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 

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

Rekenen met energie

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

Elektrische energie berekenen

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.

Kernramp Tsjernobyl

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.

Milieuschade en klimaatverandering

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

Werking kerncentrale

Thermische verontreiniging

Andere nadelen van het gebruik van fossiele brandstoffen zijn:

-Bij de verbranding kunnen giftige stoffen vrijkomen.

-Energiecentrales worden gekoeld met rivierwater waardoor de        temperatuur van het water stijgt. Dit noem je thermische                verontreiniging. 

  Vissterfte is hiervan een gevolg.

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)

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. 

Het broeikas

effect

Broeikaseffect:

Het tegenhouden van warmtestraling door broeikasgassen.

Versterkt broeikaseffect:

De laag broeikasgassen wordt dikker, waardoor er meer warmte blijft hangen op aarde. 

Energietransitie 

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

Zure regen en smog

Bij de verbranding van steenkool ontstaan de volgende verbrandingsgassen (uitlaatgassen):

• Zwaveldioxide
• Stikstofoxiden

Deze uitlaatgassen reageren met water tot 'zure regen'.

Smog: een geelbruine nevel die ’s zomers boven veel grote steden hangt. De stoffen in smog irriteren en beschadigen je slijmvliezen, ogen en luchtwegen. 

Maak de opdrachten 1 t/m 10 van 11.1

Klaar?Maak testjezelf van 11.1

Zelfstandig aan het werk

Introductie 

Opdrachten 1 t/m 5 en voorkennis toets 

Zelfstandig aan het werk H11