Kall fusion?

Postat den 5 februari, 2011 av Johan

Ingen som har ett intresse av energi har väl undgått att höra nyheten om de italienska forskarna som hävdar att de lyckats utvinna energi genom kall fusion? Jag har medvetet dragit mig för att skriva om experimentet för att jag förväntar mig att det när som helst kan avslöjas som en bluff, vare sig det rör sig om en avsiktlig eller oavsiktlig sådan. Det är dock ett så spännande ämne att jag inte kan hålla mig och här kommer därför en sammanfattning om spektaklet.

Fredagen den 14:e januari visade Andrea Rossi och Sergio Focardi upp sitt experiment i en industrihangar utanför Bologna inför ett femtiotal vetenskapsmän och journalister. Under demonstrationen som pågick under någon timme producerade deras maskin värme som kokade bort 13 liter vatten med den ungefärliga effekten 12 kW. Detta kan jämföras med en inmatad effekt om 1 kW som användes för att ”tända” processen vilken sedan sänktes till 700 W. Apparaten innehåller nickelpulver och väte under tryck tillsammans med en katalysator av okänd sort. Endast försumbara mängder (pikogram) av dessa förbrukades under reaktionen.

Upphovsmännen, doktor Rossi och professor Focardi, anser att det rör sig om någon typ av kall fusion bland annat på grund av att inga kända kemiska reaktioner kan leverera den mängd energi som registrerats i förhållande till de minimala mängder bränsle som förbrukats. Vidare hävdar man att spår av koppar registrerats i apparaten efter användning vilket är en möjlig produkt av fusion mellan väte och nickel. En viss förhöjd gammastrålning kunde också uppmätas under försöket, men forskarna säger sig samtidigt inte ha en klar fysikalisk förklaring till förloppet.

Vad som gör många observatörer osäkra är att maskinens innanmäte inte visats upp. Upphovsmännen hävdar att detta beror på att en patentansökan är under behandling och att fler exemplar av ”Ni-H reaktorn”, som en av observatörerna kallar den, för närvarande tillverkas av Andrea Rossis företag Leonardo Corporation. En större enhet på 1 MW, bestående av 125 sammankopplade reaktorer, skall också vara på väg att uppföras i Aten och Rossi tror att den invigs i september eller oktober i år. Vad som ytterligare som kan vara svårt att smälta är att denna framtidens energikälla ser ut som ett kemiexperiment för mellanstadieelever eller en slarvigt uppställd hembränningsapparat.

Om man går vidare och tittar på vad Rossi och Focardi faktiskt tror sker i reaktorn blir det lite mer seriöst. Vad man föreställer sig är en reaktion mellan nickel och väte som ger upphov till en kopparisotop, vilken sedan sönderfaller tillbaka till en annan isotop av nickel enligt nedan:

NiA + p1 –> CuA+1 –> NiA+1

Beroende på vilken isotop av nickel man utgår ifrån ger denna kedja av reaktioner i teorin upphov till ett visst antal MeV energi för varje inblandad nickelatom. Eftersom nickel förekommer naturligt i ett flertal olika isotoper har forskarna uppskattat detta till ungefär 35 MeV per nickelatom i genomsnitt. Detta kan jämföras med 200 MeV vid fission av 235U och 15 MeV vid fusion av deuterium och tritium.

Med atomvikten för nickel på 58,7 g/mol och sambandet att en mol innehåller 6,02E23 atomkärnor innebär detta att energin i processen skulle uppgå till 57500 GJ/kg nickel. Man kan också uttrycka det som att ett gram nickel har potential att leverera lika mycket energi som drygt ett ton olja (som innehåller ungefär 45 MJ/kg). I sin patentansökan skriver forskarna själva att ett gram nickel skulle motsvara över 500 ton olja, men detta måste röra sig om en felskrivning.

