En stor bunke træflis er ved at blive lastet foran et kraftvarmeværk
Den danske import af træpiller og -flis som erstatning for kulafbrænding i kraftvarmeværker er steget kraftigt midt i en debat om effekten på klima og natur af biomasseafbrændingen. Billedet viser træflis foran kraftvarmeværket i Randers.
Foto: Gerth Hansen / Biofoto / Ritzau Scanpix

Energi og brændstof

journalist og cand.comm. Anne Anthon Andersen, april 2022.
Top image group
En stor bunke træflis er ved at blive lastet foran et kraftvarmeværk
Den danske import af træpiller og -flis som erstatning for kulafbrænding i kraftvarmeværker er steget kraftigt midt i en debat om effekten på klima og natur af biomasseafbrændingen. Billedet viser træflis foran kraftvarmeværket i Randers.
Foto: Gerth Hansen / Biofoto / Ritzau Scanpix

Indledning

Vi er som mennesker og samfund dybt afhængige af energi og brændstof. Hver dag bruger vi energi til alt fra at producere mad og varer, til transport, byggeri, opvarmning, madlavning, lys osv. Der findes mange forskellige kilder til energi, og der er stor forskel på, hvor meget de forskellige energikilder belaster klimaet.

Omkring 80 procent af verdens energibehov dækkes i dag af olie, gas, naturgas og kul – såkaldte fossile brændstoffer, der er blandt de mest klimabelastende energikilder. Hvis vi vil stoppe den globale opvarmning, er det vigtigt, at vi begrænser brugen af fossile brændstoffer og i stedet udvikler grønnere energikilder og finder smarte og klimavenlige måder at udnytte energien fra dem på. I Danmark er vi godt i gang, men der er ikke entydige svar på, hvilke energikilder det er mest bæredygtigt og sikkert at satse på, og vi er også afhængige af, hvad der sker i verden omkring os.       

YouTube: Fossile brændstoffer – Energi og strøm. Natur og teknologi på hovedet (NTPH), 2020-04-22.

Artikel type
voksne

Del 1: Energi

Print-venlig version af dette kapitel - Del 1: Energi

Hvad er energi?

Vi kan ikke se energien, men vi kan se, hvad den kan. For eksempel kan den skabe varme i hjemmet, lys i pæren, varme i ansigtet osv. Meget forsimplet kan man sige, at energi er noget, som kan udføre et stykke arbejde, fx ved at få noget til at flytte sig eller ved at opvarme noget. Videnskabeligt set er energi et fysisk begreb, der optræder i forskellige former som kemisk energi, kerneenergi eller elektricitet. Opfinderen James Watt (1736-1819) og fysikeren James Prescott Joule (1818-1889) stod bag de to vigtigste begreber, når vi skal forstå energi: watt og joule.

Joule er måleenheden for energi. Watt er måleenheden for effekten af energien. Du kender måske watt fra elektriske pærer og lysstofrør. Watt er udtryk for energimængden i joule, som fx en pære bruger pr. sekund. Når en pære har en effekt på 7 watt, betyder det, at den omdanner 7 joule elektrisk energi pr. sekund til lys og varme. En gammeldags glødepære omdanner kun en lille del til lys, mens hovedparten af energien omdannes til varme. Derfor er den ikke lige så effektiv som en moderne energipære, som omdanner størstedelen af energien til lys. Vores forbrug af energi fra elværket måles i kilowatt-timer (kWh), hvor 1 kWh er den energi, der i løbet af en time omsættes af et apparat, der har en effekt på 1000 watt, fx en mikrobølgeovn. En typisk dansker bruger omkring 1500 kWh energi om året til el-apparater i hjemmet.

Hvor kommer energien fra?

