1 7745 2007 03 27 nordell kulturens hus

GLOBAL UPPVÄRMNING: 

GLOBAL UPPVÄRMNING Prof. Bo Nordell Förnyelsebar energi Arkitektur och infrastruktur Luleå tekniska universitet Kulturens hus, Luleå den 27 mars 2007

Slide2: 

Global uppvärmning Den globala uppvärmningen är ett vetenskapligt faktum Startade ca 1880 och 1999 var temperaturhöjningen ca 0,7oC dvs 0,7/120 ≈ 0,006oC per år Orsaken omtvistad – tre förklaringar Växthuseffekten Variationer i solinstrålningen Termiska föroreningar

Slide3: 

Orsaker till global uppvärmning Växthusförklaringen innebär att atmosfärens ökande CO2- halt höjer Jordens temperatur. Variationer i solens instrålning - ännu inget starkt fotfäste Termiska föroreningar – en koldioxidfri förklaring

Slide4: 

Global uppvärmning = termisk förorening? En varm sommardag i Tokyo höjs lufttemperaturen 3oC pga luftkonditionering (heat islands). Mänsklig aktivitet i Tokyo motsvarar ca 140 W/m2 Motsvarande för Stockholm är ca 70 W/m2. Utslaget på Sveriges yta är värmeutsläppet 0.15 W/m2, dvs ca 3 ggr större än det geotermiska värmeflödet. ÄR DETTA GLOBAL UPPVÄRMNING?

Slide5: 

Principen är enkel…… ”Släpper man ut värme i ett rum blir det varmare” detta gäller även för det stora globala rummet… principen är inte kontroversiell utan självklar.. kritikerna menar dock att denna värmemängd är försumbar..

Slide6: 

Global and Planetary Change Vol. 38. Issue 3-4. 305-312

Slide7: 

Miljöaktuellt. nov 2003 NK, 14 feb 2007

Slide8: 

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 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 2006 med Rickard Lundin, Miljöminister Lena Sommestad

Slide9: 

Global medeltemperatur över mark, hav, och globalt medel Globala medeltemperaturer (i luft)

Slide10: 

Jordens energibalans Solinstrålning (kortvågig) 1368 W/m2 (342 W/m2) Reflekterande strålning 428 W/m2 (107 W/m2) 940 W/m2 (235 W/m2) Utgående långvågig strålning (100 %) (30 %) (70 %)

Slide11: 

Jordens energibalans över en längre tidsperiod Nettovärmeutstrålning (Geotermisk energi, mm.)

Slide12: 

Jordens energibalans över en längre tidsperiod Nettovärmeutstrålning (Geotermisk energi. mm.) Ts = Jordytans medeltemperatur År 1880: 13.6oC Te= Jordens effektiva medeltemperatur (-18.8oC)

Slide13: 

”Global” energibalans En 25 W lampa medför en viss konstant temperatur på globens yta Två 25 W lampor ger en högre temperatur Utgående strålning = lampans effekt

Slide14: 

Jordens energibalans All solenergi som når Jorden återstrålas till rymden Jorden får inget nettovärmetillskott från Solen Energibalansen för Jorden år 1880 (medeltemperatur = 13.6oC) Nettovärmeutflödet = geotermiska energi från Jordens inre Energibalansen för Jorden år 1999 (medeltemperatur = 14.3oC) Nettovärmeutflödet är större än den geotermiska energin Det måste ha tillkommit en ny nettovärmekälla

Slide15: 

Jordens nettovärmekällor Användning förnyelsebar energi medför inget värmetillskott till Jorden, eftersom denna energi redan finns här Användning av fossila bränslen + kärnkraft = värmetillskott Detta värmetillskott måste leda till global uppvärmning! Frågan är bara i vilken grad dvs. har detta någon betydelse? Termodynamikens lagar säger oss att: Energi kan inte skapas eller förstöras utan bara omvandlas All använd energi (el, olja, etc.) blir slutligen till värme

Slide16: 

Jordens nettovärmekällor Naturlig nettovärme Geotermisk energi Vulkanutbrott Jordbävningar Meteoritnedfall Icke-naturlig nettovärme Energiförbrukning Kol, Olja, Gas Kärnkraft Biobränsle > tillväxt Kärnvapentester, bomber

Slide17: 

Värmeutsläpp från kärnkraftverk

Slide18: 

