Задача: продолжить формирование представлений и знаний об отраслях мирового хозяйства.
Цель урока: познакомить учащихся со структурой выработки электроэнергии в мире, выявить регионы и страны – лидеры мировой энергетики; назвать основные способы выработки энергии – как традиционные, так и альтернативные; развивать интеллектуальные способности учащихся, умения анализировать диаграммы, таблицы и графики, продолжить развитие навыков работы с информационно-техническими средствами, атласами и контурными картами.
Оборудование: компьютер, атласы 10 класса, электронная карта “Энергетика мира”, таблицы, раздаточный материал, контурные карты.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Повторение домашнего задания.
Ответить на вопросы:
- Мы изучаем мировое хозяйство. С какими отраслями мирового хозяйства мы уже познакомились?
- Какие отрасли входят в состав топливной промышленности?
- Какое топливо играет ведущую роль в энергетическом балансе мира? (нефть и газ)
- Назовите страны лидеры по добычи нефти?
- Назовите страны лидеры по добычи природного газа?
- Назовите страны лидеры по добычи угля?
- Какое название получила организация стран – экспортёров нефти?
III. Объяснение новой темы.
Действительно, значение топливной промышленности огромно, но что является источником тепла и света в домах, транспортных потоков и работы промышленности?
Ответ учащихся: энергия.
Правильно! Тема нашего урока “Энергетика мира” (Слайд 1). Из всех отраслей хозяйственной деятельности человека энергетика оказывает самое большое влияние на нашу жизнь. Наличие света и тепла в домах, детских садах, школах и больницах, вопрос не только социальный, он - самый, что ни на есть политический. Потребности в энергии продолжают постоянно расти. Наша цивилизация динамична. Любое развитие требует, прежде всего энергетических затрат и при существующих формах национальных экономик многих государств можно ожидать возникновения серьезных энергетических проблем. Просчеты в этой области имеют серьезные последствия. Научно-технический прогресс и появление новых секторов и отраслей экономики, совершенствование технологий, повышение качества и улучшение условий жизни людей ведут к расширению сфер использования электроэнергии и повышению требований к надежному и бесперебойному энергоснабжению.
Невозможность хранения электроэнергии в промышленных масштабах предопределяет технологическое единство всего процесса ее производства, передачи и потребления. Вероятно, это единственная отрасль в современной экономике, где непрерывность производства продукции должна сопровождаться таким же непрерывным ее потреблением.
Что вы можете сказать об общих показателях мирового производства энергии? Сделайте вывод по данным диаграммы 1.Слайд 2
Вывод (записывается в рабочую тетрадь): начиная с 2000г. наблюдается ежегодный рост производства энергии, за исключением 2009г., когда наблюдался спад. За последнее десятилетие производство электроэнергии в мире выросло почти в 1,5 раза, достигнув в 2012 г. 21 трлн кВт-ч.
Какие же регионы сейчас являются лидерами? Посмотрим на диаграмму 2. Слайд 3:
Вывод: в настоящее время лидерами являются развитые страны (ОЭСР – организация экономического развития и сотрудничества – международная экономическая организация развитых стран, насчитывает 34 члена, штаб – квартира – г. Париж) и Китай. На их долю приходится 71 %. Но имеют ли место региональные сдвиги в производстве электроэнергии?
Слайд 3. Давайте сравним данные в производстве электроэнергии 2011г. с 1973г. Диаграмма 3.
Вывод: За последние десятилетия произошли заметные региональные сдвиги в производстве электроэнергии (диаграмма 2,3). Существенно сократилась доля развитых стран (ОЭСР) – с 73% в 1973 г. до 49% в 2011 г. Одновременно выросли доли развивающихся стран Африки, Латинской Америки и Азии, прежде всего Китая, на который теперь приходится более 20% мирового производства электроэнергии (в 1973 г. – 3%).
Ребята, как вы думаете, почему происходят такие изменения и где будут концентрироваться основные центры производства энергии сейчас?
