Session 2 - Energimaterialer



Relaterede dokumenter
Fremtidens Energiforsyning

Energforsyning koncepter & definitioner

Naturgassens rolle i fremtidens danske energimarked

Nye Energiteknologier: Danmarks fremtidige energisystem uden fossile brændstoffer Brændselsceller og elektrolyse

LÆS DENNE PIXI BOG OM ENERGI I NORDJYLLAND FOR AT:

Statusnotat om. vedvarende energi. i Danmark

Jorden og solen giver energi Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:

NIK-VE /ECW NIK-VE Energivisioner for Region Nordjylland1 1

Baggrund og introduktion til fagområder

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde

Fremtidens energi er Smart Energy

Borgerinitiativ med 100% lokalt ejerforhold

Transforming DONG Energy to a Low Carbon Future

Kernekraft - i dag og i morgen. Bent Lauritzen Risø DTU 20. september 2011

85/15. Har naturgassen fortsat en rolle i energiforsyningen? Kurt Bligaard Pedersen Koncerndirektør, DONG Energy

Energi i fremtiden i et dansk perspektiv

Polen. Beskrivelse af Polen: Indbyggertal Erhvervsfordeling Primære erhverv: 2,6% Sekundære erhverv: 20,3% Tertiære erhverv: 77,1%

Har du 5 min til at se: OMSTILLINGER! Slideshow fra REO, september 2014

HyBalance. Fra vindmøllestrøm til grøn brint. House of Energy: Overskydende el-produktion Lars Udby / 14. april 2016

Elsektorens rolle i samarbejde med varmesektor -- fra fossile brændsler til vedvarende energi - tænk globalt, handl lokalt Jesper Koch, Dansk Energi

Det Fremtidige Energisystem

Brint og grønne brændstoffers rolle i fremtidens smarte energi systemer

Energiscenarier for 2030

Bæredygtige biobrændstoffer Nationalmuseet den 12. september 2012

Balancering af energisystemer, gassystemet i fremtiden: grønt, fleksibelt, effektivt

IDA National energiplan Elsystemer

Analyser af biomasse i energisystemet

Sådan bør vi anvende Naturgassen og gassystemet i fremtiden. Professor Poul Erik Morthorst Systemanalyseafdelingen

Kort og godt om de vigtige ressourcer Kvælstof, Fosfor og organisk stof

Nuværende energiforsyning og fremtidige energiressourcer

Energiteknologi. Præsentation: Niveau: 8. klasse. Varighed: 8 lektioner

BYGNINGER OG FREMTIDENS ENERGISYSTEM

STREAM: Sustainable Technology Research and Energy Analysis Model. Christiansborg, 17. september 2007

Hvor er biogassen og gassystemet i det fremtidige energisystem

Regeringens energiplan for har bl.a. følgende mål for vedvarende energi:

Can renewables meet the energy demand in heavy industries?

CO 2 -opgørelse for Svendborg Kommune som. virksomhed Natur og Klima Svendborgvej V. Skerninge

Verdens første brintby

Fremtidens energisystem Scenarier for termisk forgasning

Energiens veje Ny Prisma Fysik og kemi + Skole: Navn: Klasse:

Future Gas projektet. Gas som en integreret del af det fremtidige Energisystem

Gas i fortid og fremtid - fremtidens energimix og -teknologi

EUs mål for vedvarende energi. Christian Kjær Adm. direktør European Wind Energy Association

Fremtidens energiforsyning - et helhedsperspektiv

HVORDAN SER DONG ENERGY FLEKSIBILITET PÅ TVÆRS AF SEKTORER

HyBalance. Fra vindmøllestrøm til grøn brint. Gastekniske Dage 2016 Marie-Louise Arnfast / 4. maj 2016

Solenergi i dansk energiforsyning, EUDPs rolle og grøn eksport

Bæredygtige bygninger og byggeri og virkelighedens udfordringer. Jesper Bo Jensen, ph.d. Fremtidsforsker, forfatter,