Tyvärr misstänker jag att det när som helst visar sig att det hela rör sig om antingen en bluff eller någon typ av missförstånd av mätningar eller provuppställning. Kall fusion har ju trots allt varit i ropet tidigare vilket resulterat i att forskaretablissemanget nu knappt vill ta i fenomenet med tång, även om en svensk forskare uttalat sig om Rossis och Focardis experiment. Om upphovsmännen nu bluffar har jag svårt att förstå syftet. Jag hoppas givetvis att det inte är så, för står det klart att Ni-H reaktorn verkligen fungerar står vi utan tvekan inför den kanske största upptäckten i mänsklighetens historia. Nickel är den femte vanligast förekommande metallen i jordskorpan och en energikälla där nickel är den enda förbrukningsvaran skulle fundamentalt förändra förutsättningarna för vår framtid på jorden.

Uppdatering:

Nu verkar forskarna själva upptäckt felet i sin patentansökan och ändrat siffran till 517 kg olja istället för det ursprungliga 517 ton. Detta skulle innebära att ett kg nickel kan leverera energi i storleksordningen drygt 20000 GJ. Man skriver dock att man gjort uppskattningen att i genomsnitt 10 MeV/kärna erhålles, vilket skulle ge knappt 16500 GJ/kg och därmed ”bara” motsvara 365 kg olja per gram nickel. Nåväl, det får duga för tillfället.

Publicerat i energi, kall fusion | 2 kommentarer

Europas energi

Postat den 4 februari, 2011 av Johan

För den som på ett enkelt och tjusigt sätt vill få förhållandena på Europas energiscen visuellt presenterade för sig kan jag rekommendera energy.publicdata.eu. Om man snabbt vill få en överblick över läget är detta ett ypperligt alternativ till att kämpa sig igenom tabeller och diagram. Framställningen är baserad på data från Eurostat och skapat av Open Knowledge Foundation.

Publicerat i energi, EU | Lämna en kommentar

Peak oil del 9 – Mitigering del II

Postat den 19 januari, 2011 av Johan

Efter att ha förkovrat mig i oljeproduktionstoppen lite och tittat runt bland de många bloggar och forum som behandlar ämnet slår det mig att det finns två huvudsakliga läger: de som är pessimistiska och de som är helt övertygade om en total kollaps och slutet på civilisationen som vi känner den idag. Inte särkilt munter läsning med andra ord. Oavsett vad man läser återkommer samma mantra: det finns inget som kan ersätta oljan! Sedan följer en lång harang med hur många vindkraftverk det skulle krävas för att ersätta bara några få procent av oljan och hur lång tid det skulle ta att bygga dem. Det verkar dock inte vara många som tänker på att oljan inte kommer ersättas av en energikälla och att otroligt många åtgärder kan vidtas på konsumtionssidan.

För en tid sedan gjorde jag ett halvhjärtat försök att visa hur man med relativt enkla medel och utan större investeringar kan minska världens oljekonsumtion avsevärt. Jag tänkte fortsätta med det försöket här men lite mer strukturerat. Några av punkterna är repriser från det tidigare försöket men här med uppdaterade siffror då det visat sig att jag varit lite väl optimistisk. Precis som tidigare är målet för analysen USA och landets enorma förbrukning. Först och främst ska vi dock göra en rimlighetskontroll: är det möjligt för USA att minska sin konsumtion i någon större omfattning? USA förbrukar ungefär 20 miljoner fat olja per dygn. Med en befolkning på 310 miljoner innebär det ungefär 23,5 fat olja per invånare och år. Motsvarande siffra för EU-området är 10 fat olja per person och år, så det verkar finnas ett visst utrymme för förbättringar.

Nedan följer ett antal åtgärder som är mer eller mindre genomförbara och som skulle kosta en större eller mindre summa att genomföra. Alla beräkningar är mellan tummen och pekfingret men borde ge ett hum om vilka mängder som går att spara. Värt att notera är att de besparingar som görs under exempelvis ”Samåkning” är undantagna den totala förbrukningen inför de nästkommande punkterna som också behandlar privatbilism för att undvika att samma mängd olja sparas flera gånger.

