Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

11 Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere Temadag om energi Jostein Matre BKK Rådgiving AS.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "11 Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere Temadag om energi Jostein Matre BKK Rådgiving AS."— Utskrift av presentasjonen:

1 11 Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere Temadag om energi Jostein Matre BKK Rådgiving AS

2 21 Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere Temadag om energi Jostein Matre BKK Rådgiving AS Om Energiproduksjon. Europa – Norge – Hordaland BKK og vår vannkraftproduksjon. Forklaringer til teknologien. Beregninger. Fra vannstrøm til elektrisk strøm. Hvordan produseres strøm fra vannkraft? (Nedbør > tilsig > magasin > vannveien > inntaket > trykksjakten > turbinen > aggregatet.). Beregninger. Morgendagens energiproduksjon med vekt på BKK og teknologi (vind, bio, gasskraft, fjernvarme/nærvarme, brenselcelle, kogenerering, varmepumpe, m.m.). Teknologisk tema: Kogenerering. Forklaringer til teknologien. Beregninger. Realistiske regneoppgaver kan utarbeides etter ønske

3 31 Norge – utvikling i etterspørsel Økt med 65 % på 25 år, eller ca. 2 TWh/år ! Økt med 65 % på 25 år, eller ca. 2 TWh/år ! Vekst i dag 0,8 % til alm. forbruk

4 41 Norge er et spesielt energiland Vi er det land som: bruker mest fornybar energi –50 % mot ”normalt” 5 % bruker mest - størst andel - elektrisitet –50 % mot ”normalt” 20% bruker mest el til oppvarming har laveste elpriser

5 51 Energiforbruk i husholdning Kilde: (IEA) Kilde: Annual bulletin of housing and building statistics for Europe and North America (1996) Pr innbygger Pr m 2 boareal

6 61 Tabell 6:Energibruk boliger - utvikling over tid (kWh/m2) Kilde:(NOU 1998: 11) Type boligkWh/ m2 og år _______________________________________________ Snitt boligerca.210 Bolig bygget omkring Bolig bygget omkring Bolig bygget omkring Bolig bygget etter 1997 (BF 97)150 Lavenergihus med dagens teknologi 80 "Superhus" 30

7 71 Klikk for å legge til en tittel

8 81 Spesifikt energiforbruk per capita totalt og pr sektor (kWh) Kilde: ENERGY BALANCES OF OECD COUNTRIES, , IEA 1999 LandTotalt Industri Transp Øvrig Husholdn. Norge Sverige Danmark Finland Nederland

9 91 Vannkraftproduksjon og tilsig Strøm er ferskvare – den må produseres i det øyeblikk vi trenger den

10 101 Norsk kraftproduksjon og forbruk - fastland Prod. i et normalår Production and consumption offshore ~ 10 TWh/year Nedbørfattig år Nedbørrikt år

11 111 Forbruk og faktisk produksjon

12 121 Klikk for å legge til en tittel

13 131 Utbygd og nyttbar vannkraft i Norge fra NVEs statistikk for 1997 FylkeUtbygd Kons. Rest VernetTotalt gitt utbyggb. potensiale Hordaland Nordland Sogn og Fjordane Telemark Hele landet

14 141

15 151 Statnett: Områder der svært anstrengte kraftsituasjoner er sannsynlig: Trøndelag/Møre Vestlandet - Bergensområdet - BKK-området Sør-Norge Aktuelle forsterkninger Sima – Samnanger 420 kV Mongstad – Kollsnes 300/132 kV Samnanger – Arna 300 kV Modalen – Mongstad – Kollsnes 300 kV Mongstad

16 161

17 171 Klikk for å legge til en tittel Energiproduksjon i Norge i dag med vekt på BKK og vår vannkraftproduksjon. Forklaringer til teknologien. Beregninger. (Jostein Matre)

18 181 Klikk for å legge til en tittel

19 191 Ny vannkraft Tilsig i området Størrelse på nedbørfelt Plassering av inntak Plassering av kraftstasjon Utforming av anlegget Beregning av produksjon Beregning av kostnader Utbyggingspris Beslutning om utbygging

20 Bruk av matematikk i hverdagen 3140 mm nedbør pr år tilsvarer pr km2 : 3,14 m * 1000 m * 1000 m = 3,14 * 10 6 m3 1 m3 = 1000 l = 1 * 10 3 liter Ett år = 31,54 * 10 6 sek. 3,14 * 10 6 * 1 * 10 3 = 100 l/s * km2 31,54 * 10 6 Benevning på NVEs isohydatkart

21 Effekt N ( kW ) = 9,8 *  * Q * Hn der  = virkningsgrad Q = vannmengde i m3/s H = netto fallhøyde Gitt at  = virkningsgrad = 0,86 og fallhøyden H = m3 vann som faller 427 m gir 1 kWh 1000 mm nedbør gir 1 mill m3 vann pr km2 som gir 1 mill kWh / km2 når fallhøyden er 427 m

