global uppvärmning

69
Prof. Bo Nordell Arkitektur och infrastruktur Luleå tekniska universitet Landstingsfullmäktiges miljöseminarium Luleå den 8 mars 2007 Global uppvärmning Global uppvärmning

Upload: janice

Post on 14-Jan-2016

73 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Global uppvärmning. Prof. Bo Nordell Arkitektur och infrastruktur Luleå tekniska universitet Landstingsfullmäktiges miljöseminarium Luleå den 8 mars 2007. Global uppvärmning. Den globala uppvärmningen är ett vetenskapligt faktum Startade ca 1880 och 1999 var temperaturhöjningen ca 0.7 o C - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Global uppvärmning

Prof. Bo NordellArkitektur och infrastrukturLuleå tekniska universitet

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium Luleå den 8 mars 2007

Global uppvärmningGlobal uppvärmning

Page 2: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Global uppvärmning

Den globala uppvärmningen är ett vetenskapligt faktumDen globala uppvärmningen är ett vetenskapligt faktum Startade ca 1880 och 1999 var temperaturhöjningen ca 0.7Startade ca 1880 och 1999 var temperaturhöjningen ca 0.7ooCC

dvs 0.7/120 0.006dvs 0.7/120 0.006ooC per årC per år Orsaken omtvistad – tre förklaringarOrsaken omtvistad – tre förklaringar

– Växthuseffekten Växthuseffekten – Variationer i solinstrålningenVariationer i solinstrålningen– Termiska föroreningarTermiska föroreningar

Page 3: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Orsaker till global uppvärmning

Växthusförklaringen innebär att atmosfärens ökande

CO2- halt höjer atmosfärens temperatur.

Variationer i solens instrålning - ännu inget starkt fotfäste Termiska föroreningar – en koldioxidfri förklaring

Page 4: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Global uppvärmning = termisk förorening?

En varm sommardag i Tokyo höjs lufttemperaturen 3En varm sommardag i Tokyo höjs lufttemperaturen 3ooC C pga luftkonditionering (heat islands).pga luftkonditionering (heat islands).

Mänsklig aktivitet i Tokyo motsvarar ca 140 W/mMänsklig aktivitet i Tokyo motsvarar ca 140 W/m22

Motsvarande för Stockholm är ca 70 W/mMotsvarande för Stockholm är ca 70 W/m22.. Utslaget på Sveriges yta är värmeutsläppet 0.15 W/mUtslaget på Sveriges yta är värmeutsläppet 0.15 W/m22. .

dvs 2-3 ggr större än det geotermiska värmeflödet.dvs 2-3 ggr större än det geotermiska värmeflödet.

ÄR DETTA GLOBAL UPPVÄRMNING?ÄR DETTA GLOBAL UPPVÄRMNING?

Page 5: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Principen är enkel……

””Släpper man ut värme i ett rum blir det varmare”Släpper man ut värme i ett rum blir det varmare”

- detta gäller även för det stora globala rummet…detta gäller även för det stora globala rummet…- principen är inte kontroversiell utan självklarprincipen är inte kontroversiell utan självklar- kritikerna menar att denna värmemängd är försumbarkritikerna menar att denna värmemängd är försumbar

Page 6: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08 Global and Planetary ChangeVol. 38. Issue 3-4. 305-312

Page 7: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Miljöaktuellt. nov 2003

NK, 14 feb 2007

Page 8: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Professor Rickard Lundin (Svenska Institutet för Rymdfysik) ang. ”växthuseffekten”

”Det är ingen liten skara forskare som är av annan åsikt. Problemet är vilka som rätteligen skall betraktas som "klimatforskare". Glaciologer, hydrologer, solforskare, paleo-klimatologer, planetologer, och rymdvetenskapare hamnar utanför kategorin.Långa tidsserier av glaciologer och paleoklimatologer tagit fram ger en helt annan bild än den gängse mediadebatten.

