Innledning:...2 HVA ER FOSSILE BRENSLER?...2 HVORDAN ER OLJE OG GASS BLITT DANNET?...3 HVA BRUKER VI FOSSILE BRENSLER TIL?...4

Transkript

1 Innholdsfortegnelse Innledning:...2 HVA ER FOSSILE BRENSLER?...2 HVORDAN ER OLJE OG GASS BLITT DANNET?...3 HVA BRUKER VI FOSSILE BRENSLER TIL?...4 Praktisk introduksjon til damp og Stirling:...5 Intr. til elektrisk energidelen (brukes der det evt. måtte passe):...6 OPPSUMMERINGSSTOFF:...6 NOE OM CO 2 HVIS ØNSKELIG...6 Side 1 av 7

2 Manus Fossile brensler Newton Mobil Innledning: Presentasjon av Newton lærerne og kort om Newton mobil konseptet. Hva er fossile brensler? Mål: dialogbasert presentasjon med bruk av bilder på storskjerm og gjenstander. Dere har sikkert hørt om fossile brensler. I dag er de fleste samfunn svært avhengige fossile brensler for å fungere. Men hva er fossile brensler? Fossile brensler brukes som et fellesnavn på materialer som tilhører en gruppe vi kaller hydrokarboner og som har gjennomgått omdanningsprosesser og lagringsprosesser i jordskorpa gjennom millioner av år, og som vi kan bruke som brensel. Hydrokarboner er satt sammen av hydrogen og karbon, derav navnet. Det finnes flere millioner hydrokarboner og de fleste er lagd på kunstig vis. Eksempler på hydrokarboner er råolje, naturgass og kull. Naturgass er en blanding av flere gasser; metan, etan, propan og butan. Alle disse er hydrokarboner. Råolje er en blanding av flytende og faste stoffer. Utseende og sammensetning varierer ettersom hvor oljen er hentet opp fra. Den kan være seig eller den kan flyte lett utover. Hydrokarbonene i råolje er tyngre og større enn i naturgass. (Fiskum/Steineger, 2006) Kull er fossilt materiale av ulike typer og kvaliteter. Den beste kvaliteten på kullet befinner seg ofte flere hundre meter under bakken, og kullgruvearbeiderne har svært krevende arbeidsforhold i de mørke og trange sjaktene. Norge har også et kullkraftverk, vet noen av dere hvor det ligger? Det ligger i Longyearbyen på Svalbard, og drives av og med kull fra Store Norske Spitsbergen Kullkompani. Kilde: Side 2 av 7

3 Noen av disse råstoffene kan brukes direkte i den formen de er. Bl.a. kan naturgass brukes direkte til matlaging og oppvarming. Hvordan er olje og gass blitt dannet? For millioner år siden var det masse plante og dyreplankton i havet. (Plankton er en fellesbetegnelse for alger, larver og mange andre smådyr som driver fritt med vannmassene). Etter hvert som disse organismene døde sank de ned på havbunnen. Der ble de dekket av lag med sand og leire som elvene førte med seg ut i havet. Gjennom millioner av år ble lagene opptil flere tusen meter tykke. Det høye trykket fra de øverste lagene gjorde at de nederste lagene med sand og leire ble presset sammen til bergarter. Jo lenger nedover i lagene en kommer, desto høyere er både trykket og temperaturen. Under disse lagene var det ikke noe oksygen, og det førte til at det organiske materialet som lå der ikke råtnet. Trykket, temperaturen og mangelen på oksygen gjordet at materialet ble omdannet til olje og gass. Rester av planter og dyr som levde for millioner av år siden kaller vi for fossilt materiale. Kull, olje og gass er fossile materialer. Gjennom mange, mange år gjør bevegelser i jordskorpa at den endrer seg. Noen steder skyves fjellkjeder opp, andre steder synker områder ned i havet. Disse bevegelsene gjør at olje og gass blir presset gjennom porøse bergarter. Porøse bergarter er fulle av små hull som olje og gass kommer gjennom. Tette bergarter fungerer som et tak. Slik blir olje og gass fanget i lommer i fjellet. Dette kaller vi oljefeller. Det hender at oljen og gassen ikke blir stoppet av tette bergarter, og da kan de bli presset helt opp til jordoverflata. (Fiskum/Steineger, 2006) Olje og gass blir dannet i Nordsjøen: 25F2 2E29 FB6C B0A038&tid= &grp= Olje og gass blir dannet: 25F2 2E29 FB6C B0A038&tid= &grp= Side 3 av 7

