Energibruket

Jag har länge funderat över en speciell energifråga, framtidens drivmedel och vilka krav man måste ställa på dem.

Bakgrunden är att vi i dag är totalt beroende av vår världshandel, och att till 95% drivs världens transporter av petroleumprodukter. Det är i dag uppenbart att världens resurser av råolja förr eller senare kommer att ta slut, även om det råder viss oenighet om när detta kommer att ske.

Men när det händer, oavsett när, måste vi hitta andra drivmedel för vår handel. Detta gäller i första hand världens handelsflotta.

Utifrån enkla resonemang kring fysik och kemi har jag kommit fram till fem viktiga egenskaper för en framtida bränslelösning:

1: Ett framtida bränsle måste ha en lämplig kokpunkt. Det är inte bra om allt för mycket bränsle kokar bort under en het sommardag.
2: Ett framtida bränsle måste kunna lagra ett tillräckligt stort antal kilowatttimmar per kilo. (Här har dagens batterier problem.)
3: Ett framtida bränsle måste kunna lagra ett tillräckligt antal kilowattimmar per kubikmeter. (Här har vätgas problem.)
4: Ett framtida bränsle får inte bli orimligt dyrt.
5: Framställningsprocessen för ett framtida bränsle får inte skapa alltför stora mängder biprodukter som måste tas om hand. (Problem för etanol.)
Vänliga hälsningar, Sören Jonsson, Umeå

Hej
En fråga som jag vill belysa är från punkt 4. Varför måste bränslet vara billigt? Kan inte bränsle vara en dyr produkt som "tvingar" fram fler lokala lösningar för dem som inte har råd?? Måste dagens standard finnas kvar där vi har tillgång till den senaste materiella tekniken?

Mvh Jesper Nilsson, Malmö

Hej Jesper. Jo bränslet måste vara billigt eftersom det skall driva 95% av alla transporter i världen. Då fungerar inte lokala lösningar tyvärr, då stora delar av transporten sker över längre sträckor.

Jag tror personligen att vi bör lägga över så mycket vi kan på elkraft. Jag tänker då främst på tågtransporter. Samtidigt bör Sverige satsa på att bygga ut tågnätet kraftigt för att kunna transportera även en större del av befolkningen på tåg och få bort en stor del av persontransporterna från vägarna med löften om fler och punktligare avgångar, snabbare och bekvämare resor.

Man borde även se över möjligheten att driva lastbilar som går inne i stan på el för att minska buller och avgaser m.m. Kanske kan man förse lastbilens tak/sidor med solpaneler?

/Mikael

Hej,

Min punkt 4 säger att "Ett framtida bränsle får inte bli orimligt dyrt."

Det innebär inte att ett framtida bränsle måste vara billigt, utan exakt vad det säger. Ett framtida bränsle blir sannolikt märkbart dyrare än dagens drivmedel.

Dagens pris på dieselolja ligger på 11,68 kronor, på OKQ8:s obemannade stationer. Om ett framtida bränsle i dagens penningvärde skulle kosta 250 kronor litern så skulle det nästan säkert bli orimligt dyrt. Ingen skulle ha råd att använda det.

Punkten finns med för att påminna om att även ekonomin spelar roll, inte för att styra så att framtidens drivmedelslösning måste bli billigare än dagens.

Exakt var gränsen för orimligt dyrt går är svårt att säga, eftersom det beror på så många faktorer. Men jag skulle tro att den ligger någonstans mellan dagens pris på drivmedel, och 250 kronor litern.

/Sören

Hej,

Jag känner att jag måste påpeka att vi behöver drivmedel i många olika sammanhang, och diskussionen har blivit lite väl inriktad på persontransporter.

Jag har funderat på i vilka sammanhang vi behöver drivmedel, och försökt prioritera dem baserat på vilka användningsområden som är viktigast för vår överlievnad och vårt välstånd. Min lista ser ut så här:

1 Jordbruksfordon som används för livsmedelsproduktion.
2 Handelsfartyg.
3 Skogsmaskiner och transporter av skogsråvara till närmsta järnväg.
4 Lastbilstransporter från närmsta järnväg till butik.
5 Persontransporter med kollektivtrafik.
6 Personbilar. (Troligen långt mindre prioriterat än övriga punkter.)

Punkt ett är för att vi ska kunna undvika hungerkravaller, som inte är roliga. Punkt två ligger där eftersom vårt välstånd till så stor del beror på handelssjöfart, som är ryggraden i globaliseringen. Övriga punkter kan man diskutera prioriteringen, men jag har utgått från vad som verkar vara mest viktigt ur ett ekonomiskt perspektiv.

Jag tror att det blir mycket svårt att på syntetisk väg ersätta alla petroleumprodukter vi i dag använder som drivmedel. Bland andra argument så tror jag inte att vi kan avsätta tillräckligt mycket mark för att producera tillräckligt stora mängder bränsle.

Elbilar kan bli en framtida lösning, men dagens elbilar har en batteripack som lagrar 25-30 kWh och väger i storleksordningen 250 kg. Den batteripacken räcker för 10-12 mils körning. För att bli mer praktisk här uppe i norrland tror jag att batteripacken måste lagara omkring 50 kWh, och räcka för ungefär 25 mils körning. Det verkar ta något eller några decenier innan vi är där.

Solceller är bra i många sammanhang, men här uppe i norrland har vi inte tillräckligt mycket sol för att driva några bilar under november, december, januari, och februari. Under sommarmånaderna har vi mer än tillräckligt, men då måste vi kunna lagra energin till vinterhalvåret.

Energilagring kan vi göra i form av batterier, och i form av kemisk energi. Men jag har redan förklarat problemen med batterier, och det ser ut som om det smidigaste sättet att lagra kemisk energi är i form av kolväten = bensin eller dieselolja.

