Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere"— Utskrift av presentasjonen:

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

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

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

4 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 Energiforbruk i husholdning
Pr innbygger Pr m2 boareal Kilde: (IEA) 1999. Kilde: Annual bulletin of housing and building statistics for Europe and North America (1996)

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

7 Klikk for å legge til en tittel

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

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

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

11 Forbruk og faktisk produksjon

12 Klikk for å legge til en tittel

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

14

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

16

17 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 Klikk for å legge til en tittel

19 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 = * 10 3 liter Ett år = ,54 * 10 6 sek. 3,14 * 10 6 * 1 * = l/s * km2 31,54 * 10 6 Benevning på NVEs isohydatkart

21 1 m3 vann som faller 427 m gir 1 kWh
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 = 427 1 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 Klikk for å legge til en tittel
13.00 – 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 Alternative Policy Scenario 2030
World - Predicted Power Generation Reference, Alternative Policy Scenario and Beyond the Alternative Policy Scenario (BAPS) TWh Reference Scenario 2030 Alternative Policy Scenario 2030 BAPS 2030 2004 Carbon capture and storage Source: IEA World Energy Outlook 2006

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

25 Gyldendals store konversasjonsleksikon – 1972 Brenselcelle
Hva er en BRENSELCELLE 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

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

28 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 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 CO2 (ved bruk av naturgass), samt nyttbar varme

30 SOFC cellereaksjon – virkemåte naturgass
SOFC cellen er tolerant for flere typer brensel, og ved bruk av naturgass vil CO konverteres til CO2 i prosessen Prosessen muliggjør fangst av CO2 Elektroder ledes fra den negative anoden til positiv katode, og genererer strøm ved påføring av ekstern last

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

33 OWEC Jacket Quattropod – July 2007

34 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 BKK Rådgiving AS

35 Energiproduksjon - vindkraft
Bruk av matematikk i hverdagen Energiproduksjon - vindkraft Den totale effekt i vinden som passerer ett tverrsnitt: P = ½**A*v3 Den maksimale effekt en turbin kan fange opp er P = Cp *½**A*v3 Cp= virkningsgrad Teoretisk maks 59,3 % Propellvirkningsgrad 50 % (bestpunkt) Total inkl el. virkningsgrad 46%

36 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 Klikk for å legge til en tittel

38 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 ) 80 70 Tilleggslast gass 17 GWh 60 Fjernvarme fra BiR 13 GWh Marginal tilleggsvarme 50 Tilleggsvarme MW 40 Marginal avf-energi Avfallsenergi 30 27 MW 20 10 100 200 300 Dager

39 FJERNVARME I BERGEN Nett (grøft) 50 km Kunder Varmeproduksjon
Store bygg 120 stk Enkeltboliger 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 GWh + Nye bygg GWh TOTALT i GWh Fjernvarmeutbygging i Bergen startet i 2000 og anlegget ble idriftsatt i 2003. Til nå er det lagt ned 100 km fj.varmerør og knyttet til 120 kundeanlegg (store bygg type konsernbygg BKK, Statoil, NSB..) og 350 eneboliger/rekkehus på Råvarden/Råstøl Hovedenergikilde til fjernvarmen er avfallsvarme fra forbrenningsanlegget i Rådalen. Anlegget gir 23 MW fjernvarme men vi produserer også el, ca 30 GWh pr år. Når det ikke er tilstrekkelig med avfallsvarme benyttes gass (LNG) (20MW) i kjelanlegget i teknisk sentral på Haukeland sykehus til spisslastproduksjon. El-kjeler på Haukeland kan også benyttes til fj.varme produksjon. Som reserve/sikkerhet er det installert 48MW oljekjeler i Rådalen. Utbygging av fjernvarme er konsesjonsbelagt og våren 2006 fikk BKK V konsesjon til også å bygge ut fjernvarme i Bergen sentrum. Omsetning i 2007 er ca 140 GWh. Veksten innenfor ”det gamle” konsesjonsområdet kommer ved at nye bygg etableres (Brannstasjon, Badeland, Kunsthøgskole, Ny videregående skole på Sørås osv….). I det nye konsesjonsområdet i Bergen sentrum er det eksisterende brukere av vannbåren varme som vil gi omsetningsøkningen. Eks. Grieghallen, Teateret, Hotel Norge osv….. Utbygging i sentrum er startet og til sommeren 2007 vil ledningsnett fra Lars Hillesgt. til Sentralbadet være satt idrift. Videre utbygging styres bl.a. av Bybaneprosjektet i Kaigaten. Det vurderes ikke som aktuelt å utvide konsesjonsområdet ytterligere. Videre vekst vil komme gjennom nybygging/rehabilitering av bygg innen for gjeldende område.

40 På kartet fremgår planlagt utbygging i Bergen sentrum
Rødt nett er bygget Oransje nett er under bygging ferig i løpet av første halvår 2007 Grønt nett skal bygges i løpet av 5-10 års periode.

41 Kogenerering Kollsnes
Kogenerering = samtidig produksjon av elektrisitet og varme 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

42 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 RONG NÆRVARME Varmepumpe (sjø) Olje som spisslast Energisalg 2,1 GWh
Investering 8,5 mill. kr Enovatilskudd 0,8 mill. kr Idriftsettes aug. 07 BKK Varme har i 2006 vedtatt å bygge et nærvarmeanlegg på Rong i Øygarden kommune. Varmen produseres i en sjø-varmepumpe med en oljekjel til spisslastproduksjon. Omsetning ca 2,1 GWh med en vekst til 2,7 GWh de kommende år. Kundene er i hovedsak offentlige bygg og institusjoner. Anlegget vil komme idrift august Prosjektet blir lønnsomt grunnet Enovatilskudd (0,8 mill.kr) og fordi kommunen stiller areal og grøftetraseer til disposisjon vederlagsfritt. BKK Varme har foreløpig ikke konkrete planer for flere slike utbygginger. BKK Varme vil i 2007 starte med kartlegging av mulige nærvarmeprosjekt i ”Stor Bergen”. Vi er allerede i dialog med Bergen Tomteselskap som fra sitt styre har fått pålegg om å utrede alternativ energiforsyning til nye tomte- utbyggingsområder. Det finnes også områder i Bergen (Åsane, Arna, Loddefjord) hvor energitettheten er høy, og hvor det burde være mulig å etablere nærvarmeanlegg. Energikilden til slike anlegg kan være gass, bio eller varmepumpe.

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

45 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 Salgsprisar pellets Bulk 22-33 øre/kWh Storsekk 33-40 øre/kWh
Småsekk øre/kWh (Prisar henta frå kursmateriell frå Energigården)

47 Varmeproduksjon – mindre skala

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


Laste ned ppt "Videreutdanning i naturfag for ungdomsskolelærere"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google