Miljö Dugga 2

Alla Inga Spara

• Med vilken typ av farkost fraktas majoriteten av allt gods? 90% med containerfartyg
• Förbränningsmotorn är den överlägset vanligaste energiomvandlaren i transportsektorn. Vilken typ av motor är vanligast i en personbil respektive passagerarflygplan? Bil - Kolvmotor (tvåtakt och fyrtakt), Flyg - Gasturbin
• I en gasturbin går arbetsmediet genom tre steg. Vilka? 1. Atmosfärsluft komprimeras till högt tryck, 2. Värme tillförs genom förbränning, bränsle sprutas in och antänds, 3. Trycksatta förbränningsaser driver en turbin, ger arbete på utgående axel, driver också kompressorn
• Nämn de två sätten att ta ut mekaniskt arbete ur en gasturbin och i vilka två tillämpningar dessa används. 1. Överskottsenergi kan utföra arbete på omgivningsluften - Jetmotor, 2. Via utgående turbinaxel - Driva generator
• Vilka fyra takter/slag förekommer i en fyrtaktsmotor? 1.Luften tas in vid atmosfärstryck, 2. Luften komprimeras till högt tryck, därefter tillförs värme genom förbränning, 3. Mekaniskt arbete utvinns genom att förbränningsgaserna expanderar mot kolven, 4. Avgaserna avges vid atmosfärstryck
• Vad definierar det stökiometriska förhållandet under förbränning? Mängden syre i förhållande till mängden bränsle
• Vilka tre olika stökiometriska förhållanden finns? 1. Mer syre än vad som krävs - Mager blandning, 2. Mindre syre än vad som krävs - Fet blandning, 3. Precis lika mycket syre som behövs - Stökiometrisk blandning
• Vad kännetecknar de fordon där bensinmotorn är det vanligaste valet? Varför är en bensinmotor mest lämplig i dessa fordon? Bensin → Effekt är viktigt, bränsleekonomi mindre viktigt.
• Vad kännetecknar de fordon där dieselmotorn är det vanligaste valet? Varför är en dieselmotor mest lämplig i dessa fordon? Diesel → Vridmoment och bränsleekonomi viktigt, bränslet en stor del av ägarkostnaden
• I en bränslecell utvinns vätgasens energi som elektrisk ström. Detta sker genom att dela upp vätgasoxidationen i två halvreaktioner. Förklara hur detta går till i termer av vad som sker vid elektroderna, i elektrolyten och i den yttre elektriska kretsen. Elektronerna tvingas gå genom en extern krets där de utför arbete innan de slutför reaktionen vid katoden. Elektrolyten leder joner, men inte elektroner.
• Hur stor del av all olja används för att driva transporter av olika slag? 70%
• Varför definieras elbilar som nollutsläppsfordon i lagstiftningen? beaktar enbart själva bilens utsläpp, inte t.ex. elproduktionen utanför.
• Vid livscykelanalys (LCA) av fordons miljöpåverkan räknar man in alla utsläpp som uppstår från produktion till återvinning. Oftast delar man in dem i fordonets och energibärarens utsläpp. Vilka är de två etablerade begrepp som används för att beskriva fordonets respektive energibärarens livscykler? Förklara varför de kartläggs separat. 1.Fordonets livscykel, cradle-to-grave, 2.Energibärare livscykel, well-to-wheel, cyklerna överlappar i användningsfasen.
• Hur stor del av de globala utsläppen av växthusgaser står transportsektorn för? 17%
• Vilken del av transportsektorn släpper ut mest CO2? Vilket fordonsslag står för de största utsläppen inom denna delsektor i EU? Vägtransport, personbilar
• Vilken delsektor inom EU:s transportsektor har ökat sina utsläpp mest sedan 1990? Flygsektorn
• Nämn fyra lokala och i lag reglerade utsläpp från transportsektorn SOx, CO, NOx och PM (partikelutsläpp, främst sot).
• Vilken är den dominerande mekanismen för bildning av kväveoxider (NOx) under förbränning? Starkt temperaturberoende, Kräver syre, långsam
• Vilken är den största anledningen till att bilar och lastbilar inte släpper ut svaveloxider (SOx) längre? Nu för tiden innehåller alla bränslen för vägtransporter extremt låga mängder svavel < 10 ppm, Krav eftersom svavel förgiftar katalysatorerna i avgasreningssystemet
• Vilken typ av transportmedel står för majoriteten av transportsektorns SOx-utsläpp? fartyg
• Står transportsektorn inom EU för en majoritet av någon eller några av de lagstadgade utsläppen? I så fall, vilket/vilka? Transportsektorn står för majoriteten av NOx utsläpp.