Действительно, чаще всего главные районы генерации электричества — это сгустки населения и хозяйственной деятельности.
Давайте посмотрим на страны, которые являются мировыми лидерами в производстве электроэнергии. Диаграмма 4. Слайд 4
Вывод: Крупнейшими производителями электроэнергии в мире являются Китай (4,7 трлн кВт-ч) и США (4,3 кВт-ч), значительно опережающие по этому показателю остальные страны (рис. 4).
Интересно отметить, что крупнейшие производители электроэнергии не всегда являются и крупнейшими ее экспортерами. Так, в список ведущих продавцов входят лишь Франция, Россия, Канада и Китай, а США и Бразилия являются одновременно ведущими в мире покупателями электроэнергии (табл. 1). Слайд 5
Ребята, какие станции в настоящее время являются основными производителями электроэнергии?
Ответ учащихся: ТЭС, ГЭС, АЭС, малая часть вырабатывается с помощью альтернативных источников энергии.
Правильно! А какие же станции наиболее оптимальны и экономически выгодны в настоящее время, и какое будущее ожидает мировую энергетику? На эти вопросы нам предстоит с вами ответить.
Давайте разделимся на четыре группы экспертов, где каждая группа будет представлять определенную электростанцию, т.к. со всеми станциями вы уже знакомы из курса “География России” в 9 классе. И по мере изучения темы мы заполним вместе с вами таблицу (Слайд 6).
А каков принцип работы ТЭС? Ответ: тепловые электростанции (ТЭС), где тепловая энергия, образующаяся при сжигании органического топлива (уголь, газ, мазут, торф, сланцы и т.д.), используется для вращения турбин, приводящих в движение электрогенератор. Возможность одновременного производства тепла и электроэнергии привела к распространению в ряде стран централизованного теплоснабжения на ТЭЦ;
Принцип работы ГЭС? Ответ учащихся: гидроэлектростанции (ГЭС), где в электроэнергию преобразуется механическая энергия потока воды с помощью гидравлических турбин, вращающих электрогенераторы;
Принцип работы АЭС? Ответ учащихся: атомные электростанции (АЭС), где в электроэнергию преобразуется тепловая энергия, полученная при цепной ядерной реакции радиоактивных элементов в реакторе.
Слайд 7. Используя, данные таблицы познакомимся с энергетическим балансом в мире. Какой вывод вы можете сделать?
Вывод: Большая часть мировой электроэнергии производится на ТЭС.
Слово предоставляем экспертам по ТЭС. А какой вид топлива для электростанций сейчас наиболее актуален? Давайте посмотрим на диаграммы 5, 6 (Слайд 8).
Вывод: Наиболее актуальными остаются уголь и природный газ, хотя, резко увеличилось использование атомной энергии и возобновляемых источников.
Скажите, пожалуйста, а имеет ли ближайшее будущее ТЭС?
Ответ учащихся: Да, т.к. есть еще много запасов топлива, открывают новые месторождения.
Вследствие повышения оценок запасов сырья, находящегося в первую очередь в нефтеносных песках Канады и залежах Венесуэлы, а также других месторождениях, глобальные запасы нефти существенно выросли (к началу 2012 г. до 234 млрд. тонн), что позволило скорректировать период обеспеченности мировой экономики данным энергоносителем по состоянию на начало 2012 г. до 54 лет (против 46 лет в начале 2011 г.). Кроме того, в результате повышения оценок залежей природного газа в Туркмении (в 1,8 раза), Иране, Китае и США (сланцевого газа) мировые запасы газа увеличились к 2012 г. до 208 трлн. м3 (в начале 2011 г. – 196 трлн м3), а предполагаемый срок их использования – с 59 лет до 64 лет. Объем мировых залежей угля остался прежним, хотя расчетный период их потребления был несколько сокращен – до 112 лет (со 118 лет в начале 2011 г.) ввиду повышения оценки ежегодного мирового расхода данного энергоносителя.
