Teksti
Video
Pelit ja leikit
Kilpailu
Äänitallenne
Tehtävä
Tietokirjallisuus
Opettajan ohje

Unohtunut salasana?

 

Oppimistavoite

{{learningObjectiv.description}}

Tehtävä on nyt palautettu

{{assignment.Index}} {{assignment.Type}}

Kommentti

Tehtävät

{{assignment.Comment}}

Mene tehtäviin
print

Bioenergiasta

Ombioenergi.jpg

 

Bioenergia tarkoittaa energiaa, joka voidaan tuottaa polttamalla biomassaa. Biomassa on meitä ympäröivien puiden ja kasvien yhteisnimitys. Bioenergia on siksi myös vanhin energiamuotomme. Olemme käyttäneet bioenergiaa siitä asti, kun aloimme käyttää tulta ruoanlaittoon ja lämmitykseen.


Biomassaa muodostuu, kun puut ja kasvit hyödyntävät auringon energiaa kasvamiseen yhteyttämisen kautta. Yhteyttämisessä kasvi muodostaa hiilidioksidin (CO2) ja veden (H2O) sokeriaineeksi, glukoosiksi (C6H12O) ja hapeksi (O2). Voidaan sanoa, että yhteyttäminen on luonnon oma aurinkoenergialaitos.


Biomassa koostuu toisin sanoen auringon energiasta, joka on varastoitu kasvinosiin. Voimme hyödyntää tätä energiaa polttamalla kasveja. Bioenergian yksinkertaisimpia muotoja ovat esimerkiksi puu, hake ja turve. Mutta myös lanta, oljet ja kuori sisältävät suuria määriä bioenergiaa. Olkea ja puuta tarvitaan polttamiseen erittäin suuria määriä, kunnes on tarpeeksi energiaa siihen, että voimme käyttää sitä lämmitykseen. Siksi käytetään paljon rahaa ja tutkitaan paljon, miten biomassa voidaan jalostaa sisältämään enemmän energiaa pienemmässä määrässä. Kutsumme sellaista biomassaa jalostetuksi biomassaksi, kun taas perinteistä biomassaa kutsutaan käsittelemättömäksi biomassaksi. Esimerkkejä jalostetusta biomassasta ovat puubriketit ja puupelletit tai bioetanoli, jotka voidaan muun muassa käyttää autojen polttoaineena. Voit lukea tästä lisää jaksosta "Bioenergia kuljetukseen". Jalostettu biomassa on kuitenkin myös paljon kalliimpaa kuin käsittelemätön muun muassa siksi, että prosessiin käytetään paljon aikaa, ja usein tuotantoon tarvitaan pitkälle kehitettyjä tekniikoita ja laitteita.


Bioenergia Pohjoismaissa


Länsimaita tarkasteltaessa Norja, Ruotsi ja Suomi ovat ne maat, joilla on suurimmat metsäresurssit väkimäärään verrattuna. Näissä kolmessa maassa puun polttaminen oli siksi yleisin energian muoto 1900-luvun alkuun asti. Sitä vastoin Tanskalla, Islannissa ja Grönlannilla ei ollut merkittäviä metsävaroja hyödynnettäväksi. Energiankulutus muuttui kuitenkin dramaattisesti 1900-luvun aikana. Puun käyttö ensisijaisena energialähteenä kutistuu 1970-luvulle tultaessa 3–5 prosenttiin Ruotsissa, Norjassa ja Suomessa. Vasta vuoden 1973 aikoihin kuva muuttui, ja biomassaa alettiin taas pitää merkittävänä energialähteenä – kuitenkin resurssina, jonka uudenlaisen hyödyntämisen keksiminen on vienyt monta vuotta.


