11.1 Fossiele brandstoffen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 4

H11 Energie

11.1 Fossiele brandstoffen        

11.2 Zonne-energie                   

11.3 Windenergie

11.4 Waterkracht

11.5 Energie besparen 

Wat weet je al?

Opdrachten voorkennis

Maak de voorkennistoets van H1

11.1 Fossiele brandstoffen

11.1 Fossiele brandstoffen

Fossiele brandstoffen

De drie belangrijkste toepassingen:

Voorbeelden

Aardgas, aardolie en steenkool.

(Fossiel= iets ouds uit de grond)

Verwarming

Vervoer (weg en lucht)

Opwekken elektriciteit

Fossiele brandstof:

aardolie

aardgas

steenkool

Vind je in de aarde

Ken je nog andere energiebronnen?

11.1 Fossiele brandstoffen

Dit is ondertussen geschiedenis

11.1 Fossiele brandstoffen

11.1 Fossiele brandstoffen

t

11.1 Fossiele brandstoffen

Conventionele energiecentrale

Fossiele brandstoffen

Bewegingsenergie

Chemische energie

Warmte

Bewegingsenergie

Energiecentrale

Fossiele brandstof

Energie berekenen

E = P x t

Energie

in Joule

Vermogen

in Watt

tijd

in seconden

Energie, grootheid en eenheid

grootheid     Energie     E

eenheid     Joule     J

1 Joule is de energie die je nodig hebt om
een massa van 100 gram
over een afstand van 1 meter
omhoog te tillen

voorvoegsels

 1 kiloJoule =1 kJ = 1000 J = 1.10³ J

1 megJoule = 1MJ = 1000 000 J = 1.10⁶ J

1 gigaJoule = 1GJ = 1000 000 000 J = 1.10⁹ J

1 teraJoule = 1TJ = 1000 000 000 000 J = 1.10¹² J

Energiebedrijven werken met enorme hoeveelheden energie. Om die hoeveelheden aan te geven, gebruik je voorvoegsels zoals giga en tera of machten van tien:

• 1 gigajoule = 1 GJ = 1 000 000 000 J = 10⁹ J

• 1 terajoule = 1 TJ = 1 000 000 000 000 J = 10¹² J

Energie berekenen

E=P⋅t

​P⋅t​​E​​

grootheid		eenheid
energie	E	joule	J
vermogen	P	watt	W (J/s)
tijd	t	seconde	s

P=​t​​E​​

Voorbeeldopdracht
De Eemshavencentrale werkt een uur op zijn maximale vermogen van 1560 MW (elektrisch).
Bereken hoeveel elektrische energie de centrale in die tijd aan het elektriciteitsnet levert.

Voorbeeldopdracht 

gegevens

P = 1560 MW = 1560∙10⁶ W

t = 1 h = 3600 s

gevraagd

E = ? J

uitwerking

E = P ∙ t = 1560∙10⁶ × 3600 = 5,62∙10¹² J = 5,62 TJ (terajoule)

Kerncentrale

• Uranium wordt gespleten in een reactorvat door het te beschieten met neutronen.
• Door de kettingreactie komt veel warmte vrij.
• Water wordt verwarmd tot stoom.
• De stoom drijft een turbine aan.
• De turbine laat een generator     draaien die elektriciteit maakt.

Voordelen fossiel

• eenvoudig en  goedkoop in gebruik, opslag en transport
• ook als grondstof in de chemische industrie
• Een elektrische centrale die gebruik maakt van fossiele brandstoffen kan bijna overal worden gebouwd.
  
• De calorische waarde van (energie in) fossiele brandstoffen is relatief hoog.
  
• betrouwbare bron van energie. Duurzame energiebronnen zijn vaak afhankelijk van weer, klimaat en geografische ligging.

Nadelen Fossiele energie

• broeikasgassen die bijdragen aan opwarming van de aarde, versterkte broeikaseffect
• schadelijke stoffen die milieu aantasten.
  
• schaars: op een gegeven moment raken ze op.
  
• aardbevingen- en schokken in Groningen of olievlekken in de oceaan.
  

Veel landen moeten fossiele brandstoffen importeren uit het buitenland. Sommige landen gebruiken de ‘afhankelijkheid’ van andere landen als pressiemiddel in een politieke dialoog. Dit kan resulteren in conflicten.

Afval bij het produceren van energie

Bij een kolen- of gascentrale:

koolstofdioxide -> versterkt broeikaseffect

zwaveldioxie en stikstofdioxide -> zure regen en smog

Bij een kerncentrale:
kernafval -> blijft miljoenen jaren straling uitzenden

Natuurlijk/versterkt broeikaseffect

(versterkt) broeikaseffect

Broeikasgevaar

Versterkt broeikaseffect 

Opwarming van de aarde 

• Ijs op poolkappen smelten
• Klimaat verandering
• Vaker en harder regenen 
• Meer droogte 

broeikaseffect

fossiele brandstof =>

• koolstofdioxide + waterdamp.

Gevolgen?

Zure regen en Smog

Wat veroorzaakt zure regen en smog?

• Stikstofoxiden (NO_x) en zwaveloxiden (NH₃)

Afval bij het produceren van energie

Bij een kolen- of gascentrale:

koolstofdioxide -> versterkt broeikaseffect

zwaveldioxie en stikstofdioxide -> zure regen en smog

Bij een kerncentrale:
kernafval -> blijft miljoenen jaren straling uitzenden

WARMTE

Afvalwarmte

• Het is niet mogelijk om alle chemische energie om te zetten in elektrische energie. 
• De warmte die overblijft noem je afvalwarmte.

Thermische verontreiniging

Thermische verontreiniging:

Vervuiling met warmte, doordat heet koelwater van bijvoorbeeld een energiecentrale rechtstreeks op een rivier wordt geloosd.

Gevolg: vissen en andere waterdieren krijgen zuurstofgebrek. 

Milieuschade en klimaatverandering

1. Stikstofdioxiden (NOx) 
2. Zwavelgas
3. Koolmonoxide (CO)
4. Fijnstof
5. broeikasgassen,
   zoals koolstofdioxide (CO2) en methaan (CH4).

Energietransitie 

Overgang van een niet duurzame energiebron, naar een duurzame energiebron wordt een energietransitie genoemd.

Lees:

11.1 Fossiele brandstoffen

Maak:

11.1 Fossiele brandstoffen