УРОК 10 КЛАСС Электроэнергетика мира

10 класс.  Электроэнергетика мира

Цели урока:  сформировать представление об электроэнергии мира; странах с высоким                          количеством электроэнергии на душу населения и низким, о странах с                                 различной структурой энергетического баланса.

Средства обучения: статистические материалы, учебник В.П.Максаковского (с.117-118),                       карты школьных атласов 9 и 10 классов, слайды крупнейших                                                электростанций мира.

Методы и формы обучения: поисковый (класс предварительно делится на группы,                                 которым дается опережающее задание к уроку), объяснительно-                                            иллюстративный; работа с текстом учебника  и тетрадью ученика.

Ход урока

I. Организационный момент. Проверка готовности учащихся к уроку (атлас, учебник,                                                               рабочая тетрадь), сообщения учащихся об                                                                                 электростанциях.

II. Изучение нового материала.

            Учитель: Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы прямо или косвенно больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии – важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии,

–  после овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж,

– в примитивном сельскохозяйственном обществе –  50 МДж,

– в более развитом обществе человеку требуется в сутки 100 МДж.

            Учитель: В 9 классе вы изучали электроэнергию России. Вспомним, какие виды                                       электростанций вы знаете?         

            Ученики: Тепловые, атомные, гидроэлектростанции и альтернативные                                                       электростанции.

            Учитель: Заслушаем сообщение о преимуществах каждого вида электростанций.            Ученик: ТЭС - положительным по сравнению с другими типами электростанций является относительно свободное размещение, связанное с широким распространением и разнообразием топливных ресурсов; способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний.

            ГЭС - они производят наиболее дешевую электроэнергию. Современные ГЭС позволяют производить более 10 млн. кВт энергии в год, что вдвое превышает показатели действующих в настоящее время ТЭС и, пока, АЭС.

            АЭС - при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде, новые энергоблоки имеют мощность практически равную мощности средней ГЭС.

            Электростанции на альтернативных источниках энергии:

o   более низкая стоимость электроэнергии и тепла, получаемая от нетрадиционных источников энергии, чем от всех других источников;

o   возможность практически во всех странах иметь локальные электростанции, делающие их независимыми от общей энергосистемы;

o   доступность и технически реализуемая плотность, мощность для полезного использования;

o   возобновляемость нетрадиционных источников энергии;

o   экономия или замена традиционных энергоресурсов и энергоносителей;

o   замена эксплуатируемых энергоносителей для перехода к экологически более чистым видам энергии;

o   повышение надежности существующих энергосистем.

            Учитель: Практически каждая страна располагает каким-либо видом альтернативной энергии и в ближайшей перспективе может внести существенный вклад в топливно-энергетический баланс мира.

            По картам атласов «Электроэнергетика» сравните энергетический баланс в России и в мире.

            Ученики: Небольшое отличие долей электроэнергии, вырабатываемой на всех типах электростанций, в целом соотношение равное.

            Учитель: При изучении топливной промышленности мира, мы рассмотрели, как изменится мировое потребление энергоресурсов в будущем (рис. 1). Какие изменения в будущем могут произойти в энергетическом балансе мира?

Рис.1. Мировое потребление энергоресурсов в будущем

            Ученики: Сократится потребление нефти и газа. Тепловые электростанции будут работать на угле и возможно на торфе и горючих сланцах. В структуре энергетического баланса увеличится доля атомных и альтернативных электростанций.

            Учитель: Проанализируйте данные в атласе «Доля ведущих стран в мировом производстве электроэнергии». Какие страны входят в первую десятку?

            Ученик: В состав «первой десятки» стран по этому показателю входят семь стран Севера и три страны Юга.

            Учитель: Но по размерам выработки электроэнергии из расчета на душу населения различия между развитыми и развивающими странами, как правило, остаются еще большими. Докажите это примерами, используя карту «Электроэнергетика мира».

            Ученики: В странах Севера производство электроэнергии на душу населения  от 10 000 до 20 000 кВт/ч, лидирует Норвегия – более 20 000. В странах Юга – не превышает 5 000, а в многих африканских странах производство электроэнергии на душу населения  менее 100 кВт/ч.

