Электроэнергетика мира

Электроэнергетика мира

Учитель: Ерофеева Наталья Николаевна

МОУ «Лицей №26»

Цель урока:

Определить значение электроэнергии для мировой экономики; изучить особенности электростанций и их расположение.

Задачи урока:

1)Обучающая: продолжить формирование умения использовать различные источники географической информации.

2)Развивающая: формировать широту взглядов и ответственность в принятии решений, умение работать в группе и отстаивать свою точку зрения.

3)Воспитательная: воспитывать интерес к урокам географии. Напомнить о соблюдении правил техники безопасности при пользовании электроприборами с целью сохранения своего здоровья.

Оборудование: Карта “Электроэнергетика мира”. Таблицы: “Ведущие производители электроэнергии”, “Десять крупнейших ГЭС мира”. Атласы, учебники В.П. Максаковский “География - 10” М. Просвещение, 2010.; карточки-задания,

Тип урока: комбинированный.

Формы урока: коллективная, индивидуальная.

План урока:

I. Организационный этап.

II. Изучение нового материала.

III. Закрепление.

IV. Домашнее задание.

Ход урока:

1. Организационный этап.

На прошлом уроке мы начали изучать промышленность мира и начали с топливно-энергетической промышленности, познакомились с отраслями, которые являются основой мировой энергетики.

- Какие это отрасли? (угольная, нефтяная, газовая)

1. Изучение нового материала.

На сегодняшнем уроке, мы продолжим изучение этой темы, а именно будем говорить об электроэнергетике. Электроэнергетика - одна из отраслей «авангардной тройки».

- Какие ещё две отрасли входят в «авангардную тройку отраслей? (машиностроение, химическая)

-Итак, откройте тетради и запишите число и тему урока «Электроэнергетика мира»

- Каково назначение этой отрасли? (Электроэнергетика - отрасль, занимающаяся выработкой энергии и доставкой её до потребителя по линиям электропередач (ЛЭП).)
Постановка проблемного вопроса:
“Энергетика – двигатель технического процесса” Так ли это?

Сегодня на уроке вы узнаете:

• о состоянии мировой энергетики.

• о различных типах электростанций.

• Какие виды ресурсов использует энергетика.

• о проблемах и перспективах отрасли.

Постановка проблемного вопроса:
“Энергетика – двигатель технического процесса” Так ли это?

Изучать отрасль будем по плану:

1.Объёмы выработки электроэнергии по странам мира.
2. Структура электроэнергетики (по видам электростанций).
3. Проблемы отрасли.
4. Перспективы развития - использование альтернативных источников энергии.

5.Значение отрасли.

1. Объёмы выработки электроэнергии по странам мира.

Анализ таблицы 23 на стр.393 учебника

- Какие страны по уровню развития являются преобладающими, в объёмах выработки электроэнергии? (По объёмам выработки электроэнергии развитые страны в значительной степени опережают развивающиеся страны.)

-Какие регионы являются бесспорными лидерами? (Среди регионов мира лидируют Северная Америка и западная Европа.)
- Какие страны являются ведущими производителями? (Среди стран мира ведущими производителями электроэнергии являются )

“Ведущие производители электроэнергии” Таблица №1

1. Структура электроэнергетики.

Работа в группах

У каждой группы лежит на столе материал с заданием, на выполнение которого отводится 10 мин. За это время вы должны подготовить краткое сообщение о типе станции, какой тип ресурсов используют, отметить положительные, отрицательные стороны, перспективу развития каждого типа станции.

Результаты занести в технологическую карту №1

Карточка №1(ожидаемый результат)

1. Проблемы отрасли.

Атомная энергетика вполне обеспечена сырьем. 25 лет назад произошла Чернобыльская техногенная катастрофа, в марте 2011 года произошла страшнейшая катастрофа в Японии. Это изменило взгляд человечества на атомную энергетику. Но мир так и не отказался от АЭС. Почему? В чём их преимущество?

