Velkommen til 2. dag på Engia

Presentasjon om: "Velkommen til 2. dag på Engia"— Utskrift av presentasjonen:

1 Velkommen til 2. dag på Engia
ARK 1 – kart over Engia står fremme når elevene kommer. God morgen . Sovet godt? Dere kom nokså langt i går med rapporten som skal inn til IEA. Dere leverte inn svar på spørsmål som hadde med energi og også energikildene vann og vind å gjøre. Som nevnt i går er rapporten delt i to deler. En del vil IEA bruke til å sjekke at dere har grunnleggende ferdigheter på plass og at dere jobber godt i team. Den andre delen vil bestå av mer konkluderende svar på noen viktige momenter. Dersom dere ikke har sett på poengsummene dagen før: Vi er vel omtrent halvferdig nå og da jeg så på resultatene så langt i går kveld så det slik ut: Det er jo slik at oppdragene belønnes med høye poengsummer, så ting kan endre seg raskt og det er bare å stå på! Jeg vil også minne om premien til årets beste forskerteam som er en belønning som alle i teamet får nyte godt av . Hva er fossilt brensel? Hva vet dere om fossilt brensel? Dialog med elevene. Mål: få elevene aktivt med. Vis aktuelle gjenstander underveis. I dag har de fleste samfunn gjort seg svært avhengige av fossilt brensel. 81 % av verdens energibruk kommer fra fossilt brensel. 67 % av verdens elektrisitetsproduksjon kommer fra fossilt brensel. Men hva er fossilt brensel? Kull, råolje og naturgass kaller vi fossilt brensel. Råolje og naturgass går også under navnet petroleum. Hvor finner vi råolje og gass? I reservoarer i berggrunnen under havet. Kan dere navnet på noen naturgasser? Metan, etan propan og butan. Hvor finner vi kull? I gruver på land. Har vi kullgruver i Norge? Ja, Svalbard. Store Norske Spitsbergen kullkompani utvinner dag i dag kull på Svalbard. Kullet sender vi til England eller Tyskland som er store på kullutvinning. Kull, olje og naturgass er karbonholdige stoffer. Dersom vi ser nærmere på molekylene i fossilt brensel, er alle på ulike måter satt sammen av grunnstoffene hydrogen og karbon. Disse organisk-kjemiske forbindelsene kaller vi hydrokarboner.

2 Hydrokarboner Olje, gass og kull består hovedsakelig av hydrokarboner.
Molekylsammensetningen avgjør hvilke produkter vi får. Kull, olje og naturgass er karbonholdige stoffer. Dersom vi ser nærmere på molekylene i fossilt brensel, er alle på ulike måter satt sammen av grunnstoffene hydrogen og karbon. Disse organisk-kjemiske forbindelsene kaller vi hydrokarboner. ARK 2 – hydrokarboner. Hydrokarbonene kan settes sammen på mange forskjellige måter, og molekylsammensetningen avgjør hvilke produkter vi får. Ill. Kåre Kullerud, UiT. Illustrasjon: Eureka! Naturfag for ungdomstrinnet.

3 Naturgass fargeløs brennbar gass som er dannet ved
nedbrytning av organisk materiale eksempler på naturgass: metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), butan(C4H10) Alle disse er hydrokarboner Naturgass er en fargeløs, brennbar gass, som også består av karbon og hydrogenatomer. Kjenner dere navnet på noen naturgasser? Metan, etan, propan og butan. Dette er metan, som er den minste og letteste gassen vi har. Viser et metan-molekyl bygd av molymod-sett. Den er satt sammen av ett karbon og fire hydrogen. Bytter jeg ut et hydrogen med enda et karbon og fyller på med hydrogen har jeg etan. Slik kan jeg fortsette å bygge større hydrokarboner. Har jeg en lang rekke eller kjede av hydrokarboner har jeg olje. Eller en ring, den heter benzenring. Bygger jeg et flak eller mer sammensatt klump så har jeg kull. Slik er det sammensetningen og størrelsen av hydrokarbonene som avgjør hvilket stoff jeg har.

4 Råolje Utseende og sammensetning varierer
etter hvor oljen er hentet opp fra. Hydrokarbonene i råolje er tyngre og større enn i naturgass. Råolje, er en flytende blanding av hydrokarboner, og den kan finnes sammen med naturgass i reservoarer under havbunnen. Råoljen har en veldig sammensatt blanding av et stort antall kjemiske forbindelser, og sammensetningen vil variere fra felt til felt. Vise ulike oljeprøver til elevene. Utenom de rene hydrokarbonene inneholder råolje også forbindelser hvor andre grunnstoffer er med. Som f.eks. svovel, nitrogen, oksygen.

