In Nederland gebruiken we diverse energiebronnen om in onze dagelijkse behoefte aan energie te voldoen (zie de afbeelding in Bron: Energietransitie). Van elk van die energiebronnen zijn voor- en nadelen te noemen gelet op de vraag of ze eindeloos meegaan of niet, hoeveel afval en vervuiling er ontstaan door ze te gebruiken, en in hoeverre ze bij gebruik bijdragen aan de opwarming van de aarde. Dat laatste is belangrijk omdat we nu al allerlei kwalijke gevolgen ondervinden van die opwarming van de aarde. Die gevolgen worden almaar groter tenzij wij mensen veel meer tegen die opwarming gaan doen.
In deze les maken leerlingen een nieuwe energiemix voor Nederland die de opwarming van de aarde helpt beperken tot anderhalve graad Celsius in 2100 ten opzichte van 1800. Dit is wat de landen van de Verenigde Naties voor elkaar willen krijgen. Wel is het de kunst om te voorkomen dat door die nieuwe mix problemen van afval en vervuiling door ons energieverbruik almaar groter worden en dat er energieschaarste ontstaat doordat een of meer bronnen in de mix steeds moeilijker te verkrijgen zijn of zelfs opraken.
Voor deze les trekt u twee lesuren uit.
De opdracht bestaat uit drie delen.
Lesuur 1
Deel 1: 10 minuten.
U laat de leerlingen SchoolTV-video's zien. De eerste gaat over energiebronnen en de tweede over de vraag hoe het broeikaseffect op aarde werkt. Laat daarna de leerlingen goed kijken naar de afbeelding in Bron: Energietransitie bekijken.
Deel 2: 35 minuten.
U verdeelt de klas in vijf groepen. Elke groep krijgt een van de volgende soorten energiebronnen toegewezen:
- Splijtstof (wordt gebruikt in een kerncentrale)
- Windkracht
- Zonlicht
- Biomassa (hout, resten van planten, dierlijke mest, akkerbouwproducten als maïs en suikerriet)
- Waterstof
Elke groep zoekt uit of het gebruik van de gekozen energiebronnen bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Ook zoekt elke groep uit welke voor- en nadelen die energiebron kan hebben. De groep geeft ook aan óf en hoeveel er van één van de fossiele brandstoffen in de nieuwe energiemix mag zitten.
Daarna kiest elke groep een vertegenwoordiger uit om te lobbyen voor het gebruik van de energiebron die de groep heeft onderzocht.
Lesuur 2
Deel 3
De leerlingen kiezen iemand in hun groep uit, die in het overleg met de vier andere groepsvertegenwoordigers gaat lobbyen voor het gebruik van de aan hun groep toegewezen energiebron. Ze proberen daarbij met goede argumenten er voor te pleiten waarom het aandeel van die energiebron in de nieuwe energiemix zo groot mogelijk moet worden. Ze spreken van te voren af of er nog fossiele brandstoffen gebruikt mogen worden, en zo ja, welke. Ze spreken ook af hoe groot het aandeel van een of meer fossiele brandstoffen maximaal mag zijn in de nieuwe energiemix.
Ten slotte maken de vertegenwoordigers van de groepen samen die nieuwe energiemix.
Als die energiemix klaar is, vergelijken ze die met de energiemix in Bron: Energietransitie
Welke energiebronnen gaan we meer gebruiken als het aan de leerlingen ligt? En welke bronnen juist minder?
Uitwerking:
De energiemix die de leerlingen maken, moet in dezelfde vorm gepresenteerd worden als de energiemix in Bron: uit welke bronnen halen we onze energie?
Als het goed is zal het aandeel van energiebronnen in de nieuwe mix, die bij gebruik weinig of niet bijdragen aan de opwarming van de aarde, groter worden dan nu het geval is, zeker als er een grotere rol wordt toegedacht aan splijtstof en/of waterstof.
Voor- en nadelen per soort energiebron die de leerlingen zelf moeten opzoeken:
- Splijtstof (wordt gebruikt in een kerncentrale)
Splijtstof zit in reactorstaven en verdwijnt na verloop van tijd uit die staven. Daarom moeten die worden vervangen door nieuwe staven met splijtstof.
De oude staven zijn hoog radioactief en daardoor gevaarlijk voor mensen en al wat verder leeft en ze blijven nog vele duizenden jaren radioactief. Het is nog niet duidelijk hoe ze veilig moeten worden opgeslagen, totdat ze niet meer gevaarlijk zijn.
Als een kernreactor wordt afgedankt, moeten nog meer radioactieve materialen voor lange tijd veilig worden opgeborgen.