Skulle aldrig ha ställt upp i en debatt som denna om det inte vore för att jag har mitt på det torra och jag genom åren upplevt så mycken rädsla hos många forskare. Man hukar sig för att inte riskera sina ev. framtida forskningsanslag. De som inte ställer in sig i ledet och hyllar gängse uppfattningar hamnar lätt utan finansiering. Deras forskning betraktas som intressant, men ändå ovidkommande i sammanhanget”.

Nyhetsinslag i radions P1 den 12 sep 2006med Rickard Lundin, Lena Sommestadmed Rickard Lundin, Lena Sommestad

Page 9: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Globala medeltemperaturer

Global medeltemperatur över mark, hav, och globalt medelGlobal medeltemperatur över mark, hav, och globalt medel

MARKYTA

7.9

8.4

8.9

9.4

9.9

1880 1920 1960 2000

Tem

per

atu

re (

oC

)

HAVSYTA

15.0

15.5

16.0

16.5

17.0

1880 1920 1960 2000

Tem

per

atu

re (

oC

)

MEDEL

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

1880 1920 1960 2000

Tem

per

atu

re (

oC

)

Page 10: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Jordens energibalans

Solinstrålning (kortvågig)Solinstrålning (kortvågig)1368 W/m1368 W/m22 (342 W/m (342 W/m22))Reflekterande strålningReflekterande strålning

428 W/m428 W/m22 (107 W/m (107 W/m22))

940 W/m940 W/m22 (235 W/m (235 W/m22))Utgående långvågig strålningUtgående långvågig strålning

JordenJorden- Area = 4- Area = 4ΠΠRR22

- Tvärsnittsarea = - Tvärsnittsarea = ΠΠRR22

(100 %)(100 %)(30 %)(30 %)

(70 %)(70 %)

Page 11: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

NettovärmeutstrålningNettovärmeutstrålning(Geotermisk energi, mm.)(Geotermisk energi, mm.)

Jordens energibalans över en längre tidsperiod

Page 12: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

En 25 W lampa medför en viss konstant temperatur på globens yta

Två 25 W lampor ger en högre yttemperatur

Utgående strålning = lampans effekt

”Global” energibalans

Page 13: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

NettovärmeutstrålningNettovärmeutstrålning(Geotermisk energi. mm.)(Geotermisk energi. mm.)

Jordens energibalans över en längre tidsperiod

TTss = Jordytans medeltemperatur = Jordytans medeltemperatur• År 1880: 13.6År 1880: 13.6ooCC• År 1999: 14.3År 1999: 14.3ooCC

TTee= Jordens effektiva = Jordens effektiva

medeltemperatur (-18.8medeltemperatur (-18.8ooC)C)

Page 14: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Jordens energibalans

• All solenergi som når Jorden återstrålas till rymdenAll solenergi som når Jorden återstrålas till rymden Jorden får inget nettovärmetillskott från Solen Jorden får inget nettovärmetillskott från Solen

• Energibalansen för Jorden år 1880 (medeltemperatur = 13.6Energibalansen för Jorden år 1880 (medeltemperatur = 13.6ooC) C) Nettovärmeutflödet = geotermiska flödet från Jordens inreNettovärmeutflödet = geotermiska flödet från Jordens inre

• Energibalansen för Jorden år 1999 (medeltemperatur = 14.3Energibalansen för Jorden år 1999 (medeltemperatur = 14.3ooC)C)Nettovärmeutflödet är högre än geotermiska flödetNettovärmeutflödet är högre än geotermiska flödet

Det måste ha tillkommit en ytterligare nettovärmekällaDet måste ha tillkommit en ytterligare nettovärmekälla

Page 15: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Jordens nettovärmekällor

Användning förnyelsebar energi medför inget värmetillskott Användning förnyelsebar energi medför inget värmetillskott

till Jorden, eftersom denna energi finns redan härtill Jorden, eftersom denna energi finns redan här Användning av fossila bränslen + kärnkraft = värmetillskott Användning av fossila bränslen + kärnkraft = värmetillskott Detta värmetillskottet måste leda till global uppvärmning!Detta värmetillskottet måste leda till global uppvärmning!

