Giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả qua một số môn học

1
GIÁO DỤC
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
QUA MỘT SỐ MÔN HỌC
VÀ
HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC
NGOÀI GIỜ LÊN LỚP
Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
2
I. NĂNG LƯỢNG VÀ VAI TRÒ CỦA NĂNG LƯỢNG
ĐỐI VỚI CON NGƯỜI
1.1. Năng lượng
"độ đo định lượng chung cho mọi dạng vận
động khác nhau của vật chất“/ Từ điển BKVN
"đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công
của một vật“/ Từ điển tiếng Việt và Từ điển vật lý PT

"dạng vật chất có khả năng sinh công, bao gồm
nguồn năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và
nguồn năng lượng thứ cấp là nhiệt năng, điện
năng được sinh ra thông qua quá trình chuyển
hoá năng lượng sơ cấp“/ Nghị định số 102/2003/NĐ-CP
3
1.2. Các dạng năng lượng
1.2.1. Phân loại theo vật lý - kỹ thuật
- Cơ năng;
- Nội năng;
- Điện năng;
- Quang năng;
- Hoá năng;

-
Năng lượng hạt nhân
(năng lượng nguyên tử).
4
1.2.2. Phân loại theo nguồn gốc năng lượng
- Năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần
gồm năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (hay nhiên liệu thiên nhiên) như: than bùn, than
nâu, than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và năng lượng từ nhiên liệu nguyên tử.
-
Năng lượng tái sinh (hay năng lượng tái tạo)
là nguồn năng lượng có thể được hồi phục theo chu trình biến đổi
của thiên nhiên, mà theo quan niệm của con người là vô hạn.
/năng lượng mặt trời, năng lượng của gió, thế năng của nước, năng lượng sóng biển,
năng lượng thuỷ triều, năng lượng địa nhiệt/
-
Năng lượng không tái sinh là nguồn năng lượng không hồi phục khi khai
thác và sử dụng/ than nâu, than đá, than bùn, dầu lửa, khí tự nhiên, /
-
Năng lượng sinh khối (biomass): sinh ra do đốt trực tiếp hoặc chuyển đổi nhiệt hóa
học, chuyển đổi nhiệt sinh hóa các vật liệu có nguồn gốc hữu cơ (trừ than, dầu
mỏ…). /Nguồn năng lượng sinh khối dạng rắn gồm có gỗ, củi, các phụ phẩm nông
nghiệp như trấu, rơm rạ, cây ngô, bã mía, các loại vỏ, thân cây thảo mộc; năng lượng
sinh khối dạng lỏng như nhiên liệu sinh học (biofuel), dạng khí như biogas./
- Năng lượng cơ bắp:
/ Sức cơ bắp của người, trâu, bò, ngựa, voi…/
5
1.2.3. Phân loại theo dòng biến đổi năng lượng
/Theo quá trình từ khai thác, biến đổi, truyền tải và SD năng lượng người
ta chia ra các dạng năng lượng như sau:/
-

Năng lượng sơ cấp
các nguồn năng lượng có sẵn trong thiên nhiên như than, dầu, khí tự nhiên,
năng lượng nguyên tử, thuỷ năng, củi gỗ
-
Năng lượng thứ cấp
nguồn năng lượng đã được biến đổi từ những dạng năng lượng khác /điện
năng, hơi nước của các lò hơi, sản phẩm cracking dầu mỏ.
-
Năng lượng cuối cùng
năng lượng sau khâu truyền tải, vận chuyển được cấp tới nơi tiêu thụ, người
sử dụng.
-
Năng lượng hữu ích
năng lượng cuối cùng được sử dụng sau khi bỏ qua các tổn thất của thiết bị
sử dụng năng lượng.
6
1.3. Sự bảo toàn và chuyển hoá năng
lượng
Năng lượng có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác, song
trong một hệ kín năng lượng của hệ có giá trị không đổi.
Trong tự nhiên cũng như trong kĩ thuật có rất nhiều hiện tượng ở
đó diễn ra các quá trình chuyển hoá năng lượng như:
+ Chuyển hoá cơ năng thành nhiệt năng
+ Sự chuyển hoá cơ năng thành điện năng
+ Sự chuyển hoá quang năng thành điện năng
+ Sự chuyển hoá điện năng thành các dạng năng lượng khác
(như: điện năng thành cơ năng; nhiệt năng; hoá năng )

Nếu hệ là kín thì năng lượng tổng cộng của hệ là hằng số; năng lượng có thể chuyển
từ dạng này sang dạng khác hoặc phân bố lại giữa các phần của hệ.

