SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG VÀ TÀI NGUYÊN HIỆU QUẢ
Tài nguyên và sử dụng tài nguyên hiệu quả
2.1.1 Tổng quan về tài nguyên a Khái niệm tài nguyên
Tài nguyên bao gồm tất cả các dạng vật chất và tri thức, được sử dụng để sản xuất của cải vật chất hoặc tạo ra giá trị sử dụng mới cho con người.
Tài nguyên là yếu tố quan trọng trong sản xuất của con người, và sự phát triển của xã hội loài người đã dẫn đến sự gia tăng cả về số lượng và loại hình tài nguyên mà con người khai thác Các loại tài nguyên ngày càng đa dạng và phong phú, phản ánh sự tiến bộ trong việc sử dụng và quản lý chúng.
Tài nguyên được chia thành 02 loại lớn đó là: Tài nguyên thiên nhiên và tài nguyên xã hội
Tài nguyên thiên nhiên là những của cải vật chất có sẵn trong tự nhiên, bao gồm rừng cây, động vật, thực vật quý hiếm, khoáng sản, nguồn nước, dầu và khí, mà con người có thể khai thác và sử dụng để phục vụ cuộc sống Chúng đóng vai trò thiết yếu trong môi trường và có mối quan hệ chặt chẽ với sự phát triển bền vững của hệ sinh thái.
Tài nguyên thiên nhiên được chia thành hai loại: Tài nguyên tái tạo và tài nguyên không tái tạo
Tài nguyên tái tạo là những nguồn tài nguyên có khả năng tự duy trì và tự bổ sung liên tục khi được quản lý hợp lý Tuy nhiên, việc sử dụng không đúng cách có thể dẫn đến suy thoái, khiến tài nguyên không còn khả năng tái tạo Chẳng hạn, tài nguyên nước có thể bị ô nhiễm, trong khi đất đai có thể bị mặn hóa, bạc màu và xói mòn.
Tài nguyên không tái tạo là những nguồn lực hữu hạn, sẽ bị cạn kiệt hoặc biến đổi sau khi sử dụng, như tài nguyên khoáng sản trong các mỏ có thể bị khai thác hết Ngoài ra, tài nguyên gen di truyền của các loài sinh vật quý hiếm cũng có nguy cơ bị mất do khai thác quá mức và sự thay đổi của môi trường sống.
Tài nguyên con người, hay còn gọi là tài nguyên xã hội, là một loại tài nguyên tái tạo đặc biệt, bao gồm sức lao động, trí tuệ, khả năng tổ chức, cùng với các chế độ xã hội, tập quán và tín ngưỡng của các cộng đồng.
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đang làm thay đổi giá trị của nhiều loại tài nguyên, dẫn đến việc một số tài nguyên trở nên quý hiếm do khai thác cạn kiệt, trong khi những tài nguyên trước đây có giá trị cao giờ đây trở nên phổ biến và giá rẻ nhờ vào các phương pháp chế biến hiệu quả hơn hoặc sự thay thế bằng loại khác Đồng thời, vai trò và giá trị của tài nguyên xã hội như tài nguyên thông tin và văn hóa lịch sử ngày càng được nâng cao.
Trong khuôn khổ chương trình, bài học chỉ tập trung nghiên cứu về tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt trong việc khai thác và sử dụng
Dưới đây là một số hình ảnh về nguồn tài nguyên thiên nhiên:
- Tài nguyên tái tạo: Tài nguyên nước ngọt, tài nguyên đất, sinh vật biển, rừng cây
Hình 1.1: Thác Pongour, Đà Lạt – Không chỉ là tài nguyên nước mà còn là tài nguyên du lịch
Hình 1.2: Khai thác tài nguyên hải sản
Hình 1.3: Tài nguyên rừng – Rừng quốc gia Nam Cát Tiên
Hình 1.4: Năng lượng mặt trời là một nguồn tài nguyên thiên nhiên vô tận
- Tài nguyên không tái tạo: Than đá, dầu mỏ, khí đốt, khoáng sản…
Hình 1.5: Than đá là một nguồn tài nguyên quan trọng cho phát triển kinh tế hiện nay
Hình 1.6: Khai thác dầu khí – Một mảng ghép không thể thiếu của nền kinh tế
2.1.2 Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng tài nguyên đến môi trường
Tài nguyên thiên nhiên đóng vai trò thiết yếu trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia, cung cấp nền tảng cho sự tăng trưởng kinh tế-xã hội Một quốc gia với nguồn tài nguyên phong phú có nhiều cơ hội phát triển, tuy nhiên, việc quản lý và khai thác tài nguyên không hợp lý có thể dẫn đến sự suy thoái và cạn kiệt nguồn tài nguyên, đồng thời gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Việc khai thác và sử dụng tài nguyên sẽ có tác động đến môi trường về các phương diện sau:
Làm biến đổi hệ sinh thái
Khai thác thường đi đôi với ô nhiễm môi trường, phá hủy các hệ sinh thái làm mất cân bằng sinh thái và mất đi các loài
Việc chuyển đổi tài nguyên thiên nhiên thành sản phẩm đòi hỏi cung cấp năng lượng, nước và các nguồn lực khác gây ô nhiễm môi trường
Chúng ta đang khai thác tài nguyên sinh thái và dịch vụ vượt quá khả năng tái sinh của thiên nhiên Tình trạng này thể hiện rõ qua việc đánh bắt tận diệt và khai thác rừng quá mức, dẫn đến mất diện tích rừng Rừng tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì môi trường sống cho nhiều loại động thực vật.