Man kan även tänka sig att lagra bränslen i fast form, men då blir det besvärligt att mata in bränlet i motorn. Det verkar därför vara mest praktiskt att omvandla drivmedlet till en vätska som man kan bränna i motorn.

/Sören Jonsson

[quote=Sören Ove Jonsson] - - - Men oavsett när reserverna av fossila bränslen tar slut så behöver vi lösa problemet med hur vi ska driva våra transporter, eller återgå till häst och vagn eller att cykla. Jag tycker därför att det är hög tid att vi börjar arbeta med problemet, eftersom jag räknar med att vi kommer att behöva utveckla ny teknik för att lösa problemet. Ny teknik kommer inte över en natt, den tar tid. Jag tror att problemen kan lösas, men det tar nog i bästa fall 20-30 år av processutveckling innan vi har minst ett alternativ som är praktiskt och ekonomiskt försvarbart. /Sören Jonsson[/quote][quote=Sören Ove Jonsson] Men vi HAR ju börjat arbeta med problemet - i allra högsta grad! Det pågår massor av försök med olika bränslen, olika tekniker och olika sätt att transportera smartare - eller t.o.m. slippa transportera. Biogas i kompressionsmotorer, etanol i kompressionsmotorer, den pågående effektiviseringen av tändstiftsmotorer - att köras på etanol eller biogas, PHEV som kommer på marknaden redan nästa år och kanske t.o.m. bioDME blir stort framöver. Det de insatta är överens om är dock att det inte finns ETT bränsle eller EN teknik som kommer att kunna fylla alla de tillämpningar som bensin och diesel står för idag. Jag tror också du är lite för pessimistisk om etanolens möjligheter. Ett räkneexempel: Idag finns 800 miljoner bilar i världen, man räknar med en fördubbling till 1,5 miljarder år 2050. Dessa skulle, om de ginge på etanol, kräva 2,1 miljarder m3 etanol/år (1 l/mil, 1400 mil/år). Räkna sen med PHEV => 0,3 l/mil => ett behov av 630 miljoner m3/år. Idag får man ut 8 000 l etanol/ha, men man räknar med 12000 l/ha inom 10 år (bl.a. genom att jäsa en del av cellulosan i bagassen). Biprodukter är el, värme (som ev kan utnyttjas genom samlokalisering) och vinasse, som går tillbaks till odlingarna. Möjligen kan man krama ut ytterligare lite energi genom biogasproduktion. Det betyder att det skulle behövas 55 Mha land för världens totala bilpark. Den potentiella, icke-använda jordbruksmarken enligt FAO är 1900 Mha. Uppskattningarna om hur mycket av denna som verkligen kan användas - pga vattentillgång, oklara markrättigheter, erosion, hänsyn till biologisk mångfald etc. varierar från 500 Mha till hela siffran - 1900 Mha. Enligt FAO behövs ca 150 Mha av dessa 1900 Mha tas i anspråk för att försörja de 9 miljarder människor som beräknas finnas¨år 2050 (resten kan ske genom effektivisering av nuvarande jordbruk). Det är klart att det finns osäkerheter i alla dessa siffror, men i vilket fall så finns en betydande potential och utan tvekan bör ett så bra och enkelt bränsle som etanol spela en betydande roll i framtiden - även om det inte är den enda lösningen, utan behöver samsas med biogas, DME, FT-diesel och framför allt ökad effektivitet i transporterna.

Hej,

Det kan även vara på sin plats att påpeka att jag inte tror på att vi i framtiden kommer att kunna syntetisera flytande drivmedel i en omfattning som tillåter oss att använda samma transportsystem som i dag. I så fall skulle vi troligtvis bli tvugna att avsätta alltför mycket mark för produktion av drivmedel, som vi behöver till att producera livsmedel etc.

Jag tror därför att brist på drivmedel, och priset på drivmedel, kommer att tvinga fram att en stor del av våra transporter går på fartyg och järnväg. Fartyg är det absolut mest energieffektiva sättet att transportera gods och människor, och på land är det energieffektivaste alternativet järnväg.

Men det är inte praktiskt möjligt att dra fram järnväg till alla platser där vi avverkar skog, eller varje liten butik. Jag tror inte heller att det kommer att bli praktiskt möjligt att driva jord- eller skogsbruksmaskiner med hjälp av el och batterier.

Vi är därför tvugna att hitta praktiska lösningar på hur vi ska driva fordon som inte kan använda eldrift via kontaktledningar eller batterier.

/Sören Jonsson

Hej,

Jag ser flera problem med räkneexemplet.

1 Räkneexemplet tar enbart hänsyn till personbilar, och behandlar inte hur man ska lösa bränsleproblemet för fraktfartyg, jordbruksmaskiner, skogsbruksmaskiner, etc.

2 Räkneexemplet förutsätter att man odlar sockerrör, vilket framgår av argumentet att man skulle kunna öka utbytet "bl. a. genom att jäsa en del av cellulosan i bagassen". Bagass är den fasta återstoden när man pressar sockerrör för att få ut den söta saften. Problemet är att sockerrör inte växer här i sverige, och knappast kan odlas i kommersiell skala någonstans i europa. Det begränsar kraftigt den areal som kan användas för att producera alkohol med den i exemplet föreslagna processen.

3 Vi har redan sett prov på politiska problem angående tillgång till olja. Skulle vi övergå till att använda etanol från sockerrör som drivmedel är det troligt att samma problem skulle bestå, om än med andra länder.

4 Vid politiska och ekonomiska krissstuationer kommer nästan säkert många länder att se om sina egna bränslebehov först, på bekostnad av andra. Det kan fortsätta att skapa vilda fluktuationer i bränslepriserna. En process som använder råvara som vi kan producera här i europa, och speciellt här i sverige, skulle vara att föredra. Det skulle minska vår känslighet för händelser i omvärden.


