1. april 2032

Alternative energikilder

Rapport

En arbejdsgruppe under FN's Energiagentur har trawlet verden rundt for at hente inspiration til energibesparelser og til alternative energikilder. Resultatet er nu samlet i en rapport, hvorfra VERDENSBILLEDET.nu her bringer uddrag:

Indledningsvis gøres det klart i Energiagenturets rapport, at kun meget få af de mål for energibesparelser, som blev fastsat som "bindende mål" i forbindelse med FN-vedtagelsen af de17 verdensmål og i Parisaftalen i 2015, er blevet nået til dato.
     Samlet set er verdens energiforbrug fortsat stigende, specielt som følge af den nærmest eksplosionsagtige forøgelse af Jordens befolkning, der nu er nær ved de otte milliarder. Samlet set forbruges der årligt en energimængde, der svarer til mere end 80 milliarder tons olie. Det er kun mindre end en tiendedel, der kommer fra vedvarende kilder og kernekraft, og næsten 70 procent produceres stadig ved at afbrænde kul, olie og naturgas.
     Det har taget millioner af år for vores klode at danne dens lagre af fossile brændsler, men det vurderes, at der nu kun er kul nok til at dække det nuværende forbrug i ca. 140 år. Og de kendte olie- og gasreserver menes at kunne række til 35-40 år.
     Men de hurtigt mindskede lagre af fossile brændstoffer er slet ikke menneskehedens største problem. Det er derimod den udledning af drivhusgasser, som truer livet på Jorden. Men løsningen af disse to problemer går hånd i hånd. For et af de vigtigste midler til at stoppe denne udvikling er helt at ophøre med brugen af fossile brændstoffer. For at det skal kunne lade sig gøre, er det nødvendigt at tage alle tænkelige midler i anvendelse, og Energiagenturets rapport kan ses som et vigtigt idékatalog til at gøre det.

Kraften fra tidevandet
Mange steder på kloden er forskellen på ebbe og flod meget stor, og det forhold er man
godt i gang med at udnytte. Længst er man nået ved Swansea Bay på sydkysten af Wales,
UK.
     Her er der inddæmmet et areal på 11,5 kvadratkilometer, hvor vandet lukkes ind gen-
nem store sluseporte ved højvande, så det stiger syv til ni meter. Når ebben sætter ind,
lukkes portene, og vandet kan nu kun trække sig tilbage gennem 16 turbiner, som produ-
cerer strøm til rundt regnet 155.000 hjem.
     Lignende anlæg er i drift flere steder blandt andet i Kina, og yderligere et antal er under
opførelse. Men der er stadig mange steder, hvor noget tilsvarende med stort udbytte vil
kunne lade sig gøre.

Geotermiske anlæg
Det bliver varmere og varmere, jo længere man kommer ned under jordoverfladen -
ca. 25 grader for hver kilometer. Det forhold udnytter man en del steder; men det kunne
gøres med stor fordel mange andre steder.
    Et af de steder, hvor man længe har haft geotermiske anlæg i drift, er på Island. Det
sker ved, at man borer ned og lægger rør i kredsløb dybt under overfladen og fylder disse
kredsløb med væske. Væsken opvarmes og bringes op til overfladen, hvor dens varme
udnyttes gennem varmevekslere til fjernvarme eller i generatorer til produktion af strøm.

Piezoelektricitet
Dette er nok et begreb, som meget få kender til. Ikke desto mindre er det en kendsgerning flere og flere steder i forbindelse med anlæg af ny bykvarterer eller ved omlægning af eksisterende gader.
     Denne form for frembringelse af elektricitet sker ved at anbringe såkaldte piezoelektriske generatorer under samlingerne på fortovsfliserne. Det mekaniske pres på fliserne fra fodgængernes fødder skaber et elektrisk felt, der sender en strøm af elektroner gennem generatorerne. Strømmen lagres i batterier, hvorfra der så hentes energi til gadelamperne om aftenen.
     At det er praktisk muligt blev første gang vist allerede i 2017 i Bird Street i London. Siden er det en idé, som er blevet taget op i flere byer, og man kan forestille sig, at hvis den konsekvent blev anvendt i fortovene i alle storbyer, ville trykkene fra de mange millioner fodgængeres fødder skabe energi nok til al belysning i byerne.
     Sådan vil det næppe gå, for i hvert fald endnu er det en ret kostbar måde at skaffe elektricitet på. Men som situationen i verden er i dag, må ethvert bidrag hilses velkommen, og får det en vis udbredelse, vil prisen falde.