Давайте посмотрим на карту “Электроэнергетика мира” (Слайд 9). Эксперты по ТЭС, скажите, пожалуйста, какие страны лидируют в производстве энергии на ТЭС? В учебнике на стр.119 у вас есть таблица 23. В ней приведены примеры некоторых странах, где высока доля ТЭС в общем производстве энергии (Слайд 10). Перечислите их, пожалуйста, эксперты ТЭС.
А какой же основной принцип размещения имеют ТЭС?
Ответ учащихся: В любом необходимом месте, т.к. сырье можно легко транспортировать из других стран.
Какие же крупнейшие ТЭС есть в мире? (Слайд 11). ТЭС №1 в мире является Сургутская ГРЭС-2 с показателем 5,6 ГВт в РФ, №2 Тайчжунская ТЭС с показателем 5,5 ГВт на острове Тайвань работает на угле из Австралии. Планируется построить в Амурской области Ерковецкую ТЭС, мощность до 8 ГВт (8*10 в 9 степени Вт) самую мощную в мире.
Какой вывод мы можем сделать по использованию ТЭС?
Вывод (ответ учащихся): конечно, без ТЭС нам сейчас не обойтись.
Но имеются ли отрицательные стороны использования ТЭС?
Ответ учащихся: Да, ТЭС самые крупные загрязнители атмосферы. (Слайд 12). Огромны выбросы СО 2, особенно при сжигании угля и нефти. Тайчжунская ТЭС является самым крупным загрязнителем атмосферы в мире.
В некоторых городах Китая можно наблюдать картину, когда все жители ходят в повязках, из-за сильного загрязнения воздуха.
Каковы перспективы использования ТЭС?
Ответ учащихся: В далеком будущем у ТЭС нет перспектив, т.к. запасов сырья не достаточно, они невозобновимые, да и экологические проблемы становятся всё актуальнее.
Давайте вновь посмотрим на карту “Электроэнергетика мира”. (Слайд 13). Уважаемые эксперты по ГЭС, скажите, пожалуйста, в какие страны выделяются по производству энергии на ГЭС? Вновь обратимся к таблице 23 в учебнике. (Слайд 14). А в каких странах велика доля ГЭС в общем производстве энергии? Слово экспертам. Ответ учащихся: В тех, где имеются водные ресурсы, там высока доля ГЭС. Приводят примеры из таблицы.
Какие же крупнейшие ГЭС есть в мире? (Слайд 15).
Какой вывод можно сделать?
Вывод (ответ учащихся): ГЭС мощнейшие станции в мире. Но их можно построить только там, где есть реки. (Слайд 16).
А каково влияние ГЭС на экологию?
Ответ учащихся: это более чистая энергия, но при строительстве плотины затапливается часть территории, опасность может возникнуть также и при разрушении плотин.
Перспективна ли данная станция?
Ответ учащихся: Да.
Физкультминутка. А теперь, давайте, и мы воспользуемся энергией воды и выполним несколько упражнений йоги.
Давайте продолжим изучение карты “Электроэнергетика мира”. Слово экспертам по АЭС. Где размещают АЭС? В странах, где очень мало каких – либо ресурсов или имеются радиоактивные элементы. При их строительство учитывается также сейсмическая устойчивость территории. Из таблицы 23 видно, что велика доля АЭС в следующих странах (Слайд 17). Учащиеся приводят примеры стран из таблицы.
На сегодняшний день в мире существует более 450 действующих ядерных реакторов, которые производят 350 гигаватт электроэнергии.
Большая часть из реакторов находится в США – 104. К сравнению, во Франции – 59, а в России их всего 29. Львиная доля вырабатываемой энергии России и Франции обеспечивает всю Европу.
Если составить список мировых лидеров производства атомной энергии, то он будет выглядеть так (Слайд 18).
