Jak ograniczyć zawartość tlenku węgla(iv) w powietrzu?

Transkrypt

1 Jak ograniczyć zawartość tlenku węgla(iv) w powietrzu? Jak ograniczyć zawartość tlenku węgla(iv) w powietrzu? Źródło: Eduexpert Sp. z o.o. / Evaco Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0. Wstęp Tlenek węgla(iv), zwany zwyczajowo dwutlenkiem węgla jest bezbarwnym, bezwonnym, niepalnym, rozpuszczalnym w wodzie gazem. W stanie stałym sublimuje, czyli przechodzi bezpośrednio ze stanu stałego w gazowy, z pominięciem stanu ciekłego; jest mało aktywny chemicznie, wydychany przez zwierzęta i asymilowany przez rośliny. Stanowi jeden z produktów przemiany materii. Powstaje między innymi w wyniku całkowitego spalania węgla, węglowodorów lub rozkładu węglanów. Obecność CO w powietrzu odgrywa istotną rolę w utrzymywaniu temperatury na powierzchni Ziemi, lecz ciągły wzrost emisji tego gazu do atmosfery ziemskiej może znacząco wpływać na zmiany klimatu. W większych stężeniach jest szkodliwy dla zdrowia, a nawet zabójczy. Zastanów się, dlaczego warto ograniczyć jego zawartość w powietrzu oraz jak tego dokonać?

2

3 Nauczysz się scharakteryzujesz skutki nadmiernej emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, w szczególności tlenku węgla(iv); uzasadnisz konieczność realizacji działań o zasięgu globalnym oraz lokalnym, mających na celu ograniczenie emisji CO do atmosfery ziemskiej, a także podawać przykłady takich działań. Cele edukacyjne zgodne z etapem kształcenia 1. charakteryzuje działania, które, stosowane na co dzień, przyczyniają się do ograniczenia emisji CO do atmosfery ziemskiej.

4 JAK OGRANICZYĆ ZAWARTOŚĆ TLENKU WĘGLA(IV) W POWIETRZU? audiobook Rozdziały: 1. Rola urzędników UE, polityków poszczególnych rządów, przedsiębiorców oraz biznesmenów w ograniczaniu zawartości CO w powietrzu. Przykładowe działania krajowe oraz lokalne państw UE na rzecz obniżenia emisji gazów cieplarnianych 3. Jak Polska wypada w działaniach na rzecz obniżenia emisji tlenku węgla(iv)? Uwaga! Przed rozpoczęciem pracy z audiobookiem, możesz skorzystać z przygotowanego scenariusza lekcji, który pokazuje, jak włączyć materiały multimedialne w tok lekcji. Wskazówka Podczas odsłuchiwania audiobooka zwróć uwagę na podejmowane międzynarodowe działania związane z emisją gazów cieplarnianych do atmosfery. Zobacz także Jak ograniczyć zawartość tlenku węgla(iv) w powietrzu? Rozdział 1 Rola urzędników Unii Europejskiej, polityków poszczególnych rządów, przedsiębiorców oraz biznesmenów w ograniczaniu zawartości CO w powietrzu. Nagranie przedstawia wywiad polskiego korespondenta z uczestnikiem szczytu klimatycznego ONZ w Paryżu w listopadzie i grudniu 015 roku. Na podstawie materiału Szczyt Klimatyczny: czy uda się ograniczyć emisję CO i utrzymać wzrost gospodarczy, źródło: Właśnie zakończyło się kolejne spotkanie przedstawicieli wielu państw na szczycie klimatycznym ONZ w sprawie ustalenia zasad postępowania zmierzającego do obniżenia światowej emisji gazów cieplarnianych, przy równoczesnym utrzymaniu wzrostu gospodarczego. Czy takie połączenie jest w ogóle możliwe? Musi być możliwe. Nie mamy wyboru. Skutki globalnego ocieplenia są widoczne w postaci anomalii pogodowych na całym świecie. Zjawisko to pogłębia emisja do atmosfery ziemskiej wielu gazów cieplarnianych, ale na czele listy znajduje się tlenek węgla(iv), zwany zwyczajowo dwutlenkiem węgla. Celem zakończonego właśnie spotkania urzędników Unii Europejskiej było wspólne ustalenie zasad ograniczenia światowej emisji gazów cieplarnianych, przy równoczesnym utrzymaniu wzrostu gospodarczego wszystkich państw. Naszym celem jest nie dopuścić do wzrostu temperatury powietrza o 4 C do końca XXI wieku. O jakich działaniach była mowa na szczycie? Najważniejszym aspektem odbytego spotkania było poszukiwanie takich technologii, które pozwolą na znaczne ograniczenie emisji CO. Aby osiągnąć pożądany sukces, musimy prowadzić działania zarówno w Europie, jak i na całym świecie. Kraje pozaeuropejskie muszą zrozumieć konieczność współpracy. Jakie działania planowane są w naszym kraju?