Menneskeproduceret varme og energi
Når vi mennesker bevæger os, producerer vi både varme og energi.
     Dette med varmen har man i mange år udnyttet i hallen i Centralstationen i Stockholm. Her sørger et ventilationssystem for at lede varmestrålingen fra de mange travle passagerer til en varmeveksler. I den opvarmes der vand, som ledes til varmeanlægget på den 13 etager høje kontorbygning ved stationen. Da det system blev sat i drift, faldt varmeudgiften med 20 procent.

     Tusinder og atter tusinder af mennesker lægger dagligt enorme mængder af energi i sindrigt konstruerede motionsapparater rundt i verdens fitnesscentre. Tidligere gik al denne energi ganske enkelt til spilde. Men specielt i Japan er der nu flere og flere af centrene, der får deres motionscyler og andet udstyr koblet sammen med generatorer, der producerer elektricitet nok til centrenes eget forbrug, men for nogles vedkommende også, så de kan levere strøm til andre. Hvorvidt det gør anvendelsen af maskinerne billigere for brugerne, vides ikke.
     Men efterhånden fremstilles der flere af disse elektricitetsproducerende motionsapparater.

Bølgekraft og vindkraft
Kæmpemæssige vindmølleparker til havs er blevet et almindeligt fænomen, og de dækker
i dag en ret betydelig del af verdens behov for elektricitet.
     For nogle år siden blev der i forbindelse med enkelte af disse vindmølleparker taget
initiativ til at kombinere dem med en anden af havets muligheder for at producere elek-
tricitet, nemlig bølgekraften.
     2/3 af kloden er dækket af hav, som mange steder aldrig er i ro. Det forhold har flere
producenter rundt i verden nu udnyttet til udvikling af effektivt udstyr til udnyttelse af
bølgekraften, der har vist sig som en meget stabil energikilde. Det nye er, at man nu er
begyndt at samtænke offshore vindkraft og bølgekraft med det resultat, at begge dele
bliver billigere. Det sker ved at de to produktionsformer deles om de meget omkostnings-
tunge offshore installationer som platforme, transformere og el-transmissionskablerne til
land.

Brint
Der er for så vidt ikke noget nyt i, at brint kan bruges som energi-
kilde. Det var man i gang med allerede for en snes år siden, men
der arbejdes stadig med at udvikle de yderligere muligheder, som
ses at ligge i denne luftart.
      Det, som af nogle benævnes "Det Fossile Samfund", er som
tidligere nævnt på verdensplan stadig drevet primært ved hjælp af
olie, kul og gas. Men den grønne energi vinder fortsat mere og mere
indpas, og det er ikke kun her i Danmark, at vindmøller og solceller
i dag rent faktisk kan levere mere elektricitet, end samfundet skal
bruge. Der er bare det ved det, at forsyningen af elektricitet fra
disse kilder er ustabil. Det blæser ikke altid, og i gråvejr og om
natten kommer der ikke meget strøm fra solcellerne.
     Det har hidtil været et problem, for det har været nødvendigt
fortsat at have de konventionelle kraftværker i reserve. Muligheder-
ne for at lagre elektricitet på batterier har nemlig været alt for
utilstrækkelige og desuden alt for dyre. Men nu er der gennem intens forskning skabt den mulighed for lagring, som hidtil har manglet: Når vind og /eller sol skaber overskud af elektricitet, bruges dette overskud i en elektrolyse-proces, hvor vandet spaltes til ilt og brint, som gemmes i store tanke. Når behovet opstår, frigives elektriciteten igen, ved at man i brændselsceller omsætter den lagrede brint til vand ved at tilføje ilt. På den måde kan der nu sikres stabile energiforsyninger på grundlag af vind og sol.
      Det skal tilføjes, at der flere steder i verden forskes i andre og mere økonomiske måder at producere elektricitet med brint som udgangspunkt, og der er grund til at være optimistisk omkring, hvad der - endda ret snart - kan ventes at komme ud af denne forskning.

