SAMMANFATTNING. Markåtgången för ett färdigt vindkraftverk är mycket liten då omgivande mark kan utnyttjas i stort sett som tidigare.

Transkript

1 Dnr:

2

3 SAMMANFATTNING Del 1 av planen inleds med ett antal begreppsförklaringar inom energiområdet för att därefter förklara skillnaden mellan ändliga och förnybara energikällor. Ändliga energikällor beskrivs som ett linjärt system som med tiden tömmer ut de lagrade energiresurserna medan de förnybara ingår i ett kretslopp som ständigt förnyas. I kapitlet Energiomvandling belyses processen från bränsleutvinning till avfall med ett antal schematiskt beskrivna exempel. Dagens energiutnyttjande i världen och i Sverige beskrivs i kapitlet Energiläget. Här konstateras att den svenska energimixen i jämförelse med den världsomfattande är baserad på betydligt mer förnybar energi. I bilagan Klimatbalans i Nässjö visas hur Nässjö kommuns energiutnyttjande helt kan baseras på förnybara energikällor, om man tar hänsyn till export/import. Vidare visar statistik att energikonsumtionen inklusive elanvändningen har planat ut så att den inte längre ökar mer än möjligen marginellt. Kraftbalanskapitlet visar att även om elproduktionen från vindkraft inte i tid är konsumtionsanpassad så har den flera positiva egenskaper i det nationella elsystemet. Del 2 handlar om vindenergi i allmänhet och inleds med vindens meteorologiska egenskaper. Sverige är ur vindsammanhang gynnat och detta gäller även de skogsbevuxna inre delarna. En förutsättning är dock att vindkraftverken byggs tillräckligt höga så att de till stor del frigör sig från de svaga, turbulenta vindarna som förekommer närmast ovan den skogsbevuxna markytan. I bilagan Jordens energibalans beskrivs värmestrålningsbalansen i stort. Vindkraftutvecklingen i världen, Sverige och Nässjö kommun beskrivs och här pekas dels på att vindkraften är den energiform som ökar kraftigast i världen och dels att Nässjö kommun är en blåsig glesbygdskommun. Därefter beskrivs vindkraftverkets funktion och hur mycket energi det går åt för dess tillverkning. Denna energiåtgång är i energi intjänad efter ungefär ett halvt års drift. Markåtgången för ett färdigt vindkraftverk är mycket liten då omgivande mark kan utnyttjas i stort sett som tidigare. Ekonomi med utgångspunkt från den långsiktiga marginalkostnadsprincipen beskrivs det vill säga energipris bör sättas efter kostnaden för den långsiktigt dyraste producerade kilowattimman. Även elcertifikat och andra miljökompenserande system som gynnar förnybar energi beskrivs. Den tematiska översiktsplanens (TÖP) relationer till plansystemet i stort samt till övriga planer redovisas i kapitlet Plansystemet. En TÖP har samma status som en fördjupad översiktsplan (FÖP) men visar ett tema (t.ex. vindkraft) över hela kommunens yta medan en FÖP vanligen visar flera teman inom en begränsad del av kommunen. 1

4 Vindkraftens i huvudsak positiva miljöeffekter i förhållande till Sveriges nationella miljökvalitetsmål skildras. Del 3 vindkraft i Nässjö kommun inleds med en redovisning av attityder till vindkraft i kommunen. En särskild studie som genomförts av Åsa Lindbom visar på en mycket positiv inställning till vindkraft i närområdet till uppförda vindkraftverk i Fredriksdalstrakten. Huvudorsaken till varför en tematisk översiktsplan för kommunen tas fram är att en stor del av kommunen utgör riksintresse för vindbruk. Detta liksom övriga riksintressen ska verifieras i kommunernas översiktsplaner. Samtidigt är det viktigt att kommunen har en policy som manifesteras i översiktsplanen. Nässjö kommun har dock vissa synpunkter på riksintressets utbredning vilket framkommer i planen nedan. Att kommunen har goda vindresurser har antytts tidigare och det illustreras noggrannare i kapitlet Vindpotential där även en mer detaljerad beräkning visas. Nässjö kommuns landskapstyp kännetecknas av en kraftigt långsluttande skogsbevuxen höjdrygg i kommunens västra del. Höjdläget påverkar vindstyrkan positivt eftersom vindarna i vanligen kommer från väst sydväst. Samtidigt ger skogslandskapet lägre vindhastigheter närmare markytan. Vindkraftsparker förordas inom områden med riksintresse för vindbruk men med undantag: för expansionsområden för tätorter, när allmänna miljökrav för buller och skugga inte uppnås, vissa fritidsområden samt restriktioner inom kultur och naturområden. I övriga kommunen bör endast enstaka eller små grupper av vindkraftverk byggas. Naturvärden som flora, fåglar och däggdjur påverkas relativt marginellt med undantag för rovfåglar i vissa känsliga områden. De djur som kan komma till skada är fladdermöss varför särskild uppmärksamhet bör ägnas åt dess förekomst. Nässjö kommun är välförsett med kraftledningar, men anslutningskapaciteten måste naturligtvis undersökas vid varje vindkraftsetablering. Efter en redogörelse för den gällande beslutsprocessen för vindkraftsprojekt där totaleffekten avgör hur ett ärende behandlas, anges i en bilaga föreslagna förändringar i lagstiftningen så att antalet verk och varje verks totalhöjd avgör beslutsordningen. Även ändringar i beslutsordningen föreslås. Del tre avslutas med ett kapitel där kommunens ambitioner sammanfattas. 2

