Energisystemens biogeokemiska förutsättningar
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.
Information från kursledaren
Kursvärdering
Kursvärderingen är avslutad
BI1360-10162 - Sammanställning av kursvärdering
Efter att kursvärderingen stängt har kursansvarig och studentrepresentanten upp till en månad på sig att skriva kommentarer. De publiceras automatiskt i sammanställningen.
Andra kursvärderingar för BI1360
Läsåret 2023/2024
Energisystemens biogeokemiska förutsättningar (BI1360-10419)
2023-08-28 - 2024-01-14
Läsåret 2022/2023
Energisystemens biogeokemiska förutsättningar (BI1360-10091)
2022-08-29 - 2023-01-15
Läsåret 2020/2021
Energisystemens biogeokemiska förutsättningar (BI1360-10243)
2020-08-31 - 2021-01-17
Kursplan och övrig information
Kursplan
BI1360 Energisystemens biogeokemiska förutsättningar, 10,0 Hp
Natural resources for energy systems in a biogeochemical perspectiveÄmnen
Markvetenskap Biologi Biologi MarkvetenskapUtbildningens nivå
GrundnivåModuler
| Benämning | Hp | Kod |
|---|---|---|
| Deltantamen 1. Sol, Vind... och Markens... | 4,0 | 0102 |
| Deltentamen 2. Bioenergi och biokemisk... | 3,0 | 0103 |
| Obligatoriskt grupparbete | 1,0 | 0104 |
| Obligatoriska kursmoment | 2,0 | 0105 |
Fördjupning
Grundnivå, har endast gymnasiala förkunskapskravGrundnivå (G1N)
Betygsskala
Kraven för kursens olika betygsgrader framgår av betygskriterier, som ska finnas tillgängliga senast vid kursstart.
Språk
SvenskaFörkunskapskrav
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.
Betygsformer
Kraven för kursens olika betygsgrader framgår av betygskriterier, som ska finnas tillgängliga senast vid kursstart.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 utbildningshandboken
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 utbildningshandboken.
Ansvarig institution/motsvarande
Institutionen för vatten och miljö
Medansvariga:
Kompletterande uppgifter
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
- Introducing Meteorology. A guide to the Weather. Författare: Shonk, J. 2013 1) Microorganisms as Direct and Indirect Sources of Alternative Fuels [Microorganisms as Direct and Indirect Sources of Alternative Fuels] (https://www.intechopen.com/books/alternative-fuels-technical-and-environmental-conditions) Kommentar: 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. Boken och bokkapitlet finns fritt tillgängligt via länk ovan.
- Övrigt utdelat material under kursen (laddas upp i Canvas) 1) Skrivboken: skrivprocess, skrivråd och skrivstrategier (4-8 upplagan) Författare: Siv Strömquist 1) Kompendium i hydrologi (pdf-fil på Canvas) 1) Kompendium i geologi (pdf-fil på Canvas) 1) The Growing Role of Minerals and Metals for a Low Carbon Future (pdf-fil på Canvas) [The Growing Role of Minerals and Metals for a Low Carbon Future (pdf-fil på Canvas)] (<http://documents1.worldbank.org/curated/en/207371500386458722/pdf/117581-WP-P159838-PUBLIC-ClimateSmartMiningJuly.pdf >)1) Vattnets väg från regn till bäck Författare: Harald Grip och Allan Rodhe [Vattnets väg från regn till bäck] (<http://www.diva-portal.se/smash/get/diva2:1047230/FULLTEXT01.pdf?fbclid=IwAR0FhqL-LL8L5uAuu80Pq5_DvqJf1qfwtsrtIMFXJpUU0mXzBMwJ_M6cl1M >) Kommentar: Boken finns fritt tillgänglig på internet
- Växtbiologi. Särtryck ur Hemträdgården 2007-2008 (pdf-fil på Canvas) Författare: Ericsson, T 1) Campbell Biology. 2011/2016. 9:e -11:e upplagan Kommentar: Det går också bra att använda 8:e, 7:e eller 6:e upplagan om du hittar den
- Biology 2e. OpenStax. [Biology 2e. OpenStax. ] (<https://openstax.org/details/books/biology-2e >) Kommentar: Campbell Biology och denna har till viss del överlappande innehåll. Finns fritt tillgänglig på internet.