Fusionskraftværker
Der opføres fortsat nye kernekraftværker baseret på Uran mange steder, og de leverer en stadig større andel af den energi, der skal bruges. Men det er dyrt at bygge et nyt kernekraftværk, fordi der i dag stilles meget store krav til sikkerheden. Og så er der endnu ikke fundet nogen tilfredsstillende løsning på opbevaringen af det radioaktive affald fra disse værker.
      Derfor har der længe været forsket i andre former for CO2-neutrale kraftværker. Her er værker baseret på Thorium som brændstof nok den mulighed, der er længst fremme, og som faktisk allerede er i drift flere steder, men som der stadig er en del udviklingsmuligheder i.
      En anden mulighed, som nu er ved at være realistisk, er fusionskraftværker. Her har hovedproblemet hele tiden været de enormt høje temperaturer, som der skal opereres med. Men det synes der nu at være fundet en brugbar løsning på, og det kan ventes, at de første fusionskraftværker vil kunne sættes i drift i løbet af få år - i første omgang dog kun som forsknings- og udviklingsprojekter.  Men holder de, hvad de lover, så kan den måde at producere elektricitet på på længere sigt blive en af de vigtigste mange steder i verden.

Sådan fungerer et fusionskraftværk

Den mest udbredte fusionsreaktor kaldes for en tokamak og blev opfundet af russerne.
Den fungerer ved, at man varmer tung brint og supertung brint op til 200 millioner
grader ved blandt andet at sende atomer i ekstrem høj fart ind i den, så det bliver til
såkaldt plasma.
     Store elektromagneter sørger så for, at plasmaet ikke kommer i berøring med
reaktorens vægge, som ellers ville smelte. Når plasmaet er varmt nok, begynder den
tunge og den supertunge brint at fusionere til helium, og derved frigives store mæng-
der energi.

Kilde: DR.dk

Rotorsejl
Det er ikke udelukkende nye ideer, der bliver arbejdet med rundt i forskernes værksteder
for at skabe grøn energi. Også gamle projekter bliver fundet frem og vurderet med vore
dages øjne og i lyset af nye teknologier.
      Et eksempel på det er rotorsejlet, som for første gang blev afprøvet i praksis for
mere end hundrede år siden.
     Det var den tyske ingeniør Anton Flettner, som var den første, der byggede et skib,
hvor den såkaldte Magnus-effekt (en kraft, der opstår som følge af en forskel i lufthastig-
heden omkring en roterende genstand) blev brugt til at skabe fremdrift til et skib. I
februar 1925 var Flettners skib udstyret med to rotorsejl klar til afprøvning, og det skete
med en tur fra Danzig til Skotland. Året efter blev det sejlet via Sydamerika til New York.
Under disse ture blev det konstateret, at fremdriften med rotorsejl var for ringe set i
forhold til de konventionelle propeller, og projektet blev opgivet.
      I 2020'erne blev det imidlertid taget op igen. Det var dels rederiet Scandlines, der
på forsøgsbasis fik installeret et nykonstrueret rotorsejl på en hybridfærge til ruten Gedser-Rostock, og dels var det Maersk Tankers, der fik produkttankskibet "Maersk Pelican" udstyret med to rotorsejl, der hvert udgøres af en 30 meter høj roterende cylinder med en diameter på fem meter.
     I begge tilfælde var der altså tale om forsøgsmæssige hybrid-projekter, der i høj grad var baseret på ny teknologi og på nye materialer. Og resultaterne var gode. Besparelserne på fossile brændstoffer og dermed reduktionen i udledning af CO2 var i en størrelsesorden, som absolut har gjort det interessant nu at arbejde videre mod en udvikling af endnu større effektivitet.