  • Samåkning: Andelen av USA:s oljeförbrukning som går till bensin är ungefär 45%. Därför har jag antagit att detta är andelen av oljekonsumtionen som hamnar i bensintanken hos privata bilägare. Om man antar att 70% av alla bilresor idag genomförs av en ensam person och sedan delar upp dessa transporter i fyra grupper där en grupp fortsätter oförändrat (en person per bil), en grupp inte gör några resor utan två personer i bilen, en med tre personer och den sista med fyra personer. Detta skulle ge en besparing på drygt 3 miljoner fat/dag.
  • Bränsleförbrukning: Den genomsnittliga amerikanska bilen drar tydligen ungefär dubbelt så mycket som den genomsnittliga europeiska. Även här antar vi att 45% av oljan förbrukas i privata bilar och delar in beståndet i tre grupper där en grupp fortsätter köra sina gamla bilar, en tredjedel byter till en bil av ”europeisk standard” och en tredjedel byter till en riktigt bränslesnål bil. Med riktigt bränslesnål avses en bil som drar hälften av EU-genomsnittet och därmed 25% av USA-genomsnittet. Besparingen här landar på nästan 3,2 miljoner fat/dag.
  • Elbil: Återigen utgör privata bilfärder 45% av förbrukningen och här tänker vi oss att 20% av alla bilfärder genomförs med en hybrid under eldrift, en laddhybrid eller en ren elbil. Jag antar att en sådan bil under ren eldrift drar 1/4 av vad den genomsnittliga EU-bilen drar eller 1/8 av den genomsnittliga amerikanska. Besparingen landar på drygt 1 miljon fat/dag.
  • Kollektiv transport: Här genomförs 10% av alla resor som i vanliga fall genomförs med personbil istället med tåg, tunnelbana eller spårvagn. Jag antar att ett sådant färdmedel drar 10% av EU-genomsnittet för en bil och därmed 5% av USA-genomsnittet. Besparingen blir här drygt 0,5 miljoner fat/dag.
  • Stanna hemma: Istället för att hitta ett alternativt färdmedel är istället här konceptet att helt enkelt stanna hemma. Antagandet är att man låter bli att utföra var tionde resa sett till personkilometer och sparar därmed drygt 0,5 miljoner fat/dag.
  • Arbeta hemma: För en del av alla arbetande bör det finnas möjlighet att arbeta från hemmet, åtminstone en dag per vecka. Här görs antagandet att 2/3 av alla resor som genomförs är arbetsrelaterade samt att 25% har ett jobb där arbete från hemmet bör vara möjligt en dag per vecka, alternativt arbeta 10 h per dag under fyra dagar. Besparingen blir knappt 0,2 miljoner fat/dag.
  • Tågtransport: När det gäller den här posten är det godstransporter vi talar om istället för persontransporter. Ungefär 15% av oljekonsumtionen i USA är diesel och jag antar därför att det rör sig om varutransporter av olika slag. Här antar jag att 25% av alla godtransporter ersätts med tåg och att tågtransporter drar 1/10 så mycket energi. Besparingen blir nästan 0,7 miljoner fat/dag.
  • Etanolinblandning: En etanolinblandning på 5% i alla bensin som säljs i USA bör vara möjlig både utifrån den inhemska etanolproduktionen och utan omfattande förändringar i den befintliga bilparken då de flesta motorer tål lägre halter etanol. För att genomföra detta skulle den inhemska produktionen av etanol behöva öka med ungefär 1/3 och ge en oljebesparing på 0,25 miljoner fat/dag.
  • Biodiesel: Försök med biodiesel och inblandning av andra typer av biobränslen i flygfotogen genomförs redan idag. En dubblering av den inhemska produktionen av exempelvis biodiesel i USA skulle ge en besparing på nästan 0,2 miljoner fat/dag om 10% av flygfotogenet ersattes.
  • Hastighetsbegränsning: Vid höga hastigheter är som bekant luftmotståndet den dominerande faktorn och detta ökar med kvadraten på hastigheten. Detta innebär att en sänkning av den maximalt tillåtna hastigheten från 110 km/h till 90 km/h skulle innebära en besparing på ungefär 30% för de resor som företas vid denna hastighet. Jag antar att 10% av alla resor företas vid denna hastighet vilket leder till en besparing på 0,15 miljoner fat/dag. Egentligen är sambandet inte så enkelt och olika fordon har olika optimala hastigheter, men för det detta exempel duger uppskattningen.