Khai thác khoáng sản gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm việc đào bới các ngọn đồi, núi và làm thay đổi điều kiện địa chất, khí hậu tại khu vực khai thác Hoạt động này không chỉ làm mất môi trường sống của nhiều loài động thực vật mà còn tạo ra bụi và nước thải với khối lượng lớn, dẫn đến ô nhiễm không khí và nguồn nước.
Hình 1.7: Khai thác khoáng sản tự phát gây ô nhiễm môi trường
Hình 1.8: Ô nhiễm không khí, nước
Hoạt động khai thác khoáng sản gây ra tác động hoá học nghiêm trọng đến nguồn nước, do sự phá vỡ cấu trúc đất đá khi đào bới và khoan nổ, làm gia tăng quá trình hoà tan và rửa lũa các thành phần trong quặng Việc tháo khô mỏ và thải các chất thải vào nguồn nước, cùng với việc quản lý kém chất thải rắn và bụi thải, dẫn đến sự biến đổi trong tính chất vật lý và thành phần hoá học của nước mưa và nước chảy tràn xung quanh khu vực mỏ.
Nước tại các mỏ than thường chứa hàm lượng cao các ion kim loại nặng, á kim, hợp chất hữu cơ và nguyên tố phóng xạ, vượt mức nước mặt và nước biển ở khu vực đối chứng từ 1-3 lần Đặc biệt, chỉ số ô nhiễm này rõ rệt nhất tại khu vực từ Quảng Yên đến Cửa Ông, tỉnh Quảng Ninh.
Hình 1.9.a: Bụi quặng chì từ quá trình khai thác của xí nghiệp chì - kẽm Chợ Điền (Bắc Kạn)
Một vũng nước trong hố đá chứa quặng chì, bùn và rác được các cô giáo trường tiểu học Bản Thi, huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn sử dụng làm bể nước sinh hoạt.
Ô nhiễm hóa học trong các mỏ thiếc sa khoáng chủ yếu thể hiện qua việc nước bị đục do bùn-sét lơ lửng, đồng thời làm tăng hàm lượng ion sắt và một số khoáng vật nặng.
Khai thác và tuyển quặng vàng thường sử dụng thuốc tuyển chứa thủy ngân (Hg), cùng với các kim loại nặng như asen và antimoan, cũng như các loại quặng sulfua, có khả năng hòa tan trong nước Ô nhiễm hóa học từ quá trình này gây ra nguy cơ nghiêm trọng đối với nguồn nước sinh hoạt và nước nông nghiệp, đặc biệt tại các khu vực khai thác.
Năng lượng và sử dụng hiệu quả năng lượng
2.2.1.Tổng quan về năng lượng
Nguồn năng lượng truyền thống như dầu mỏ, than đá và khí đốt đang dần cạn kiệt, đồng thời việc sử dụng chúng cũng gây ra ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu Do đó, việc tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả trở thành một vấn đề cấp bách, không chỉ để ổn định thị trường năng lượng toàn cầu mà còn thúc đẩy công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và cải thiện chất lượng môi trường sống.
