Energi

Inspirationsdagar för gymnasielärare – tema 6
Energi
Världens energisystem idag och i morgon
Roland Roberts, professor, Geofysik, Uppsala universitet
http://www.kva.se/en/Members/Kontakt-sida/?personId=3193
I denna föreläsning ges en bred beskrivning av energisektorn ur olika aspekter. Bland de frågor som tas
upp kan särskilt nämnas: Varifrån får vi energin? Hur ser vårt beroende av fossila bränslen ut, och hur
kommer det att förändras över tid? Vilka större förändringar finns och väntas inom energisektorn? Vad är
det som styr utvecklingen – politik, ekonomi eller naturen i form av naturresurser?
Idag domineras energiförsörjningen av fossila bränslen. Biomassa, vattenkraft och kärnkraft ger
väsentliga bidrag till vår energiförsörjning. Alternativ såsom vindkraft och solceller växer, men svarar
enbart för en mindre andel av energiproduktionen. Energiområdet är ekonomiskt viktigt, med många
aktörer med olika särintressen, och mycket publicerad information är förenklad, svårtolkad eller
vilseledande. Efterfrågan på energi ökar stadigt och kraftigt, inte minst i de mindre utvecklade länderna.
Trots energieffektivisering, ser det ut som om efterfrågan kommer att fortsätta att öka kraftigt under lång
tid. Förbrukningen av fossila bränslen ökar kraftigt, inte minst stenkol och naturgas, med ökande
koldioxidutsläpp som följd. Därför är sambandet mellan växthuseffekten och fossila bränslen centralt.
Under de kommande decennierna kommer enorma belopp att investeras i utbyggnaden av världens
energisystem. Men vad bör samhället investera i? Fossila bränslen, trots växthuseffekten? Fossila
bränslen med CCS? – dvs Carbon Capture and Storage, som går ut på att avskilja och lagra koldioxid vid
förbränningen, istället för att släppa ut den till atmosfären. – Dagens varianter eller nya varianter av
kärnkraft? Förnybar energi från till exempel vind och sol? Eller en blandning av alla dessa, och annat?
Eftersom kostnaderna är så höga, kan dåliga val av investeringar bli en stor belastning för samhället. Vi
måste ha en gedigen förståelse av dessa komplexa frågor för att kunna fatta rätt beslut inför framtiden.
Fusion – framtidens kärnkraftsenergikälla?
Elisabeth Rachlew, professor, Atom - och molekylfysik, Kungliga Tekniska högskolan
http://www.kva.se/en/Members/Kontakt-sida/?personId=3299
Dagens kärnkraft bygger på den nukleära fissionsprocessen, där en tung kärna splittras i lättare kärnor
2
och energi frigörs på grund av den förändrade massan enligt E = mc . I fissionsprocessen får vi också
radioaktivt avfall som måste lagras under långa tider.
Om vi istället använder oss av fusionsprocessen, får vi på samma sätt som för fission ett stort
energiutbyte, men vi får inga långlivade radioaktiva avfallsprodukter. Fusionsprocessen utnyttjar att vi kan
slå samman de olika isotoperna av väte och därmed få ett stort energiutbyte. Dagens forskning befinner
sig i stadiet att bygga upp en ny internationell fusionsanläggning, ITER, och samtidigt planera för den
första testreaktorn, DEMO. I detta föredrag beskrivs dagens forskningsläge när det gäller framtida
utnyttjande av fusionsenergi.
1(3)
El från förnybara källor
Gunnar Fredriksson, Senior Advisor, Svensk Energi – Swedenergy – AB
http://www.svenskenergi.se/
En av de viktigaste framtidsfrågorna är hur vi ska klara klimatutmaningen och bygga ett hållbart samhälle,
samtidigt som vi måste lösa vårt behov av energi. Genom att ersätta fossila bränslen, exempelvis i bilar
eller för att värma hus, har elen en nyckelroll i denna utveckling.
Vi står inför en omstrukturering av energisystemet, där el från förnybara energikällor kommer att betyda
allt mer, och detta fordrar ett nytt tankesätt med helhetssyn som utgångspunkt.
Förnybara energikällor är direkt eller indirekt drivna av solen – med undantag för tidvattenkraft, där månen
ger det kraftigaste inslaget. Om de också tillgodoser dagens behov utan att äventyra kommande
generationers behov, räknas de in under begreppet hållbar utveckling.
