31. mai 2006

KULL

Tittelen på denne bloggen er ”Kveldssong for hydrokarbonar”, noe som kan skape en forventning om at noe annet vil komme i stedet for olje og naturgass ettersom kildene tømmes. Jeg kjenner ikke til noen andre betydelige energikilder nå enn….KULL.

Figuren ovenfor viser utviklingen i verdens kullforbruk fra 1965 til 2004, splittet på nasjoner som i 2004 brukte 50 MTOE (Millioner Tonn Olje Ekvivalenter) eller mer. Kina er nå verdens største kullforbruker og produsent (Kina er ikke omfattet av Kyoto-protokollen) foran USA.

Ca. 70% av det kinesiske energiforbruket i 2004 kom fra kull.

Kullforbruket i Kina har hatt en vekst de siste tre årene på mellom 14 og 34 %.

I samme perioden har det globale kullforbruket økt med mellom 6 og 9 % årlig, og i 2004 var kull den nest største primærenergikilden med ca. 27 % av totalen, og er i øyeblikket den energikilden med den største veksten globalt (vokste med over 6 % fra 2003 til 2004).

Kull la grunnlaget for den industrielle revolusjonen, fyrte dampmaskiner og var den dominerende primærenergikilden til tidlig på 1960 tallet, da olje tok over som viktigste energikilde, en rolle oljen har hatt siden, og i 2004 utgjorde olje ca. 37 % av verdens totale primære energiforbruk.

Kull brukes nå i hovedsak til dampfremstilling for elektrisitetsproduksjon.

Figuren ovenfor viser verdens reserver av olje, naturgass og kull ved slutten av 2004. Kull er grovt delt inn i to klasser, det høyverdige sorte kullet (antrasitt) og brunkull (lignitt).

Med et forbruk på 2004 nivå vil verdens kullreserver kunne vare i mellom 160 - 170 år.Siden kullforbruket fortsatt forventes å øke, vil selvsagt dette påvirke levetiden for reservene.

Gjennom CTL (Coal to Liquids) er det mulig å utvinne energi i væskeform fra kull. Dette ble blant annet gjort i Tyskland under andre verdenskrig og i mer moderne tid i Sør Afrika som har over 5 % av verdens kullreserver. Kina har visstnok under bygging flere CTL anlegg.

I ”Peak Oil” debatten blir det ofte vist til at verden har store energireserver i form av kull, og når oljeutvinningen faller vil blant annet kull i CTL anlegg kunne dempe fallet i utvinningen av konvensjonell olje.

Det tar noen år å bygge slike anlegg og skalere opp produksjonen, de er kostbare og det krever at utvinningskapasiteten for kull økes, og i øyeblikket utvinnes kull i et tempo både i Kina og USA som strekker infrastrukturen til det ytterste. Kina fulgt av USA er nå verdens største kullprodusenter og stod for nesten 55 % av den globale utvinningen i 2004.

De landene med de største andelene av de globale kullreservene i 2004 var;

USA med over 27 % med en R/P = 245
Russland over 17 % med en R/P mer enn 500
Kina over 12 % med en R/P = 59
India over 10 % med en R/P = 229

R/P (Reserver over Produksjon, antall år reservene vil vare med utvinningstempo som i 2004)

To tredjedeler av verdens kjente kullreserver befinner seg altså i 4 land.

Oversikten viser at Kina som fortsatt har sterk økning i kullutvinningen, vil teoretisk kunne tømme sine kullreserver på mindre enn 50 år.

…Og hva da?

Land der den industrielle revolusjonen startet har nå lite gjenværende kullreserver.

Storbritannia har ubetydelige volumer som vil kunne vare i 9 år med et utvinningstempo som i 2004 og importerer nå mer enn halvparten av sitt kullforbruk.

I Tyskland har kullutvinningen og forbruket falt kraftig siden tidlig på 1990 tallet og de kjente reservene vil vare i 32 år med et utvinningstempo som i 2004. Tyskland importerte i 2004 ca. 35 % av sitt kullforbruk.

Begge landene har erstattet mye av sitt kullforbruk med naturgass og kjernekraft.

Kullprisene har i likhet med andre energipriser vist en sterk vekst siden 2003/2004.

Etter hvert som olje og naturgassreservoarene tømmes vil kull få en økende relativ betydning som energikilde og gjeninnta tronen som ”King Coal”.

Kan det være at dampskip og damplokomotiv får sin renessanse om et par tiår?

KILDER:

[1] BP STATISTICAL REVIEW OF WORLD ENERGY, JUNE 2005

4 kommentarer:

Per Gunnar sa...

Hei, berre eit lite spørsmål.

Av figurane du nyttar går det fram at energimengda i bekrefta antrasittreservar er om lag det same reservane av olje og naturgass har til saman. Altså ikkje imponerande på lang sikt.Vil det då ikkje være sløsing å nytte store mengder av denne reserven til CTL-produksjon?