5 3

6 INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING...1 FÖRORD...8 INLEDNING...10 DEL ENERGI - ALLMÄNT...13 BEGREPPSFÖRKLARINGAR...14 FORMER AV ENERGIKÄLLOR...16 ENERGIOMVANDLING TILL NYTTIG ENERGI...18 BRÄNSLECYKEL...18 ENERGIOMVANDLING...19 AVFALL...20 ENERGILÄGET...21 KRAFTBALANS...24 DEL VINDKRAFT ALLMÄNT...27 VINDENS KRAFT...28 VINDKRAFTENS UTVECKLING...31 VINDKRAFT I VÄRLDEN...31 HISTORIK...31 NULÄGET...32 VINDKRAFT I SVERIGE...34 HISTORIK...34 NULÄGET...34 Karta: Vinddata över Sverige på 72 meters nivå...35 VINDKRAFT I NÄSSJÖ KOMMUN...36 HISTORIK...36 NULÄGE...36 ETT VINDKRAFTVERKS FUNKTION...37 PAY OFF-TID OCH LIVSCYKELANALYS...39 MARKANSPRÅK FÖR VINDKRAFTVERK...40 RISKER FÖRSÄKRINGAR...41 EKONOMI OCH EKONOMISKA INCITAMENT...42 VINDKRAFTEN I SAMHÄLLSEKONOMIN...44 RESUMÉ

7 PLANSYSTEMET...45 ÖVERSIKTSPLAN...45 OMRÅDESBESTÄMMELSER...46 DETALJPLAN...46 SVERIGES NATIONELLA MILJÖKVALITETSMÅL...47 BEGRÄNSAD KLIMATPÅVERKAN...47 FRISK LUFT...47 BARA NATURLIG FÖRSURNING...47 GIFTFRI MILJÖ...47 SKYDDANDE OZONSKIKT...47 SÄKER STRÅLMILJÖ...48 INGEN ÖVERGÖDNING...48 LEVANDE SJÖAR OCH VATTENDRAG...48 GRUNDVATTEN AV GOD KVALITET...48 HAV I BALANS SAMT LEVANDE KUST OCH SKÄRGÅRD...48 MYLLRANDE VÅTMARKER...49 LEVANDE SKOGAR...49 ETT RIKT ODLINGSLANDSKAP...49 STORSLAGEN FJÄLLMILJÖ...49 GOD BEBYGGD MILJÖ...49 ETT RIKT VÄXT- OCH DJURLIV...49 RESUMÉ...50 DEL VINDKRAFT NÄSSJÖ KOMMUN...53 ATTITYDER TILL VINDKRAFT...54 FÖRSLAG TILL ÅTGÄRDER FÖR ÄNNU BÄTTRE ACCEPTANS INOM NÄROMRÅDET TILL VINDKRAFTSANLÄGGNINGAR...56 RIKSINTRESSE FÖR VINDBRUK...57 Rekommendationer...58 Karta: Riksintresse för vindbruk i Nässjö kommun...58 VINDPOTENTIAL...59 Karta: Vindhastighet på 6,5 meter per sekund i Nässjö kommun vid en höjd över marken, inklusive nollplansförskjutning på meter. Upplösning meter Karta: Vindhastighet på 6,8 meter per sekund i Nässjö kommun vid en höjd över marken, inklusive nollplansförskjutning på meter. Upplösning meter LANDSKAPSANALYS VINDKRAFTVERKENS UTFORMNING...66 Karta: Nivåförhållanden i Nässjö kommun...67 Karta: Landskapsstruktur...68 Karta: Av människan skapad infrastruktur i Nässjö kommun...69 LANDSKAPETS KARAKTÄR...70 Karta: Landskapskaraktärer...72 Rekommendationer...73 VINDKRAFT I SKOGSLANDSKAP...75 TURBULENTA VINDAR...75 LÄGRE VINDSTYRKOR OCH EN ANNAN VINDPROFIL...75 SKJUVKRAFTER...75 RISKER VID BYGGANDE I SKOGSMARK...76 Rekommendationer

