Ny sökning
BI1360

Energisystemens biogeokemiska förutsättningar

Kursen ger dig som läser civilingenjörsprogrammet i energisystem kunskap om biogeokemiska förutsättningar och begränsningar för de viktigaste energisystemen inom Sverige och internationellt. Teori varvas med diskussioner, projektarbete och praktiska moment så som exkursion, studiebesök och övningar.

Biogeokemiska förhållanden och processer sätter gränser för var, när och hur olika energisystem kan nyttjas på ett hållbart sätt. Under kursens gång presenteras teori inom meteorologi, geologi och biologi som behövs för att förstår relevanta ämnesflöden och processer som påverkar förutsättningarna för olika energisystem. Vi diskuterar dagsaktuella målkonflikter kopplade till förutsättningar för olika energisystem, så som nyttjande av jordbruksmark för bioenergiproduktion, där det finns konkurrerande användningsområden för marken. Andra aktuella frågeställningar är hur man kan utnyttja biokemisk energiomvandling på ett hållbart sätt inom t.e.x. vätgas-, etanol- och biogasproduktion. I kursen diskuteras också hur de biogeokemiska förutsättningarna ständigt förändras i takt med att vi nyttjar energisystemen bl.a. genom förändrad tillgång på råvaror och pågående klimatförändringar.

Kursvärdering

Kursvärderingen är ännu inte aktiverad

Kursvärderingen är öppen mellan 2023-01-08 och 2023-01-29

Andra kursvärderingar för BI1360

Läsåret 2021/2022

Energisystemens biogeokemiska förutsättningar (BI1360-10162)

2021-08-30 - 2022-01-16

Läsåret 2020/2021

Energisystemens biogeokemiska förutsättningar (BI1360-10243)

2020-08-31 - 2021-01-17

Kursplan

BI1360 Energisystemens biogeokemiska förutsättningar, 10,0 Hp

Natural resources for energy systems in a biogeochemical perspective

Ämnen

Markvetenskap Biologi

Utbildningens nivå

Grundnivå

Moduler

Benämning Hp Kod
Deltantamen 1. Sol, Vind... och Markens... 4,0 0202
Deltentamen 2. Bioenergi och biokemisk... 3,0 0203
Obligatoriskt grupparbete 1,0 0204
Obligatoriska kursmoment 2,0 0205

Fördjupning

Grundnivå, har endast gymnasiala förkunskapskrav(G1N)

Betygsskala

5 / 4 / 3 / U Kraven för kursens olika betygsgrader framgår av betygskriterier, som redovisas i bilaga till kursplanen. Aktuell information om betygskriterier ska finnas tillgänglig senast vid kursstart.

Språk

Svenska

Förkunskapskrav

Gymnasiekunskaper motsvarande Fysik 2, Kemi 1, Matematik 4 alternativt Fysik B, Kemi A, Matematik E.

Mål

Syftet med kursen är att ge studenterna grundläggande kunskaper kring de geologiska, meteorologiska, och biologiska förutsättningarna och begränsningar för de viktigaste energisystemen både i globalt och lokalt perspektiv. Kunskaperna om dessa naturgivna förutsättningar behövs som underlag för andra kurser på programmet, men också när de färdiga civilingenjörerna skall utveckla, utforma och använda olika energisystem på ett ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbart sätt.

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:

-beskriva de naturliga förutsättningarna för de primära energikällorna – solenergi och geotermisk energin – och hur dessa i olika former driver de biotiska och abiotiska energisystemen,

- muntligt och skriftligt redogöra för hur olika grundläggande biogeokemiska förhållanden och processer påverkar förutsättningarna för olika energikällor,

- diskutera möjliga naturliga begränsningar för energisystem, som utgörs av tillgång på råvaror, klimatförändringar och ingrepp i biogeokemiska kretslopp i global och regional skala,

- reflektera över hur förutsättningarna för energisystemen förändras över tid då vi människor nyttjar dem,

- diskutera nyttjandet av olika energisystem ur ett etiskt perspektiv, samt

- arbeta i grupp och reflektera över hur grupparbetet fungerat.

