1. No category

U
tgå
Ut
ök
va
7
m
ad
e
oU
F
d
a
n
vs
itt
ENERGI
KÄLLOR
Den eviga
kärnreaktorn
Solen är inte bara viktig för vårt välbefinnande. Ur solen hämtar vi också
det mesta av den energi vi använder och omvandlar den till ljus, kraft
och värme. I solen pågår ständiga kärnreaktioner där materia omvandlas till energi. Denna energikälla är nästintill outtömlig. Bara under ett
år innehåller solstrålningen mot jorden 15 000 gånger mer energi än
vad vi på jorden normalt använder under ett år!
Energin kan delas in i tillgångar som ständigt flödar, och tillgångar
som är lagrade. Den flödande energin kommer från solstrålningen och
ger upphov till vattenrörelser och vindar.
Fossila bränslen är däremot exempel på lagrad energi. De har en gång
i tiden bundit solens energi i växter och djur och sedan under miljoner år
omvandlats till kol, olja och gas.
Man delar även in energikällorna i förnybara och icke förnybara. Den
flödande energin och biobränsle hör till de förnybara. Utnyttjar man
dessa energikällor återskapas de inom en mycket snar framtid. Till de
icke förnybara hör alla fossila bränslen och uran. De fossila bränslena
förnyas visserligen, men ytterst långsamt och inte alls i den takt vi förbrukar dem.
Vi i den rika delen av världen tar energin för given. Det är en del av
välfärden. En självklarhet.
I utvecklingsländerna är situationen en helt annan. Där är den vanligaste energikällan ved. El hör definitivt inte till vardagen. Hur mycket
energi vi använder varierar med dygnet, årstiden och var på jordklotet vi
är bosatta.
Av all den energi som används av människan i den industrialiserade
världen, kommer bara 13 procent från förnybara energikällor medan 80
procent kommer från fossila bränslen. De resterande 7 procenten är
kärnkraft.
Målet för mänskligheten måste vara att skapa ett uthålligt energisystem för framtiden: Att fånga solenergin med minsta möjliga miljöingrepp. Men för att klara detta krävs både utveckling av dagens energisystem och kanske nya spännande lösningar, med hjälp av vanliga och
ovanliga energikällor.
2
4
Vår energiförsörjning
6
Vad är energi?
Energikällor för elproduktion
8
Vattenkraft
10 Vindkraft
12 Bioenergi
14 Torv
15 Kol
16 Olja
18 Gas
19 Avfall
20 Kärnkraft
Energiomvandling
24 Olika sätt att ta till vara på energin
26 Kondenskraftverk, kraftvärmeverk, gasturbin
28 Elens väg
30 Fjärrvärme
31 Värmepump
32 Framtidens energi
34 Solceller och solfångare
35 Vågenergi och tidvattenkraft
35 Geotermisk energi
36 Fusionskraft och bridreaktorn
37 Bränsleceller
38 Forskning och utveckling
42 Energikällor i jobbet
46 Energifakta
50 Ordlista
Beställare: Kalle Lindholm, Svensk Energi
Produktion: Beckeman & Wenner AB
Framsidesbild: I Beckeman
Illustrationer: Anders Pettersson AP illustrationer, Luleå
Foto: Hans Blomberg, Håkan Borg, Krister Carlsson, Jan Collsiöö, Lars Hansson, Bengt
Johansson, Bernt Toftgård, Mark Tomalty, Anders Rörby, Vattenfalls bildarkiv m fl.
Tryck: GTP Tryckeri
Utgåva 7, 2002.
3
Självklarhet för oss
– lyx för andra
V
Å
R
E
N
E
R
G
I
F
Ö
R
S
Ö
R
J
N
I
N
G
Internationellt sett är Sverige ett av
de länder som använder mest energi,
räknat per invånare. Det beror dels
på att industrin i stor utsträckning är
inriktad på energikrävande förädling
av våra råvaror som malm och skog
m m, dels på att klimatet kräver att
bostäder och andra byggnader värms
upp under en stor del av året.
Sveriges totala energitillförsel har
ökat med 28 % sedan 1970. Räknar
man enbart nettot, den energi vi
använder, har däremot mängden
varit relativt konstant.
Ny redovisningsmetod
Ett lands energitillförsel kan redovisas enligt flera olika metoder. Idag
följer Sverige den internationella
redovisningsmetoden där hänsyn tas
till kärnkraftverkets verkningsgrad.
Energitillförseln från kärnkraften
värderas till tre gånger den producerade elenergin. Detta måste beaktas
när man jämför Sveriges energibalans idag med tidigare års redovisning, som inte inkluderade energiomvandlingsförlusterna.