5 Polska również jest zobowiązana podążać za zmianami. Wiemy, że powinniśmy promować nowoczesne instalacje gazowe. Na szczycie klimatycznym wiele państw Unii Europejskiej zadeklarowało podwojenie nakładów na rozwijanie źródeł czystej energii przez kolejnych klika lat. Czy będą to tylko deklaracje? Mam nadzieję, że nie. Czas pokaże, a kolejne pokolenia ocenią. Rozdział Przykładowe działania krajowe oraz lokalne państw Unii Europejskiej na rzecz obniżenia emisji gazów cieplarnianych. Na podstawie LIFE a łagodzenie zmian klimatu. Nagranie przedstawia audycję radiową wywiad ze specjalistą z dziedziny ochrony środowiska i klimatu, na temat programu LIFE, uruchomionego przez Komisję Europejską i koordynowanego przez Dyrekcję Generalną do spraw środowiska. Szczyt Klimatyczny ONZ w Paryżu z końca 015 roku przeszedł do historii. Co z postanowieniami wówczas przyjętymi? Czy zostały podwojone nakłady na rozwijanie źródeł czystej energii? Witam specjalistę z dziedziny ochrony środowiska i klimatu, z którym porozmawiamy dziś na temat programu LIFE. Program ten jest w Europie od wielu lat istotnym źródłem finansowania działań, które pomagają pogodzić przechodzenie na gospodarkę efektywnie korzystającą z zasobów naturalnych, a jednocześnie niskoemisyjną i dostosowaną do zachodzących w zmian w klimacie. Dzień dobry, witam serdecznie wszystkich słuchaczy. Proszę wyjaśnić, co kryje się pod hasłem Program 0 0 0? Po pierwsze program został zaplanowany do 00 roku. Wiążące cele programu obejmują ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o 0%, w porównaniu do poziomów z 1990 roku, podniesienie udziału energii odnawialnej o 0% oraz zwiększenie efektywności energetycznej o 0%. Rozumiem, że wszystkie działania mają się przyczynić do łagodzenia zmian klimatu, zwiększania bezpieczeństwa energetycznego Unii Europejskiej i konkurencyjności. W jaki konkretny sposób? Na przykład poprzez zadania z zakresu produkcji biogazu z oczyszczalni ścieków lub zamkniętych składowisk odpadów, a także przez budowę energooszczędnych budynków, produkcję biopaliw i biomasy. Dofinansowanie LIFE przeznaczono także na inne odnawialne źródła energii, np. słoneczne, pływowe, geotermalne. A jakie zmiany czekają nas w kwestii transportu? Oczywiście w tej dziedzinie również możemy wiele zdziałać. Znaczne dofinansowanie przeznaczono na zwiększenie wykorzystania pojazdów elektrycznych, głównie we flotach transportu miejskiego. Oprócz elektrycznych autobusów i samochodów, w ramach projektów LIFE testowano też rowery i skutery. Współfinansowanie LIFE wykorzystano również do testowania możliwości zastąpienia pojazdów z silnikami opartymi na spalaniu oleju napędowego lub benzyn przez pojazdy z napędem wykorzystującym wodór, metan, energię słoneczną, wiatrową oraz płynny gaz ziemny. Gdzie testowane są prototypy lub sprawdzana jest skuteczność podejmowanych działań? Przykładowo w latach wdrożono projekt w mieście Wolos, w centralnej Grecji. Celem projektu demonstracyjnego było znaczne obniżenie emisji gazów cieplarnianych do 00 roku. Projekt na starcie obejmował m.in. dwa kluczowe działania: zwiększenie społecznej świadomości na temat zmian klimatu i łagodzenie ich na poziomie lokalnym. Plan zakładał nie tylko mniejsze zużycie energii, ale również mniejszą emisję CO W tym celu wybrano 49 środków, które według źródeł emisji podzielono na 6 sektorów: budynki, transport, dostęp do wody i urządzeń sanitarnych, komunalne odpady stałe, funkcjonowanie miasta i działania prognostyczne. Jak już wspomniałam, projekt obejmował także wiele działań zorientowanych na podnoszenie świadomości. Zaplanowane zostały różne wydarzenia publiczne, w tym rozmowy z właścicielami domów oraz gra edukacyjna dla dzieci na temat oszczędzania energii. W efekcie projektowych działań, takich jak: remonty dachów, ścian budynków, okien