Sverige har genom sin goda tillgång på vatten, stora ytor skog med god produktion och bra vindlägen
mycket goda förutsättningar att producera stora mängder förnybar el. Vi har också en solinstrålning
jämförbar med många länder i övriga Europa.
Om Sverige även i fortsättningen ska ha en stabil elförsörjning med minimal miljöpåverkan, är det helt
avgörande hur de olika energikällorna kan användas och samspela med varandra, med distributionsnät
och överföringsförbindelser. Samtidigt måste kostnaderna för samhälle, industri och enskilda konsumenter
hållas nere. I detta sammanhang har vattenkraften en unik roll och funktion i det svenska och nordiska
elsystemet. Vattenkraftens roll som reglerkraft – den kraft som fordras för att möta variationerna i
elförbrukningen – ökar, när övrig förnybar elproduktion får större andel.
Sammanfattningsvis kan man säga att det går att nå ett koldioxidneutralt Sverige till år 2050. För detta
kommer det att behövas satsningar på många fronter, varav förnybar elproduktion är en. Dessutom blir
det av mindre intresse hur mycket energi vi använder – viktigare när vi använder den.
Den globala energiproduktionen och dess konsekvenser för jordens klimat
Lennart Bengtsson, professor, International Space Science Institute, Bern och Environmental Systems
Science Center, Reading
http://www.issibern.ch/~bengtsson/
Jordens befolkning har fyrfaldigats de senaste hundra åren, samtidigt som den genomsnittliga
levnadsstandarden har ökat. Tillgång till billiga fossila bränslen har varit en förutsättning för detta, men nu
närmar vi oss en punkt, där vi inte längre kan räkna med obegränsad energitillförsel. Vi måste nu ta itu
med de globala problem som energiomvandlingen förorsakar – däribland klimatförändringen.
Den globala energiproduktionen har ökat med 2 % per år de senaste femtio åren och uppgår 2011 till
15)
150 PWh/år (P, peta = 10 Av detta står fossila bränslen för 80 % och bioenergi för 10 %, och båda
bidrar till utsläppen av CO2, som uppgår till mer än 1 000 ton per sekund! Det är inte förvånande att
Jorden påverkas av en så omfattande mänsklig störning.
I denna föreläsning beskrivs hur atmosfärens strålningsbalans påverkas inte bara av växthusgaser som
CO2 och CH4 utan även av aerosoler och partiklar. Vattenånga är en naturlig växthusgas, men dess roll är
sekundär, eftersom den regleras av temperaturen. Den växthuseffekt som en ökande mängd vattenånga
ger upphov till är därför en del av klimatsystemets svar på störningar.
Vi står inför tre huvudfrågor: 1. Vilken förändring av den totala energiproduktionen kan förutses under de
kommande 20 – 40 åren? 2. Vilken är den troliga förändringen i proportionen mellan CO2-alstrande
bränslen och icke CO2-alstrande bränslen? 3. Kan vi förvänta oss att CO2-sänkorna i haven och i den
terrestra biosfären förblir desamma som de varit de senaste 50 åren?
Den globala energiförsörjningen är ett gigantiskt problem och mycket talar för att vi kommer att vara
2(3)
fortsatt beroende av fossila bränslen under merparten av detta sekel. Återverkningarna på politisk och
ekonomisk stabilitet kan bli väl så allvarliga som den globala uppvärmningen.
Formativt arbetssätt höjer betygen och intresset
Malin Nilsson, lektor, projektledare, Kemilärarnas Resurscentrum, Stockholms universitet
http://www.krc.su.se/page.php?pid=126 www.kemilektorslanken.se
Att arbeta formativt är något som förespråkas i Skolverkets läro- och kursplaner och ett arbetssätt som de
flesta lärare, i olika grad, har fått presenterat för sig av forskare och/eller andra lärare. Men tyvärr finns det
relativt få exempel på ett formativt arbetssätt inom till exempel kemi och fysik, och ännu mer sällan på
gymnasienivå. Det är då lätt att glömma ämnets betydelse och att därmed förlora djupet i förståelsen av
det naturvetenskapliga arbetssättet. I detta föredrag presenteras hur man kan arbeta med ett
verklighetsnära, formativt arbetssätt i NV-ämnen på gymnasiet, med fokus på förståelse och lärande.
Handfasta laborationer och uppgifter varvas med elevexempel och bedömningsunderlag. Fler öppna
laborationer och stöd för ett formativt arbetssätt, till exempel i gymnasiearbetet, kan ni finna på
Kemilärarnas Resurscentrums hemsida; www.krc.su.se.
3(3)