Vissa av åtgärderna ovan kostar i princip ingenting att implementera och kan, om man skall hårddra det, genomföras över en natt, exempelvis ”Samåkning”, ”Stanna hemma” och ”Hastighetsbegränsning” (under förutsättning att den utförs frivilligt). Andra är betydligt svårare att genomföra och vissa kräver antagligen infrastrukturinvesteringar, exempelvis ökande tågtransporter eller ökad produktion av biobränslen. Att förnya 2/3 av ett lands bilflotta kanske tar i storleksordningen 10-15 år men behöver egentligen inte kosta samhället något extra. Sammanlagt leder dessa åtgärder till besparingar på nästan 10 miljoner fat olja per dag. Detta skulle resultera i en förbrukning per person på knappt 12 fat/år vilket är betydligt närmare EU-genomsnittet än tidigare, även om det fortfarande är 20% högre.

Man kan dock titta på fler intressanta siffror, nämligen IEA:s World Energy Outlook 2010. I deras New Policies Scenario räknar man med en årlig ökning av energibehovet med 1,2% årligen fram till 2035. För att möta detta behov trots vikande produktion från idag kända konventionella oljefyndigheter räknar man inte bara med ökad exploatering av kända resurser utan också att fyndigheter som inte är kända idag skall utgöra en avsevärd del. Detta skulle kunna anses vara en stor osäkerhet i IEA:s projektioner. Fram till 2020 räknar man med att dessa, för närvarande ej ännu upptäckta, fyndigheter skall tillföra den totala produktionen ungefär 10 miljoner fat per dag. Vilket sammanträffande. Genom att införa ett antal relativt besvärliga men fullt genomförbara åtgärder i USA skulle alltså världens oljebehov mer eller mindre säkerställas under de kommande 10 åren samtidigt som en årlig ökning av konsumtionen för övriga världen garanteras. Skulle inte de föreslagna åtgärderna räcka kan man alltid rikta ögonen mot Kina eller Ryssland. Jag har ju exempelvis inte tagit hänsyn till den troliga befolkningsökningen i USA under samma tid.

Skulle genomförandet av ovanstående åtgärder leda till olägenheter för det amerikanska folket och skulle det bli kostsamt? Givetvis! Skulle det upplevas som värre än de svårigheter man genomled under andra världskriget? Knappast. Kommer det leda till en recession för landet? Ytterst tveksamt. Men för all del, jag kan ha fel. Det kan också sluta med att världen faller samman innan slutet av decenniet och ett öde värre än döden för alla som inte flytt städerna och investerat i guld och åkermark. Men jag är skeptisk.

Missförstå mig inte nu. Jag är fullt medveten om att en oändlig ekonomisk expansion på alla fronter inte är möjlig i det långa loppet. Jordens resurser är ändliga och kan bara förse oss med de råvaror vi behöver under en begränsad tid. Min poäng är att även då produktionen av konventionell olja nu verkar ha nått sin kulmen behöver inte detta innebära slutet då det finns en enorm elasticitet i vårt samhälle idag på grund av slöseri och ”lyxkonsumtion” av olja. Vi kan göra enorma stora besparingar på konsumtionssidan och ändå bibehålla en väldigt hög levnadsstandard.

Uppdatering:

Jag upptäckte precis att IEA satt samman en rapport med liknande råd om åtgärder för att snabbt och billigt sänka behovet av olja. Jag har inte studerat den ingående men den verkar innehålla en del gemensamma punkter med de jag listat ovan.

Publicerat i besparing, effektivisering, energi, peak oil | Lämna en kommentar

Peak oil del 8 – Energi och ekonomisk tillväxt

Postat den 17 januari, 2011 av Johan

På vilket sätt är energi och ekonomi sammankopplade? Spelar det någon roll om kostnaderna för energi stiger, hanterar inte marknaden detta genom minskad efterfrågan? Jo, antagligen, men vad är då följden av en sådan reglering på sikt? Jag är ingen ekonom och därför ingalunda någon expert på området. Dessutom ser jag pengar och andra ekonomiska verktyg enbart som ett nödvändigt ont, och då är jag inte helt övertygad av bruket av ordet ”nödvändigt”. Hur som helst skall jag försöka mig på att förklara hur jag ser på sambandet på lång sikt.