5 PHEV är troligen en förkortning av plug-in hybrider. Batteripaketet blir ett problem. Produktionen kärver tillgång till bly, litium, och/eller andra metaller som kan bli en bristresurs om man ska tillverka batteripacket för 1,5 miljarder bilar.

6 Dagens batterier/akumulatorer kan bara laddas om ett begränsat antal gånger. Här kommer en tabell som visar ungefär hur bra olika batterityper är:


Tabellen är en förkortad version av en tabell i boken "Build your own electric veichle" av Seth Leitman och Bob Brant. (Mycket bra bok, rekommenderad läsning för alla med ett intresse av elektriska fordon.) Energidensiteten är dessutom den teoretiskt bästa man kan uppnå. Vi har långt kvar dit.

Den enda batterityp som är användbar i dag är bly-syra batterierna, den typ av batterier som används som vanliga bilbatterier. Övriga typer av batterier är i dag så dyra att de är svåra att försvara ekonomiskt.

Om vi antar att man behöver ladda en elbil eller laddhybrid en gång i veckan så skulle en bil med bly-syra batterier behöva byta batteripack ca vart fjärde år. Jag kan inte ta för givet att det är acceptabelt för allmänheten, eftersom kostnaderna skulle vara kännbara. Med dagens priser på bilbatterier skulle ett batteribyte i en elbil/laddhybrid kosta 25-30 000 kronor, om man antar att en rimlig storlek på batteripacketet är ca 25 kWh. (Det är en storlek på batteripacketet rekommenderat i ovan nämnda bok.)

I större volymer kan priset på batteripacken komma att minska, men troligen inte mer än till 15 000 kronor. Volymen stiger visserligen, men det gör även efterfrågan och det bör hålla priset uppe.

6 Laddhybrider kräver att i princip alla dagens bilar byts ut, och det kommer att ta lång tid.

7 Laddhybrider kräver minst två motorer, en elektrisk och en som drivs med kolväten. Det kräver fler komponenter, fler arbetsmoment, och gör bilarna dyrare.

/Sören Jonsson

Hej.

Jag äntrar debatten med ett låååångt inlägg och ber om tålamod med detta. Se det som ett "pilotavsnitt" på TV :-)

Låt mig dra lite i lyftspaken för ett ögonblick. Helikopterperspektiv är ofta nyttigt. Det skall bli roligt att höra din analys/kritik av denna lite "fluffiga" tankebana:

Det går inte att skönja några genvägar till framtidens drivmedel. Samtidigt brådskar omställningen av transportsektorns (bland andra) beroende av fossila bränslen om mänskligheten skall kunna förhindra en möjlig klimatkatastrof.

Inte ens ett (teoretiskt) totalt och omedelbart stopp i användningen av fossila bränslen leder till en optimal situation. Mänskligheten har redan spätt på den naturliga halten CO2 i atmosfären avsevärt sedan vi upptäckte de fossila bränslena och isarna smälter redan snabbt.

De nu levande generationerna har ett ansvar för kommande generationers förutsättningar. Det är inte tillräckligt att skåda bara 10 eller 100 år fram i tiden. Vår målsättning som mänsklighet är rimligen fortsatt utveckling av civilisation och välstånd för evig tid, dvs tills solen slocknar eller universum kraschar. Vårt ansvar är att söka verkligt hållbara, långsiktiga lösningar.

Civilisation ÄR energi.

Hur är det då ställt med tillgången på energi? Det finns i praktiken outtömliga mängder i vår omedelbara omgivning. Enbart den solstrålning som träffar vår lilla jord motsvarar en effekt som överstiger civilisationens maximala totala behov nu och i framtiden med minst en faktor 100 (ca 6000 TW). Om man enbart räknar med i någon mening "åtkomlig" solenergi faller siffran en faktor 10 (ca 500 TW). Det enligt någon modell beräknade effektbehovet för all mänsklig civilisationsverksamhet år 2030 är 17 TW (uppgifter ur Scientific American November 2009). Det är en mäktig tanke att solen har denna uteffekt i 360 grader rymdvinkel och att energiproduktionen pågår med oförminskad styrka i miljarder år.

Lägg till detta kärnenergi, för närvarande tillgänglig via fissionsreaktorer av olika slag. Snabba fissionsreaktorer av 4:e generationen kan utvinna ytterligare 95% energi ur det material vi idag betraktar som långlivat avfall, där lagringsperspektivet är 100 000 år. På köpet blir den slutliga "kärnslaggen" strålningsmässigt ofarlig efter något 100-tal år. Om 50-100 år bör vi utöver detta kunna tillgodoräkna oss energiproduktion i fusionsreaktorer, där bränsletillgångens uthållighet (på jorden) är oerhörd och i vissa uppskattningar överskrider solens kvarvarande livslängd med en faktor 10 (Wikipedia "Fusion Power").

Energi har vi alltså.

Vi befinner oss som mänsklighet precis i början av en plan där civilisationen består i miljarder år. Vi har hittills lånat mycket av den energi vi behövde för att starta upp vår plan ur de fossila bränsleförråden. Nu har vi upptäckt vad räntan på detta lån består i: Klimatproblem i form av oönskad uppvärmning. Vi har helt enkelt skitat ner atmosfären i civilisationens namn. Och vad är den civilicerade åtgärden när man skitat ner? Jo, man får lov att städa upp!

Mänskligheten förfogar redan idag över den kunskap och teknik som behövs för att starta uppstädningen: Vi kan extrahera CO2 ur atmosfären. Det vi ännu inte utfört är uppskalning av processen. Processen kostar energi, men det har vi.

När CO2 separerats föreslår vissa att den skall grävas ner. Norge är förtjusta i den idén och arbetar med uppskalning av infångning vid källan, dvs fossila kraftverk, och lagring i tomma olje/gasdepåer i jordskorpan. Detta kostar energi, men det har vi.