6 czy modernizacja starego sprzętu i inwestycja w nowe technologie, uzyskano znaczące zmniejszenie zużycia energii. Dodatkowo rozdano domowo ogrodowe kompostowniki do zbierania odpadów organicznych. Ta konkretna gmina w wyniku wdrożonych działań jest na drodze do osiągnięcia początkowo przewidywanej redukcji gazów cieplarnianych do roku 00. Co z innymi gminami? Otrzymały wzór, jak to robić, i dowód, że warto. Rozdział 3 Jak Polska wypada w działaniach na rzecz obniżenia emisji tlenku węgla(iv)? Materiał zawiera raport przedstawiciela instytucji prowadzącej badania statystyczne na temat stanu powietrza w naszym kraju. Na podstawie GUS Ochrona Środowiska 017. Pod koniec każdego roku, w naszym kraju sporządzane są raporty dotyczące ochrony środowiska. Jak przedstawia się ostatnie podsumowanie statystyczne w obszarze zanieczyszczeń i ochrony powietrza? Mamy znaczący sukces. Odnotowano spadek emisji tlenku siarki(iv) o 51%, tlenku węgla(ii) o 5%, pyłów o %, amoniaku o 16% i tlenków azotu o 14% w porównaniu do 000 roku. Jakie gałęzie przemysłu w Polsce przyczyniają się najbardziej do emisji CO do atmosfery? Dane z 015 roku mówią, że w całkowitej emisji tlenku węgla(iv) udział procesów spalania paliw wyniósł 90%, z czego 57% CO wygenerował przemysł energetyczny, 16% transport, a 10% przemysł wytwórczy i budowlany. Skoro tak dużo CO generuje transport, to chcąc obniżyć jego emisję, pozostaje nam brać przykład z innych i wprowadzać w komunikacji miejskiej elektryczne autobusy i samochody, czy też rowery i skutery. Może zamiast pojazdów z silnikami wykorzystującymi spalanie oleju napędowego lub benzyn, promować pojazdy z bardziej ekologicznymi napędami? Oczywiście, że tak. Skoro takie działania sprawdzają się w innych krajach, przynosząc globalne korzyści, to warto wprowadzać je także w naszym kraju. No, właśnie. Redukcja emisji gazów cieplarnianych w Polsce to cel strategiczny. Jak jest realizowany? W niektórych miastach, np. w Krakowie, by ograniczyć zanieczyszczenie powietrza, wprowadzono do transportu publicznego autobusy elektryczne oraz pojazdy wyposażone w panele fotowoltaiczne. Dane potwierdzają, że udział energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto wykazuje trend rosnący. W 015 roku Polska, z udziałem energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto na poziomie 11,8 %, znalazła się na 1. pozycji wśród krajów Unii Europejskiej. Może nie jest źle, ale zapewne mamy jeszcze dużo do zrobienia. Polecenie 1 Wyraź swoją opinię, podając równocześnie uzasadnienie na temat: Czy uda się globalnie ograniczyć emisję CO i równocześnie utrzymać wzrost gospodarczy? Polecenie Jakie państwa emitują najwięcej CO do atmosfery ziemskiej? Przeanalizuj dane w tabeli i wymień kraje UE, które stanowią czołówkę listy.