Frågan är bara i vilken grad?Frågan är bara i vilken grad?

Termodynamikens lagar säger oss att:Termodynamikens lagar säger oss att:– Energi kan inte skapas eller förstöras utan bara omvandlas Energi kan inte skapas eller förstöras utan bara omvandlas – All All användanvänd energi (el. olja etc.) blir slutligen till värmeenergi (el. olja etc.) blir slutligen till värme

Page 16: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Naturlig nettovärmeNaturlig nettovärme

Geotermisk energiGeotermisk energi VulkanutbrottVulkanutbrott JordbävningarJordbävningar MeteoritnedfallMeteoritnedfall

Icke-naturlig nettovärmeIcke-naturlig nettovärme

EnergiförbrukningEnergiförbrukning- Kol, Olja, GasKol, Olja, Gas- KärnkraftKärnkraft- Biobränsle > tillväxtBiobränsle > tillväxt Kärnvapentester, Kärnvapentester,

bomberbomber

Jordens nettovärmekällor

Page 17: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Värmeutsläpp från kärnkraftverk

Page 18: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Jordens nettovärmekällor (utslaget över hela jordytan)

Geotermiskt värmeflöde Geotermiskt värmeflöde 0.068 W/m0.068 W/m22

Global energiförbrukning (fossilt + kärnkraft) Global energiförbrukning (fossilt + kärnkraft) 0.020 W/m0.020 W/m22 All nettovärmeAll nettovärme 0.088 W/m0.088 W/m22

Jorden var i jämvikt år 1880 Jorden var i jämvikt år 1880 - nettoutstrålning = 0.068 W/m- nettoutstrålning = 0.068 W/m2 2 (geotermiskt värmeflöde)(geotermiskt värmeflöde)

Jorden åter i jämvikt i framtiden då Jorden åter i jämvikt i framtiden då - nettoutstrålning = 0.088 W/m- nettoutstrålning = 0.088 W/m22 (all nettovärme) (all nettovärme)

Termisk förorening Naturlig värme

Page 19: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Jordens utstrålning

Utstrålning: Utstrålning:

• År 1880 = geotermiska flödetÅr 1880 = geotermiska flödet• År 1999 = geotermiska flödet + ca 1/3 av våra värmeutsläppÅr 1999 = geotermiska flödet + ca 1/3 av våra värmeutsläpp

Således blir 2/3 av våra värmeutsläpp kvar på JordenSåledes blir 2/3 av våra värmeutsläpp kvar på Jorden Temperaturen kommer därför att öka tills temperaturen blir Temperaturen kommer därför att öka tills temperaturen blir

så hög att all nettovärme strålar ut.så hög att all nettovärme strålar ut.

Page 20: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Global uppvärmning

Global temperaturökning. i dag och i framtidenGlobal temperaturökning. i dag och i framtiden

0.51.2

0.7

1.9

3.9

2.5

0

1

2

3

4

Ocean Land Mean

Tem

pera

ture

(o C)

Today Future

Page 21: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Sammanfattning

Innan den globala uppvärmningen (~1880)Innan den globala uppvärmningen (~1880) Medeltemperatur = 13.6Medeltemperatur = 13.6ooC C Nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde (naturlig Nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde (naturlig

nettovärme)nettovärme)

Sedan 1880 har fossila bränslen och kärnkraft tillkommit:Sedan 1880 har fossila bränslen och kärnkraft tillkommit: Icke naturliga nettovärmeutsläppIcke naturliga nettovärmeutsläpp Jordens medeltemperatur har ökat till 14.3Jordens medeltemperatur har ökat till 14.3ooC. C. År 1999: Nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde + 1/3 av År 1999: Nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde + 1/3 av

våra termiska föroreningarvåra termiska föroreningar FRAMTIDEN: Jordens temperatur måste öka ytterligare FRAMTIDEN: Jordens temperatur måste öka ytterligare

1.81.8ooC för att åter komma i termisk balans.C för att åter komma i termisk balans.

