Hållbar utveckling tema Energi och Miljö Yaser Sadat
Material Polymerer -Cellulosa -Gummi -Plast Cellulosa Trä är cellulosa som hålls samman av lignin och trä består till största delen av cellulosafibrer. Av cellulosa vi kan göra papper. Av trä bygger vi hus, möbler, leksaker och mycket annat. cellulosa är en kolhydrat som växterna använder som ett skelett i sina cellväggar. Även cellulosa är en polysackarid. Vita är väte, svarta är kol och röda är syre. Gummi Indianerna upptäckte gummi. Gummi kom från gummiträdet. När man skär i trädets bark kommer det fram latex. Det vatten blandat med gummi. Gummi är en polymer, det vill säga en kedja av många småmolekyler. Materialet är elastiskt om man drar i det bli längre, men om man släpper drar det ihop sig igen. Rågummi fungerar dåligt när det är varmt. Det blir kladdigt och ändrar form man trycker på det, ungefär som deg eller modellera. I början av 1900- talet kom forskarna på hur gummi är uppbyggt. Sedan uppfann de metoder för att till verka konstgjort gummi av råolja. Sådant konstgjort gummi kallas syntetgummi. Gamla gummidäck kan återanvända. Då lägger man på ett nytt lager av gummi på däcket. Det kallas för regummering.
Plast Idag finns plastmaterial överallt. Plast är lätt, billiga, och kan användas till otroligt mycket. Precis som cellulosa är plast byggd av småmolekyler som sitter ihop i långa kedjor. Sådana kedjemolekyler kallas polymerer. När man tillverkar plasten polyeten börjar man med kolvätet eten. Etenmolekylerna innehåller dubbelbindningar. Polyeten består av bara kolatomer och väteatomer. De atomerna är grunden i alla plaster, men i en del plaster finns det dessutom andra atomslag. I polyesterplast finns det syreatomer förutom kol och väteatomerna. I nylon finns det både kväveatomer och syreatomer. Nylon används bland annat till strumpor och starka linor. Det finns många sätt att återvinna plast. En del plastsaker kan man smälta ner och gör nya föremål. De kan alltså materialåtervinnas.
Keramer och glas Keramer är en grupp av material som vi människor faktiskt har använt i 10000 år. De första keramerna var keramik. Det är lera som man bränner i en ung så att den blir hård. Lera består av små korn av söndervittrade bergarter. Keramik används bland annat till krukor, porslin och tegelstenar. Alla keramer består av korn av oorganiska ämnen, som har bakats ihop i en ugn. Keramer tål mycket höga temperaturer och är hårdare och tåligare än metaller. Därför används de i flygmotorer och som värmeskydd utanpå rymdfärjor. Den viktigaste råvaran i allt glas är sand. Om man smälter ren sand och låter den svalna får man kvartsglas. Sand smälter inte förrän vid 1700 grader. Men om man blandar sanden med ett ämne som heter soda sjunker smältpunkten till under 1000 grader. Då kan man tillverka sodaglas. Det är den vanliga sortens glas, som vi använder till fönster, flaskor och dricksglas. Glasförpackningar av olika slag kan återanvändas. Returflaskor pantar vi i affären. De diskas sedan på bryggerierna och fylls med nya drycker. Men de flesta glasförpackningar går till materialåtervinning. De smälts ner och så gör man nya flaskor eller burkar av dem. Fibrer Fibrer är material som formade till tråder. Det finns både naturliga och konstgjorda fibrer. De fibrerna är ganska korta. På 1900 talet lärde vi oss att tillverka konstigjorda fibrer. Ett vanligt sätt är att spruta ut smält plast genom ett litet hål. På det sättet kan man tillverka fibrer som akryl och polyester. Tyg som är gjort av sådana fibrer kallas för syntetmaterial. Det flesta fibrer består av stora organiska molekyler. Om man hettar upp dem utan något syre får man en kolfiber. kolfiber är stark om man drar i dem, men det går lätt sönder om man trycker på dem. Därför används de nästan bara inbakade i plast. Det kallas kolfiberarmerad plast och utnyttjas tillexempel i satelliter, stridsflyplan och tennisracketar. Kompositer I kompositmaterial kombinerar man de bästa egenskaparna hos två olika material. Skelettet är faktiskt ett kompositmaterial. Det består av långa proteinfibrer som gör det segt, och av kristaller som gör det hård. En annan komposit är armerad betong. Den används i hus och broar. Betong håller inte speciellt bra om man drar i den och därför måste förstärkas. Förstärkningen kallas armering. Den består av ett nätverk av järnstänger som gjuts i betongen.
