Vågkraftverk (Lysekilprojektet)

Lås oss ta en titt på om hur långt man har kommit med vågkraftverk. Det är just precis som det låter att man ska producera energi ifrån vågor.

   För det här inlägget tänkte jag ta en titt på Lysekil projektet vilket är Uppsala Universitet som bedriver forskning om vågenergi utanför Lysekil.

   Med vågkraften skulle man kunna täcka upp till 1/10 av Sveriges elenergi behov.


Enkel figur om hur vågkraftverk kan tänkas se ut.

Den grå klotet ovanför vågen kallas för bojen och svänger upp och ner då när det kommer vågor. På sådant sett överförs energi ifrån vågen till den linjära generatorn som finns nedanför i cylindrarna på figuren. Det finns andra lösningar än denna men den här använder sig projektet Lysekil av. Hur som helst så måste även fjädrar i änden av linan som håller i bojen finnas eftersom den ska dra tillbaks bojen vid vågdalarna, annars blir ju linan slapp.

   Men detta menas att man inte heller använder sig av turbiner innan för cylindern utan av magneter som därmed kan alstra ström när bojen är i en svängningsrörelser.

   På en våghöjd av 2 meter kan man generara upp mot 10 kW för varje vågkraftverk vilket enbart är en liten del av ett stort vindkraftverk på 2 MW. Testet för vågkraftparken genererar ungefär en effekt på 100 kW av 10 stycken vågkraftverk. Jag har inte ännu hittat om dessa ska komma i kommersiellt bruk snart, det tar nog en hel del tid ännu innan man använder sig av vågkraft.

   Lysekilprojektet startades år 2002 och man forskar inte enbart på själva om hur pass bra man lyckas med vågkraften utan om hur marinbiologin påverkar kraftverken och om hur dessa påverkas. Det positiva och som även är motivationen för dessa kraftverk är att de avger ingen koldioxid. Det negativa är att dessa ger väldigt lite energi och tar en stor plats ute på havet.



Elektrifiering av vägar för lastbilar?

En ur gammal idé ifrån 1800 talet då man fantiserade om att man kan bygga elnätsledningar ovanför vägar samt åkrar där elektrifierade traktorer. Dessa är luftburna elledningar då en elmottagaren pantografen på taket på lastbilen hämtar sin energi ifrån. Projektet heter "E - Highway"

   Ett annat alternativ än enbart köra på bensin och diesel för lastbilar börjar testas mer på allvar. Ett intressant projekt som både Siemens och Scania testar är om kan man ha elledningar ovanför framtidens motorvägar där lastbilar ska drivas fram med hjälp av el? År 2011 har man testat med ny teknik där lastbilar färdas med hjälp av elledningar på vägar. Men lastbilarna är så klart av hybrider då så fort lastbilen lämnar elledningsnätet kommer den att övergå till diesel eller vilket bränsle den nu körs på. En annan idé är att ett batteri laddas upp samtidigt medan lastbilen kör på dessa elledningsvägar. När lastbilen har lämnat vägen drivs den istället på sitt uppladdade batteri.

   Under år 2014 testas nu dessa lastbilar på betydligt mer krokigare vägar för att se om dem klarar av testet. Nästa steg är att förse med riktiga motorvägar med elledningar för att till sist testa tekniken i praktiken om hur bra den kommer att fungera. Den nuvarande testbana är på 4 km lång som ligger på ett flygfält utanför Berlin. Det svåraste i testerna är för höga farter då pantografen ska kopplas på eller ifrån.

   Det faktum är att Scania är mer och sammarbetar kan även Sverige likt Tyskland bli de första länderna i världen med elektrisk drift av lastbilar på motorvägar. Men det handlar just om motorvägar, spårvagnar och trådbussar har ju funnits för med mer primitiv teknik.

