Tài liệu Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn (lớp 7) sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

CUỘC THI VẬN DỤNG KIẾN THỨC LIÊN MÔN ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC TÌNH HUỐNG THỰC TIỄN DÀNH CHO HỌC SINH THCS. - Sở Giáo dục và Đào tạo thành phố: Hà Nội. - Phòng Giáo dục và Đào tạo: Mỹ Đức. - Trường: Trung học cơ sở Hương Sơn. - Địa chỉ: Hương Sơn - Mỹ Đức – Hà Nội. - Điện thoại: 0433849115 - Email: [email protected] - Tên tình huống : “SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ” - Môn học chính được HS vận dụng trong giải quyết tình huống: Ngữ Văn. - Các môn học tích hợp: Toán, Sinh học, Lịch sử, Địa lý, Công dân. - Thông tin về học sinh (hoặc nhóm không quá 02 học sinh): + Họ và tên : LÊ THỊ BÍCH NGỌC Ngày sinh: 7/10/2000 Lớp: 9A2 + Họ và tên : LÊ THỊ THU THẢO Ngày sinh: 7/04/2000 Lớp: 9A2 I.Tình huống: “SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ”. II.Mục tiêu giải quyết tình huống: Thế giới vào những năm đầu của thế kỷ thứ 21 đang đứng trước nhiều vấn đề cần phải đối mặt. Trong đó, vấn đề được xem là nóng bỏng nhất và thu hút sự quan tâm của tất cả các nhà khoa học cũng như mọi người trên thế giới là hiện tượng ấm lên toàn cầu do tác động của hiệu ứng nhà kính và sự khủng hoảng về năng lượng. Đặc biệt là vấn đề về năng lượng. III.Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống: Như chúng ta đã biết tài nguyên năng lượng ngày một khan hiếm mà nhu cầu sử dụng năng lượng trong sản xuất và sinh hoạt ngày một tăng do phát triển kinh tế, do đời sống ngày càng nâng cao, do dân số tăng… dẫn đến thiếu năng lượng. Chính vì vậy, chúng ta cần biết cách sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Dân số tăng nhanh và tốc độ đô thị hóa chóng mặt trên toàn cầu cũng là một yếu tố ảnh hưởng mạnh đến nhu cầu về năng lượng. Theo dự đoán, dân số thế giới sẽ tăng từ khoảng 5,5 tỷ người trong năm 1993 lên tới 7 tỷ người vào năm 2010 trong đó dân số của các nước thuộc tổ chức Hợp tác và Phát triển kinh tế (OEDC) tăng lên khoảng 100 triệu người ước tính vào khoảng 7%. Khi dân số tăng thì số dân sống ở khu vực thành thị của các nước cũng tăng lên cộng thêm với quá trình Đô thị hóa sẽ làm cho các đòi hỏi về năng lượng tăng cao, như năng lượng sử dụng cho thắp sáng, công nghiệp, giao thông vận tải, thương mại, dịch vụ… Theo dự báo của Cơ quan thông tin về năng lượng (EIA) vào năm 2004, trong vòng 24 năm kể từ năm 2001 đến năm 2025, mức tiêu thụ năng lượng trên toàn thế giới có thể tăng thêm 54% (ước tính khoảng 404 nghìn triệu triệu Btu năm 2001 tới 623 nghìn triệu triệu Btu vào năm 2025) mà nhu cầu chủ yếu sẽ rơi vào các quốc gia có nền kinh tế đang phát triển mạnh mẽ, ví dụ như Trung Quốc hay Ấn Độ (ở châu Á). IV. Giải pháp giải quyết tình huống: Vậy trước tiên ta hiểu năng lượng là gì? Thuật ngữ năng lượng được định nghĩa là những tài nguyên thiên nhiên có thể cung cấp nguyên liệu làm các vật thể hoạt động, vận động máy móc và thao tác sản xuất. Từ điển Tiếng Việt định nghĩa là: “Đại lượng vật lí cho khả năng sinh ra công của một vật”. Đại từ điển Bách khoa toàn thư Tiếng Anh đã định nghĩa năng lượng như sau: “là thuật ngữ bao gồm nhiệt năng, thủy