Alle energibaner

 

Solcelle

En solcelle omsætter lysets stråling til elektricitet. Det sker bl.a. fordi solceller indeholder grundstoffet silicium.

Når solens lys rammer solcellen skabes energi, som danner en spændingsforskel, der skaber et elektrisk kredsløb.

Solceller fungerer godt sammen med vindmøller, fordi vindmøller producerer mest elektricitet om natten og om vinteren, hvor solcellers produktion er lav.

El fra solceller produceres i både store og små anlæg. De store anlæg er opstillet af f.eks. energiselskaber og fjernvarmeselskaber. De mindre, ofte private anlæg, er typisk placeret på eller ved privatboligen. Her indgår solcellerne i den private boligs energisystem, der er tilsluttet det offentlige elnet.

Flere danskere har solceller på boligen i samspil med en elbil. Producerer en privat husstand m. max 6 kW anlæg mere el end den forbruger, så sendes den overskydende el ud på det offentlige elnet til en aftalt afregningspris.

Solceller dækkede ca. 2 % af det danske elforbrug i 2015.

x
 

Vindmølle

En moderne vindmølle udnytter ikke blot vindens tryk, den udnytter, på samme måde som en flyvemaskine, at luftstrømme skaber et undertryk på vingens bagside. Det er primært kraften fra dette undertryk, som får vingen til at rotere.

Når vingen roterer, sætter det gang i hovedakslen, som drejer kobbertråde i generatoren rundt mellem to magneter. Det er dem (deres induktion), der får generatoren til at fremstille strøm. Når generatoren kommer op på en vis elproduktion, kobles den automatisk til elnettet og strømmen sendes ud i elnettet.

Eftersom vindmøller producerer både billig og miljøvenlig strøm, så skal vi i det vedvarende energisystem bruge mere el i vores energiforbrug. Bl.a. til varme. Det vil primært ske ved hjælp af varmepumper.

En stor moderne vindmølle kan producere, hvad der svarer til ca. 7.500 husstandes årlige elforbrug. I 2015 producerede vindmøller 42,1% af det danske elforbrug.

Når det blæser meget, og der produceres mere vindenergi, end der er brug for i Danmark, så eksporteres overskydende el via store kabler til vore nabolande.

x
 

Bølgeanlæg

Der er enorme kræfter i havet, og bølgekraft har potentialet til at dække en betydelig del at Danmarks energiforbrug. Men bølgeenergi er endnu på forsøgsstadiet og der ifølge Bølgekraftforeningen kun 11 aktive forsøgs-bølgeanlæg i Danmark (2016).

Bølgeenergi udnytter bølgernes toppe og dale på havet. Det sker som oftest gennem en række flydere, som driver en generator.

Flere danske virksomheder, hver med sit koncept, er i gang med at udvikle bølgekraftanlæg. Alle firmaer arbejder, i større eller mindre skala med afprøvning i rigtige havbølger, og typisk i samarbejde med universiteter og underleverandører til modeludvikling og afprøvning.

x
 

Biomasse & affald

Biomasse & affald er i denne sammenhæng en fællesbetegnelse for halm, træ, gylle og organisk affald fra husholdninger, landbrug, skovbrug og industri.

I det vedvarende energisystem skal biomasse i mindre grad bruges til afbrænding i kraftværkerne. I stedet skal biomassen forgasses til brug i bl.a. transportsektoren, som skal være fossilfri i 2050. Det sker som klassisk biogas typisk med brug af gylle ofte tilsat div. affalds- og restprodukter.

Derudover produceres der biogas gennem termisk forgasning. Det sker med tør biomasse som flis og træpiller. Biogassen renses og konverteres til flydende og gasformige brændstoffer for at kunne bruges i transportsektoren.

Hvis ikke vi bruger biomasse & affald rigtigt, bliver vi afhængig af import af biomasse fra udlandet.

x
 

Klassisk biogas

Biogas dannes, når våd biomasse nedbrydes af bakterier i et iltfattigt miljø. Gasproduktionen kan fremmes ved at tilføje halm, roer, slagteriaffald o.lign.

