pre viac fosílnych plynov, ktoré môžu byť použité ako palivo, ide o uhoľný plyn – vzniká pri vytváraní uhlia, a ropný plyn – vzniká z ropy pod vplyvom teploty a tlaku. Najviac zásob zemného plynu sa nachádza na Strednom východe, v Rusku a v Európe (Severné more) (www.euractiv.sk).
Využitie ZP: Surovina pre chemický priemysel (acetylén, kyanovodík a sírouhlík, formaldehyd, metanol, halogénderiváty uhľovodíkov), výroba sadze pre polygrafický a gumárenský priemysel, priemyslové palivo Výhody ZP: je vysokohodnotné palivo, významný zdroj pre odvetvia chemického, gumárenského a polygrafického priemyslu. Nevýhody ZP: obmedzený zdroj, spaľovanie zemného plynu je významným zdrojom emisií vrátane skleníkových plynov, konflikty o ovládnutie zdrojov Uhlie Akosť uhlia závisí od geologickej minulosti danej lokality. Menej kvalitné uhlie obsahuje nestále organické zlúčeniny, ľahšie sa spaľuje ale vzniká viac dymu. Pri nedokonalom spaľovaní sú produktom sadze, nespálené dechtové uhľovodíky, prípadne karcinogénne prímesi. Rozlišujeme tri hlavné druhy uhlia (lignit, hnedé uhlie, čierne uhlie), ktoré sa vzájomne líšia vekom, stupňom zuhoľnatenia rastlinných tiel ako aj úžitkovými vlastnosťami. Lignit a hnedé uhlie sú uložené tesne pod povrchom a často sa dajú ťažiť z povrchových baní. Vznikli v treťohorách, obsahujú teda menej uhlíka a viac vody, a preto majú menšiu výhrevnosť. Kamenné uhlie má čiernu farbu a ťažia sa z hlbinných baniach. Vrstvy uhlia sú uložené pod zemou v slojoch. Približne polovica z vyťaženého uhlia sa spáli v elektrárňach pri výrobe elektriny. Z tvrdého uhlia, ktoré sa nachádza hlboko v podzemí, sa pri spaľovaní uvoľňuje viac energie. S výskytom uhlia je často spojený výskyt rašeliny, ktorá sa tiež využíva ako energetický zdroj (Bédi, 2006).
Využitie: palivo a surovina pre výrobu elektrickej energie, zdroj pre chemický priemysel. Výhody: najdostupnejšie fosílne palivo - s odhadovanými rezervami na 1000 rokov. Nevýhody: dopady na vývoj klimatických zmien. Uhlie je každoročne zodpovedné za 43% svetových uhlíkových emisií - približne 2,7 miliardy ton. Uhlie je jedným z najšpinavších fosílnych palív. Očakáva sa, že úplne čisté spaľovanie uhlia (napríklad vďaka technológii zachytenia a uskladnenia CO2) nebude ekonomicky realizovateľné skôr ako za 20 rokov. Dve hlavné súčasti uhoľných spalín sú popolček a oxidy dusíka, ktoré každoročne spôsobujú množstvo ochorení dýchacích ciest v husto zaľudnených oblastiach. Emisie znečisťujúcich látok obsahujú tiež ortuť - Hg, oxidy dusíka - NOx a oxidy síry - SOx , ktoré sú zodpovedné za výskyt kyslých dažďov (www.infovek.sk). Jadrová energetika Jadrové palivá sú látky, ktoré v jadrových reakciách uvoľňujú energiu. Jadrové reakcie sa rozdeľujú na: x jadrové fúzne reakcie (ľahké prvky napr. H2) x jadrové štiepne reakcie (nuklidy ťažkých prvkov napr. 238U, 232Th, 240Pu) Urán Urán je palivovým zdrojom najčastejšie pre jadrové elektrárne. Vo väčšine uránových baní je obsah vlastného uránu nízky. Z uránovej rudy, preto môže byť vyťažená len veľmi malá časť uránu (500g z 1000kg rudy). Pri podzemnej a povrchovej ťažbe vzniká veľké množstvo odpadu. Jeho rádioaktivita predstavuje až 85 % pôvodnej rádioaktivity uránovej rudy. (Hronec, 2000) V jadrových elektrárňach je štiepenie jadier využívané na výrobu elektriny pre komerčné účely. Najpoužívanejším jadrovým palivom je oxid uraničitý UO2. Izotop 235 U je najdôležitejšou zložkou. Jadrá tohto štiepneho materiálu sú štiepené na 8
fragmenty s uvoľnením radiácie, tepla (použitého na výrobu elektriny) a neutrónov (slovensko.eco-energy.info). Viete že .... Pri nehode jadrovej elektrárne v Černobyle (26. 4. 1986) rádioaktívna kontaminácia pokryla celú Európu. Z oblasti postihnutej katastrofou muselo byť navždy evakuovaných viac ako 120 tisíc obyvateľov. Tridsať ľudí zahynulo na následky nehody a ďalších 40 000 úmrtí sa predpokladá na celom svete v dôsledku ožiarenia obyvateľstva. Celkové straty sa v roku 1990 odhadovali na 300 miliárd dolárov. K nehode došlo zavinením pracovníkov, ktorí testovali maximálne zaťaženie turbíny reaktora v prípade nehody. Kvôli testu vypli všetky bezpečnostné zariadenia a reaktor sa vymkol spod kontroly. Došlo k mnohým výbuchom, ktoré narušili reaktor a do prostredia uniklo obrovské množstvo rádioaktivity. Odsun obyvateľstva zo zamoreného prostredia trval až 36 hodín. K vážnym nehodám atómových reaktorov, sprevádzaných kontamináciou životného prostredia, došlo aj vo Windscale (1957, Velká Británia), Three Mile Island (1979, USA) a u nás na jadrovej elektrárni A-1 v Jaslovských Bohuniciach (1977).