Innehåll

Kursen belyser hur biogeokemiska processer påverkar och driver energisystemen, samt hur dessa energisystem kan användas på ett hållbart sätt. Kursen är indelad i 4 avsnitt:



Avsnitt om "Sol, vind och vatten" behandlar:

- Meteorologiska faktorer som styr de globala och regionala förutsättningar för sol, vind och vattenkraft

- Globala sötvattenförekomster för användning inom energisystemen



Avsnitt om "Markens energi och råvaror" behandlar:

- Biologiska och geologiska processer som leder till upplagringen av bunden solenergi i form av olja, naturgas, stenkol, brunkol och torv

- Hydrologiska och geologiska förutsättningar för geoenergi och geotermisk energi i globalt och regionalt perspektiv

- Nationella och globala tillgångar av metaller för användning inom energisystemen



Avsnitt om "Bioenergi och biokemisk energi" behandlar:

- Faktorer som styr global och regionala produktionsförutsättningar för biobränslen från jord- och skogsbruk.

- Förutsättningar för mikrobiell biokemisk energiomvandling inom t.ex. vätgas-, etanol- och biogasproduktion



Avsnitt om "Framtidens biogeokemiska förutsättningar" behandlar:

- Hur länger räcker de ändliga resurserna?

- Klimatförändringars påverkan på förutsättningar för energisystemen

- Etiska överväganden inför framtidens energiförsörjning och ingenjörens ansvar i detta.

Examinationsformer och fordringar för godkänd kurs

Följande krävs för godkänd kurs:

- Aktivt deltagande i obligatoriska kursmoment,

- Godkända skriftliga tentamina,

- Godkänd skriftlig och muntlig presentation av grupparbeten
  • Om studenten inte blivit godkänd på ett prov har examinatorn rätt att ge en kompletteringsuppgift – om det finns skäl för det och om det är möjligt.
  • Om studenten har ett beslut från SLU om särskilt pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning, har examinatorn rätt att ge ett anpassat prov eller låta studenten genomföra provet på ett alternativt sätt.
  • Om denna kursplan ändras, eller om kursen läggs ner, ska SLU besluta om övergångsregler för examination av studenter som antagits enligt denna kursplan och ännu inte blivit godkända.
  • För examination av självständigt arbete (examensarbete) gäller dessutom att examinatorn kan tillåta studenten att göra kompletteringar efter inlämningsdatum. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Övriga upplysningar

  • Rätten att delta i undervisning och/eller handledning gäller endast det kurstillfälle som studenten blivit antagen till och registrerad på.
  • Om det finns särskilda skäl, har studenten rätt att delta i moment som kräver obligatorisk närvaro vid ett senare kurstillfälle. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Ansvarig institution/motsvarande

Institutionen för Vatten och Miljö

Medansvariga:

Institutionen för ekologi Institutionen för mark och miljö Institutionen för molekylära vetenskaper Institutionen för växtproduktionsekologi

Kompletterande uppgifter

Fastställd av: Programnämnden för utbildning inom naturresurser och jordbruk (PN - NJ)
Biologiområde: Övriga biologikurser
Ersätter: B!1323

Betygskriterier

Övergripande lärandemål för hela kursen

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:

  • beskriva de naturliga förutsättningarna för de primära energikällorna – solenergi och geotermisk energin – och hur dessa i olika former driver de biotiska och abiotiska energisystemen,
  • muntligt och skriftligt redogöra för hur olika grundläggande biogeokemiska förhållanden och processer påverkar förutsättningarna för olika energikällor,
  • diskutera möjliga naturliga begränsningar för energisystem, som utgörs av tillgång på råvaror, klimatförändringar och ingrepp i biogeokemiska kretslopp i global och regional skala,
  • reflektera över hur förutsättningarna för energisystemen förändras över tid då vi människor nyttjar dem,
  • diskutera nyttjandet av olika energisystem ur ett etiskt perspektiv, samt
  • arbeta i grupp och reflektera över hur grupparbetet fungerat.

Betygskriterier

Tema 1: Sol, vind och vatten

Betyg 3

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • med hjälp av meteorologiska och hydrologiska begrepp beskriva de naturliga förutsättningarna för sol-, vatten- och vindkraft
  • redogöra för vattnets förekomst och kretslopp i naturen och förutsättningar för vattenkraft
  • diskutera möjliga naturliga begränsningar för sol, vind och vattenkraft som utgörs av tillgång på råvaror, infra-struktur och fysiska förutsättningar
  • utföra hydrologiska och meteorologiska beräkningar för att identifiera hur förutsättningar för sol-, vind- och vattenkraft varierar i tid och rum

Betyg 4

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • förklara hur förutsättningarna för sol-, vind- och vattenkraft påverkas av naturliga och antropogena faktorer
  • utföra avancerade hydrologiska och meteorologiska beräkningar för att identifiera hur förutsättningar för sol-, vind- och vattenkraft varierar i tid och rum

