Kursinformation MTM 456
Mål
Kursen skall ge kunskap om den nuvarande energisituationen i världen och
Sverige samt dess konsekvenser på vår globala och lokala miljö. Kursen skall
även ge inblick i vilka hållbara alternativ som finns tillgängliga för att förbättra
utsikterna för en god miljö i framtiden och uppfyllande av Sverige ingångna
avtal (Kyoto protokollet)
Innehåll
Hur ser dagens energitillgångar, energitillförsel/användning ut idag?
Vilka är miljökonsekvenserna?
Vad görs för att lösa miljöproblemen?
Hur ser framtidens energisystem ut?
Litteratur
Building Sustainable Energy Systems – Swedish Experiences (BSES)
Omfattning
Kursen omfattar 15 lektionstimmar
Examination
Godkänt resultat på quizar och inlämningsuppgifter samt godkänt projektarbete
Lärare
Joakim Lundgren, Tel 49 13 07, [email protected], E811
Examinator
Lasse Westerlund, Tel 49 12 23, [email protected], E813
Kursplanering MTM 456
Pass
Delmoment
Litteratur
1
Intro, Energistatistik (världen)
BP-statistical_review.pdf
IEA- keyworld2004.pdf
IEA-renewables.pdf
1
2
Energistatistik (Sverige)
BSES 1,2
Energiläget04.pdf
2
3
Projektstart
4
Energianläggningar
5
Miljöproblem
6
Klimatförändringar
BSES 12
7
Klimatförändringar/
Kyotoprotokollet
BSES 13
4
8
Framtida energitillförsel
BSES 8,10,14
Energitillförsel 2050.pdf
5
9
Projektarbete
10
Gästföreläsning Chuan Wang
11-12
Studiebesök
13
Biobränsleforskning Ltu
14
Gästföreläsning Lars Johansson
15
Projektredovisning
Quiz
3
Schema
X
X
X
X
X
Kurshemsida
http://sirius.mt.luth.se/~lassew/AO1/mtm456/mtm456.htm
Förslag till projektarbete
Naturresurs
Råvaror
Transport
Process
Transport
Användning
Transport
Avfall
Pass 1
• Allmänt om energi
• Världens energitillgångar
• Världens energitillförsel
• Hur länge räcker bränslereserverna?
• Hemuppgift 1
• Quiz 1
Hur definieras energi?
Energi är den egenskap som en kropp eller
system har, och som möjliggör att dessa
kroppar kan åstadkomma externa effekter
- Potentiell energi
Vattenkraft
- Kinetisk energi
Vindkraft
- Mekanisk energi
Elmotor
- Värmeenergi
Absorptionsvärmepump
- Elektrisk energi
Elgenerator
- Kemisk energi
Förbränning
- Atom/Kärn energi
Kärnkraft
Energiproduktion och energiförbrukning ???
ENERGIOMVANDLING är det rätta begreppet
Hur mäts energi?
• Internationell standardenhet [J] = [Ws]
• För exempelvis elenergi används ofta
enheten [kWh], vilket motsvarar 3600000 J
• Även Mtoe, där 1 Mtoe = 11 630 GWh
• Effekt är måttet på den energimängd per
tidsenhet som omvandlas
• Standardenheten för effekt [W] = [J/s]
• Effekt kan också anges i ex [hk]
•Exempel: När en glödlampa lyser används
energi. Ju högre effekt lampan har, desto
mer energi används per sekund
Q=Q*t
(Energi=Effekt*tid)
• Prefix
k (kilo)
M (mega)
G (giga)
T (tera)
P (peta)
Faktor
103 (tusen)
106 (miljon)
109 (miljard)
1012 (biljon)
1015 (tusen biljoner)
Världens energitillgångar
• Förnyelsebara: Sol, vind, vatten, bioenergi,
vågenergi, geotermisk energi, tidvattenenergi
Torv
• Begränsade: Kol, olja, naturgas, uran
Kända bränslereserver
Energiinnehåll
7,44E+06
8,00E+06
7,00E+06
6,00E+06
5,00E+06
TWh 4,00E+06
3,00E+06
1,69E+06
1,58E+06
2,00E+06
730000
1,00E+06
0,00E+00
Kol
Olja
Gas
Uran
984 Gton
143 Gton
146400 Gm3
0.0052 Gton
ICKE-FÖRNYBAR ENERGI
•
•
•
•
Olja