Page 22: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Nettovärmeutsläpp

LuftVatten

Mark

Restvärme = global uppvärmning

Fortsatt forskning – var finns värmen?

Page 23: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Global värmelagring dvs global uppvärmning, 1880 – 1999

Värmelagring:Värmelagring: 101014.14.kWhkWh %%

Mark (uppvärmning)Mark (uppvärmning) 23,923,9 31,531,5

Luft (uppvärmning)Luft (uppvärmning) 5,05,0 6,66,6

Hav (uppvärmning)Hav (uppvärmning) 21,621,6 28,528,5

Smältning av landisSmältning av landis 16,816,8 22,222,2

Smältning av havsisSmältning av havsis 8,58,5 11,211,2

TOTALTTOTALT 75,875,8 100,0100,0

MarkLuftHavSmältning av is

Genom att betrakta global uppvärmning i energitermer kan Genom att betrakta global uppvärmning i energitermer kan dess omfattning beräknas, kvantifieras, och förstås. dess omfattning beräknas, kvantifieras, och förstås.

Page 24: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Globala värmeutsläpp, 1880 - 1999

Värmekälla:Värmekälla: 101014.14.kWhkWh % % EnergianvändningEnergianvändning11 34,734,7 83,683,6 VulkanutbrottVulkanutbrott22 3,93,9 9,59,5 JordbävningarJordbävningar22 2,72,7 6,56,5 MeteoritnedslagMeteoritnedslag -- -- KärnvapentesterKärnvapentester 0,10,1 0,20,2 KrigKrig 0,10,1 0,20,2

TOTALTTOTALT 41,541,5 100,0100,0

1/1/ Endast Endast kommersiellkommersiell energianvändning, fossilt + kärnkraft energianvändning, fossilt + kärnkraft2/ 2/ Endast riktigt stora jordbävningar och vulkanutbrott finns medEndast riktigt stora jordbävningar och vulkanutbrott finns med

EnergianvändningVulkanerJordbävningarÖvrigt

Page 25: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Global värmelagring – globala värmeutsläpp, 1880-1999

1014 kWh %

Global värmelagring

Luft, mark och vatten 75,8 100,0

Globala värmeutsläpp

Nettovärme 41,5 54,7

Saknad värme 34,3 45,3

TOTALT 75,8 100.0

55%45%

Värmeutsläpp

Saknad värme

- Detta betyder att 55% av den globala uppvärmningen beror på värmeutsläpp- Detta betyder att 55% av den globala uppvärmningen beror på värmeutsläpp- Varifrån kommer den saknade värmen?- Varifrån kommer den saknade värmen?- Hur stor är den icke-kommersiella energianvändningen?- Hur stor är den icke-kommersiella energianvändningen?

Page 26: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Exempel på icke-kommersiell energianvändning

Fackling av gas Bränder i kolgruvor Torvbränder Olja för annat än energi (t.ex. plasttillverkning) Vedeldning> tillväxten

Det finns högst sannolikt ytterligare nettovärmekällor!!

Page 27: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Gasfackling

Ca 20 länder står för 85% av facklingen Praxis i tidig oljeproduktion – ingen gasmarknad Afrikas gasfackling motsvarar 50% dess energianvändning Saudiarabien - 38 miljard m3 (1980) till 0,12 miljard m3 (2004) Problemets omfattning - Världsbanken ger ut The News Flare Global fackling 1980-2000 (2700 miljarder m3) = 0.3.1014 kWh Facklingen har minskat kraftigt under senare år

-> Den har gett stora värmeutsläpp sedan 1880.

GROV UPPSKATTNING: Totalt ca 5.1014 kWh sedan 1880?

Page 28: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Var förekommer gasfackling?