năng và ánh sáng, con người có khả năng chuyển hóa thích hợp để cung cấp nhu cầu năng lượng cho chính mình” Cho đến nay, khái niệm năng lượng được phổ cập ở hầu hết khắp các quốc gia, ở cấp độ toàn cầu. Người ta căn cứ vào những loại hình (khí hóa lỏng, xăng dầu, điện lực…), quá trình hình thành (năng lượng có sẵn, năng lượng đến từ thiên thể, năng lượng do tác dụng của trái đất…), trình độ và cách sử dụng (năng lượng truyền thống, năng lượng mới), phương pháp khai thác (khai thác từ tự nhiên, chuyển hóa, gia công…), khả năng tái sinh (năng lượng tái sinh và không tái sinh) và căn cứ vào mức độ ảnh hưởng đến môi trường (năng lượng sạch, năng lượng không sạch…) để định nghĩa năng lượng. Tuy nhiên, khái niệm năng lượng được hiểu chung nhất là các nguồn tài nguyên, nhiên liệu cung cấp, phục vụ cho đời sống, sản xuất và các nhu cầu thiết yếu của con người. Năng lượng là một trong những điều kiện tối kiên quyết của sự sống còn và phát triển của mỗi con người và toàn nhân loại. Điều kiện tiên quyết cho sự tồn tại và phát triển của bất kì nền văn minh nào đều là năng lượng. Trong các loại năng lượng, dầu mỏ, than đá và khí hóa lỏng là ba loại hình năng lượng quan trọng nhất, có ảnh hưởng đến mọi lĩnh vực của đời sống con người. Tài liệu của Cơ quan Thông tin Năng lượng 2004 đã dự báo rằng nhu cầu tiêu thụ tất cả các nguồn năng lượng đang có xu hướng tăng nhanh. Giá của các năng lượng hóa thạch dùng cũng vẫn rẻ hơn so với các nguồn năng lượng hạt nhân, năng lượng tái tạo hay năng lượng các dạng năng lượng hoàn nguyên khác. Các nguồn năng lượng hóa thạch trên thế giới đang dần cạn kiệt, thêm nữa là những vấn đề môi trường nảy sinh trong quá trình khai thác. Sơ đồ mức tiêu thụ nguồn năng lượng và khí thải sinh ra do sử dụng năng lượng: Hình 11.4 chỉ ra mức tiêu thụ các nguồn năng lượng khác nhau trên thế giới theo nguồn năng lượng. Tài liệu của Cơ quan Thông tin Năng lượng 2004 đã dự báo rằng nhu cầu tiêu thụ tất cả các nguồn năng lượng đang có xu hướng tăng nhanh. Giá của các năng lượng hóa thạch dùng cũng vẫn rẻ hơn so với các nguồn năng lượng hạt nhân, năng lượng tái tạo hay năng lượng các dạng năng lượng hoàn nguyên khác (renewable energy). Các nguồn năng lượng hóa thạch trên thế giới đang dần cạn kiệt, thêm nữa là những vấn đề môi trường nảy sinh trong quá trình khai thác đã dẫn đến việc khuyến khích sử dụng năng lượng hoàn nguyên để giảm bớt sự ô nhiễm môi trường. Hình 11.5 cho thấy lượng khí thải CO2 sinh ra trong quá trình sử dụng năng lượng hóa thạch) và tránh gây cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch. Nhưng do chưa có những điều luật cụ thể về vấn đề này, nên dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên vẫn được coi là nguồn nhiên liệu chủ yếu để nhằm thỏa mãn những đòi hỏi về năng lượng và chính điều đó sẽ dẫn đến sự cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch trong một thời gian không xa. V. Thuyết minh tiến trình giải quyết tình huống: Thứ nhất , chúng ta đề cập về nhu cầu dầu mỏ. Nguồn tài nguyên thiên nhiên từ biển đã trở thành tiêu điểm cạnh tranh quốc tế. Dầu mỏ vẫn được coi là nguồn năng lượng chính cho toàn thế giới tới năm 2025. Thống kê của IEO 2004 cho thấy, với