Till min hjälp tar jag en fiktiv ekonomi visuellt representerad nedan. Jag har lånat illustrationerna från kapitel 5 – ”Peak Oil, EROI, Investments and the Economy in an Uncertain Future” i boken ”Biofuels, solar and wind as renewable energy”, skrivet av Charles Hall, Robert Powers och William Schoenberg. De simuleringar som ligger till grund för illustrationerna är baserade på data för USA:s ekonomi från 1940-talet fram till 2050-talet. De kommande åren är givetvis uppskattningar. Min ursprungliga förklaringsmodell var egentligen ännu enklare, men på grund av min oförmåga att skapa professionella Sankeydiagram blev det såhär.

Ekonomin upprätthålls genom att energi tillförs utifrån, från naturen. Detta är analogt med verkligheten då all tillväxt är beroende av energi och andra råvaror. Resurserna i ekonomin, jag väljer att kalla dessa dimensionslösa storheter ”enheter” då det egentligen inte spelar någon roll om vi mäter i kronor, Joule eller kg, används till fem olika ändamål klassificerade som investeringar eller konsumtion, där investeringar är något som krävs för att upprätthålla ekonomin och konsumtion är något som möjliggörs av ekonomin.

De tre posterna inom investeringar är ”Energy Acquisition ”, ”Infrastructure and maintenance” och ”Discretionary”. ”Energy Acquisition” är här den del av ekonomin som måste återinvesteras i energiförsörjning för att förse densamma med bränsle och varierar i storlek med det genomsnittliga EROEI för de energikällor som används. EROEI kommer att sjunka över tid för att illustrera en energikälla som blir allt svårare och kostsammare att utvinna. Infrastruktur och underhåll är de återinvesteringar som måste göras i ekonomin och samhället för att det inte skall falla samman och ”Discretionary” är de valfria investeringar som görs för att höja standarden i den mån utrymme finns för detta.

När det gäller konsumtion är de två posterna ”Staples” och ”Discretionary”. Den nödvändiga konsumtionen är sådant som krävs för att ekonomins invånare skall överleva, exempelvis föda, kläder och sjukvård, vilket ryms inom ”Staples”. Den valfria konsumtionen, ”Discretionary”, är det som blir över när alla andra posterna täckts.

Historien börjar 2007 (på grund av illustrationerna jag stulit), när ekonomin har en viss storlek och måste tillföras motsvarande mängd extern energi från naturen för att upprätthållas. Med ett givet EROEI kostar detta en viss mängd av den totala ekonomin vilket illustreras av tjockleken på pilen ”Energy Acquisition”. Denna kostnad utgör dock inget problem och den valfria konsumtionen och de valfria investeringarna är tjocka pilar vilket innebär att ekonomin kan växa sig större i en betryggande takt.

2050 har ekonomin växt samtidigt som EROEI har sjunkit betydligt. Trots att den totala mängden energi som ekonomin behöver för att rulla vidare bara är marginellt större än tidigare är de återinvesteringar som krävs i energiförsörjningen enorma. I princip hela ekonomins resultat krävs för att fylla de nödvändiga posterna och tillväxten mer eller mindre upphör. Sjunker EROEI ytterligare från denna nivå måste medel tas från investeringar i infrastruktur eller från den nödvändiga konsumtionen för att täcka de stegrande energikostnaderna. Med andra ord sjunker levnadsstandarden och kanske till och med förutsättningarna för ett drägligt liv.

De data som dessa illustrationer är baserade på antyder att de valfria investeringarna och den valfria konsumtionen kommer gå från dagens ungefär 50% av ekonomin till 10% om EROEI för USA:s samlade energikällor sjunker till 5. Var gränsen går i verkligheten för USA, Sverige eller världen vet jag inte, bara att den existerar.

Samtidigt kan det vara intressant att titta tillbaka på historien och se vad tidigare energikriser resulterat i. På 70-talet ledde minskad oljeproduktion i mellanöstern till två oljekriser i väst. Diagrammet nedan visar global BNP-tillväxt samt världens samlade oljekonsumtion mellan 1971 och 2009.

