Energia nieodnawialna, odnawialna i jądrowa1

Projekt „ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków

Europejskiego Funduszu Społecznego

Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013

CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu SpołecznegoPrezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie

DANE INFORMACYJNE

• Nazwa szkoły:

Zespół Szkół Samorządowych w Sycewicach

• ID grupy:

96_5_mp_g2

• Kompetencja:

Matematyczno-przyrodnicza

• Temat projektowy:

Debata: Za i przeciw energii jądrowej

• Semestr/rok szkolny:

Semestr V/ rok szkolny 2011/2012

KTÓRĄ ENERGIĘ WYBRAĆ?

Energia odnawialna, nieodnawialna

i jądrowa…

Czas na podjęcie decyzji, a kluczem do tego jest wiedza

NIEODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII

ENERGIA NIEODNAWIALNANieodnawialne źródła energii to wszelkie źródła energii, które nie odnawiają się w krótkim okresie.

Ich wykorzystanie jest znacznie szybsze

niż uzupełnianie zasobów.

Ich przeciwieństwem są odnawialne źródła energii.

- węgiel brunatny,

- ropę naftową,

- gaz ziemny,

- łupki bitumiczne,

- uran, a także inne pierwiastki promieniotwórcze

Odtwarzanie naturalne takich źródeł energii

trwa znacznie dłużej niż ich wykorzystanie.

DO ŹRÓDEŁ ENERGII NIEODNAWIALNEJ ZALICZYMY TAKIE SUROWCE ENERGETYCZNE JAK:

ZŁOŻA PALIW KOPALNYCH AN CAŁYM ŚWIECIE

ZNACZENIE I POZYSKIWANIE PALIW NATURALNYCH

Węgiel zaliczany jest do konwencjonalnych źródeł energii, obecnie na świecie w wielu krajach stanowi on jej podstawowe źródło. Światowe zasoby węgla są wyższe od innych paliw kopalnych. Pozyskujemy go z kopalni.

Ropa naftowa – Ma podstawowe znaczenie dla gospodarki światowej jako surowiec przemysłu chemicznego, a przede wszystkim jako jeden z najważniejszych surowców energetycznych.

Gaz ziemny w stanie naturalnym jest bezbarwny, bezwonny, lżejszy od powietrza . Tak jak ropę naftową pozyskujemy z wnętrza Ziemi .

KOSZTY UZYSKANIA I EKSPLOATACJI

URAN . . .

Uran jest paliwem najczęściej wykorzystywanym przez elektrownie jądrowe do rozszczepu atomów. Choć jest metalem powszechnie występującym i znajduje się go w skałach na całym świecie to zaliczamy go do nieodnawialnych źródeł energii.

Elektrownie wykorzystują tylko jeden konkretny rodzaj uranu, ponieważ atomy pierwiastka U-235 łatwo się rozdzielają. Podczas rozszczepiania, mała cząsteczka zwana neutronem uderza atom uranu i rozdziela go, uwalniając ogromną ilość energii w postaci wysokiej temperatury i promieniowania

JAK WYGLĄDA RUDA URANU?

MIEJSCA WYDOBYCIA URANU

GAZ ZIEMNY JAKO SUROWIEC ENERGETYCZNY

Gaz ziemny służy przede wszystkim jako surowiec energetyczny (jest on tańszym od węgla kamiennego i ropy naftowej surowcem), oraz w małej skali jako surowiec w przemyśle chemicznym (m.in. z niektórych jego odmian wyodrębnia się hel).

MAPA WYDOBYCIA GAZU ZIEMNEGO W POLSCE

NA JAKI DO AUTA?

Gaz ziemny nie jest poddawany przeróbce. Gaz ziemny wysokometanowy jest bardzo dobrym paliwem silnikowym. W silniku samochodu podczas spalania: wydziela się 3-krotnie mniej toksycznych związków niż w przypadku benzyny, nie występuje zjawisko dymienia, nie powstają substancje stałe, silnik pracuje ciszej o 10 Db i ma większą żywotność (nie występuje efekt zmywania filmu olejowego ze ścianek cylindra), paliwo metanowe jest bezpieczniejsze od benzyny. Gaz ziemny jest tani i łatwo

dostępny.

