«Альтернативні види палива. Енергозбереження. Екологічні проблеми.»

Перебіг уроку

I.Організаційний момент

                        Продзвенів уже дзвінок,  в житті зробимо ще крок.

                        Розглянемо тему глобальну, бо  для нас це актуально.

                        Щоб відповідь дати могли ви на кожному кроці,

                        Поговоримо, про альтернативне паливо,  сьогодні на уроці.                                   

II.Мотивація навчальної діяльності

Вчитель. 

                                              Природа відплачує нам по праву

                                               За ту нерозумну страшну потраву,

                                               Що люди вчинили на тілі Землі,

                                               За рани її, великі й малі...

Сьогодні на уроці піде мова про енергозбереження та альтернативні джерела енергії. А у колі однодумців зібрались фахівці, які дадуть безліч пропозицій та порад у виріщенні даного питання.   Гадаю, що  для обговорення даної теми зібралися небайдужі люди, а справжні прихильники чистого повітря та дбайливі господарі. ( впродовж уроку демонструються слайди презентації,  тема бесіди, цілі  сл.1, 2).

III.Вивчення нової теми

Вчитель. Сьогодні дуже актуальною є тема впровадження у виробництво сучасних екологічно безпечних, ресурсо – та енергозберігаючих технологій, та поступовий перехід на нетрадиційні джерела енергії, які зменшуватимуть забруднення навколишнього середовища.

Я зараз хочу звернутися до фахівців, які мають інформацію та певні напрацювання у  напрямку нетрадиційних та поновлюваних джерел енергії.

Агроном. Особливу увагу у вирішенні цієї проблеми треба віддати альтернативним видам палива,  які б скоротили надходження  вуглекислого газу в атмосферу. Зараз активно розглядаються питання відновних джерел енергії, і особлива увага надається  твердим видам біопалива (сл.3). Це насамперед побічним продуктам рослинництва – соломі і лушпинню соняшника, з яких виготовляють  пелети та брикети. Пелети не містять шкідливих домішок.  У нашому місті на пелетах працюють котельні центральної лікарні,  кількох навчальних закладів та й більшість приватних товариств надають перевагу такому виду палива. 

Прийом дослідної роботи

Вчитель. Котельня нашого НВК №2 працює на природному газі. Зробіть розрахунки, чи вигідно нашому навчальному закладу перейти на опалення соняшниковими пелетами, якщо за тепловіддачею 1 т пелет в середньому дорівнює 500 м куб природного газу, а школа за  добу витрачає 250 м куб голубого палива. Ціна  1 м куб газу для навчального закладу складає 4,60 грн, а тонна пелетів коштує 800 грн.

(Очікувані розрахунки: вартість використаного газу 250×4,60=1150 грн (за добу), а пелетів, враховуючи їх тепловіддачу, на добу вистачить 0,5т і вартісні витрати складуть 400 грн. Тобто обігрівати наш НВК біопаливом дешевше у 2,6 рази. Від роботи такої котельні практично немає ні диму, ні інших викидів).

Економіст. Був час, коли  на полях нашого району можна було спостерігати, як після жнив горить стерня та відходи зернових культур – солома.  Але зараз все змінилося.  Існуючі сьогодні технології в галузі біопалива дозволяють  переробляти солому в цінні паливні гранули і брикети. У передмісті Оріхова, у  «Преображенській територіальній громаді», практикують використання тюків пресованої соломи для обігріву невеликих приміщень: майстерні з ремонту сільськогосподарської техніки, гараж та приміщення млина.   Можна запровадити такі технології і до   кукурудзяних та соняшникових стебел,  очерету.  Та досить важливим у цьому технологічному процесі є те,   що під час згоряння біомаси  вміст СО2 в атмосфері не збільшується, а отже й парниковий ефект не посилюється.