Europe: 3 bcm

Central andSouth America:10 bcm

North America:12-17 bcm

Middle East: 30 bcm

CIS: 15-60 bcm

Asia: 7-20 bcmAfrica: > 45 bcm

Page 29: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Bränder i kolgruvor och kolfält

100-tals kolbränder pågår runt om i världen Underjordsbränder - svåra att lokalisera och släcka Några av de äldsta och största finns i Kina, USA, och Indien Den första branden i Indien startade för snart 100 år sedan

- har nu spritt sig till 70 kolgruvor I Kina brinner varje år 200 million ton kol (1.3.1012 kWh)

- vilket motsvarar ca 20% av USAs årliga kolförbrukning

GROV UPPSKATTNING: Totalt ca 5.1014 kWh sedan 1880?

Page 30: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Bränder i kolgruvor och kolfält

Page 31: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Torvbränder

Torvbränder kan också brinna under århundraden 1997 motsvarade CO2-utsläppen från torvbränder bara i

Indonesien 40% av all global fossil förbränning Fler än 100 torvbränder i Kalimantan and East Sumatra

fortsätter att brinna sedan 1997 Utan närmare studier är slutsatsen att dessa bränder bidrar

till de globala värmeutsläppen i samma utsträckning som gasfackling och kolbränder.

GROV UPPSKATTNING: Totalt ca 5.1014 kWh sedan 1880?

Page 32: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Ytterligare värmekällor

Olja för plasttillverkning finns inte med i kommersiell energiDå plasten förr eller senare eldas frigörs värme

Även eldning av förnyelsebara värmekällor bidrar om de förbrukas i högre takt än de återbildas. - Om det finns mindre skogsmassa idag än 1880 har även

detta medfört ett nettovärmetillskott till Jorden

GROV UPPSKATTNING? Totalt ca 5.1014 kWh sedan 1880?

En fransk student vid LTU försöker f.n. hjälpa mig att uppskatta icke-kommersiell energianvändning.

Page 33: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Slutsatser

55%45%

Värmeutsläpp

Saknad värme

Värme-utsläpp

Gas-fackling

Kol-bränder

Torv-bränder

Alt. olje-anv.

Saknad värme

18%

Kommersiell energi-användning Kommersiell + grovt skattad icke-kommersiell energianvändning

Förklarar 55% av den globala uppvärmningen

Förklarar 82% av den globala uppvärmningen

Page 34: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Vad gör vi nu då?

Minska COMinska CO22 -utsläpp ? -utsläpp ?

Lagra COLagra CO22 under mark? under mark?

Bygga ut kärnkraften? Bygga ut kärnkraften? Kraftverk i rymden?Kraftverk i rymden?

Alla dessa åtgärder minskar COAlla dessa åtgärder minskar CO22-utsläppen men minskar inte -utsläppen men minskar inte

utsläppen av värme! Kärnkraft och rymdkraft resulterar båda i utsläppen av värme! Kärnkraft och rymdkraft resulterar båda i nettovärmeproduktion!nettovärmeproduktion!

Den enda framkomliga vägen är effektivare energianvändning Den enda framkomliga vägen är effektivare energianvändning samt att utnyttja förnyelsebar energi. Med förnyelsebar energi samt att utnyttja förnyelsebar energi. Med förnyelsebar energi kan Jordens energibalans inte störas.kan Jordens energibalans inte störas.

?? NEJ!NEJ!

Page 35: Global uppvärmning

Prof. Bo NordellArkitektur och infrastruktur

Luleå tekniska universitet

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium Luleå den 8 mars 2007

Förnyelsebar energiFörnyelsebar energi

Page 36: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Förnyelsebar energi - solenergi i någon form

● Motorbränsle - alkoholer (etanol), bio-oljor..

● Elektricitet - solceller, vindkraft, vågkraft, biobränsle..

● Värme/kyla - solfångare, spillvärme, naturlig värme/kyla i mark,

luft och vatten

Page 37: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Naturliga energikällor för värme och kyla

För ett storskaligt utnyttjande av förnyelsebar energi krävs att energin kan lagras tills den behövs (korttids- och långtidslagring)!