8 TÄTORTSEXPANSION...77 Rekommendationer...77 Karta: Expansionzon för Forserum...78 Karta: Expansionszon för Nässjö stad VINDKRAFT - MILJÖ...80 LJUD FRÅN VINDKRAFTVERK...80 Rekommendationer / riktvärde...83 SKUGGOR, VARNINGSLJUS OCH REFLEXER...83 Rekommendationer / riktvärden...84 VATTENSKYDDSOMRÅDE...84 Rekommendationer...85 Karta: Gällande och förslag till vattenskyddsområden samt större grundvattentäkter...86 NATUR...87 NATURRESERVAT...87 Rekommendationer...87 RIKSINTRESSEN ENLIGT MILJÖBALKEN...87 Rekommendationer...88 ÖVRIGA NATURMILJÖER ENLIGT GÄLLANDE ÖVERSIKTSPLAN...89 Rekommendationer...89 Karta: Naturmiljöer riksintressen inklusive Natura 2000-områden och övriga naturmiljöer samt naturreservat...90 STORA OPÅVERKADE OMRÅDEN...91 Rekommendationer...91 Karta: Stora opåverkade områden bergtäkt - naturminne...92 NATURMINNEN SAMT DJUR- OCH VÄXTSKYDDSOMRÅDEN...93 Rekommendationer...93 VÄRDEFULLA ÄMNEN OCH MINERAL...93 Rekommendationer...93 ÖVRIGT...93 Rekommendationer...93 FRILUFTSOMRÅDEN...94 Rekommendationer...94 Karta: Friluftsområden...95 KULTUR...96 RIKSINTRESSE...96 Rekommendationer...96 Karta: Kultur riksintressen och byggnadsminnen...97 ÖVRIGA KULTURMINNEN...98 Rekommendationer...98 Karta: Kultur - övriga...98 FORNLÄMNINGAR...99 Rekommendationer...99 KYRKOR UTANFÖR TÄTORTER...99 Rekommendationer...99 Karta: Skyddszon för kyrka NATURVÄRDEN - ALLMÄNT FLORA Rekommendationer FÅGLAR Rekommendationer DÄGGDJUR Rekommendationer Karta: Utterförekomst FLADDERMÖSS Rekommendationer

9 VÄG- OCH JÄRNVÄGSRESERVAT Rekommendationer Karta: Väg och järnvägsreservat enligt gällande översiktsplan TILLFARTSVÄGAR Rekommendationer KRAFTLEDNINGAR OCH ANSLUTNING TILL ELNÄT Rekommendationer Karta: Kraftledningskarta för del av Nässjö kommun Karta: Kraftledningsnätet i Nässjö kommun GRANNKOMMUNER Rekommendationer Karta: Grannkommuner och vattenskyddsområde för Vallsjön BESLUTSPROCESSEN FÖR VINDKRAFTVERK BYGGLOV PLAN- OCH BYGGLAGEN (PBL) Rekommendationer MILJÖANMÄLAN MILJÖBALKEN (MB) Rekommendationer MILJÖTILLSTÅND MILJÖBALKEN (MB) SAMRÅD MILJÖKONSEKVENSBESKRIVNING (MKB) ANSÖKAN BESLUT ÖVRIGA MYNDIGHETER MM Karta: Riksintressen för väg järnväg totalförsvaret samt område där yttrande krävs från Teracom och flygplatser VINDKRAFTVERK I NÄSSJÖ KOMMUN Rekommendationer, summering Karta: Sammanställningskarta MILJÖKONSEKVENSBESKRIVNING (MKB) DEL BILAGOR KLIMATBALANS I NÄSSJÖ KOMMUN FÖRNYBAR ENERGI ENERGIBEROENDE HISTORIK Dagens energiberoende av omgivningen för Nässjö kommun Framtida energiberoende av omgivningen för Nässjö kommun JORDENS ENERGIBALANS EXEMPEL PÅ BULLERBERÄKNING EXEMPEL PÅ SKUGGDIAGRAM PROGRAM FÖR TEMATISK ÖVERSIKTSPLAN MED TEMAT VINDBRUK LÄNSSTYRELSENS GRANSKNINGSYTTRANDE KOMMUNFULLMÄKTIGE SAMMANTRÄDESPROTOKOLL Kartbilderna publiceras med upphovsrätt från Nässjö kommun 7

