9. Energianlähteet

1. Selitä käsitteet:

1. Selitä käsitteet:

a) geoenergia
Yleisnimitys energialle, jota saadaan kallioperästä, maaperästä, pohjavedestä, vesistöistä sekä vesistöjen pohjasedimenteistä.
b) biopolttoaine
Biomassasta jalostettuja uusiutuvia polttoaineita, esimerkiksi biodieseliä, bioetanolia ja biokaasua.
c) uraani
Kallioperästä louhittava energiamineraali, jota käytetään ydinvoiman polttoaineena.
d) biomassa
Auringon energiaa, joka on sitoutunut orgaaniseen ainekseen, kuten puuhun, olkeen, lantaan tai hakkuujätteisiin.
e) fossiilinen polttoaine
Polttoainetta, joka on syntynyt miljoonia vuosia sitten eläinten, planktonin ja sanikkaismetsien jäänteistä fossiloitumalla. Fossiilisia polttoaineita ovat esimerkiksi maaöljy, maakaasu ja hiili.
f) LNG
Kun maakaasu jäädytetään ‒160 ˚C:n lämpötilaan, saadaan LNG:tä eli nestemäistä maakaasua. Sen tilavuus on vain murto-osa kaasun tilavuudesta, joten sitä on helpompi kuljettaa.

2. Onko väittämä oikein vai väärin? Perustele.

2. Onko väittämä oikein vai väärin? Perustele.

a) Öljyä käytetään vain energiantuotantoon.
Väärin. Öljyä käytetään esimerkiksi voiteluaineena koneissa sekä kemianteollisuudessa raaka-aineena. Kasviöljyjä käytetään myös runsaasti ruoanvalmistukseen.
b) Energiantuotanto ja sähköntuotanto tarkoittavat samaa asiaa.
Väärin. Energiaa tarvitaan ja tuotetaan sähkön lisäksi esimerkiksi lämmöksi.
c) Uusiutumaton energianlähde tarkoittaa samaa asiaa kuin fossiilinen polttoaine.
Oikein. Uusiutumattomia energianlähteitä kutsutaan fossiilisiksi polttoaineiksi.
d) Aurinkoenergiaa on saatavilla kaikkialla maailmassa.
Oikein. Aurinkoenergiaa on saatavilla kaikkialla maailmassa johonkin vuodenaikaan, mutta sen määrä vaihtelee varsinkin napa-alueilla erittäin paljon.
e) Geotermistä energiaa saadaan maan sisältä.
Oikein. Geoterminen energia ja lämpöä maa- tai kallioperästä.
f) Tuulienergia ja aurinkoenergia ovat uusiutuvia energianlähteitä.
Oikein. Molemmat saavat energiansa auringosta ja ovat koko ajan uusiutuvia.
g) Ydinvoima tuottaa vähän kasvihuonekaasupäästöjä.
Oikein. Ydinvoima ei aiheuta voimalaitoksessa juurikaan kasvihuonepäästöjä, koska siinä ei polteta tai hajoteta mitään orgaanista ainesta.

4. Selvitä

4. Selvitä

a) Miksi öljyä ja maakaasua ei saada Suomesta?
Suomen kallioperä on hyvin vanhaa graniittista peruskalliota. Kallioperässämme ei ole vanhoja orgaanista ainesta sisältäviä sedimenttikivikerroksia, joista olisi voinut muodostua kovassa paineessa kivihiiltä tai maakaasua. Lähimmät kivihiiltä ja maakaasua sisältävät kerrokset ovat Norjassa ja Venäjällä. Ruskohiiltä löytyy myös Virosta.
b) Mistä Suomeen tuodaan maakaasua, öljyä ja uraania?
Suomeen tuodaan maakaasua kaasuputkea pitkin Venäjältä. Nykyään on mahdollista tuoda kaasua myös nesteytettynä. Suomessa on kaksi nesteytettyä maakaasua vastaanottavaa satamaa sekä kaasuputki Suomen ja Viron välillä maakaasun siirtoa varten. Nesteytetty maakaasu tulee yleensä Lähi-Idästä tai Yhdysvalloista, mutta sitä on mahdollista tuottaa muuallakin. Lisäksi voidaan käyttää Suomessa tuotettua biokaasua.
Suomessa jalostettava öljy tuodaan suurimmaksi osaksi Venäjältä Nesteen Kilpilahden jalostamolle. Jalostamo voi käyttää myös esimerkiksi norjalaista raakaöljyä. Suomeen tuodaan myös valmiiksi jalostettuja öljytuotteita, kuten bensaa kansainvälisiltä markkinoilta, esimerkiksi Rotterdamin sataman kautta.
Uraanin tarkkaa alkuperää ei välttämättä aina tiedetä, koska se voidaan louhia eri maassa, missä jalostus polttoaineeksi tapahtuu. Suomeen tulee tiettävästi uraania Kanadasta, Venäjältä ja Australiasta; mahdollisesti myös Nigeriasta ja Kazakstanista.