Контроль за использование атома в мирных целях ведет МАГТЭ (Международное агентство по атомной энергии). Агентство было создано как независимая межправительственная организация в системе ООН, а с появлением Договора о нераспространении ядерного оружия его работа приобрела особое значение, что работы в мирной ядерной области не переключались на военные цели.

МАГАТЭ созывает международные научные форумы для обсуждения вопросов развития атомной энергетики, направляет в различные страны специалистов для помощи в исследовательской работе, оказывает посреднические межгосударственные услуги по передаче ядерного оборудования и материалов, исполняет контрольные функции и, в частности, наблюдает за тем, чтобы помощь, предоставляемая непосредственно агентством или при его содействии, не была использована для каких-либо военных целей. Большое внимание в деятельности МАГАТЭ уделяется вопросам обеспечения безопасности ядерной энергетики, особенно после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году.

1. Перспективы развития отрасли – использование альтернативных источников энергии.

Каждая группа получила опережающее задание, изучить альтернативные источники энергии. Послушаем отчёт каждой группы, остальные слушают и заполняют технологические карты №2, вписывая названья стран.

Карточка №2 (ожидаемый результат)

- Мы выяснили, что доля вырабатываемой электроэнергии на ТЭС – 64%, на ГЭС- 218%, на АЭС – 17%, альтернативные источники -1%.

Задание: построить круговую диаграмму энергетического баланса в мире.

Карточка №3

1. Значение отрасли. Мы рассмотрели все виды электростанций.

Пришло время ответить на вопрос заданный в начале урока.

Постановка проблемного вопроса:
“Энергетика – двигатель технического процесса” Так ли это?

(Высказывания групп)

III. Закрепление.

Укажите, к каким типам электростанций относятся следующие технико-экономические особенности:

• Используют невозобновляемые ресурсы.

• Сильно загрязняют атмосферу.

• Воздействуют на водные ресурсы.

• Используют возобновляемые энергоресурсы.

• Длительное время строительства.

• Дают самую дешёвую электроэнергию.

• Создают опасность радиационного заражения.

• Дают много твёрдых отходов.

• Дают дорогую электроэнергию.

IV. Домашнее задание.

Стр.130-131 в учебнике, заполнить карточку №4, на контурных картах отметить крупнейшие электростанции мира.

Приложение 1

Технологическая карта к уроку «Электроэнергетика мира»

Структура источников электроэнергии Карточка№1

Нетрадиционные источники энергии Каточка №2

Энергетический баланс мира. Карточка №3

Карточка №4

С помощью текста учебника (стр.130-131) заполните пропуски в предложениях.

1) Наиболее ярко ориентация на ТЭС выражена в таких «угольных » странах, как ____________ или _________, и в таких «нефтяных» странах, как ____________________, ________, ______, _________, где ТЭС дают всю электроэнергию

2) ________ электростанции вырабатывают более 90 % электроэнергии в Норвегии, __________ и __________ .

3) Более всего электроэнергии на _____ вырабатывают Франция, __________и ___________.

4) Геотермальные электростанции в ____________ используются не только для получения электроэнергии, но и для ______________

Приложение 2 (Дополнительный материал)

Вполне вероятно, что одним из видов нетрадиционной энергии может стать пе­редача энергии из космоса. Так, на 42-м конгрессе Международной конференции астронавтов, состоявшейся в 1991 г. в Кана­де, были предложены три сценария крупномасштабного вовлечения энер­гии Солнца в энергобаланс Земли.

Первый сценарий. На Луне организует­ся добыча гелия-3 и его транспортировка на Землю для использования вместе с дей­терием в качестве топлива для термоядер­ных реакторов. Все работы по добыче, переработке и доставке гелия на Землю производятся с использованием солнеч­ной энергии. Ресурсы лунного гелия нево­зобновляемые, но их хватит на 1000 лет.

Второй сценарий. На низких геостационарных орбитах создаются специальные энергоспутники, принимающие энергию Солнца, перерабатывают ее и передают на Землю с помощью лазера или пучка волн сверхвысокой частоты. Для передачи этой энергии нужна передающая антенна диа­метром около 1 км и приемная на Земле диаметром 10-13 км. Солнечная радиация на геосинхронных орбитах принимается круглые сутки в течение всего года.