Біолог. Але самих лише відходів замало, аби обігрітися. Вважаю, що у нашому місті є всі умови для вирощування енергетичної верби.(сл.4). Вона  добре росте на непридатних для сільського господарства землях і є чи не найекономнішим видом альтернативного палива. Луки і плантажі у нашому краї добре підійшли б для вирощування цієї рослини. Бо саме енергетична верба покращує структуру грунту: маючи невелику кореневу систему вона бере поживні речовини лише  з верхнього шару, а опале листя перетворюється на гній. Крім того верба здатна осушувати заболочені ділянки. За три роки рослина виростає заввишки 5 метрів, діаметром до 10 см, тобто з гектара можна збирати до 30 тонн деревини. Через три роки вона знову виростає, і ці цикли можуть  тривати до 25 – ти років.

Хімік. В умовах глобальної кліматичної кризи набуває поширення біогазове виробництво. Це безвідходне виробництво виконує природоохоронну і ресурсозберігаючу функцію,  не призводить до утворення будь – яких відходів, а ще й утилізує відходи сільськогосподарського виробництва, і частково дозволяє вирішувати проблему збереження енергоносіїв. Існує технологія перетворення свинячого гною на електроенергію (сл.5). Під час бродіння утворюється газ, який використовують для виробництва електроенергії, а перероблені бактеріями відходи  - для добрива. Так, з біомаси, що утворюється від 2500 свиней отримують 1000 м куб. біогазу, який еквівалентний 600 л дизельного пального. Таке виробництво існує у фермерському господарстві «Світанок». Анаеробне збродження має багато переваг, як екологічних так і економіко – технічних перед спалюванням біомаси. 

Вчитель.  Шановні присутні, сьогодні ми  розглядаємо дуже актуальну тему. Тому на нашу електронну пошту надійшло кілька листів, які ми розглянемо, а наші фахівці дадуть на них вичерпну відповідь.   У мене є  лист з приводу забрудненого повітря. Цей  лист надійшов від учнів 8 А класу Оріхівського НВК №2 ім. академіка В. А. Лазаряна.

Лист 1.  Наш НВК знаходиться на перехресті вулиць Й. Янцена і Т. Г. Шевченка. Досить часто можна спостерігати білий смог, який утворився вихлопними газами автомобілів. Чи шкідливо це для дітей? Як зменшити концентрацію забруднюючих речовин біля школи?

Біолог. Звичайно це шкідливо. Як правило вздовж транспортних магістралей підвищені концентрації чадного газу, оксидів нітрогену, солей важких металів, а точніше, свинцю. Щоб покращити екологічну ситуацію навколо навчального закладу, необхідно посадити дерева, що поглинають ці шкідливі речовини: кінський каштан, тополю чорну, липу дрібнолисту.

Прийом  дослідної роботи.

Вчитель. 1. Визначте кількість автомобілів, що проходять повз ваш навчальний заклад за одну годину. Вантажівки та легковики лічіть окремо. Обчисліть, яких збитків вони завдають довкіллю, якщо легковий автомобіль за одну годину виробляє до 60 м куб. вихлопних газів, вантажний – 120 м куб, а під час простоювання біля світлофора з увімкненим двигуном кількість викидів збільшується утричі. Обчисліть сумарну кількість викидів за день. (завдання  було випереджальним)

Вчитель. Вперше думку про вплив газів, що накопичуються у атмосфері завдяки людській діяльності, висловив наприкінці XIX століття Нобелівський лауреат С. Арреніус. Він вважав, що гази, які потрапляють в атмосферу, поглинають тепло і затримують теплове випромінювання з поверхні планети, тим самим підвищуючи температуру поверхні Землі і створюючи так званий парниковий ефект.

Фізик. Я з вами погоджуюсь. Сонячна енергія досягає поверхні Землі та нагріває її. Частина  енергії відбивається та перетворюється на тепло. Парникові гази в атмосфері поглинають теплове  випромінювання, яке відбивається земною поверхнею, і частково посилають його назад, створюючи умови для додаткового нагріву  земної поверхні і нижніх шарів атмосфери. В результаті  теплове випромінювання поглинається багато разів, а парниковий ефект змінює тепловий баланс планети. Я пропоную  використовувати сонячну енергію геліотермальними колекторами. (сл.6). Зовсім недавно в селі Новому Токмацького району Запорізької області стала до ладу сонячна установка, яка забезпечує енергією місцеве населення та сільські виробництва. А останнім часом  геліотермальні установки використовуються і в нашому Оріхівському районі, зокрема у Комишувасі, Микільському. В денний час вони акумулюють сонячну енергію, а в нічний час забезпечують  вуличне освітлення. Тривалість часу, протягом якого щодня працює сонячна батарея, становить приблизно 4 години. Цей показник є середнім і враховує хмарні та дощові дні.

