Energiemix


Wij gebruiken in Nederland dagelijks grote hoeveelheden energie. Die wordt uit verschillende energiebronnen opgewekt, uit steenkool, aardgas, aardolie, zonlicht, windkracht, waterkracht en met splijtstof in kerncentrales. Samen vormen die energiebronnen de energiemix die wij gebruiken.

twee energiebronnenTwee onderdelen van de energiemix

 


 

opdrachtWe weten dat de aarde aan het opwarmen is. Een gevolg daarvan is dat de zeespiegel aan het stijgen is. Hierdoor lopen Nederland en andere laaggelegen gebieden aan zee en laaggelegen eilanden steeds meer gevaar van overstromingen. Ook hebben we steeds meer te kampen met langdurige droogte, hittegolven, wateroverlast of zelfs overstromingen (zoals bijvoorbeeld in juli 2021 in België, Duitsland en Zuid-Limburg). En door de opwarming gaat de natuur achteruit. Dat wordt almaar erger, tenzij we nu snel meer aan de beperking van die opwarming gaan doen dan tot nu toe.

Daarom willen de landen van de Verenigde Naties dat de aarde in 2100 hooguit 1,5 graad Celsius warmer geworden is dan in 1800. Om dat voor elkaar te krijgen, moeten we snel onze energiemix aanpassen.

Maar hoe dan? Dat zoeken jullie in de les uit.

 


 

werkinuitvoeringVoor deze opdracht krijg je 2 lesuren de tijd. 

Jullie maken een nieuwe energiemix, waarbij zo weinig mogelijk gebruik wordt gemaakt van fossiele brandstoffen, om daarmee bij te dragen aan de beperking van de opwarming van de aarde tot die anderhalve graad in 2100. Wel moet je hierbij zien te vermijden:

  • dat we steeds meer afval en vervuiling krijgen door ons energieverbruik, en
  • dat we een tekort aan energie krijgen, omdat een of meer energiebronnen schaars worden of zelfs opraken.

De opdracht bestaat uit drie delen.

Lesuur 1
Deel 1: 10 minuten
Kijk naar de twee videobronnen en bekijk goed de afbeelding in Bron: Energietransitie

Deel 2: 35 minuten
We verdelen de klas in vijf groepen. Elke groep krijgt één van de volgende energiebronnen toegewezen:

  1. Splijtstof (wordt gebruikt in een kerncentrale)
  2. Windkracht
  3. Zonne-energie
  4. Biomassa (hout, resten van planten, dierlijke mest, akkerbouwproducten als maïs en suikerriet)
  5. Waterstof

Over al die energiebronnen is een bron opgenomen. Zoek bij elke energiebron uit of het gebruik ervan bijdraagt aan de opwarming van de aarde.
Zoek ook uit welke voor- en nadelen de verschillende energiebronnen verder hebben.

Maak over jullie bevindingen aantekeningen die jullie dan mee kunnen nemen naar het tweede lesuur.

Lesuur 2
Deel 3
Jullie kiezen iemand in je groep uit die in het overleg met de vier andere groepsvertegenwoordigers gaat lobbyen voor het gebruik van de aan jullie groep toegewezen energiebron. Probeer met goede argumenten er voor te pleiten waarom het aandeel van die energiebron in de nieuwe energiemix zo groot mogelijk moet worden. Spreek van te voren eerst af of er nog fossiele brandstoffen gebruikt mogen worden, en zo ja, welke. Spreek 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, kun je die vergelijken met de energiemix in Bron: Energietransitie

Welke energiebronnen gaan we veel meer gebruiken, als het aan jullie ligt? En welke bronnen juist veel minder?

 


 
Kijk naar de SchoolTV-video ‘Energiebronnen - Hoe kun je energie opwekken?':

 


 
Kijk naar de SchoolTV-video ‘Het broeikaseffect - de aarde warmt op’: 

 


 

Definitie van Wikipedia van 'Energietransitie': 

Energietransitie is de van overheidswege bevorderde, technologische overgang van de maatschappij naar een situatie, waarin de energievoorziening structureel anders van aard en vorm zal zijn dan het huidige, gecentraliseerde energiesysteem.


energiebronnen nederlandElektriciteitsproductie in Nederland per bron - procentueel aandeel 

 