Третий сценарий. На Луне создаются базовые приемники солнечной энергии, работающие независимо от времени лун­ных суток. С Луны на Землю энер­гия передается пучком волн сверхвысокой частоты. Для ее уверенного приема на околоземных орбитах создаются специальные отражатели диаметром около 1 км.

Внеземные системы электроснабжения потребуют специальных исследований их возможного влияния на действующие энергосистемы. Появления первых крупных элементов солнечных космических электро­станции можно ожидать через 30-40 лет.

Значение отрасли.

В нашем цивилизованном обществе от энергии зависит всё, без неё не будет совершаться работа. Энергия может совершать иногда созидательную, а иногда разрушительную работу (например, атомная бомба).

Электроэнергетика-это ключевой элемент жизнеобеспечения стран. Без энергии хозяйство мертво, а жизнь страны невозможна. Даже изменение цен на отдельные энергоносители приводит к неожиданным последствиям в экономике. Так, энергетический кризис 1985г., когда нефтедобывающие страны (ОПЕК) подняли цены на нефть, привёл к потрясению всю мировую экономику.

Электроэнергетика – одна из отраслей авангардной тройки. Её роль заключается в обеспечении электроэнергией других отраслей хозяйства и населения. Её значение резко возросло в эпоху НТР в связи с развитием электронной промышленности и комплекса автоматизации производства. Производство и потребление электроэнергии растёт быстрыми темпами. Так в 1990 г. – 11,6 трлн. кВт? ч. в 2000г.- 16,4 трлн кВт? ч.

Электроэнергетика –отрасль, которая производит электроэнергию на станциях и передает ее на расстояние по линиям электропередач(ЛЭП).

Электроэнергетика является авангардной отраслью промышленности, так как без энергии невозможна работа ни одного предприятия. Электроэнергия производится на станциях разных типов., но ведущими остаются гидравлические, тепловые и атомные.

Виды станций:

Гидравлические – ГЭС. ГЭС стоятся на реках, образуют водохранилища. Преимущества ГЭС: дешевая энергия и экологически чистая (нет дыма). Недостатки: длительное и дорогое строительство (15-20 лет). Строительство сопровождается затоплением населенных пунктов. Водохранилища регулируют сток рек, влияют на климат. Вода быстро загрязняется, так как идет накопление отходов. А прошедшая через турбину вода становится «мертвой», поскольку в ней погибают микроорганизмы.

Гидроэлектроста́нция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. В энергоснабжении многих стран ГЭС играют решающую роль. Например, в Норвегии, Австрии, Новой Зеландии, Бразилии, Гондурасе, Гватемале, Танзании, Непале, Шри-ланке, Канаде, Швейцарии.

Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонобразные виды рельефа.

• Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.

• Турбины ГЭС допускают работу во всех режимах от нулевой до максимальной мощности и позволяют быстро изменять мощность при необходимости, выступая в качестве регулятора выработки электроэнергии.

• Сток реки является возобновляемым источником энергии.

• Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое, чем тепловых станций.

• Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей, чем тепловые станции.

• Водохранилища часто занимают значительные территории, но примерно с 1963 г. начали использоваться защитные сооружения (Киевская ГЭС), которые ограничивали площадь водохранилища, и, как следствие, ограничивали площадь затопляемой поверхности (поля, луга, поселки).

• Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

• Водохранилища ГЭС, с одной стороны, улучшают судоходство, но с другой — требуют применения шлюзов для перевода судов с одного бьефа на другой.

• Водохранилища делают климат более умеренным.