WADY ENERGII KONWENCJONALNEJ

Największa wada

• Zapasy ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla

• Niedługo się skończą !!!

Kiedy to się stanie ?

• Ropa naftowa – daje na rezerwy na 43 lata

• Gaz ziemny – daje nam rezerwy na 63 lata

• Węgiel – daje nam rezerwy na 141 lata

INNĄ WADĄ JEST HAŁAS PRZY ICH WYDOBYCIU !!!

WADY ENERGII KONWENCJONALNEJ

•generowanie trujących gazów (np. tlenku węgla),

•wytwarzanie gazów cieplarnianych (np. dwutlenku węgla).

•wytwarzanie smogu w terenach uprzemysłowionych (np. tlenek azotu)

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII

Energie odnawialne to takie, których źródła są niewyczerpane i których eksploatacja powoduje możliwie najmniej szkód w środowisku.

GRUPY ENERGII ODNAWIALNYCH

Istnieje pięć grup energii odnawialnych

WodnaBiomasy GeotermalnaWiatruSłoneczna

Udział procentowy w światowej produkcji en. odnawialnych:

92,55,51,50,50,05

WYKORZYSTANIE ENERGII ODNAWIALNEJ NA ŚWIECIE

wodna biomasy geotermalna wiatru słoneczna

ENERGIA WODY

Woda pokrywa aż trzy czwarte naszej planety.

Od dawna znajdowała zastosowanie w domach, rolnictwie, przemyśle czy transporcie.

Dziś stanowi również jeden z największych potencjałów energetycznych.

ELEKTROWNIA WODNA W ŻYDOWIE

Elektrownia Żydowo –elektrownia szczytowo

pompowa znajdująca się w

Żydowie w powieciekoszalińskim, której

właścicielem jest ENERGA

Zakład Elektrowni Wodnych.

ZALETY I WADY ENERGII WODY

ZALETY

nie zanieczyszcza środowiska (brak odpadów, emisji gazów)

łatwe gromadzenie energiidługi czas działania

instalacjiwzrost retencji (zbiorniki)

WADY

ingerencja w środowisko naturalne (duże elektrownie) – erozja, zamulenie

zmiana/zniszczenie naturalnych siedlisk

wysokie koszty instalacjizależność od opadównie wszędzie dostępna

ENERGIA SŁOŃCA

Pasywną energię słoneczną

można wykorzystywać bezpośrednio do

ogrzewania budynków o nowoczesnej konstrukcji. Technologia pozwala także

przekształcać energię słoneczną w ciepło lub w

energię elektryczną.

KOLEKTORY SŁONECZNE

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło. Energia docierająca do kolektora zamieniana jest na energię cieplną nośnika ciepła, którym może być ciecz (glikol, woda) lub gaz (np. powietrze).

ZALETY I WADY ENERGII SŁOŃCA

ZALETY

brak emisji zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych

łatwe utrzymanie/ konserwacja urządzeń

możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii

WADY

ogniwa fotowoltaiczne budowane są z użyciem szkodliwych substancji

ustawione ogniwa zajmują dużą powierzchnię

ENERGIA WIATROWA

Energia wiatru jest jednym z odnawialnych źródeł energii. Współcześnie stosowane turbiny wiatrowe przekształcają ją na energię mechaniczną, która dalej zamieniana jest na elektryczną.

Pierwsze wzmianki o wiatrakach znajdują się już w kodeksie Hammurabiego. Wiatraki te służyły do pompowania wody i melioracji pól, a ich oś obrotu była pionowa. Przez ponad 2500 lat wiatraki miały pionową oś obrotu, dopiero w 1105 roku powstał pierwszy opis wiatraka o poziomej osi obrotu, czyli takiego, jaki jest obecnie najpopularniejszy.