Man kan dra denna tanke ytterligare ett steg, och det är här inläggets relevans klarnar: CO2 kan med känd teknik omvandlas till bränsle. Detta kostar MYCKET energi, eftersom man minst måste tillföra den energi som frigjordes när det fossila bränslet förbrändes och processen är inte heller 100% effektiv, men det är fullt möjligt att "ladda upp" koldioxiden till nytt, syntetiskt bränsle. Man kan välja bränsletyp efter önskad energitäthet och hanterbarhet - tex metanol, etanol, syntetisk diesel eller bensin.

Det som uppnåtts på detta sätt är en syntetisk, klimatneutral bränslecykel med CO2 (och vatten) som "urladdat" tillstånd och valfritt kolväte som "uppladdat" tillstånd. De syntetiserade kolvätena kan användas för att driva transportinfrastrukturen i väntan på (eventuella men troliga) framtida fullgoda ersättningar till förbränningsmotorn. Kedjan har en viss beräkningsbar effektivitet, som förmodligen är låg, men det är inget stort problem i sig, för energi, det har vi.

"Städningen" av atmosfären - amorteringen på det fossila lånet, sas - utgörs av att vi med klimatneutrala energikällor driver extraktionen av CO2 ur atmosfären och lagrar den, antingen i rå form eller "upparbetad", om det krävs för att erhålla ett stabilt och lättarbetat lagringsmaterial. Det kräver MYCKET energi, men, som sagt, det har vi. (Notera dock att vi inte behöver återställa hela det ursprungliga fossila energiinnehållet innan lagringen, även om eventuell "upparbetning" kan betraktas som ett litet steg åt det hållet.)

Slutsats: Mänsklighetens bästa hopp i klimatfrågan - och i frågan om framtidens drivmedel i en civilisation med bevarad och utvecklad levnadsstandard - är att snabbt utveckla och bygga ut klimatneutral energiproduktion. Kärnkraften, i synnerhet snabba transmutationsreaktorer och fusion, är sannolikt en omistlig del i energipusslet även om vind-, vatten- och solkraft teoretiskt räcker i sig själva.

Det står klart att mänskligheten förfogar över den erforderliga kunskapen för att bygga ett system enligt denna modell. Det största hindret är ekonomin. Den globala ekonomin är idag ett vilddjur som växt ur alla burar. Samtidigt som marknadsekonomin är den drivkraft som till stor del byggt vår civilisation är den också vår största förbannelse. Omställningen till klimatneutral energiproduktion kommer i sig själv inte att bli "lönsam" i rent marknadsekonomisk bemärkelse förrän alla "snabba cash", dvs i detta sammanhang allt av naturen tillhandahållet redan "uppladdat" bränsle - fossila depåer, uttömts.

Den enda vägen fram är genom politisk kraft, dvs "samhällets vilja" i den demokratiska världen. Det första vi måste göra är att öka det politiska inflytandet över energiproduktionen. Vi måste offra privatiseringen av energiproduktionen på klimatproblematikens altare. Det var helt enkelt ingen bra idé att släppa den mest fundamentala infrastrukturella samhällsprocessen till de marknadsekonomiska krafterna. Får de råda fritt blir energin billig, men knappast klimatneutral på mycket länge ännu.

För att förtydliga mitt eget ställningstagande så att detta inte blir en politisk debatt, så är jag FÖR lämpligt reglerad marknadsekonomi, ungefär som den vi nu praktiserar i Sverige, och jag erkänner den enorma drivkraft den innebär för civilisationen. Jag pekar alltså ut energiproduktionen som ett specialfall där samhällets vilja via politiken måste få överhöghet om mänskligheten skall ha något hopp om att få kontroll över klimatproblematiken.

Nå, vad säger du om detta? Vore kul om du gjorde några överslagsberäkningar... Jag har ägnat lite tid åt sådana övningar och det vore spännande att se vad andra kommer fram till. Hur stor klimatneutral energiproduktionseffekt måste vi bygga upp för att driva en syntetiskt bränslecykel för all transportverksamhet i Sverige? Vad blir produktionskostnaden för syntetiskt bränsle tillverkat av extraherad CO2 från atmosfären?

/Per Strömberg

Nej, nu är du lite ute och cyklar. Sockerrör behöver väldigt lite konstgödsel, om ens något eftersom rötterna är mykorrhiza-bildande - dvs de samverkar symbiotiskt med kvävefixerande bakterier. (Det är dock viktigt att återföra mineralerna till jorden - vilket också görs). Variationerna du ser i FAOs tabeller beror mer på vilken sort som odlas + en del säsongsvariationer. Olika sorter passar olika bra på olika jordar. Vissa ger stora skördar, men med litet sockerinnehåll, andra ger mindre kg biomassa, men med mer socker. Och som du ser så anges skörden i FAOs tabeller i kg sockerrör istället för ton socker.

55 Mha av tillgängliga 1900 Mha - är inte det att minimera?? - Det finns rätt många ha att göra annat på...

För världens fattiga är det nog bättre att de producerar ett bränsle som de dels själva kan använda och som det dels råder konstant efterfrågan på - i synnerhet jämfört med ditt kanske något illa valda exempel: teakträ-möbler - som hade sin senaste boom på 1950-talet ;-).

Det är väl knappast så att etanol - eller jatropha - eller alger, för att nämna några heta områden - är hela lösningen på samtliga transportbehov, men det är definitivt viktiga delar av lösningen - och där tror jag du har större delen av svaret på din ursprungliga fråga: Vi vet mer eller mindre vilka möjligheter som står till buds, vi forskar på samtliga för att göra dem mer effektiva och billigare men det är föga troligt att det dyker upp några nya jokrar i leken. Vi kommer att få leva med fler bränslen/energibärare i framtiden, vi kommer troligen att få flera sorters fordon som är mer specialanpassade för att utnyttja de bästa sidorna hos varje bränsle (exv små, lätta elbilar perfekta för för pendling, men odugliga att dra husvagnen med) och vi kommer troligen att få värdera tydligare hur mycket det är värt att kunna transportera så mycket som vi gör idag.