• затопление пахотных земель

• строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды

• на горных реках опасны из-за высокой сейсмичности районов

• сокращенные и нерегулируемые попуски воды из водохранилищ по 10-15 дней приводят к перестройке уникальных пойменных экосистем по всему руслу рек. Как следствие, загрязнение рек, сокращение трофических цепей, снижение численности рыб, элиминация беспозвоночных водных животных, повышение агрессивности компонентов гнуса (мошки) из-за недоедания на личиночных стадиях, исчезновение мест гнездования многих видов перелетных птиц, недостаточное увлажнение пойменной почвы, негативные растительные сукцессии (обеднение фитомассы), сокращение потока биогенных веществ в океаны.

Традиционные источники энергии. К ним относятся ГЭС – гидроэлектростанция, вырабатывающие только энергию. ГРЭС – гидроузел – вырабатывающие энергию, орошают землю, развивают судоходство и рыболовство. Данные типы станций имеют свои особенности:

используют возобновимые природные ресурсы: гидроресурсы – энергию падающей воды;

самое дорогое и длительное строительство; высокая мощность производства энергии;

самая низкая себестоимость производства энергии (в 4 раза дешевле, чем ТЭС).

Электроэнергетика – отрасль, которая производит электроэнергию на станциях и передает ее на расстояние по линиям электропередач (ЛЭП).

Электроэнергетика является авангардной отраслью промышленности, так как без энергии невозможна работа ни одного предприятия. Электроэнергия производится на станциях разных типов., но ведущими остаются гидравлические, тепловые и атомные.

Виды станций: ТЭС

В мире по-прежнему преобладают ТЭС, работающие на минеральном сырье, главным образом, угле, нефти, газе. ТЭС, могут работать на угле (ЮАР, Китай, Индия, Польша, Австралия, ФРГ); на газе (Норвегия, Алжир, Россия); на мазуте (страны Африки, Ближнего Востока)

Преимущества: ТЭС строят быстро, и обходится строительство дешевле, чем АЭС и ГЭС. Разновидностью тепловых станций являются ТЕЦ (теплоэлектроцентрали), которые кроме энергии вырабатывают тепло. ТЭЦ строят в городах, так как горячая вода передаются на расстояние не более 20-30 км (остывает). На ТЭС суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и эоловая пыль, на 1000 МВт установленной мощности составляют от примерно 13 000 тонн в год на газовых до 165 000 на пылеугольных ТЭС. Подобные выбросы на АЭС полностью отсутствуют. ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет 8 миллионов тонн кислорода в год для окисления топлива, АЭС же не потребляют кислорода вообще. Кроме того, больший удельный (на единицу произведенной электроэнергии) выброс радиоактивных веществ даёт угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, при сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом удельная активность выбросов ТЭС в несколько раз выше, чем для АЭС.

Традиционные источники энергии.

К ним относятся ТЭС – тепловая электростанция, ТЭЦ – тепловая электроцентраль – вырабатывает энергию и тепло для отопления помещений и поставки горячей воды.

Данные типы станции имеют свои особенности:

используют исчерпаемые природные ресурсы: нефть, природный газ, каменный и бурый уголь, горячие сланцы, торф;

сравнительно быстрое и дешевое строительство;

высокая мощность производства энергии;

самая высокая себестоимость производства энергии;

размещается около источника сырья, если добыча его дорогая, около потребителя, если доставка энергии дороже добычи сырья, или между сырьем и потребителем;

экологически самое грязное производство;

необходим переход станции на более экологически чистое сырье – природный газ.

Согласно общепринятому определению, тепловые электростанции – это электростанции, вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Первые ТЭС появились еще в конце XIX века в Нью-Йорке (1882 год), а в 1883 году первая тепловая электростанция была построена в России (С.Петербург). С момента своего появление, именно ТЭС получили наибольшее распространение, учитывая все увеличивающуюся энергетическую потребность наступившего техногенного века. Вплоть до середины 70-х годов прошлого века, именно эксплуатация ТЭС являлась доминирующим способом получения электроэнергии. К примеру, в США и СССР доля ТЭС среди всей получаемой электроэнергии составляла 80%, а во всем мире – порядка 73-75%.

Недостатки ТЭС: работают на невозобновимых ресурсах; много отходов; дорогая энергия.