Betyg 5

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • använda meteorologiska och hydrologiska begreppen för att diskutera den nuvarande och framtida globala fördelningen av sol, vind och vatten ur ett energi- och hållbarhetsperspektiv

Tema 2: Markens energi och råvaror

Betyg 3

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • beskriva de naturliga förutsättningarna för geotermisk energi
  • beskriva hur geologiskt bundna energikällor bildats, samt till vilka bergartsfamiljer de är kopplade
  • redogöra för global fördelning och möjligheter för uttag av olika geologiskt bundna energikällor
  • redogöra för global fördelning av möjligheter för uttag av råvaror från berggrund och mark, för användning i framtidens förnybara energisystem

Betyg 4

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • redogöra för vilka geologiska faktorer som påverkar potentialen för uttaget av geotermisk energi
  • beskriva och diskutera de geologiska faktorer som medfört kvalitativa skillnader hos de fossila bränslen som tas ut idag
  • beskriva och diskutera hur tillgången på råvaror påverkar utvecklingen av förnybara energisystem i lokal och global skala

Betyg 5

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • bedöma och diskutera geologins betydelse för nutidens och framtidens energisystem
  • motivera hur tillgången på råvaror leder till prioriteringar inom utvecklingen av förnybara energisystem i lokal och global skala

Tema 3: Bioenergi och biokemisk energi

Betyg 3

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • redogöra för cellens grundläggande struktur och energimetabolism och hur dessa skapar förutsättningar för biokemiska energisystem så som biogas, etanol, och vätgas
  • använda grundläggande mikrobiella begrepp för att förklara processerna bakom mikrobiell energiproduktion
  • utföra beräkningar på mikrobiologisk energiproduktion
  • beskriva utvecklingen av mikrobiella och biotiska energisystem
  • använda markfysikaliska, markkemiska och hydrologiska begrepp för att beskriva förutsättningar för biotiska energisystem
  • redogöra för faktorer som styr biomassaproduktion i lokal till global skala
  • övergripande redogöra för de fysiologiska processer och växtanatomiska strukturer som ligger bakom växternas förmåga att omvandla solenergi till för växten och oss användbara energiformer

Betyg 4

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • reflektera kring möjligheter och begränsningar för mikrobiell energiproduktion, som t.ex. utgörs av tillgång på råvaror, infrastruktur och ingrepp i biogeokemiska kretslopp i global och regional skala
  • utföra avancerade beräkningar på mikrobiologisk energiproduktion
  • jämföra den pro- och eukaryota cellens organisation och funktion och ställa dem i relation till varandra i avseende effektivitet och mångfald att utvinna energi
  • exemplifiera samspelet mellan växternas anatomi och funktion med hänsyn till förutsättningarna för biomassaproduktion
  • reflektera över förutsättningarna för biomassaproduktion i olika landskap ur ett energi- och hållbarhetsperspektiv

Betyg 5

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • värdera och motivera vilken roll mikrobiell energiproduktion kan ha i framtida energisystem i relation till dagens och morgondagens möjligheter och begränsningar, som t.ex. utgörs av tillgång på råvaror, infrastruktur och ingrepp i biogeokemiska kretslopp i global och regional skala
  • diskutera utvecklingen av mikrobiella energisystem och relatera detta till möjligheter för framtida mikrobiella energisystem
  • diskutera sambanden mellan markegenskaper, klimat, hydrologi, ekologi och växtbiologiska förutsättningar för biomassaproduktion

Tema 4: Framtidens biogeokemiska förutsättningar

Betyg 3

Efter avslutad kurs skall studenten kunna:

  • diskutera möjliga naturliga begränsningar för energisystem, som utgörs av tillgång på råvaror, klimatförändringar och ingrepp i biogeokemiska kretslopp i global och regional skala
  • reflektera över hur förutsättningarna för energisystemen förändras över tid då vi människor nyttjar dem
  • diskutera nyttjandet av olika energisystem ur ett etiskt perspektiv
  • arbeta i grupp och reflektera över hur grupparbetet fungerat

Litteraturlista

Tema 1

**Meteorologi **

  • Shonk, J. 2013. Introducing Meteorology. A guide to the Weather.