            Учитель: Заслушаем подготовленные сообщения о типах электростанций. Задача для отвечающих: дать полное представление о типе ЭС, задача слушающих – законспектировать ответ.

            1 группа. ГЭС

            2 группа. ТЭС

            3 группа. АЭС

            4 группа. Альтернативные источники энергии

            Представители групп сообщают о результатах своей работы. Во время ответа одного представителя группы, другой – жетоном отмечает на настенной карте крупнейшие электростанции. Учащиеся класса в тетради кратко конспектируют их сообщения, получая в итоге достаточно полную характеристику электроэнергетики мира. Ответы учащихся сопровождаются слайдами (рис. 2-10).

            Предполагаемые ответы групп:

            1 группа: Примерно 20% мирового производства электроэнергии обеспечивают гидроэлектростанции. По общим размерам выработки электроэнергии на ГЭС выделяются Канада, США, Бразилия, Россия, Китай. Но более ярко ориентация на гидроэнергетику выражена в тех странах, где доля ГЭС особенно высока:

                        Швейцария и Новая Зеландия – более 90%;

                        Норвегия – 99,5% (около 200 ГЭС размещены под землей. Это объясняется                                                             экономическими и инженерными соображениями).

            Среди развивающихся стран таких примеров можно привести значительно больше:

                        Бразилия – 93%, а также Танзания, Непал, Шри-Ланка, Киргизия,                                         Таджикистан – страны, где горные реки, богатые гидроресурсами.

Экономически гидропотенциал планеты Земля оценивается в 15 трлн кВт/ч.

Среди крупнейших электростанций мира в первую десятку входят гидроэлектростанции:

                        Итайпу – мощностью 12.6 млн кВт/ч – Бразилия-Парагвай,

                        Гранд-Кули –              10,8                    – США,

                        Гурии –                        10,3                    – Венесуэла,

                        Саяно-Шушенская –    6,4                    – Россия,

                        Красноярская –             6,0                     – Россия.

            В Китае в верхнем течении реки Янцзы начато сооружение гигантского гидроузла Санься («Три ущелья») с гидростанцией мощностью в 18 млн кВт/ч. В 2008 году были сданы в эксплуатацию 5 энергоблоков. Всего 26 энергоблоков. Гидроузел в прошлом году, помимо  выработки электроэнергии, сыграл важную роль в борьбе с  наводнениями, при обеспечении навигации на Янцзы и охране  экологии.  

            В России с 1964 года строится крупнейший гидроузел на реке Зея. Выработка за I полугодие 2009 2 746,0 млн кВт*ч.

            2 группа: В структуре выработки электроэнергии – как в мире, так и в большинстве отдельных стран – преобладают тепловые электростанции, работающие на угле, мазуте, природном газе. В мировом производстве электроэнергии их доля составляет 62%. По размерам выработки электроэнергии на ТЭС лидируют США, Китай, Россия, Япония, ФРГ. Но по доле ТЭС в общей выработке электроэнергии выделяются другие страны. Наиболее ярко ориентация на ТЭС в «угольных» странах – Польша, ЮАР;

«нефтяных» - Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Алжир.

            Крупнейшие в мире – Сургутская – мощностью 4,8 млн кВт/ч,

                                               – Рифтинская – 3,8 млн кВт/ч, обе в России.

            3 группа: Третье место принадлежит атомным электростанциям, которые обеспечивают 17% мировой выработки электроэнергии. В последние 20 лет производство электроэнергии на АЭС выросло более, чем в 10 раз. Особенно выделяются развитые страны. Это объясняется более низкими потребностями АЭС в сырье, чем ТЭС. Однако темпы роста в конце 90-х гг. резко замедлились, сказывалось падение цен на нефть и психологическое впечатление от последствий на Чернобыльской АЭС в России.  Тем не менее, в 32 странах мира действуют АЭС.

            Больше всего доля АЭС в общем производстве электроэнергии во Франции, Японии, США, ФРГ, Великобритании, России. А по доле в выработке энергии на АЭС выделяются Литва, Бельгия, Франция.

            Крупнейший атомно-энергетический комплекс – «Фукусима» в Японии, насчитывает 10 энергоблоков.