Z kolei pierwszym zapisem dotyczącym wiatraków na ziemiach polskich jest zezwolenie zakonnikom z Białego Buku na jego budowę wydane przez księcia Wisława z Rugii w 1271 roku.

ELEKTROWNIA WIATROWAElektrownia wiatrowa to zespół urządzeń produkujących energię elektryczną, wykorzystujących do tego turbiny wiatrowe. Energia elektryczna uzyskana z wiatru jest uznawana za ekologicznie czystą, gdyż, pomijając nakłady energetyczne związane z wybudowaniem takiej elektrowni, wytworzenie energii nie pociąga za sobą spalania żadnego paliwa.Światowym potentatem w

produkcji energii wiatrowej są Niemcy (ok. 40% produkcji

w skali całego globu).

ZALETY I WADY ENERGII WIATRU

ZALETY

czyste źródło energiimożliwość wykorzystania

w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii

WADY

hałasingerencja w krajobrazzależność od pogodydość wysoki koszt budowyzakłócanie fal radiowych i

telewizyjnychzagrożenie dla ptaków i

innych gatunków migrujących

CECHY WODORU JAKO PALIWA :

• Wodór ze względu na swoją mała masę cząsteczkową oraz dużą wartość ciepła spalania ma największy stosunek energii do masy, siła eksplozji wodoru jest 2.5 razy większa niż konwencjonalnych paliw węglowodorowych.

• Wodór cechuje się także dobrymi wartościami charakteryzującymi paliwa takimi jak:

temperatura zapłonu -253°C (dla porównania -188°C metan, -104°C propan, -43°C benzyna, 11°C metanol)

temperatura samozapłonu 585°C (dla porównania 540°C metan, 490°C propan, -385°C metanol, 230-480°C benzyna)

JAK POWSTAJE WODÓR ??

Wodór to najprostszy pierwiastek chemiczny. Jest pierwszy w układzie okresowym. Wodór został wydzielony w XVI wieku przez T. Paracelsusa. w reakcji kwasu octowego z żelazem powstało palne powietrze, czyli wodór.

W 1766r. wodór odkrył H. Cavendish, angielski chemik, i został nazwany przez niego czystym flogistonem. W XVII i XVIII wieku flogistonem nazywano hipotetyczną substancję, będącą przyczyną palności. Teoria „flogistonu”, opracowana przez dwóch niemieckich chemików - J. J. Bechera oraz J. E. Stahla, głosiła, że substancje palne, zwłaszcza metale, składały się z "ziemi" oraz "flogistonu", a w trakcie procesu spalania wydzielał się flogiston i uwalniała się "ziemia", czyli tlenek.

2 CH3COOH + Fe -> Fe(CH3COO)2 + H2

Kwas octowy w połączeniu z żelazem dale octan żelaza(II) i wodór

OGNIWO PALIWOWE . . .

• W ogniwie paliwowym następuje bezpośrednia przemiana energii chemicznej w energię elektryczną. Jest to ogniwo galwaniczne, w którym paliwo, wodór w stanie czystym lub w mieszaninie z innymi gazami, jest doprowadzany w sposób ciągły do anody, a utleniacz, tlen, w stanie czystym lub mieszaninie (powietrze) podawany jest w sposób ciągły do katody.

Budowa ogniwa paliwowego

OGNIWA PALIWOWE . . .

Wady :

• Niskie napięcie prądu uzyskiwane z pojedynczej celi < 1 V

• Produkcja prądu stałego (czasami jest to zaletą)

• Drogie materiały na katalizatory

• Stosunkowo niewielkie moce uzyskiwane z modułu.

Zalety:

• Emisja dwutlenku siarki, tlenku azotu, węglowodorów, tlenków węgla i cząstek stałych ekstremalnie mała

• Niski poziom hałasu• Praktycznie dowolna i zajmująca mało miejsca lokalizacja

• System modułowy łatwość, szybkość i ekonomiczność budowy

ENERGIA GEOTERMALNACo to jest ?