**Hydrologi **

  • Kompendium i hydrologi. PDF fil och läshänvisningar laddas upp i canvas. 
  • Vattnets väg från regn till bäck. Harald Grip och Allan Rodhe. Fritt tillgänglig på internet. http://www.diva-portal.se/smash/get/diva2:1047230/FULLTEXT01.pdf?fbclid=IwAR0FhqL-LL8L5uAuu80Pq5_DvqJf1qfwtsrtIMFXJpUU0mXzBMwJ_M6cl1M Läshänvisningar under lektionspass på canvas

Tema 2

Fossila bränslen och geoenergi

  • Kompendium i geologi. Laddas upp på canvas

Tillgång till metaller

  • Artiklar laddas upp under lektionspass i Canvas

Tema 3

Biokemisk energi (Biogas, Vätgas, Etanol och Biodiesel)

  • Campbell Biology. 2011/2016. 9:e -12:e upplagan. Det går också bra att använda 8:e, 7:e eller 6:e upplagan om du hittar den.

Ett evolutionärt perspektiv på energisystemen

  • PDF fil laddas upp på canvas. Ch7_8 Energy in Living Systems - Photosynthesis - Biology 2e _ OpenStax.pdf
  • Biogashandboken. Laddas upp på canvas. Boken är ganska omfattande och kan användas som uppslagsverk till föreläsning.
  • Microorganisms as Direct and Indirect Sources of Alternative Fuels, by Anna Matuszewska. In: Alternative Fuels, Technical and Environmental Conditions. Edited by Krzysztof Biernat, ISBN 978-953-51-2269-2, 190 pages, Publisher: InTech, Chapters published March 24, 2016 under CC BY 3.0 license. DOI: 10.5772/60628.

**Marklära och jordartsgeologi **

  • Kompendium i geologi laddas upp på canvas

**Mark och grundvatten i relation till vegetationstillväxt **

  • Kompendium i hydrologi, laddas upp på canvas.

**Växtbiologi **

  • Biology 2e. OpenStax. Campbell fungerar som alternativ till denna. Fritt tillgänglig på internet: https://openstax.org/details/books/biology-2e
  • Ericsson, T. 2007/2008. Växtbiologi. Särtryck ur Hemträdgården 2007-2008. PDF fil laddas upp på canvas. Denna artikel läses med fördel innan Martins föreläsning!

Skogsproduktion och bioenergi

  • Skogsstyrelsen - Skogsskötselserien - 1. Skogsskötselns grunder och samband. sidorna 1-31. Laddas upp på canvas.
  • Skogsstyrelsen - Skogsskötselserien - 17. Skogsbränsle. sidorna 1-33 och 34-65. Laddas upp på canvas.
  • Skogsstyrelsen - Skogsskötselserien - 21. Skogens kolbalans och klimatet. Laddas upp på canvas.
  • Filmer som ingår i förberedelsearbetet inför skogsseminariet. Länk finns under lektionsmoment på canvas.

Tema 4

Klimatförändringar

  • Klimat i förändring 2021- Den naturvetenskapliga grunden
  • https://www.smhi.se/polopoly_fs/1.179269!/Klimatologi_65%20Klimat%20i%20f%C3%B6r%C3%A4ndring%202021%20Den%20naturvetenskapliga%20grunden.pdf

**Nyttjande av energisystem ur ett etiskt perspektiv **

  • Etik för ingengörer kap 3-5 och 8. 

Uppsatsskrivande

  • Siv Strömquist. Skrivboken: skrivprocess, skrivråd och skrivstrategier (4-7: upplagan).

** Ej obligatoris fördjupningslitteratur:**

  • Klimatologi, Meteorologi: Jörgen Bogren, Torbjörn Gustavsson och Göran Loman, 1999, http://libris.kb.se/bib/8352874Links to an external site. (tema 1)
  • Lundqvist, J. 2001/2006. Geologi. Processer – utveckling - tillämpning. 3:e eller 4:e uppl. Studentlitteratur. (Tema 2)
  • Andréasson, P.-G. 2006. Geobiosfären – en introduktion. 604 s. Studentlitteratur. (Tema 2)
  • Nationalatlas: Berg och jord. (Tema 2)
  • Lawlor, D. (1995). Photosynthesis, productivity and environment. Journal of Experimental Botany, 46, 1449-1461. jstor.org/stable/23694991Links to an external site. (Tema 3)

Kursfakta

Kursen ges som en fristående kurs: Nej Kursavgift: Studieavgift, endast för medborgare utanför EU, EES, och Schweiz: 25369 SEK Nivå: Grundnivå
Ämne: Markvetenskap Biologi
Kurskod: BI1360 Anmälningskod: SLU-10091 Plats: Uppsala Distanskurs: Nej Undervisningsspråk: Svenska Ansvarig avdelning: Institutionen för Vatten och Miljö Studietakt: 33%