10 FÖRORD Den svenska energipolitiken är inriktad på att stimulera en övergång till förnybara energikällor och därmed gynna en hållbar samhällsutveckling, helt i linje med den allmänna klimatpolitiken. Vindkraft är ett viktigt exempel på en förnybar energikälla som kan utgöra ett väsentligt bidrag till en framtida förnybar, hållbar och miljövänlig energimix. Vindkraftutbyggnaden är den förnybara sektor som ökar mest både på nationell och på internationell nivå. Vindkraften ger inget tillskott till atmosfären av växthusgaser (förutom små mängder vid tillverkning av verken och transporten av dessa). Den ersätter tvärtom elproduktion som släpper ut stora mängder växthusgaser eller långlivade radioaktiva produkter. Statens ambitioner uttrycks i en kraftfull målsättning. Sverige ska bygga ut vindkraften till 10 TWh till år 2015 enligt ett riksdagsbeslut. Den statliga Energimyndigheten har därefter, på uppdrag av regeringen, satt en planeringsram på 30 TWh per år fram till år 2020, varav två tredjedelar gäller landsbaserade verk. Regeringen har i en proposition föreslagit att denna planeringsram ska fastställas. Även EU föreslår hårda krav för sina medlemsstater för att öka andelen förnybar energi. EU har dessutom anslagit stora summor för att gynna förnybara källor i medlemsstaterna. För att uppnå dessa ovan nämnda mål har Energimyndigheten avgränsat för vindkraft attraktiva områden i Sverige. Avgränsningen avser både land och havsområden. Dessa riksintresseområden som förankras i Miljöbalken ska i princip kunna möjliggöra ambitionerna som tidigare angivits. Nässjö kommun omfattas till stora delar detta riksintresse. Under många år har Sveriges skogsbevuxna inland ansetts ha för dåliga förutsättningar för vindkraftsetableringar, varför vindkraftverken har lokaliserats till kuster och slättbygder. I och med att utvecklingen av vindkraftverk har gått mot allt större och högre verk, så har även inlandets skogslandskap kommit att utgöra en stor potential för utbyggnad. Efter att en vindkartering, som omfattade hela Sverige, (Uppsala universitet, Hans Bergström), har inlandet visat sig vara intressant för vindkraft. En förutsättning för en större utbyggnad är att kraftverken byggs tillräckligt höga för att uppnå en tillräcklig höjd över trädtopparna och därmed kunna tillgodogöra sig stora vindresurser, samt att teoretiska beräkningar kan verifieras med verkliga mätresultat. Intresset för att bygga ut vindkraften i Nässjö kommun har successivt ökat och visat sig i ett antal bygglovansökningar för enstaka större verk. I flera fall utgör dessa verk en slags försöksanläggning för att konstatera vilka vindförhållanden som gäller. Mer omfattande etableringar har därefter aktualiserats i flera större områden. De ingrepp i landskapet som vindkraftetableringar kan medföra måste ställas mot de fördelar som förnybar, hållbar och flödande energiproduktion har på klimat och miljö. Vindkraften i stort påverkar därmed naturen positivt då den ersätter alternativa miljöstörande produktionskällor. Dessutom innebär vindbruket vanligen en ekonomisk injektion för landsbygden vilket ger bättre förut- 8

11 sättningar för ett hållbart lantbruk tillsammans med skogs- och jordbruk, boende på landet och därmed ett öppet landskap En vindkraftetablering har en teknisk livslängd på cirka 25 år och kan därefter monteras ner och i princip inte lämna några väsentliga spår efter sig. 9