7
1.4. Vai trò của năng lượng đối với con
người
1.4.1. Tình hình sử dụng NL trong sản xuất và đời sống
NL có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định
sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của con người.
+ con người sử dụng NL cho các hoạt động sản xuất, đi lại, xây
dựng và đời sống hàng ngày.
+ khủng hoảng NL thường có tác động rất lớn tới kinh tế và xã hội
của các nước trên thế giới.
+vấn đề NL thành quốc sách, đặt thành vấn đề " an ninh năng
lượng" đối với sự phát triển của quốc gia.
8
Vai trò của năng lượng đối với con người
Theo số liệu của cơ quan năng lượng quốc tế (IEA), tiêu thụ năng lượng trên
thế giới cho các lĩnh vực sản xuất và tiện nghi nhà ở như sau:

Công nghiệp, giao thông vận tải cũng như lĩnh vực tiện nghi nhà chiếm
phần lớn tiêu thụ năng lượng (mỗi lĩnh vực khoảng 25%); thương mại và
dịch vụ công cộng khoảng 10%; nông lâm và ngư nghiệp khoảng 3%; sử
dụng khác khoảng 12% .

Trong lĩnh vực giao thông vận tải: tiêu thụ khoảng 60% năng lượng dầu đã
được chế biến.

Trong ngành sản xuất điện năng, sử dụng các nguồn năng lượng để sản
xuất điện năng như sau: nhiên liệu hoá thạch chiếm 64%, năng lượng hạt
nhân: 17%, thuỷ điện: 18%, năng lượng tái tạo: 1% điện năng toàn cầu.
9
Vai trò của năng lượng đối với con người

Việt Nam:

sản lượng điện thương phẩm cuối năm 2007 là 66,8 tỷ kWh, tăng
2,5 lần so với năm 2000 (26,6 tỷ kWh) [2], trong đó thủy điện khoảng
64 %, than nhiệt điện khoảng 34%, ); tiêu thụ trong lĩnh vực sản
xuất công nghiệp và xây dựng chiến 46,97%, lĩnh vực quản lý - tiêu
dùng- dân cư 47,14%.

Năng lượng dùng cho tiện nghi nhà ở có ba mục đích:
nấu thức ăn; đun nước nóng sinh hoạt và điều hoà không khí; chạy
các thiết bị cơ điện nội thất, chiếu sáng, thiết bị điện tử,…

Trong lĩnh vực tiện nghi nhà: năng lượng tái tạo hơn 40%, sử dụng
khí đốt và điện gần bằng nhau (khoảng hơn 20%), năng lượng than
và hơi nước nóng chiếm khoảng 7 %, sản phẩm dầu khoảng 10 %,
10
Vai trò của năng lượng đối với con người
- Nhu cầu năng lượng ngày càng cao do nhu cầu tăng trưởng kinh tế,
phát triển các ngành sản xuất công nghiệp, GTVT và nâng cao chất
lượng cuộc sống.
- Nguồn năng lượng được sử dụng chủ yếu vẫn là các nguồn năng
lượng hoá thạch (than đá, dầu, khí tự nhiên )
-
Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm vì nó dễ dàng được
chuyển hoá từ các dạng năng lượng khác khi sản xuất điện năng,
đồng thời khi sử dụng, nó cũng dễ dàng chuyển hoá thành các dạng
năng lượng khác.
-
Sản xuất và sử dụng điện năng có ý nghĩa rất quan trọng trong chiến
lược năng lượng của mỗi quốc gia.

11
1.4.2. Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch

Năm 2007, dân số toàn cầu 6,625 tỷ người, tiêu thụ lượng
năng lượng sơ cấp là 11.099 Mtoe (Mtoe: triệu tấn dầu tương
đương), trong đó dầu 35,61%; khí tự nhiên: 23,76%; than:
28,63%; năng lượng hạt nhân: 5,60%; thủy điện: 6,39%.