   Men att tro att dessa skulle bli fossilfria är absolut ingen garanti eftersom energin kommer ju ifrån elkraften, som i sin tur kan likväl komma ifrån ett kolkraftverk som vind och vatten. Påståendet om fossilfri transport kan då fallera och man måste visa att dessa kommer ifrån just fossilfria alternativ. Men i Tyskland har även kolkraftverk och det kanske till och med innebär att flera kolkraftverk måste byggas för att driva denna transport. Men hoppet ligger trots allt om fossilfri energi för transportgen och som mer ska uppnås till EUs mål om att 1/3 av vårt fossilt beroende ska bort år 2030.

   Kostnaden för ombyggnader av motorvägar med luftburna ledningar uppskattas att kosta 2 - 5 miljoner euro per km. Det är även tänkt att vägtullarna ska kunna täcka dessa kostnader?

   Andra idéer är att ha markledningar eller till och med Maglev lastbilsvägar, men den senaste är nog en bra bit in i framtiden? Hur som helst verkar det finnas idéer om någonting sådant som kallas för "Maglev 2000", blir nog mer som ett små transport tåg? Dessa idéer utvecklas hur som helst i USA.

Vindkraftverk

 

 

Vindkraftverk i Fjällberget (Ludvika kommun). Total produktion ifrån området är 100 GWh/år

Även av det här förnybara energikraftverken ökar för varje år globalt. Rent procentuellt påstås det att denna energislag ökar mest i världen. För Sveriges del har energin produktionen ökat ifrån 0,5 i TWh, (Tera = 1 biljon) år 2000 till 7 TWh år 2012. Under det året fanns det även 3800 MW och totalt fanns det 2800 vindkraftverk i Sverige. Under 2013 kunde den totala effekten av alla vindkraftverk som fanns i Sverige upp mot 4500 MW. Produktionen ifrån Sveriges vindkraftverk år 2013 gick upp mot 7,2 procent i elenergi.

De vindkraftverk vi har i Sverige är så kallade horisontel axlade vindkraftverk. Exakt som på figuren ovanför ifrån Fjällberget. Men det finns även andra intressanta vindkraftverk som är vertikal axlade vilket till viss skillnad ifrån horisontel axlade är betydligt mindre ljudlösa.

   Den teoretiska maximala verkningsgraden för en vindkraftverk kommer som max upp till 60% (Betz lag) innan det uppstår turbulenser och lönsamheten av energin åter igen går ner i verkningsgrad. Sådana vindkraftverk som man ser här kan vara på 40 procent i verkningsgrad och är normalt på 2 till 3 MW. Dessa som finns på bilden är på 90 meter höga, så det är inga små saker vi talar om. Men bland de större vindkraftverken kan till och med vara upp mot 10 MW (ungefär 1/80 av de äldsta av Forsmarks reaktor på 800 MW).

   Vindkraftverken bör ju stå på ställen där det blåser oftast vilket kan ses ifrån vindkartor, bilden ovanför står på en topp i Fjällbergsområdet och den mesta tiden under året så blåser det. Därför kan man återfinna att många vindkraftverk finns på topparna.

   Nackdelarna med vindkraftverken är enorma buller som de dessa horisontal axlade utför. En annan nackdel är för djurlivet t ex att många fladdermöss och fåglar dör. En annan är trots allt att det är fortfarande en dyr energikälla och en subventionerad sådan och vindens oföretsbarhet vilket innebär att man definitivt måste komplettera vindkraften med en annan energikälla som vattenkraft på vindstillna dagar.

preem vision av biodiesel/bensin

Ännu ett till forskning och utvecklingsprojekt som har visionen om att bli självförsörjande utav diesel och bensin i framtidens Sverige. Energin ska då ursprungligen komma ifrån skogen och därmed restprodukter ifrån t ex pappersmassa bruk. Även andra rest produkter ska tas till vara för att kunna producera diesel utav det hela.

   Sägs även vara mer miljövänligt än vanlig konventionell diesel samt bensin. Begreppet "evolutions diesel" är utvecklande på grund av att det ska förväntat gå till alla (flesta?) typer av bensin och diesel motorer. Men må så vara, det allra mest viktiga är att man erhåller en förnybart bränsle som fungerar för våran transportsektor och ej längre blir beroende av import av rå olja ifrån t ex Ryssland. Det vill även säga att man slipper peak bränsle utav detta (kanske får det om de förnybara inte helt kommer att kunna ersätta den totala mängden bränsle som svenska transportsektorn är beroende av) om man sköter sina kort rätt, det vill säga att skapa ett kretslopp av skogsindustrin så att skogen inte försvinner (som för fallet med påsk ön).