Racionálne využívanie prírodných zdrojov V prírode sú zdroje obmedzené, preto i vzácne a tak sa musíme aj k ich spotrebe stavať. Spoločnosť aj jednotlivec majú (a musia) racionálne myslieť, racionálne sa chovať a potom aj ich konanie bude racionálne. Znamená to, že ekonomický subjekt sa má usilovať (pri svojej činnosti) o maximálny výsledok pri daných zdrojoch. Možno to povedať aj tak, že pri vytýčených cieľoch sa musí ekonomický subjekt usilovať o to, aby boli dosiahnuté s minimálnymi nákladmi (Hronec, 2000). Racionálnosť využívania prírodných zdrojov nemožno chápať len ako ich rýchlejšie a spoľahlivejšie vyhľadávanie, efektívnejšiu ťažbu a spracúvanie a hospodárnejšie využívanie. Súčasťou racionalizácie v hospodárení s nerastnými zdrojmi Zeme je aj predvídanie a zamedzenie škodlivých dôsledkov exploatácie na litosféru, hydrosféru a atmosféru, teda predvídanie ničenia a dlhodobého poškodenia biosféry a podmienok ľudského života. Racionalizácia sa musí týkať celého obehu surovinových látok: vyťaženia, komplexného spracovania bez nevyužitých prvkov a bez nežiaducich následkov ťažby, mnohonásobného použitia, návratu do prírodného prostredia vo forme odpadu, ktorý nesmie prostredie ohroziť ani poškodiť (Tölgyessy, Melicherčík, 2000).
9
ENERGIA PRÍRODNÝCH ZDROJOV ÚČEL: oboznámenie študentov s problematikou energetických prírodných zdrojov a fixácia poznatkov skupinovou prácou POTREBNÝ ČAS: 45 minút POMÔCKY: Kartičky charakteristík prírodných zdrojov pre každú skupinu, notebook, databrojektor Príloha 1 prezentácia - Globálne problémy Príloha 2 Kartičky charakteristík
METODICKÝ POSTUP: Celou aktivitou sa prelínajú dve fázy. V prvej fáze študenti pracujú v skupinách (dvojice, trojice). Každá skupina od učiteľa dostane všetky kartičky charakteristík (Príloha 2) a jeden pridelený prírodný zdroj (zo zoznamu prírodných zdrojov). Úlohou skupiny je vybrať spomedzi charakteristík tie ktoré prislúchajú k danému prírodnému zdroju. Učiteľ nechá skupinu aby na základe kartičiek charakterizovala prírodný Obr. 4 Prezentácia Prírodné zdroje (Jakabová, 2007) stručne zdroj. Po stručnej charakteristike študentov nastáva druhá fáza v ktorej učiteľ využitím prezentácie (Príloha 1) spresní charakteristiku daného prírodného zdroja a doplní ju. Takýmto striedaním oboch fáz aktivity sa prechádza jednotlivými charakteristikami prírodných zdrojov. Aby jednotlivé fázy na seba mohli plynulo nadväzovať je potrebné zachovať postupnosť prírodných zdrojov, aká je v prezentácii. Zoznam prírodných zdrojov (podľa prezentácie): • slnečná energia • veterná energia • vodná energia • biomasa • geotermálna energia • uhlie • ropa • zemný plyn • urán
10
SVETOVÁ KUCHYŇA ÚČEL: Uvedomiť si pôvod kultúrnych rastlín, ako prírodného zdroja s ktorým sa každodenne stretávame POTREBNÝ ČAS: 20 minút POMÔCKY: Mapa výskytu a Zoznam kultúrnych rastlín pre každú skupinu, písacie potreby Príloha 3 Mapa výskytu Príloha 4 Zoznam kultúrnych rastlín Príloha 5 Mapa výskytu - riešenie