Tekniken finns - stora energilager byggs oftast under mark

Vinterkyla Luft Ytvatten Snö och is Mark Grundvatten

Sommarvärme Luft Ytvatten Sol Mark Grundvatten

Page 38: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Markens temperatur

VINTERTID Marken är varmare än lufttemperaturenSOMMARTIM Marken är kallare än lufttemperaturen

Detta beror på att värme/kyla passivt lagras in mellan säsongerna. Markens medeltemperatur är ungefär lika med årsmedel i luft.

Page 39: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Skillnad mellan högsta och lägsta månadsmedeltemperatur

Page 40: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Page 41: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Borrhål i berg för kyla och värme

tank för varmvatten

värmepump golvvärmesystem för lågtemperaturuppvärmning

Borrhåls-värmeväxlare

Bergvärme för typiskt småhus• Borrdjup: ca 100-150 m• Borrhålsdiameter: ca 110 mm• Värmefaktor: 3-4• Uttag: 20000-30000 kWh varav

ca ¼ är drivenergi till värmepump.• Inv. kostnad ca: 100.000 kr• Avkastning: 10%• Ca 300.000 installationer i Sverige

Page 42: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Hur vanligt är bergvärme/bergkyla?

• Det finns ca 1.2 miljoner borrhålssystem för värme och kyla i världen• Hälften i USA och hälften i Europa, varav hälften i Sverige • Det finns alltså 300.000 bergvärmebrunnar i Sverige – ökning ca 40.000/år• FoU vid LTU och LTH har starkt medverkat till denna utveckling

• Sveriges totala energibehov för uppvärmning och kylning är ca 100 TWh• År 2000 kom ca 15% av denna energi från borrhålssystem• År 2010 beräknas borrhålssystemens stå för 27% av all uppvärmning

dvs 20% av all uppvärmning sker med förnyelsebar energi

Page 43: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

VÄRMELAGER LULEÅ

Världens första - byggdes i Luleå

Var i drift mellan 1983-1990

SSABs spillvärme via fjärrvärmenätet

Borrhål: 120 st á 65 mVolym: 120.000 m3

Årligt värmeuttag: ca 2000 MWh

Lagringstemperatur: max 82CUttagstemperatur: 65-35C

Page 44: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Därlingen Schweiz

Sommar: värme från bro (väg) lagras i borrhålssystem

Vinter: värmen håller vägen isfri

Teknik kan användas för att hålla flygplatser snö- och isfria.

Page 45: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Därlingen Schweiz

Page 46: Global uppvärmning

Hybrid system - Boreholes with summer recharge from lake

Näsby Parks Slott, Stockholm

Page 47: Global uppvärmning

Heat load from buildings (18.000 m2) marked in yellow

Boreholes

Water intake

Water outlet

Näsby Parks Slott, Stockholm

Page 48: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Chemistry Department, Lund

Energy balance by combining buildings with different load profiles

Chemistry

IKDC

Architecture

Energy store 165 boreholes

Page 49: Global uppvärmning

Heating loadHeating load

ChemistryIKDC

Page 50: Global uppvärmning

Cooling loadCooling load

ChemistryIKDC

Architecture

Page 51: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Building area : 180.000 mBuilding area : 180.000 m22

Energy wells :180 wells, 200 m deepEnergy wells :180 wells, 200 m deep

Central heating and cooling stationCentral heating and cooling station

District heating and coolingDistrict heating and cooling

Energy storage Energy storage (wells)(wells)

Housing flatsHousing flats

Office buildingOffice building

Radisson HotelRadisson Hotel

UniversityUniversity

Avantor-Nydalen, Oslo

Page 52: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Anneberg: solvärme - säsongslagring - uppvärmning

Page 53: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Utveckling värmepumpssystem för bostadshus (EHPA 2000)

0

5

10

15

20

25

30

AU DK SF FR DE GR IT NL NO SP SW CH UK

Total energi (TWh)

2000

2010

Sveriges totala uppvärmningsbehov är ca 100 TWhSveriges totala uppvärmningsbehov är ca 100 TWh

Page 54: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Värmepumpar för bostadshus

År Antal system

(st)

Total

kapacitet

(MW)

Värme

produktion

(TWh/år)

Energi-besparing

(TWh/år)

CO2-reduktion

(1000 ton/år)

2000 360.000 2.500 15 10 4.000

2010 650.000 4.500 27 18 7.200

EHPA 2001

Energibesparing är missvisande!Bör kallas förnyelsebar energi!