Trots att den tillfälliga oljekonsumtionstoppen som ägde rum 1979 inte överträffades förrän 10 år senare gick aldrig den globala BNP-tillväxten under noll. Detta trots att bortfallet från den lokala toppen till den lokala botten under 1982 och 1983 var drygt 10 % (jämfört med ett bortfall på drygt 2 % under den senaste finanskrisen) . Världen kan med andra ord klara sig på betydligt mindre olja utan att det för den skull leder till att ekonomin backar.  Det gäller dock att komma ihåg att oljepriset under denna period av låg konsumtion var betydligt lägre än under åren 1971-1981 då det var rekordhögt, vilket diagrammet nedan visar.

Den låga oljekonsumtionen var ett resultat av den stagnerande ekonomin och de låga priserna var ett resultat av detta och det tillfälliga överskottet av olja i världen. Priserna var dock det dubbla jämfört med tiden innan den första oljekrisen. Det är möjligt att kombinationen av en påtvingad låg oljekonsumtion på grund av bristande tillgång tillsammans med betydligt högre priser skulle ge ett annat utfall på världsekonomin.

Publicerat i ekonomi, EROEI, peak oil | Lämna en kommentar

Peak oil del 7 – Konsensus?

Postat den 11 januari, 2011 av Johan

Är oljeproduktionstoppen och en eventuell efterföljande oåterkallelig ekonomisk recession verklighet eller bara ett hjärnspöke hos så kallade doomers? Vilken konsensus och finns egentligen inom forskarvärlden och vilka aktuella rapporter finns att studera?

Istället för att göra grovjobbet själv tänker jag länka till Daniel Pargmans blogg Livet efter Oljan och den första delen i hans artikel Peak oil computing där han listar ett stort antal aktuella källor för den intresserade.

Även om Hubbert och senare exempelvis Colin Campbell gjort mycket för att upplysa världen är aktuell forskning nödvändigt då världen och vår kunskap om den ständigt förändras och, förhoppningsvis, förbättras.

Publicerat i peak oil | Lämna en kommentar

Peak oil del 6 – den gröna revolutionen

Postat den 5 januari, 2011 av Johan

Världens befolkning upplevde en relativt stabil tillväxt under många århundraden men runt 1950-talet exploderade plötsligt folkmängden. Vid denna tid samverkade ett flertal faktorer som hade inverkan på relationen mellan födelse- och dödstal. 1945 tog andra världskriget slut och världens invånare gick en ny och förhoppningsvis ljusare framtid till mötes. Samma år började penicillin för första gången massproduceras vilket skulle innebära att livet kunde räddas på många som dittills fått sätta livet till på grund av, kan tyckas idag, relativt banala sjukdomar. Sist men inte minst stod den gröna revolutionen för dörren som med hjälp av mekanisering, skräddarsydda frön, konstgjorda gödnings- och bekämpningsmedel samt konstbevattning skulle mångfaldiga jordbrukens skördar och decimera dess kostnader runt om i världen. Med andra ord det industrialiserade jordbruket. Förutsättningarna för de kommande 60 årens befolkningstillväxt var satta.

En av förutsättningarna för den gröna revolutionen var, och är, tillgången på billiga fossila bränslen. Olja behövs för att driva det mekaniserade jordbruket och för att distribuera varorna, som i och med det storskaliga kommersiella jordbruket i allt större omfattning började produceras centralt istället för lokalt. Olja och naturgas krävs för att framställa bekämpnings- och gödningsmedel samt för att sprida dessa. Sist men inte minst används kol, olja och naturgas för att driva de konstbevattningsanläggningar som krävs för att leverera de enorma mängder vatten de modifierade grödorna kräver.

Brist på föda och höga priser på basföda är redan idag ett faktiskt problem på många håll i världen och anledningarna till detta, förutom en ständigt växande befolkning, varierar från bland annat torka och markerosion till protektionism och spekulation. Detta är dock faktorer som inte rör energiproblematiken direkt och därmed inte behandlas vidare här. Exempelvis markerosion är delvis ett resultat av det industriella jordbruket men erosionen i sig påverkas inte direkt av stigande eller sjunkande energikostnader. Den globala uppvärmningen är ytterligare en orsak till missväxt, genom både torka, översvämningar och markerosion, och denna är kopplad till förbränningen av fossila bränslen, men även här handlar det om en indirekt koppling.