Metaller Metallerna är en grupp av material som vi skulle ha vårt att klara oss utan. Metallbindningen är stark. Det är därför metaller är hård. Men även om bindningen är stark kan atomer röra sig lite grann. Det gör att metaller kan smidas, det vill säga hamras till olika former. Det finns några få metaller som man kan hitta som ren metall i marken, till exempel silver och guld. De kallas ädla metaller. Men de allra flesta metaller finns bara som mineraler. En malm är ett mineral där det finns så mycket metalljoner att det lönar sig att bryta malmen och omvandla den till metall. När man framställer metall bildas det mycket avfall. Sådant avfall kallas slagg. I slaggen finns det gifter och föroreningar. Om slagghögarna får ligga kvar vid gruvorna kan regnvattnet sprida gifterna i naturen. Ordet tungmetall används ofta när man pratar om farliga metaller. Farligast är bly, kadmium och kvicksilver. De är giftiga för nästan allt levande. Eftersom de finns i en del batterier är det viktig att lämna batterierna till återvinning. Men det finns även giftiga lättmetaller. Aluminium är ett exempel. Metaller kan återvinnas. Metaller som finns i jordskorpan skulle kunna räcka i tiotusentals år, om de var lättare att komma åt. Tyvärr är de svårt att utvinna, och därför måste vi vara sparsamma och åter vinna metallerna.
Miljösymboler Svanen är en gemensam miljösymbol för Norden. Varor som märks måste uppfylla vissa krav från tillverkning till avfall. http://www.svanen.se/content/images/logo.png Hämtad 2014-03-13 Bra miljöval Sitter på produkter som uppfyller Naturskyddsföreningens miljökrav. Det innebär att hänsyn tas till en varvs hela livscykel, från tillverkning till avfall http://www.gullspang.se/images/18.53897f0c1252151a62780002114/12 59301043125/Bra+milj%C3%B6val-logo-bmv-text-cmyk.jpg Hämtad 2014-03-13 EU-blomman Är EU:s gemensamma miljömärke. Märkningen ska främja utvecklingen av produkter som under hela sin livscykel påverkar miljön mindre än likvärdiga produkter. http://www.sp.se/sv/centres/scc/application/euflower/publishingimages/eublom ma_scc.gif Hämtad 2014-03-13 Ekologiskt jordbruk Är en EU märkning som garanterar att minst 95 procent av varans ingredienser är ekologiskt producerade. http://www.belowtheclouds.com/uploads/2009/05/eko.jpg Hämtad 2014-03-13
Vattenkraft Vattenkraft är energi som utvinns ur strömmande vatten. Strömmarna kan finnas i vattendrag, eller skapas genom temperaturskillnader i världshaven eller som tidvattenströmmar. Även konstgjorda vattendrag kan användas. Det man vanligen avser med vattenkraft är utvinning av den lägesenergi som vattnet har fått i sitt naturliga kretslopp genom soldriven avdunstning följt av nederbörd på högre liggande markområden. Vatten från regn eller smält snö samlas upp i floder och sjöar. När vattnet från en damm strömmar ner till turbinen utvinns den kraft som definieras av nivåskillnaden i meter mellan vattenytan i dammen och på nedsidan av kraftverket samt vattenflödet i kubikmeter per sekund. Energin omvandlas i en vattenturbin till mekanisk energi som driver generatorer som alstrar elektrisk energi. De första vattenkraftverken fanns i Kina. Omkring år 1200 byggdes de första vattenkraftanläggningarna i Norden. I nästan 700 år har vattenkraften utnyttjas i Norden, länge som ett vattenregale.
