søndag 4. juli 2010

Uklarhet rundt Sima-Hardanger-kraftlinjen

Jeg har mange spørsmål å stille rundt beslutningen om å sette opp mastene mellom Sima og Hardanger:

1. Har vi egentlig bruk for en ny kraftlinje? "SSB skriver at energioverskuddet i Hordaland var 5,1 TWh i 2008. Statnett skriver at det er energiunderskudd i Hordaland nord for Hardangerfjorden."
http://www.bt.no/meninger/kommentar/Nekter-aa-svare-BT-om-kraftlinjen-1074851.html#1075345

2. Og isåfall, er det virkelig for dyrt å legge ut en undersjøisk/nedgravd kabel? Statoil har allerede lagt en 100 km lang strømkabel mellom Gjøa og Mongstad som de tydeligvis hadde råd til.
http://www.statoil.com/no/NewsAndMedia/PressRoom/Pages/18DecGjoeaPlugIn.aspx
http://no.wikipedia.org/wiki/Gj%C3%B8a_(oljefelt)#Kraftforsyning
Jeg vil tro Sima-Hardanger-linjen er et sted mellom 100-150 km lang.

3. Ifølge Bjarte Hjelmeland er en tredjedel av strømforbruket nordsjørelatert. Er det ikke da naturlig at oljeindustrien bidrar til å redusere inngrepene i naturen som følge av den medfølgende kraftutbyggingen?
http://www.bt.no/nyheter/innenriks/--En-svart-dag-1113972.html

onsdag 30. juni 2010

Information wars

I don't think real persons necessarily are more reliable than written sources on the internet. Of course, you have to be selective when it comes to which sources you can trust. A lot of articles on Wikipedia give you the opportunity to decide for yourself if the sources the information comes from are reliable or not, by referring to the sources that are used.

A good example is a wiki article about the Deepwater Horizon oil spill. Nine days after the explosion, on May 29, the government and BP officials estimated the spill flow rate to 5000 barrels per day. Most people probably believed them, as they initially were credible. However, on June 15 the estimates were raised to 35,000 to 60,000 bpd by government scientists, which is a lot more dramatic.

I got this information from NY Times and CNN, which I consider reliable sources, but I only found it because it was cited in this wiki article:
http://en.wikipedia.org/wiki/Deepwater_horizon_oil_spill#Spill_flow_rate

At the same time you could say that the BP officials weren't as reliable as they should be. Right now Wikipedia is an online proof of just that.

References:
http://www.nytimes.com/2010/05/31/us/31spill.html
http://edition.cnn.com/2010/US/06/15/oil.spill.disaster/index.html

onsdag 10. mars 2010

Hvorfor verden trenger en overgang fra olje til andre typer drivstoff og energikilder

Jeg vil innlede med å understreke at anvendelsen av olje har vært en enorm ressurs og drivkraft for menneskeheten, særlig innenfor transport. Den har bidratt til en voldsom velstandsøkning i store deler av verden. Samtidig har man i lang tid vært klar over at oljeeventyret ikke vil vare evig. Verdens oljereservoarer er begrensede, og selv om vi ikke kjenner til nøyaktig hvor mye vi enda ikke har oppdaget, er det grunn til å tro at utvinningen av olje vil ha sett sine beste dager i løpet av et par tiår. Da vil produksjonen ha nådd sitt toppunkt, og oljen bli mindre tilgjengelig.

"Peaking of world oil production: Impacts, mitigation & risk management" er en rapport som ble gitt ut i 2005, og var sponset at amerikanske myndigheter. Den fastlo at:

Even the most optimistic forecasts suggest that world oil peaking will occur in
less than 25 years.(...)The peaking of world oil production could create enormous economic
disruption, as only glimpsed during the 1973 oil embargo and the 1979 Iranian oil
cut-off.

torsdag 18. februar 2010

Løsning #1: Solenergi

Når solen skinner i rett vinkel på en flate på én kvadratmeter på jordoverflaten, mottar den 1400 W. En del av dette vil gå tapt i atmosfæren, så vanligvis regner man med 1020 W/m^2 ved havoverflaten. Av energien som når jorden fra solen, absorberes omtrent 19 % i atmosfæren, og skyer reflekterer gjennomsnittlig 35 %.
Det finnes flere måter å fange opp solenergien. De fire viktigste måtene å gjøre dette på er:

- Solceller (figur 1, også håndholdte kalkulatorer og satelitter)
- Solfangere, absorberende overflater som overfører varmen til en væske (Solarnor)
- Speil eller fiberoptiske kabler, som leder lyset inn i f. eks en bygning
- Solseil, som romfartøy bruker til å fange opp sollys, som dermed skyver dem gjennom rommet



Solceller

En solcelle omdanner fotoner til elektrisk energi. Det skjer ved hjelp av en halvleder, stort sett krystallinsk silisium (multi- eller monokrystallinsk). Man kan også bruke "tynnfilm solceller", som CdTe (kadmium-tellurid, sort av farge), CIGS (copper indium gallium selenide), CuInSe2 (copper indium diselenide) eller amorft silisium. I tillegg finnes "våte" solceller som hermer fotosyntesen i planter, de såkalte Grätzelceller, hvor et fargestoff (og ikke en halvleder) omformer solenergien.
Den tradisjonelle typen multikrystallinske solceller av silisium dannes av kvarts (SiO2). I Siemensprosessen blir kvartsen fordampet til gass, og deretter renset til mer enn 99,9999% silisium. Naturlig nok krever dette mye energi. Halvledermaterialet blir støpt i ingots, skåret ned til blokker, som ved hjelp av tråsager skjæres opp i tynne skiver på 0,2 mm. kalt wafere. Wafere er i utgangspunktet gråfarget, men etter at materialet er teksturert og "dopet" blir det påført et antirefleksbelegg som gir den karakteristiske blå-lilla fargen (se figur 1). Sammenkobling av flere celler skjer ved hjelp av kontakter av sølv som brennes gjennom antirefleksbelegget.
Monokrystallinske solceller (figur 2) er en alternativ type, som lages ved å trekke en enkrystall. Dette gir celler med samme blåfarge etter saging som multikrystallinske celler. Det som kjennetegner monokrystallinske celler er den åttekantede formen, samt den jevne fargen som ikke avbrytes av den firkantede kornstrukturen man kan finne hos de multikrystallinske.


Virkningsgrader
Andel innkommende energi som omdannes til strøm kalles virkningsgrad. Denne vil gradvis bedres med forskningsinnsatsen på området, men her er noen tall som er typisk for idag:

Optimale solceller med dagens struktur: 31%
Monokrystallinske celler:                         18%
Multikrystallinsk silisium:                         16%
CIGS-celler(?):                                         10%
Grätzelceller:                                            10%
CdTe:                                                          8%
Med forsterket lys og annen oppbygning av cellestrukturen er det mulig å nå en teoretisk maksimal virkningsgrad på 87%.

Fysisk fenomen
Solceller er basert på et fenomen kalt den fotoelektriske effekten", som ble forklart av Albert Einstein. Elektroner i solcellene blir truffet av fotoner, som absorberes slik at elektronene tvinges ut i ytre elektrisk krets hvor energien avgis. For at elektronene skal kunne flyttes ut i den ytre elektriske kretsen må materialet ha en p/n-overgang som gjør at elektriske felt adskiller elektronene. For å skape denne p/n-overgangen blir materialet "dopet": På den ene siden av waferen påføres bor (B), som har ett elektron mindre i ytterste bane, og på den andre siden fosfor (P), som har ett elektron mer. En oppvarmingsprosess gjør at atomene diffunderer inn i waferen, slik at man får en p-type silisium på bor-siden, men n-type Si dannes på fosfor-siden. Frie elektroner blir flyttet mot kontaktene på overflaten.


Utfordringer
Noen praktiske problemer med solenergi er plassmangel, oppstartkostnad og værforhold.


Produksjon i dag
"DeSoto Next Generation Solar Energy Center" i Arcadia, Florida, har en maks. effekt på 25 MW, og var i 2009 det største fotoelektriske solcelle-kraftverket i USA.