12 INLEDNING Av Miljö- och byggnadsnämnden har miljö- och byggkontoret fått i uppdrag att upprätta en tematisk översiktsplan för vindkraft. Den avgörande grunden för innehållet i denna översiktsplan är kommunfullmäktiges ställningstagande i den kommunomfattande översiktsplanen (18 juni 2002) där det noteras att - kommunen förordar utnyttjande av förnybar energi gentemot fossila och ändliga bränslen och energiproduktion ska ge så liten miljöpåverkan som är rimligt. Planen tar upp energi i ett särskilt kapitel och under rubriken vindkraft framgår att kommunen är mycket positiv till en utbyggnad av vindkraft under vissa förutsättningar. Rekommendationerna anger att natur- och kulturvärden i den närmaste omgivningen samt relevanta synpunkter från närboende ska beaktas. Även i den fördjupade översiktsplanen för Nässjö stad (KF 2006) återkommer kommunens vilja att utnyttja förnyelsebar energi - sådan energi som ger liten miljöpåverkan. I avvaktan på översiktsplanering för vindkraft har miljö- och byggnadsnämnden låtit ta fram principregler för bygglovprövning av vindkraftverk som hjälpmedel vid bygglovprövning. I dessa anges något mer detaljerat miljö- och planförutsättningar. Den situation som råder för kommunen är att ett ökat etableringstryck, vad gäller vindkraft, leder till ett ökat krav på planering. Lämpligast planinstrument för att nå ett relativt snabbt resultat är att komplettera den gällande kommunomfattande översiktsplanen med ett tillägg. Planen blir därmed en tematisk översiktsplan med inriktning på vindbruk (temat) och dess förutsättningar för en utbyggnad. Kommunens landsbygd domineras av självägande jordbrukare. Markanvändningen präglas av småskaligt jord- och skogsbruk ofta med boskapsskötsel. Vindbruk bör ses som ett komplement till de övriga bruksformerna. Vindbruk påverkar inte, eller i alla fall i mycket liten grad, övriga areella brukningsformer. Det är dessutom viktigt att kommunen har kontroll och möjlighet att styra utvecklingen för att uppnå ett lämpligt utnyttjande av mark och vatten samt att uppnå en långsiktigt hållbar utveckling. 10

13 11

14 12

15 DEL 1 ENERGI - ALLMÄNT Solenergianläggning för elproduktion i norra Spanien 13

16 BEGREPPSFÖRKLARINGAR Nedan följer en del begreppsförklaringar och definitioner som återkommer i den fortsatta texten. Effekt är arbete uträttat per tidsenhet. Enheten för effekt är watt (W) 1 kw = W 1 MW = kw 1 GW = MW 1 TW = GW Energi är effekten gånger tiden Enheten för effekt är wattsekund (Ws) men när det gäller el använder man oftast den större enheten wattimma (Wh). De ännu större enheterna kwh, MWh, GWh och TWh har samma inbördes storleksförhållande som effektenheterna. Energi kan aldrig skapas eller förintas, den kan bara övergå från en energiform till en annan. Exempel på energiformer är kemisk-, kärn-, elektrisk-, läges-, rörelse- och värmeenergi. Energi har också olika kvalité - Exergi. Exergi kan förbrukas till skillnad från energi. Exergi är den totala mängden möjligt arbete i ett system i en viss omgivning och anger energikvalité. Hög kvalité har energi som kan omvandlas till flera andra energislag och med små förluster till lågvärdig energi. Exergi = energi x energikvalitetsfaktor. Exempel på energikvalité och dess kvalitetsfaktor: - Mekanisk-, elektrisk- och kemiskt bunden energi: en kvalitetsfaktor på 1,0. - Termisk energi (t.ex. vattenånga och varmvatten) har vid 300 o C kvalitetsfaktorn 0,49 och vid 40 o C 0,06. Under eller lika med 20 o C är kvalitetsfaktorn 0,00, allt i en omgivning på 20 0 C. - Exergi betecknar egentligen den del av energin som går att omvandla till arbete. Hushållning med energi innebär att man inte slösar med energi men även att man inte slösar med energins exergi och inte använder högvärdig energi där det bara krävs lågvärdig, t.ex. vid uppvärmning av byggnader där en energikvalité på 0,05 0,2 är fullt tillräcklig. Kemisk och elektrisk energi har alldeles för hög kvalitetsfaktor för att användas direkt för uppvärmning av bostäder/lokaler. Man skiljer på primär- och sekundärenergi, där till exempel vindkraft (kinetisk energi = rörelseenergi) är primär energi och den producerade och distribuerade 14