Suomessa ja Ruotsissa, jotka ovat maailman johtavia maita bioenergian hyödyntämisessä, tämä vastaa yli 20:tä prosenttia energiasta. Suurin osa biomassasta tulee metsänviljelystä, ja etenkin Ruotsissa on alettu viljellä paljon energiaa sisältäviä pajuja, joiden lasketaan muuntuvan erittäin energiapitoiseksi biomassaksi. Uudet luvut Ruotsista osoittavat, että vuonna 2013 Ruotsi sai 33 % energiastaan biopolttoaineesta, mikä tekee bioenergiasta Ruotsin suurimman energialähteen. (lähde: svebio.se)


Tanskassa bioenergiaan liittyvän työn lähtökohta on ollut toinen. Siellä ei ole suuria metsäalueita, mutta silti bioenergia (jätteiden poltto mukaan luettuna) kattaa 17 prosenttia energiankulutuksesta. Suurista Pohjoismaista Norja käyttää vähiten bioenergiaa – n. 5 prosenttia.


Mahdollisuudet ovat kuitenkin erittäin suuret. Bioenergian käyttö Pohjoismaissa on kasvanut voimakkaasti viimeisten 20–25 vuoden aikana. Vuonna 1998 tuotettiin 213 TWh – ja siitä tuli siten vuosi, jolloin bioenergiasta tuli Pohjoismaiden suurin kestävä energialähde. Vertailun vuoksi sähkötuotanto Pohjoismaiden vesivoimaloissa on n. 200 TWh normaalina vuonna.


Mahdollisuudet


Biomassa on siis viljelykasvien polttamista – ja siksi bioenergian maailmanlaajuiset mahdollisuudet ovat myös rajalliset, minkä takia ne voivat muodostaa vain osaratkaisun öljyn ja hiilen korvaamiseksi. Tämä johtuu yksinkertaisesti siitä, että viljelykasvit, joita poltetaan suuria määriä, tulevat ylittämään tuotannossa syötävät viljelykasvit. Bioenergialla on kuitenkin suuria mahdollisuuksia joillakin alueilla, ja se voi siten sisältyä hiilidioksidipäästöjen välttämistä koskevaan kokonaisratkaisuun. Biomassasta on esimerkiksi mahdollista uuttaa öljyä ja kaasua, joka voi korvata saastuttavien lentokonemoottoreiden polttoaineen. Tällä tavalla biomassa voi olla puhtaan energian lähde ja tarjota ympäristöetuja.


Kirjaudu sisään lukemaan lisää

Tehtävät

  • Monivalintatehtävä

  • Teematehtävät

    • 1Teematehtävät

       

      Kuvaa, miten yhteyttäminen vaikuttaa, tai tee piirros, joka osoittaa, miten se tapahtuu.

    • 2Teematehtävät

       

      Tee Pohjoismaista kartta, joka näyttää maiden biomassan käytön energiantuotantoon.

    • 3Teematehtävät

       

      Tee piirros ja selitä, miten puupelletit toimivat asunnon lämmityksessä. Laske, miten monta kiloa pellettejä on käytettävä, jos koko koulun vuoden lämmitys katettaisiin pelleteillä, ja laske, miten paljon se täyttäisi.

  • Ystäväluokat

    • 1Ystäväluokat

       

      Miten moni luokassa saa lämpönsä ensisijaisesti bioenergiasta? Tehkää luokassa kysely ja laatikaa Excel-taulukko, joka näyttää erilaiset energialähteet, jotka teillä on kotona. Laskekaa, miten suuri osuus tulee bioenergiasta, ja jakakaa ystävyysluokan kanssa.

    • 2Ystäväluokat

       

      Yksi tonni kuivaa puuta on lämpöarvoltaan noin 19 GJ (gigajoulea), mikä vastaa samaa kuin 500 litraa öljyä.  Noin 1/3 vastakaadetun puun painosta on vettä. Eri puulajeilla on erilainen tiheys (1 m3 kuusta painaa vähemmän kuin 1 m3 pyökkiä), mutta puun hyvä keskitiheys on 0,7.  Valitse koulusi läheltä jokin puu ja laske puun tilavuus. Ajattele puuta sylinterinä, jonka tilavuus voidaan laskea tällä kaavalla: tilavuus = ∏xr2xh.


      Kuinka monta sen paksuista puuta tarvitaan koulusi lämmittämiseen vuodessa? Ota kuva puusta sekä lähetä tulos ja kuva ystävyysluokalle.

    • 3Ystäväluokat

       

      Tee esitelmä ystävyysluokallenne, jossa perustelet, miksi koulun on siirryttävä lämmittämään bioenergialla.