Vårt behov av energi Det moderna samhället använder enorma mängder energi. Vi behöver energikällor som producerar elektrisk ström och som ger oss värme. Bilar, båtar och flygplan slukar massor av bränslen. I Sverige får vi nästan all elektrisk energi från vattenkraft och kärnkraft, men den största delen av energin vi använder kommer från förbränning av olika bränslen. Gemensamt för dessa bränslen är att de innehåller grundämnet kol. vattenkraft 2% Fossila bränslen kärnkraft 5 % Fossil är förstenade rester av växter eller djur som levt för miljoner år sedan. Fossila bränslen är också rester av döda växter och djur. För ca 300 miljoner år sedan, då klimatet var varmare och fuktigare, var stora delar av jorden täckt med stora sumpskogar. När växterna dog begravdes de i sumpmarker och grunda sjöar. Där blev de övertäckta med sand och lera som förhindrade normal förmultning, eftersom luften utestängdes. Efterhand växte lerlagren och sandlagren i tjocklek och ökade trycket på växtresterna. Det bildades ko!. biobränslen 10% Världens energiförsörjning uppdelad på energikällor. Källa IEA. Olja och naturgas har bildats pä samma sätt, men oftast av växter och smådjur som levde i haven. Oljan finns idag långt nere i marken och är uppsugen i sandsten som vattnet i en tvättsvamp, medan naturgasen är samlad i täta håligheter som gasfickor. Ungefär 80 % av världens energiförsörjning kommer idag från fossila bränslen och förväntas göra så ytterligare några tiotal år. Med nuvarande förbrukningstakt beräknas kolet räcka ca 130 ar, oljan 40 år och naturgasen 60 år. De fossila bränslena är inte förnybara. Fossil av en ormbunke.
Förbränning av fossila bränslen När vi idag eldar med fossila bränslen är det de omvandlade resterna av förhistoriska växter och djur som brinner upp. Av koldioxid, vatten och solenergi byggde dåtidens växter upp energirika ämnen som också djuren kunde utnyttja. Det är denna lagrade solenergi som frigörs i form av värme när vi nu eldar med kol, olja eller naturgas. Utöver värme bildas också koldioxid och vatten. kolväte + syre ->. koldioxid + vatten + energi Luften får ta emot enorma mängder koldioxid. Eftersom de fossila bränslena bildades för så länge sedan är den koldioxid som kommer ut i luften från dessa bränslen orsak till att koldioxidhalten i luften ökar och bidrar till en ökad växthuseffekt. Bränsle (U) Ved " Torv Brun kol <1^^-_ -^ Stenkol Antracit Naturgas Eldningsolja B utan Bensin Propån Metan Väte Energimängd 15000 17000 20000 33000 35000 38000 42000 45000 46000 46000 49000 120000 Så här mycket energi ger 1 kg av några bränslen mätt i kilojoule (kj). Mängd koldioxid i kg 400 -^ 300 -l 200 -l 100 ^ kol olja naturgas Diagrammet visar hur många kilogram (kg) koldioxid som släpps ut i luften när man eldar med kol, olja och naturgas för att producera en energimängd på en megawattimme (MWh). ^..Afidim» -^^www. När man kört upp en full tank på 60 liter kommer avgaserna att innehålla 550 kg kvävgas, 140 kg koldioxid, 60 kg vattenånga samt 2 kg kväveoxider, kolväten och kolmonoxid.
Kol och olja innehåller ofta svavel och giftiga tungmetaller, exempelvis kadmium och kvicksilver. I förbränningsgaserna finns både svaveldioxid och kväveoxider. De verkar försurande på naturen. Moderna kol- och oljeeldade värmekraftverk renar sina rökgaser ganska effektivt, men det finns många äldre och mindre anläggningar i bruk med dålig eller ingen rökgasrening alls. Av de fossila bränslena är naturgas det renaste bränslet som också ger minst mängd koldioxid. f nyare kolkraftverk renas rökgaserna ganska bra från kväveoxider, svaveldioxid och sot, men inte från den osynliga koldioxiden som bidrar till ökad växthuseffekt. Det vita i röken är vatten av kondenserad ånga.
