Fremtidens energi Sol, vind og brint Bæredygtig energiproduktion

Fossile brændsler Vind-energi Solenergi Brint Brændselsceller Vind, halm og naturgas til transport Nyt om energi

Fossile brændsler De mest almindelige fossile brændsler er kul, olie og naturgas, som er dannet for over 100 millioner år siden. Kul er skabt af planterester fra udbredte skove, mens olie og gas stammer fra planterester og plankton, som blev aflejret i havet. Under stadig større tryk og varme blev det organiske materiale til koncentrerede energilagre, som i dag hentes op af jorden som kul, olie og gas for at holde det moderne samfund i gang.

De fossile brændsler har i mange millioner år været et kulstoflager. Når de nu bliver brændt af over nogle få årtier, udskilles der mere CO2, svovl, kvælstof og tungmetaller, end miljøet kan omsætte. Der opstår ubalance i det økologiske system. Tilvæksten af CO2 i atmosfæren kan måske udløse store klimatiske og geografiske forandringer i slutningen af dette århundrede.

Der er kun begrænsede lagre af fossile brændsler Der er kun begrænsede lagre af fossile brændsler. De nuværende prognoser siger, at der er olie til ca. 30-40 år, naturgas til ca. 60 år og kul til ca. 200 år. Jo mindre forekomsterne bliver, jo højere pris. Næsten al transport foregår i dag med olie som brændstof. Olie kan laves om til dieselolie og benzin. Benzin kan erstattes af brint, metanol eller ethanol.

Vindenergi Vindenergi i Danmark I Danmark bliver ca. 20% af al den elektricitet vi bruger fremstillet på vindmøller. Ikke noget andet land i verden laver så stor en andel af el-produktionen på vindmøller. I fremtiden vil el-produktionen fra vindmøllerne stige. Både fordi mindre møller på land erstattes med større vindmøller, og fordi der opsættes flere møller til havs. På dage med god vind kan møllerne i dag lave op til omkring 65% af elforbruget - i fremtiden over 100%. Hvis det både blæser og er koldt, vil der blive lavet meget mere strøm, end der bliver forbrugt.

De danske kraftværker laver som regel både el og varme De danske kraftværker laver som regel både el og varme. Det giver den bedste udnyttelse af det brændsel, der fyres med. Det betyder, at elværkerne ikke kan stoppe produktionen, når det er koldt, for så vil folk, der bruger fjernvarme, fryse. Når møllerne kører samtidigt laves der for meget strøm. Denne strøm kan måske sælges til udlandet, men det er ikke altid en god løsning. Derfor skal der findes metoder til at lagre strøm, hvis vi skal have flere vindmøller. En mulighed er at lave strøm om til brint eller bruge den til fremstilling af etanol og metanol som kan erstatte benzin.

Solenergi Den energi, vi bruger på Jorden, stammer fra solen. Kul, olie og gas er hengemt solenergi. Både vindenergi og vandkraft skyldes Solens opvarmning af Jorden. Planterne gror på grund af sol-energi ved fotosyntese. Solenergi kan anvendes til opvarmning af vand og luft i en solfanger, og den kan anvendes til el-produktion i en solcelle. I Danmark er sol-indstrålingen ca. 1.000 kwh/m2 pr. år. Det vil sige, at 4-5 m2 med sollys kan i princippet dække en dansk families el-forbrug, hvis al solenergi på dette område kan fanges og omdannes til el.

Solcellen For omkring 20 år siden begyndte solceller at få større udbredelse. De bruges især på steder, hvor der ikke er almindelig elforsyning. Mange fjeldhytter i Norge er udrustet med solceller. I U-lande uden elforsyning kan solceller ofte installeres, så de kan skabe strøm til de pumper, der skal pumpe frisk drikkevand op. I Danmark er der flere steder gjort forsøg på at inddrage solceller i elforsyningen. På grund af den høje anskaffelsespris er elproduktion på denne måde dog 5-10 gange dyrere end på almindelig vis.

Solcellen – 3 typer De solceller, som findes på markedet i dag, er lavet af silicium. Silicium er et grundstof som findes i strandsand. Smeltes silicium og afkøles det hurtigt, dannes der krystaller, som kan skæres i tynde skiver til enten mono-krystallinske (sorte) eller polykrystallinske (blålige) solceller. Den tredje type kaldes tyndfilm-solcelle. Denne type laves ved at et tyndt lag silicium dampes på en glasplade. Tyndfilm-solcellen er den mindst effektive, men den billigste og vil sandsynligvis blive den mest udbredte. Se de tre typer solceller udenfor!

Solcelle - Opdagelser og opfindelse I slutningen af 1870erne opdagede flere videnskabs-mænd, at stoffet selen bliver elektrisk, når det bliver belyst. Få år senere byggede amerikaneren Charles Fritts verdens første solcelle. Den bestod af en metalplade med et tyndt lag selen. Solcellen vakte stor opmærksomhed i både USA og Europa. Videnskabsmændene kunne dog ikke forklare fæno-menet. Albert Einstein fremsatte i 1905 sin teori om den fotoelektriske kraft. Einstein beskrev lys som pakker af energi (fotoner). I 1920´erne kunne videnskabsmændene med Bohrs atommodel forklare, hvordan fotoner med tilstræk-kelig energi kan slå elektroner løs fra deres faste baner i materialer som selen og silicium. Hvis der lægges små tynde ledninger ud i disse materialer, vil de frigjorte elektroner begynde at vandre gennem disse som en elektrisk strøm.

Brint Brint, som også hedder hydrogen, er det hyppigste grundstof i Universet. På Jorden findes det i vand og i mange andre kemiske forbindelser. Brint kan fremstilles forureningsfrit: 1) ved at spalte vand til brint (hydrogen) og ilt (oxygen). Denne proces kaldes elektrolyse. 2) i bio-anlæg, hvor visse typer af alger og bakterier kan danne brint. Brint kan bruges til opvarmning, som råstof i industrien, i forbrændingsmotorer (biler) og til fremstilling af el ved hjælp af brændsels-celler. I fremtiden kan brint blive bindeleddet mellem vedvarende energi og energiforbrug til el, varme og transport. Verdens første zeppeliner holder sig svævende med brint, juli 1900

Brintsamfundet

Brændselscelle

Vind, halm og naturgas til transport To tredjedele af verdens olieforbrug går til transport, og forbruget er stærkt stigende. Olieresurserne er begrænsede og brugen af olie giver store udslip af CO2 med risiko for øget drivhuseffekt. Bæredygtig produktion af brændstof til transport er derfor af stor vigtighed. I Danmark har elselskabet Elsam udviklet et system, hvor man bruger el fra vindmøller og halm fra markerne i kombination med naturgas til fremstilling af brændstof. Ud af denne proces kommer etanol og metanol, som med tiden kan erstatte benzin.

Vind, halm og naturgas til transport

Nyt om energi Juni 2006 Studerende på DTU slår både konkurrenterne og egen rekord ved Shell Eco-Marathon i Frankrig. De kører 810 kilometer på hvad der svarer til en liter 95 oktan. Bilen kører dog på brint og skønnes at være verdens mest effektive brintbil – kaldet DTU Dynamo. Statoil lancerer i Danmark biobenzin, som delvis er fremstillet af biomasse.