solceller
Solceller på Lolland ved landsbyen Horslunde.
Foto: Lars Havn Eriksen / Scanpix

Alternativ energi

journalist Ebbe Sønderriis, iBureauet/Dagbladet Information, 2009. Opdateret af cand.scient. Jesper Samson. November 2015.
Top image group
solceller
Solceller på Lolland ved landsbyen Horslunde.
Foto: Lars Havn Eriksen / Scanpix
Main image
Biler som kører på strøm produceret ved alternativ energi, dvs vindmøller på Læsø.
Biler som kører på strøm produceret ved alternativ energi, dvs vindmøller på Læsø.
Foto: Terkel Broe Christensen / Scanpix

Indledning

Verden forbruger mere og mere energi. Langt det meste af energiproduktionen kommer fra kul, olie og gas, hvilket medfører udledning af drivhusgasser, som forandrer Jordens klima. Vil verdenssamfundet bremse den globale udvikling, må man forandrer energiforbruget på tre måder: spare på energien ved at ændre adfærd og regler, udnytte energien mere effektivt ved at anvende nye teknologier og bruge fornybare energikilder som f.eks. sol, vind og biomasse i stedet for kul, olie og gas. Man kan også vælge at anvende mere atomkraft. Teknisk er det muligt at undvære kul, olie og gas. Men det er en krævende opgave at gennemføre omstillingen til alternativ energi på den knappe tid, før den globale opvarmning overskrider den tærskel på to grader, som verdenssamfundet er enige om ikke at overskride. 

 

Artikel type
faktalink

Introduktion

Hvad er alternativ energi?

Alternativ energi er en betegnelse, der både omfatter at begrænse energiforbruget, ændre energisystemerne og skifte fra forbrug af kul, olie og gas til fornybare energikilder eller energikilder, der ikke medfører udledning af drivhusgasser. Alternativ energi kan nemt forveksles med vedvarende energi, der udelukkende betegner energiformer, der fornyer sig selv, og dermed udelukker atomenergi.

Ved at bremse udledningen kan man begrænse den globale opvarmning, formindske afhængigheden af importeret energi i de lande, der ikke er selvforsynende med olie, gas og kul, og undgå den luftforurening, der følger af at forbrænde disse såkaldt fossile brændsler. Luftforurening er især et problem i den tredje verdens voksende storbyer og i store vækstlande som f.eks. Kina. Beijing er en af de storbyer, som ofte indhylles i en tåge af luftforurening (’smog’). Det er dog også et fænomen, som man kender i den Europa – f.eks. i Paris. 

Kan verdens energibehov dækkes uden at skade klimaet?

Det nuværende energiforbrug er hovedårsagen til den globale opvarmning. FN’s klimamål siger, at den globale opvarmning bør begrænses til højst to grader i forhold til middeltemperaturen før den industrielle revolution. Dette mål kan kun nås, hvis CO2-udledningerne falder kraftigt. (Se også Faktalink-artikler om Klimapolitik, Drivhusgasser og Klimaforandringer)

Samtidig er der et stigende behov for energi til at skabe materiel og menneskelig udvikling, bekæmpe fattigdom og tilfredsstille mangfoldige behov i en verden med et voksende befolkningstal. Energiforbruget er stigende på næsten alle områder: produktion, byggeri, transport, byudvikling og voksende forbrug i det hele taget. Energiforbruget per indbygger er størst i de rige lande, men det stiger mest i de store udviklingslande, hvor flertallet af verdens befolkning lever. 

Hvilke ændringer kræver overgangen til alternativ energi?

Teknisk set indebærer overgangen til alternativ energi tre forskellige forandringer:

· at begrænse behovet for energi

· at anvende energien mere effektivt

· at skifte til alternative energikilder.

Det er en fordel at gennemføre disse forandringer samtidig. Man får mest ud af den energi, man har til rådighed, hvis man bruger energien effektivt. Ofte kan det bedre betale sig at investere penge i energibesparelser end at investere i større energiforsyning. Jo dyrere de alternative energikilder er, jo bedre kan det betale sig at nøjes med så lavt et energiforbrug som muligt.

Af hensyn til økonomien kan man begynde med at ’plukke de lavest hængende frugter’, dvs. gennemføre de mest rentable energibesparelser og satse på de billigste alternative energikilder. 