Planer for fremtiden

Solfangere

Solfangere lagrer solenergi som varme.
En aktiv solfanger har en mørk, absorberende overflate som fanger opp solenergien, som deretter transporteres videre langs en krets vha væske eller gass. Dette kan utnyttes direkte til oppvarming av bygninger eller tappevann. Ved produksjon av elektrisitet vil man gjerne konsentrere solenergien med speil, slik at varmen blir stor nok til å kunne drive

Kilder:
1. http://no.wikipedia.org/wiki/Solenergi
2. http://no.wikipedia.org/wiki/Solcellepanel

torsdag 11. februar 2010

Løsningene: Artikkelserie om fremtidens energi og transport

Debatten om hvorvidt global oppvarming er et reelt (og isåfall hvor stort) problem ruller videre. Ofte er det klimaforskere vs. klimaskeptikere, der begge sider kan ha motiver for både det ene og det andre. Klimaforskere, som skal ha blitt tatt for å manipulere data i retning mer oppvarming, vil selvsagt gi inntrykk av at det finnes et behov for å drive med forskningen, og dermed få flere midler til å fortsette med den. Klimaskeptikerne har en tendens til være ansatt i oljeindustrien, eller stolte eiere av store SUV'er, noe som med dagens nyhetsbilde fort kan føre til det psykologene kaller "kognitiv dissonans". (1) Rekordlave temperaturer i Europa denne vinteren har imidlertid ikke gjort det enklere å argumentere for faren for global oppvarming. Den lave økningen i den globale temperaturen de siste årene blir forklart med en reduksjon av vanndamp i atmosfæren.

Først og fremst viser dette hvor uforutsigbart og sammensatt klimaet er. Det er svært vanskelig for folk flest å være skråsikre på hvordan klimaet vil utvikle seg fremover. Selv meteorologer kan bomme på dette, de kan tross alt bare gjøre antagelser ut fra analyse av statistikk og tidligere erfaringer. Men rettferdiggjør dette dermed fortsatt bruk av fossilt brennstoff? Må føre-var-prinsippet vike for vårt stadig økende behov for energi?

Dessverre er det sånn at CO2-utslipp ikke er den eneste ulempen med fossile brennstoff. Et stort miljøproblem i Bergen denne vinteren, særlig i sentrumsområdet (se figur 1), har nemlig vært utslipp av såkalt NOx. Det er en samlebetegnelse for nitrogenoksidene NO og NO2. Noen av helseproblemene disse medfører er allergi, astma og fare for å utvikle kreft. De er meget skadelige for luftveiene. For astmatikere har NOx-konsentrasjonene til tider vært så dramatiske at de har vært rådet til å holde seg innendørs. Ellers kan det nevnes at NOx påvirker ozonlaget, danner smog (hovedsaklig i varmere strøk som Los Angeles), og bidrar til dannelse av HNO3, som medfører både sur nedbør og overgjødsling av naturen. (2)

Mens befolkningstettheten i storbyene øker, og trafikken vokser tilsvarende, er det åpenbart at dette ikke er en miljøsituasjon man kan leve med. Heldigvis er alternativene på vei, frontet av den populære hybridbilen Toyota Prius. De rene elbilene er også i ferd med å gi et kvalitetsrikt bidrag til markedet, her kan man nevne Mitsubishi MiEV, Think City og ikke minst Tesla Model S (kommer i 2012, se figur 2).

De neste månedene vil jeg prøve å dekke noen av de miljøløsningene, innenfor både energiproduksjon og transport, som jeg tror blir de viktigste fremover. Her er noen av temaene jeg vil ta for meg:

Løsning #1: Solenergi
Løsning #2: Varmepumpen
Løsning #3: Elbilen
Løsning #4: Vindmøller
Løsning #5: Saltkraft


Kilder:
1. http://www.morgenbladet.no/apps/pbcs.dll/article?AID=/20080425/ODEBATT/524351334
2. Lars Magne Nerheim, foreleser ved HiB

fredag 22. januar 2010

Fusjon

I en tid med både klimaendringer og voksende energiforbruk er alternative energikilder i vinden som aldri før. De fleste miljøvennlige alternativene baserer seg på energi som opprinnelige kommer fra solen, som vi deretter høster inn gjennom f. eks vind- og vannkraft. Her skiller fusjon seg ut: Man vil forsøke å kopiere den opprinnelige energiproduksjonen slik den skjer i solen.