Meget af biogassen produceres i Danmark på store fællesanlæg, som modtager husdyrgødning fra landbruget og organisk affald fra industri og husholdninger. Derudover har flere store gårde i Danmark biogasanlæg, og der findes industribiogasanlæg og mange biogasanlæg på danske rensningsanlæg og losseplader.

I dag producerer Danmark, hvad der svarer til en halv procent af Danmarks bruttoenergiforbrug gennem biogas. Men ambitionen er, at produktionen skal øges væsentligt.

Biogas kan opgraderes eller konverteres til andre former for flydende eller gasformig energi, som kan indgå i andre dele af det vedvarende energisystem.

x
 

Termisk forgasning

I Danmark har vi kun få anlæg, der producerer biogas via termisk forgasning, men teknologien vurderes at have et stort potentiale. Gassen fra termisk forgasning kaldes også for syntesegas.

Produktionen sker med tør biomasse som træflis eller træpiller. I forgasningen foretages en forbrænding af biomasse med underskud af ilt. Herved omsættes biomassen til energigasserne kulilte (CO), brint (H2) og metan (CH4). Biogassen (syntesegassen) der genereres indeholder en del tjære og støv. Derfor kan det være nødvendigt at rense gassen fra termisk forgasning inden den bruges.

Flere demonstrationsprojekter med termisk forgasning er i gang, men ifølge Energinet.dk forventes det ikke, at udbredelsen af forgasningsanlæg i Danmark bliver særligt stor før 2020.

x
 

Kraftvarmeværk

Et kraftvarmeværk kombinerer produktion af el og varme. Det sker for at udnytte spildvarmen fra el-produktionen til varmeforsyning.

Ifølge Naturgasfakta.dk blev 47,6 % af varmen på danske kraftvarmeværker i 2014 produceret på vedvarende energi - mest træ, affald og halm. Resten blev primært produceret på fossile brændsler som kul (20,3 %) og naturgas (19,3 %).

Som en del af den grønne omstilling skal mere og mere varme fra kraftvarmeværkerne produceres på vedvarende energi - herunder især biomasse og affald i forskellige former.

I dag bruges biomasse mest i kraftværkerne via afbrænding. I det vedvarende energisystem skal kraftværkerne aftage mere og mere biogas til produktionen - henholdsvis som klassisk biogas og biogas fra termisk forgasning.

Senest i 2050 skal kraftvarmeværkerne være overgået til 100 % vedvarende energi - herunder biomasse.

x
 

Stor varmepumpe

En varmepumpe fungerer som et køleskab, men i varmepumpen er processen vendt om og producerer i stedet varme. Varmepumper er den mest effektive måde, hvorpå man kan konvertere el til varme.

Store varmepumper kan bruges i kraftvarmeværkerne og i de mere end 400 lokale fjervarmeanlæg, som leverer varme til ca. 460.000 husstande over hele landet.

Om natten, eller når det blæser og prisen på el er lav, kan varmepumper levere ekstra billig varme.  

Varmepumper og store elkedler ventes ifølge Energinet.dk at udgøre 4,8 % af det samlede årlige elforbrug i 2025.

x
 

Elnettet

Det overordnede eltransmissionsnet i Danmark forbinder de store kraftværker i ind- og udland med hinanden. Derudover er det overordnede eltransmissionsnet linket til de regionale eltransmissionsnet, hvorfra strømmen sendes videre til det finmaskede distributionsnet, der transporterer strømmen det sidste stykke ud til de enkelte husstande og virksomheder.

Elnettet i Danmark sørger også for, at strøm fra vedvarende energianlæg - primært vind og sol - kommer frem til forbrugerne.

Det overordnede net og det regionale transmissionsnet ejes via Energinet.dk af staten. Distributionsnettet ejes af lokale netselskaber.

x
 

Spildvarme fra industri

I 2010 udgav Energistyrelsen en rapport om potentialet ved at udnytte overskudvarme fra industrien i Danmark. Man så på 70 større danske industrivirksomheder og vurderede, at de tilsammen havde et spildvarme-potentiale til at opvarme, hvad der svarer til 46.000 danske husstande.

Udover de 70 virksomheder fra Energistyrelsens rapport, vurderes det, at der et stort potentiale fra andre mindre og mellemstore virksomheder. Et potentiale, som formentlig er i mindst samme størrelsesorden.