Baggrund og historie

Hvad er energi?

Egentlig kan man hverken fremstille eller forbruge energi. Energiens sum er konstant. Men man kan samle og koncentrere energi, og man kan omforme energi, så den bliver nyttig til bestemte formål.

Hvis man brænder kul, dannes der CO2 og varme. Varmen kan hæve temperaturen og trykket i en kedel. Ud af et hul i kedlen kan man få en dampstråle. Med dampen kan man drive en turbine. Når turbinen drejer, kan den drive en generator. Så har man et elektricitetsværk. Varme omformes til tryk, tryk til bevægelse og bevægelse til strøm i ledninger, der bevæger sig gennem et magnetfelt. 

Hvor kommer energien fra?

Energien kommer i de fleste tilfælde fra Solen. Stenkul, olie og naturgas stammer fra planter og alger, der groede ved hjælp af sollys for millioner af år siden. Energi fra solen bliver derved lagret i biomassen i form af kulstof og kulbrinter.

En del af fortidens biomasse blev aflejret og begravet i Jordens undergrund. I tidens løb blev de under intenst tryk og høje temperaturer omdannet til stenkul, olie og naturgas, som kan graves op, deraf betegnelsen fossilt brændsel (af latin fossilis, gravet op).

Desuden bliver Jorden hver dag opvarmet af Solen. Luften sættes i bevægelse, og vindene skaber bølger. Vand fordamper og stiger til vejrs, hvor det føres med vinden, afkøles og falder ned som regn eller sne. Regnvand og smeltevand samler sig til søer og vandløb. Alle disse former for energi kan mennesker gøre brug af. Sollys, solvarme, biomasse, vandkraft, vindkraft og bølgekraft kan bruges som energikilder. Andre mulige energikilder er tidevand, varme fra Jordens indre og atomenergi. 

Hvor bliver energien af?

Energien kan omformes på talrige måder. På olieraffinaderier bliver råolie til brændstoffer, der egner sig til hvert sit formål: kedler og oliefyr, maskiner, biler og fly. Elektricitet kan bruges til endnu flere formål. Den omformes igen og igen i elektronik og computere. Den driver store og små elmotorer, som skaber bevægelsesenergi til næsten ethvert formål. Pumper, ventilatorer og kompressorer kan levere tryk, køling og opvarmning.

Men der er en hage ved det: Ved hver omformning mister man noget energi. Det er en naturlov, at energi med høj intensitet forfalder til energi med lavere intensitet og til sidst ender som spredt varme. Høj spænding bliver til lav spænding, fjernsynet afgiver varme, varmt vand bliver lunkent. Vi kan forsinke det, f.eks. ved at bruge en termokande. Men vi kan ikke gøre vandet varmt igen uden at tilføre ny energi. 

Hvorfor er forbruget af fossile brændsler steget?

Menneskehedens energihistorie begynder med ilden. Helt frem til den industrielle revolution i 1700-tallet blev de fleste opgaver klaret med muskelkraft og brænde, foder til trækdyr, vind i sejl samt vandmøller, vindmøller og olie til lamper.

Efter middelalderen i Europa blev der mangel på brænde til de voksende byer og den begyndende industri. Vandmøller løste en del af problemet, men træhugst og skovrydning lagde hele landsdele øde, f.eks. på Bornholm og i Nordjylland i 1600-1700-tallet.

Dampmaskinens opfindelse i 1769 satte gang i hjulene, og man begyndte at bruge kul i stor stil. Forbruget af kul i fabrikker, lokomotiver, skibe, gasværker og byggeri voksede hastigt op gennem 1800-tallet, hvor industrialiseringen bredte sig i Europa og Nordamerika.

I 1900-tallet steg forbruget af olie på grund af massefremstilling af biler med motorer, der bruger benzin eller diesel som brændstof. Olien, som også blev kaldt ’det sorte guld’, var en praktisk og billig energikilde, anvendelig til mange formål. Samtidig blev der brugt mere og mere kul til opvarmning, elværker, gasværker og industri, nu i alle verdensdele.

Fra 2. Verdenskrig og frem voksede forbruget af olie og kul endnu stærkere, og naturgas blev for alvor taget i brug som energikilde. 