Năng lượng, theo cách hiểu thông dụng, là khả năng thay đổi trạng thái hoặc thực hiện công năng trên một hệ vật chất Tất cả các hoạt động xung quanh chúng ta đều phụ thuộc vào năng lượng, và mỗi đối tượng lại sử dụng một loại năng lượng khác nhau.
Năng lượng tuân theo định luật bảo tồn và chuyển hóa, nghĩa là nó không tự nhiên sinh ra hay mất đi, mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác.
Biểu hiện cụ thể của năng lượng là khả năng của một vật hoặc hệ vật trong việc sinh công cơ học, tỏa nhiệt và phát sáng
Nguồn năng lượng được chia thành hai loại chính: năng lượng sơ cấp và năng lượng thứ cấp Năng lượng thứ cấp được tạo ra từ quá trình chuyển hóa năng lượng sơ cấp.
Năng lượng có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, trong đó cách phân loại theo nguồn gốc vật chất của năng lượng là một trong những phương pháp quan trọng Các loại năng lượng này bao gồm năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo, phản ánh nguồn gốc của nhiên liệu được sử dụng Việc hiểu rõ cách phân loại này giúp chúng ta nhận thức rõ hơn về các nguồn năng lượng và tác động của chúng đến môi trường.
Năng lượng có thể được phân loại thành hai loại dựa trên nguồn gốc vật chất: năng lượng không tái tạo, hay còn gọi là năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần, và năng lượng tái tạo, tức là năng lượng vật chất không chuyển hóa toàn phần.
Năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần (năng lượng không tái tạo)
Năng lượng hóa thạch, hay còn gọi là năng lượng vật chất chuyển hoá toàn phần, hiện đang là nguồn cung cấp chính cho các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người Đến đầu thế kỷ XXI, năng lượng hóa thạch chiếm hơn 85% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu.
Năng lượng không thể tái sinh là loại năng lượng do nhiên liệu sản sinh ra và sẽ mất đi vĩnh viễn Các nhiên liệu chính trong nhóm này bao gồm than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên, được hình thành từ quá trình hóa thạch của động thực vật trong hàng triệu năm Việc tái tạo nhiên liệu hóa thạch cần thời gian rất dài, lên tới hàng triệu năm, do đó chúng được coi là nguồn năng lượng không thể phục hồi và sẽ cạn kiệt trong tương lai.
Hình 1.24: Nhiên liệu dầu mỏ và than đá
Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng vô hạn và bền vững từ thiên nhiên, thường được gọi là năng lượng sạch Các loại năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sinh khối và năng lượng nước, bao gồm cả thủy triều và dòng chảy.
Hình 1.25: Các nguồn năng lượng tái tạo
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng vô tận, lý tưởng và không gây ô nhiễm môi trường, có sẵn khắp nơi trên trái đất Với phản ứng nhiệt hạch trong nhân mặt trời đạt nhiệt độ lên đến 15 triệu độ, nguồn năng lượng khổng lồ này sẽ ngày càng trở nên quan trọng trong tương lai Dù phần lớn năng lượng mặt trời bị phân tán vào vũ trụ, nhưng lượng nhỏ còn lại vẫn đạt tới 1,73 x 10^14 kW, cho thấy tiềm năng to lớn của năng lượng mặt trời trong việc cung cấp năng lượng sạch và bền vững.
Hình 1.26: Máy nước nóng và pin sử dụng năng lượng mặt trời
Năng lượng gió, động năng của không khí trong bầu khí quyển, là một nguồn tài nguyên vô tận và sạch Việc sử dụng năng lượng gió không gây ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng, vì nó không tạo ra chất thải hay khí thải độc hại như SO2, CO2 hay NOx.
Năng lượng gió đang trở thành một nguồn năng lượng quan trọng trong những thập kỷ tới, mặc dù hiện tại chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng thể năng lượng Đầu tư cho thiết bị ban đầu là chi phí chính, nhưng với sự tiến bộ của công nghệ, năng lượng gió hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ trong tương lai.
Hình 1.27: Một số loại tua-bin gió được sử dụng hiện nay trên thế giới
Năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng sạch, vô tận, và sẽ thay thế dần năng lượng hóa thạch đang cạn kiệt Đây cũng là lĩnh vực đầy tiềm năng cho các ý tưởng sáng tạo trong ngành công nghiệp năng lượng hiện nay.