            К числу главных производителей уранового концентрата относятся Канада, США, Австралия, Намибия, Россия.

            4 группа: На нетрадиционные (альтернативные) источники энергии приходится всего около 1% мировой выработки электроэнергии. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии. Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

            Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах – Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае.

            Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.

            В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США (Калифорния), в Индии, Китае.

            В Дании работает более 4 тыс. ветроэнергетических установок, которые обеспечивают 4-5% общего производства электроэнергии. Предполагают, что к 2030 году эта доля возрастет до 25-30%, что позволит вдвое сократить выбросы углерода в атмосферу.

            Перспективы использования альтернативных источников энергии во многом связаны с их экологической «чистотой».

Учитель предлагает ученикам сделать вывод:

                        Какие источники энергии по-прежнему занимают ведущее положение в                              мировой электроэнергетике и какие источники будут использовать в                                  будущем?

            Ученик: Вывод – Традиционные  источники энергии по-прежнему занимают ведущее положение в мировой электроэнергетике. Однако за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить всё дороже. Кроме того, природные ресурсы ограничены, и, в конце концов, человечество будет вынуждено перейти сначала на повсеместное использование атомной энергии, а потом полностью на энергию ветра, Солнца и Земли.

            Учитель: Но почему сейчас повсеместно не используют экологически чистые,                                         неисчерпаемые источники энергии? Заслушаем сообщение.

Ученик: Альтернативную энергию повсеместно можно будет использовать только тогда, когда традиционного топлива станет настолько мало, что его цена станет баснословно высокой; или когда экологический кризис поставит человечество на грань самоуничтожения. Уже сейчас можно существенно преуменьшить вероятность парникового эффекта и ликвидировать все экологически неблагоприятные районы за счёт использования чистой альтернативной энергии. Однако этого до сих пор не произошло из-за низкой рентабельности такого строительства. Никто не хочет вкладывать свои деньги в то, что сможет окупиться только через несколько столетий. Ведь подготовительные работы для использования любого альтернативного источника энергии стоят очень дорого, кроме того, они не всегда безопасны как для людей, так и для окружающей среды. Поэтому моментального введения в эксплуатацию «правильного» источника электричества ожидать в ближайшее время не стоит.

Учитель знакомит с Организациями, связанными с электроэнергетикой:

Евратом – Европейское Сообщество по Атомной Энергии

Интеграционная группировка 12 стран – членов Европейского Союза. Создано в 1958 году с целью объединения ресурсов ядерного сырья и атомной энергетики стран-участниц.

МАГАТЕ – Международное Агентство по Атомной Энергии

 Создано в 1957 году для развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии. Объединяет 130 государств.                                                    

            III. Проверка усвоения знаний.

            Ученики выполняют тест

1. Укажите лидера по выработке электроэнергии в Африке.

2. Выделите страну, лидирующую по выработке электроэнергии на душу населения:

            Мавритания, Ливия, Мали, Чад, Нигер.

3. Отметьте страну, структура электроэнергетики которой отличается от других стран:

            Южная Корея, Литва, Бельгия, Италия, Франция.

4. Составьте пару:

            ГЭС                а) ЮАР, Германия, Австралия, США, Китай

            ТЭС                б) Франция, Япония, Швеция, Бельгия, Южная Корея

            АЭС               в) Канада, Норвегия, Новая Зеландия, Бразилия, Танзания, Непал,                                                     Шри-Ланка

5. Установите соответствие:

            1. Бразилия                а) Занимает 4 место по производству электроэнергии, доля                                                                 ТЭС – 62%

            2. Франция                б) Занимает 10 место по производству электроэнергии, доля                                                               ГЭС – 93%

            3. Россия                    в) Занимает 8 место по производству электроэнергии, доля                                                                 АЭС – 77%

Ответы:

1. ЮАР          2. Ливия         3. Италия – ТЭС       4. ГЭС в) ТЭС а) АЭС б)     5. 1б  2в  3а

            В течении урока группы получают дополнительные баллы за правильные ответы на поставленные вопросы, оцениваются ответ задания и тест, суммируются все оценки и среднее арифметическое – это оценка группы и каждого ученика.