17 elektriciteten är sekundär energi och energibärare. Även fjärrvärme och till exempel vätgas (som måste produceras i en kemisk process) är energibärare. All energi omvandlas till slut till värmeenergi med en energikvalitetsfaktor nära noll. Verkningsgrad anger hur effektivt ett system omvandlar en energiform till nyttigt arbete i någon form. Verkningsgraden är förhållandet mellan den energi som nyttiggörs i en viss teknisk anordning (till exempel i en motor) och den tillförda energin. Summan av förlusterna och den nyttiggjorda energin utgör tillförd energi. Vid varje teknisk process uppstår förluster (genom friktion, värmestrålning etc.). Ett exempel på låg verkningsgrad är en bil där bensinen (kemiskt bunden energi) omvandlas till att driva bilens motor (mekanisk energi) medan den dominerande värmeutvecklingen utgörs av förluster. Ett exempel på en verksamhet med hög totalverkningsgrad är ett kraftvärmeverk där kemiskt bunden energi, till exempel träflis, förbränns för att producera elektricitet (med hög kvalitetsfaktor = 1,0) och som biprodukt produceras varmvatten för uppvärmning av byggnader via energibäraren fjärrvärmenätet. Vattnet har dock hos konsumenten en låg kvalitetsfaktor på cirka 0,1-0,2. Ett kondenskraftverk (kol-, olje-, gasbaserat) eller kärnkraftverk producerar endast el och kyler bort upp till 2/3 av den ursprungligen högvärdiga energin till ingen nytta. Ingen process är möjlig där all energi omvandlas från en form till en annan utan att förluster uppstår i form av lågvärdig energi. Det innebär att ingen omvandlingsprocess kan ha 100 % verkningsgrad. I den följande texten förekommer benämningen vindkraftpark. Detta definierar vi lokalt som minst tre vindkraftverk i en samlad grupp. 15

18 FORMER AV ENERGIKÄLLOR Energikällor kan vara förnybara eller icke förnybara. Förnybara energikällor kan vara lägesenergi (vattenkraft), rörelseenergi (vindkraft, vågkraft), elektromagnetisk energi (solkraft), kemiskt bunden energi i detta fall biomassa under förutsättning att den förnyas i motsvarande grad, De förnybara energikällorna ger inget nettotillskott av energi till jordens atmosfär eller ytvatten, vilket fossil- och kärnenergi gör. Driften ger heller inte upphov till luftföroreningar eller avfall (med undantag av förbränning av biomassa). De riskerar dessutom inte att ta slut, så länge solen är aktiv och sol, vind och vatten är ju gratis. (Se figur på nästa sida) All förnybar energi har den pågående solinstrålningen som ursprung medan fossil energi har samma ursprung, men är lagrad från urtiden. Icke förnybara är under lång tid lagrade, såsom fossila bränslen, som har sitt ursprung i biologiska och geologiska processer sedan miljontals år tillbaka (kol, olja och naturgas). Även kärnbränsle (uran) som är lagrat i jordskorpan, ursprungligen sedan jordens tillkomst, är icke förnybart. Dessa bränslen ger upphov till avfall, dels vid utvinningen, dels under och efter användandet. De kan till exempel ge upphov till koldioxid, svaveldioxid (bland annat försurande), kväveoxider (bl.a. försurande), radioaktivt avfall (strålningsrisk om det inte hålls avskilt från människan i miljon år)* och dessutom ofta vattenånga eller kylvattenutsläpp. Koldioxid och vattenånga är gaser som påverkar klimatet. (Se även figur på nästa sida) *Källa: SKB (Svensk Kärnbränslehantering) och amerikanska vetenskapsakademin. 16

19 Ett förnybart kretsloppssystem baseras i detta fall på solens inverkan på jorden. Systemet tillför inte atmosfären någon ytterligare energi och betecknas som flödande energi. I fallet med vindkraft förekommer inte heller några luftföroreningar eller något avfall. Systemet är uthålligt och fungerar i princip så länge solen existerar. Ett linjärt icke förnybart energisystem baseras på utvinning av ändliga energiresurser vanligen lagrade i jordskorpan. Systemet tillför atmosfären spillvärme och luftföroreningar och dessutom fast avfall till jordytan. Systemet har begränsad uthållighet där energitillgångar, miljöpåverkan och ekonomi (inklusive miljökostnad) sätter gränserna 17