Bij ongelukken met een kerncentrale of door schade als gevolg van wapengeweld kunnen radioactieve stoffen uit de reactor ontsnappen. Daardoor raakt de wijde omgeving van de centrale besmet en is het voor lange tijd zeer ongezond om daar te leven. Beruchte voorbeelden hiervan zijn de kernramp in Tsjernobyl en die in Fukushima. Om dergelijke ongelukken te voorkomen zijn strenge veiligheidsmaatregelen nodig die de bouw en het gebruik van kerncentrales enorm duur maken.
Mede hierdoor kost het vaak meer dan 10 jaar om een nieuwe kerncentrale te bouwen. Daardoor is het niet goed mogelijk om op korte termijn steeds meer fossiele en andere niet-duurzame energiebronnen te vervangen door kernenergie om zo de opwarming van de aarde af te remmen. - Windkracht
Als stroom wordt opgewekt met windmolens op zee, moet de stroom via kabels naar het vasteland worden vervoerd.
Veel mensen vinden dat hun uitzicht wordt bedorven als er in hun woonomgeving windmolens worden geplaatst. Zodra er windmolens zijn geplaatst, ondervinden mensen hinder van het lawaai dat die molens maken.
Natuurliefhebbers vrezen dat vogels gewond raken of zelfs gedood worden als ze tegen de draaiende wieken van windmolens aan botsen.
Windmolens op zee lopen gevaar als een schip door een storm of een motorstoring op drift raakt en in een windmolenpark terechtkomt.
Materialen die in wieken van afgedankte windmolens verwerkt zijn, kunnen vaak moeilijk gerecycled worden. - Zonlicht
Zonnepanelen werken het best als het overdag helder weer is. Daarom is het zaak om een deel van de energie uit zonlicht op te slaan in batterijen.
Indien in zee of op een afgelegen plek een groot aantal zonnepanelen worden neergezet, moet de daar opgewekte stroom met kabels worden getransporteerd naar plekken waarvandaan consumenten er gebruik van kunnen maken.
Sommige mensen vinden dat hun uitzicht wordt bedorven als in hun woonomgeving een park met zonnepanelen wordt neergezet.
Materialen die in afgedankte zonnepanelen verwerkt zijn, kunnen soms moeilijk worden hergebruikt. - Biomassa
Bij het verbranden van hout, dierlijke mest en resten van planten ontstaan as en roet.
Bij het verbranden van deze brandstoffen en van brandstoffen die bereid zijn uit akkerbouwgewassen ontstaan schadelijke stoffen als stikstofoxiden.
In die stikstofoxiden ontstaat smog bij helder en windstil weer. Die smog veroorzaakt of verergert klachten bij mensen met astma of COPD.
Het komt dan ook voor dat in een bepaalde streek het stoken van hout in kachels tijdelijk wordt verboden omdat er dan teveel smog dreigt te ontstaan.
Brandstoffen die bereid zijn uit landbouwgewassen zijn makkelijk op te slaan en daarom geschikt om er voertuigen mee aan te drijven. Al jaren worden van die brandstoffen toegevoegd aan benzine, kerosine en diesel, brandstoffen die uit aardolie worden bereid.
Voor het telen van landbouwgewassen om er brandstoffen uit te bereiden is landbouwgrond nodig waar anders voedingsgewassen op worden geteeld. Meestal brengt dat de voedselvoorziening niet in gevaar. Dat is wel het geval als door misoogsten of oorlog de voedselproductie zodanig omlaaggaat dat er krapte ontstaat op de wereldmarkt voor landbouwproducten. Dan worden brood en andere levensmiddelen duurder en kunnen steeds meer mensen niet voldoende levensmiddelen betalen. - Waterstof
Bij verbranding van waterstof ontstaat geen afval en stoffen die de lucht vervuilen. Waterstof is minder makkelijk op te slaan dan bijvoorbeeld benzine en biobrandstoffen, omdat het gas een laag soortelijk gewicht heeften dus per kilo veel plaats inneemt. Het dient dan ook onder hoge druk te worden opgeslagen om er veel tegelijk van te kunnen vervoeren. Toch worden al proeven gedaan met autobussen en andere voertuigen die op waterstof lopen.
Waterstof heeft geen kleur en ook geen geur. Daardoor kan een lek in een leiding of tank waar waterstof inzit, makkelijk over het hoofd worden gezien.
Dat is gevaarlijk omdat dit gas erg brandbaar is en ook een ontploffing kan veroorzaken. Daarom is het zaak om aan dit gas een geurstof toe te voegen voor het aan gebruikers wordt geleverd. Met aardgas gebeurt dat al, omdat je anders dit gas ook niet kunt ruiken.
Kerndoelen
32. De leerling leert te werken met theorieën en modellen door onderzoek te doen naar natuurkundige en scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging, energie en materie.
42. De leerling leert in eigen ervaringen en in de eigen omgeving effecten te herkennen van keuzes op het gebied van (werk en zorg, wonen en recreëren, consumeren en budgetteren, verkeer en) milieu.