Energi findes i mange former. Fælles for dem alle er, at de ikke kan forsvinde, men at de kan omdannes til andre energiformer. Der findes:

  • kerneenergi (også kaldet atomkraft)
  • bevægelsesenergi (kinetisk energi, som f.eks. opstår, når vand bevæger sig ned ad en flod)
  • beliggenhedsenergi (potentiel energi, som opstår, når vand opdæmmes)
  • mekanisk energi
  • elektrisk energi (som opstår, når energi bliver skubbet fra elektron til elektron i et ledende materiale)
  • termisk energi (energi, som opstår, når en genstand har oplagret varme)
  • kemisk energi (som er oplagret i fast stof som f.eks. benzin, olie og mad, og som omdannes ved forbrænding)
  • strålingsenergi (som er elektromagnetiske bølger).

Fra solen kommer strålingsenergi, som planterne på Jorden udnytter i fotosyntesen. Man kan læse mere om de forskellige energiformer på Økolariets skoletjenestes hjemmeside, okolariet.dk (se kilder). 

Hvilke energikilder findes der?

Der findes mange forskellige kilder til energi. Man inddeler de forskellige energikilder i to kategorier:

1) Fossile brændstoffer, som også kaldes sort energi. Fossile brændstoffer er energikilder, der er blevet dannet over millioner af år af planterester og organisk materiale. Med tiden er de rester blevet udsat for stort tryk og høje temperaturer under jordoverfladen, og via kemiske processer er de blevet omdannet til kul, olie eller gas. Fossile brændstoffer udgør i dag ca. 64 procent af verdens strømforbrug. Men verdens lande arbejder på at nedbringe forbruget – dels fordi afbrænding af fossile brændstoffer frigiver store mængder af CO2, dels fordi de fossile brændstoffer er begrænsede. På et tidspunkt løber vi tør. Derfor er vi nødt til at omstille os til alternative former – såkaldt vedvarende energi. 

2) Vedvarende energikilder er defineret ved, at de er uudtømmelige – vinden vil altid blæse, solen vil brænde, vand vil strømme. Der findes adskillige former for vedvarende energi. Vindenergi, solenergi, vandenergi, biobrændsel og atomkraft er de mest almindeligt anvendte. Læs mere i Faktalink-artiklen Vedvarende energi.

Del 2: Forskellige energikilder

Print-venlig version af dette kapitel - Del 2: Forskellige energikilder

Hvad er kul?

Der bruges to former for kul i vores kraftværker: brunkul, som er dannet for 15-20 millioner år siden, og stenkul, som er dannet for 300-350 millioner år siden. Kul består af planterester fra vådområder, moser og regnskove. Det er blevet dannet ved en proces, hvor planteresterne ligger under voldsomt tryk dybt under jorden i millioner af år. Derfor kan vi ikke bare sådan lige lave nyt kul. Kul er et hårdt materiale og udvindes i miner. Over halvdelen af det kul, der er tilbage, findes i Rusland, USA og Kina.  

Hvad er olie?

Olie er dannet af mikroskopiske organismer, fx planter og alger, der levede i urtidens hav for mere end 100 millioner år siden. Da de døde, sank de til bunds og begyndte en forrådnelsesproces, da der var meget lidt ilt til stede. Det er denne forrådnelsesproces og det enorme tryk, der har dannet olien. Den olie, vi i Danmark henter op fra Nordsøen, blev dannet for 140 millioner år siden.   

Hvad er bioenergi?

Bioenergi er alle former for energi, der er fremstillet af såkaldt biomasse, altså materiale der har været levende eller kommer fra noget levende. Det kan fx være halm, træ, husdyrgødning, fedt fra dyr, forskellige planter med mere. Da planterne og træerne var levende, udnyttede de sollyset for at vokse. De lavede kort sagt energi til sig selv vha. fotosyntese. En del af den energi er fortsat lagret i deres blade, stamme og stængler, selv efter at planten er død. Materialet har således lagret solenergi. Samme lagrede energi findes i døde dyr og gødning. Det er den energi, vi kan udnytte ved forbrænding.

I dag kommer ca. 16 procent af vores energi i Danmark fra biomasse, og halm, træpiller og træflis har i stort omfang erstattet kul til produktion af el og varme. Bioenergi kan også bruges til at fremstille brændstof til biler i form af såkaldt bio-ethanol. Det bliver fremstillet af majs, roer, halm eller træflis. Biodiesel kan fremstilles af dyrefedt eller planteolie.    