20 ENERGIOMVANDLING TILL NYTTIG ENERGI Den vanliga processen för att utnyttja kemiskt bunden energi eller kärnenergi är: Bränslecykel Energiomvandling* Avfall *Omvandling från primär energi till främst mekaniskt arbete, elektricitet eller värme. Bränslecykel Ändliga, icke förnybara energikällors bränslecykel kännetecknas av följande process: Prospektering utvinning transport förädling lagring distribution Varje del i bränslecykeln ger upphov till miljöförstöring och en varierande grad av energi förluster (egentligen exergiförändringar till det sämre). Exempel 1 Olja Omfattande prospektering pågår med allt magrare och svårtillgängliga resultat. Många fyndigheter återfinns i kalla klimatzoner. Utvinning sker i på allt djupare nivåer och även i arktiskt klimat. Risken för utsläpp, särskilt i kallt hav, från utvinning och transport med förödande konsekvenser (svår nedbrytningsprocess) som följd är allt större. Förädling sker i raffinaderier (s.k. krackning) med energiförluster. Därefter distribueras oljan/bensinen till konsumenter. Exempel 2 Uran Omfattande prospektering görs med fynd av allt lägre uranhalt i malmen. Själva utvinningen ger stora mängder av delvis radioaktivt gruvavfall och kräver dessutom mycket energi. Uranmalmen innehåller en mycket låg halt av uran (den svenska uranmalmen i Ranstad har till exempel en uranhalt på 0,03 %). Av det lilla uran som finns är sedan enbart 0,7 % användbart uran 235. För att uranet ska kunna användas som bränsle i en kärnreaktor måste halten uran 235 höjas till cirka 3 %. Detta sker vid en process som kallas anrikning som endast ett fåtal länder (inte Sverige) har kapacitet att utföra. Anrikningen kräver också mycket energi och dessutom ofta stora mängder svavelsyra. Exempel 3 Förnyelsebart Bränslecykeln för förnybara energikällor är enkel att beskriva energin finns på plats, visserligen med variation ur ett tidsperspektiv (exempelvis vindens rörelseenergi) men den behöver inte förädlas eller transporteras. Den ger inga utsläpp till mark, luft eller vatten. Vatten och biobränslen kan ju också lagras i vattenmagasin respektive skog. Biobränslen måste naturligtvis föras till användaren men detta sker vanligen inom ett lokalt område med korta transporter. Lagring av vatten i vattenmagasin kan innebära en olycksrisk då dammbrott kan inträffa. 18

21 Energiomvandling (I dagligt tal felaktigt benämnt energi produktion ) Ändliga, ej förnybara energikällor förbränner sitt bränsle med varierande luftförorening. Ett ämne som i dagsläget inte kan omhändertas är växthusgasen koldioxid (CO 2 ) som släpps ut i atmosfären. Koldioxid uppkommer vid all förbränning av fossila bränslen. De största mängderna CO 2 uppstår vid förbränning av kol medan naturgas ger minst utsläpp per energienhet från fossila bränslen. För kolanvändning pågår för närvarande försök att avskilja CO 2 efter förbränningen och transportera gasen i flytande form ner i håligheter djupt under jordytan för långtidsförvaring. Därmed skulle dessa kraftverk för en relativt hög kostnad endast ge små CO 2 utsläpp. Metoderna för koldioxidlagring debatteras mycket då osäkerheten är stor både vad gäller miljön och ekonomin. Exempel 1 Olja för elproduktion. Oljan förbränns i ett kondenskraftverk med mycket låg verkningsgrad, vilket är gemensamt för alla kraftverk av denna typ (kol-, naturgas- och kärnkraftverk). Utsläppen av växthusgasen koldioxid är mycket stor. Mängden av övriga föroreningar som svaveldioxid, kväveoxider och sotpartiklar är beroende av reningstekniken i kraftverket. Elproduktionen i kondenskraftverk kan ofta balansera variationer i efterfrågan (gäller främst olje- och naturgasverk, men inte kärnkraftverk). Den stora energidel som inte kan nyttiggöras kommer ut i naturen som förorenande varmt kylvatten eller vattenånga. Exempel 2 Vindkraft. Verkningsgraden har ekonomisk betydelse men knappast miljömässig, då spillet utgörs av opåverkad luft. Vindkraft är koldioxidfri förutom för det material som går åt för byggande och transport av verket (se kapitlet pay off tid energi). Elproduktion genom vindkraft kan dock ge störningar vad gäller buller, skuggningar, landskapsbild, tillfartsvägar främst i samband med byggande, konkurrerande markanspråk och djur- och växtliv. Dessa störningar kan undvikas genom rätt placering av verken. Åsikter om landskapsbilden är dock svårare att värdera och åtgärda, de beror mycket på grundinställningen till vindkraft. Rent allmänt kan dock sägas att vindkraft i skogslandskap påverkar landskapsbilden mindre än vindkraft i slättbygder. Förnybara energikällor omvandlar energi som inte är lagrad eller bara korttidslagrad. I övrigt se under rubrik former av energikällor. Förnyelsebara energikällor har egenskapen att vara koldioxidneutrala och ger inte något nettotillskott till luften. Förbränning av biomassa vid dålig rökgasrening kan dock ge luftföroreningar i form av kväveoxid, aska etc. 19

