Instuderingsfrågor för Energifaktaboken inom kursen Energi & Miljö 4,5hp rev 2014-01-24 1. Avsnittet allmänt 1. Vilket ursprung har den lagrade energin? 2. Förklara hur växthuseffekten på jorden uppkommer? 3. Av de 171 miljoner TWh solenergi som kommer till jorden, hur stor andel tas upp via fotosyntesen. 4. Ange enheten Joule i SI-enheter (sekund, meter, kg)! 5. Du glömmer att släcka ett antal lampor, slå av TV:n från stand-by etc. när du åker på semester i två veckor.. Vad komer detta slarv att kosta dig om elapparaterna totalt drar 300 W och din rörliga elkostnad är 80 öre/kWh. 6. Vad menas med enheten toe? 7. Rangordna följande bränslen efter energiinnehåll per ton bränsle; diesel, bensin, rapsolja, etanol, vätgas, naturgas, pellets och anrikat uran . 8. Reflektera, ur energikvalitetssynpunkt, över användandet av elektrisk energi för uppvärmning av bostäder och lokaler! 2. Avsnittet energitillförseln i Sverige 1. Rangordna efter storlek de fem största energislag som dominerar energitillförsel i Sverige 2008 2. Beräkna hur stor andel (%) av Sveriges energitillförsel som utgjordes av biobränslen år 1970 respektive år 2008. 3. Vilka två energislag dominerar industrins energianvändning i dag? 4. Vilken typ av industri använder proportionellt sett mest elenergi? 5. Hur mycket mer diesel i transportsektorn används i dag jämfört med 1970? 6. Vilket energislag dominerar energitillförseln till bebyggelse i Sverige? 7. Hur har användningen av elvärme i bebyggelse förändrats mellan 1970 till 2005? Jämför med motsvarande förändring av oljeanvändningen! 8. Jämför värden för kärnkraft mellan tabellerna för elproduktion (61,3 TWh) och energitillförsel (184 TWh brutto) Vad beror denna stora skillnad på? 9. Det finns olika typer av skatt på energi, vilka? 10. Hur beräknas miljöavgiften för kväveoxider schablonmässigt? 11. Vad är syftet med att man inom EU infört handeln med utsläppsrätter 3. Avsnittet energiförsörjningen i världen 1. Rangordna de sex största energislagen för världens energitillförsel.. 2. Vad är skillnaden mellan energitillförsel och energianvändning? 3. Vilka två energislag dominerar helt svensk elproduktion?? 4. Avsnittet olja 1. Processen där råolja förädlas kallas raffinering. De viktigaste delprocesserna i raffineringen är destillation och krackning. Vad görs i dessa steg? 2. Från var importeras den största delen av råoljan till Sverige? 3. År 2008 importerade Sverige olja för 158 miljarder kronor. Energitillförseln (enligt kap 2) var ju 191 TWh. Vilket pris i kr/MWh betalade Sverige. Jämför med ett typisk biobränslepris på 15-20 kr/kWh 5. Avsnittet kol 1. Kol delas in i fyra huvudgrupper, vilka? 2. Vilken av huvudgrupperna ovan menas när man i vardagligt tal säger kol? 6. Avsnittet energigaser 1. Gruppera följande energigaser i förnybara resp icke-förnybara: naturgas biogas gasol rötgas 2. Vilka ämnen dominerar sammansättningen av biogas, naturgas och gasol? 3. Ange två miljömässiga fördelar med naturgas jämfört med olja? 4. Ur vad produceras biogas? 5. Varför bildas mindre mängd koldioxid vid förbränning av naturgas jämfört med olja och kol? 9. Avsnittet bioenergi 1. Hur definieras biobränsle respektive biomassa? 2. Är torv och avfall biobränslen? 3. Vilka av följande energibärare är biobränslen? Kutterspån Rishalm Tallolja Kol Salix Metanol 4. Vad är returlutar? 5. Vilket biobränsle och vilken sektor är i särklass den största användaren av biobränslen? 6. Varför krävs det inte något bindemedel i briketter av sågspån? 7. Hur gammal är energiskog när den kan skördas? 8. Varför är energigräset rörflen lämplig att odla i norrland? 9. Hur är grundsynen för hur Sverige hanterar avfall. Vad gör man i första hand, andra hand etc.? 8. Avsnittet vattenkraft 1. Vilka parametrar styr hur stor elproduktion ett vattenkraftverk har? 2. Vilken effekt i MW levererar ett vattenkraftverk när 22,3 m3/sekund faller 74 meter i ett verk med 93% verkningsgrad? Redogör för din beräkning. 9. Avsnittet sol 1. Hur stor andel av uppvärmningsbehovet för en villa täcks av s.k. passiv solvärme (sol genom fönster)? 2. Varför är absorbatorn i en solfångare svart? 3. Hur fungerar en solcell? 4. Hur produceras el i termiska solkraftverk? 