Miljökunskap våren 2010. Allmänbildande kurs. Motto: Tro inte på allt om miljön som står i tidningen!! Ta reda på information själv. - lagar principer teknologins roll Finlands kemikalielagstiftning finns på: http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=50806&lan=sv Och EU-kompendiet finns på nätet: http://web.abo.fi/fak/tkf/at/kurser/ Extra material att studera om världen, energin och avfallet. Fakta om världens befolkning u-land definieras som icke-oecd i-land som OECD ÅR...1850#####1950********1990****2008 Tidsdifferens: 100år 40år 17år Befolkning (mrd) 1,2 2,5 5,3 6,62 Ökning (milj/år) 90 71! Läskunniga 30% 80%! Analfabeter (mrd) 2 1! Spannmålsprod. per
u-landsmänniska 150kg 200kg 230kg Barn per u-landskvinna 6 barn 2,7 barn av vilka dör före vuxen ålder 3 barn 0,2 barn barndödlighet i u-land 50% 7 % Medellivslängd (år) i-land 40 år 65 år 75 år u-land 30 år 40 år 65 år! Sedan år 1950 har i u-länderna barndödligheten minskat, medellivslängden ökat, läskunnigheten ökat och svälten minskat. Alla förändringar till det bättre är mycket stora. Befolkningsexplosionen har minskat.
8 Antal barn per kvinna 7 1970-1975 6 2000-2005 1970-1975 5 1970-1975 1970-1975 1970-1975 4 3 2000-2005 2000-2005 2 2000-2005 2000-2005 1970-1975 2000-2005 1 0 Nigeria Indien Världen Brasilien Kina Tyskland Detta kallas för demografisk övergång, demographic transition http://www.youtube.com/watch?v=0dk3ml35nkk
antal döda per år Antal döda före fyllda 50 år i världen per år: Naturkatastrofer 100.000 (år 2010 inkl. Haiti 300.000), Malaria 3.000.000, Infektioner (TBC, lunginflammation, diarré, amöbor, blodförgiftning, AIDS) 10.000.000 12000000 10000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0 Det finns inte egentligen brist på sött vatten som kan renas i världen annat än lokalt (salt vatten är svårt att rena). Men det finns brist på RENT sött vatten. Smutsigt dricksvatten är en viktig orsak till dödlighet i infektionssjukdomar.
Genom byggandet av avloppsvattenreningverk har skogsindustrins vattenföroreningar som år 1965 (då JA började studera) minskats radikalt trots mångdublad produktion. Bra exempel på modern miljöteknologi. Här mera info om skogsindustrin: http://pohjolanorden.ngmedia.fi/uploads/metsaseminaari/pp%20a%20portin.ppt
Vedens värde från 1/2 milj hektar 400 350 300 250 200 Series1 150 100 50 0 papper cellulosa brännolja etanol stenkol Här ser man att energianvändning av ved är en nationalekonomisk ekonomisk katastrof jämfört med förädling till papper och cellulosa. Annat exempel är bilkatalysatorer. För i tiden blandade man tetraetyl-bly i bensinen och en enda bil släppte ut mera gifter än 100 bilar gör i dag. Men hur är det då med klimatfrågan? Denna hör inte till min undervisning, men följande vetenskapliga referens till den berömda tiningen Nature år 2005 kan vara intressant: Reference Moberg, A., Sonechkin, D.M., Holmgren, K., Datsenko, N.M. and Karlen, W. 2005. Highly variable Northern Hemisphere temperatures reconstructed from low- and high-resolution proxy data. Nature 433: 613-617.
Klimatet verkar variera kraftigt även oberoende av människans inverkan.
Finland använder energi enligt följande: Konsumtion av fossila bränslen i Finland. Enhet: miljoner ton oljeekvivalenter 1 Mtoe. 1 toe=41,868 GJ = 11,630 MWh. Figur 1. Olja i Mtoe/a, trafiken (2008) = 4 Mtoe/a. Totalt 10 Mtoe/a Figur 2. Stenkol i Mt/a, 1 t = 0,61 toe; 5,54 Mt = 3,38 Mtoe
Figur 3. Torv i MWh/a, 1 MWh = 0,08598 toe, 22.44 MWh = 1,93 Mtoe Figur 4. Naturgas i mrd kubikmeter/a, 1000 m^3=0,86 toe, 4.139.000.000 m^3 = 3,56 Mtoe
Alltså för Primärenergiproduktion år 2008 i Mtoe: Olja 10,00 Stenkol 3,38 Torv 1,93 Naturgas 3,56 Kärnkraft 5,74 Elimport 1,10 Övrigt 0,74 sum icke-förnybara 26,45 VATTENKRAFT 1,48 (inkl vind) SVARTLUTAR 3,66 INDUSTRIVED 2,35 SMÅVED 1,16 sum förnybara 8,65 Total sum 35.1 Officiellt skall till 2020 förnybara öka med 10 procentenheter (Finlands andel av EU:s mål) eller ca. 3 Mtoe per år, varvid någon/några andra källor måste minska med lika mycket. Sklogsindustrins minskade produktion 2010 gör att dessa siffror inte längre stämmer. Men storleksordningen kan vara bra att minnas.