Sveriges totala energitillförsel 1970–2000
TWh
700
600
Omvandlingsförluster i kärnkraft
500
Kärnkraft
400
Vattenkraft, brutto
300
Spillvärme mm i fjärrvärme
Biobränslen, torv mm
Kol och koks
200
Naturgas, stadsgas
Råolja och oljeprodukter
100
0
-70
-75
-80
-85
-90
-95
2000
Sveriges energitillförsel är huvudsakligen baserad på importerad energi. 1970 var andelen importerad
energi ca 80 procent. År 2000 hade importen av oljeprodukter, uran, kol/koks och naturgas minskat till
68 procent. Det är främst importen av olja som minskat sedan 1970 samtidigt som vattenkraft nästan
fördubblats och kärnkraft tillkommit.
Källa: Energimyndigheten 2001.
Sedan 1970-talet har stora förändringar skett i vårt energisystem.
Den viktigaste förändringen är
minskningen av oljans andel från 77
procent 1970 till 33 procent år
2000. Samtidigt har vattenkraftbaserad el nästan fördubblats. Dessutom har kärnkraften tillkommit.
Det finns en mängd olika
sätt att spara energi. Ett
exempel är den energikrävande massa- och pappersindustrin där spillvärmen från
olika processer utnyttjas till
att via egna kraftverk producera stora delar av elbehovet. Minst hälften av bränslet som används är bark och
vedavfall som uppstår vid
massatillverkningen.
4
Vi använder idag mer än dubbelt
så mycket el som vi gjorde 1970.
Importerad och inhemsk
energi
Av Sveriges energitillförsel 2000
svarar importerad energi såsom oljeprodukter, uran, kol/koks och
naturgas för ca 40 procent medan
den inhemska energin vattenkraft,
biobränsle och spillvärme svarar för
ca 60 procent.
Det finns en ambition att minska
beroendet av fossila bränslen i världen. Siktet är att kunna ersätta dem
med uthålliga energikällor som
vattenkraft, vindkraft, solenergi och
energiformer baserade på biobränslen.
El en viktig energiform
I det moderna samhället har el fått
en allt större betydelse. IT, datorer
och all modern teknik i olika former
förutsätter att det finns el. Sedan
1970 har elproduktionen i Sverige
ökat från 59 till ca 142 TWh. Största delen av denna ökning har skett
genom kärnkraftens utbyggnad
under 1970 och 80-talen.
En avgörande faktor för den
ökade elanvändningen har varit att
elproduktionen via vatten- och kärnkraft är både tillförlitlig och förhållandevis billig.
Biobränslen,
torv mm 97
Naturgas 8
Uran 168
Vattenkraft 79
Oljeprodukter
och råolja 195
Kol/koks 26
Netto import 5 TWh
Spillvärme 7
Importerad
energi
Inhemsk
energi
585 TWh
Omvandlings- och
distributionsförluster 154
Utrikes sjöfart och
energi för icke
energiändamål 39
392 TWh
Industri 156
Bostäder och
service 144
De tre användargrupperna
I Sverige brukar man fördela energianvändningen på de tre sektorerna
industri, bostad/service samt transporter. Till sektorn bostad/service
räknas energianvändningen i hushåll, handel, allmänna lokaler mm.
Vissa delar av Sveriges energitillförsel används inte som energi i
landet. Dit hör exempelvis de koloch oljeprodukter som är råvara vid
plast- och asfalttillverkning och den
olja som bunkras för utrikes sjöfart.
Omvandlingsförluster i kärnkraften och överföringsförluster i elnät,
fjärrvärmenät mm, är energi som tillförs landet, men inte når fram till s k
slutlig energianvändning.
Av de 585 TWh som tillfördes
Sverige 2000 uppgick 392 TWh till
slutlig energianvändning.
Inrikes transporter 92
Energitillförsel och slutlig energianvändning i Sverige 2000 i TWh. Av den energi som tillförs Sverige
används 2/3 som energi i landet. Resten är omvandlings- och transportförluster, råvara för exempelvis
plast och asfalttilverkning samt bunkerolja för utrikes sjöfart.
Siffrorna är hämtade ur Energiläget i siffror 2001, Energimyndigheten.
Enligt riksdagsbeslut förhindras
dock större utbyggnader, enbart små
tillskott kan bli aktuella. Dessutom
har Sverige förbundit sig att inte öka
koldioxidutsläppen, vilket gör att det
blir svårt att i en nära framtid ersätta
kärnkraften med olja, kol eller gas.
Det innebär en stor utmaning för
samhället de närmaste åren att hitta
värdiga ersättare. Biobränsle är ett
alternativ. Men minst lika viktigt är
att effektivisera energianvändningen
så att energin används på bästa möjliga sätt.
Transportsektorns energibehov ökar ständigt och därmed ökar även trycket på
miljön. Krav på avgasrening och bränslesnålare bilar försöker bryta detta mönster.
Inom transportsektorn finns en rad
alternativa drivmedel som etanol (sprit),
biogas och rapsolja, liksom eldrivna motorer och kombinationer av el- och vanliga
motorer, sk hybridbilar, som bilen på
bilden.
Närmast på tur för tester står bränslecellsdrivna bussar, som ska prövas i Stockholm.
Räcker energin för
framtiden?
De energipolitiska målen anger att
den framtida elproduktionen ska
komma från inhemska och förnybara
energikällor. I dag är vattenkraften
den enda förnybara källan till vår
elproduktion av någon betydelse.