Alternativer til højt energiforbrug

Solceller.
Solceller.
Foto: Polfoto

Hvor kan man spare energi?

I rige lande med højt forbrug er der store muligheder for at spare energi ved at ændre adfærd og regler. Det er gratis at slukke lyset og skrue ned for varmen og at vaske sit tøj ved lavere temperaturer. Hvis man køber LED-pærer, energieffektive køleskabe, fjernsyn og computere, kan man spare penge i det lange løb. Endnu mere kan man spare ved at isolere husene godt og køre fornuftigt i effektive biler. Kommuner kan spare energi til belysning, bygninger og kommunale værker. Mange virksomheder er i gang med energispareprogrammer, som betaler sig.

Andre energibesparelser kræver, at man træffer valg, hvor man undværer ting eller undlader aktiviteter, som man sætter pris på, og hvor gevinsten ikke nødvendigvis er mærkbar for den enkelte på kort sigt, men snarere handler om, at det er medvirkende til at bremse den globale opvarmning: Hvor meget vil man købe, hvor meget smider man væk? Hvor tit vil man rejse med fly, og vil man f.eks. vælge en anden feriedestination, hvor man kan rejse hen med tog eller bus? Skal man have hundrede lyskæder tændt til jul? Kan man bruge andre materialer i stedet for de mest energikrævende, som f.eks. aluminium, stål og cement? Vil man undvære fødevarer og luksusprodukter, som det kræver meget energi at fremstille og transportere? (Se også Faktalink-artiklen om Drivhusgasser). 

Hvor kan man udnytte energien bedre?

Endnu mere energi kan undværes ved en samlet indsats i verdens virksomheder og lande. Der findes mange alternativer, men deres udvikling og udbredelse har været hæmmet, så længe forsyningen med fossil energi var billig og rigelig, for så havde producenter og forbrugere af energi ikke nogen økonomiske tilskyndelser til at ændre på tingenes tilstand – og bevidstheden om de problemer, der følger med det store forbrug af fossile brændsler, var ikke veludviklet. Men tingene har ændret sig, og mange forventer derfor en rivende udvikling af alternativ energiteknologi i de kommende år, med stigende effektivitet og faldende priser.

Mulighederne er særligt store i boliger og andre bygninger. Nye bygninger kan konstrueres, så de næsten ikke behøver energi udefra. Ældre bygninger kan renoveres, så energibehovet falder. Men det kræver, at man tænker energiforbruget ind som en væsentlig faktor, når man bygger nyt og bygger om. Myndighederne i mange lande støtter denne udvikling både med økonomiske tilskud og skærpede krav til bygningers energiforbrug.

Transport bruger meget energi, især i byområder. Hvis man samler byudviklingen i stedet for at sprede den og sørger for god adgang til fælles transportmidler af høj kvalitet og gode forhold for cyklister, vil flere mennesker vælge at køre mindre i bil. Derved kan man spare endnu mere energi og desuden sundhedsudgifter og udgifter til at bygge og vedligeholde motorveje.

Selv om mange virksomheder er begyndt at fokusere på energiforbruget og forsøge at reducere det, bruger industrien stadig meget energi. De mest energitunge og forurenende processer bliver ofte flyttet til Kina og andre vækstlande, men det flytter jo kun energiforbruget og forureningen; det reducerer ikke den globale udledning af CO2 eller det globale energiforbrug.

Store energitab finder sted i energiforsyningen. Verdens kraftværker udnytter i gennemsnit en tredjedel af energien i de brændsler, man bruger. 

Hvordan kan energiforbruget gøres mere fleksibelt?

I det eksisterende elnet er det ikke muligt at lagre store mængder el for så at bruge den, når behovet opstår. Når behovet for el stiger, fyres der i stedet yderligere op for de traditionelle kraftværker. Når der er overskud af el fra vindmøller, eksporteres den til vores nabolande. Det fungerer fint på nuværende tidspunkt, men det vil ikke være nok i 2020, når 50 % af den danske elforsyning skal komme fra vindkraft. Derfor skal det samlede energisystem ændres, så forbruget bliver mere fleksibelt. Det vil her også være en klar fordel, hvis energien kan lagres, så den i højere grad kan bruges, når efterspørgslen er der. 