Dự đoán năm 2050, dân số thế giới 10 tỷ người, nhu cầu về
lượng năng lượng sơ cấp sẽ tương đương hơn 25 tỷ 340
triệu ~ 29 tỷ tấn than nguyên chất.

Ước tính chung trên thế giới nguồn dầu mỏ thương mại còn
dùng được khoảng 60 năm, khí tự nhiên còn dùng được
khoảng 80 năm, than còn dùng được khoảng 150 - 200 năm .
12
Sự cạn kiệt các nguồn năng lượng hoá thạch
Việt Nam
/Than chỉ còn 3,80 tỉ tấn,
dầu còn 2,3 tỷ tấn/

đến năm 2020, sẽ phải nhập ~ 12%-20% NL;

đến năm 2050 lên đến 50%-60%
13
1.4.3. Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng
năng lượng đến MTST
Tác động đến môi trường sinh thái do:

Khai thác, vận chuyển than, dầu khí,


sử dụng các nguồn năng lượng hoá thạch làm gia
tăng hiệu ứng nhà kính

Sản xuất điện năng/nhiệt điện,thủy điện,điện hạt
nhân,
14
Sự cần thiết phải SD năng lượng TK HQ

Các nguồn tài nguyên năng lượng, đặc biệt là các nguồn
nhiên liệu hoá thạch đang cạn kiệt

Những vấn đề môi trường gây ra do các hoạt động của
con người, trong đó việc khai thác, sử dụng các nguồn năng
lượng, đặc biệt là năng lượng hoá thạch

Sử dụng năng lượng, tiết kiệm và hiệu quả đóng góp vào
việc thực hiện các nguyên tắc phát triển bền vững
15
II. Xu hướng sử dụng năng lượng
TKHQ
2.1. Khái niệm tiết kiệm, hiệu quả
“sử dụng NLTK&HQ là sử dụng NL một cách hợp lý, nhằm
giảm mức tiêu thụ NL, giảm chi phí NL cho hoạt động của các
phương tiện, thiết bị sử dụng NL mà vẫn đảm bảo nhu cầu
NL cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt”
(nghị định SỐ 102/2003/NĐ-CP)

Giảm chi phí NL trên một đơn vị sản phẩm


Nâng cao hiệu suất sử dụng NL/công nghệ

Sử dụng thiết bị, phương tiện tiêu thụ ít NL

Tính đủ chi phí cho SX điện năng/phí MT
16
2.2. Các biện pháp chung về SD NLTK&HQ
2.2.1. Các biện pháp quản lí
- Xây dựng các văn bản pháp quy về sử dụng NLTK&HQ ( QG, QT);
-
Lựa chọn cơ cấu kinh tế cho hiệu quả cao về sử dụng năng
lượng;
-
Có chính sách ưu tiên ( thuế, quy hoạch, ) PT các nguồn NL mới
-
Hợp lí hóa quá trình sản xuất
2.2.2. Các biện pháp tuyên truyền, giáo dục
- Đưa nội dung giáo dục sử dụng NLTK&HQ vào các cấp
học;
- Tuyên truyền về sử dụng NLTK&HQ trong gia đình, trường
học, cộng đồng;
- Xây dựng nhà trường sử dụng NLTK&HQ
17
Các biện pháp chung về SD NLTK&HQ
2.2.3. Các biện pháp kĩ thuật
- Giảm tổn thất trong quá trình chuyển đổi năng lượng
( thất thoát khi truyền tải điện, vận chuyển nhiên liệu, ;
- Giảm tổn thất trong quá trình sử dụng năng lượng;
- Sử dụng các thiết bị điều khiển tự động để giảm tiêu thụ
năng lượng;

- Đổi mới công nghệ, năng cao hiệu suất máy móc; tăng
cường sử dụng thiết bị có hiệu suất sử dụng năng lượng
cao;
- Thu hồi năng lượng thải từ các quá trình sản xuất, sinh
hoạt và tái sử dụng ;
- Khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới thay thế
năng lượng hóa thạch;
18
2.3. Các giải pháp công nghệ và kĩ thuật
2.3.1. Sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh
(Thiết bị nung nóng nhờ năng lượng mặt trời) (Tế bào quang điện)
19
Năng lượng Mặt Trời
Sun Frost vaccine storage refrigerator in Congo