METODICKÝ POSTUP: Učiteľ rozdelí študentov do skupín (dvojice až štvorice). Je možné ponechať rozdelenie študentov do skupín s predchádzajúcej aktivity. Každá skupina dostane Mapu výskytu (Príloha 3) a Zoznam kultúrnych rastlín (Príloha 4). Ich úlohou je určiť ktoré kultúrne rastliny odkiaľ pochádzajú. Dohodnúť sa v rámci skupiny a k jednotlivým kontinentom priradiť vhodné kultúrne rastliny rastlín. Na záver učiteľ skontroluje úlohu, prezradí správne riešenia a vyhodnotí celú aktivitu. Mapa výskytu:
Zoznam kultúrnych rastlín: ZEMIAKY PARADAJKY FAZUĽA JAČMEŇ VINIČ SLIVKA PŠENICA HRACH ĽAN CESNAK CIBUĽA MARHUĽA BROSKYŇA UHORKA KUKURICA REPA MRKVA PETRŽLEN
11
NEVIDITEĽNÁ RUKA TRHU ÚČEL: Pomôcť porozumieť princípom a dôsledkom fungovania voľného obchodu a tomu, ako obchod súvisí s prosperitou Zeme. Simulačná hra je vytvorená tak, aby pomohla pochopiť ako môže obchod pozdvihnúť, alebo naopak byť prekážkou rozvoja rôznych krajín a spoločností. Hra má prebudiť záujem o problém a vyprovokovať diskusiu o systéme svetového obchodu. POTREBNÝ ČAS: 90 minút POMÔCKY: Pre šesť skupín potrebujeme: 30 bielych listov papiera formátu A4, 30 bankoviek (každá v hodnote 100 libier), 2 listy farebného lepiaceho papiera, 4 rovnaké nožnice, 4 rovnaké pravítka, 2 kružidlá, 2 uhlomery, 2 pravouhlé trojuholníky, 14 ceruziek, 2 baliace papiere ZDROJ: CAHA, M. a kol., 1996. Hry a výchova k trvale udržitelnému rozvoji. Praha: Brontosaurus, 75 s. - upravené
METODICKÝ POSTUP: Hru vedú dvaja organizátori. Učiteľ hru riadi reprezentuje OSN a má rozhodujúci hlas pri všetkých sporoch. Jeho úlohou je mať hru pod kontrolou, všímať si ako sa vyvíja a občas vyhlásiť nové inštrukcie, ktorými zmení smer hry. Druhý je bankár (môže byť aj študent), ktorý vykupuje vyrábaný tovar a má na starosti financie. Pomôcky sa rozdelia do nasledujúcich súborov (do každého súboru duplicitne): Súbor A: 2 nožničky, 2 pravítka, 1 kružidlo, 1 pravouhlý trojuholník, 1 uhlomer, 1 list papiera, 6 bankoviek, 4 ceruzky Súbor B: 8 listov papiera, 1 list farebného papiera, 2 bankovky, 1 ceruzka Súbor C: 4 listy papiera, 2 bankovky, 1 ceruzka Študentov rozdelíme do šiestich skupín a ukážeme im ich pracovný priestor (každá skupina musí mať v dispozícii stôl a stoličky). Všetky skupiny dostanú súbor pomôcok, ktorý im prináleží. 2 skupiny dostanú súbor pomôcok A. Tieto skupiny predstavujú vyspelé krajiny: Japonsko, USA. Súbor B prináleží 2 skupinám zastávajúce krajiny: Brazília, Nigéria. Súbor C zostáva skupinám predstavujúcich krajiny tretieho sveta: Somálsko a Ghana. Cieľom každej skupiny je zarobiť čo najviac peňazí s pomocou tých potrieb, ktoré majú v dispozícii, nesmú použiť žiadne iné! Tovar, ktorý vyrábajú a z ktorým obchodujú, sú tvary z papiera, zhotovené podľa vzoru na tabuli (plagáte) umiestnenej na viditeľnom mieste. Každý tvar má určitú cenu, ktorá je napísaná na tabuli. Bankár vykupuje jednotlivé vzory vždy po piatich a získanú sumu pripíše na účet krajiny, ktorú reprezentuje. Všetky kusy ponúknuté bankárovi musia byť vystrihnuté nožničkami, musia mať ostré hrany a presnú veľkosť. Prehľad tovaru:
200 $
150 $
Podľa vonkajšieho obvodu uhlomera
4 x 4 x 4 cm
300 $ 4 x 5 cm
500 $ r = 3 cm
200 $ 10 x 8 x 5 cm
Skupiny A začnú vyrábať vzory okamžite, ale suroviny sa im rýchlo minú a budú ich musieť kúpiť od ostatných skupín. Treba si všímať ako sa budú meniť podmienky 12