Värmekraft Värmekraft är ett samlande begrepp för de kraftverk som använder värme för att producera elektrisk energi. Stora värmekraftverk är alla så kallade kondenskraftverk. Ett kondenskraftverk producerar enbart el medan ett kraftvärmeverk också tar tillvara överbliven värme, till exempel som fjärrvärme. Den vanligaste modellen är att man genom förbränning av ett bränsle, exempelvis kol, trä eller brännbart avfall, producerar ånga som driver en ångturbin. I en gasturbin låter man istället förbränningsgaserna driva turbinen. Dessa två kan även kombineras i ett kombikraftverk. Ytterligare en variant är dieselkraftverk. Förutom förbränning av fossila och biobränslen hör även fission, i kärnkraftverk, och solenergi, i termiska solkraftverk, till de värmekällor som används. Kärnkraft Kärnkraft eller atomkraft avser utvinning av energi ur atomkärnor, antingen genom att spjälka tunga atomkärnor (framförallt uran) eller genom att slå ihop lätta atomkärnor (väte). Ordet kärnkraft kom i bruk efter negativ publicitet kring atombomberna i slutet av andra världskriget, men förekommer i svenska media först 1968. I ett kärnkraftverk använd man uran som bränsle. I Sverige används två typer av reaktorer, nämligen kokarreaktorer och tryckvattenreaktorer. I ett kärnkraftverk produceras elen genom att atomkärnor av uran klyvs. När kärnorna klyvs bildas värme, som i sin tur hettar upp vatten till ånga. Ångan driver en turbin, som i sin tur driver en generator där el alstras. Under 2012 levererade kärnkraften 38 procent av Sveriges totala elproduktion på 161,6 TWh
Vindkraft Vindkraft innebär produktion av elenergi som utvinns ur vinden. Vindkraft används numera över stora delar av världen för att producera el. Vindkraften är en form av omvandlad solenergi och drivs av vindarna som uppstår då jorden och dess atmosfär värms av solen. Uppvärmningen är ojämn, störst vid ekvatorn och minst vid polerna. Den varierar dessutom med årstiderna och molnigheten. Temperaturskillnaderna gör att lufttrycket skiljer mellan olika platser. Luften vill röra sig från det högre till det lägre trycket. Som en följd av jordens rotation förskjuts vindriktningen till att mer följa linjerna för lika lufttryck, isobarerna. Detta kallas för corioliseffekten. Vindenergin är en förnybar energikälla som i modern tid började utvecklas internationellt i mitten av 1970-talet. Denna utveckling har lett till en teknik med horisontalaxlade, propellerlika vindturbiner med tre vingar, vilka direkt eller via en kuggväxel driver en elgenerator. Tillämpningen för storskalig elproduktion till det nationella elnätet domineras av allt större anläggningar med turbindiametrar om 75 125 m på torn av ungefär samma storlek. De största verken används för havsbaserad vindkraft. För anläggningar utanför elnätet och i viss mån för enskilda fastigheter används betydligt mindre vindkraftverk. Vindens energi utnyttjas också som energikälla för segelbåtar och segelfartyg och för att spara bränsle på en del moderna fartyg
Solenergi Solenergi kallas den energi som kommer ifrån solens ljus. Det är tack vare solenergin som det finns liv på jorden. Utan värme från solen skulle jorden vara kall, och det är solenergin som driver växternas fotosyntes. Solen strålar ut en effekt på 4 10 26 W varav 1,7 10 17 W träffar jorden. På jordens avstånd från solen är effekten i genomsnitt under ett år 1350 W/m². Detta värde benämns solarkonstanten. Eftersom endast halva jorden är upplyst vid varje tillfälle och eftersom områden närmare polerna belyses med en allt flackare vinkel är den genomsnittliga energin som jorden tar emot betydligt lägre, 342 W/m². Av den strålning som träffar jordens atmosfär reflekteras 22,5 % direkt av atmosfären och moln medan 19,5 % absorberas här. Återstoden, 58 %, når jordytan, där 9 % reflekteras ut igen. Detta innebär att i snitt 49 % eller 168 W/m² av solenergin absorberas vid jordytan, för att senare stråla ut som svartkroppsstrålning. Detta värde varierar stort beroende på latitud och klimat. Solenergin är ursprunget till den energi som utvinns ur såväl fossila som biobränslen, vattenkraften, vindkraften och till viss del geotermisk energi. Solenergin står därmed för den största delen av såväl el- som värmeproduktion på jorden. Till undantagen hör till exempel kärnkraft och tidvattenkraft.