A traditional Indian hut with SPV home system
A traditional Indian hut with SPV home system


Solar PV Water Pumping Systems
Solar PV Water Pumping Systems
Solar PV lantern
Solar PV lantern
20
Sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh
21
2.3.2. Các giải pháp nâng cao hiệu suất
sử dụng năng lượng
2.3.2.1.Ngành giao thông vân tải

- Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng
+ Giảm trọng lượng của phương tiện chuyên chở: /chế tạo các động cơ
bằng hợp kim nhôm, rầm dọc tầu thuỷ bằng sợi cácbon,…/
+ Vận hành động cơ một cách tối ưu: Cải tiến các động cơ đốt trong để
nâng cao hiệu suất của chúng đồng thời phát thải ít CO2 và những khí gây
hiệu ứng nhà kính khác. Kĩ thuật lái xe, điều khiển các phương tiện giao
thông
+ Giảm ma sát giữa phương tiện chuyên chở và môi trường di chuyển, ma
sát giữa các bộ phận chuyển động của phương tiện
-
Chuyển sang sử dụng những dạng NL khác
/khí đốt, nhiên liệu tổng hợp, nhiên liệu sinh học,
-
Chuyển sang những loại động cơ khác /động cơ hybrid ,
- Đổi phương tiện chuyên chở
22
2.3.2.2. Ngành công nghiệp
Tiềm năng TKNL của một số ngành ở VN
•
Công nghiệp xi măng – 50%
•
Công nghiệp gốm – 35%
•
Phát điện than – 25%
•
Ngành dệt /may mặc – 30%
•
Các tòa nhà thương mại – 25%
•
Công nghiệp thép – 20%

•
Nông nghiệp – 50%
•
Chế biến thực phẩm – 20%
•
Sử dụng nước– 15%
23
Ngành công nghiệp
-
Gia tăng hiệu suất SDNL với ba phương
pháp sau: hợp lý hoá sản xuất, sản xuất
đúng mức, đúng lúc.
(Để tiết kiệm năng lượng, người ta tìm cách sản xuất ra một sản phẩm một cách liên tục và ở
cùng một địa điểm để giảm thiểu việc vận chuyển)
-
Chuyển sang sử dụng những dạng năng
lượng khác
-
Đổi qui trình sản xuất, hợp lí hoá qui trình
sản xuất
- Thu hồi nhiệt thải để tái sử dụng
24
2.3.2.3. Lĩnh vực tiện nghi nhà ở
- Trong việc đun nấu thức ăn:
> nâng cao hiệu suất của các bếp lò
trong các gia đình.,…cải tiến bếp
dùng điện, dùng gas
Đun nước nóng sinh hoạt và điều
hoà không khí:
>kiến trúc nhà ở rất quan trọng cho

việc giảm nhu cầu sử dụng năng
lượng
Thiết bị điện nội thất:
> tìm hiểu ngay trong các tài liệu
hướng dẫn sử dụng thiết bị, trên các
phương tiện truyền thông.
Khuynh hướng tích hợp kiến trúc
- năng lượng
25
+ Nhà trường đào tạo, giáo dục, hình thành nhân cách thế hệ trẻ.
Giáo dục ở nhà trường được thực hiện thông qua hoạt động dạy học.
Các hoạt động dạy học được dựa trên các chương trình giáo dục được
xây dựng khoa học và chặt chẽ, bao gồm các thành tố: Mục tiêu, nội
dung, phương pháp và hình thức tổ chức giáo dục, đánh giá kết quả
giáo dục.
+ Giáo dục nhà trường thông qua các hoạt động phong phú đa dạng và
hỗ trợ lẫn nhau
+ Nhà trường đóng vai trò quan trọng:
> vì ngoài đối tượng HS và thông qua HS có thể tác động một cách
rộng rãi lên các thành viên khác của xã hội
> Số lượng HS, GV các cấp, bậc học của Việt Nam hiện nay chiếm gần
1/3 dân số cả nước (hơn 22 triệu người),
III. GD SDNLTK&HQ QUA DẠY HỌC
CÁC MÔN Ở TRƯỜNG THCS
3.1.Vai trò của GDSD NLTK&HQ trong trường THCS