Minskningsprocent, euro per ton CO2 Uppskattad reduktion av CO2 vid oljeersättning (grön) inkl. kostnader per reducerat ton CO2 (röd) enl. VTT,USA/PNAS,IEA, Ahlbeck 2007 160 140 120 100 80 60 40 20 0-20 -40 Flis och pellets FT-diesel, biomassa Etanol, Brasilien Palmoljediesel Rapsdiesel Veteetanol Kornetanol Ersättning av mineralolja med biobränslen (Flis och pellets, flytande bränslen tillverkade från olika råvaror).
Finlands torvområde 9 milj. hektar Utdikat 5 milj. ha Orörd torvmark 3 milj. ha. Naturskyddsområde 1 milj. ha Torvproduktion 0.055 milj. ha. Finland har större energiresurser i torv än vad Norge har i olja. Men torv anses vara ett fossilt bränsle. Kan ifrågasättas. Recoverable Peat "reserves" in Mtoe, about 10% of "resources". Duration of Finland's reserves at today's production of 2 Mtoe/yr = 1000/2 = 500 yr. 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Canada Russian federation USA Finland Sweden Norway Belarus GB+Ireland Det finns faktiskt ganska mycket torv i Finland!
FÖRSTA generationens flytande biobränslen: Etanol från spannmål, diesel från palmolja, etanol från sockerrör, etanol från sockerbetor. Råvaran okomplicerad, tekniken enkel. ANDRA generationens flytande biobränslen baserar sig på cellulosamaterial som INTE enkelt kan omvandlas till socker och sedan till alkohol. Tekniken är liknande den som tyskarna använde under 2. världskriget: Katalytisk hydrering gjordes av brunkolstjära men även av brunkol och stenkol uppslammade i olja. Kan tillämpas för torv, torvtjära, vede, och vedtjära. Problemet är att producera vätgasen på ett ekonomiskt sätt. http://en.wikipedia.org/wiki/friedrich_bergius Förgasning till H 2 och CO skapar en syngas från vilken sedan paraffiner (dieselolja, vaxer etc.) kan syntetiseras. http://en.wikipedia.org/wiki/fischer%e2%80%93tropsch_process Så här anser tyskarna att det kan göras: http://www.choren.com/de/biomass_to_energy/carbo-v-technologie/
Avfallförbränning diskuteras mycket. Här är en klassisk panna med rostförbränning (arinapoltto) likt den som finns i Åbo i Oriketo
För problemavfall måste man göra dyrare system och då blir energiutnyttjande betydligt lägre. Här ett system med roterande trumma motsvarande Ekokem i Riihimäki:
Fluidiserad bädd är det tredje systemet. Kräver bättre preparering av bränslet men har de lägsta utsläppen. Finns bl.a. i Norrköping.
Biogas diskuteras mycket. Slam från avloppsvattenrening och kreatursgödsel (svin, nöt) samt slakteriavfall kan enkelt jäsas anaerobiskt till biogas. Betydligt svårare är det om materialet innehåller cellulsafibrer och lignin: Den kemiska reaktioner ser ut så här: C 6 H 12 O 6 3CO 2 + 3CH 4 Men det hela är mera komplicerat än så: http://en.wikipedia.org/wiki/anaerobic_digestion
Biomassa är egentligen solenergi. Hur mycket får man per hektar? Det beror på grödan, klimatet, gödsling etc. etc. Rörflen (Reed Canary Grass) odlas på tömda torvmossar och nedlagda åkrar med EU-stöd. Växer bra och kan skördas med maskiner. Problem är hög askhalt vid eldning. Genomsnittlig skörd i energienheter: 2,6 toe/ha/a eller då 1 kg oljekvivalenter = 11,63 MWh blir det 30 MWh/ha/a Solen i Finland skiner som årsmedelvärde 110 W/m 2 eller 110*24*365*10000*10-6 = 9636 MWh/ha/a. Om man täcker 1 hektar med solpaneler med verkningsgraden 15% får man ut 1445.4 MWh/ha/a. Eller 124 toe per hektar och år. Det är ungefär 50 gånger mera energi än vad man får ut av att odla en hektar rörfel. Problemet är att solpanelerna kostar skjortan. Men det är inte samma enrgi man får ut. Rörflenet ger endast bränsle vars värde som värme är ca 10 euro per Megawattimme. På en hektar rörflen får man alltså 300 euro inkomst. Elen är värd 120 euro per Mwh. På en hektar solpaneler får man alltså 173.448 euro per år inkomst. Lyckas man höja verkningsgraden över 15% (möjligt) blir det ännu mera pengar. Det är äver 500 gånger mera pengar per hektar.