5
V
Å
R
E
N
E
R
G
I
F
Ö
R
S
Ö
R
J
N
I
N
G
Om Vasaloppsåkarnas energi v
skulle den räcka till 300 000 TV
Avdunstning
från mark
och sjö
V
A
D
Ä
R
E
N
E
R
G
I
Energi finns i många olika former.
En människa som är ute och åker
skidor omvandlar kemisk energi
(mat) till rörelseenergi och värme.
20 000 människor som åker Vasaloppet gör i spåren av med över
200 000 kWh eller ungefär lika
mycket energi som skulle gå åt för
att driva 300 000 TV-apparater
under hela loppet!
Vasaloppsåkarnas energi omvandlas inte till el utan till rörelseenergi
FAKTA
HUR MÄTER MAN ENERGI?
Den internationella standardenheten för att mäta energi är
joule (J), som är detsamma som en
wattsekund (Ws). För el använder vi
enheten kilowattimme (kWh), som
motsvarar 3 600 000 joule.
Effekt är måttet på den energimängd per tidsenhet som produceras eller används. Effekten en watt
motsvarar alltså en joule i sekunden (1 W = 1 J/s). Numera används
enheten 1 watt (1 W) även om det
fortfarande är vanligt att ange bilmotorers effekt i hästkrafter (hk).
När exempelvis en glödlampa lyser
går det åt energi. Ju högre effekt
(wattal) lampan har, desto mer
energi drar den per sekund.
som flyttar dem de nio milen från
Sälen till Mora och till värme (att åka
skidor fort och länge är svettigt!).
En industri omvandlar exempelvis
el till maskinellt arbete eller till
värme.
El är ett sätt att transportera
energi, en energibärare. Ett annat
exempel på en energibärare är varmvattnet i fjärrvärmesystemen.
Fysikaliskt är det fel att prata om
energiproduktion och energiförbrukning eftersom det varken går att
producera eller förbruka energi.
Egentligen handlar det om energiomvandling. Men för att i dagligt
tal förklara energins roll i samhället
underlättar det att använda ”felaktiga” ord som energikällor, energiproduktion och energiförbrukning.
Olika energikällor
Nästan alla energikällor har sin
början i solen. Vattenkraften är ett
exempel. Solen förångar vatten i hav
och sjöar och ångan förs vidare som
moln med vinden och faller ned som
regn. Vattnet samlas i sjöar, hav och
i kraftverkens vattenmagasin. Det
uppsamlade vattnet kallas lägesenergi. När vattnet sedan strömmar
genom ett vattenkraftverk omvandlas den ursprungliga solenergin till
elenergi.
Även de fossila bränslena (kol, olja
och naturgas) har sitt ursprung i
solen. De har under miljoner år bildats ur gamla växtdelar och är
6
Nederbörd
Vegetation
Avdunstning
därmed en lagrad form av solenergi.
Den kemiskt bundna energi som
finns i fossila bränslen och i biobränslen (ved, flis, halm m fl)
omvandlas genom förbränning till
värmeenergi.
Mat är ett annat exempel. Växterna bygger genom fotosyntesen
energirika ämnen som kolhydrater
och proteiner med hjälp av strålningsenergin från solen. Växter äts
av både djur och människor. Även
när vi äter kött är det alltså i grunden en form av lagrad solenergi.
Det finns några undantag från
regeln att alla energiomvandlingskedjor har sin början i solen. I kärnkraftverken utnyttjas uran som anses
ha varit ett av de ämnen som jorden
en gång bildats av. Tidvattenkraft
och geotermisk energi är två andra
exempel.
vore el
V-apparater
eg
on
etati
till v
drag
atten
v
l
l
i
t
Grundvatten
Nederbörd
avrinning
V
A
D
avet
till h
Ä
R
Värmen från solen får ytvattnet i
sjöar och hav att avdunsta. Vattenångan stiger
och bildar moln som förs in över land och ger nederbörd. Vattnet rinner sedan tillbaka till sjöarna och
havet.
E
N
E
R
G
I
FAKTA
Om du
använder en:
Bastu
Brödrost
Dammsugare
Glödlampa
Hårtork
Kaffebryggare
Mikrovågsugn
Radio
Rakapparat
Solarium
Strykjärn
Symaskin
Tandborste
TV
Video
Äggkokare
med så räcker
effekten:
1 kWh:
5 000 W
1 000 W
1 000 W
60 W
1 000 W
800 W
1 400 W
10 W
4W
480 W
1 000 W
85 W
2W
80 W
40 W
350 W
12 min
60 min
60 min
17 tim
60 min
75 min
45 min
100 tim
250 tim
2 tim
60 min
12 tim
500 tim
13 tim
25 tim
3 tim
Skidåkning är energikrävande. Om t ex energin som 20 000 Vasaloppsåkare använder för att ta sig från Sälen till Mora kunde
omvandlas till el skulle den räcka till att driva över 300 000 TVapparater under åtta timmar!
7