 
Van enkele stoffen vallen de atomen na verloop van tijd uit elkaar in kleinere deeltjes. Bij dat uiteenvallen ontstaan radioactieve straling en warmte. Veel warmte zelfs. Daarom wordt een van die stoffen, uranium, gebruikt in kerncentrales stroom op te wekken. Bij het opwekken van energie uit uranium komt geen kooldioxide vrij.

borsseleDe kerncentrale in Borssele

De voorraad uranium op aarde is eindig. Sterker nog: er verdwijnt vanzelf uranium. Als we het blijven gebruiken, zal het op den duur steeds schaarser worden en ten slotte opraken.
Deskundigen menen dat ook thorium als splijtstof kan worden gebruikt om er stroom mee op te wekken. Hoewel er meer thorium dan uranium op aarde te vinden is, is ook thorium een eindige energiebron.

Welke voor- en nadelen heeft het gebruik van uranium verder? Zoek dat uit op internet. Gebruik hierbij de volgende zoekwoorden: ‘opslag radioactief afval’, ‘lekkage van radioactieve stoffen’ en ‘veiligheid’.

 


 
Wind die tegen gebouwen, bomen en andere voorwerpen botst, oefent kracht  uit. Daarom kom je moeilijk vooruit op de fiets als je tegen een sterke wind in rijdt. Die kracht wordt in stroom omgezet door windmolens.

Bij gebruik van deze energiebron komt geen koolstofdioxide vrij.

Waaien doet het vrijwel altijd, maar niet overal even hard en ook niet altijd even hard. Daarom worden windmolens bij voorkeur geplaatst op plekken waar de wind niet of nauwelijks door obstakels wordt afgeremd, in vlakke gebieden dus en vlakbij of in zee. Waar je ze ook neerzet, je hebt er weinig aan als het lange tijd niet of nauwelijks waait.

windparkPrinses Amaliawindpark in de Noordzee

Een voordeel van deze energiebron is dat het voor de werking ervan niet uitmaakt hoe groot of klein ze zijn. Je kunt dus een woning van stroom voorzien met een kleine windmolen en een grote stad of een hele provincie met een aantal grote windmolens.

Welke voor- en nadelen heeft deze energiebron verder? Zoek dat uit op internet. Gebruik hierbij de volgende zoekwoorden: ‘transport van stroom’, ‘landschap’, ‘vervuiling’, ‘vogels’, scheepvaart’ en ‘lawaai’.

 


 
De zon straalt energie uit in de vorm van zonlicht. Dat zonlicht wordt kan worden omgezet in stroom met behulp van zonnepanelen.

Bij dat omzetten van zonlicht in stroom komt geen koolstofdioxide vrij.

De zon bestaat als energiebron al ruim 4,5 miljard jaar en zal nog enkele miljarden jaren lang als energiebron beschikbaar blijven. Maar je kunt er alleen overdag gebruik van maken. Zonnepanelen leveren veruit de meeste stroom als het helder weer is, maar ook nog een beetje als het bewolkt of mistig is.

Zonnepanelen leveren meer stroom op naarmate de dagen langer zijn.

zonneparkZonnepark Woldjerspoor in Groningen

Ten slotte zijn sommige plekken in Nederland en elders op aarde beter geschikt dan anderen om stroom uit zonlicht op te wekken, omdat het op die plekken gemiddeld vaker helder weer is.

Je kunt zelf bepalen of je met zonnepanelen stroom opwekt voor een woning, een straat, een wijk, een stad of zelfs een hele provincie. Hoe meer stroom je wil opwekken, hoe meer zonnepanelen je bij elkaar zet.

Welke voor- en nadelen heeft deze energiebron verder? Zoek dat uit op internet. Gebruik hierbij de volgende zoekwoorden: ‘opslag energie’, ‘transport van stroom’, ‘afval’ en ‘landschap’.

 


 
Biomassa bestaat uit hout, resten van planten, dierlijke mest en akkerbouwproducten als maïs en suikerriet. Vooral van die akkerbouwproducten worden brandstoffen gemaakt die in voertuigen te gebruiken zijn.

biomassaHoutsnippers

Al deze materialen bevatten koolstof. Als je ze verbrandt, ontstaat er koolstofdioxide uit. Daar staat tegenover dat de natuur voortdurend biomassa aanmaakt, waarbij koolstofdioxide uit de dampkring wordt gehaald.