Вчитель. Я перепрошую, ми отримали ще один лист. Послухаємо його.

Лист 2. Я проживаю у приватному будинку. Щоб убезпечити своє господарство від  крадіїв, я щовечора вмикаю світло на подвір’ї. Розумію, що це зайві витрати для мого бюджету, але іншого рішення я не знайшов.

Фізик. Звичано, це не лише ваші витрати, а й держави. Для того, щоб 12 годин щодня протягом року горіла одна лампа потужністю 100 Вт, необхідно спалити 180 кг вугілля, внаслідок чого в атмосферу буде викинуто 425 кг СО2. Тому я пропоную вам перейти на використання сонячних світильників, які на протязі дня акумулюють сонячну енергію. Коштують вони не дорого, не потребують особливого обслуговування, а освітлення вашої приватної території забезпечать.

Вчитель. Турбує нас запитаннями ще один дописувач. Ось що він запитує у своєму листі.

Лист 3. Я сільський житель і  будинок знаходиться неподалік луків. Мій сусід одного дня здивував односельців, поставивши на власному городі вітрогенератор, для домашнього господарювання. Чи має він рацію.

Фізик. Так.  Луки – це той саме ландшафт, де добре впишеться вітрогенератор. Використання сили вітру є одним з альтернативних джерел енергії. Завдяки використанню енергії вітру (сл.7) можна не тільки вирішити проблему електропостачання заміського будинку, що знаходиться далеко від комунікаційних мереж, але і зробити житло повністю незалежним від електропостачальних організацій.  Тим більше, що виробництво електроенергії за допомогою "вітряків" не супроводжується викидами вуглекислого чи будь-якого іншого газу, а енергія вітру, на відміну від викопного палива, невичерпна.

Вчитель.  Дякую за листи.  Продовжуємо розглядати досить актуальну тему. Прошу приєднатись до розмови.

Оператор АЗС. Я переконаний, що  моя професійна діяльність також шкодить навколишньому середовищу. Сприяє утворенню парникового ефекту  метан, накопичення якого спостерігається в зоні АЗС, що розташована в самому центрі нашого міста. Значне забруднення повітря парами нафтопродуктів на АЗС відбувається при заповненні і спорожненні резервуарів та при заправці автомобілів. Під дією сонця відбувається  реакція утворення  фотохімічного смогу. Він небезпечний не тільки для здоров’я людини, а й для всього навколишнього середовища. Щоб зменшити витік метану під час заправки автомобілів використовують різні адсорбенти. Але екологічна ситуація кардинально не змінюється.

Економіст. Враховуючи те, що наш Оріхівський район  степовий край з сприятливим кліматом, доцільно було б фермерським господарствам зайнятися  виробництвом біоетанолу - рідкого спиртового палива (сл.8), що виробляється із сільськогосподарської сировини, яка містить крохмаль або цукор. Так, з однієї тонни кукурудзи, точніше, з крохмалю, що міститься в цій тонні, можна отримати до 400 літрів етанолу. Додаючи етанол до бензину, можна знизити кількість летких вуглеводнів у бензинових парах.  Але на сьогоднішній час в нашому місті  біометанових міні - АЗС поки що немає,  ця проблема не вирішена і потребує  високотехнологічного обладнання. 

Вчитель. Шановні присутні, ми знову отримали лист із запитанням. Послухайте його.

Лист 4.  Навесні та влітку я люблю подорожувати за місто. Милуюся розмаїттям степової рослинності: ковили, шавлії, конюшини, чебрецю.  А ще мене  приємно вразили квітучі поля посівів незвичайної рослини. Від свого тата я дізналася, що ту рослину називають   ріпак. Хотілося більше дізнатися про   господарське   застосування цієї рослини.   