PLADS TIL GAS. Gas mere grøn end træ

85/15 DONG Energy. Knud Pedersen, VP DONG Energy Distribution

Remote Telecom Sites. Praktiske erfaringer med konventionelle og vedvarende energikilder inden for Tele. Mogens G. Nielsen

H2 Logic brint til transport i Danmark

Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16

Alternative drivmidler

FutureGas - anvendelse og integration af gasser i fremtidens energisystem. Professor Poul Erik Morthorst Systemanalyseafdelingen

- Caring for the energy of tomorrow. Focus. Trust. Initiative. STFs Døgnkursus november 2013

Fremtidens energisystem og gassens rolle

Dansk Sammenfatning Nov A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis. McKinsey & Company:

SECHURBA spørgeskema Figur 1 Kort over det udvalgte område. Den lilla streg angiver det

HYSCENE. - Environmental and Health Impact Assessment of Scenarios for Renewable Energy Systems with Hydrogen

Behov for el og varme? res-fc market

DET PERIODISKE SYSTEM

Fremtidens vand, miljø & energi samt rådgiverrollen. Jesper Bo Jensen, ph.d., fremtidsforsker Fremforsk, Center for Fremtidsforskning

Status på biogasanlæg i Danmark. Svend Otto Ott, Biogasrejseholdet, Erhvervsstyrelsen

Biomasse på kraftværker. Michael Schytz, Fuel Strategy and Optimisation DONG Energy Thermal Power Marts 2015

Biogas i Danmark hvornår? Michael Dalby, E.ON Danmark Biofuel Seminar, 28. april 2011

Hvad er brint og kan det bruges I Grønland? Peter Kjeldmann Nukissiorfiit Brint-ansvarlig

Naturgassens rolle i fremtidens energiforsyning

Batterier, energi, byggeri og bygninger i fremtiden. Jesper Bo Jensen, ph.d., fremtidsforsker Fremforsk, Center for Fremtidsforskning

Annual Climate Outlook 2014 CONCITOs rådsmøde, 21. november 2014

Energiproduktion og energiforbrug

Danmark med 100% Vedvarende Energi

Klimakommissionen uafhængighed af fossile. Poul Erik Morthorst Kommissionsmedlem 22. oktober 2009

gul energi Forskerne gemmer sol til natten ved hjælp af katten.

Vedvarende energi - rollefordelinger

Elværkernes rolle i brintvisionen

Hvor godt kender du energisektoren i Danmark?

Fremtidens distribuerede energisystem med fokus på micro-chp Vejle, 9. September Danfoss A/S Per Balslev, Danfoss Fuel Cell Business

CO2-opgørelse for Svendborg Kommune som virksomhed

Power-to-gas i dansk energiforsyning

Varmepumpefabrikantforeningen

Velkommen til Nykøbing Sjællands varmeværk

Dansk Cleantech til Kina Myndigheds- til myndighedssamarbejde

Visionsplan for Ærøs energiforsyning

Den grønne omstilling. Loui Algren, ingeniør Energinet.dk / Energianalyse

Vindmøller i Danmark. Møde i Darum 25 februar Niels-Erik Clausen DTU Wind Energy

Nationalt: Strategisk energiplanlægning i Danmark

IFT 60 år 15. maj 2009

Muligheder og udfordringer ved overskydende elproduktion. Seniorkonsulent Steen Vestervang, Energinet.dk

Danmarks energirejse

BALLERUP KOMMUNE INDHOLD. 1 Introduktion. 1 Introduktion 1

CO2-opgørelse for Svendborg Kommune som virksomhed


Elbiler som metode til at få mere af transportområdet ind under kvotesystemet ad bagvejen. v/lærke Flader, Dansk Energi

FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4. Goddag til fremtiden

Resultater fra scenariearbejde på 5.styregruppemøde

Vedvarende energi udgør 18 % af det danske energiforbrug. Fossile brændsler udgør stadig langt den største del af energiforbruget