• Hur ser utvecklingen ut för de lokala utsläppen, minskar eller ökar utsläppen i västvärlden? minskar pga bättre katalysatorer och andra avgasrenare
• Vilka emissioner/utsläpp kan regleras med en trevägskatalysator? Oxiderar CO och HC till CO2 och H2O, Reducerar NOx till N2
• Varför har man inte en trevägskatalysator i dieselbilar? Eftersom att stökiometrisk blandning krävs för att trevägskatalysator ska fungera.
• Nämn två efterbehandlingssystem som du i stället hittar i en nyare dieselbil? Partikelfilter: fysiska filter som fångar partiklar, DOC: diesel oxidation catalyst.
• Nämn tre saker som man som konsument kan göra redan nu för att minska sitt CO2-avtryck när det gäller transporter. Välja cykel, kollektivtrafik, undvika flyga
• Elhybridbilar har både en förbränningsmotor och en elmaskin. De har två sätt att ladda batterierna under körning. Beskriv dessa och förklara hur de bidrar till att minska fordonets bränsleförbrukning Regenerativa bromsar och via förbränningsmotorn (ger optimal verkningsgrad)
• Förklara varför hybridisering ger lägre bränslebesparingspotential i en tung långtradare jämfört med en personbil eller en sopbil Förbränningsmotorn arbetar redan vid hög last - inget utrymme för extra belastning som generator, Jämn hastighet ger mindre möjlighet till regenerativ bromsning
• Förklara vad som skiljer en mildhybrid från en elhybrid (HEV) samt vad som skiljer en elhybrid (HEV) från en laddhybrid (PHEV). En mildhybrid har inte möjlighet att ha ren eldrift. En elhybrid kan inte laddas externt men det kan laddhybrid.
• Ungefär hur många laddbara fordon beräknas finnas i EU år 2030? Hur stor andel av fordonsflottan motsvarar detta? 30 miljoner, 10 % av flottan
• Nämn två fördelar och två nackdelar med en batteridriven elbil (battery electric vehicle, BEV) jämfört med en förbränningsmotorbil Fördelar: Hög verkningsgrad, inget avgasutsläpp, enklare system, Nackdelar: Räckvidd (framför allt vid kyla) och minskning av räckvidd med livstid
• Nämn tre fördelar med att använda dubbla elmaskiner i en BEV. Högre verkningsgrad, högre effekt, bättre köregenskaper
• Ange typiska batteristorlekar för en HEV, PHEV och BEV. HEV: Ca 1.5 kWH, PHEV: Ca 10 kWH, BEV: 50 - 100 kWh
• Nämn en viktig fördel med bränsleceller jämfört med batterier och förklara varför bränsleceller därför ses som ett viktigt alternativ till batterier i tunga, långväga transporter. Vätgas lagrar mer energi per kilo än batteri vilket krävs vid redan tunga transporter som kräver lång räckvidd
• Varför lämpar sig batterier ypperligt för frekvensstabilsering av elnätet? Varför lämpar sig inte dagens batterier för säsongslagring av energi? Vid effekttoppar och effektdalar skulle man kunna kompensera med hjälp av ett batteri under en kortare period. Batterier är inte tillräckligt stora för att lagra el under längre perioder.
• Ungefär hur många MWh kan världens största batteripark lagra? 300 MWh
• Vad innebär termen ”smart grid”? Ett energitillförsel system som anpassar sig till lokala ändringar av el-användning, t.ex. om vi byter ut alla bilar mot elbilar finns potential att använda dem som balanskraft när de är inkopplade
• Nämn en viktig fördel med Li-jonbatterier jämfört med blysyrabatterier Blysyrabatterier tappar spänning under urladdningen
• Vad händer om du kopplar in ett NaS-batteri med en temperatur på 20 C? Arbetstemperaturen är högre än 300 °C
• Hur lång tid tar det för ett flödesbatteri att självurladda? Brukar energidensiteten vara hög eller låg för flödesbatterier? Ingen självurladdning alls, låg energidensitet
• Ungefär vilken energidensitet har ett Li-jonbatteri jämfört med konventionella transportbränslen? väldigt låg, 1 MJ/kg jämfört med 47 MJ/kg för bensin
• Har en elbil alltid lägre klimatpåverkan än en bil driven med fossilt bränsle? Det beror på elmixen. Skulle elmixen vara kolkraft så blir det värre
• Jämför två sätt att minska en personbils klimatpåverkan – genom att byta till ett förnybart bränsle samt att byta till en ren elbil. Genom att byta till förnybart bränsle kan en förbränningsmotor miljöpåverkan minskas. En ny elbil kommer ha mindre utsläpp väl i användning men miljöpåverkan från produktion/materialutvinning kan eventuellt göra den förstnämnda fördelaktig