5 Kull fast materiale med høyt innhold av karbon høyt energiinnhold
dannet fra ulike typer organisk materiale den beste kvaliteten på kullet befinner seg ofte flere hundre meter under bakken Kull er et fast, svart eller brunsvart materiale med høyt innhold av karbon. Kull har også et høyt energiinnhold og blir derfor brukt som energikilde i kullfyrte strømproduserende energiverk. Kull er dannet enten naturlig eller kunstig fra organisk materiale. Brunkull og steinkull er eksempler på naturlig dannet kull. De er dannet av torv og plantemateriale. Trekull derimot er eksempel på et kull som kan lages ved kraftig oppvarming av ved, og består kjemisk av rent karbon. Brun- og steinkull består av organiske stoffer hvor det er mest av grunnstoffet karbon, men i tillegg finnes gjerne oksygen og hydrogen, og små mengder nitrogen og svovel. Kilde: Store norske leksikon

6 Råolje og naturgass ligger ikke i undersjøiske sjøer eller huler, men er lagret i bergarter med spesielle egenskaper. Disse kaller vi reservoarbergart. Sandstein er et eksempel på en reservoarbergart. Sandstein sendes rundt til elevene. Elevene beskriver sandsteinen. Sandkornene i sandstein kan sammenlignes med klinkekuler i et begerglass. Newton-lærer demonstrerer hvor oljen er i steinen ved å helle vann i begerglasset med klinkekuler. Elevene diskuterer hvordan modellen beskriver sandsteinen fylt med olje. Newton-lærer (NL) bruker animasjonen 3. olje og gass blir dannet sammen med et ”snakkekonsept” (se manus eller nede på denne siden). Parallelt sender NL rundt sandstein slik at elevene får kjenne på denne bergarten. ‐ For 100‐600 millioner år siden var det masse plante‐ og dyreplankton i havet. (Plankton er en fellesbetegnelse for alger, larver og mange andre smådyr som driver fritt med vannmassene). ‐ Etter hvert som disse organismene døde sank de ned på havbunnen. Der ble de dekket av lag med sand og leire som elvene førte med seg ut i havet. Gjennom millioner av år ble lagene opptil flere tusen meter tykke. ‐ Det høye trykket fra de øverste lagene gjorde at de nederste lagene med sand og leire ble presset sammen til bergarter. Jo lenger nedover i lagene en kommer, desto høyere er både trykket og temperaturen. ‐ Under disse lagene var det ikke noe oksygen, og det førte til at det organiske materialet som lå der ikke råtnet. Trykket, temperaturen og mangelen på oksygen gjordet at materialet ble omdannet til olje og gass. Rester av planter og dyr som levde for millioner av år siden kaller vi for fossilt materiale. Kull, olje og gass er fossilt materiale. ‐ Gjennom mange, mange år gjør bevegelser i jordskorpa at den endrer seg. Noen steder skyves fjellkjeder opp, andre steder synker områder ned i havet. Disse bevegelsene gjør at olje og gass blir presset gjennom sedimentære bergarter. Sedimentære bergarter er fulle av små hull som olje og gass kommer gjennom. Tette bergarter fungerer som et tak. Slik blir olje og gass fanget i lommer i fjellet. Dette kaller vi oljefeller. Det hender at oljen og gassen ikke blir stoppet av tette bergarter, og da kan de bli presset helt opp til jordoverflata. ‐ (Fiskum/Steineger, 2006)

7 Gjennom mange, mange år gjør bevegelser i jordskorpa at den endrer seg
Gjennom mange, mange år gjør bevegelser i jordskorpa at den endrer seg. Noen steder skyves fjellkjeder opp, andre steder synker områder ned i havet. Disse bevegelsene gjør at olje og gass blir presset gjennom porøse bergarter. Porøse bergarter er fulle av små hull som olje og gass kommer gjennom. Tette bergarter fungerer som et tak. Send rundt takbergarten. Slik blir olje og gass fanget i lommer eller oljefeller. Det hender at oljen og gassen ikke blir stoppet av tette bergarter, og da kan de bli presset helt opp til jordoverflata. Viten.no

8 Sitat fra artikkel: Disse bildene er slike som geologer får stjerner i blikket av. Ikke fordi vi ser at det er olje og gass der, men fordi vi ser at det kan være olje og gass der, sier Nyland, som selv er geolog… Dette er kjent geologi, med strukturer og feller som vi ser andre steder på norsk sokkel. Nå er det bergartene som er det store spørsmålet, sier Nyland. --- Den delen av det sørlige Barentshavet som i fjor sommer ble en del av norsk kontinentalsokkel kan inneholde betydelige olje- og gassressurser. Kunnskapen om slike ressurser er svært begrenset, og Regjeringen har derfor satt av 180 millioner kroner til seismikkinnsamling i nord i sommersesongene 2011 og 2012.”