obchodu počas hry a využiť to v diskusii. Niektoré skupiny sa budú cítiť bezmocné a prehliadané. Takýmto skupinám môže vedúci poskytnúť viac informácii ako ostatným, v prípade veľkej materiálnej núdze aj pomoc OSN. Každý zásah vedúceho do hry by mal byť paralelou k reálnemu svetu: Zmena tržných cien: Keď hra už chvíľu prebieha môže sa zmeniť hodnota niektorých tvarov. Takáto zmena simuluje situáciu, keď je trh presýtený niektorým tovarom, alebo naopak, je po ňom veľký dopyt. Zásoby surovín: Niektorej skupine môže učiteľ poskytnúť papiere z tajných zásob a oznámiť ostatným krajinám, že bolo objavené nové ložisko surovín. Použitie farebného lepiaceho papiera: Dve skupiny dostali na začiatku list farebného lepiaceho papiera. Tento papier predstavuje cennú surovinu (drahý kov), ktorá keď sa nalepí na niektorý tovar zvyšuje jeho hodnotu. Učiteľ im túto skutočnosť nemusí prezradiť a oni ho môžu použiť ako bežný papier. Je to skutočná paralela v situácii krajiny, ktorá nepozná skutočnú hodnotu zdroja, ktorým disponuje. Môžu však o jeho hodnote vedieť iné krajiny, ktoré to určite budú chcieť využiť. Pomoc OSN: Učiteľ môže niektoré skupiny podporiť tým, že im poskytne pomoc OSN za určitých stanovených podmienok, napríklad že tretinu vyrobeného tovaru vráti naspäť OSN. V priebehu hry môžu vzniknúť rôzne obchodné združenia medzi skupinami, niektoré skupiny môžu uvaliť poplatky, clá, embargo. Niektoré skupiny sa môžu spojiť, vytvoriť Kartely na ochranu pred vykorisťovaním skupinami A. Na záver jednotlivé skupiny popíšu, akú mali stratégiu a ako sa im spolupracovalo s ostatnými krajinami. Námety k diskusii: Čo ste pri hre cítili? Na aké problémy ste počas hry narazili? Aké problémy mali chudobné krajiny a aké bohaté? Vyhovovalo vám rozdelenie zdrojov a technológii? S ktorou krajinou sa vám dobre obchodovalo a s ktorou nie? Ako to zodpovedá reálnej situácii?
13
POUŽITÁ LITERATÚRA BÉDI, E., 2006. Obnoviteľné zdroje energie. AINOVA. (Dostupné na internete: www.modernlearning.org) HRONEC, J, 2000. Prírodné zdroje. Košice: Royal Unicorn, 234 s. KLINDA, J., LIESKOVSKÁ, Z. et al., 2003. Správa o stave životného prostredia Slovenskej republiky v roku 2003. Banská Bystrica: MŽP SR a SAŽP, 240 s. KLINDA, J. et al., 2002. Príručka environmentalistu. Banská Bystrica : SAŽP, 270 s. MARKO ET AL., 1988 in BÉDI, E., 2006. Obnoviteľné zdroje energie. AINOVA. (Dostupné na internete. www.modernlearning.org) PADO, R., 2003. Pôda – biologický filter zeme. Liptovský Mikuláš : OZ Tatry, 127 s. PUCHEROVÁ, Z., 2005. Monitorovanie kvality a stav životného prostredia v Slovenskej republike. Nitra : FPV UKF, 174 s. TÖLGYESSY, J., RUŽIČKA, I., HARANGOZÓ, M., 1997. Ekochémia. FPV UMB, Banská Bystrica, 113 s. TÖLGYESSY, J., MELICHERČÍK, 2000. Globálne problémy životného prostredia a trvalo udržateľný rozvoj. Banská Bystrica: UMB, 193 s. TURNER, R.K. ET AL., 2002. Ekonómia životného prostredia. Bratislava : EU, 257 s. ZÁKON Č. 17/1991 ZB. o životnom prostredí Použité internetové stránky: http://kekule.science.upjs.sk/ekologia/material/ucebnetexty/s8.htm http://www.infovek.sk/predmety/enviro/index.php?k=29 http://www.u.arizona.edu/~jbegg/lab4/195737KT.JPG http://www.euractiv.sk/energetika/zoznam_liniek/uhlie-cisty-energeticky-zdrojbuducnosti
14