Den opsamlede spildvarme kan enten genbruges i virksomheden eller sendes ud på fjernvarmenettet. Når fremløbstemperaturen med tiden bliver sænket fra ca. 60-80 grader til minimum 50 grader, vil endnu mere spildvarme kunne opsamles i industrien.

Alene i Europa skønner eksperter, at der med kendt teknologi vil kunne opsamles spildvarme i industrien i et omfang, der svarer til varmeforbruget i op til 50 mill. husstande.

x
 

Hydrogenering

I hydrogeneringen mikses brintatomer med kulstofatomer fra biogassen, og der tilsættes CO2. Mikset bliver til electro fuels - f.eks. metan eller metanol. Metan er gasformig og kan anvendes i biler ligesom metanol, der er flydende, kan tilsættes benzinen.

Metan er det samme, som det vi kender som naturgas, og kan derfor indføres i det overordnede danske naturgasnet. I takt med at produktionen af naturgas i den danske del af Nordsøen ophører, vil metan fra opgradering kunne erstatte dele af naturgassen.

Der forskes og udvikles intenst med at optimere hydrogeneringen / opgraderingen, så processen bliver mere effektiv og på et tidspunkt kan levere produkter, som kan klare sig på markedsvilkår. Men der er endnu et stykke vej.

x
 

Elektrolyse

I processen ledes strøm gennem to elektroder i vand med en positiv og negativ spænding. Spændingsforskellen medfører en ionisering af vandmolekylerne til brint (H+) og ilt (O2).

Produktionen af brint kan med fordel sættes i gang, når der er overskud af vindenergi i energisystemet, og prisen på el er lav. Dvs. når det blæser eller om natten. Den producerede brint kan bruges på forskellige måder i energisystemet.

Én af de vigtigste måder er, at den kan indgå i en hydrogeneringsproces med biogas og CO2. Hermed løses tre udfordringer for det vedvarende energisystem: Vindenergien kan lagres i brint, energisystemet balanceres, og der kan produceres VE-brændstof til transportsektoren.

Der forskes og udvikles intenst på at optimere disse processer, så de på et tidspunkt kan klare sig på markedsvilkår.

x
 

Lille varmepumpe

Varmepumper er den mest effektive måde, hvorpå man kan konvertere el til varme. Varmepumper er derfor en meget effektiv varmeforsyning til boliger, der ligger uden for byernes fjernvarmenet. Varmepumpen bruges her i en mindre udgave, som kan overføre varme fra væske i slanger i jorden eller fra luften.

Om natten, eller når det blæser og prisen på el er lav, kan varmepumper levere en ekstra billig varme.

x
 

Solfanger

En solfanger optager og omsætter solens energi til varme (termisk energi). En varme- og frostsikker væske transporterer varmen videre til en lagertank af varierende størrelse.

Solfangere virker ikke kun om sommeren. Selv hvis det er overskyet, vil der være et udbytte at hente. Solfangere kan opnå virkningsgrader på over 50 %, hvorimod solceller sjældent når over 15 %.

Solfangere har den ulempe, at de producerer mest varme, når solen skinner mest, hvilket også er den tid, hvor der er mindst behov for varme. Derfor er der i forbindelse med solfangeranlæg behov for at kunne lagre det varme vand. 

Solfangeranlæg findes i Danmark som små private husstandsanlæg og store kommercielle anlæg - typisk opstillet i tilknytning til eller i nærhed af det lokale fjernvarmeværk.

x
 

Geotermi

I geotermi produceres varme ved hjælp at varmt vand, som pumpes op fra dybe vandførende lag i undergrunden.

Det bores to dybe huller i jorden i 1-3 kilometers dybde, ca. 1,5 km fra hinanden. Fra det ene hul hentes vand op på ca. 70 °C, og ved hjælp af en varmepumpe trækkes varmen ud af vandet og videre ud i fjernvarmesystemet. Det lunkne vand hældes via det andet hul i jorden tilbage i dybet. Herved opretholdes trykket i sandstenslagene.

