ENERGI KÄLLOR

January 8, 2018 | Author: Anonymous | Category: Vetenskap, Fysik, Mekanik, Energi
Share Embed Donate


Short Description

Download ENERGI KÄLLOR...

Description

U

tgå

Ut

ök

va

7

m ad

e

oU F d

a

n vs

itt

ENERGI KÄLLOR

Den eviga kärnreaktorn Solen är inte bara viktig för vårt välbefinnande. Ur solen hämtar vi också det mesta av den energi vi använder och omvandlar den till ljus, kraft och värme. I solen pågår ständiga kärnreaktioner där materia omvandlas till energi. Denna energikälla är nästintill outtömlig. Bara under ett år innehåller solstrålningen mot jorden 15 000 gånger mer energi än vad vi på jorden normalt använder under ett år! Energin kan delas in i tillgångar som ständigt flödar, och tillgångar som är lagrade. Den flödande energin kommer från solstrålningen och ger upphov till vattenrörelser och vindar. Fossila bränslen är däremot exempel på lagrad energi. De har en gång i tiden bundit solens energi i växter och djur och sedan under miljoner år omvandlats till kol, olja och gas. Man delar även in energikällorna i förnybara och icke förnybara. Den flödande energin och biobränsle hör till de förnybara. Utnyttjar man dessa energikällor återskapas de inom en mycket snar framtid. Till de icke förnybara hör alla fossila bränslen och uran. De fossila bränslena förnyas visserligen, men ytterst långsamt och inte alls i den takt vi förbrukar dem. Vi i den rika delen av världen tar energin för given. Det är en del av välfärden. En självklarhet. I utvecklingsländerna är situationen en helt annan. Där är den vanligaste energikällan ved. El hör definitivt inte till vardagen. Hur mycket energi vi använder varierar med dygnet, årstiden och var på jordklotet vi är bosatta. Av all den energi som används av människan i den industrialiserade världen, kommer bara 13 procent från förnybara energikällor medan 80 procent kommer från fossila bränslen. De resterande 7 procenten är kärnkraft. Målet för mänskligheten måste vara att skapa ett uthålligt energisystem för framtiden: Att fånga solenergin med minsta möjliga miljöingrepp. Men för att klara detta krävs både utveckling av dagens energisystem och kanske nya spännande lösningar, med hjälp av vanliga och ovanliga energikällor.

2

4

Vår energiförsörjning

6

Vad är energi?

Energikällor för elproduktion 8

Vattenkraft

10 Vindkraft 12 Bioenergi 14 Torv 15 Kol 16 Olja 18 Gas 19 Avfall 20 Kärnkraft

Energiomvandling 24 Olika sätt att ta till vara på energin 26 Kondenskraftverk, kraftvärmeverk, gasturbin 28 Elens väg 30 Fjärrvärme 31 Värmepump 32 Framtidens energi 34 Solceller och solfångare 35 Vågenergi och tidvattenkraft 35 Geotermisk energi 36 Fusionskraft och bridreaktorn 37 Bränsleceller 38 Forskning och utveckling 42 Energikällor i jobbet 46 Energifakta 50 Ordlista Beställare: Kalle Lindholm, Svensk Energi Produktion: Beckeman & Wenner AB Framsidesbild: I Beckeman Illustrationer: Anders Pettersson AP illustrationer, Luleå Foto: Hans Blomberg, Håkan Borg, Krister Carlsson, Jan Collsiöö, Lars Hansson, Bengt Johansson, Bernt Toftgård, Mark Tomalty, Anders Rörby, Vattenfalls bildarkiv m fl. Tryck: GTP Tryckeri Utgåva 7, 2002.

3

Självklarhet för oss – lyx för andra V Å R E N E R G I F Ö R S Ö R J N I N G

Internationellt sett är Sverige ett av de länder som använder mest energi, räknat per invånare. Det beror dels på att industrin i stor utsträckning är inriktad på energikrävande förädling av våra råvaror som malm och skog m m, dels på att klimatet kräver att bostäder och andra byggnader värms upp under en stor del av året. Sveriges totala energitillförsel har ökat med 28 % sedan 1970. Räknar man enbart nettot, den energi vi använder, har däremot mängden varit relativt konstant.

Ny redovisningsmetod Ett lands energitillförsel kan redovisas enligt flera olika metoder. Idag följer Sverige den internationella redovisningsmetoden där hänsyn tas till kärnkraftverkets verkningsgrad. Energitillförseln från kärnkraften värderas till tre gånger den producerade elenergin. Detta måste beaktas när man jämför Sveriges energibalans idag med tidigare års redovisning, som inte inkluderade energiomvandlingsförlusterna.