Värmepump En värmepump är en teknisk anordning som överför värme från en kall till en varm plats. Den skenbara verkningsgraden (värmefaktorn) i en värmepump kan nå upp till 500%. Tekniken i en värmepump är i princip densamma som i en kylanläggning. Den huvudsakliga skillnaden mellan dessa två är användningsområdet; värmepumpar används för uppvärmning, medan kylanläggningar används för kylning. En värmepump hämtar värme från marken, berggrunden, vattnet i en sjö eller från luften. Värmen distribueras till bostaden med hjälp av ett vattenburet värmesystem, ventilationssystemet eller genom varmluft. Har huset en låg energiförbrukning kan uteluft vara en alternativ värmekälla. Har huset en hög energiförbrukning kan värmekällan vara mark, berg, grundvatten eller sjö. I alla värmepumpar, utom luft-luftvärmepumpar, finns ett system som går in och producerar värme när värmepumpen inte räcker till. Detta kallas topplast eller tillskottsenergi. Det är oftast någon form av el-patron eller el-kassett, som går in och producerar värme, vanligtvis upp till 100 timmar per år.
Fossila bränslen Fossila bränslen bildades för flera miljoner år sedan fossil är förstenade döda djur och väster som blivit liggande på botten av sjöar och hav och med tiden täckts av avlagringar som sand och grus för att slutligen bli till sten samt till material som vi idag kan utvinna stora energimängder ur. Till fossila bränslen hör naturgas, olja och kol och idag används betydligt mer fossilt bränsle än vad som hinner bildas. Det bildas hela tiden nytt men det tar lång tid. Även torv räknas som fossila bränslen men är betydligt nyare än naturgas, olja och kol. Idag står fossila bränslen för den allra största delen av energiresurserna, sett över hela världen. Med tiden kommer det fossila bränslet att ta slut, dels genom att vi använder mer än vad som hinner återbildas men jakten på andra energikällor gör också att användningen av fossila bränslen kommer att fortsätta att minska.
Sammanfattning: Vattenkraft: Det är bra för att alltid finns vatten och vi får el. Det är inte miljö farligt. Den som är inte bra med vattenkraft är att det blir mindre fisk. Fossilt bränsle: Det som bra med den att den inte blir slut och vi kan fixa olja, kol, bensin. Den som är inte bra det är farlig för miljö. För att när vi använder den det blir för mycket koldioxid i luften. Värmepump: Det som är bra med den att luft finns överallt och är gratis. Man behöver varken borra i marken eller ha en stor tomt för att kunna utnyttja fördelarna med en luft/luftvärmepump. Pumpen är relativt lätt att installera men den kräver regelbunden filterrengöring. Den fungerar ju som en kontinuerlig dammsugare av inomhusluften. Det som är inte bra med den att behövs även el-, olje- pellets- eller vedeldning för att klara av uppvärmningen. Vindkraft: Det som är bra med den att den är förnybar. Den försurar och inte förstör miljön. Man släpper inte ut koldioxider. Det är ibland billigare än andra energikällor Vinden kommer aldrig ta slut. Nackdelar den måste stå på öppna områden, och det finna inte överallt. Den kan skada fåglar, det händer att de flyger in i propellern. Källor: Nettelblad Folke, Ekdahl Christer (2006)spektrum kemi, Liber Stockholm Hämtad 2014-2-12. Text och bild hämtad från http://sv.wikipedia.org/wiki/solenergi http://sv.wikipedia.org/wiki/vindkraft http://sv.wikipedia.org/wiki/k%c3%a4rnkraft http://no.wikipedia.org/wiki/varmekraftverk http://sv.wikipedia.org/wiki/vattenkraft http://www.compricer.se/wiki/fossila-branslen http://www.dahlstiernska.se/sve_kurser/nka/projekt/04_jon_leand_rich/vaxthuseffektenfiler/image004.jpg Text och bild hämtad 2014/4/29 http://www.vattenfall.se/sv/varmepumpar.htm http://sv.wikipedia.org/wiki/v%c3%a4rmepump Texten hämtad 2014/4/29 https://www.compricer.se/images/general/power/varmepump_432x334.png Bilden hämtad 2014/4/29