Jordens nettovärmekällor (utslaget över hela jordytan) Geotermiskt värmeflöde 0.068 W/m2 Global energiförbrukning (fossilt + kärnkraft) 0.020 W/m2 All nettovärme 0.088 W/m2 Jorden var i jämvikt år 1880 - nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde (0.068 W/m2 ) Jorden åter i jämvikt då - nettoutstrålning = all nettovärme (0.088 W/m2) Termisk förorening Naturlig värme

Slide19: 

Lagring av solvärme eller spillvärme Jordens utstrålning Utstrålning: År 1880 = geotermiskt värmeflöde År 1999 = geotermiskt värmeflödet + ca 1/3 av våra värmeutsläpp dvs 2/3 av värmeutsläppen blir kvar på Jorden !!! Temperaturen måste därför öka tills dess att Jordens temperatur blir så hög att all nettovärme strålar ut.

Slide20: 

Global uppvärmning (i luft ovanför land och hav) Global temperaturökning, idag och i framtiden

Slide21: 

Sammanfattning Innan den globala uppvärmningen (~1880) Medeltemperatur = 13.6oC Nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde (naturlig nettovärme) Sedan 1880 har fossila bränslen och kärnkraft tillkommit: Icke naturliga nettovärmeutsläpp Jordens medeltemperatur har ökat till 14.3oC. År 1999: Nettoutstrålning = geotermiskt värmeflöde + 1/3 av våra termiska föroreningar FRAMTIDEN: Jordens temperatur måste öka ytterligare 1.8oC för att åter komma i termisk balans.

Slide22: 

Global uppvärmning = Global energilagring Temperaturen är ett dåligt mått på global uppvärmning. Genom att betrakta den i energitermer kan dess omfattning beräknas, kvantifieras, och förstås.

Slide23: 

Global värmelagring dvs. global uppvärmning, 1880 – 1999

Slide24: 

Globala värmeutsläpp, 1880 - 1999 1/ Endast kommersiell energianvändning, fossilt + kärnkraft 2/ Endast riktigt stora jordbävningar och vulkanutbrott

Slide25: 

Global värmelagring – globala värmeutsläpp, 1880-1999 - Detta betyder att 55% av den globala uppvärmningen beror på värmeutsläpp - Varifrån kommer den saknade värmen? Icke-kommersiell energianvändning?

Slide26: 

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!! En fransk student vid LTU hjälper mig f.n. att uppskatta världens icke-kommersiella energianvändning.

Slide27: 

Gasfackling

Slide28: 

Var förekommer gasfackling?

Slide29: 

Gasfackling Ca 20 länder står för 85% av facklingen Praxis i tidig oljeproduktion – ingen gasmarknad Afrikas gasfackling motsvarar 50% dess energianvändning Problemets omfattning - Världsbanken ger ut The News Flare Saudiarabien - 38 miljard m3 (1980) till 0,12 miljard m3 (2004) Global fackling 1980-2000 (2200 miljard m3) = 0.3.1014 kWh Facklingen har minskat kraftigt under senare år Värmeutsläpp: ca 1014 kWh sedan 1880 (B. Gervet).

Slide30: 

Bränder i kolgruvor och kolfält

Slide31: 

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 motsvarar ca 20% av USAs årliga kolförbrukning Dessa värden tycks emellertid vara starkt överdrivna. Värmeutsläpp: ca 1014 kWh sedan 1880 (B. Gervet).

Slide32: 

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 med nettovärme på samma sätt som gasfackling och kolbränder. Grov uppskattning: ca 5.1014 kWh sedan 1880?

Slide33: 

Ytterligare värmekällor Olja för plasttillverkning finns inte med i kommersiell energi Då 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 200 km2 har avskogats varje dag sedan år 2000 (minskning mot åren innan) 15% mindre skog sedan 1880 motsvarar 10.1014 kWh Uppskattat värmeutsläpp: ca 10.1014kWh sedan 1880?

Slide34: 

Slutsatser Värmeutsläpp från kommersiell energi förklarar 55% av den globala uppvärmningen Värmeutsläpp från kommersiell + icke-kommersiell energi förklarar 78% av uppvärmningen ??

Slide35: 

Vad gör vi nu då? Minska CO2 -utsläpp? Lagra CO2 under mark? Bygga ut kärnkraften? Kraftverk i rymden? Alla dessa åtgärder minskar CO2-utsläppen men minskar inte utsläppen av värme! Kärnkraft och rymdkraft resulterar båda i nettovärmeproduktion! Den enda framkomliga vägen är effektivare energi- användning samt att utnyttja förnyelsebar energi. Förnyelsebar energi stör inte Jordens energibalans. ? NEJ !