Hvis man har et mere fleksibelt energiforbrug, hvor man i højere grad doserer strømforbruget i forhold til vinden, kan man få afsat vindenergien, og man behøver ikke have dyr backup-kapacitet i kraftværkerne. Det vil have en stor effekt, hvis man for eksempel kan bruge strømmen til at drive store varmepumper eller bruge den i transporten. Dette er en af grundene til, at elbiler kan blive en vigtig del af fremtidens energisystem, fordi elbilens batterier kan lades op, når det blæser og dermed lagre vindenergien. Andre måder kan være at have såkaldt intelligente elapparater, der for eksempel kan sørge for at klare tøjvasken præcis på det tidspunkt, hvor der er meget vindenergi i elnettet.

Hvis det europæiske elnet bliver udbygget og bedre integreret, vil det betyde, at man kan øge fleksibiliteten på europæisk niveau. Samtidig vil man kunne aftage energi fra andre lande, når det ikke blæser i Danmark.

Alternative energikilder

Vindmøller i Ebeltoft Færgehavn.
Vindmøller i Ebeltoft Færgehavn.
Foto: Jesper Nørgaard Sørensen / Polfoto

Hvad er vindmøller?

En vindmølle er en maskine, der kan udnytte vindens kræfter. De tidligste vindmøller blev ifølge bogen ”Det danske vindmølleeventyr” (se kilder) udviklet i det 9. århundrede i de lande, vi i dag kalder Iran og Afghanistan. I dag er vindmøller en vigtig del af den danske elproduktion, og det forventes, at vindmøller også på globalt plan vil komme til at spille en betydelig rolle i energiforsyningen.

Ifølge Energiaftalen fra 2012 (se kilder) skal vindkraften i Danmark udbygges frem mod 2020. Udbygningen skal i høj grad foregå på havet. Det forventes, at energiaftalen vil betyde, at elproduktionen fra vindmøller vil være dobbelt så stor i 2020 som i 2010, og at vindenergi i et vindmæssigt normalt år vil udgøre 50 % af elproduktionen i Danmark.

De danske vindmølleproducenter sidder ifølge Danmarks Vindmølleforening (se kilder) på cirka 20 % af verdensmarkedet. Den danske vindmøllebranche beskæftigede 27.500 personer i 2013, og har igennem en årrække konstant beskæftiget over 25.000 personer. Ud af den samlede danske eksport i 2013 udgjorde vindmølleindustrien 3,8% svarende til 48,7 mia. kroner. Se i øvrigt Faktalink om vindmøller. 

Hvad er vandkraft?

Vandkraft er en ren og stabil energikilde. Det er oplagt at benytte de eksisterende vandkraftværker som supplement til vindkraft. Når det ikke blæser i Danmark, importerer vi strøm produceret ved vandkraft fra Norge. Vandkraft kræver egnede vandløb og store højdeforskelle, så det er ikke en god mulighed i Danmark, men i lande som USA, Kina, Norge og Østrig spiller vandkraft en betydelig rolle i energiforsyningen. Mulighederne for at bygge flere store vandkraftværker uden at komme i konflikt med naturhensyn og lokalsamfund er dog begrænsede. Det har man både set i Nordnorge, hvor der var konflikt mellem samernes kultur og byggeriet af en ny stor dæmning med kunstig sø, og i Kina, hvor mange mennesker blev tvangsforflyttet ved byggeriet af et stort vandkraftværk på Yangtse-floden ved ’de tre slugter’. Også i Tyrkiet har der de seneste årtier været protester fra miljøfolk, menneskerettighedsgrupper og arkæologer over de negative konsekvenser, som bygning af nye dæmninger og kraftværker har haft og vil have i det sydøstlige Tyrkiet i form af oversvømmelser, tvangsflytninger af landsbyboere og ødelæggelse af kulturarv og arkæologisk vigtige områder. 

Hvad er energi fra biomasse?

Biomasse – alt organisk materiale – kan også bruges som en fleksibel energikilde. Brænde, træflis og træpiller anvendes i stort og småt, fra el- og varmeværker til parcelhuse. Man kan også bruge planterester fra landbruget som energikilde eller dyrke afgrøder, der er beregnet til brændsel, f.eks. pil og elefantgræs.