22 221 Klikk for å legge til en tittel – 13.30: Morgendagens energiproduksjon med vekt på BKK og teknologi (vind, bio, gasskraft, fjernvarme/nærvarme, brenselcelle, kogenerering, varmepumpe, m.m.). Teknologisk tema: Kogenerering. Forklaringer til teknologien. Beregninger. (Jostein Matre)

23 231 World - Predicted Power Generation Reference, Alternative Policy Scenario and Beyond the Alternative Policy Scenario (BAPS ) Source: IEA World Energy Outlook 2006 TWh Reference Scenario 2030 Alternative Policy Scenario BAPS 2030 Carbon capture and storage

24 241 EU - Predicted Power Generation from Other Renewables Reference and Alternative Policy Scenario TWh Source: IEA 2006

25 Gyldendals store konversasjonsleksikon – 1972 Brenselcelle Elektrokjemisk generator som omdanner kjemisk energi direkte til elektrisitet og som skiller seg fra vanlige akkumulatorer ved at de reagerende kjemikalier tilføres kontinuerlig i stedet for å være lagret på elektrodeplatene. Utnyttelsesgraden øker vanligvis med belastningen, og ligger mellom 50 – 80 %. Første bemannede romferge som brukte brenselcelle var Gemini 5 som ble skutt opp i Cellen veide 31 kg og leverte opp til 1 kW med en spenning på ca 25 Volt Hva er en BRENSELCELLE

26 261 The BKK-pilot – our first prototype Complete CHP plant Planar technology for compactness Unique stack technology for high power density and long life time Realistic environment Europe (World)’s first complete planar ceramic SOFC CHP plant BKK-pilot

27 271 Brenselcelle - prinsipp Kjemiske reaksjoner i en brenselcelle Anodesiden: 2H2 => 4H+ + 4e- Katodesiden: O2 + 4H+ + 4e- => 2H2O Netto reaksjon: 2H2 + O2 => 2H2O H H H2H2 H + = atomkjernen = proton e - = elektron Membran slipper igjennom proton og tvinger elektron til å ”gå” rundt

28 281 Brenselcelle - prinsipp Hydrogen er en bestanddel av drivstoffet i alle celler Ulike celler opererer med ulike temperaturer, ulike drivstoff og ulike membraner/elektrolytter. De elektrokjemiske reaksjonene er noe forskjellige

29 291 SOFC brenselcelle – tilførsel av luft og brensel Koblingselementene har kanaler som separat leder brensel (naturgass, etc.) inn på anodesiden, og luft inn på katodesiden av brenselcellen Den kjemiske reaksjonen i cellen foregår ved høy temperatur ( °C) og produserer strøm over de to koblingselementene (tilsvarende et batteri) Avfallsprodukter fra prosessen er vann og CO 2 (ved bruk av naturgass), samt nyttbar varme

30 301 SOFC cellereaksjon – virkemåte naturgass SOFC cellen er tolerant for flere typer brensel, og ved bruk av naturgass vil CO konverteres til CO 2 i prosessen Prosessen muliggjør fangst av CO 2 Elektroder ledes fra den negative anoden til positiv katode, og genererer strøm ved påføring av ekstern last

31 311 SOFC stackreaksjon – virkemåte naturgass Ved seriekobling av celler i stack ledes elektronstrømmen videre mellom cellene via keramiske koblingselementer Prosessen er tilsvarende for hver celle, og spenningen bygges opp serielt Ved tilførsel av naturgass som brensel vil CO konverteres til CO2 og transporteres til eksos sammen med vann Spenning for illustrert stack er ca. 2 x 0,7V = 1,4V Strømkollektorer i begge ender av stack fungerer som poler på et batteri

32 321 Brenselceller og annen strømproduksjon Tradisjonell produksjonsprosess for energi ved forbrenning Propduksjonsprosess med brenselcelle (Fuel Cell)

33 OWEC Jacket Quattropod – July 2007

34 341 BKK Rådgiving AS Vindkraft - ressurstilgang Energiutbyttet øker med vindhastigheten i 3dje potens Anslag over nyttbart potensiale i Norge ligger fra 12 TWh og oppover mot 140 TWh. Totalt potensiale er anslått til 480 TWh av NVE

35 Bruk av matematikk i hverdagen Energiproduksjon - vindkraft Den totale effekt i vinden som passerer ett tverrsnitt: P = ½*  *A*v 3 Den maksimale effekt en turbin kan fange opp er P = Cp *½*  *A*v 3 Cp= virkningsgrad Teoretisk maks 59,3 % Propellvirkningsgrad 50 % (bestpunkt) Total inkl el. virkningsgrad46%

36 361 Kogenering Samtidig produksjon av varme og el i en motor Driften styres av behovet for varme El-produksjonen er et ”avfallsprodukt” For å kunne avskrive investering og faste drifts-kostnader er det viktig med lang driftstid. Rolls Royce ( tidl. Ulstein Vickers ) produserer kogenereringsanlegg