22 Avfall Icke förnybara energikällor ger upphov till varierande grad av avfall till mark, hav och vattendrag samt till atmosfären. Exempel 1 Kolkraft Alla fossila bränslen ger utsläpp av koldioxid (CO 2 ) som är en kraftfull växthusgas. Kol är i detta sammanhang det bränsle som vid förbränning relativt sett släpper ut mest CO 2. Försök pågår med långtidsförvaring av CO 2 i berggrunden, men om det lyckas beräknas metoden ändå inte bli allmän förrän efter många år. Övriga utsläpp till luften är bland annat svaveldioxid, kväveoxider och tungmetaller samt kylvattenutsläpp eller uppvärmning av lufthavet. Om effektiv rökgasrening används hamnar föroreningarna på marken istället för i luften. Exempel 2 Kärnkraft Avfallet består främst av utbränt kärnbränsle. Dessutom sker utsläpp av en mycket liten mängd av radioaktiva ämnen till luft och vatten. Det utbrända kärnbränslet är mycket radioaktivt den första tiden men klingar av, i början fort men därefter allt långsammare. Förvaringen av detta avfall kan ske på olika sätt. Den metod som diskuteras i Sverige är en förvaring 500 meter ner i berggrunden. Tidsrymden för att avfallet ska betraktas som någorlunda ofarligt bedöms till miljon år*. För att avfallets radioaktivitet ska närma sig den naturliga i jordskorpan behövs cirka 4,5 miljarder år det vill säga en tidsrymd lika lång som jorden existerat. Om avfallet vidareförädlas (upparbetas) kan det användas för kärnvapentillverkning. Källa:* SKB och amerikanska vetenskapsakademin. Exempel 3 Förnyelsebart Förnybara källor ger vid drift inga CO 2 utsläpp och inget avfall i övrigt, med undantag för biobränslen. Förnybara energikällor använder endast solenergin och omvandlar den till exempelvis till el som till slut efter användning blir värme, vilket solenergin ändå skulle ha övergått till. Man använder således bara solenergin en viss tid för att senare lämna tillbaka den till naturen utan att tillföra atmosfären någon extra energi. Vind och vatten är också produkter av solenergi. Förnybara energikällor som sol, vind och vatten berörs egentligen bara av energiomvandlingsprocessen och inte av bränsle- eller avfallscykeln. Se även kapitel 4 bilaga: Jordens energibalans. 20

23 ENERGILÄGET Energitillförseln i världen domineras av fossila bränslen (drygt 80 %) där oljeprodukter är störst med 34 %, kol 25 % och naturgas med 22 %. Förnybar energi står för drygt 13 % medan kärnkraftproduktionen var knappt 7 % (2-3 % om spillvärmen till hav och atmosfär inte tas med). Oljeandelen i energitillförseln minskar något i västvärlden, medan den ökar främst i Asien. Energianvändning i världen 2006 * Inklusive spillvärme Kol och naturgasanvändningen ökar mest för elproduktion och relativt kraftigt i absoluta tal. Den största ökningen sker i Kina. Samtidigt har Kina tagit över ledningen i världen när det gäller ny elproduktion från förnyelsebara energikällor (källa: SR samt The Climate group). Elanvändningen i världen har de senaste tio åren ökat med knappt 3 % per år (källa Energimyndigheten), och utgör idag cirka 15 % av den totala energianvändningen. Kol är det dominerande energislaget för elproduktion och är tillsammans med naturgas det som tidigare ökat mest. Den förnybara andelen förutom vattenkraft var endast 2 %, men har en tendens att öka kraftigt. I Sverige var den totala energianvändningen (år 2006) 625 TWh varav 177 TWh var omvandlings- och distributionsförluster (det allra mesta som kylvatten till havet vid elproduktion i kärnkraftverk). Av den slutliga energianvändningen uppdelat på energibärare kom en tredjedel från oljeprodukter, en tredjedel från elenergi, 17 % från biobränslen (dock totalt inklusive el- och fjärrvärmeproduktion 29 %) och 12 % fjärrvärme. Resten kommer från små mängder kol och naturgas. Den förnybara andelen av energianvändningen är 44 %. Energianvändning i Sverige