Biobränslen Ordet bio syftar på liv och med biobränslen menar man sådana bränslen som kommer från det levande växtriket. Biobränslen bildas vid de gröna växternas fotosyntes med hjälp av energi från solen. Av biobränslen kan man framställa biogas och alkoholerna metanol och etanol, som då också kan räknas som biobränslen. I framtiden när tillgången på fossila bränslen blir mindre, blir användningen av biobränslen ett av de viktigare alternativen. Fossila bränslen kommer så småningom att ta slut medan biobränslen hela tiden kan nybildas och kallas därför för förnybara energikällor. Trädbränslen Til) trädbränslen räknas ved och de rester skogsindustrin inte kan använda till virke och pappersmassa. Det gäller främst grenar, trädtoppar och bark som mals sönder till fils. Före industrialiseringen var ved vårt viktigaste bränsle, men när vi började utvinna olja och kol upphörde vedeldningen nästan helt. Idag ökar åter användningen av trädbränslen. På överflödig åkermark planteras snabbväxande skog, oftast pil eller sälg. På ca fyra år växer energiskogen upp till fem meters höjd varefter den huggs ner och mals till flis. Efter ytterligare fyra år har det växt upp ny skog som kan skördas på nytt. Träpellets av träflis, sågspån och hyvelspån är ett allt vanligare biobränsle.
Energigrödor Med energigrödor menar man sådana växter som kan odias på åkrarna och ge värdefulla bränslen när de skördas. Från majs, vete, potatis och sockerrör framställer man t. ex. etanol. Från oljeväxten raps tillsammans med metanol får man biobränslet rapsmetylester (RME). Etanol och RME kan minska användningen av bensin respektive dieselolja. Biogas Den mesta etanoien framställs idag av sockerrör som odlas i Brasilien. las När organiskt material som matavfall, växter och gödsel får förmultna utan tillgång till syre bildas biogas som består av ca 65 % metan och 35 % koldioxid. På soptippar där man täckt hushållsavfall med jord bildas med tiden biogas. Genom att slå ner rör i marken samlar man på större soptippar upp den biogas som bildas och använder den till bränsle. Det är viktigt att ta hand om den här gasen så att den inte läcker ut i luften och bidrar till ökad växthuseffekt. När matrester, gödsel och avfall från slakterier och reningsverk bryts ner i rötkammare utan lufttillträde bildas också biogas. Ett kilogram kogödsel kan t. ex. ge 25 liter metan och en ko producerar under ett år gödsel, som omvandlad till biogas motsvarar 200 liter eldningsolja. Utöver att bli bränsle för uppvärmning kan biogasen efter rening användas som motorbränsle. Man har gjort beräkningar vilka visar att det finns tillräckligt med avfall som kan räcka för att producera biogas till en halv miljon personbilar i Sverige. Bilden visar hur biogas kan framställas. Den fasta återstoden från rötkammaren används som gödsel till växterna.
Förbränning av biobränslen När vi eldar med biobränslen eller någon produkt som framställts av biobränslen frigörs den lagrade solenergin och vi får värme. Eftersom alla biobränslen innehåller kol och väte bildas koldioxid och vatten vid förbränningen. biobränsle + syre ->- koldioxid + vatten Koldioxid från biobränslen bidrar inte till en ökning av koldioxidhalten I luften. Mängden koldioxid som bildas vid förbränningen motsvarar den mängd koldioxid som växterna tog upp när de levde och växte. Biobränslen ger alltså inget extra tillskott av koldioxid i luften om man bara ser till att det planteras lika mycket skog och andra växter som man hugger ner. Däremot kan det vid förbränningen av biobränslen, liksom vid förbränningen av fossila bränslen, bildas andra skadliga ämnen som man måste rena rökgaserna från. ljus- och värmeenergi syre vatten koldioxid solenergi \ koldioxid vatten Biobränslen tar upp koldioxid från luften och vatten från marken när de växer. När biobränslen brinner frigörs samma mängd koldioxid som biobränslet tog upp från luften när det växte.