Pellets i kraftvärmeverk

Transkript

1 Pellets i kraftvärmeverk Av Johan Burman Bild: HGL Bränsletjänst AB

2

3 Innehållsförteckning 1: Historia s.2-3 2: Energiutvinning s.4-5 3: Energiomvandlingar s.6-7 4: Miljö s.8-9 5: Användning s : Framtid s : Källhänvisningar s.14-15

4 Historia Pellets började användas och tillverkas i samband med oljekriserna 1973 och Eftersom tillgången till en av världens största energikällor var restrikterad så var man tvungen att hitta ett alternativ till den. Därför ökade efterfrågan och konsumtionen av pelletsen drastiskt under 70-talet. Efter att oljans pris stabiliserats så sjönk efterfrågan efter pellets relativt mycket, därmed minskade konsumtionen och produktionen. Oljan började alltså ersätta pelletsen till en viss marginal. Pelletsens popularitet har dock växt under senare år på grund av att våra oljetillgångar minskar snabbt, klimathotet med växthuseffekt och global uppvärmning ökar och att världen idag är mycket mer miljömedveten. Med tanke på att pellets kan klassas som en förnybar energikälla så är den mycket mer miljövänlig och att utsläppen från pellets är betydligt mindre än olja så är det ett smart alternativ till andra energikällor.

5 Bild: Helen.fi

6 Energiutvinning Av skogs och träindustrier så skapas det biprodukter, såg eller kutterspån. Dessa biprodukter transporteras sedan till en pelletsfabrik där man först torkar produkterna. Efter att biprodukterna torkats mals det i en kvarn för att det ska bli mer finkornigt. När man har gjort det så utsätter man den malda produkten för mycket högt tryck och värme och formas till pellets. Till sist kyls pelletsen ner för att förpackas och levereras till konsumenter. I kraftvärmevärken så utvinner man elektrisk energi ur pellets genom att värma upp den för att förånga vatten som i gasform har mycket lägre densitet än i flytande form. Detta leder till att volymen ökar drastiskt och vattenångan förs sedan till en turbin som då börjar rotera på grund av vattenångans tryck. Turbinen är i sin tur kopplad till en generator som med hjälp av rotationerna på turbinen omvandlar rörelseenergin till elektrisk energi. Den överblivna vattenångan inehåller redan en hög energinivå, den håller hög värmeenergi och därför transporteras det ut i samhället, som varmt vatten eftersom viss värmeenergi kommer avta och därför vattenångan kondenseras.

7 Bild: Siemens AG

8 Energiomvandlingar Innan pelletsen eldas så är energin lagrad i pelletsen. När pelletsen sedan eldas så omvandlas den kemiska energin till värmeenergi som sedan går åt att värma upp vattnet, När vattnet förångas av värmeenergin och sedan far till turbinerna omvandlas en viss del av denna värmeenergi som finns i vattenångan till rörelseenergi, denna rörelseenergi sätter sedan turbinerna i rotation. Generatorn som turbinen är kopplad till omvandlar den roterande turbinens rörelseenergi till elektrisk energi som sedan skickas ut till elnätet. Den resterande värmeenergin som finns kvar i vattnet skickas även ut i samhället i form av varmt vatten. Den lagrade energin hos pelletsen har alltså till sist omvandlats till elektrisk energi och värmeenergi. Det vill säga: Kemisk energi > Värmeenergi > Rörelseenergi+Värmeenergi > Elektrisk energi+värmeenergi

9 Bild: Göteborg Energi

10 Användning Pelletsen används i relativt stor utsträckning, men inte till så stor mängd eftersom de fossila bränslena har ett mycket bättre förhållande från energinivån till massan. De fossila bränslena är alltså mer effektiva och därför används det till både större utsträckning och mängd i omvärlden. I Sverige används pelletsen för det mesta hos privatpersonersom värmekälla till byggnader, då vind, vatten och kärnkraftvärk är mycket mer effektiva på att ge ut elektrisk energi till elnätet. Pelletsen används mest i de industriella länderna med mycket stor tillgång till skog eftersom de mängder biprodukter från skogs och träindustrierna är störst där. Statistik: Hushållbruk Pelletsutnyttjning (ton) Land år Sverige Italien Tyskland Österrike Danmark Finland 420

11 Bild: Herman Fridolfsson

12 Framtid Pelletsanvändingen växer idag eftersom användningen av förnybara energikällor ökar. De fossila bränslena kommer att ta slut i den takt de konsumeras i och därför behövs andra alternativ till energikällor. Jag tror dock att pelletsen inte kommer att ha någon större roll som energikälla i framtiden då det inte är så effektiv energikälla. Träds kolbindingar är inte så starka, vilket betyder att energimängden som krävs för att separera bindningarna är liten. Den kemiska energin är alltså inte så stor hos pelletsen jämfört med andra ämen, till exempel olja. Vatten, kärn och vindkraftvärk växer även i snabbare takt än pelletskraftverken då det är effektivare energikällor med relativt liten påverkan på miljön. Det som begränsar pelletskraftvärkens tillväxt är att det som krävs för att tillverka pellets är biprodukter från skogs och träindustrier. Om konsumtionen på träd inte ökar så kommer tillgången på biprodukter inte att öka. Pelletskraftvärkens tillväxt är därför direkt beroende på avverkningsstatistiken och därför tror jag att det inte kommer att bli en ledande energikälla i framtiden.

13 Bild: Mia Hultman

14 Miljö Själva förbränningen av pelletsen är miljövänlig då inget överflödigt koldioxid släpps ut i atmosfären. Den mängd koldioxid som tagits upp av träden under dess tillväxt är densamma som mänden koldioxid som släpps ut av pelletsen när den förbränns eftersom inga tillsatser som inehåller stora kolmängder finns i pelletsen. Koldioxidutsläpped ingår alltså i kolets naturliga kretslopp. Det är en mycket stor fördel med pelletsen, förbränningen är alltså neutralt ur miljösynpunkt. Det negativa miljöfaktorerna med pelletsen är dock att det krävs arbete för att framställa den. Det krävs både stora värme och rörelseenergimängder för att den färdiga produkten skall framställas. En annan negativ faktor är att pelletsen inte kan mäta sig med de fossila bränslena när det kommer till energinivå eftersom den kemiska energin är betydligt större hos de fossila bränslena än pelletsen då kolbindningarna är mycket starkare.

15 Bild: Mirka Seppo

16 Källhänvisning Energibok_7-9 - Fysik 1, gymnasiebok

17 Johan Burman EE1A

18 Bild: SW Tab