   Den stora frågan är alltså, finns det verkligen tillräckligt med energi för våra behov? Alltså tillräckligt med skog? Det kommer nog snarare att bli ett komplement till många olika framtida lösningar.

   Men visionen är toppen om vi kan bli självförsörjande på bränsle och om man nu även tänker på läget mellan Ryssland och Europa.

   Problemet är att det än så länge är fortfarande dyrt att framställa dessa förnybara alternativ och vanlig konventionell bensin och diesel är billigare. Det kan lösa sig då dessa bränslen blir dyrare och de förnybara mer lönmässigt att producera, vilket verkar vara fallet med oljeskiffer samt oljesand. Men räcker tiden till? Om det skulle visa sig att de konventionella diesel och bensinen snabbt sinar? Det innebär att politiken måste se till att hamna på rätt utveckling genom att subventionera nya innovationsprojekt likt Preems "evolutions diesel", de tidigare projekten om olja ifrån alger och andra projekt som är värda att forskas och utvecklas med.

   Redan idag så tillverkar Preem sin biodiesel ifrån produkten tallolja. För Svensk del har vi ju heller inget annat än skogen som är våran potentiella energi källa i framtiden för bränslen, det vill säga inga oljekällor (undantag ifrån t ex Gotland som inte räcker på långa vägar).

Kan Preems vision vara någonting för framtiden?

Olja från alger

Det handlar ofta om biooljor som är framställt utav snabbväxande mikroalger. Det finns många intressanta fall och man kan ta upp några här. Vissa är tänkt att vara ett alternativ eller till och med ersättning av den traditionella oljan (tja lär bli enormt svårt på grund av den mängd man faktiskt använder sig utav traditionell olja). Dessvärre är även projekten av den här typen väldigt långsiktiga.

I Sverige till exempel kommer en testanläggning vid Bäckhammars pappersbruk att byggas. För det här fallet ska algerna binda koldioxid ifrån gaser som uppstår av förbränning. Algerna ska även ta hand om avloppsvattnet. Därefter kan man framställa bioolja som biodiesel och med mera. Men det intressanta här är om vad den här biodieslets egenskaperna är, det vore tråkigt om den beter sig som många andra biodieslar, det vill säga att den har för en hög fryspunkt och inte kan användas till kyla på vitten.

Pacific Northwest National Laboratories och företaget Utah - Based Genifuel Corp (som har patent rätt på teknologin) påstår att de kan få fram råolja på bara under en timme i labbet ifrån alger. Även att det är billigare än äldre sätt att få fram råolja ur alger. Det är enbart på laboratorium stadium och även för det här fallet lär ta tid. En större test anläggning kommer att byggas. Men nackdelen är att själva apparaturen är dyr och kanske blir väldans dyr i storskalig produktion av olja och därmed på länge är olönsam trots allt.
   Hur som helst produceras denna biooljan ifrån högt tryck på ungefär 214 bars tryck samt en temperatur på 350 grader. Kombinationerna av metoderna kallas för "hydrothermal gasification" och "catalytic gasification". Processerna är egentligen att efterlikna om hur råoljan kom till i jordskorpan under högt tryck i flera miljoner år.
   Efter den kemiska reaktionen av lektanterna blir produkterna bioolja som ska efterlika råoljan, ger oss bränsle som diesel och så vidare, vatten för återanvändning, bränsle gas och kväve, fosfater och så vidare.

Det hur som helst två forskningsprojekt och många därmed finns, ultraljudsprocessen är även intressant fall. Men ännu när man går igenom diverse projekt har jag inte sätt någon som har knappt kommit utanför labbet och definitivt ingen storskalig produktion av detta.

