Maapallon energiavarannot (tiedossa olevat)

Transkriptio

1 Maapallon energiavarannot (tiedossa olevat) Porin seudun kansalaisopisto Ilmansuojeluinsinööri Jari Lampinen YAMK Porin kaupungin ympäristövirasto

2 Energiamuodot

3 Maailman energiankulutus energialähteittäin % 2 % 1 % 20 % 10 % 35 % Öljy Kivihiili Maakaasu Biomassa ja jätteet Ydinvoima Vesivoima Muut uusiutuvat 26 % Lähde: The British Pharmacopoeia 2010

4 Energialähteitä Fossiilista alkuperää olevia energianlähteitä Fossiiliset polttoaineet ovat uusiutumattomia luonnonvaroja, tai hyvin hitaasti uusiutuvia, kuten noin vuoden ajanjaksolla uusiutuva turve. Maakaasu, raakaöljy, öljyhiekka (bitumi) Kivihiili, ruskohiili, öljyliuske (palava kivi) Turve Raakaöljy = maaöljy = vuoriöljy Maailman energiajärjestelmä perustuu fossiilisen energialähteiden laajamittaiseen hyödyntämiseen, mikä lisää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta ja kiihdyttää siten globaalia ilmastonmuutosta.

5 Maakaasu Todetut maakaasuvarat riittävät yli 50 vuodeksi Maakaasuvarat ovat energiasisällöltään öljyvaroja suuremmat

6 Raakaöljy Todetut raakaöljyvarat riittävät vuodeksi Todennäköiset raakaöljyvarat riittävät yli sadaksi vuodeksi

7 Raakaöljyn jakotisleet Bensiini, dieselöljy, polttoöljy (kevyt, raskas), lentobensiini (kerosiini) Nestekaasu (propaani- ja butaanikaasun seos) Yleiskielessä nestekaasulla tarkoitetaan kaasumaisia hiilivetyjä sisältävää polttoainetta.

8 Kivihiili Energia-alan yhtiöiden yhdistysten mukaan nykyisellä kulutuksella maailman tunnettujen kivihiilivarojen on arvioitu riittävän 200 vuotta. Kivihiilen synty: Biomassa Turve Ruskohiili Bitumipitoinen hiili Antrasiitti

9 Biopolttoaineet (uusiutuva energia = valmistettu biomassasta) Energiakasvit ruokohelpi, maissi, sokeriruoko, rypsi, paju, öljypalmu, hakkuujäte, puu (puukaasu) Biobensiini ja -diesel, biokaasu, metaani Biobensiini Bensiini, johon on sekoitettu biokomponenttia, tyypillisesti etanolia tai ETBE:tä (etyylitertiääributyylieetteri). Biodiesel Dieselpolttoaine, joka sisältää uusiutuvista raaka-aineista, kuten kasviöljyistä ja eläinrasvasta, peräisin olevia komponentteja. Biopolttoaineet Yleensä kasviöljyistä tai muista eloperäisistä raaka-aineista tuotettuja polttoaineita, joiden käyttö vähentää kasvihuonekaasupäästöjä (CO 2 ). Biokaasu on luonnonkaasuseos, jota syntyy kun orgaanista materiaalia hajotetaan hapettomissa olosuhteissa. Kaasun kemiallinen koostumus on metaani.

10 Vety Vety on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine Vetyä voidaan valmistaa maakaasusta tai maaöljystä sekä vesihöyrystä katalyytin avulla Vetyä muodostuu myös maaöljyn sisältämien hiilivetyjen krakkauksessa Vetyä voidaan valmistaa myös vedestä elektrolyyttisesti Vetypolttokennoja on mahdollista käyttää myös ajoneuvojen voimanlähteenä

11 Energialähteitä Ei fossiilista alkuperää, eli uusiutuvat energialähteet Aurinkovoima Tuulivoima Vesivoima, aaltoenergia Geoterminen energia Maalämpö, ilmalämpö (Ydinvoima) Video Radiometri Soveltuu kirkkaan valon säteilyn voimakkuuden mittaamiseen

12 Aurinkovoima Auringon energiavarat loppuvat noin viiden miljardin vuoden kuluttua Aurinko on keskikokoinen tähti linnunradassa Aurinko on maapallon merkittävin energianlähde Ikä 4,75 miljardia vuotta Ytimen lämpötila 15 miljoonaa astetta Joka sekunti auringossa palaa 600 miljoonaa tonnia vetyä Aurinkosähkö - Aurinkolämpö