• Enligt IEA:s SDS (sustainable development scenario), vilken energibärare förser transportsektorn med mest energi 2050 respektive 2070 – elektricitet eller biobränslen? 2050: Biobränsle, 2070: Elektricitet
• Jämfört med 2018 års nivå, hur mycket mer biobränsle måste produceras globalt för att uppnå IEA:s SDS år 2030? Lite mindre än tredubblas
• Vad innebär ILUC? Indirect Land Use Change » Dvs att odling tränger under skog, vilket leder till CO2-utsläpp
• Vad skiljer biobränslen av generation 1 från generation 2? Generation 1 är grödobaserade, generation 2 är baserat på skogsbaserade restprodukter
• Vad är kolskuld och är det ett relevant begrepp för andra generationens biodrivmedel? Förklara. ystemet består av bestånd av träd i olika åldrar. Årligt uttag ur svensk skog motsvarar 120 miljoner ton CO2, Årlig tillväxt motsvarar 160 miljoner CO2⇾ Nettinbindning= 40 miljoner ton CO2 per år. Dessutom driver inte biobränsleproduktionen ökad avverkning, då bränsle framställs av restprodukter (inom existerande koldioxidbudget)
• Vilket land producerar mest bränsle-etanol i världen? USA
• Varifrån kommer den största andelen av råvarorna till biogasproduktion enligt Energimyndighetens ER: 2019:14 rapport? Gödsel
• Är svensk fordonsgas till största delen fossil? Nej, den är förnybar. 95% av svensk fordonsgas är biogas
• Vilka gaser produceras genom förgasning? Genom ångreformering? Vad används som råvara för respektive process? Förgasning: Omvandlar organiska eller fossila ämnen till kolmonoxid, koldioxid och väte (syntesgas, eller "syngas"). Ångreformering: Metan reagerar med vattenånga under höga temperaturer (700-1000 C) med hjälp av en katalysator (ofta nickel) för att bilda Syngas
• Vad består reaktanter och produkter av i en Fischer-Tropsch-process? omvandlar kolmonoxid och väte till flytande kolväten och vatten
• Vad består reaktanter och produkter av i en Sabatier-process? Koldioxid och väte omvandlas till metan (och vatten)
• Hur framtälls FAME (s.k. biodiesel, t.ex. RME) och av vilka råvaror? genom en process som kallas transesterfiering, Råvaror är olja eller fett från djur och växter
• Vilka är de två vanligaste råvarorna till HVO? Råtallolja och PFAD (palm fatty acid distillate)
• Hur ser CO2-utsläppen ut för de olika svensksålda biobränslena jämfört med de fossila? Biogas ger 83% lägre än bensin
• Hur mycket av all vätgas produceras från fossila råvaror? 96 procent
• Vilka olika ickefossila metoder kan tänkas användas för vätgasproduktion? Elektrolys och termokemisk tillverkning
• Vilken elektrolysör har högst verkningsgrad; alkalisk, PEM-, eller SOEC- elektrolysör? SOEC
• Varför är en alkalisk elektrolysör olämplig för s.k. peak shaving? Långsam att starta, Litet lastspann
• Vad är den stora nackdelen med flytande vätgas ur ett energiperspektiv? Den måste hållas kyld vid en låg temperatur
• Vad har störst energiåtgång, komprimera vätgas till 700 bar eller kyla det till vätska? Kyla har 35% energiåtgång och komprimera har 10%
• Har metanol högre energiinnehåll än flytande vätgas per kilo bränsle? Per liter? Metanol har mycket lägre energiinnehåll per kilo bränsle men lite högre per liter
• Hur stor andel av all effektkapacitet av all energilagring står pumpkraften för? Vilken storleksordning har effekten på de största pumpkraftanläggningarna? 95 % av all kapacitet, 3 GW
• Ökar eller minskar pumpkraftseffekten inom Europa? Ökar
• Nämn några positiva egenskaper som pumpkraft har? Negativa? Fördelar: Möjlighet att lagra stora mängder energi, Snabb responstid, Nya anläggningar har ”round trip”-verkningsgrader på över 80 %, Nackdelar: Begränsas av geografin, Förhållandevis kapitalintensiv, Inte försumbar påverkan på miljön
• EU behöver installera 108 GW kraftlagring till 2030. Förutspås pumpkraft stå för en större eller mindre del av detta och varför? Jämför med vätgas och batterier. Endast 15 GW av dessa spås bli PHES p.g.a begränsade möjligheter till utbyggnad, miljötillståndsprocesser, dyra investeringar i kombination med osäkra elpriser. 40 GW vätgas och 53 GW batterilagring förutspås
• Nämn en fördel med svänghjul som energilagringsmetod. ”Laddas” snabbt, Lång hållbarhet, Inga giftiga ämnen
• Var sker de största energiförlusterna i dagens CAES-anläggningar? Vid kompression

Alla Inga Spara