21.1 Vad är energi?

21.1.1.1 Översikt

Svensk industri använde 2012 totalt 145 TWh av olika energislag, eller 38 procent av den slutliga energianvändningen (Energimyndigheten/SCB 2014). Valet av energikälla och minskade energikostnader blir en allt viktigare faktor för ökad konkurrenskraft inom industrin.

Att använda varje inköpt kWh på ett effektivt sätt är vad som i vardagligt tal kallas effektiv energianvändning. Det innebär att valet av energikälla, arbetsmetod (inklusive strukturerat förbättringsarbete och ledningssystem), material, tekniska installationer och övriga inverkande parametrar kommer ha inverkan på verksamhetens energiprestanda. Detta kapitel hanterar energins grunder, begrepp och åtgärder som kan vara till nytta för att möjliggöra en effektiv energianvändning i svensk gjuteriindustri. <span style=”text-decoration: underline;”><em><strong>Fördjupningskapitlen 21.6 (om järn) och 21.7 (om aluminium och koppar) beskriver mer i detalj energiaspekten i gjuteriindustrins mest energiintensiva process – smältningen</strong></em></span>.

21.1.1.2 Vad är energi?

Exempel på olika energiformer är:

• Kemisk energi är benämningen på den energi som finns lagrad i ett ämnes atombindningar. Olika ämnen och energikällor har olika energimängder ackumulerat beroende på dess atomstruktur och andra egenskapaer. Ett exempel är trädbränsle där den kemiska energin är bunden i cellulosa, hemicellulosa och lignin. När bränslets förbränns bryts bindningarna och nya bindningar med lägre energi bildas. Överskottet av kemisk energi frigörs som ljusenergi och värmeenergi.
• Rörelseenergi (kinetisk energi) är benämningen på energi som är kopplad till en kropps rörelse. Exempelvis måste en viss mängd energi tillföras för att öka hastigheten på en kropp.
• Lägesenergi (potentiell energi) är den energi som finns ackumulerat då till exempel en kropp har tillförts energi genom att flyttas uppåt i ett tyngdkraftfält.
• Termisk energi (värmeenergi) är enligt en lös definition den del av den potentiella energin samt kinetiska energin hos en kropp som resulterar i förändrad temperatur hos systemet.

Ett förenklat exempel som kopplar samman de olika begreppen är då en kropp ska förflyttas från en punkt a till punkt b. Anta att kemisk energi ur biogas utnyttjas genom förbränning. Den kemiska energin omvandlas då till termisk energi (värme) och kan användas för att förflytta kroppen. Anta att värmet som bildas i förbränningen, via expanderad gas, trycksätter en kolv som förflyttar kroppen. Den termiska energin omsätts då till rörelseenergi med hjälp av tryckökningen inuti cylindern. Om vi vidare antar att kroppen flyttas vertikalt omvandlas rörelseenergin till lägesenergi som då blir ackumulerat i kroppen.

Detta är grunden till att vi använder energi, att vi efterfrågar en funktion eller ett uträttat arbete. Därför bör energin användas till att fylla kravet och behovet från processerna, inget mer därtill.