Eg har ikkje tal for verknadsgraden til desse anlegga, men 100 prosent er han nok ikkje. Det vil i så fall være sensasjonelt. Må ein ikkje ha mest mogleg direkte bruk som prinsipp for å miste minst mogleg på vegen ? (ein hake ved produksjon av hydrogen)

Anonym sa...

Dampmaskinen har en sørgelig virkningsgrad, bare ca. 5 %. Men det utvikles nye teknologier der enkelte forbrenningsmotorer (bl.a. på skip)gjennom en forstøving av kullet kan gå på kull.. Ellers må man jo "tage hva man haver"...

Energimann sa...

Svar til spørsmålet fra Per Gunnar;

Jeg er enig i at mengdene av kull ikke er imponerende på lang sikt. Litt av formålet med å bruke sammenliknende grafikk til å illustrere de kjente fossile energireservene er at de få og interesserte leserne av ”Kveldssong for hydrokarbonar” i størst mulig grad skal presenteres harde fakta også kunne trekke konklusjonene på egen hånd.

Grafikk viser seg å være et utmerket pedagogisk verktøy for rask kommunikasjon. I diagrammet er det lagt til grunn MTOE uten konvertering av kull (eller naturgass) til energi i væskeform.

Jeg utelot med hensikt noe om virkningsgraden for konvertering av kull til energi i væskeform ved CTL (Coal to Liquids). Dette er blant annet avhengig av både prosess som brukes og kvaliteten på kullet som brukes som føde.

Jeg har sett tall som viser at et tonn kull gir 1,5 fat energi i væskeform (uten at det ble spesifisert noe om prosess og kvalitet på kullet som ble brukt.)

Blir det lagt til grunn at et tonn kull, antrasitt?, gir 1,5 fat energi i væskeform eller syntetisk olje og verdens reserver av antrasitt ved årsslutt 2004 var omtrent 480 000 millioner tonn (NB!enheter) skulle dette teoretisk kunne konverteres til 720 milliarder fat syntetisk olje mot verdens oppgitte reserver på ca. 1 190 milliarder fat konvensjonell olje.

Brunkull vil gi et dårligere resultat, da den i snitt har ca. halvparten av energiinnholdet til sort kull.

CTL (med antrasitt) ville teoretisk kunne utsette ”Peak”en, eller dempe fallet i utvinningen av konvensjonell olje (krever da etter mitt syn et "crash program" nå), men representerer ikke en bærekraftig løsning for energisituasjonen.

Å bruke kullet direkte til oppvarming eller elektrisitetsproduksjon vil med dagens teknologi gi en langt bedre utnyttelse av energien i kullet.

Ref. diskusjonen om bruk av naturgass der ca. 90 % av energien kan hentes ut ved å bruke denne til oppvarming, men brukes den til GTL (Gas to Liquids) utnyttes bare 60 - 70 % av energien. Bruk av naturgass til elektrisitetsproduksjon vil i store og moderne anlegg kunne hente ut 50 - 60 % av energien.

Hvordan markedet vil prioritere bruk av kullreservene den dagen det blir klart at verdens oljeutvinning har startet sin irreversible nedtur får vi vel svar på i nær fremtid.

Det du beskriver er det jeg kjenner som termodynamikkens andre hovedsetning, og så langt er det ingen som har klart å overvinne denne.

DAMPPROSESS

Til Anonymous;

Et moderne større
elektrisitetsanlegg fyrt med kull og dampturbiner kan oppnå total termisk virkningsgrad opp mot og i noen tilfeller over 40 %. Dette er bra når en vet at en gjennomsnittlig bilmotor gir 15 - 20 % i termisk virkningsgrad og i et sånt perspektiv blir det galt å bruke energien i oljen til transport.

Et moderne skipsmaskineri (forbrenningsmotor) kan ha termiske virkningsgrader opp mot 40 % (skalaeffekter slår ut positivt).

Kull brukt til drift av store skip trenger ikke være så håpløst dersom størrelse gir termisk virkningsgrad opp mot 40 %. Noe av ulempen er selvfølgelig utslipp, og det at kull har en forbrenning som gjør det langt tregere å regulere. Bensin/diesel gir øyeblikkelig respons. Dette illustrerer noe av kvalitetsegenskapene til olje relativt kull.

Forstøving av kull gir en forbedring av forbrenningen (større overflate som forbrenner), men vil kunne skape problemer av mekanisk art da kullpartikler ville føre til større slitasje i blant annet sylindrene.

Tenk deg et kullfyrt kjøretøy, det ville ta en stund en kald vintermorgen å få opp dampen så pass at den ble kjøreklar, dersom en vil bruke den energikilden som etter hvert synes å bli den mest tilgjengelige.

Tomtønna sa...

Energy Bulletin har dette om "coal liquification" i dag:

http://www.energybulletin.net/16660.html

Legg inn en kommentar