Sveriges totala energitillförsel 1970–2000

TWh 700 600

Omvandlingsförluster i kärnkraft

500

Kärnkraft

400 Vattenkraft, brutto

300 Spillvärme mm i fjärrvärme

Biobränslen, torv mm Kol och koks

200

Naturgas, stadsgas Råolja och oljeprodukter

100

0 -70

-75

-80

-85

-90

-95

2000

Sveriges energitillförsel är huvudsakligen baserad på importerad energi. 1970 var andelen importerad energi ca 80 procent. År 2000 hade importen av oljeprodukter, uran, kol/koks och naturgas minskat till 68 procent. Det är främst importen av olja som minskat sedan 1970 samtidigt som vattenkraft nästan fördubblats och kärnkraft tillkommit. Källa: Energimyndigheten 2001.

Sedan 1970-talet har stora förändringar skett i vårt energisystem. Den viktigaste förändringen är minskningen av oljans andel från 77 procent 1970 till 33 procent år 2000. Samtidigt har vattenkraftbaserad el nästan fördubblats. Dessutom har kärnkraften tillkommit. Det finns en mängd olika sätt att spara energi. Ett exempel är den energikrävande massa- och pappersindustrin där spillvärmen från olika processer utnyttjas till att via egna kraftverk producera stora delar av elbehovet. Minst hälften av bränslet som används är bark och vedavfall som uppstår vid massatillverkningen.

4

Vi använder idag mer än dubbelt så mycket el som vi gjorde 1970.

Importerad och inhemsk energi Av Sveriges energitillförsel 2000 svarar importerad energi såsom oljeprodukter, uran, kol/koks och naturgas för ca 40 procent medan den inhemska energin vattenkraft, biobränsle och spillvärme svarar för ca 60 procent. Det finns en ambition att minska beroendet av fossila bränslen i världen. Siktet är att kunna ersätta dem med uthålliga energikällor som vattenkraft, vindkraft, solenergi och energiformer baserade på biobränslen.

El en viktig energiform I det moderna samhället har el fått en allt större betydelse. IT, datorer och all modern teknik i olika former förutsätter att det finns el. Sedan 1970 har elproduktionen i Sverige ökat från 59 till ca 142 TWh. Största delen av denna ökning har skett genom kärnkraftens utbyggnad under 1970 och 80-talen. En avgörande faktor för den ökade elanvändningen har varit att elproduktionen via vatten- och kärnkraft är både tillförlitlig och förhållandevis billig.

Biobränslen, torv mm 97

Naturgas 8 Uran 168

Vattenkraft 79

Oljeprodukter och råolja 195 Kol/koks 26 Netto import 5 TWh

Spillvärme 7

Importerad energi

Inhemsk energi

585 TWh

Omvandlings- och distributionsförluster 154 Utrikes sjöfart och energi för icke energiändamål 39

392 TWh

Industri 156

Bostäder och service 144

De tre användargrupperna I Sverige brukar man fördela energianvändningen på de tre sektorerna industri, bostad/service samt transporter. Till sektorn bostad/service räknas energianvändningen i hushåll, handel, allmänna lokaler mm. Vissa delar av Sveriges energitillförsel används inte som energi i landet. Dit hör exempelvis de koloch oljeprodukter som är råvara vid plast- och asfalttillverkning och den olja som bunkras för utrikes sjöfart. Omvandlingsförluster i kärnkraften och överföringsförluster i elnät, fjärrvärmenät mm, är energi som tillförs landet, men inte når fram till s k slutlig energianvändning. Av de 585 TWh som tillfördes Sverige 2000 uppgick 392 TWh till slutlig energianvändning.

Inrikes transporter 92 Energitillförsel och slutlig energianvändning i Sverige 2000 i TWh. Av den energi som tillförs Sverige används 2/3 som energi i landet. Resten är omvandlings- och transportförluster, råvara för exempelvis plast och asfalttilverkning samt bunkerolja för utrikes sjöfart. Siffrorna är hämtade ur Energiläget i siffror 2001, Energimyndigheten.

Enligt riksdagsbeslut förhindras dock större utbyggnader, enbart små tillskott kan bli aktuella. Dessutom har Sverige förbundit sig att inte öka koldioxidutsläppen, vilket gör att det blir svårt att i en nära framtid ersätta kärnkraften med olja, kol eller gas.

Det innebär en stor utmaning för samhället de närmaste åren att hitta värdiga ersättare. Biobränsle är ett alternativ. Men minst lika viktigt är att effektivisera energianvändningen så att energin används på bästa möjliga sätt. Transportsektorns energibehov ökar ständigt och därmed ökar även trycket på miljön. Krav på avgasrening och bränslesnålare bilar försöker bryta detta mönster. Inom transportsektorn finns en rad alternativa drivmedel som etanol (sprit), biogas och rapsolja, liksom eldrivna motorer och kombinationer av el- och vanliga motorer, sk hybridbilar, som bilen på bilden. Närmast på tur för tester står bränslecellsdrivna bussar, som ska prövas i Stockholm.