5. Mitä ongelmia nykyisten energialuonnonvarojen käyttö aiheuttaa 

5. Mitä ongelmia nykyisten energialuonnonvarojen käyttö aiheuttaa 

a) Suomessa
Suomen riippuvuus tuontienergiasta ja -luonnonvaroista voi aiheuttaa ongelmia, mikäli tilanteet muuttuvat naapurimaissa. Energian saatavuus ja hinta voivat vaihdella. Ydinjätteen tulevaan loppusijoitukseen voi liittyä haasteita. Toisaalta savukaasujen puhdistustekniikan kehittyminen ja rikinpoisto savukaasuista on vähentänyt ilmaa saastuttavat rikin- ja typenoksidit murto-osaan entisestä.
b) globaalisti?
Monet energialuonnonvarat ovat ehtyviä eli niiden väheneminen, kallistuminen ja loppuminen saavat aikaan ongelmia. Öljyn, kivihiilen, maakaasun ja turpeen käyttö aiheuttaa kasvihuonekaasujen sekä rikki- ja typpioksidien lisääntymistä ilmakehässä. Tämä aiheuttaa ilmaston lämpenemistä ja ympäristön happamoitumista, happamia sateita ja savusumua. Monien energialuonnonvarojen kohdalla koko ketju louhinnasta ja kaivuusta jalostettavaksi ja kulutettavaksi aiheuttaa monia ympäristövaurioita.

6. Geoenergia

6. Geoenergia

a) Mitä on maalämpö?
Maalämpöä kutsutaan myös matalaksi geoenergia. Se on maahan varastoitunutta, pääasiassa Auringon tuottamaa energiaa.
b) Mitä eroa on syvällä ja matalalla geoenergialla?
Syvä geoenergia eli geoterminen energia on kallioperän lämpöä joka on peräisin Maapallon sisäosien radioaktiivisesta prosesseista ja maan vaippakerroksen kuumuudesta. Matala geoenergia on sen sijaan peräisin Auringon tuottamasta lämmöstä.
c) Voidaanko Suomessa hyödyntää geotermistä energiaa?
Suomessa voidaan periaatteessa hyödyntää geotermistä kallioperän energiaa kun lämpökaivojen reiät kairataan riittävän syvälle, esimerkiksi yli kilometrin syvyyteen. Geotermistä energiaa on Suomessa kokeiltu Espoossa olevassa koevoimalassa. Toistaiseksi tuotanto on kuitenkin ollut kannattamatonta ja voimalan rakentaminen on saanut aikaan pieniä, paikallisia maanjäristyksiä.
d) Missä sijaitsevat lähimmät geotermiset lämpövoimalat?
Geotermisiä voimaloita on esimerkiksi Pariisissa ja Islannissa.
e) Kirjoita oheiselle kuvalle kuvateksti.
Kuvasta näkyy geotermisen voimalan periaate, jossa maahan kairataan kaksi vierekkäistä reikää. Toiseen reikään syötetään kylmää vettä. Vesi lämpenee syvällä maan sisällä jopa 120 asteen lämpötilaan. Vesi siirtyy kalliossa olevia halkeamia pitkin toiseen reikään, josta se pumpataan ylös. Saatu lämpö siirretään kaukolämpöverkkoon ja sieltä koteihin.