En kjernefysisk fusjon er en prosess der flere atomkjerner smelter sammen og danner tyngre atomkjerner. Dette medfører enten frigjøring eller opptak av energi, avhengig av atomkjernenes masser. To atomkjerner som er lettere enn jern og nikkel (atommasse henholdsvis 26 og 28 u) vil frigjøre energi ved fusjon. Pga frastøtning mellom positivt ladde atomkjerner trenger fusjon en startenergi for å oppstå. Dette vil ikke skje under normale forhold på jorden, ettersom man trenger meget høy temperatur og trykk en viss tid, uten at dette avkjøles eller spres. Det er dette som skjer når stjerner i universet brenner i milliarder av år, mens hydrogen kontinuerlig fusjonerer og omdannes til helium.

Spørsmålet er så om det er mulig å skape forutsetningene for å få i gang denne reaksjonen på jorden. Man har i dag tre store pågående eller planlagte prosjekter som har som mål å produsere kraft fra kjernefysisk fusjon:

ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) er en tokamakreaktor (se figur 1) bygget av et konsortium av EU, Russland, Kina, USA, Sør-Korea og Japan. I 2005 ble det bestemt at ITER skulle bygges i Cadarache i Sør-Frankrike. Her anvender man en reaksjon mellom deuterium og tritium (figur 2), der tritium "formeres" fra nøytronbestråling av litium i reaktorveggen. (2) ITER vil ikke kunne klare å danne en vedlikeholdbar fusjonsreaksjon, men man tester hvilke systemer og materialer som er nødvendig for en fremtidig fusjonsreaktor. Bygging av reaktorens støttebygninger begynte i 2008, mens tokamakreaktoren skal settes sammen i 2012, før man etter planen skal få dannet plasma først i 2016.


JET (Joint European Torus) er det største magnetiske innskrenkings-(confinement)fusjonseksperimentet som er i drift i dag. Den skal bidra til prosjekter som ITER og DEMO. JET-reaktoren befinner seg i den gamle marinebasen RNAS Culham i fylket Oxfordshire i Storbritannia. Bygningene som skulle huse prosjektet ble startet allerede i 1978, og de første eksperimentene begynte i 1983. Tokamakreaktoren i JET krever enormt mye energi. Krafttilførselen fra hovednettet var ikke stor nok, og dermed måtte man bygge to store svinghjuls-(flywheel)generatorer, som produserer strøm til henholdsvis 32 toroidale feltspoler, og én indre poloidal feltspole (figur 1).(3)

DEMO (Demonstration Power Plant) skal etter planen bygges i 2024, og skal bli et fusjonskraftverk basert på kunnskapen fra de tidligere prosjektene JET og ITER. Målet med DEMO er å kunne avgi en kontinuerlig effekt på 2 GW, fire ganger mer enn ITER's målsetning om en kraftproduksjon på 500 MW som ikke er tenkt å vare i mer enn 500 sekunder.




Kilder:
1. http://no.wikipedia.org/wiki/Kjernefysisk_fusjon
2. http://no.wikipedia.org/wiki/ITER
3. http://en.wikipedia.org/wiki/JET

lørdag 2. januar 2010

Global Warming, Vol. 3: The Sources


Sources affected by humans that are contributing to global warming are, among others, carbondioxide, methane (CH4), dinitrogenoxide (N2O), ozone (O3), chloride fluorcarbons and particles. CO2 contributes the most. (1) The Global Warming Potential (GWP) measures the total effect on global warming for a specific amount of gas. GWPs show that CH4 and N2O have respectively 21 and 320 times the effect CO2 has on global warming. Still the concentration of CO2, CH4 and N2O in the atmosphere are 380, 1.7 and 0.31 ppm, which makes CO2 the most important greenhouse gas. Around the 1960s the concentration of CO2 was not more than 320 ppm, and it is still increasing.

The emmisions of carbon caused by humans are approximately 7 billion tons per year. 2 billion tons are bound to the seabed, while 1-2 billion tons are caught by growing forrests. This leaves an increase of more than 3 billion tons of carbon per year in the atmosphere.



Sources (for this article, that is):

1. "Kjemi og miljølære" - Nils Chr. Boye