Агроном. Завдяки потужному розвитку ринку біопалива у найближчі роки можна повністю відмовитися від викопних видів палива. Останнім часом розробляються технології одержання пального з органічних речовин, що продукуються рослинами. Особливе значення має технологія одержання пального з ріпакової олії (сл.9). Протягом останнього десятиліття галузь ріпаківництва у нашому Оріхівському районі стрімко розвивається.  Тому можливість виготовлення біодизеля з ріпакової олії надто висока. Біодизель є тим пальним, яке фермери можуть виготовляти для власних потреб з власної сировини.   Та ентузіаста з виробництва біодизеля в нашому регіоні  ще не знайшлося.

Еколог. Привабливість біопаливу надають відновлюваність сировини та екологічно чисті продукти згоряння. Значно зменшуються шкідливі викиди в атмосферу, якщо використовувати біодизельне пальне, яке виробляється із рослинних олій, риб’ячого і тваринного жирів, морських водоростей.  В Оріхові, де одночасно існують такі злободенні проблеми, як дефіцит нафти та наслідки парникового ефекту, створення комплексної галузі вирощення ріпакового насіння і переробки його в пальне є нагальною задачею. 

Вчитель. А ми продовжуємо знаходити прості енергетичні рішення. Життя та діяльність людей нашого міста супроводжуються великою кількістю органічних відходів: побутового сміття, каналізаційних стоків, відходів виробництва сільськогосподарської продукції тощо.   Чи можливе використання цих відходів, як альтернатива паливу?

Економіст. Ви маєте рацію! Сміття - джерело електроенергії (сл.10), четвертий за значенням вид палива у світі. Наше місто і район   мають значний потенціал цього джерела. Це дуже перспективний напрямок,  що дає підстави говорити про бездефіцитність даного виду ресурсу. В результаті розкладання сміття, на полігонах виділяється біогаз, який здебільшого складається з метану, але з домішками сірководню, вуглекислого газу, азоту та інших. Горючість метану дуже висока, і неодноразово вже спостерігали випадки самозаймання сміттєвих полігонів.

Комунальник. З метою екологічної та протипожежної безпеки, працівники комунгоспу нашого міста здійснюють  дегазацію сміттєвих полігонів, спалюють газ на факелі,   перешкоджаючи викидам парникових газів. Було б доцільним виробництво електроенергії з біогазу сміттєвих полігонів. Та у нашому місті ще не налагоджено селективний відбір сміття, часто відходи на звалища вивозять хаотично, відповідно не відбувається процес гниття біологічних відходів, в результаті  якого і утворюється метан.  Місцева влада повинна взяти це до уваги і в майбутньому налагодити виробництво електроенергії з метану,   й таким чином зменшити його накопичення на полігоні.

Вчитель. Питаня чистого повітря хвилює населення постійно. Ось ще один лист від мешканців Оріхова.

Лист 5. Ми, мешканці вулиці Жовтневої,  постійно потерпаємо від сміттєзвалища, що знаходиться у м. Оріхів. Коли запалюють відходи, сміття, дим заважає нормально дихати. Стоїть сморід, від якого не врятуєшся ні вдень, ні вночі. Якої шкоди завдає таке забруднення нашому здоров’ю та навколишньому середовищу?

Хімік. Ви маєте рацію. В Оріхові приватний сектор знаходиться поруч з багатоповерхівкам, і вітер відносить шкідливий дим до найближчих багатоповерхових будинків, які надовго перегороджують шлях отруєному диму, який розсіюється дуже повільно, протягом двох діб шкідливі речовини залишаються в приземному шарі і негативно впливають на здоров’я населення. В туманні дні може утворювати смог і на довго зависати у повітрі. До повітряного басейну потрапляють  мутагенні та канцерогенні речовини, які утворюються від спалювання пластмаси, поліетиленових пакетів,  пластикових пляшок. Такі непродумані дії працівників звалища порушують екологічні права громадян на безпечне довкілля і зашкоджують навколишньому середовищу.