För att få en uppfattning om hur stark den direkta kopplingen är behöver man veta hur mycket energi som egentligen förbrukas, inte bara direkt i jordbruket utan inom hela det industriella system som verkar för att omvandla solenergi, vatten och koldioxid, via växter (och eventuellt kött) till föda på våra matbord. En studie från 2010 visar att det amerikanska födosystemet förbrukar ungefär 15,7 % av energin som totalt förbrukas i USA. I dessa siffror ingår samtliga flöden som jordbruk, förädling och behandling, paketering, distribution etc. En intressant iakttagelse är att jordbruken där råvarorna faktiskt produceras bara står för knappt 2,5 % och att den post som står för den största andelen av energiåtgången är hushållen där tillagningen sker. Detta trots att en mycket stor del av födan i USA är hel- och halvfabrikat. En orsak till detta kan vara att transporter till och från affärer sker genom privatbilism och därför redovisas som energikostnader för hushållen istället för distribution.

USA:s årliga energiförbrukning är ungefär 100E15 BTU vilket innebär att den årliga energiförbrukningen för matproduktion är knappt 16E15 BTU. Då en BTU är ungefär 0,25 kcal hamnar den årliga förbrukningen på strax under 4E15 kcal för all produktion av föda i landet. Det bör kanske tilläggas att energin som avses här är den av människan tillförda energin och inte energi som tillförs grödorna genom solstrålning. Denna kommer utöver och räknas som ”gratis” energi.

Alla jordbruksprodukter som produceras i USA konsumeras dock inte där och allt som konsumeras i USA produceras inte där. Export av jordbruksprodukter är en betydande inkomstkälla för landet och USA är en av världens största sädesexportörer. Rapporten ovan behandlar dock enbart den inhemska energiåtgången inom födosystemet varför ingen vidare hänsyn behöver tas för detta.

Den genomsnittlige amerikanen sätter i sig omkring 3850 kcal om dagen och landets befolkning är ungefär 310 miljoner invånare. Detta ger ett totalt energiintag via föda för hela USA:s befolkning på 4,36E14 kcal årligen. Slutligen ser vi alltså att det borde gå åt drygt 9 kcal energi för att placera en kcal föda på ett amerikanskt matbord. Ett förhållande på ungefär 1:9 är en fruktansvärt dålig utväxling sett i termer av EROEI och i linje med vad andra källor redovisar vilka listar värden mellan 1:5-15. Det stora behovet av energi gör födosystemet oerhört känsligt för höga energipriser och/eller energibrist. Ser man däremot enbart till jordbruket och ignorerar de övriga delarna av systemet är däremot läget betydligt ljusare och man ligger någonstans runt 1:1.

Om man ser till hur oljeproduktionen utvecklats relativt folkmängden i världen slås man av hur de överensstämmer med varandra samt hur ökningen för de båda kurvorna tar fart under 50- och 60-talen. Det är smärtsamt tydligt hur sammankopplade de bägge storheterna är. Det är värt att ha i minnet att människan är den enda organismen på jorden som gör av med mer energi än vad hon får i sig genom föda och det torde vara uppenbart vad resultatet blir om denna externa energitillförsel plötsligt skulle begränsas. I och med att jordbruket i sig står för en relativt liten del av denna energiåtgång inser man snabbt att det är den industri som skapas runt födan, det faktum att all vår föda kräver omfattande tillagning samt de stora geografiska avstånden mellan produktion och konsumtion som är bovarna i dramat.

Publicerat i energi, jordbruk, peak oil | 1 kommentar

Kärnkraftsfiaskot

Postat den 4 januari, 2011 av Johan

SVT granskar i en dokumentär idag den svenska kärnkraften och dess låga tillgänglighet under det gångna året. Det här är ett ämne som behandlats här tidigare och SVT tillförde väl egentligen inget nytt under solen. Det borde inte komma som en överraskning för någon att den största uppgraderingen av ett kärnkraftverk i världshistorien i ett land där kompetensen inom området tillåtits förfalla under årtionden inte kommer kunna genomföras helt enligt planerna.