7 Polecenie 3 Przeanalizuj unijny i krajowy udział procentowy energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej, w latach 005 i 015, w zestawieniu z wartościami docelowymi na 00 r. Podaj wnioski.

8 Przykładowe rozwiązania poleceń Polecenie 1 Jest możliwe ograniczenie emisji CO przy utrzymaniu wzrostu gospodarczego. Cytat z nagrania potwierdzający to założenie: Musi być możliwe. Nie mamy wyboru. Skutki globalnego ocieplenia są widoczne w postaci anomalii pogodowych na całym świecie. Zjawisko to pogłębia emisja do atmosfery ziemskiej wielu gazów cieplarnianych, ale na czele listy znajduje się tlenek węgla(iv), zwany zwyczajowo dwutlenkiem węgla. Celem zakończonego właśnie spotkania urzędników Unii Europejskiej było wspólne ustalenie zasad ograniczenia światowej emisji gazów cieplarnianych, przy równoczesnym utrzymaniu wzrostu gospodarczego wszystkich państw. Naszym celem jest nie dopuścić do wzrostu temperatury powietrza o 4 C do końca XXI wieku. Polecenie

9 Spośród krajów UE najwięcej CO emitują Niemcy, Wielka Brytania i Francja. Polecenie 3 Kraje UE: - udział energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej w 005 wynosił 10%; - udział energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej w 015 wynosił 17%; - wartość docelowa udziału energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej do 00 ma wynosić 0%. Polska: - udział energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej w 005 wynosił 7%; - udział energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej w 015 wynosił 1%; - wartość docelowa udziału energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii końcowej do 00 ma wynosić 15%. Podsumowanie Zmiany klimatu należą do istotnych globalnych wyzwań, mają znaczący wpływ na funkcjonowanie ekosystemów i człowieka. Unia Europejska jest w czołówce organizacji podejmujących to wyzwanie. Wspieranie przejścia na gospodarkę i społeczeństwo niskoemisyjne jest podstawą unijnej strategii rozwoju Europa 00. Do najważniejszych projektów inicjatywy przewodniej Europa efektywnie korzystająca z zasobów naturalnych należy plan działania prowadzący do przejścia na konkurencyjną gospodarkę niskoemisyjną do 050 roku. Miguel Arias Cañete Komisarz ds. polityki klimatycznej i energetycznej źródło: LIFE a łagodzenie zmian klimatu

10 Praca domowa Polecenie 4.1 Zużycie 1 kwh energii elektrycznej to produkcja 1 kg CO. Czy wiesz, w jakim czasie włączony komputer zużyje taką ilość energii? Cena prądu to cena pobranej energii, która wyrażona jest w złotych za jedną kilowatogodzinę (1kWh = 1000W), pobieranych przez 1 godzinę. Przyjmując średnią cenę 1KWh = 0,50 zł/kwh, wypełnij tabelę:

11 Poprawne rozwiązanie: Włączony monitor komputera Zużycie energii (W/godz.): 100 Liczba godzin pracy w ciągu dobry: 5 Dzienny koszt energii: 0,5 kwh=0,5 zł Koszt energii miesięcznie (30 dni): 15 kwh=7,5 zł Koszt energii rocznie (rok nieprzestępny==365 dni): 18,5 kwh=91,5 zł Monitor komputera w stanie czuwania