Электроэнергетика – отрасль, которая производит электроэнергию на станциях и передает ее на расстояние по линиям электропередач (ЛЭП).

Электроэнергетика является авангардной отраслью промышленности, так как без энергии невозможна работа ни одного предприятия. Электроэнергия производится на станциях разных типов., но ведущими остаются гидравлические, тепловые и атомные.

АЭС

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом).

Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии являются: США (836,63 млрд. кВт·ч/год), Франция (439,73 млрд. кВт·ч/год), Япония (263,83 млрд. кВт·ч/год), Россия (160,04 млрд. кВт·ч/год), Корея (142,94 млрд. кВт·ч/год) и Германия (140,53 млрд. кВт·ч/год). В мире действует 441 энергетический ядерный реактор общей мощностью 374,692 ГВт, российская компания «ТВЭЛ» поставляет топливо для 76 из них (17 % мирового рынка).

Главное преимущество — практическая независимость от источников топлива из-за небольшого объёма используемого топлива, Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от традиционного, ничтожны. В России это особенно важно в европейской части, так как доставка угля из Сибири слишком дорога.

Огромным преимуществом АЭС является её относительная экологическая чистота. Единственный фактор, в котором АЭС уступают в экологическом плане традиционным КЭС — тепловое загрязнение, вызванное большими расходами технической воды для охлаждения конденсаторов турбин, которое у АЭС несколько выше из-за более низкого КПД (не более 35 %), Также некоторые АЭС отводят часть тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения городов, что снижает непродуктивные тепловые потери, существуют действующие и перспективные проекты по использованию «лишнего» тепла в энергобиологических комплексах (рыбоводство, выращивание устриц, обогрев теплиц и пр.). Кроме того, в перспективе возможно осуществление проектов комбинирования АЭС с ГТУ, в том числе в качестве «надстроек» на существующих АЭС, которые могут позволить добиться аналогичного с тепловыми станциями КПД.

Для большинства стран, в том числе и России, производство электроэнергии на АЭС не дороже, чем на пылеугольных и тем более газомазутных ТЭС. Особенно заметно преимущество АЭС в стоимости производимой электроэнергии во время так называемых энергетических кризисов, начавшихся с начала 70-х годов. Падение цен на нефть автоматически снижает конкурентоспособность АЭС.

Затраты на строительство АЭС находятся примерно на таком же уровне, как и строительство ТЭС, или несколько выше.

Главный недостаток АЭС — тяжелые последствия аварий, для исключения которых АЭС оборудуются сложнейшими системами безопасности с многократными запасами и резервированием, обеспечивающими исключение расплавления активной зоны даже в случае максимальной проектной аварии (местный полный поперечный разрыв трубопровода циркуляционного контура реактора).

Серьёзной проблемой для АЭС является их ликвидация после выработки ресурса, по оценкам она может составить до 20 % от стоимости их строительства.

Виды станций:

Атомные электростанции (АЭС) работают на ядерном топливе (уран, плутоний). Доля АЭС в производстве энергии России составляет 14%.Преимущества: строят там, где нет традиционных видов топлива, гидроэнергоресурсов, нет дорог, а энергия нужна. Экологически чистая при соблюдении правил эксплуатации.

Недостатки: риск катастроф; проблемы переработки и хранения радиоактивных отходов.

Атомная энергетика это результат работы многих великих ученых в первой половине ХХ века. Благодаря этому человечество получило огромный источник энергии. Рассмотри цепную реакцию

Традиционные источники энергии.

К ним относятся АЭС – атомные электростанции, вырабатывающие только электроэнергию. Данный тип станции имеет свои особенности:

используют невозобновимый природный ресурс-уран, но данное сырье очень экономично: 1 кг урана заменяет 2,5 тыс. тонн угля;

дорогое и длительное строительство;

высокая мощность производства энергии;

низкая себестоимость энергии;

размещается в районах крупного потребления энергии;

не загрязняет атмосферу, но требуется обратить особое внимание на безопасность станции, хранение ядерных отходов.