Det förfall vi sett och i viss mån fortfarande ser av svensk kärnkraft är resultatet av en politisk och ekonomisk lekstuga där ingenjörsmässig kompetens och långsiktighet ställts åt sidan till förmån för populism och kortsiktiga vinster. Jag tycker dock att Jan Nylander är lite orättvis då det enbart är kraftbolagen som svartmålas och inte också den politik som lett till dagens situation. Eller som en av de medverkande besvikna elkunderna formulerar det:

Det känns som att hela svenska folket och alla företag blivit grundlurade med energipolitiken.

Publicerat i energi, kärnkraft, politik | Lämna en kommentar

Energiinnehåll

Postat den 23 december, 2010 av Johan

Olika bränslen har olika energiinnehåll och för att få en uppfattning om vilka kvantiteter av en viss bränsletyp som krävs för att leverera en viss mängd energi kan en kort sammanställning av detta komma väl till pass.

Tabellen nedan listar ett antal bränslen samt dess värmevärde, det vill säga hur många Joule energi som erhålles vid kalorimetrisk förbränning av ett kg av bränslet. Även ett antal andra energikällor finns uppräknade samt den mängd energi dessa innehåller. Denna mängd utvinns dock inte genom förbränning utan exempelvis via en vindturbin eller en solpanel. Man bör också notera att tabellen listar maximal teoretisk energi, vad som är praktiskt möjligt att utnyttja är betydligt lägre. Vill man exempelvis omvandla kol till elektricitet i ett kraftverk kan verkningsgraden ligga runt 1/3 av det listade värdet och för omvandling av solstrålning till elektricitet i solceller av hög kvalitet ungefär 20%. 

För omvandling mellan Joule och Wattimme gäller sambandet 1Wh = 3600 J och för att få lite perspektiv på siffrorna ovan kan nämnas att den genomsnittliga energiförbrukningen för uppvärmning av småhus i Sverige 2008 var 121 kWh/m^2 och år eller ca 5400 MJ/mån för ett hus på 150 kvm.

Uppdatering: Fler bränslen är tillagda i tabellen med anledning av vad som skrivits den senaste tiden om metanol och torium. En läsare bad om källor till uppgifterna vilka nu finns i mitt svar på kommentaren.

Publicerat i energi, värmevärde | 2 kommentarer

Elöverskott?

Postat den 14 december, 2010 av Johan

Så sent som för bara något år sedan talades det om ett kommande elöverskott i Sverige vilket skulle möjliggöra avvecklingen av en eller flera reaktorer. Jag undrar hur många som vill skriva under på den tesen idag? Tvärt om anser den energiintensiva industrin att investeringar i ny kärnkraft är det enda som kan säkerställa låga och konkurrenskraftiga energipriser.

Precis som jag och många andra anser företrädare för industrin att den svenska energipolitiken havererat och att problemen vi ser idag är resultatet av många års misskötsel och tvetydiga besked. Ole Ternland, VD för pappersmassabolaget Rottneros säger:

Vid vår fabrik i Rottneros är det minus 17 grader och vindstilla. Vindkraft fungerar inte då, det är inte lösningen på vårt problem.

BasEls VD Mats Gustavsson fortsätter:

Industrin är enormt beroende av en långsiktig elenergi. Då måste man ha spelreglerna klara. Eftersom att den här situationen uppstår två gånger på ett år är det inte olyckliga omständigheter utan ett fel i systemet. Man har en brytpunkt när det kostar för mycket, då det inte längre är värt att producera. Det är det som händer nu.

Om regeringen är intresserad av att behålla någon energiintensiv industri i Sverige är det dags att agera. Nu.

Publicerat i elpriser, energi, politik | Etiketter | Lämna en kommentar

Generation IV

Postat den 8 december, 2010 av Johan

Forskarna Ane Håkansson (Uppsala Universitet), Janne Wallenius (KTH), Christian Ekberg (Chalmers) och Mattias Klintenberg (Uppsala Universitet) skriver i en debattartikel i Ny Teknik (nr 49, 8/12-2010) idag att Sverige bör satsa på att bygga en blykyld forskningsreaktor för att återigen sätta Sverige på världskartan inom kärnteknik. Deras resonemang stämmer överens med mina åsikter när det gäller energi och framtiden och det är roligt att det finns ett intresse för Generation IV-teknik inom den svenska universitetsvärlden.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Publicerat i Generation IV, kärnkraft, Sverige | Lämna en kommentar