Ansamlingarna finns i bergsfickor av porösa
bergarter
Smidig och lätt att hantera
Negativ miljöpåverkan
Stor del av oljefyndigheterna finns i politiskt
instabila områden
Kol
• Kolpulvereldning är vanligast men
förgasning mest intressant
• Billigt och finns i stora mängder
• Negativ miljöpåverkan
Naturgas
• Mycket viktig energikälla
• Hög energikvalitet och mycket ren
• Koldioxidemissioner och rörtransporter är
problemen
Torv
• Används i både i kraftvärmeproduktion och
hetvattenanläggningar
• 1% av Sveriges energianvändning utgörs av
torv
• Kan ge stoft och svavelutsläpp
FÖRNYELSEBAR ENERGI
Solenergi
• Solinstrålningen mot land motsvarar flera
tusen gånger hela världens kommersiella
energibehov
• Mycket liten del kan tillgodogöras
• Dyr teknik är ett stort hinder
• Solfångare (4-5 TWh), solceller (20 GWh)
Bioenergi
• Fotosyntesen
• Utnyttjandet begränsas främst av ekonomiska
faktorer
• Teknisk potential i EU 3600 TWh,
• Ekonomisk potential 1200 TWh
Vind
• Outtömlig, men endast en liten del kan
utnyttjas
• Vindenergin kan utnyttjas när det blåser 4-25
m/s
• Störst potential i blåsiga kust- och låglänta
områden där ingen vegetation bromsar
Vattenkraft
• Vattnets kretslopp utnyttjas som energikälla
• I Europa och Nordamerika utnyttjas 60% av
vattenkraftspotentialen
• Miljöhänsyn begränsar
Vågenergi
• I teorin finns mycket stor potential.
Nordsjöns vågor innehåller ex. 10-40 kW per
meter
• Mycket liten del som är utnyttjningsbar
Geotermisk energi
• Härstammar från jordens inre och är bara
tillgänglig på ett fåtal platser
• Geotermisk energi används främst för
värmeproduktion
• På Island används 80% geotermisk energi för
uppvärmning
Tidvattenenergi
• Månens dragningskraft och jordens rotation
• Mindre än 0,6 TWh el framställs
• Största anläggningen i Frankrike, 240 MWel
Världens totala energitillförsel
70 250 TWh
118 975 TWh
Energitillförsel förnyelsebara bränsleslag
Världens totala energitillförsel år 1971-2002
uppdelat på bränsleslag (Mtoe)
+69%
Energitillförsel 1971-2002
uppdelat på region
Fördelning av förnyelsebar energi
Energianvändning per capita
OECD länderna
Österrike
Holland
Australien
Belgien
Norge
Kanada
Tjeckien
Polen
Japan
Danmark
Portugal
Mexiko
Finland
Slovakien
Nya Zeeland
Frankrike
Spanien
Sydkorea
Tyskland
Sverige
USA
Grekland
Schweiz
Ungern
Turkiet
Island
England
Irland
Italien
Luxenburg
OECD ländernas energitillförsel
43 690 TWh
61 840 TWh
+42%
OECD ländernas energitillförsel 1971-2002
uppdelat på bränsleslag (Mtoe)
+42%
Energiprognoser fram till 2020
•
Mellan 1995 och 2020 väntas
energianvändningen öka 65% enligt
DOE/EIA
•
Ökningen sker främst i U-länderna
•
Olja dominerar fortfarande
•
Naturgas växer kraftigast
•
Kolet minskar i väst, men ökar i Kina
och Indien
•
Användningen av kärnkraft minskar
•
Förnyelsebar energi ökar 2% per år
Världens energitillgångar
Kända bränslereserver
Energiinnehåll
7,44E+06
8,00E+06
7,00E+06
6,00E+06
5,00E+06
TWh 4,00E+06
3,00E+06
1,69E+06
1,58E+06
2,00E+06
730000
1,00E+06
0,00E+00
Kol
Olja
Gas
Uran
984 Gton
143 Gton
146400 Gm3
0.0052 Gton
När tar energireserverna slut...
...om inga nya fyndigheter lokaliseras
och
...med nuvarande energiproduktion
Antal år
250
230
200
150
100
62
70
41
50
0
Kol
Olja
Data från 1999
Gas
Uran