Hvad er atomkraft?

Atomkraft er en energi, man fremkalder i et atomkraftværk, hvor man i en reaktor spalter grundstoffet uran. Man kan kort fortalt sige, at man slår atomkernen i stykker. Den proces kaldes fission. Når kernen bliver spaltet, dannes der varme. Den varme bruges til at opvarme vand, som bliver til damp, som trækker en turbine og således producerer elektricitet. I Danmark har vi ingen atomkraftværker. Det blev besluttet i 1985, at vi ikke skulle producere energi ved hjælp af atomkraft, fordi det kan have ganske alvorlige konsekvenser, hvis noget går galt, da det radioaktive affald, som spaltningsprocessen efterlader, er meget farligt. Mange lande ser anderledes på sagen og har etableret atomkraftværker, heriblandt Sverige, Tyskland og Frankrig.   

 

YouTube: Sådan virker atomkraft. P3 x Viden, 2020-08-20.

 

Hvad er vedvarende energikilder?

Vedvarende energi er naturlige energikilder, som vi ikke løber tør for, fordi de vedligeholder sig selv. De vigtigste vedvarende energikilder er vandkraft, vindenergi, solenergi, energi fra biomasse og såkaldt geotermisk energi fra varmt grundvand, fremgår det af opslagsværket denstoredanske.dk (se kilder). Du kan læse mere om vedvarende energikilder i faktalinkartiklen Vedvarende energi.

Hvad er brint?

Brint er det første grundstof i det periodiske system og det hyppigst forekommende grundstof i universet. Brint findes næsten ikke i ren form, men kan udvindes fra fossile eller vedvarende energikilder. Såkaldt grøn brint fremstilles ved en proces, der kaldes elektrolyse på baggrund af vedvarende energi. Det helt store potentiale ved at bruge brint i produktionen af energi er, at brint kan lagres. Således kan man fx gemme vindmøllestrøm fra dage, hvor der produceres mere, end elnettet kan håndtere, til dage, hvor det blæser mindre. Hos interesseorganisationen Brintbranchen i Danmark kalder direktør Tejs Laustsen Jensen brint for energipolitikkens schweizerkniv, fordi brint kan bruges til både at lagre overskydende energi og videreforædling af brint, så vi kan bruge brinten til at køre, sejle og flyve på, uden at det udleder skadelige partikler. Det kan man læse om på Brintbranchens hjemmeside, hvor man også finder en grafik, der viser, hvordan grøn energi fra fx vindmøller og solceller kan lagres og indgå i den såkaldte ”Power to X”-metode, der er under udvikling (se kilder).    

YouTube: Hvad er brint? Brintbranchen/Hydrogen Denmark, 2020-11-03.
I videoen forklarer direktør i Brintbranchen, Tejs Laustsen Jensen, hvordan brint kan bruges til at omdanne og lagre energi.

 

Hvad er fjernvarme?

Fjernvarme er varmt vand fra et kraftværk, som bliver fordelt til boligerne via et rørsystem i jorden. Fjernvarmen er et såkaldt transmissionssystem, der kan kobles sammen med alle former for varmeproduktion. På de danske fjernvarmeanlæg bliver der produceret fjernvarme af affald, flis, halm, vind, solvarme, geotermi (jordvarme, naturgas, olie, kul og overskudsvarme fra industrien). 72 procent af fjernvarmen er baseret på grøn energi som sol, vind, biomasse, biogas og geotermi. Samlet er der omkring 60.000 kilometer fjernvarmenet i Danmark, som forsyner ca. 65 procent af alle husstande med varme. Fjernvarme er ved lov omfattet af et princip om, at fjernvarmeselskaberne ikke må tjene penge, så fjernvarmen er non-profit. Det kan man læse på hjemmesiden danskfjernvarme.dk (se kilder).