nhu cầu đòi hỏi về dầu mỏ tăng lên 1,9% mỗi năm thì trong vòng 24 năm tới, mức tiêu thụ 77 triệu thùng/ngày năm 2001 sẽ tăng lên tới 121 triệu thùng/ngày vào năm 2025, mà nhu cầu lớn nhất sẽ là từ Mỹ và các nước đang phát triển ở châu Á … Các quốc gia này có thể sẽ chiếm tới 60% nhu cầu của thế giới. Một ví dụ điển hình là nước Nga, một nước lớn về sản xuất dầu mỏ trên thế giới, Nga trở thành nguồn cung cấp dầu mỏ quan trọng cho phương Tây. Nga đã thu được nhiều lợi ích khi giá dầu quốc tế tăng lên và đòi hỏi ngày càng nhiều về dầu lửa của Trung Quốc, Nhật Bản. Thứ hai, là khí tự nhiên, Cùng với dầu mỏ, gần đây, khí thiên nhiên đã và đang được coi là một trong những nguồn nhiên liệu có nhu cầu tiêu thụ rất lớn trên thế giới với nhu cầu hàng năm tăng nhanh nhất, trung bình 2,2% kể từ năm 2001 đến 2025, so với nhu cầu tiêu thụ tăng 1,9% đối với dầu mỏ hàng năm và 1,6% hàng năm đối với than. Nhu cầu tiêu thụ khí thiên nhiên vào năm 2025 ước tính sẽ là 151 nghìn tỷ feet khối, tăng lên gần 70% so với nhu cầu tiêu thụ của năm 2001 (khi đó là 90 nghìn tỷ feet khối). Như vậy, mức tiêu thụ khí thiên nhiên trong tổng các loại năng lượng tiêu thụ sẽ tăng từ 23% năm 2001 lên 25% vào năm 2025. Thứ ba, là năng lượng than. Là nguồn nhiên liệu hóa thạch được sử dụng từ lâu nhất trên thế giới. Tổng trữ lượng than trên toàn thế giới được ước tính khoảng 1.083 tỷ tấn, đủ cung cấp cho khoảng 210 năm nữa với mức tiêu thụ như hiện nay. Mặc dù phân bố rộng rãi nhưng 60% trữ lượng than của thế giới tập trung ở 3 quốc gia: Mỹ (25%); Liên Xô cũ (23%) và Trung Quốc (12%). Bốn quốc gia khác là Úc, Ấn Độ, Đức và Nam Phi chiếm khoảng 29%. Trong năm 2001, 7 quốc gia này đã cung cấp tới 80% sản lượng than cho toàn thế giới. Tựu chung lại, sự khai thác và sử dụng quá mức nguồn nhiên liệu hóa thạch vào cuối thế kỷ 20 đã khiến trữ lượng của chúng giảm nhanh và nhiều đến mức báo động, đồng thời gây nên hiện tượng ấm lên toàn cầu. Trước tính hình đó, nhiều nguồn năng lượng mới, sạch và dễ tái tạo hơn đã được nghiên cứu và phát triển như sức nước, sức gió, ánh nắng mặt trời, sóng biển.... Đối với Việt Nam ,việc đó khá thuận lợi bởi Việt Nam là một nước giàu tiềm năng về các tài nguyên mặt trời, gió, thủy triều hay thủy lực… Chúng ta cùng điểm qua vài nét về những tài nguyên này ở Việt Nam hiện nay. Đầu tiên, là năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có tiềm năng to lớn về khai thác và ứng dụng. Việt Nam có lợi thế là nước nằm trong giải phân bổ ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong năm trên bản đồ bức xạ mặt trời của thế giới. Hiệu quả tổng cộng cao hơn các loại pin mono và polycrystal; đặc biệt là giá thành đầu tư thấp, công nghệ đơn giản phù hợp với điều kiện của Việt Nam Theo giáo sư, tiến sĩ khoa học Nguyễn Tiến Khiêm “trong tất cả các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mặt trời là phong phú và ít biến đổi nhất trong thời kỳ biến đổi khí hậu hiện nay.” Ứng dụng năng lượng mặt trời ỏ Việt Nam hiện cũng rất phong phú với đa dạng sản phẩm như: Máy nước nóng, điện mặt trời, đèn, .... Tuy nhiên, hiện nhu cầu sử dụng năng lượng mặt trời còn rất nhiều. Với bờ biển dài hơn 3.000km, có hàng nghìn đảo hiện