37 371 Klikk for å legge til en tittel

38 381 Fjernvarme- behov for tilleggsenergi ved lastøkning Situasjonen ved en økning fra 157 GWh til 184 GWh som er forventet utvikling fra 2007 til ( 3 GWh tap ) Dager MW Marginal tilleggsvarme Tilleggsvarme Marginal avf-energi Avfallsenergi 27 MW Fjernvarme fra BiR 13 GWh Tilleggslast gass 17 GWh

39 391 FJERNVARME I BERGEN Nett (grøft) 50 km Kunder Store bygg120 stk Enkeltboliger 350 stk Varmeproduksjon Avfall(Rådalen)23 MW Gass (Haukeland)20 MW El(Haukeland)20 MW Olje(Rådalen)48 MW Fjernvarmesalg Budsjett for GWh + Nye kunder i sentrum 50 GWh + Nye bygg 50 GWh TOTALT i GWh

40 401

41 411 Kogenerering Kollsnes Byggetrinn I = 3,4 MW Tilpasset tonn LNG / år Byggetrinn II = 6,8 MW Tilpasset tonn LNG / år Virkningsgrader : ca 43 % elektrisk og knapt 90 % totalt Kogenerering = samtidig produksjon av elektrisitet og varme

42 421 MILJØGEVINST FJERNVARME I 2020 KAN fjernvarme gi reduksjon i utslipp pr år. med: - CO tonn - SO kg - NOx kg - Støv kg Tilsvarer eksos fra biler med kjørelengde km.

43 431 RONG NÆRVARME Varmepumpe (sjø) Olje som spisslast Energisalg 2,1 GWh Investering 8,5 mill. kr Enovatilskudd 0,8 mill. kr Idriftsettes aug. 07

44 441 Ulike former for bioenergi Biomasse frå skogbruk og skogsindustri Biomasse frå jordbruk, husdyrhald og agroindustri Biomasse frå torv Biomasse frå salt- og ferskvatn Biomasse frå menneske Faste: Flis Ved Pellets Brikettar Trekol Gassformige Flytande Transport Kraft Kraft/varme Varme Biologiske: Fermentering Rotning mm Termokjemisk: Karbonisering Pyrolyse Gassifisering Mekanisk: Kapp/kløyving Flising Pressing Tørking Ressursar Omforming/ forbehandling BrenselSluttbruk

45 451 Pellets Pellets er små sylindriske enheter med en diameter mindre enn 20 mm, laget av komprimert/presset og tørket biomateriale. Standard diameter er 6, 8 og 12 mm. Råstoffet utgjøres stort sett av sagflis som tørkes til 9 % eller lavere fuktighet (Fr) og deretter males til fine partikler. På grunn av de små dimensjonene får pellets tilnærmet samme håndteringsegenskaper som fyringsolje og gjør den ideell å transportere i bulk for større transporter eller i storsekk og småsekk ved mindre transporter. Mest vanlig å omsette i småsekk eller bulk. Brennverdi 4,7 - 4,8 kWh/kg

46 461 Salgsprisar pellets Bulk22-33 øre/kWh Storsekk33-40 øre/kWh Småsekk40-50 øre/kWh (Prisar henta frå kursmateriell frå Energigården)

47 471 Varmeproduksjon – mindre skala

48 481 Oppsummering bioenergi Voss Fjernvarme –utbygging av nærvarmenett på Voss basert på varme frå grunnvatnet Ressursgrunnlag og økonomi framleis usikkert. Voss energi har bestilt utgreiing om bioenergiløysing og kvalitetssikring av grunnvarmepotensiale. Samkøyring av økonomidata og utarbeiding av forslag til intensjonsavtale planlagt ila hausten. BKK Varme har delteke på internt møte, og ventar på avklaring frå sitt styre. Odda Biogass – utbygging av anlegg for avfallsbasert metanproduksjon Forprosjektrapport på norsk og engelsk motteken 22/3. Dersom BKK ynskjer vidare engasjement i prosjektet, skal etablering av utbyggings- og driftsselskap skje i samråd med BKK, og BKK vil få rett – men ikkje plikt – til å tre inn som aksjonær med minimum 34% av aksjene. Jamnleg kontakt med BioPlan, men inga utvikling til no grunna ressursmangel hjå BioPlan. Kommunen har enno ikkje avgjort handtering av slam, og vi har ikkje pressa. Granvin Nærvarme – utbygging av nærvarmenett basert på flis frå Granvin Bruk Forslag til forprosjekt oversendt kommunen 15/3. Jamnleg kontakt med kommunen, som no får utarbeidd Energi- og Miljøplan frå Vestnorsk Enøk (venta ferdig innan jul). Planen er føresetnad for å få prosjektstøtte frå Enova, og prosjektstøtta ein føresetnad for forprosjektet.

49 491 Kostnader for ny kraft - grunnlast Sammenstilling med spotpriser og forwardpriser på Nordpool og Endex


Laste ned ppt "11 Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere Temadag om energi Jostein Matre BKK Rådgiving AS."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google