Gärna FT-processen - också. I synnerhet i tekniskt utvecklade länder med bra förutsättningar att producera biomassa (Brasilien?, Indien?). Men knappast i Afrika söder om Sahara - där vi har de största outnyttjade markerna (exv 90 % av Tanzanias åkermark ligger oanvänd), gott om solinstrålning, hyfsat med vatten och en utfattig, lågutbildad befolkning.

Det som är bra med etanol är att den går att använda i befintlig fordonspark med bara små modifieringar och redan med dagens simpla quick-fix-teknik ger den en hel del luftkvalitetsvinster (framför allt vad gäller ultrafina och nano-partiklar, dvs de partiklar som inte fångas i ett dieselfilter). Samtidigt finns det en stor potential att avsevärt förbättra energieffektiviteten genom att optimera fordonen för etanol. Tekniskt sett är ju etanol ett mycket bra bränsle - en homogen vätska av en enkel molekyl, med hög kompressionstålighet, som går att använda i såväl ottomotorer som dieselmotorer med så gott som fullständig förbränning - en dröm för en motortekniker. Utan tvekan ett av de bättre bränslena också i framtiden. Egentligen är det väl nästan bara DME som skulle kunna konkurrera rent tekniskt - men den kräver ju ett radikalt teknik- och infrastrukturbyte. Metanol är en möjlighet - men då krävs istället en relativt hög tekniknivå vid tillverkningen.

Det som är bra med att framställa etanol ur sockerrör är att sockerrör är en gröda med mycket hög avkastning och litet behov av konstgödsel, vi har god kunskap om hur man odlar den och vi är duktiga på att få fram nya varianter med allt högre avkastning. Etanolproduktion är en relativt enkel process som kan snabbt kan sättas upp utan jättelika investeringar, som kan skötas utan doktorsgrad i teknik, vi har god kunskap om processen och ny jäst utvecklas ständigt. Den färdiga produkten kan fraktas med befintlig infrastruktur, biprodukterna är el (och tyvärr en viss värme som det inte finns något större behov av på de platser som har bra förutsättningar för att producera biomassa) - dvs en närmast ideal kombination för just de länder som har potential att försörja världen med en hel del bränsle, ett stort överskott på odlingsbar mark, en stor solinstrålning, låg utbildningsgrad, oerhört svårt att få investingskapital och ett stort behov av snabba cash-crops.

Enkelheten i processen gör också att det går lätt (nåja...) att sätta upp en ny odling och fabrik på andra ställen om ett land skulle få för sig att försöka skapa en monopolställning. Blotta vetskapen om detta kommer att verka bromsande.

Åter - etanol ur sockerrör är inte världens frälsning - men den är avsevärt mer baktalad än den förtjänar och okunskapen hos såväl gemene man, politiker och tekniker är stor. Det vill jag gärna ändra på.

Hej Sören.



Jag tror att du missade lite av poängen i mitt inlägg:



Diskussionen har snöat in ordentligt på biobränslen och huruvida dessa är möjliga/lämpliga drivmedel. Detta gäller även i den almänna debatten i media. Låt mig påminna om att biobränslen är en form av solenergi. Fotosyntesen är mekanismen bakom naturens kraftverk, där "uppladdade" kolväten byggs av "urladdade" komponenter som CO2 och vatten. Uppgifter om fotosyntesens effektivitet, dvs hur stor del av energin i solstrålningen som omvandlas till kemisk energi i "uppladdade" kolväten, varierar mellan någon promille till (teoretiskt) omkring 8% för sockerrör. Att plantera "energiväxter" är alltså inte någon speciellt effektiv metod att ta hand om infallande solstrålning. Det finns redan idag massproducerade tekniska solceller som ger samma effektivitet som sockerrör, fast i direkt elektrisk energi. För att komma till högvärdig elenergi från biomassa måste man ta till förbränning och turbiner-generatorer eller bränsleceller, båda teknologier med låg verknigsgrad och/eller hög komplexitet. Tydligen kan man i dagsläget nå ännu högre effektivitet från solstrålning till elenergi i solkraftverk som bygger på upphettning och turbiner-generatorer, eller t.o.m. Stirlingmotorer som placeras i brännpunkten för paraboliska speglar, eftersom det är sådana anläggningar som dominerar utbyggnaden.

Jag håller helt med dig om att det inom överskådlig framtid kommer att behövas lätthanterliga energitäta - gärna vid rumstemperatur och tryck flytande - bränslen som tex metanol, etanol, diesel, fotogen eller bensin, för att driva den oumbärliga transportsektorn. Det vi måste uppnå är att framställa dessa med klimatneutrala processer.

Det mitt inlägg belyser är en helt väsenskild modell för hur mänskligheten skulle kunna nyttja dessa kemiska föreningar som renodlade energibärare. Modellen påminner mycket om den sk "väteekonomin", där bränsleceller och eventuellt förbränningsmotorer (BMW) skulle drivas med väte. Den modellen bygger, precis som min, på att all energi till transportsektorn framställs i storskaliga klimatneutrala kraftverk, dvs vind-, vatten-, sol-, geotermiska eller kärnkraftverk, och att energin används för att frigöra väte från vattenmolekyler. Vätet är väteekonomins "uppladdade" energibärare och vatten är dess "urladdade" tillstånd. Väteekonomin ställer dock till en hel del bekymmer genom att vätet ju är besvärligt att hantera, bränsleceller komplicerade och omogna och att hela transportsektorns fordonspark och bränsledistribution idag är anpassad för traditionella bränslen.