13 Aurinkovoima

14 Tuulivoima 3 MW:n tuulivoimalan keskimääräinen vuosituotto MWh Suomen alueella tammikuussa 100:n korkeudella. Lähde: Suomen tuuliatlas, TEM, Motiva Oy, IL

15 Aaltoenergia Uppsalan yliopisto, Vattenfall ja Fortum rakentavat nimellisteholtaan 100 kw koevoimalaa Islandsbergiin Ruotsin länsirannikolle. Tuotannoksi arvioidaan 300 MWh vuodessa. Vastaava määrä sähköenergiaa voidaan tuottaa polttamalla noin 115 tonnia kivihiiltä Ahvenanmaalle on suunnitteilla Itämeren ensimmäinen aaltoenergiaa hyödyntävä voimala.

16 Vesivoima Suomen suurin vesivoimala, Imatrankoski, otettiin käyttöön Imatrankoski on 170 MW tehollaan edelleen Suomen suurin. Suomessa vesivoimalaitoksia on 207. Yli 10 MW:n laitoksia näistä on noin 60. Sähköntuotannossa vesivoiman osuus on vaihdellut 10-14% Niiden yhteenlaskettu tuotantoteho on noin MW Harjavallan vesivoimalaitos: Voimalaitoksen pudotuskorkeus on 26,4 m, teho 73 megawattia, jotka tekevät siitä nykyisin yhden Etelä-Suomen tehokkaimmista vesivoimalaitoksista. Vuosienergia on 400 GWh

17 Geoterminen energia On maan sisäistä energiaa Geoterminen lämpö on maankuoren sisällä syntyvää ja siellä olevaa lämpöä. Se syntyy, kun radioaktiiviset aineet hajoavat ja vapauttavat lämpöenergiaa hajoamisten seurauksena Geoterminen energia on vain osittain sama asia kuin maalämpö Ydinenergian kanssa geoterminen energia muodostaa ainoat sähköntuotantokeinot, jotka eivät perustu aurinkoon.

18 Geoterminen voimala Islannissa

19 Maalämpö, ilmalämpö Maalämpö on auringon säteilemää lämpöä, joka on varastoitunut maan kuoreen. Suomessa maalämpöä hyödynnetään lämpöpumpun avulla lähinnä pientalojen lämmitykseen. Lämpöpumpulla voidaan siirtää energiaa matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Maalämpöä voidaan ottaa maankuoresta, pinta- ja pohjavesistä sekä teollisuuden ja esimerkiksi pesuloiden ja uimahallien jätevesistä. Optimi hyötysuhde saavutetaan ulkolämpötilassa + 7 o C

20 Ydinvoima Nykyteknologialla ydinpolttoainetta riittää kymmeniksi vuosiksi Ydinpolttoainekierto perustuu uraanille, raskaalle lievästi radioaktiiviselle metallille, jota esiintyy luonnossa varsin paljon. Uraani on suurin piirtein yhtä yleistä kuin tina ja noin 500 kertaa kultaa yleisempää. Uraanimalmi Fissiosta kohti fuusioenergiaa?

21 Tulevaisuus Nykyisellä energiantuotantorakenteella raakaöljy ja maakaasu käytetään loppuun ensimmäisinä. Samalla häviävät kemianteollisuuden tärkeimmät raakaaineet. Siksi raakaöljy ja maakaasu tulisi korvata energiantuotannossa muilla energianlähteillä mahdollisimman pikaisesti.

22 Tulevaisuus Kansainvälisen energiajärjestön IEA:n (2008) mukaan maailman fossiilisiin energialähteisiin perustuva energiantuotanto ja -kulutus eivät ole kestävän kehityksen mukaisia niin ympäristön, talouden kuin yhteiskunnankaan kannalta. Tämä tarkoittaa, että energian tuotanto- ja kulutustapoja on muutettava. Lähteenä mm.: BP Statistical Review of World Energy, June 2010 BP Amoco Statistical Review of World Energy, June 2000 Weissermel and Arpe, Industrial Organic Chemistry ASPO Association for the study of peak oil Farrell and Brandt, Risks of the oil transition Ja muita

23 Kiitos mielenkiinnostanne! Tulevaisuus osoittautui erilaisiksi kuin luulimme. Siitä olisi voinut tulla toisenlainen, jos ihmiset olisivat osanneet käyttää aivojaan ja mahdollisuuksiaan tehokkaasti. Järkevinä ihmisinä voimme kuitenkin toteuttaa sen tulevaisuuden, jota todella haluamme. Aurelio Peccei 1981