9 Nils Kr. Rossing

10 Hydrokarboner som energikilde
Alle hydrokarboner brenner når de blir antent Jo kortere kjede med C-atomer, jo lettere blir hydrokarbonet antent Fossilt brensel består som tidligere nevnt av hydrokarboner. ARK 8 – hydrokarboner som energikilde. Alle hydrokarboner brenner når de blir antent. Jo kortere kjede med C-atomer, jo lettere blir hydrokarbonet antent. Ta denne vedkubben. Gjennom forbrenning av denne frigjøres energi og vi får varmeenergi. En vedkubbe er ikke fossilt brensel. Men prosessen er den samme. .

11 Hydrokarboner som energikilde
Blandingen av oktan og oksygen er en eksplosiv blanding. Her ser vi den venstre siden av den kjemiske reaksjonen som skal skje: 2 C8H O2 = (TRYKK TIL NESTE BILDE) 16 CO H2O + varme (energi). Energi blir frigitt i form av varme. Denne energien kan brukes for å gi varme i et hus, fart til en bil og mange andre ting. Kilde: Ill. Kåre Kullerud

12 Hydrokarboner som energikilde
Blandingen av oktan og oksygen er en eksplosiv blanding. Her ser vi den venstre siden av den kjemiske reaksjonen som skal skje: 2 C8H O2 = (TRYKK TIL NESTE BILDE) 16 CO H2O + varme (energi). Energi blir frigitt i form av varme. Denne energien kan brukes for å gi varme i et hus, fart til en bil og mange andre ting. Kilde: 2 C8H O2  16 CO H2O + varme Ill. Kåre Kullerud

13 Dampdrevet energiverk
Hvilke kilder bruker dere i Norge og Danmark til produksjon av elektrisk energi? Norge vann. Danmark kull, men skiller seg også ut som det landet som har forholdsvis stor strømproduksjon gjennom vindturbiner. Hva bruker dere i Iran, Polen, Jemen og Frankrike? Gass, kull, olje og kull. Felles for disse energiverkene er at de har en turbin som drives rundt og som igjen driver en generator. ARK 10 - Energiverk Her ser dere en illustrasjon av et dampdrevet energiverk. Altså ulike brenslet kan brukes. Hva driver generatoren? Damp under trykk.

14 Vannenergiverk Hvilke andre typer kraftverk finnes det?
Hva driver generatoren i et vannenergiverk?

15 Vindenergiverk Enn i et vindenergiverk?
Dere skal nå få jobbe med små dampdrevne energiverk. Hver gruppe får to hver; et med stempelmotor og et med turbin.

16 Dampdrevet energiverk
Hvilke kilder bruker dere i Norge og Danmark til produksjon av elektrisk energi? Norge vann. Danmark kull, men skiller seg også ut som det landet som har forholdsvis stor strømproduksjon gjennom vindturbiner. Hva bruker dere i Iran, Polen, Jemen og Frankrike? Gass, kull, olje og kull. Felles for disse energiverkene er at de har en turbin som drives rundt og som igjen driver en generator. ARK 10 - Energiverk Her ser dere en illustrasjon av et dampdrevet energiverk. Altså ulike brenslet kan brukes. Hva driver generatoren? Damp under trykk.

17 Lagring av CO2 i berggrunnen
Ill. Øyvind Hagen

18 Snøhvitfeltet Skal lagre 700 000 tonn CO2 per år
Et eksempel av ulike metoder å lage CO2 er Snøhvitfeltet i Norge; verdens nordligste gassfelt til sjøs. Gassen sendes til land gjennom en 143 km lang rørledning, inn til Melkøya utenfor Hammerfest. En egen rørledning sørger for at CO2 fra Melkøya-anlegget sendes tilbake til Snøhvit-feltet. Der lagres den i et egnet geologisk lag av porøs sandstein kalt Tubåen-formasjonen. Denne strukturen ligger 2500 meter under havbunnen og under de gassførende lagene på Snøhvit. En skiferkappe ligger over sandsteinformasjonen og sørger for at CO2-gassen holder seg nede i undergrunnenCO2 er i flytende form når den blir ført i rørledningen til sandsteinformasjonen. Over tonn CO2 skal hvert år lagres på denne måten. Dette tilsvarer utslippsmengden fra biler per år. Et eget overvåkningsprogram er etablert for å undersøke hvordan CO2 oppfører seg i reservoaret. Dette er delvis finansiert av EU. Statoil er operatør for utbygging og drift av Snøhvit. Gassproduksjonen startet i oktober 2007 og den første CO2 ble injisert i reservoaret i april Kilde: Statoil ; Skal lagre tonn CO2 per år