Konsekvensen av "min" modell för den debatt som förs här är ett ifrågasättande av klokheten i att överhuvudtaget nyttja naturens relativt sett ineffektiva solfångare, dvs gröna växter, för att driva bränslecykeln. Felet många gör är att anta att framtidens bränslecykel måste baseras på en "naturlig resurs". Det är lätt att tänka så av gammal tradition. Jag hävdar, liksom väteekonomins förespråkare, att mänskligheten måste ta steget full ut till en helt och hållet syntetisk bränslecykel, där vi kan välja vilken naturresurs vi använder för att energisätta systemet. På det sättet skapar vi oss också friheten att med ingenjörskonst förfina och effektivisera de bakomliggande enegiproducerande processerna och inte, som i det traditionella biobränslebruket, fastna i den naturliga fotosyntesens begränsningar. Vi kan samla solenergi med tekniska system som har högre verkningsgrad än biomassa och vi kan tillföra andra klimatneutrala energiformer från naturens smörgåsbord, som tex geotermisk energi eller kärnenergi.

Läs gärna denna intressanta artikel i New York Times som handlar om forskning vid Los Alamos som syftar i den riktning jag avser.

http://www.nytimes.com/2008/02/19/science/19carb.html?fta=y

Allt för lite uppmärksamhet ägnats denna typ av forskning och den verkar i de breda lagren vara helt missförstådd; Jag såg tex forskningschefen hos Vattenfall stå i en TV-debatt för ett tag sedan (Storforum i SVT24) och säga rent ut att han tyckte detta var en mer eller mindre imbecill idé, för att "...det skulle ju kosta mer energi än vad man får ut vid användningen.". Kanske lite hårt att använda termen imbecill, men jag undrar vem som är det egentligen... :-) I alla fall tycker jag att han, med den position han faktiskt har, borde tänka igenom frågan lite bättre innan han yttrar sig offentligt. Uttalandet belyser också hur illa ställt det är med Vattenfall som organisation. Den missriktade privatiseringen har fått det tidigare statliga "energiverket" att löpa amok i sin nuvunna marknadsekonomiska roll; Ekonomisk vinst går före allt annat (Polsk kolkraft, tysk kärnkraft med obegränsat ansvar...), så till den milda grad att forskningschefen kan hosta upp en sådan här groda. Svenska staten tar sig för pannan och försöker mästra, men vilddjuret Vattenfall är svårt att tämja!

Jag är inte djupt insatt i de kemiska processer som man tänker sig använda, men här är en länk till ett kommersiellt företag som har en process av rätt typ på gång. Sedan har de lite konstiga idéer (som det verkar) om hur man skall använda myrsyra (formic acid) som resulterar från processen; De verkar vilja använda det komersiella värdet av myrsyra för att rättfärdiga sin process i marknadsekonomiska termer. De uppger dock att de även kan få fram metanol, vilket trots allt gör processen relevant i detta sammanhang:

http://www.mantraenergy.com

Det är talande att ett företag som detta, som har en process på gång som kunde spela en enormt viktig roll i en klimatneutral syntetisk bränslecykel, tvingas gripa efter ekonomiska halmstrån för att motivera sitt arbete. Jag tror inte att renodlade marknadskrafter har en "sportmössa" att leda mänskligheten rätt i frågan om framtidens bränslen; Det kommer att behövas starka medel förankrade i politik och befolkningar för att stimulera den tekniska utvecklingen i rätt riktning. Man kan notera att Obamaregeringen enligt vissa uppgifter satsar den kollosala summan 160 Mdr USD (till viss del i form av kreditgarantier, men ändå) för att bevara (finanskrisen hotade många Green Tech-företag) och stimulera den inhemska Green Tech-utvecklingen, och att entreprenörerna i Silicon Valley nu har svårt att tala om något annat än Green Tech. USA är klimatmässigt den största lortgrisen i väst, men ställer de om kursen så blir det ett kraftigt kölvatten för oss andra att nyttja. Det är glädjande att Obamaregeringen verkar tända ett nytt hopp på den fronten :-).

/Per Strömberg

Hej Sören.

Tack för ditt svar.

(Oj, ser att mitt svar blev långt igen. Sorry. Fast trösta dig med att detta är min sista inlaga i tråden!)

Jag kollade upp en faktauppgift i ditt svar: Det verkar som att 1,4kW/m2 är den totala effekten från solen på hög höjd, alla våglängder inräknade, dvs andelen av denna effekt som vi med tekniska eller biologiska system kan tillgodogöra oss nere på marknivån är betydligt lägre. Till att börja med är det bara ungefär halva effekten som når ner till marken och ett specifikt system är normalt bara effektivt inom ett begränsat våglängdsområde. Wikipediaartikeln "World energy resources and consumption" uppskattar den totala vid jordytan tillgängliga solenergieffekten till 89 PW. I mitt inlägg citerar jag en annan uppskattning (Scientific American) som sannolikt är mer relevant för praktisk solfångarteknik: 6000 TW, eller 6 PW. Om man räknar bort otillgängliga områden (som hav) sjunker tydligen siffran ytterligare en faktor 10, och man hamnar på ca 600 TW som vi teoretiskt kan komma åt med dagens solfångarteknik. Det är ju trots alla reduktioner en mäktig siffra i relation till ScA:s prognos för civilisationens totalförbrukning 2030 på 17 TW.

Nåväl, så när som på att jag naturligtvis inte tror att man kan driva praktiskt användbara fordon med direktverkande solfångare - det räcker inte ens den högsta siffran ovan till på långa vägar (undantaget är förstås dessa fantastiska specialfordon som man tävlar med i Australiens öknar, men dessa fordon kan ju knappast betraktas som praktiskt användbara i en vidare, samhällsnyttig mening) - så känner jag att du förstått vad jag är ute efter.