10. Avsnittet vind 1. Hur mycket ökar utvinnbar effekt (W/m2 svept yta) när vindhastigheten fördubblas? 2. Vilken effekt kan moderna stora vindkraftanläggningar leverera (typ nya aggregatet i Holmsund)? 3. Nämn någon miljöstörning i samband med vindkraft. 4. Vilket land har i särklass den största andelen av sin elproduktion baserad på vindkraft? 5. Vilket land i världen är störst på vindkraft? 11. Avsnittet kärnkraft 1. Vad kallas kärnklyvning respektive kärnsammanslagning med finare ord? 2. Vad är en isotop? 3. Vad gör man när man anrikat uran? 4. Hur stor andel av tillförd energi omvandlas till el i ett kärnkraftverk, d.v.s. verkningsgraden? 5. Vilken roll har en moderator vid kärnreaktionen? 6. Ungefär hur mycket värmeenergi (TWh) kyls bort till havet utanför Ringhals årligen? 7. Vilket tryck är det i en tryckvattenreaktor? 8. Vilka tekniska fördelar har en bridreaktor jämfört med en lättvattenreaktor? 9. Vad är CLAB? 12.Avsnittet naturliga värmekällor 1. Vad skiljer öppna och slutna värmepumps-system? 2. Ge exempel på industriellt spillvärme? 3. Vad är skillnaden mellan geotermisk energi och bergvärme? 13. Elproduktion och distribution. 1. Rita en enkel figur där man kan följa vattnets väg genom en ångturbincykel. Ange mellan de fyra huvudkomponenterna om det är högt eller lågt tryck och om vattnet föreligger som ånga eller vätska. 2. Vilka är de tre stora elproducerande företagen i Sverige? 3. Vilka spänningar är det i storkraftnät? 4. Para ihop de olika typerna av värmekraftverk med de olika beskrivningarna: Mottryckskraftverk Ångan från turbinen har ett lågt tryck, ingen värme produceras Kondenskraftverk Ångan tas ur efter turbinen så att kondensationsvärmet kan användas till fjärrvärme Kraftvärmeverk Ångan tas ut efter turbinen vid ett relativt högt tryck, så den kan kan användas i fabriken 5. Vad inkluderas i elpriset för en vanlig elkund? 14. Värme- och kylproduktion. 1. Vilket bränsle dominerar vid fjärrvärmeproduktion 2. Beskriv kortfattat hur fjärrvärme distribueras. 3. På vintern håller temperaturen på vattnet i fjärrvärmenäten upp emot 120oC. Varför kokar inte vattnet då? 4. Vad är ett kombikraftverk? 5. Ett fjärrkylanät kan kylas med sk. frikyla, vad är detta? 6. Vilka är en kompressorvärmepumps fyra huvudkomponenter? Rita enkel bild och förklara vad som händer i värmepumpen? 7. Vilken värmefaktor har en värmepump om det tillförs 2 MW värme i förångaren och tillförs 0,5 MW el till kompressorn? 8. Ge exempel på vad man använder som tillförd drivenergi i en absorptionsvärmepump? 15. Förbränning och reningsteknik 1. Vad är förutsättningen för en sk förbränningsreaktion? Vilken proportion mellan gas och luft är lämplig för förbränning? Vid vilken temperatur antänds luft-gasblandningar; vad är den termiska tändpunkten? (med gas menas t.ex. naturgas) 2. Vad innebär det att ett kolväte genomgår en ”fullständig förbränning”? 3. Vad ger mest utsläpp av NOx och SOx, gaseldning eller oljeeldning? 4. NOx-bildning påverkas av flera faktorer. På vilket sätt inverkar lågans temperatur, uppehållstid i förbränningsugnen samt syrehalten NOx-bildning? 5. Det finns tre eldningsmetoder för fasta bränslen, vilka? 6. Vad är en ”roster”? 7. Vad är nackdelen med biobränslens ofta stora fuktinnehåll? 8. Vilka fördelar finns det med askåterföring? 9. På vilket sätt utvinns värme ur rökgaser genom rökgaskondensation? 10. Vad är en fluidiserad bädd? 11. Vilket ämne använder man sig av vid svavelrening vid förbränning? 16. Förbränning i bilar 1. Det finns två vanliga typer av motorer; ottomotorer (bensinmotorer) och dieselmotorer. Vad skiljer dessa motorer vad gäller hur de arbetar, d.v.s. hur tillförs bränsle, hur sker antändningen, hur stor är kompressionen? 2. Vad är oktantal respektive cetantal mått på? 3. På vilket sätt skapas en drivande kraft framåt i en flygplansmotor? 4. Hur stor inblandning av etanol kan man ha i en normal bensinbil utan att man måste göra motorförändringar? 5. Vilken är den största begränsningen för batteridrivna fordon? 6. Vilket ämne ”förbränns” i en bränslecell? 7. Vad är en hybridbil? 8. Vad är en katalysator? Vilka tre föroreningar tas omhand i en trevägskatalysator (bensinbilskatalysator)?