Global tillförsel av energi
Fossila bränslen
Elproduktion i världen
Kol
• Från organiskt material på land
• Cellulosa & hemicellulosa bryts ned av
mikroorganismer
• Ligninets bensenringar omvandlas till kol
• Under 250 000 000 år, tryck och värme:
• Torv Brunkol Stenkol Antracit
• Största reserverna i USA, Ryssland, Kina
1
Kol, fördelar
•
•
•
•
Stor råvarubas, 150-200 år
Billigt
Relativt lätt att bryta och transportera
Kan malas och blandas med vatten i
pipeline
Kol, nackdelar
• Bildning av sot och SO2(g) vid förbränning
– SO2 SO3 H2SO4
• Dålig arbetsmiljö vid brytning
– Surt, metangasexplosion
• Kraftigt sura gruvvatten
• Bidrar till CO2(g) i atmosfären
• Lågt 11 MJ/kg.CO2
Olja och naturgas
• Från organiskt material i havet
• Sand, lera + Organiskt mtrl + Anaeroba
bakterier lipider, kolväten, metan
• Detta omvandlas under tryck och värme till
naturgas och olja i porösa bergarter
• Stor del kommer från två varma perioder
(växthuseffekt) 90 resp 150 milljoner år
sedan
Naturgas (fossilgas), fördelar
•
•
•
•
Mycket lättransporterat i pipe-lines
Högt bränslevärde / CO2 (18 MJ/kg.CO2)
Relativt ren förbränning
Bra reserver, cirka 100 år, men med
skiffergas 200 år
Naturgas (fossilgas), nackdelar
• Metan CH4 är en kraftig växthusgas
(GWP20 = 72, GWP100 = 25)
• Gasformigt, dvs lågt bränslevärde/volym
• Bidrar till ökning av CO2(g) i atmosfären
2
Råolja
• Mycket komplex blandning av kolväteföreningar,
stor variation beroende på ursprung, tryck,
temperatur och tid
• Klassificering dominerande typ av kolväten
Oljans
ålder
5 - 375
miljoner år
– Paraffin-typ (raka bindningar)
– Naften-typ (ringar)
– Intermediär
• Molekylmassa (lätt, medium, tung)
• Svavelinnehåll
– Lågsvavliga, <1 wt%S
– Mediumsvavliga 1-1,5 wt%
– Högsvavliga > 1,5 wt%
Destillation,
separera mha
kokpunkt
Knep: Avsvavling
• En del råolja innehåller svavel som sänker
värdet på oljan
• Mha vätgas fås H2S som sedan separeras
och användas för tillverkning av H2SO4
(har ibland negativt pris)
Knep: Krackning
Fler knep
• Högmolekylära fraktioner betydligt mindre
värda, krackning sänker molekylvikten
• Allt för lågmolekylära fraktioner är också
mindre värda:
• Alkylering (sammanfoga två molekyler mha en
– Termisk krackning
– Katalytisk krackning
– Hydrogenering och vätgaskrackning
– Aromatisering
dubbelbindning i den ena)
• Polymerisering (sammanfoga ett antal
molekyler innehållande dubbelbindning)
• Isomerisering (ändrar strukturen på molekylen)
3
Olja, fördelar
• Lätthanterlig i form av vätska
• Relativt ren förbränning
• Väl utbyggt distributionssystem
Olja, nackdelar
• Förbrukar värdefull råvarukälla för
organisk syntes (läkemedel, plaster)
• Miljöskadliga spill vid utvinning och
transport
• Bidrar till ökning av CO2(g) i atmosfären
(14 MJ/kg.CO2)
• Kort återstående livslängd, kanske var
2008 peaken
Se
Se: http://www.oilposter.org/
Se
Se: http://www.oilposter.org/
Se: http://www.oilposter.org/
4
Prognos från 2008
Metanhydrat
• Kallas även metanklatrat, gashydrat,
methane clathrate, methane hydrate,
hydromethane, methane ice, fire ice,
natural gas hydrate, gas hydrate.
• Bildas i havet eller permafrost.
• Om djupet mer än 300 m så bubblar inte
metan upp, det bildas metanhydrat som
liknar is, men upp till 13% metan (vikt)
• Metanet kan komma från nedbrytning av
organiskt material eller från naturgas.
Metanhydrat, metanklatrat
• Stora mängder, minst dubbelt som
kol+olja+naturgas
• Stabil vid låg temperatur eller högt tryck
• Om havet värms kan metanet frigöras
• Riskfylld brytning
5