Elforbrug og energirigtige skoler

Opfølgningg på Klimaplanen

Grønt Regnskab og Klimakommuneopgørelse

Transkript:

Session 2 - Energimaterialer Introduktion til energimaterialer Ib Chorkendorff Center of Energy Materials (CEM) Bo Brummestedt Strategic Electrochemistry Research Center (SERC) Mogens Mogensen Low-cost Oxygen Membranes Andreas Kaiser Energy efficient and environmental friendly cooling using magnetic refrigeration Nini Pryds WWW.CINF.DTU.DK Electricity and wealth HDI (Hu man Development In ndex) 1,0 0,9 08 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 03 0,3 0,2 0,1 Spain China India Pakistan Angola Burundi Niger Sierra Leone Russia Poland USA Finland Canada Australia Sweeden Japan Qatar Denmark Germany Island Norway Denmark uses 6925kWh anually per Capita or 1,3*10 17 J/year (5,4 mio) 2002 level. 0,0 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Annual electricity consumption per capita (KWh) (2002) 1

Productivity and Energy 40000 Ireland Norway USA GNP USD per Capita (200 00) 30000 20000 10000 India Spain Denmark Germany Poland Finland Sweeden Australia Canada Singapore The American argument: Those who produces a lot uses a lot. Russia China 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 Energy (kg oil equivalent) (1997) Hvorfor ændre noget der fungerer? Hvad er Problemet? Mangel på fossile resurser Uafhængighed af totalitære styrers for godt befindende? Drivhus effekten? Hvad er løsningen? Vedvarende og bæredygtig energi: Sol { } Ustabile Biomasse Vind og altid varierende Hydrogen kommer ind her som en midlende energibærer men er ikke en energikilde 2

Motivation for ny teknologi I: Knaphed på fossile resurser? Kendte Fossile Reserver 1997 (1977) Oile: 141 x 10 9 t (89 x 10 9 t) Natur Gas: 130 x 10 9 t (64 x 10 9 t) Kul: 1030 x 10 9 t Reserver/produktion/år Oil 41 år } Faktisk burde 80$ være max. Naturgas 64 år ~ 90 år Coal: 219 år (men energiforbruget vil stige!) Transportsektoren kan køre på naturgas! Kul (naturgas) kan vha. fx Fischer-Tropsch omsættes til disel (Nazi-tyskland: 700.000 t/år) Ca. 3% af naturgassen flares (=200 mio. ton/år CO 2 - DK 53 mio.ton/år.) Processen realiseres nu i stigende omfang fx i Malaysia, Sydafrika, Nigeria, og specielt Qatar - ikke mere olie men masser af naturgas! Temperaturen Stiger! 3

CO 2 Stiger? CO 2 niveauet stiger og selv om der er små årsvariationer ved vi godt hvor stigningen kommer ~1,5 ppm/år SPTA: Årlig CO 2 produktion ~ 4ppm Men det er jo set før? Allerød perioden 2 grader varmere! 4

Panta Rhei Alting flyder Det eneste der er konstant er forandringen (Heraclitus 530-480 BC) Når forandrigens vinde blæser er der dem der bygger vindmøller og dem der bygger læhegn (kinesisk ordsprog) Standard klimaet for Danmark ca. 2km is!!! Bekrymringsniveauet er konstant Det store eksperiment 370 ppm CO 2 The Allerød period Vi er på vej ud I ukendt farvand, Måske andre forklaringer men?? 5