Som alternativ til benzin og diesel kan man bruge sprit (ethanol) eller planteolie. Hvis man laver sprit af korn og majs, har det dog vist sig at gå ud over verdens fødevareforsyning, idet meget store arealer, som ellers skulle bruges til fødevareproduktion, så bliver brugt til at producere afgrøder, der alene bruges til energiproduktion. Og hvis man rydder regnskov for at dyrke oliepalmer, bliver den samlede CO2-udledning større i stedet for mindre. Derimod kan man med fordel lave sprit af planterester, der bliver til overs, når man producerer foder, korn og grønsager.

Biogas kan erstatte naturgas og bruges i både biler, boliger, industri og kraftvarmeværker. Det kan laves af gylle, planterester og organisk affald. Det kan også udvindes fra lossepladser. Biogas udgør under 1 % af det samlede danske energiforbrug, men vurderes at have et langt højere potentiale. 

Hvad er solenergi?

Solenergi kan udnyttes til opvarmning ved hjælp af solfangere.

Solceller laver sollys til strøm. Det er en ren og sikker energikilde med mange anvendelsesmuligheder. Solcelleteknologien er i hastig udvikling, og priserne falder. I artiklen ”IEA: Solenergi kan blive verden største elkilde i 2050” på Ingeniøren.dk nævnes de markante prisfald de seneste år som én af årsagerne til, at Det International Energiagentur, IEA, nu vurderer, at solenergi kan blive verdens største elleverandør i 2050 – større end fossile brændsler, vind, vandkraft og atomkraft. Ifølge analysen kan solenergi dække 27 % af verdens forventede elbehov i 2050. Det største tekniske problem er, at man kun i begrænset omfang kan gemme strøm fra de lyse timer, til det bliver mørkt.  

Hvad er geotermisk energi og bølgekraft?

Geotermisk energi er varme fra Jordens indre. I Island, hvor der er mange varme kilder, anvendes den i stor stil. Men der findes varme i undergrunden mange andre steder. Ifølge siden ”Geotermi” på Energistyrelsens hjemmeside (se kilder) blev der i 2008 foretaget en vurdering af de geotermiske reserver i hovedstadsområdet i Danmark. Konklusionen var, at der er væsentlige geotermiske reserver i hele området, som vurderes at kunne dække 30-50% af fjernvarmeproduktionen i hovedstadsområdet i flere tusinde år. Geotermiske anlæg er dog dyre at etablere, og anlæggelsen er økonomisk risikabel. Især den første boring er forbundet med en stor risiko, da det forventede reservoir med varmt vand ikke altid er til stede. Man kan ligeledes risikere, at reservoiret ikke har de egenskaber, som er nødvendige for at kunne etablere et geotermisk anlæg.

Udnyttelsen af bølge- og tidevandsenergi er under udvikling i blandt andet Danmark, og der findes flere forsøgsanlæg ved den jyske vestkyst. Disse energikilder er dog endnu ikke kommercielt konkurrencedygtige, og det er på nuværende tidspunkt vanskeligt at vurdere fremtidsudsigterne. 

Hvad er atomkraft?

Atomkraft er også et alternativ til fossile brændsler. Energikilden i atomkraftværker er uran, der udvindes af malm og bearbejdes til såkaldte brændselsstave. Når urankernerne spaltes i en reaktor, frigives der energi ved meget høj temperatur. Det er svært og dyrt at lukke ned for produktionen på et atomkraftværk og starte den igen. Teknologien egner sig derfor bedst til at producere en fast mængde elektricitet i døgndrift. Denne egenskab er vanskelig at kombinere med en strategi, der tilstræber lavt og variabelt forbrug og anvendelse af forskellige energikilder.

Atomkraft er desuden en langsigtet investering med store anlægsomkostninger, og der er modstand imod den i mange lande på grund af prisen, risikoen for radioaktive udslip, risikoen for spredning af atomvåbenteknologi og manglen på sikre metoder til at opbevare det radioaktive affald. Det tager mindst 10 år at bygge et atomkraftværk, og man regner med levetider for værkerne mellem 25 og 60 år. USA, Frankrig og Rusland producerer mest atomkraft, mens Kina og i lidt mindre grad Indien er i gang med en voldsom udbygning af deres kapacitet.