Еколог. Сміття дійсно стало монстром цивілізації особливо, восени, коли містяни складають купи опалого листя (cл.11). Спалюючи листя, в повітря повертаються   токсичні речовини. В приземному шарі атмосфери осідають: окис вуглецю, сірчистий ангідрит, сажа, окиси азоту, вуглеводні. Найбільш ефективним методом боротьби з опалим листям  є компостування.   Добре використовувати його у теплицях та парниках. Перегниваючи в грунті, листя виділяє теплову енергію, використання якої зменшить витрати на опалення. А ще можна запозичити досвід виготовлення паливних гранул з листя та воску.

Вчитель. Готуючись до сьогоднішнього уроку, розглядаючи  проблему енергозбереження   на заняттях гуртка «Екологічна варта», учні заздалегідь написали звернення до відповідних служб, з метою запобігання забруднення навколишнього середовища та появу глобальних змін у кліматі. Прошу уваги. (Звернення, сл.12)

                                      Звернення

до керівних організацій, спеціальних служб з питань енергозбереження та охорони навколишнього середовища.

         Ми, учні 9 А класу, прохаємо вище згадані органи допомогти і залучитися до   вирішення питань по організованій боротьбі з викидами парникових газів та залученням в енергетичний баланс нашого міста альтернативні види палива та енергозберігаючі технології. В зв’язку з цим висуваємо такі вимоги і прохання:

а) постійно, через засоби масової інформації,  інформувати населення про викиди  організаціями і товариствами   шкідливих речовин в атмосферу та перевищення їх концентрації;

б) створити в кожній організації, незалежно від форм власності, добровільні екологічні бригади, які контролювали б і залучалися до впровадження безвідходних енергозберігаючих технологій або знаходили прості енергетичні рішення;

в) виділити з міського фонду охорони навколишнього середовища кошти, для надання фінансової допомоги  організаціям, які бажають перейти на використання альтернативних видів палива, але не мають на це фінансових можливостей;

г) заохочувати виробників, які впроваджують використання місцевих альтернативних видів палива з ріпаку, сміття, відходів соняшника, кукурудзи, біогазу

Вчитель. В усі часи існує залежність людини від опалення. Людина завжди пристосовувалась до суворих зим і жаркого літа. Та особливо цього вимагає житло, у якому людина проводить все своє життя.  Так, у нашому регіоні  набув поширення такий народний тип житла, як зруб. Перш ніж потрапити в житлову кімнату зрубу необхідно пройти своєрідний вестибюль – сіни, які перешкоджають проникненню холоду в приміщення. У більш сучасних будинках захищають стіни від перегрівання сонцем  веранди та балкони навколо всього будинку. Враховуючи глобальні зміни клімату, та  підвищення цін на енергоносії, сьогодення вимагає спорудження будинків  дешевих в обслуговуванні, але без втрат комфорту для життя. З кожним роком людина прагне змінити умови проживання і жити в печері хочуть далеко не всі. Комфортні умови життя стають стандартом для все більшого числа людей. 

                                          Інсценівка «Будинок майбутнього»

                                (Дійові особи: учень, архітектор,  будівельник)

Архітектор. Сьогодні достатньо будівельних матеріалів, щоб побудувати енергозберігаючий будинок, використавши європейські технології будівництва,  але не потрібно забувати про вартість такого будинку. Тому я пропоную будівництво   будинку з природного матеріалу – саману, який  є найменш затратним і має свої переваги. Такі будинки – екологічно чисті, енергозберігаючі, надійні.

Учень. Перепрошую, а що таке саман?

Будівельник. Саман - це суміш глини, соломи та піску, будівельний матеріал, який використовувався тисячі років нашими предками.

Учень. Як говорять нове – це давно забуте старе? Чудово!  У нас у місті є кар’єри і глини, і піску. А що вже соломи, то й годі говорити!

Будівельник. Саман,  екологічно чистий природний матеріал, зберігає тепло і прохолоду коли це необхідно, швидко будується, а глина має надзвичайні енергозберігаючі властивості!

Учень. Невже саман  такий ідеальний  енергозберігаючий будівельний матеріал?

Будівельник. На жаль,  саман має і  недоліки. Глина поглинає вологу,  тому потрібно  потурбуватись про правильний захист будматераілу від агресивного середовища. Та й поверхня саману  не є ідеально рівною, але це швидко вирішується  за допомогою сучасних облицювальних матеріалів.