Крупнейшими АЭС в мире являются (Слайд 19):
На первом месте – уже известные на весь мир вследствие недавних событий Фукусима I и Фукусима II в Японии. Полная выходная мощь Фукусим составляет 8814 мегаватт (около 9 ГВт).
Второе место занимает также японская АЭС Касивадзаки-Карива, находящаяся возле Японского моря в префектуре Ниигата. Выходная мощность всех семи реакторов составляет 8212 мегаватт.
На третьем месте находится Запорожская АЭС в Украине. Полная выходная мощность 2 реакторов составляет – 6000 мегаватт.
Какой вывод можно сделать?
Вывод (ответ учащихся): использование АЭС выгодно, т.к. затрачивается меньше сырья (Слайд 20). Многие развивающиеся страны сейчас ориентируются на строительство АЭС.
А каково влияние АЭС на экологию?
Ответ учащихся: очень опасны аварии на АЭС, т.к. чреваты выбросами радиации как в море, так и в атмосферу, например, как это случилось на Фукусиме (Слайд 21). Если из четырех блоков Чернобыльской АЭС был разрушен один, а остальные три проработали еще десять лет, то на “Фукусиме-1” четыре блока полностью разрушены и уже никогда не будут работать. Сто тысяч человек были вынуждены покинуть свои дома. Фабрика по производству чая, расположенная в 300 километрах от АЭС, остановлена из-за заражения чайных плантаций радиоактивным цезием. Авария на “Фукусиме” снова показала, что ядерная энергетика неконтролируема и опасна. Под впечатлением от событий в Японии ряд стран пересмотрел свои программы использования атомной энергии. В частности, ФРГ с марта 2011 г. остановила 7 из 17 имевшихся реакторов и приняла решение о постепенном выведении из эксплуатации оставшихся АЭС к 2022 г. В 2011 г. в Германии выработка атомной энергии снизилась на 23%, Японии – на 44%, а в целом в мире данный показатель сократился на 4,3%.
А какие перспективы ожидают АЭС?
Ответ учащихся: Она имеет перспективы при условии жесткого контроля над ними и недопущения аварий.
Какие открыты новые альтернативные источники энергии? И в чем их отличие от основных? Слово четвертой группе экспертов.
(Слайд 22) Ответ учащихся: Это, например, ветровые, солнечные и др. Они более экологически чистые и дают дешевую энергию.
Установленная мощность электростанций, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ) (ветровая, солнечная, геотермальная и морская энергетика, биоэнергетика и малая гидроэнергетика), превысила в 2010 году установленную мощность АЭС в мире и составила 388 ГВт (рост на 60 ГВт по сравнению с 2009 годом). По объему инвестиций в мировую возобновляемую энергетику первое место в мире занимает Китай с 25-процентой долей инвестиций (54,4?миллиарда долларов); Германия на втором месте (41,2?миллиарда долларов); и на третьем месте – США (34?миллиарда долларов). Ветровая энергетика (кинетическая энергия) лидирует среди других видов ВИЭ по объемам инвестиций – 95?миллиардов долларов.
Какие же страны являются лидерами по освоению возобновляемых источников энергии. Давайте посмотрим на диаграмму 7 (Слайд 23). Эксперты, какие же страны лидеры по ВИЭ? Учащиеся перечисляют страны.
А где возможно разместить данные установки?
Ответ учащихся: Районы размещения: на берегу морей и океанов, где есть постоянные ветра.
Слайд 24. Ребят, для каких стран характерно развитие гелиоустановок? И где перспективнее их строить?
Ответ учащихся: Применение “солнечных технологий” особенно актуально в отдаленных районах, где сложно развивать распределительную сеть, но при этом количество солнечных дней в году имеет одно из наибольших значений, т.е необходимо наличие природного фактора. В настоящее время гелиоустановки используются в развитых стран Европы, США, Японии. Перспективнее их развивать в тропической зоне.