Fremtidsudsigter

Hvad taler for og imod større udbredelse af alternativ energi i fremtiden?

De valg om energiformer, der træffes i dag, har stor betydning for fremtiden, både på grund af klimaforandringerne, og fordi energiinvesteringer har lang levetid. Man skrotter ikke lige et elværk eller en motorvej, fordi man fortryder, at man ikke valgte en alternativ energiløsning.

Vaner og økonomi er de største forhindringer for at vælge alternativ lavenergi. Mange mener dog, at omkostningerne er små i forhold til fordelene. Alternativ energi kræver store investeringer i begyndelsen, men giver til gengæld besparelser og større sikkerhed og tryghed og bedre miljø på længere sigt, siger de.

Vedvarende energi bidrog ifølge rapporten ”Renewables 2015 Global Status Report” (se kilder) til 22 % af verdens elproduktion i 2013, mens atomkraftværker leverede 10,9 % af verdens elproduktion i 2012. I alt 32,9 % af verdens elproduktion kom altså i 2012 fra alternative energiformer.

Hvilke lande vil mest oplagt kunne udbygge alternativ energi?

Danmark, som længe har investeret penge i at udvikle alternativ energi, står til at vinde økonomisk på en global omstilling. Ifølge artiklen ”Eksporten af energiteknologi sætter rekord” på brancheorganisationen Dansk Energis hjemmeside (se kilder) er eksporten af grøn energiteknologi fra Danmark til udlandet i vækst. I 2014 steg den danske eksport af grønne teknologier, primært vindkraft, med 15,4% og er nu på 43,6 milliarder kroner årligt. Eksporten af grøn energiteknologi har været i kraftig vækst tre år i træk, og den overgik allerede i 2013 niveauet fra før finanskrisen i 2008. Eksporten af grøn energiteknologi udgjorde i 2014 7 % af Danmarks samlede vareeksport.

I udviklingslande med stort energibehov er det til gengæld svært at finde penge til ekstra investeringer i alternativ energi, selv om der ofte er store muligheder for energieffektivisering. Derfor tales der meget om behovet for, at de rige lande, der har hovedansvaret for udledningen af CO2 indtil nu, støtter brugen af alternativ teknologi i udviklingslandene. 

Hvad er energiaftalen fra 2012?

Energiaftalen (se kilder) blev vedtaget med bred politisk opbakning i Folketinget i 2012. Aftalen skaber rammerne for Danmarks energipolitiske retning frem til 2020 og kommende investeringer på energiområdet. Energiaftalen skal danne grundlag for en grøn omstilling med fokus på at spare på energien i hele samfundet og få mere vedvarende energi i form af flere vindmøller, mere biogas og mere biomasse. Aftalen skal sikre:

  • 12 % reduktion af energiforbruget i 2020 i forhold til 2006
  • 35 % vedvarende energi i 2020
  • lige knap 50 % vind i det danske elforbrug i 2020

Aftalen er et skridt på vejen til at omstille hele Danmarks energiforsyning (el, varme, industri og transport) til vedvarende energi i 2050.

Baggrundskilder

Originalkilder

Dansk statistik og nøgletal over energiforbruget. Data om vindkraftværk og olie-/gasproduktion. Årlige rapporter. Se også Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet http://www.efkm.dk/

Organisationer

Global statistik, rapporter, fremskrivninger og fakta-blade.
Energistyrelsens hjemmeside om energibesparelser. Indgang til oplysningsmateriale og kampagner.
Erhvervs- og interesseorganisation for energiselskaber i Danmark. Se især under fanen ’Analyse’.
Organisation primært for vindmølleejere.
Det Internationale Atomenergi Agentur. Information om atomkraft.

Bøger

Lidegaard, Martin:
Sidste udkald, sådan halverer vi Danmarks CO2-udslip på 10 år, Gyldendal 2008, 204 sider
Nielsen, Jørgen Steen:
Den store omstilling. Informations Forlag, 2012.
Hermann Scheer:
En solar verdensøkonomi, Hovedland 2002, 324 sider.

Film og tv

Produceret for Energinet.dk

Undervisningsmaterialer

Heriblandt links til EMU, Climateminds.dk

Søgning i bibliotek.dk

Emnesøgning på Alternativ energi