7. Selvitä mitä hyötyjä ja mahdollisia haasteita liittyy

7. Selvitä mitä hyötyjä ja mahdollisia haasteita liittyy

a) sähköautoiluun
Hyötyjä:Sähköautoilun ilmastopäästöt ovat hyvin pienen, jos myös sähkö on tuotettu uusiutuvilla energialähteillä. Sähköautoilu on energiatehokasta, koska moottorista vain vähän energiaa päätyy hukkalämmöksi. Autojen moottorit ovat meluttomia.
Haasteita: Toistaiseksi sähköautot ovat polttomoottoriautoja kalliimpia ja toimintasäde useimmissa autoissa rajallinen (usein 100–500 km). Autojen pikalatauspaikkoja rakennetaan lisää, mutta rakentaminen on melko kallista ja paikoin vanhoissa taloissa vaikea toteuttaa.
b) kaasuautoiluun
Hyötyjä: Biokaasulla ajettaessa ilmastopäästöt ovat pienemmät kuin sähköautolla ja fossiilisella kaasullakin pienemmät kuin bensiinillä tai dieselillä. Biokaasu on kotimainen polttoaine, jota saadaan tuotettua orgaanisten jätteiden mädättämisellä. Kaasu palaa puhtaasti, eikä juurikaan saastuta ilmaa.
Haasteita: Kaasun tankkausasemia on melko harvassa, eikä lainkaan pohjoisimmassa Suomessa. Pelkällä kaasulla pääsee ajamaan noin 400 kilometrin matkan yhdellä tankillisella eli hiukan vähemmän kuin bensamoottorilla. Jos käyetään fossiilista maakaasua, siitä tulee ilmastopäästöjä.
c) vetyautoiluun?
Hyötyjä: Auto ei saastuta (polttokennosta vapautuu vain energiaa ja vettä), vetyä voidaan valmistaa vedestä esimerkiksi tuulienergialla ja vetyä syntyy myös teollisuuden sivutuotteena. Vedyllä voidaan varastoida ylimääräistä tuuli- ja aurinkoenergiaa ja vähentää muun energian, esimerkiksi fossiilisten polttoaineiden, tarvetta.
Haasteita: Vetyenergiaa tuotetaan polttokennojen avulla, ja näiden polttokennojen sijoittaminen tavallisiin henkilöautoihin on toistaiseksi melko kallista. Toistaiseksi vetytankkausasemia on maailmalla vasta vähän ja autojen saatavuus heikkoa. Vedyn tuotanto vedestä vaatii paljon sähköä.

8. Energian tuotanto maailmassa.

8. Energian tuotanto maailmassa.

a) Tarkastele kuvaa 9.2 maailman energialähteiden osuuksista. Mitkä olivat kolme eniten käytettyä fossiilista ja kaksi eniten käytettyä uusiutuvaa energianlähdettä?
Eniten maailmassa käytetyt fossiiliset energianlähteet ovat öljy, kivihiili ja maakaasu. Uusiutuvista energioista yleisimmät ovat biopolttoaineet (mm. puu) sekä vesivoima.
b) Miten fossiilisten energianlähteiden osuus kaikesta energian tuotannosta eroaa maailmalla ja Suomessa? Miksi?
Suomessa fossiilista öljyä, kivihiiltä ja maakaasua käytetään selvästi muuta maailmaa vähemmän. Sen sijaan energiaa tuotetaan Suomessa paljon puulla, koska Suomessa on paljon metsiä ja metsäteollisuutta. Suuressa osassa maailmaa ei ole vielä siirrytty puhtaampaan uusiutuvaan energiaan samassa määrin kuin Suomessa. Suomessa tuotetaan myös melko paljon sähköenergiaa fosssiilisella ydinvoimalla, koska metsä- ja metalliteollisuus tarvitsevat paljon sähköä. Ydinvoima ei kuitenkaan aiheuta ilmastopäästöjä.
c) Miten uusiutuvien energianlähteiden käyttöä voidaan edistää Suomessa ja globaalisti?
Poliittisilla päätöksillä voidaan suosia uusiutuvia energianlähteitä nostamalla fossiilisten polttoaineiden hintoja esimerkiksi verotuksella ja tukemalla uusiutuvan energian tuotantoa.
Tiedottamalla ihmisille uusiutuvien energianlähteiden ilmastohyödyistä, saadaan useampi ihminen siirtymään niiden käyttöön
Uusiutuvien energianlähteiden tuotantoon ja varastointiin tulee kehittää entistä parempia ja edullisempia tekniikoita. Etenkin akkutekniikkaa ja muita tuuli- ja aurinkoenergian varastointi mahdollisuuksia tulee kehittää.
Globaalisti voidaan myös tukea kehittyviä maita taloudellisesti, kouluttamalla tai viemällä uutta puhtaampaa energiatekniikkaa.
Globaalit ilmastosopimukset ja päästömaksut lisäävät uusiutuvien energiamuotojen taloudellista kannattavuutta ja käyttöä.