Nu har jag emellertid läst på lite om vad Energibruket egentligen syftar till: Att finna metoder att spara energi. Detta är förstås en mycket vällovlig ansats som jag vill önska all framgång, men jag inser också att det resonemang jag för nog inte hör hemma i detta forum. Jag blev bara så sugen på att få lite reaktioner på mina tankar att jag hoppade in i din tråd, eftersom jag kunde konstruera en koppling till ditt ämne från den egentliga bakomliggande större idén. Jag skall här som allra flyktigast beskriva denna idé, men sedan är det morsning och goodbye för mig. Jag får lov att söka ett annat forum för denna diskussion.

Det hela kom till mig nästan som en slags uppenbarelse, några veckor efter den misslyckade klimatkonferensen i Köpenhamn. Jag insåg plötsligt detta: "Det här kommer aldrig att lyckas." Jag hade plötsligt kopplat ihop min egen erfarenhet av och kunskap om människans beteende i allmänhet med intrycken jag fått av konferensen. Resultatet blev för mig en tuff sanning om mänskligheten i stort: Vi är otroligt dåliga på att samarbeta, både inom länder, men framförallt mellan länder. Det är möjligt att detta kan förändras allt eftersom civilisationen och människan själv utvecklas, men det kommer att ta mycket lång tid.

Om man då vill ta klimathotet på allvar - huruvida det idag populariserade klimathotet är verkligt eller ej är faktiskt ganska irrelevant; Det är inte precis osannolikt att 7 Mdr människor, vars civilisationsutveckling på många sätt löper total amok i vår tid, har någon form av negativ inverkan på miljön, och även klimatet - och dessutom accepterar de populära modellernas uppskattningar av hur mycket tid vi har att agera på, förstår man snabbt att vi har ett allvarligt problem att handskas med: Hur skall vi kunna avsluta hela mänsklighetens tillförsel av CO2 till atmosfären inom bara 20-40 år, samtidigt som flera Mdr människor befinner sig i en brinnande jakt på den livsstil den industrialiserade världen etablerat?

Jag stod plötsligt inför slutsatsen att det sannolikt är fullkomligt naivt att tro att vi som globalt samhälle kommer att kunna komma överens om att "spara" oss ur problemet, egentligen helt oavsett vilka metoder för energisparande som kommer fram. Missförstå mig nu inte: Jag är definitivt FÖR utveckling av energieffektivisering, eftersom det är den absolut mest snabbverkande metoden att minska vår civilisations klimatpåverkan. Men...

Det räcker inte!

På långa vägar!

Jag läste en lätt raljerande beskrivning av problemet i en artikel i Huffington Post: De samlade åtgärder som miljörörelsen och politikerna föreslår för att bekämpa klimathotet är ungefär lika verksamma som att arrangera om däcksstolarna på Titanic :-)

Min egen slutsats är därför följande: Den enda möjlighet mänskligheten har att hindra fortsatt, och reparera redan tillfogad skada på jordens miljö, är att göra det enda vi är bra på: Vi måste EXPANDERA oss ur problemet.

Därav mina resonemang kring tillgången till klimatneutral energi på planeten - i princip outtömlig - och att mänskligheten faktiskt egentligen i dagens läge utnyttjar dessa tillgångar i endast ynklig omfattning! Man kan paradoxalt nog säga att civilisationen lider av svår energisvält.

Om vi på global nivå byggde ut den klimatneutrala energiproduktionen REJÄLT, skulle vi kunna bekämpa all jordens fattigdom och vi skulle lätt kunna se till att alla jordens innevånare hade tillgång till rent vatten. I förlängningen räcker jordens klimatneutrala energiresurser till att ge alla jordens innevånare tillgång till de industrialiserade samhällenas livsstil. Det slutgiltiga problemet är i princip att vår civilisation tenderar att dispergera viktiga naturresurser i produkter, som till sist ofta hamnar på soptippen. Framtida generationer kommer att tvingas öppna våra soptippar i jakt på sällsynta material. (Denna tanke gör det genast lättare att respektera retursystemen som vi ganska nyligt börjat införa i progressiva delar av västvärlden (till vilka exempelvis flera av USA:s delstater INTE hör ännu!))

En överslagsberäkning: I Sverige förbrukade vi 2008 ca 1400 PJ (Peta = 10^15)= 1,4 EJ (Exa = 10^18). Den totala energikonsumtionen i världen var ca 500 EJ. Sveriges befolkning är ca 9 M, medan jordens befolkning är ca 7 G. Om alla jordens innevånare skulle förbruka lika mycket energi som vi svenskar (och vårt industrialiserade samhälle), skulle den globala förbrukningen bli 7E9/9E6*1,4 = ca 1100 EJ, dvs drygt dubbelt vad den är idag. Vilken effekt motsvarar detta? 1,1E21/365/24/60/60=35 TW, dvs ungefär det dubbla mot vad man enligt Scientific American prognostiserar för 2030 (17 TW).

Till detta bör vi lägga ytterligare effekt att användas till att städa upp den smuts vår civilisation besudlat planeten med. Den i klimathotets skugga förmodligen största uppgiften skulle vara att extrahera den CO2 vi och våra förfäder tillfört atmosfären, upparbeta den på lämpligt sätt så att den blir stabilt bunden och kan hanteras enkelt, och sedan deponera den på lämplig plats - inte nödvändigtvis nere i berggrunden om vi väljer en smart form. Den tid det kommer att ta att "amortera på fossillånet" är beroende av hur stor effekt vi avsätter till detta projekt.

I den långa förlängningen bör vi kunna uppnå portabel eldrift av hela vår transportflotta, men det kommer sannolikt att ta flera hundra år att nå dit. Under tiden kunde vi med ytterligare effekttillskott i budgeten driva den syntetiska bränslecykel jag föreslår i mina tidigare inlägg.

Kanske hamnar den totala budgeten på 50 TW...

Kan vi inom rimlig tid bygga upp klimatneutral effekt på den nivån?