có cư dân sinh sống nhưng nhiều nơi không thể đưa điện lưới đến được. Vì vậy, ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam như một nguồn năng lượng tại chỗ để thay thế cho các dạng năng lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu của các vùng dân cư này là một kế sách có ý nghĩa về mặt kinh tế, an ninh quốc phòng. Tuy nhiên, ứng dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam cho đến nay vẫn chưa phát triển một cách có kế hoạch ở tầm vĩ mô. Tiếp theo là năng lượng gió , Ở Việt Nam, các khu vực có thể phát triển năng lượng gió không trải đều trên toàn bộ lãnh thổ. Với ảnh hưởng của gió mùa thì chế độ gió cũng khác nhau. Theo nghiên cứu của Ngân hàng thế giới, trên lãnh thổ Việt Nam, hai vùng giàu tiềm năng nhất để phát triển năng lượng gió là Sơn Hải (Ninh Thuận) và vùng đồi cát ở độ cao 60 - 100m từ phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận). Vùng này không những có vận tốc gió trung bình lớn, mà còn có một thuận lợi là số lượng các cơn bão khu vực ít và gió có xu thế ổn định. Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió nam và đông nam lên đến 98% với vận tốc trung bình 6 - 7 m/giây, tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió công suất 3 - 3,5 mW. các vùng đảo ngoài khơi như Bạch Long Vĩ, đảo Phú Quý, Trường Sa... là những địa điểm gió có vận tốc trung bình cao, tiềm năng năng lượng gió tốt, có thể xây dựng các trạm phát điện gió công suất lớn để cung cấp năng lượng điện cho dân cư trên đảo. Dù được đánh giá là nguồn năng lượng có tiềm năng đáng kể, có thể khai thác bổ sung cho nguồn điện quốc gia, nhưng năng lượng gió ở nước ta hiện chưa phát triển, chỉ mới đang ở giai đoạn nghiên cứu ứng dụng. Vẫn còn thiếu nhiều điều kiện để thu hút đầu tư vào ngành công nghiệp này. Thêm nữa là năng lượng thủy triều không tạo ra khí thải có hại tới môi trường. Là năng lượng sạch và gần như là vô tận. Hiện tại trên thế giới năng lượng thủy triều đóng góp khoảng1016KW/năm. Giúp cải thiện giao thông vì các đập chắn có thể làm cầu nối qua sông. Bảo vệ đường bờ biển khỏi những mối nguy hiểm từ bảo. Giá thành sản xuất rẻ, theo tính toán giá của điện từ thủy triều tương đương với giá điện tạo ra từ các nhà máy vận hành bằng than đá hay khí đốt. Mặc dù Việt Nam được biết đến ngoài là nơi có lượng than rất lớn như ở Quảng Ninh, dầu mỏ ở Quảng Ngãi, khí đốt ở Bà Rịa, Vũng Tào còn là nơi có hầu hết những nguồn năng lượng tái tạo hiện có trên thế giới. Nhưng theo các nhà khoa học, chúng ta vẫn chưa có cơ sở khoa học tin cậy để xây dựng chiến lược, quy hoạch phát triển lâu dài các nguồn năng lượng tái tạo ở nước ta.Theo tính toán quy hoạch phát triển năng lượng quốc gia, trong giai đoạn 2010- 2020 nước ta sẽ mất cân đối giữa khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng . Từ một nước xuất khẩu thành nước nhập khẩu năng lượng. Một vấn đề nữa mà chúng ta không thể không nhắc tới, đó chính là do sự sử dụng lãng phí , khai thác bừa bãi trái phép. Không cần to tát, mang tầm thế giới chỉ đơn giản ngay khi chúng ta để đèn sáng, tủ lạnh mở, tivi mở,… mà không dùng,hay xả nước thải ô nhiễm ra sông, biển, van thì để rò rỉ,… Nói về năng lượng Việt Nam, có lẽ chúng ta