Människan utvinner energi

Solenergi

  1. Instrålningen under en timme en vacker sommardag skulle räcka för att täcka Sveriges totala energibehov under ett år.
  2. Värme från solljus
    1. Glaslåda
    2. Svart botten
    3. I den svarta bottnen leds vattenrör
    4. Vattnet värms upp
    5. Vattnet leds ner i tank för framtida bevarande
  3. Elenergi från solljus
    1. Solceller av selen eller kisel
    2. 10-20% av solenergin omvandlas till elektrisk energi
    3. Idag vanligt använd i miniräknare
    4. Problem: Lagring av elenergi
      1. Eventuell framtida lösning: supraledande material
      2. Lösning idag: Uppladdningsbara batterier
        1. Problem: Ytterligare energiförluster

Värmepumpar

  1. Fungerar som kylskåp – fast tvärtom!
    1. Rita upp detta!
  2. Värmepumpen transporterar värme från utsidan av huset till insidan
  3. Kylskåpet transporterar värme från insidan av kylskåpet till utsidan

Vågenergi

  1. Flytkropp kopplad till kolv (Rita upp detta!)
  2. Flytkroppen rör sig upp och ner snabbare än kolven
  3. En rörelse uppstår dem emellan
  4. En kuggstång överför rörelseenergin till ett kugghjul, monterat på en generator; elektrisk energi utvinns
  5. En del flytbojar i våra farleder fungerar på detta sätt.

Vindenergi

  1. Vindmöllor – trol. en flamländsk/holländsk uppfinning
  2. Till Sverige på 1300-talet
  3. Drev kvarnar (Rita upp detta!)
  4. Idag: Elgeneratorer (Rita upp detta!)
  5. Fördelar:
    1. Fullständigt förnyelsebar energikälla
  6. Nackdelar:
    1. Ej så effektiva som t.ex. vattenkraft eller kärnkraft => Det behövs 3.000 st. för att ersätta ett enda kärnkraftverk
    2. Många anser dem fula & störande (oljud!)

Vattenkraft

  1. Liksom vind, har utnyttjats till att driva kvarnar & sågar
  2. Ungefär 75% av alla tillgängliga älvar utnyttjas idag till elproduktion
    1. Vindel-, Kalix- och Torneälven helt orörda
    2. Piteälven i stora stycken orörd
  3. Funktion
    1. Fördämning gör att vattenflödet blir jämnt fördelat över hela året
    2. Vattnet leds in i ett kraftverk
    3. Vattnet får falla från hög höjd
    4. Det fallande vattnet driver turbiner, som genererar elektricitet
  4. Fördelar
    1. Rent
    2. Förnyelsebart
  5. Nackdelar
    1. Förändrat landskap vid dammarna
    2. Förändrade biotoper för organismer som tidigare levde i forsen – t.ex. laxar.
      1. Laxtrappor!

Lagrad solenergi I: Biobränsle, torv & kol

  1. Vid fotosyntesen omvandlas solenergi till kemisk energi
  2. Vi kan utnyttja detta inte bara i och med att vi äter!
  3. Biobränsle
    1. Ved
      1. I många länder är detta fortfarande den viktigaste energikällan
    2. I Sverige, hävdar Henriksson, täcker ved & biobränsle 18% av det totala energibehovet
    3. Energiskogsplantering
    4. Socker i vissa produkter (korn, potatis) kan jäsas till etanol, som sedan kan användas som bränsle i vissa motorer
    5. Slam från reningsverk & gödsel kan tillåtas ruttna i rötkammare
      1. Metangas (”naturgas”) bildas
  4. Torv
    1. Växter (ffa vitmossa) som lagrats i syrefattig miljö (en sjö som växt igen)
    2. Torven (myren, mossen) växter mycket långsamt
      1. C:a 1 mm/år
      2. Icke-förnyelsebar energikälla
    3. Nackdel:
      1. Förstöring av våtmarker
        1. Våtmarkerna innehåller speciellt djur- och växtliv
        2. Våtmarkerna ”vattnar” omkringliggande marker under torrperioder.
  5. Kol
    1. Torv, som under högt tryck förstenats under årmiljonernas lopp
    2. Brunkol, stenkol
  6. Olja & naturgas
    Rita upp detta:
    1. Döda växt- och djurrester faller ner på havsbotten
    2. Lagras, täcks av sediment, lera
    3. Högt tryck!
    4. Många miljoner år
    5. Kolföreningarna i djur- och växtdelarna omvandlas till olja & gas
    6. Lera, sanden omvandlas till skiffer, sandsten
      1. Mikroskopiska hålrum
    7. Oljan & gasen lagras i de mikroskopiska hålrummen
    8. Landförflyttningar, bergomlagringar kan göra att tidigare havsbottnar blir till land (och iofs tvärtom med)
    9. Oljan & gasen hämtas upp/pumpas upp genom att man pumpar ner vatten istället.
  7. Oljeraffinaderiet
    1. Oljan innehåller kolföreningar av många olika storlekar
      1. Dessa vill man skilja åt, för att kunna använda dem effektivast möjligt!
      2. Göres genom...
    2. Fraktionerad destillation av råolja (petroleum, bergolja)
      Rita upp detta (nerifrån och upp, temperaturen sjunker):
      1. Upphettad (förgasad) råolja leds in, 400°C.
      2. I botten tappas asfalt ut: Stora, långa molekyler (kolvätekedjor)
      3. Eldningsolja/smörjolja
      4. Dieselolja
      5. Fotogen
      6. Bensin
      7. Gas
  8. Fossila bränslen och miljön
    1. Rita upp ett växthus
    2. Rita upp växthuseffekten
    3. Koldioxid är en växthusgas!
    4. Växthuseffekten är bra!
    5. Mera växthuseffekt kan vara katastrofalt!
      1. Amerikan: ”De allra flesta människorna tycker om när det är lite varmare...”
      2. Jfr Dan Quayle, vicepresident under Ronald Reagan: ”De får väl bära solglasögon” (om ozonet)
    6. Koldioxidutsläppen kan minskas!
      1. Kärnkraft
      2. Lägre bilism
      3. USA vägrar... :-(
  9. Oljeutsläpp
    1. Exxon Valdez (1989)
    2. Portugal/Spanien (2003)
    3. Östersjön...?
    4. Rensning av tankar till havs
    5. Skador på stränder & fåglar
    6. Oljan dunstar eller sjunker
      1. Sjunken olja fortsätter skada djurliv: Fiskrom, musslor
  10. Försurning
    1. Olja & kol innehåller små mängder svavelföreningar
    2. SO2 bildas vid förbränning
    3. I atmosfären kan SO2 reagera med syrgas & vatten, bildas H2SO4(svavelsyra).
      1. Svavelsyran regnar ner...
    4. I bensinmotorer bildas kväveoxider, t.ex. NO2.
    5. NO2 kan förenas med vatten i atmosfären, det bildas HNO3(salpetersyra)
      1. Salpetersyran regnar ner...
    6. Försurningen har minskat sedan 80-talet p.g.a.
      1. lägre svavelhalt i olja
      2. rening av industrins gasutsläpp
      3. kväveoxiderna omvandlas till N2 i katalysatorer
      4. Biltrafikvolymen ökar – Måste minskas! – men det är svårt, mycket svårt.