Hình 1.28: Một nhà máy thủy điện ở Việt Nam
Năng lượng dòng nước chảy là nguồn năng lượng được tạo ra từ sức nước, chẳng hạn như trong việc vận hành máy phát điện Nước ở độ cao nhất định được giữ lại bởi đập, sau đó chuyển đổi thành động năng khi chảy qua rãnh tràn, làm quay tuabin để phát điện Ngoài ra, “bánh xe nước” đã được sử dụng từ hàng ngàn năm trước, và ở một số khu vực, sức nước còn được tận dụng để vận chuyển lâm sản như gỗ và tre xuống hạ lưu.
Nước là nguồn tài nguyên phục hồi được, hiệu quả và có tiềm năng to lớn, thủy điện là nguồn năng lượng tương đối sạch và rẻ
Năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng tái tạo từ thực vật và chất thải sinh vật bị phân huỷ Qua quá trình xử lý trong hầm ủ đặc biệt, sinh khối có thể tạo ra khí sinh học hay biogas, chủ yếu là khí metan (CH4) Nguồn năng lượng này không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn cung cấp năng lượng hóa học quý giá cho các ứng dụng khác nhau.
Bài tập dự án
Khảo sát thực tế là một bài tập dự án nhỏ nhằm tìm hiểu về đối tượng học tập, với chủ đề “Sử dụng hiệu quả tài nguyên và năng lượng” Thời gian khảo sát có thể từ 3 đến 4 giờ, tùy thuộc vào địa điểm và mối quan hệ với giờ thảo luận Qua khảo sát, người học sẽ tiếp xúc trực tiếp với thực tế sử dụng tài nguyên và năng lượng, từ đó liên hệ với kiến thức lý thuyết đã học Kết quả là một báo cáo khảo sát được trình bày trước lớp, đồng thời có thể trở thành nguồn ý tưởng cho bài tập dự án tiếp theo.
2.3.2 Phương pháp và hình tức tổ chức
Các phương pháp chính để thực hiện khảo sát bao gồm quan sát, chụp ảnh, ghi chép, thống kê, phỏng vấn và phân tích Ngoài ra, phương pháp đếm mẫu (thống kê xác suất) cũng thường được áp dụng.
Hình thức tổ chức: Tổ chức theo nhóm
2.3.3 Các bước tiến hành khảo sát thực tế a Chuẩn bị
Để bắt đầu bất kỳ bài tập dự án nào, kể cả những dự án nhỏ như khảo sát, việc quan trọng nhất là thống nhất ý tưởng chung cho lớp học Sự thống nhất này được thể hiện qua một bản mô tả chi tiết về ý tưởng dự án, và quá trình này cần có sự định hướng cũng như hỗ trợ từ các thành viên trong nhóm.
Ý tưởng dự án trong lĩnh vực giáo dục thường liên quan đến các khảo sát nhằm nâng cao chất lượng học tập Một ví dụ cụ thể cho đề tài khảo sát là "Khảo sát hệ thống chiếu sáng cho xưởng đào tạo thực hành nghề tại một cơ sở giáo dục nghề nghiệp" Điều này không chỉ giúp cải thiện môi trường học tập mà còn đảm bảo hiệu quả trong quá trình giảng dạy và học tập.
Nhiệm vụ khảo sát cần phải đảm bảo tính khả thi, thiết thực và phù hợp với thời gian đã được phân bổ trong chương trình Có thể chia nhỏ nhiệm vụ thành nhiều công việc để phân công cho các nhóm khác nhau thực hiện hiệu quả.
Nhiệm vụ khảo sát hệ thống chiếu sáng trong xưởng đào tạo thực hành được chia thành ba phần: khảo sát thiết kế hệ thống chiếu sáng, khảo sát việc sử dụng thiết bị chiếu sáng, và khảo sát các biện pháp tiết kiệm điện Mỗi phần sẽ được giao cho ba nhóm khác nhau thực hiện.
Sau khi thành lập các nhóm với nhóm trưởng và các thành viên, nhóm khảo sát bắt đầu xây dựng kế hoạch thực hiện Các thành viên thảo luận để xác định các công việc cần thực hiện, thời gian dự kiến, phương pháp tiến hành và phân công nhiệm vụ cho từng thành viên Lớp trưởng sẽ tổng hợp kế hoạch của các nhóm thành một kế hoạch thực hiện chung cho toàn lớp.