4 Hva bruker vi fossile brensler til? Så fossile brensler er altså olje, naturgass og kull. Vi har snakket om hvordan disse råstoffene er blitt dannet og dere har stiftet bekjentskap med sandstein som reservoarbergart. Har dere forslag på hva kan bruke fossile brensler til? Vi har gjenstander med oss som vi tar fram og viser etter hvert. Tannbørster, emballasje, gassboks, tynnstrømpebukse, modeller av fly, bil, MC, tog Har dere forslag? De produktene vi har her er jo ikke direkte olje og gass, men er laget av produkter som er et resultat av at olje og gass har vært gjennom en raffineringsprosess. Viser bilder av raffineri og illustrasjonen av hva som skjer i et raffineri. Fossile brensler inneholder energi som er bundet kjemisk, og ved forbrenning frigjøres denne energien. Ta denne vedkubben. Gjennom forbrenning av denne frigjøres energi og vi får varmeenergi. En vedkubbe er ikke fossilt brensel. Men prosessen er den samme. I biler og andre kjøretøy brukes bensin og andre drivstoff til å drive motor. Dette gjøres ved forbrenning. Er det ulemper med slik forbrenning? Ved forbrenning får vi et avfallsstoff; karbondioksid som er en klimagass. Dette er en naturlig gass som vi bl.a. puster ut, men mye av denne kan få innvirkning på drivhuseffekten og dermed klimaet. Vet dere hva som skjer i fotosyntesen? Jo, grønne planter henter energi fra sollys, og omdanner den til kjemisk energi ved at karbondioksid og vann blir til oksygen og sukker. Forbrenning derimot er stikk motsatt. Sukkeret, eller hydrokarbonene, forbrennes sammen med oksygen. Den lagrede kjemiske energien frigjøres, og avfallsstoffene er karbondioksid og vann. I all hovedsak er forbrenningen i kroppen deres den samme kjemiske prosess som ved forbrenning av bensin i en bilmotor. I kroppen vår skjer det en forbrenning som frigjør energi ved omdannelse av næringsmidler som fett og sukker. I årenes løp er riktignok molekylene omdannet litt, men ingrediensene i det organiske materialet er de samme: karbon, hydrogen og oksygen. Vi må vurdere om vi sier noe om dette. Forbrenning av fossile brensler kan også brukes til produksjon av elektrisk energi i store kraftverk. Har dere hørt om det? Brukes fossile brensler til produksjon av elektrisk energi i Norge? Svært lite. Vi har et kullkraftverk i Norge, men det ligger på Svalbard. I Norge bruker vi nesten utelukkende vannkraft som kilde for elektrisitetsproduksjonen. Men mange andre land bruker fossile brensler. Som f.eks. i Side 4 av 7

5 Danmark hvor kull står for over halvparten av strømproduksjonen deres (53,88 % i 2006, kilde: iea.org). Eller Polen som nesten utelukkende får sin strøm fra store kullkraftverk. Verdens elektrisitetsproduksjon etter brensler (2006): I dag står kull for over 40 % av all elektrisitetsproduksjon. Olje og gass står for ca 26 %. Kull: 41 % Olje: 6 % Gass: 20 % Vannkraft: 16 % Kjernekraft: 15 % Vindkraft: 0,5 % Resten er fra Biomasse, geotermisk, avfall Kilde: For å produsere elektrisk energi må vi få en generator til å gå rundt. Hva som driver den rundt kan være hva som helst. Det kan være en bensinmotor eller det kan være en dampmotor. Her har vi med et lite kraftverk som bruker damp. Noe varmer vannet opp sånn at det koker. Vannet blir til damp som utvider seg. Dampen går gjennom rør her og bort til en turbin som drives hurtig rundt ved hjelp av trykket fra dampen. Her har vi et drivhjul hvor det i vanlige kraftverk vil være forbindelse til en generator. Hva man varmer opp vannet til damp med kan være forskjellig. Har dere noen forslag? En kan bruke olje, gass, kull, biobrensel, solenergi eller som i kjernekraftverk hvor de har radioaktivt uran som utvikler veldig sterk varme. I et dampkraftverk blir det overskudd på varme. Overskuddet kan brukes til å varme opp boliger eller industribygg. Men først og fremst er de lagd for å lage strøm. Akkurat sånn fungerer store kraftverk. Dere skal få jobbe med dampmaskiner slik som denne her. Viser fram en dampmaskin D18. Denne har ikke turbin men stempelmotor. Prinsippet er ellers likt med damp som driver noe som igjen kan drive noe annet. Dere skal få jobbe med disse motorene og få kjennskap til dette prinsippet. I tillegg skal dere få jobbe med en slik motor. Viser fram stirlingmotor. Denne er litt spesiell. Her har vi et lukket system med en ytre forbrenning (i motsetning til en forbrenningsmotor hvor forbrenningen skjer inne i stemplene). Prinsippene med at oppvarmet gass (luft) utvider seg gjelder også her. Halve klassen skal jobbe med stirlingmotorer og halve klassen med dampmaskiner. Praktisk introduksjon til damp og Stirling: Side 5 av 7