По темпам роста первое место занимает солнечная энергетика (электромагнитное излучение Солнца) Слайд 25. В 2010 году в мире построено 22,7 ГВт солнечных электростанций (СЭС), в том числе в Германии – 7 ГВт, в Италии – 5,6 ГВт, в Чехии – 1,2 ГВт, в Японии – 1 ГВт. 13 февраля 2014 г. в США официально введена в эксплуатацию крупнейшая в мире солнечная электростанция в калифорнийской пустыне Мохаве. В ее основе почти 350 тысяч зеркал, каждое из которых размером с гаражную дверь. Стоимость проекта – почти два миллиарда долларов. И хотя ее выходная мощность — почти 392 гигаватта — составляет менее одного процента от общей выработки энергии в стране, на очереди строительство еще тысяч подобных объектов. Некоторое время пальма первенства в сфере солнечной генерации находилась у Канады. Сейчас ее Sarnia Photovoltaic Power Plant мощностью в 97 МВт стала занимать третье место в мире, уступив второе место украинской станции Ohotnikovo PV Plant. Строительство на Алтае первой очереди Кош-Агачской солнечной электростанции, которая принадлежит компании “Авелар Солар Технолоджи”, мощностью 5 МВт будет завершено в третьем квартале 2014 года, а общая проектная мощность составит до 1,5 ГВт.
(Слайд 26) Наибольшее количество энергии из ветра в настоящее время производится в Соединенных Штатах, а в Европе - в Дании (25 % всей энергии), Германии, Великобритании, Нидерландах.
Какие перспективы имеют ветровые установки?
Ответ учащихся: Хорошие перспективы в странах, имеющих выход к побережью морей, океанов. Дешевая и экологически чистая энергия.
(Слайд 27) Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае. Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 г. во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, где средняя амплитуда приливов составляет 8.4 м. Открывая станцию, президент Франции Шарль де Голль назвал ее выдающимся сооружением века. Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2.5 раза превосходит расходы на возведение речной ГЭС такой же мощности, первый опыт эксплуатации приливной ГЭС оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в энергосистему Франции и в настоящее время эффективно используется.
(Слайд 28) На геотермальных электростанциях вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии (у озера Миватн). Столица Исландии Рейкьявик получает тепло исключительно от горячих подземных источников. В России первая ГеоТЭС мощностью 5 МВт была построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетки. В 1980 г. ее мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-Амиата и Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ГеоТЭС действуют также в США (Калифорния, Долина Больших Гейзеров), Новой Зеландии, Мексики и Японии.
Под руководством директора Лаборатории энергетики воды и ветра Северо-Восточного университета в Бостоне был разработан проект первой в мире океанской электростанции. Она будет сооружена во Флоринском проливе, где берет начало Гольфстрим. Японские ученые, например, говорят о большой эффективности подобных сооружений на тихоокеанском течении Куросио.
Имеют ли перспективы данные источник энергии?
Ответ учащихся: да, т.к. они дешевые, экологически чистые и возобновляемые, а также неисчерпаемые, что немало важно.
Какие перспективы развития мировой энергетики можно выделить?
Ответ учащихся: Человечеству не грозит энергетический кризис, связанный с истощением запасов нефти, газа, угля, если оно освоит технологии использования возобновляемой энергии. В этом случае будут также решены проблемы загрязнения среды обитания выбросами электростанций и транспорта, обеспечения качественными продуктами питания, получения образования, медицинской помощи, увеличения продолжительности и качества жизни. ВИЭ создают новые рабочие места, улучшают качество жизни и повышают энергетическую безопасность и независимость владельцев ВИЭ за счет бестопливного и распределенного производства энергии.
IV. Закрепление новой темы.
(Слайд 29) Проверка заполнения таблицы.
На контурную карту (стр. 8-9) нанести страны, выделяющиеся по производству той или иной энергии, крупнейшие станции.
V. Домашнее задание. (Слайд 30) Параграф 20 (пересказ).