Omdat er van nature voortdurend biomassa aan gemaakt wordt, zal deze energiebron pas schaarser worden, als we er meer van gebruiken dan de natuur aan kan maken. Bovendien kunnen we zelf biomassa telen in de vorm van gewassen waar brandstoffen uit gemaakt kunnen worden. Daar zijn wel kunstmest en bestrijdingsmiddelen voor nodig. Om die aan te maken, heb je energie nodig en aardolie. Bij het bereiden van die producten ontstaat koolstofdioxide.

Welke voor- en nadelen heeft deze energiebron verder? Zoek dat uit op internet. Gebruik hierbij de volgende zoekwoorden: ‘landbouwgrond’, ‘voedselvoorziening’, ‘opslag’, ‘voertuigen’, ‘vervuiling’ en ‘afval’.

 


 
Waterstof is een kleurloos en brandbaar gas. Sommige raketten hebben motoren die op waterstof lopen. Maar steeds meer deskundigen denken dat waterstof ook op aarde als energiebron gebruikt kan worden. Om een voertuig aan te drijven of om er stroom mee op te wekken.

Bij het verbranden van waterstof ontstaat geen koolstofdioxide.

Een probleem is wel dat waterstof niet gewonnen kan worden uit een bron of boorput omdat er geen waterstof in de bodem zit. Ook zit er geen waterstof in de dampkring. Alle waterstof die je wil gebruiken, moet je dus eerst aanmaken. Dat kost energie. Als je die energie opwekt uit een fossiele brandstof, komen er koolstofdioxide vrij en stoffen die de lucht vervuilen.

Voorstanders van waterstof als energiebron spreken van ‘groene’ en  ‘blauwe’  waterstof. Die kleuren hebben niets te maken met hoe waterstof er uitziet. Wel met de wijze waarop het wordt gemaakt.

Hoe wordt groene waterstof aangemaakt en geleverd aan de gebruikers ervan? Kijk naar de YouTube-video ‘Waterstof voor groentjes. Aflevering 4 De keten van Groene Waterstof’:

Hoe wordt blauwe waterstof aangemaakt? Kijk naar dit fragment uit de YouTube-video ‘Blauwe waterstof voor de industrie’:

In de twee films worden al enkele voor- en nadelen van waterstof als energiebron genoemd. Denk bijvoorbeeld maar aan de manier die waterstof aan huis moet worden afgeleverd.

Zoek verder naar voor- en nadelen van waterstof als een energiebron op internet met de volgende zoekwoorden: ‘opslag’, ‘afval’, ‘vervuiling’ en ‘voertuigen’.

 


 
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:

  1. Splijtstof (wordt gebruikt in een kerncentrale)
  2. Windkracht
  3. Zonlicht
  4. Biomassa (hout, resten van planten, dierlijke mest, akkerbouwproducten als maïs en suikerriet)
  5. 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:

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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.

 


 

  • De leerlingen hebben gezien welke energiebronnen in Nederland worden gebruikt om energie op te wekken en hoe de onderlinge verhouding in procenten is tussen die bronnen.
  • De leerlingen kunnen door een nieuwe energiemix voor Nederland samen te stellen laten zien hoe ze er op die manier aan bijdragen de opwarming van de aarde te beperken tot hooguit 1½ graad Celsius in 2100 ten opzichte van 1800.
  • De leerlingen kunnen van elk van deze energiebronnen enkele voor- en nadelen benoemen gelet op hoeveel vervuiling en afval ze bij gebruik veroorzaken, in hoeverre deze bronnen bij gebruik bijdragen aan opwarming van de aarde en of ze altijd beschikbaar zullen zijn of op den duur opraken.
  • De leerlingen kunnen uitleggen hoe belangrijk het voor ons en onze toekomst is deze doelstelling te halen.

 


 
De leerlingen hebben de opdracht in de les goed gemaakt als:

  • de energiemix laat zien op welke manier meer rekening wordt gehouden met de eis dat de keuze van energiebronnen in Nederland de doelstelling van de Verenigde Naties haalt om de opwarming van de aarde te beperken tot 1½ graad C in 2100 ten opzichte van 1800;
  • de presentatie van de energiemix overzichtelijk is, en
  • de leerlingen respect hebben getoond voor elkaar en elkaars mening.

 

verwante lessen

Login Form