Ja, det kan vi!

Dagens verktygslåda innehåller förutom vattenkraft (som dock till stora delar redan är utbyggd) de nya "gröna" energikällorna sol-, vind-, våg- och geotermisk kraft, samt sist, men också störst: kärnkraften. Sett i ett mångtusenårigt perspektiv kommer civilisationen - om vi lyckas upprätthålla den - att se vår tids problem med energiproduktion som en kort parentes. Det mest väsentliga vi åstadkom under denna era var att upptäcka kärnkraften. Inom 50-100 år har vi sannolikt kontroll över fusionen, och då är vi definitivt hemma. Tills dess får vi nöja oss med fissionen på kärnkraftssidan, men även där, om vi snabbt tar fram en ny generation reaktorer som arbetar med snabba neutroner, har vi en i stort sett outtömlig källa till klimatneutral energiproduktion. Vi behöver dessutom inte gräva upp mer uran än att det räcker tills vi fått igång utbyggnaden av den nya generationen reaktorer, en utbyggnad vi kanske kunde starta inom ungefär 20 år. I den fasen skulle vi successivt ersätta alla äldre reaktorer med den nya typen och i allt högre grad bränna avfall från de äldre verken (och vapenplutonium för att bli kvitt detta otyg!) När fissionseran till sist går i graven, kanske om något hundratal år, kommer vi att stå med en proportionellt sett liten mängd högaktivt avfall som vi måste övervaka i några hundra år innan vi kan återföra det till jordskorpan. Det kan vi göra eftersom radioaktiviteten sjunkit till samma nivåer som vi idag finner i naturlig uran (vilket betyder till att vi bör tänka till ordentligt innan vi gräver ner vårt nuvarande svenska avfall alltför djupt...)

Mänskligheten har alltså redan nu alla förutsättningar för att börja bygga ut energiproduktionen inför framtiden. I Sverige kommer vi på sikt att behöva ett mycket stort tillskott av elenergi för att driva framtidens transporter. Transportsektorn förbrukar idag ca 370 PJ, vilket motsvarar effekten 12 GW, eller ca 10 "reaktorekvivalenter". Det tar lång tid att bygga ut så stor effekt, oavsett vilka verktyg man väljer.

Därför måste vi starta detta arbete NU!

Vi kan definitivt inte förlita oss på marknadskrafter för detta "månprogram", lika lite som USA kunde det på 60-talet när man genomförde det verkliga månprogrammet. Det kommer att behövas massiv politisk vilja förankrad i befolkningarna i demokratiska nationer. Det kommer att kosta "federalt" och vi kommer alla att få dela kostnaden via skattsedeln. Men vi kanske håller på att mogna till den nivån att vi snart är beredda att avstå en tusing i månaden för att säkra upp framtiden för våra barn - i alla fall vi i vårt lilla land.

Men projektet kommer också att skapa sysselsättning på en enorm skala och om vi så önskar kunde vi - ur ett svenskt perspektiv - sikta på att göra Sverige helt självförsörjande i energihänseende. Detta kunde bli ett föredöme för andra länder; Jag ser här en front där Sverige kunde leda världen! Det vore väl inspirerande för alla oss ingenjörer!

Så, då fick jag sagt vad jag ville säga.

Tack för ordet och lycka till med utvecklingen av biologiskt baserade syntetbränslen! Även om det knappast är den slutgiltiga lösningen, är den forskning och de framsteg den processen kräver definitivt viktiga steg på vägen!

Vi kanske hörs i ett annat forum - eller här om jag kommer på något smart sätt att spara energi :-)

/Per Strömberg

Hej,

Jag beklagar att det tog mig lite tid att tänka igenom det här inlägget, men jag hoppas att mitt svar blir bättre av att jag tog mig tid att fundera.

1 900 Mha tillgänglig mark förutsätter att förutsättningarna förblir oförändrade, och det tog mig all den här tiden att inse det. Men vi har redan bevis för att förutsättningarna kan ändras: ökenutbredning till exempel, och förändringar i havsnivån. Alla planer på hur man ska ersätta de fosila bränslena måste nog ta hänsyn till det.

"i synnerhet jämfört med ditt kanske något illa valda exempel: teakträ-möbler - som hade sin senaste boom på 1950-talet ;-)" Modet förändras, och även möbler i teak kan komma tillbaka. Det finns även andra tropiska träslag som vid olika tider varit populära i möbler.

Stigande välstånd i utvecklingsländerna kan dessutom skapa en växande efterfrågan på papper och pappersprodukter. En (stor?) del av den areal du pratar om kan behövas även för produktion av pappersråvara.

Jag tror därför att det är farligt att argumentera för mycket utifrån vad som råkar vara populärt just i dag, och de ekonomiska förutsättningar som råder i dag. Det är betydligt säkrare att ha en viss flexibilitet i tanken, och att vara förberedd på även stora förändringar i förutsättningarna.

Hälsnignar,

Sören Jonsson

Josef Forsman säger: [indent]intressant att läsa "semi-lekmän" diskutera det här ämnet. Ekonomi: Ökat pris ger minskad efterfrågan. [quote]En överslagsberäkning: I Sverige förbrukade vi 2008 ca 1400 PJ (Peta = 10^15)= 1,4 EJ (Exa = 10^18). Den totala energikonsumtionen i världen var ca 500 EJ. [/indent] Mineraloljan kan ta slut på flera sätt: 1 Det finns ingen mer olja att pumpa upp ur jorden. 2 Oljan blir så dyr att vi inte har råd att använda den som drivmedel. Om mineralojan tar slut enligt senario ett eller två spelar ingen roll, konsekvenserna blir lika förödande i bägge fallen. Hälsningar, Sören Jonsson

Det första tankstället för BioDME har öppnat. Kanske är detta ett av framtidens drivmedel?