phải nói tới việc Trung Quốc hạ đặt dàn khoan HD 981 trên thềm lục địa Việt Nam để tham dò và khai thác dầu mỏ – một hành động thể hiện mưu đồ bá chủ của Trung Quốc. Và đó thực sự là một hành động đáng lên án. Ngày 1/5/2014, Trung Quốc ngang nhiên kéo giàn khoan Hải Dương 981 tới vị trí cách đảo Tri Tôn thuộc quần đảo Hoàng Sa của Việt Nam 17 hải lý về phía nam, cách đảo Lý Sơn (tỉnh Quảng Ngãi, Việt Nam) khoảng 120 hải lý về phía đông. Đây là vị trí nằm hoàn toàn trong vùng đặc quyền kinh tế 200 hải lý của Việt Nam theo Công ước Liên Hợp Quốc về Luật Biển năm 1982. Giàn khoan HD 981 của Trung Quốc trên địa phận Trường Sa VI.Ý nghĩa và vai trò của việc giải quyết tình huống: a. Ý nghĩa: - Mỗi chúng ta – mỗi con người trên thế giới hãy biết sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vì Nhu cầu năng lượng của chúng ta ngày càng cao trong khi nguồn năng lượng hóa thạch không phải là vô tận. - Tiết kiệm năng lượng sẽ không phải xây thêm nhiều nhà máy điện, rất tốn kém về kinh tế, gây hạn hán, cạn kiệt tài nguyên và ô nhiễm môi trường. - Tiết kiệm năng lượng là tiết kiệm tiền, tăng tích lũy để phát triển sản xuất, nâng cao thu nhập cho gia đình. Tuy nhiên Tiết kiệm năng lượng không phải là không sử dụng, hoặc hạn chế sử năng lượng. Là khuyến khích sử dụng năng lượng theo yêu cầu với mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất nhờ các biện pháp tiêu thụ năng lượng. Là sử dụng các nguồn năng lượng hợp lý, hiệu quả nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng nhưng vẫn đáp ứng nhu cầu sử dụng. Là giảm tiêu thụ năng lượng ngoài mục đích sử dụng. b. Vai trò của việc giải quyết tình huống được lựa chọn đối với thực tiễn: Vậy làm thế nào để sử dụng năng lượng, tiết kiệm và hiệu quả ? Thật đơn giản: - Áp dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng trong sàng, tuyển, chế biến, vận chuyển khoáng sản. - Lựa chọn công nghệ có hiệu suất năng lượng cao. - Lắp đặt đầy đủ thiết bị đo lường, kiểm tra thông số vận hành; định kỳ tổ chức hiệu chỉnh, bảo trì lò, máy và thiết bị phụ trợ trong nhà máy phát điện để bảo đảm hiệu suất chung của nhà máy đạt hiệu suất thiết kế. - Thiết kế, xây dựng nhà ở có khả năng tận dụng ánh sáng và thông gió tự nhiên. - Sử dụng vật liệu cách nhiệt, thiết bị gia dụng để tiết kiệm năng lượng; tăng cường sử dụng phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng tái tạo. - Hạn chế sử dụng thiết bị điện công suất lớn, tiêu thụ nhiều điện năng vào giờ cao điểm. - Xây dựng nếp sống, thói quen tiết kiệm năng lượng trong sử dụng thiết bị chiếu sáng và gia dụng. - Khuyến khích sản xuất, sử dụng nguồn năng lượng tại chỗ bằng sức nước, sức gió, ánh sáng mặt trời, khí sinh học, phụ phẩm nông nghiệp và các nguồn năng lượng tái tạo khác . Tóm tại, mỗi người hãy chấn chỉnh thái độ cá nhân đối với môi trường xung quanh. Nguồn năng lượng không phải là bất tận, vì vậy, ngay từ lúc này chúng ta hãy cùng nhau góp sức, chung tay gìn giữ nó để trái đất ngày một tốt đẹp hơn. TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG PHÙ HỢP VÀ HIỆU QUẢ CHÍNH LÀ GÓP PHẦN LÀM CHO TRÁI ĐẤT MÃI MÃI XANH TƯƠI. Hương sơn, ngày 20 tháng 12 năm 2014 Người viết Lê Thị Bích Ngọc Lê Thị Thu Thảo