Page 55: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Komfortkyla

Page 56: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

• Konventionell kylningskostnad ca 1 kr/kWh

• 1 ton 0°C is/snö 1 ton 6°C water = 100 kWh • Snöns värde = 100 kr/ton

Is och snö - värdefull förnyelsebar resurs

Page 57: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

SNOW and ICE

Natural ice

Natural snow

Artificial ice/snow

Page 58: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

5

Snölagringsmetoder

Page 59: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Snölagring/kylning

Vinter

2

Kyllast

Sommar

Page 60: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Snölager

Kallt vattenPSmältvatten P

Varmt vattenSnömagasin

Värmeisolering

Page 61: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Sundsvalls snölager (nov 1999)Sundsvalls snölager (nov 1999)Längd: 140 m Bredd: 60 m Djup: ca 2 mLängd: 140 m Bredd: 60 m Djup: ca 2 m

Page 62: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Page 63: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

SnökanonSnöproduktion: ca 100 m3/hLufttemperatur: < -2oCVerkningsgrad: 1:100-200(1 kWh drivenergi ger 100 – 200 kWh kyla)

Page 64: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Sundsvalls snölager, 40000 mSundsvalls snölager, 40000 m3 3 (2002)(2002)

Page 65: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

2002-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2006 Prognos2006-2007

Prognos2007-2008

Tot

alko

stna

d [k

r/kW

h]

Snökyla med tippinkomst

Kylmaskin med miljöanpassat köldmedia

Kylkostnad

Page 66: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Ännu lönsammare med ökande energipriser

28

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

-5% 0% 5% 10%

Elprisökning per år

Kylk

ostn

ad [

SE

K/k

Wh] Snökyla

Kylmaskin, 134a eller liknande

Miljökylmaskin, ammoniak eller propan

Page 67: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

LTU utformade Sundsvallslagret - världens första snölager (på mark) i stor skala.

Efter 5 år är Sundsvallslagret kylkostnad lägre än för konv. kylning

Stor potential i stora delar av Europa– St. Petersburg – årlig snötransport 20 milj. m3 snö – Stockholm 1-3 milj. m3 snö/år – Japan, Kanada– Wiens flygplats. Studenter vid LTU deltar i projektet; ca 0,5 milj m3

snö/år motsv. ca 35.000 MWh kyla; Kylningsbehov: 30.000 MWh; Kyleffekt 31 MW. Mycket gynnsamma förutsättningar.

SnowPower AB, ett nybildat företag i Luleå gör f.n. flera förstudier för snölagring – Plannja Hardtech; kontinuerlig processkylning (älvvatten/snö)– Sunderby sjukhus, kylning av sjukhuset under sommaren.

Potential Snölager

Page 68: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Snö/is

Vatten

Volym: 100000 m3

Kyla: 6000 MWh

Anl.kostn. 50 MSEK

Kyleffekt: valfri

Betald fyllning

Smältförlust ca 1-2%

Bör anslutas till fjärrkyla

1 års pay-off tid!

Bergrumslager för snö

Page 69: Global uppvärmning

Landstingsfullmäktiges miljöseminarium, 2007-03-08

Sammanfattning

• Naturvärme och Naturkyla förnyelsebar energi som ger Lönsamma och miljöfrämjande lösningar

• Oftast krävs någon form av lagring - passiv eller aktiv

• Av världens markvärmepumpar finns hälften i USA och hälften i Europa, varav hälften finns i Sverige.

• Tekniken är tillförlitlig, ”förlåtande” • Enastående potential

• Naturvärme/naturkyla bör alltid övervägas vid uppvärmning/kylning

• Norrbotten har synnerligen bra förutsättningar för naturenergi. • Snökyla har en enorm potential – snöns värde 100 kr/ton!• Det finns plats för många nya idéer och användningsområden