• Energia geotermiczna to energia wydobytych na powierzchnię ziemi wód geotermalnych. Energię tę zalicza się do energii odnawialnej, bo jej źródło - gorące wnętrze kuli ziemskiej - jest praktycznie niewyczerpalne. W celu wydobycia wód geotermalnych na powierzchnię wykonuje się odwierty do głębokości zalegania tych wód.

Jak powstała ?

• Źródłem energii geotermalnej jest wnętrze Ziemi o temperaturze około 5400 °C, generujące przepływ ciepła w kierunku powierzchni. Początkowo, prawdopodobnie, ciepło wewnętrzne Ziemi pochodziło głównie z kontrakcji grawitacyjnej w okresie formowania się planety.

JAK POWSTAJE ENERGIA GEOTERMALNA

CO TO JEST GEJZER ?

• Gejzer – rodzaj gorącego źródła, które gwałtownie wyrzuca słup wody i pary wodnej o temperaturze wrzenia. Woda z gejzerów ogrzewana jest zalegającą kilka kilometrów pod powierzchnią ziemi magmą w procesie hydrotermalnym.

• Wybuchy gejzerów są dość regularne, ale dla każdego źródła odstępy pomiędzy kolejnymi wybuchami są inne. Woda może być wyrzucana na wysokość nawet 30-70 m.

JAK TO SIĘ DZIEJE . . . ?

CZY DA SIĘ FUNKCJONOWAĆ KORZYSTAJĄCZ ODNAWIALNEJ ENERGII NA CO DZIEŃ?

ENERGIA JĄDROWA

ATOMOWI GIGANCI

Na świecie liczy się pięciu potentantów :

•z Francji,

•Rosji,

•USA,

•Japonii

•Kanady.

ELEKTROWNIA JĄDROWA

Elektrownia jądrowa to elektrownia cieplna, w której woda podgrzewana jest nie przez ciepło wyzwalane w czasie spalania węgla lub węglowodorów, lecz przez ciepło wytwarzane w czasie zachodzenia łańcuchowej reakcji rozszczepiania jąder.

Ciężkie jądro ulega rozszczepieniu - samorzutnie bądź na skutek zewnętrznego bodźca - na dwa fragmenty lżejsze jądra i kilka neutronów, uwalniając znaczną energię.

Neutrony te z kolei powodują dalsze rozszczepienia, powodując łańcuchowy przebieg procesu.

PALIWO DO ELEKTROWNI JĄDROWEJ

Paliwem jest izotop uranu U-235 - sam lub zmieszany z izotopem plutonu Pu-239.

Inne elementy, np. turbina czy generator prądu, są takie same jak we wszystkich elektrowniach cieplnych.

Zalety Elektrowni Jądrowych

Nie emituje pyłów oraz szkodliwych gazów,przez co w minimalnym stopniu degraduje środowisko.

Ogranicza eksploatację paliw kopalnych.

.

WIELOKROTNE ZMNIEJSZENIE ILOŚCI ODPADÓW I POWIERZCHNI ICH SKŁADOWANIA.

Najnowsze reaktory jądrowe

rozwiązują problem odpadów

poprzez wykorzystanie ich

w procesie spalacyjnym!

Eliminuje problemy usuwania i składowania lotnych popiołów.

Nie wymaga hałaśliwych urządzeń do nawęglania.

W porównaniu do innych nienaturalnych sposobów wytwarzania energii powoduje stosunkowo niewielkie szkody w środowisku naturalnym

Tańszy niż inne, sposób wytwarzania

energiiElektrownie jądrowe mają wiele zalet - pierwsza z nich to niski udział cen paliwa w koszcie produkcji energii elektrycznej. W elektrowni atomowej wynosi zaledwie 10 proc., w węglowej - 30 proc., a w gazowej - 75 proc. Udział kosztów samego niewzbogaconego uranu jest jeszcze mniejszy - wynosi zaledwie 3-5 proc. To sprawia, że nawet dwukrotny wzrost cen uranu powoduje, że cena prądu rośnie zaledwie o kilka procent.