Råoljor och peak oil

Som ni vet finns det drösvis med olika oljekällor. Jag tänkte gå igenom grupper som konventionell olja samt okonventionell olja.

Den lätt tillgängliga olja som både finns som källor på land och lätt tillgängligt i havet (ej djuphavs olja) kan kallas för konventionell olja. Problemet med konventionell olja är att den typ av oljan redan har börjat sina som det ser ut som. Det har alltså skett en peak oil utav den konventionella oljan och kan ha skett 2005 eller 2006 beroende på källa.
   Men totalt sätt har ingen peak oil ännu skett eftersom ett nya sätt att producera energi ifrån oljor har tillkommit med hjälp av ny teknik och så vidare utav någonting som kallas för okonventionella oljor.

Okonventionell olja kan räknas som till skifferolja, oljesand, djuphavsolja och så vidare. Skifferolja utvinningen börjar bli en stor alternativ energikälla i USA, medan produktionen av olja ifrån oljesandkällor sker bland annat i Kanada. Skifferolja delen verkar vara en hopplös process då man ständigt måste borra nya källor då dessa oljekällor redan sinar efter några få år. USA borrar flera tusen nya hål varje år för att enbart kompensera bortfallet av de gamla sinande källor och måste naturligtvis borra ännu fler för att få upp tillväxten utav denna energikälla. USA har ju som mål att bli självförsörjande utav olja och istället för importör bli en exportör utav olja vilket kanske inte är så svårt att förstå om att dem vill. Men är det möjligt? Det återstår att se i framtiden.

Peak oil är en produktionstopp där man inte längre kan producera mer på grund av geofysikaliska grund. Peak oil kan ses av grafer ifrån många länder som har haft nationella peak oil och dessa kan mycket väl likna den teoretiska modellen som amerikanska geofysikern M. King Hubbert kom med men angav inte en formel för just kurvan utan ritade den som just en kurva som kan likna en normalfördelningskurva, det finns andra bättre alternativ för beskrivningen av kurvan vilket är symmetrisk logistisk kurva. Den senaste är nog mer tänkt för den här kurvan.
   På grund av tillväxten av okonventionell oljealternativen har närmande sig av toppen av kurvan blivit mer och mer som ett plan och lustigt nog kan sägas som platåpik olja. Men olje produktionen går långsamt uppåt globalt som ett plan. Det ska även bli intressant att se om hur det hela ter sig?
   Man får komma ihåg att oljan aldrig kommer att ta slut. Den sista droppen kommer förmodligen alltid att finnas kvar och aldrig bli upptäckt. Men kvalitén av oljan är även viktig. Under historien har man fått fram den mest lättillgängliga olja för att sedan bli mer och mer svårare att få tag på billig olja. När man tittar på dåtidens teknik ifrån början av 1900 talet och jämför med idag är som att man häpnar. På den tiden kunde i stort sätt oljan ifrån konventionella källor spruta upp ifrån marken av sitt eget tryck.

Därmed kan man försöka finna andra sätt att producera olja. Det bästa vore ju att kunna använda sig av till exempel alger. Men den stora frågan, om det visar sig fungera i mindre skala i labbet. Vad jag har sett än så länge verkar det vara en svår och dyr process och är något skeptiskt till storskalig produktion av denna idé att producera olja. Men det ska bli intressant att se om hur det går och det vore ju toppen om detta fungerade.

Hubbert Kurvan

Introduktion

Introduktion om vad den här bloggen ska handla om

Den kommer att ta upp olika typer av energikällor och teknik för kraftverk. Nymodigheter och äldre om hur olika kraftverk och med mera fungerar. Nya energilösningar som kan användas som energikälla.

Tar även upp problem om kan uppstå i framtiden som till exempel peak oil och med mera. Tar upp statistik om hur olika energikällor i form av kraftverk utvecklas. Till exempel om hur många vindkraftverk det finns i Sverige, är vindkraftverk bra eller dåligt?

Kan intressant fall kan vara att utvinna olja ur alger, men än så länge har det enbart skett småskaligt i labbet. Är storskalig produktion av olja ifrån alger ens igång realistiskt?