Trong bài tập nhóm, lớp được chia thành ba nhóm khác nhau Nhóm 1 đảm nhận khảo sát thiết kế hệ thống chiếu sáng, nhóm 2 tập trung vào khảo sát các thiết bị chiếu sáng, trong khi nhóm 3 thực hiện phỏng vấn về các biện pháp tiết kiệm điện đang được áp dụng.
Nhóm 1 và nhóm 2 được phân công người chủ trì phụ trách chụp ảnh, ghi chép, phân loại và thống kê thiết bị Trong khi đó, nhóm 3 do lớp trưởng hoặc tổ trưởng tổ học nghề kiêm nhiệm, có trách nhiệm thực hiện phỏng vấn trực tiếp.
Kết quả sẽ được trình bày thông qua một bản kế hoạch thực hiện, bao gồm các yếu tố như công việc, thời gian, phương pháp và nhân sự Bản kế hoạch này cần được tham vấn ý kiến của giáo viên để được bổ sung và hoàn thiện một cách tốt nhất.
Cấu trúc chung của một kế hoạch khảo sát bao gồm:
- Phần tiêu đề và các thông tin chung:
+ Nhiệm vụ và địa điểm khảo sát
+ Mô tả ý tưởng dự án
- Phần nội dung kế hoạch được thiết kế theo mẫu sau:
TT Công việc Thời gian dự kiến
Người thực hiện, phụ trách
Phương pháp, tổ chức thực hiện
(Tham khảo Kế hoạch khảo sát về đề tài “Khảo sát hệ thống chiếu sáng cho xưởng đào tạo thực hành”)
Chuẩn bị các mẫu biểu cho quá trình khảo sát là một công việc quan trọng Đối với những đối tượng được khảo sát lần đầu, giáo viên sẽ giới thiệu các loại mẫu biểu cần thiết và hướng dẫn cách ghi chép chúng một cách chính xác.
Thông thường quá trình khảo sát cần dùng 2 loại mẫu biểu gồm: Phiếu khảo sát và báo cáo kết quả khảo sát
Phiếu khảo sát có cấu trúc gồm:
- Phần tiêu đề và các thông tin chung:
+ Nhiệm vụ và địa điểm khảo sát
+ Thành phần nhóm khảo sát
- Kết quả khảo sát cụ thể
(Tham khảo mẫu phiếu khảo sát với đề tài “Khảo sát hệ thống chiếu sáng cho xường đào tạo thực hành nghề" được giới thiệu ở phần sau)
Lưu ý rằng chỉ cần thiết kế một phiếu khảo sát chung cho lớp Các nhóm được phân công sẽ chỉ ghi kết quả khảo sát vào phần phiếu tương ứng với công việc mà nhóm đó đảm nhiệm.
Báo cáo kết quả khảo sát có cấu trúc gồm:
- Phần tiêu đề và các thông tin chung: Phần này có nội dung tương tự như phiếu khảo sát
- Quá trình khảo sát và kết quả
+ Giới thiệu về kế hoạch khảo sát và thực hiện kế hoạch
+ Giới thiệu các kết quả cụ thể được tổng hợp từ các phiếu khảo sát
- Phân tích kết quả khảo sát và đề xuất giải pháp cải thiện
- Tự đánh giá kết quả khảo sát và kiến nghị về tổ chức thực hiện (nếu có)
Trước khi tiến hành khảo sát, giáo viên cần liên hệ với địa điểm khảo sát để trao đổi về nội dung và tìm hiểu các quy định của cơ sở Điều này giúp hướng dẫn cho người học một cách hiệu quả Sau đó, giáo viên sẽ thực hiện nhiệm vụ khảo sát theo kế hoạch đã đề ra.
- Các nhóm độc lập thực hiện các công việc khảo sát theo kế hoạch đã lập
Các nhóm trưởng có trách nhiệm thu thập và xử lý thông tin, đồng thời thường xuyên phản hồi và báo cáo cho giáo viên cũng như các nhóm khác Trong trường hợp gặp khó khăn, họ sẽ tham vấn ý kiến của giáo viên để tìm giải pháp hiệu quả.
Lớp họp toàn thể nhằm phân tích kết quả từ các phiếu khảo sát, tổng hợp các kết quả riêng lẻ của từng nhóm để tạo thành báo cáo chung cho lớp Kế hoạch khảo sát sẽ được triển khai để thu thập dữ liệu hiệu quả.
49 chung, các phiếu khảo sát và báo cáo khảo sát được tập hợp thành bộ hồ sơ khảo sát của lớp