• stale otrzymywana energia

• duża ilość produkowanej energii

PODSUMOWUJĄC:

• zapewnienie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej

• konkurencyjne ceny energii elektrycznej

• różnorodność bazy paliwowej elektroenergetyki

• czystsze środowisko

• rozwój nowoczesnej i bezpiecznej technologii w Polsce

• nowe miejsca pracy

• nowe kierunki studiów

• rozwój polskich przedsiębiorstw

• rozwój regionów

WADY ENERGETYKI JĄDROWEJ

- ryzyko awarii, zagrożenie bezpieczeństwa

-problemy ze składowaniem odpadów radioaktywnych

-składowania radioaktywnych opadów

-wysokie koszty budowy i eksploatacji

- Negatywne nastroje społeczne

SKŁADOWANIE MATERIAŁÓW RADIOAKTYWNYCH Składowanie materiałów radioaktywnych pod ziemią jest obecnie najbardziej promowanym przez przemysł nuklearny sposobem składowania odpadów promieniotwórczych.

Inną stosowaną metodą składowania wysokoaktywnych odpadów radioaktywnych jest ich przechowywanie w basenach z wodą. Baseny paliwowe zostały jednak zaprojektowane na potrzeby składowania tymczasowego. Stwarzają one wiele zagrożeń, jak na przykład utrata chłodziwa i związana z tym możliwość samoczynnego zapalenia się paliwa.

Dopóki nie zostanie opracowana bezpieczniejsza metoda, akceptowalne jest jedynie składowanie odpadów na terenie obiektów jądrowych, na powierzchni ziemi w pomieszczeniach przeznaczonych do suchego składowania.

Żródło : http://www.greenpeace.org/poland/co-robimy/klimat-i-energia/energia-atomowa/odpady-radioaktywne/skladowanie-odpadow

AWARIA W CZARNOBYLU

Dnia 26 kwietnia 1986 roku miała miejsce największa katastrofa w historii energetyki jądrowej a jednocześnie jedna z największych katastrof przemysłowych XX wieku. Bezpośrednią przyczyną katastrofy były dwa wybuchy, pierwszy to wybuch pary wodnej, drugi to wybuch tzw. ”mieszanki wybuchowej”, którą tworzy wodór w kontakcie z powietrzem. Do wybuchów doszło w bloku nr 4 elektrowni. Wybuchy te były skutkiem źle przygotowanego i błędnie przeprowadzonego eksperymentu, który miał na celu poprawę bezpieczeństwa funkcjonowania reaktora.

Źródło: http://www.czarnobyl1986.pl/fakty-o-czarnobylu/katastrofa-czarnobylska

SKAŻENIE ŚRODOWISKA

Strefa skażona, odstrzał wilków -

mutantów, napadających na

okoliczne domostwa, fot. East News

NASTROJE SPOŁECZNE: STRACH….

Dlaczego sprzeciwiamy się budowie elektrowni atomowej w Polsce?:

•Obawa przed katastrofą, podobną do tej, jaka miała miejsce w Czarnobylu

•Koszty całkowite są o wiele wyższe, niż się o tym mówi

•Nawet małe promieniowanie z reaktorów jest niebezpieczne dla zdrowia

•Składowanie odpadów radioaktywnych nie jest bezpieczne dla środowiska

•Energia atomowa wcale nie jest najtańsza

WIEDZA KLUCZEM DO OSWOJENIA SIĘ

Z ENERGETYKĄ JĄDROWĄ

IM WIĘCEJ WIESZ, TYM MNIEJ MASZ OBAW,

WIĘC PRZECZYTAJ NASZĄ PREZENTACJĘ

JESZCZE RAZ

Projekt „ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków

Europejskiego Funduszu Społecznego

Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013

CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu SpołecznegoPrezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie