Bläddra till nästa sida
Olika sätt att ta till vara på energin
För att vi ska kunna tillgodogöra oss energin krävs inte bara att det finns tillräckligt mycket av den, utan den ska även vara i rätt form, på rätt plats och i rätt tid. I flera fall innebär det att energin måste transporteras långa sträckor. Den måste lagras, förädlas och omvandlas innan vi kan utnyttja den. Detta kallas för ett energisystem.
Hela världen är t ex ett energisystem, Sverige ett annat och huset där du bor är ett tredje.
I energisystemen distribueras ener- gin på olika sätt. El är ett sätt att dis- tribuera energi och varmvatten i ele- ment är ett annat.
För att framställa el använder vi huvudsakligen två sätt. Det ena är att omvandla lägesenergi till el, i t ex ett vattenkraftverk. Det utnyttjar kraften i det vatten som rinner/faller för att sätta snurr på en turbin som driver en generator. Ett vindkraftverk som ut- nyttjar luftens rörelse- och tryckenergi är ett annat exempel på omvandling av lägesenergi till el.
Det andra är att omvandla värme- energi till el. Genom att förånga vatten sätts en turbin i rörelse som i sin tur producerar el. För att koka vatten till ånga används i dag uran, olja, kol, gas, torv, biobränslen och sopor.
A
B
C Generator
Radiator
Fjärrvärme- ledning
Kondensor
Varmvattenberedare Ångpanna
Turbin
K R A F T V E R K
Den värme som inte kan utnyttjas kyls bort med havs- eller sjövatten.
Kondenskraftverket utnyttjar alltså inte den del av ångans energi som finns kvar efter att den gått igenom turbinen. Detta gör att man inte utnyttjar mer än ca 45 procent av den energi som finns i bränslet.
Ett kondenskraftverk producerar el genom att utnyttja värmen som bildas vid förbränning av olika bräns- len. Som bränsle används olja, kol, gas, torv, biobränslen, sopor och avfallslutar (från massatillverkning).
Även kärnkraftverk är en sorts kon- denskraftverk.
Kondenskraftverk gör el av värme
I Sverige används oljeeldade kon- denskraftverk endast när produktio- nen av el från vattenkraft, kärnkraft och kraftvärme inte räcker till. Det sker t ex vid kalla vinterdagar, torr- år eller vid driftstörningar. Orsaken är att dessa är dyrare i drift samt sämre för miljön.
K R A F T V E R K
lokaler via kommunala fjärrvärme- nät (se sid 30).
I kraftvärmeverket kan upp till 90 procent av bränslets värmeinnehåll utnyttjas jämfört med bara 40–50 procent i ett kondenskraftverk.
Utbyggnadstakten av kraftvärme i Sverige är låg, men antas öka i fram- tiden på grund av dess höga energi- utnyttjande.
Ett kraftvärmeverk, som kallas mot- trycksverk, liknar ett kondenskraft- verk. Den stora skillnaden är att ett kraftvärmeverk förutom el också producerar varmvatten för att ge värme till industrin, eller till hus och
Kraftvärmeverk ger både el och värme
tar in bränsle och en turbin som tar tillvara energin i avgaserna. En gas- turbin når full effekt inom fem minu- ter! Den korta starttiden är väldigt användbar om det uppstår oväntade En gasturbin kan drivas med natur-
gas, olja eller förgasat kol. Den består av en kompressor som kom- primerar (trycker ihop) förbrän- ningsluften, en brännare som spru-
Gasturbin – från 0 till 100 på fem minuter
störningar i elförsörjningen, till exempel i samband med stormska- dor på kraftledningar och driftstopp vid kärnkraftverken.
I Eskilstuna finns Sveriges modernaste kraftvärme- verk. Det togs i bruk den 13 december 2000 och har som traditionen bjuder namn efter startdagen – Lucia.
Anläggningen är flis- eldad och har en ny typ av generator, Powerformer, som levererar elen direkt till högspänningsnätet.
Därigenom minskar energiförlusterna.
1
2
3
Vid kraftverket finns en transformator (1) som ökar spänningen från 10 000 volt till 220 000 eller 400 000 volt innan elenergin förs ut på stamnätet (2). Detta görs för att minska ener- giförlusterna vid överföringen.
Stamnätet fungerar som elens
E L E N S
V Ä G
Vilken väg tar elen till dig?
F A K T A
VAD HÄNDER I LEDNINGEN?
El är en ström av elektroner. När elektronerna rör sig genom en led-
glöda. Värmen beror på att elektro- nerna knuffar till varandra så att dessa kommer i dallring. Atomerna avger då energi som vi märker av som värme och i en del fall också som ljus. Ju fler elektroner som
Glödlampans glödtråd består av en extra smal ledning där elektronerna möter stort motstånd. Därför värms tråden upp så kraftigt att den blir glödande och avger energi både som värme och ljus. Har du någon-
egen motorväg och har anslutningar till många stora kraftverk.
När strömmen är framme i ut- taget hemma hos dig (3), har den passerat flera stationer som minskat spänningen igen, till en nivå som är lämplig att använda i bostäder, industrier mm.
El kan inte lagras. Den pro- duceras i samma ögonblick som den når ditt eluttag. Du kan bo hundra mil från kraftverket, elen kommer alltid fram samtidigt som den produceras!
Vilken väg tar då elen för att nå fram till dig?
E L E N S
V Ä G
Vatten i norr – kärnkraft i söder
F A K T A
ÄR ELEKTRISKA OCH MAGNETISKA FÄLT FARLIGA?
Elektriska och magnetiska fält upp- står både kring kraftledningar och elapparater. Tätt intill apparater, som hårtorkar och dammsugare kan magnetfälten till och med vara större än under en kraftledning.
Myndigheterna rekommenderar dock att man ska vara försiktig och undvika att förlägga t ex bostäder och skolor nära kraftledningar.
Ännu finns inga entydiga veten- skapliga svar på frågan om elektro- magnetiska fält är farliga. Många forskningsprojekt pågår.
Parallellt med forskningen om eventuella faror kring elektriska och magnetiska fält pågår arbeten för att minska magnetfälten kring högspänningsledningar.
Datorer konstrueras numera på ett sätt så att de elektriska och magnetiska fälten kring skärmen minskar.
Vindkraften produceras mest längs kusterna, men utgör en mycket liten del av vår elproduktion. Kraft- värmeverk finns i många städer, samt några kondenskraftverk som utnytt- jas som reservkapacitet under kalla vinterdagar då elbehovet är extremt stort och vid torrår.
INSTALLERAD EFFEKT ÅR 2000 VATTEN- OCH KÄRNKRAFTVERK KÄRNKRAFTVERK
A. Forsmark 3 095 MW B. Oskarshamn 2 655 MW C. Ringhals 3 550 MW
D. Barsebäck 600 MW
VATTENKRAFT ÄLVAR
1. Lule älv 4 350 MW 2. Skellefte älv 1 020 MW
3. Ume älv 1 740 MW
4. Ångermanälven 2 530 MW 5. Indalsälven 2 090 MW
6. Ljungan 600 MW
7. Ljusnan 800 MW
8. Dalälven 1 080 MW
9. Göta älv 350 MW
10. Klarälven 400 MW
ningen vilken varierar från år till år.
Ett våtår som 2000 var t ex produk- tionen mer än 50 procent högre än torråret 1996.
Under år 2000 svarade vatten- kraften för 55 procent av elproduk- tionen medan kärnkraften endast svarade för 39 procent. 1996 var för- hållandena i stort sett omvända.
Den svenska elproduktionen baseras i huvudsak på kärn- och vattenkraft.
Vattenkraften produceras i huvudsak i norr medan de fyra kärnkraftver- ken är placerade i anslutning till de stora befolknings-områdena i söder.
Ungefär hälften av den el som pro- duceras i norr skickas söderut.
Vattenkraften är beroende av tillrin-
Lule älv
Forsmark
Oskars- hamn
Barsebäck Ringhals
Skellefte älv
Ume älv
Ångermanälven 5
Indalsälven Ljungan
Ljusnan Dalälven
Göta älv Klarälven
1
2
3
6
7 8
9
4
A
C B
D 10
Hjärtat i ett fjärrvärmesystem är pannor som värmer upp stora mäng- der vatten, precis som i en vanlig vil- lapanna. Det varma vattnet leds via ledningar till de fastigheter som är anslutna till fjärrvärmesystemet.
De bränslen som används är huvudsakligen trädbränslen, men
även avfall, gas, kol och olja. Också el och spillvärme från industrin används, liksom värmen i avlopps- vatten, som tas till vara med hjälp av värmepumpar.
Förutom värmepannor som enbart producerar hetvatten kan kraftvärmeverk användas. I dessa
produceras både el och värme samti- digt. Det är ett mycket effektivt sätt att ta vara på bränslets energi.
Fjärrvärmenät finns i drygt 200 tätorter runt om i landet och förser mer än 3,5 miljoner svenskar med varmvatten och värme. Drygt hälften av fjärrvärmen går till flerbostadshus.
F J Ä R R V Ä R M E
Varannan lägenhet värms på distans
Via ett välisolerat stålrör (framledningen) kommer det varma vattnet från värmeverket till
V Ä R M E P U M P
F A K T A
VÄRMEFAKTOR
En värmepump tar upp dubbelt så mycket energi som det går åt för att driva den. Det innebär att man får mer värme till ett hus med en värmepump, jämfört med om man värmde huset med el. För varje kilowattimme el som används för att driva värmepumpen får man tre kilowatttimmar värme tillbaka.
Resten av värmen hämtar värme- pumpen från omgivningen, marken, luften eller vattnet. Kvoten mellan avgiven värmeenergi och tillförd elenergi kallas värmefaktor.
Vid fjärrkyla ökar utnyttjandegra- den ytterligare.
Värmepumpen tar vara på värmeenergin i luft, mark och sjövatten. Den kan utnyttja energin i exempelvis berg med bara några få plusgrader.
Via fjärrvärmeledningar kan värmen utnyttjas både för uppvärmning och varmvattenproduk- tion i bostäder och industrier.
Det kalla vattnet som lämnar värmepumpen kan utnyttjas för kylning av maskiner eller loka- ler under varma dagar, s k fjärrkyla.
Ytjordvärme
Tar energi ur marken via en vätska som cirkulerar i nedgrävda plaströr.
Grundvattenvärme Tar energi ur grund- vattnet som pumpas ur en brunn.
Luftvärme
Tar energi ur uteluften.
Värmepumpen är i princip lika gammal som kylskåpet. Den fungerar som ett ”omvänt” kylskåp, där man tar till vara den värme som finns i t ex uteluft, berg, mark och sjövatten.
Värmepumpar används främst för uppvärmning av bostäder, men de används också i industrin och för fjärrvärme och fjärrkyla.
För att driva en värmepump används el (i vissa fall även ånga).
Elenergin driver runt en vätska eller gas (köldmedium) som tar upp värmeenergi i jorden, i vattnet eller i luften.
Ett miljöproblem med värme- pumpen har varit utsläpp av freoner som använts som köldmedium. Om de läcker ut kan de skada jordens skyddande ozonskikt i atmosfären.
Vissa av dessa köldmedier är idag helt förbjudna. De som nyinstalleras är mer miljöanpassade och utveck- lingsarbetet att hitta ännu bättre medier fortsätter.