Problemets størrelse Verdens energiforbrug er I dag ca 14 TW og er stigende Lad os accepterer en fordobling af atmosfærens CO 2 indhold I 2050 (750 ppm) og så skal det falde dvs ingen yderligere emission: Den eneste måde vi med sikkerhed kan gøre det på idag er med kernekraft, men det kommer jo med sit eget sæt af problemer: Konventionel fission er der kun 235 U til ca. 12-15 years, formerings reaktorer vil være nødvendige herefter (Plutonoium teknologi) Affaldsproblemet Spredning af kernekraft og dermed potentialet for atomvåben We have to build 7000 2 GW nuclear power plants before 2050 or 3 per week! Motivation for ny teknologi II: Miljøet? Hoved-motivation for ny teknologi er altså ikke resursemangler men: Et ønske om minimal påvirkning af miljøet Forsyningssikkerhed Katalyse kan klare de fleste uønskede emissioner men ikke CO 2 -det må klares med sequestration: Central omsætning af Kul/gas 30-40 % energitab CO2 sequestration ti (skal ske centralt og helst ikke fra flue-gassen) Brint, El og varme: H 2 for transport uden CO 2 6

The Steam Reforming Process: H 2 2005 Strongly Endothermic Exothermic Ni, 1000 o C CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 Cu, 200 o C CO + H 2 2O CO 2 + H 2 1 mio. ton CO 2 per year since 1996 Kapaciteten i Utsira er ca. 800 billion ton CO 2 eller 200 år fra Europa Motivation for ny teknologi: Miljø og Forsyningssikkerhed Fremtidens CO 2 -fri energiforsyning??? CO 2 Her er transportsektoren et problem MeOH NH 3? H 2 Brint distribution og lager Transportsektoren 7

Vedvarende energi nu (2006) Hvordan ser det ud nu: Fossile brændstoffer 85% Affald 4% Sol-energi (ustabilt) 0% Vind-energi (ustabilt) 3% Bølge-energi (ustabilt) 0% Geothermisk energi (stabilt) 0% Biomasse (rimeligt stabilt) 8% Kernekraft???? 0% Fusion kunne løse det hele- men hvornår?? Man er nød til at have en energi-buffer og her kommer brint ind! Energi- el- elektrolyse- brint- lager- distribution- brændselscelle- el-energi Men der er show-stoppers: Vedvarende energi nu (2006) 2007 8

Vedvarende energi på langt sigt Hele jorden Danmark Human relateret energiforbrug: 3,8E20 J/år 8,2E17 J/år Total solenergi på jord: 3,8E24 J/år ca. 1,6E20 J/år Total elproduktion: 46E19J/år 4,6E19 12E17J/år 1,2E17 Vi får altså på årsbasis 200 gange mere end vi bruger (hele jorden 10000) Vindenergi dækker i dag ca. 3%. Vi skal altså have ca. 50 gange så mange vindmøller som i dag eller ca 500 gange Horns rev! Kan man det? Biomasse er den eneste der i dag bidrager betydeligt ca. 8%, men selv om hele landet blev beplantet med fx. korn kunne det kun dække ca. 2/3 af vort energiforbrug og så har vi ikke noget at spise. Mest effektive er solceller (21-24%) og måske fotokatalyse, men det er alt for kostbar endnu og vil også kræve betydelige arealer. Vi får brug for alle kilder! Composition of Earths Crust Earths crust abundence in ppm weight 10 7 10 6 10 5 10 4 H 10 3 10 2 10 1 10 0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 He O Ne Si Ca Fe Ar O Si Al Fe Ca Na Mg K Ti Sum 47,4% 27,7% 8,2% 41% 4,1% 4,1% 2,3% 2,3% 2,1% 0,56% 98,8% Kr Ru Rh Ba Pb Th Pt Re Au Os Ra Ir 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Element No Pd Xe U 9

Materials in Photo-catalysis Session 2 - Energimaterialer Center of Energy Materials (CEM) Bo Brummestedt: Bredt: energi produktion, omsætning og besparelser Strategic Electrochemistry Research Center (SERC) Mogens Mogensen: Bredt - Energi omsætning (SOFC) Low-cost Oxygen Membranes Andreas Kaiser: SOFC & deponering af CO 2 Energy efficient and environmental friendly cooling using magnetic refrigeration Nini Pryds: Energi besparelser 10