Räcker energin för framtiden? De energipolitiska målen anger att den framtida elproduktionen ska komma från inhemska och förnybara energikällor. I dag är vattenkraften den enda förnybara källan till vår elproduktion av någon betydelse.

5

V Å R E N E R G I F Ö R S Ö R J N I N G

Om Vasaloppsåkarnas energi v skulle den räcka till 300 000 TV Avdunstning från mark och sjö

V A D Ä R E N E R G I

Energi finns i många olika former. En människa som är ute och åker skidor omvandlar kemisk energi (mat) till rörelseenergi och värme. 20 000 människor som åker Vasaloppet gör i spåren av med över 200 000 kWh eller ungefär lika mycket energi som skulle gå åt för att driva 300 000 TV-apparater under hela loppet! Vasaloppsåkarnas energi omvandlas inte till el utan till rörelseenergi

FAKTA HUR MÄTER MAN ENERGI? Den internationella standardenheten för att mäta energi är joule (J), som är detsamma som en wattsekund (Ws). För el använder vi enheten kilowattimme (kWh), som motsvarar 3 600 000 joule. Effekt är måttet på den energimängd per tidsenhet som produceras eller används. Effekten en watt motsvarar alltså en joule i sekunden (1 W = 1 J/s). Numera används enheten 1 watt (1 W) även om det fortfarande är vanligt att ange bilmotorers effekt i hästkrafter (hk). När exempelvis en glödlampa lyser går det åt energi. Ju högre effekt (wattal) lampan har, desto mer energi drar den per sekund.

som flyttar dem de nio milen från Sälen till Mora och till värme (att åka skidor fort och länge är svettigt!). En industri omvandlar exempelvis el till maskinellt arbete eller till värme. El är ett sätt att transportera energi, en energibärare. Ett annat exempel på en energibärare är varmvattnet i fjärrvärmesystemen. Fysikaliskt är det fel att prata om energiproduktion och energiförbrukning eftersom det varken går att producera eller förbruka energi. Egentligen handlar det om energiomvandling. Men för att i dagligt tal förklara energins roll i samhället underlättar det att använda ”felaktiga” ord som energikällor, energiproduktion och energiförbrukning.

Olika energikällor Nästan alla energikällor har sin början i solen. Vattenkraften är ett exempel. Solen förångar vatten i hav och sjöar och ångan förs vidare som moln med vinden och faller ned som regn. Vattnet samlas i sjöar, hav och i kraftverkens vattenmagasin. Det uppsamlade vattnet kallas lägesenergi. När vattnet sedan strömmar genom ett vattenkraftverk omvandlas den ursprungliga solenergin till elenergi. Även de fossila bränslena (kol, olja och naturgas) har sitt ursprung i solen. De har under miljoner år bildats ur gamla växtdelar och är

6

Nederbörd Vegetation

Avdunstning

därmed en lagrad form av solenergi. Den kemiskt bundna energi som finns i fossila bränslen och i biobränslen (ved, flis, halm m fl) omvandlas genom förbränning till värmeenergi. Mat är ett annat exempel. Växterna bygger genom fotosyntesen energirika ämnen som kolhydrater och proteiner med hjälp av strålningsenergin från solen. Växter äts av både djur och människor. Även när vi äter kött är det alltså i grunden en form av lagrad solenergi. Det finns några undantag från regeln att alla energiomvandlingskedjor har sin början i solen. I kärnkraftverken utnyttjas uran som anses ha varit ett av de ämnen som jorden en gång bildats av. Tidvattenkraft och geotermisk energi är två andra exempel.

vore el V-apparater

eg

on etati

till v

drag atten v l l i t

Grundvatten

Nederbörd avrinning

V A D

avet till h

Ä R

Värmen från solen får ytvattnet i sjöar och hav att avdunsta. Vattenångan stiger och bildar moln som förs in över land och ger nederbörd. Vattnet rinner sedan tillbaka till sjöarna och havet.

E N E R G I

FAKTA Om du använder en: Bastu Brödrost Dammsugare Glödlampa Hårtork Kaffebryggare Mikrovågsugn Radio Rakapparat Solarium Strykjärn Symaskin Tandborste TV Video Äggkokare

med så räcker effekten: 1 kWh: 5 000 W 1 000 W 1 000 W 60 W 1 000 W 800 W 1 400 W 10 W 4W 480 W 1 000 W 85 W 2W 80 W 40 W 350 W

12 min 60 min 60 min 17 tim 60 min 75 min 45 min 100 tim 250 tim 2 tim 60 min 12 tim 500 tim 13 tim 25 tim 3 tim

Skidåkning är energikrävande. Om t ex energin som 20 000 Vasaloppsåkare använder för att ta sig från Sälen till Mora kunde omvandlas till el skulle den räcka till att driva över 300 000 TVapparater under åtta timmar!

7

View more...

Comments

Copyright � 2017 NANOPDF Inc.
SUPPORT NANOPDF