Архітектор. А ще потрібно подбати і про покрівлю такого будинку. Сьогодні не достатньо навіса, який би захищав від снігу та дощу,  а потрібна така конструкція даху, яка   зберігала  б тепло та збирала в резервуарах дощову воду.

Будівельник. Та й  доцільним було б проектування вікон на даху з подвійним склопакетом і скерованих на південь, щоб максимально ефективно вловлювати сонячне світло. Навіть у похмурі дні такі вікна дозволять використовувати  набагато менше годин штучного освітлення, ніж при звичайному.   Для додаткової теплоізоляції на вікнах встановлюють віконниці, жалюзі або шторки.

Учень. А я чув і про розташування  сонячних колекторів на даху.

Будівельник. Так, так, цю можливість також можна використати. Сонячні колектори  ідеальні для  підігріву  води, то ж зможуть забезпечити будинок гарячою водою, яку можна направити у систему обігріву помешкання.

Учень. Ось ми й побудували енергоефективний будинок майбутнього!

Архітектор. Енергонезалежний об'єкт! Який  дозволить  відмовитися від традиційних енергоносіїв. З кожним роком ми спостерігаємо  зростання вартості енергоносіїв, зростання залежності споживачів від постачальників енергії та побутових послуг. Необхідно використовувати весь накопичений досвід в енергозберігаючих технологіях вже зараз, і продовжувати освоювати нові енергоефективні технології.

Вчитель. Як же забезпечити належні умови проживання, не витрачаючи зайву енергію, і як заощадити енергоносії у вже побудовному будинку?  Пропоную звернути увагу і прислухатись до  елементарних порад.

Затишок у твоїй оселі.  Поради, щодо збереження тепла в будинку (сл.13)

1. Бережи тепло в кімнаті:

наклей на стіну поза радіатром металеву фольгу. Вона  відбиватиме тепло в кімнату і не  дасть йому просочитися крізь стіну. Якісна теплоізоляція — це запорука економії енергоресурсів та збереження нормального мікроклімату в приміщеннях;

зашторюй вікна на ніч;

зачиняй двері та вікна щільно, провітрюй кімнату швидко та ефективно.

2. Відмовся від звичок:

вимикай непотрібне світло, використовуй енергозберігаючі лампочки;

грій у чайнику води стільки, скільки потрібно.

3. Тепла підлога:

вкривай підлогу килимом;

прибий до низу дверей товсту тканину, вона захистить від протягів.

4. Заощаджуй електроенергію:

завантажуй повністю пральну машину;

холодильник став у прохолодному місці;

вимикай телевізор по – справжньому, не використовуй функцію “standby” – бо так все одно споживається енергія;

економити електроенергію можна за рахунок кольору стін. Біла стіна відбиває 80 % спрямованого на неї світла, темно-зелена — лише 15 %, чорна — лише 9 %.

                        Пам’ятай про  витрати тепла! (сл.15)

• 60% теплової енергії йде на обігрів житлового будинку.

• 24% тепла витрачається через недбало ущільнені двері і вікна;

• 26% - через стіни;

• 11% - через допоміжні приміщення (підвали, сходові клітини);

• 39% - через вентиляційні отвори і димоходи.

Заключне слово вчителя.

Урок добігає кінця. Розглянуто дуже актуальну тему. Сподіваюся, що пройде певний час і знайдуться справжні ентузіасти, які  поставлять на службу людям пропоновані альтернативні відновні енергоресурси. Ми занепокоєні подальшим загостренням екологічних проблем, в тому числі зміною клімату під впливом людської діяльності. 

І пам’ятайте! Україна має величезний потенціал практично всіх видів відновлюваних джерел енергії. А розумне й ефективне енергокористування є ключовим чинником створення нових робочих місць та економічного зростання держави.

                               За працю сьогодні спасибі, Вам, діти!

                               Прийшов час захід завершити.

                               Сьогодні тему актуальну розглядали, 

                               Отримані знання в ході гри закріпляли.

                               Як підсумок, можу одне лиш сказати-

                               Зробили багато, знання будете мати.