6 Her er kjelen. Viktig å holde vann nivået oppe. Smøres underveis. Obs på skuffa. Legg i brenseltabletter uten å dra den helt ut. Kommer så til at gruppene får hvert sitt oppdrag: dampmaskin og Stirling. Elevene gjør Aktivitet Dampkraftverk fossile brensler, og aktivitet Stirlingmotor. Intr. til elektrisk energidelen (brukes der det evt. måtte passe): Dersom vi har en leder som kan lede elektrisitet. Lederen kobles sammen i en sløyfe og man fører en magnet inn i sløyfa. Da vil magnetfeltet skape et lite strømstøt i sløyfa. Når man tar magneten ut vil magnetfeltet minke, og det vil gå et strømstøt i motsatt retning. Man kan få strømmen til å bli sterkere enten ved å bruke en større magnet eller man kan doble antall sløyfer. 2 eller 30 sløyfer (eller det antall vindinger man har for hånden). Hvis man har 30 kan man faktisk se et utslag som vises på et amperemeter som måler strøm. Et ordentlig utslag får man med en spole med 600 vindinger. Når strømmen varierer sånn så kalles det vekselstrøm. Man kan få det til bare ved å rotere magneten over spolen. Newton lærer demonstrer samtidig som dette sies. Oppsummeringsstoff: Dere har nå jobbet med små kraftverk og produsert elektrisk energi, og fått stifte bekjentskap med en motor som ikke er så vanlig. NOE OM CO2 hvis ønskelig Hensikten med CO 2 fangst og lagring er å begrense utslippet av klimagasser. Dette vil kreve at CO 2 lagres i flere tusen år. Det gjøres forsøk på å lagre CO 2 nede i grunnen. Vi vet at olje og gass ligger lagret i naturen under tette bergarter i flere hundre tusen år og forskere håper at CO 2 gassen også kan holdes lagret på denne måten. Kilde: sintef Snøhvit feltet i Barentshavet leverer gass til verdens første LNG anlegg med CO 2 fangst og lagring. Feltet er bygget ut med havbunnsinstallasjoner og en 145 kilometer lang flerfaset transportrørledning til land. Side 6 av 7

7 På Melkøya ved Hammerfest er det bygget en nedkjølingsfabrikk for naturgass (LNG fabrikk). Der blir gassen gjort flytende ved nedkjøling til minus 163 grader celsius, slik at den kan eksporteres med skip til Europa og USA. Snøhvit gassen inneholder 5 6% CO 2 som fryser til fast stoff (såkalt CO 2 is) ved høyere temperatur enn naturgass. Derfor må den fjernes før nedkjølingen til LNG. CO 2 må dessuten skilles fra hydrokarbonene på et så tidlig stadium i prosessen at gassblandingen ikke fryser og tetter varmevekslerne i prosessanlegget. En egen rørledning sørger for at CO 2 fra Melkøya anlegget sendes tilbake til Snøhvit feltet. Der lagres den i et egnet geologisk lag av porøs sandstein kalt Tubåen formasjonen. Denne strukturen ligger 2500 meter under havbunnen og under de gassførende lagene på Snøhvit. Over tonn CO 2 skal hvert år lagres på denne måten. Et eget overvåkningsprogram er etablert for å undersøke hvordan CO 2 oppfører seg i reservoaret. Dette er delvis finansiert av EU. StatoilHydro er operatør for utbygging og drift av Snøhvit. Gassproduksjonen startet i oktober 2007 og den første CO 2 ble injisert i reservoaret i april Kilde: StatoilHydro Side 7 av 7