12 Zużycie energii (W/godz.): 10 Liczba godzin pracy w ciągu dobry: 4 Dzienny koszt energii: 0,4 kwh=0,1 zł Koszt energii miesięcznie (30 dni): 7, kwh=3,6 zł Koszt energii rocznie (rok nieprzestępny==365 dni): 87,6 kwh=43,8 zł Włączony komputer stacjonarny Zużycie energii (W/godz.): 300 Liczba godzin pracy w ciągu dobry: 5 Dzienny koszt energii: 1,5 kwh=0,75 zł Koszt energii miesięcznie (30 dni): 45 kwh=,5 zł Koszt energii rocznie (rok nieprzestępny==365 dni): 547,5 kwh=73,75 zł Komputer w stanie czuwania Zużycie energii (W/godz.): 15 Liczba godzin pracy w ciągu dobry: 4 Dzienny koszt energii: 0,36 kwh=0,18 zł Koszt energii miesięcznie (30 dni): 10,8 kwh=5,40 zł Koszt energii rocznie (rok nieprzestępny==365 dni): 131,4 kwh=65,7 zł Zadania Wskazówka W przypadku braku możliwości rozwiązania zadania z klawiatury lub trudności z odczytem przez czytnik ekranu skorzystaj z innej wersji zadania. Ćwiczenie 1 Inna wersja zadania Ćwiczenie Inna wersja zadania Ćwiczenie 3 Inna wersja zadania Ćwiczenie 4 Inna wersja zadania Słowniczek Efekt cieplarniany, efekt szklarniowy

13 zjawisko fizyczne polegające na wzroście temperatury oświetlanej powierzchni planety przez promieniowanie gwiazdy. Promieniowanie Słońca dociera do powierzchni Ziemi i jest przez nią pochłaniane, a następnie zamieniane na ciepło. Ogrzana powierzchnia Ziemi również emituje promieniowanie, które z kolei jest pochłaniane przez atmosferę. Energia przekazana atmosferze zostaje przez nią wypromieniowana (jako promieniowanie długofalowe) głównie z powrotem w stronę Ziemi (to tzw. promieniowanie zwrotne). Promieniowanie zwrotne jest podstawową przyczyną efektu cieplarnianego. Naturalny efekt cieplarniany umożliwia życie na naszej planecie, ale istnieje też niekorzystne zjawisko nadmiernego oddziaływania efektu cieplarnianego, które spowodowane jest działalnością człowieka. Rozwój przemysłu i gospodarki wpływa na stopniowe zwiększanie się stężenia w atmosferze substancji, które absorbują długofalowe promieniowanie ziemskie (są to tzw. gazy cieplarniane przede wszystkim tlenek węgla(iv), tlenki azotu, metan, ozon, freon), co może przyczynić się do pogłębienia efektu cieplarnianego, wzrostu temperatury i zmiany klimatu na kuli ziemskiej. Źródło: Gazy cieplarniane substancje gazowe, których obecność w atmosferze ziemskiej stanowi podstawową przyczynę występowania efektu cieplarnianego; należą do nich: para wodna (H O), tlenek węgla(iv)/(co ), ozon (O ), metan (CH ), freony, tlenki azotu; ich cząsteczki pochłaniają promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni (promieniowanie termiczne Ziemi). Źródło: Tlenek węgla(iv) / CO niepalny gaz, bezbarwny i bezwonny. Zestalony sublimuje, rozpuszczalny w wodzie; bezwodnik kwasu węglowego. Jest mało aktywny chemicznie. Z mocnymi zasadami tworzy węglany, a z amoniakiem mocznik. Występuje w atmosferze i hydrosferze. Obecność CO pełni ważną funkcję w utrzymaniu temperatury na powierzchni Ziemi oraz atmosfery ziemskiej (co wiąże się z efektem cieplarnianym). Tlenek węgla(iv) stanowi produkt przemiany materii: jest wydychany przez zwierzęta, asymilowany przez rośliny. Powstaje przez całkowite spalenie węgla lub rozkład węglanów. Wykorzystuje się go do produkcji napojów musujących, napełniania gaśnic, produkcji sadzy, a stały CO pod nazwą suchy lód jest używany w chłodnictwie. 3 4 Źródło: Powrót do e podręcznika E podręcznik Świat pod lupą Zanieczyszczenia powietrza

14