Der er kun ganske få geotermiske anlæg i Danmark. 25 % af Europas befolkning bor i nærheden områder, hvor der er mulighed for at udvinde termisk varme. Mere end 50 % af Islands varmeforsyning kommer fra geotermi.

x
 

Electro fuels

Electrofuels er et mix af elektrolysatorer og kulstof / CO2.

Elektrofuels skal bruges i transportsektoren, hvor det ikke er muligt at elektrificere, f.eks. lastvogne, skibe og fly. De electrofuels, som transportsektoren forventes at anvende i flydende form frem mod 2050, er DME (dimetylæter) kaldet biodiesel og metanol, som er flydende metan.

Indtil videre er det kun tilladt at blande benzin med op til tre procent metanol. Man forventer, at det bliver tilladt at blande op med omkring ti procent i 2020.

Metan er i denne sammenhæng et electro fuel i gasform. Det kan med lidt tilpasning bruges som brændstof i biler og busser mv.

x
 

Sø, hav & fjord

I fjernkøling kan energikilden være koldt vand, der hentes på dybt vand i fjord, sø eller i hav. I denne proces pumpes det kolde vand direkte til et centralt anlæg, hvor kølingen overføres til det kølevand, som sendes ud til forbrugerne i fjernkølingsnettet.

Efter endt brug pumpes det afkølede vand tilbage til søen, havet eller fjorden. Her genvinder det hurtigt sin tidligere temperatur. Temperaturen i søen, fjorden eller havet påvirkes med andre ord ikke.

Kølingen kan også ske med brug af en kompressor, som kører i forbindelse med overskud af el. Det kan også ske gennem absorption med brug af overskudsvarme.

I følge Vattenfall kan der med fjernkøling opnås en CO2-reduktion på op til 75 % i forhold til traditionel airconditioning.

x
 

Veksler

En veksler overfører kølingen til fjernkølingsnettet. Veksleren står på det centrale anlæg.

x
 

El til forbrugerne

Som forbruger er du koblet op på et stort europæisk elnet, og den pris du betaler for el fastsættes af en elbørs, der dækker større dele af Vesteuropa.

Prisen svinger fra time til time og skyldes et samspil af en række faktorer i det europæiske elmarked - bl.a:

  • prisen på CO2
  • prisen på kul
  • hvor meget strøm kraftværkerne melder ind til produktion
  • hvor meget det blæser
  • hvor meget vand der er i de norske og svenske fjeldsøer

41,2% af den el der blev forbrugt i Danmark i 2015, blev ifølge Energinet.dk produceret på vindmøller.

x
 

Elbil

Transportsektoren står for ca. 1/3 af Danmarks CO2-udledning.

Ved at bruge primært vindenergi som brændstof i tog og elbiler, vil denne miljøbelastning blive sænket markant. Flere elbiler vil også kunne understøtte en integration af de øgede mængder af vindenergi. Elbiler kan nemlig programmeres til automatisk at lade op, når der er meget vindenergi på markedet, og elprisen er lav. Energisystemet vil i forbindelse med ladning henholdsvis kunne tappe energi eller at lagre energi - og alligevel levere en opladet bil til den fastsatte tid.

En elbil har endnu ikke samme rækkevidde som en benzinbil, og den er også dyrere. Men udviklingen af elbiler og den nødvendige infrastruktur går hurtigt, og elbilen er tæt på at kunne konkurrere med "den fossile bil".

x
 

Varme / køling

Fjernvarme og fjernkøling er begge en form for genbrugssystem: Der trækkes energi ud af vand, som føres frem i rør, og når energien er "tappet", så sendes vandet retur.

For fjernvarmekunder handler det om, at "returen" er så kold som muligt. I fjernkøling handler det om, at "returen" er så varm som muligt.

Fjernvarme er installeret i 64% af de danske husstande. Fjernkøling tilbydes kun få steder i Danmark - og kun til virksomheder og institutioner.

x
 

Gas / transport

Det fleste biler kan nemt omstilles til at køre på electro fuels. Metanol kan hældes direkte i benzinbilerne. Til dieselbiler kan der bruges DME (dimethyleter), som via en simpel proces kan omdannes fra metanol.

Metan (naturgas) kan også bruges i biler. I følge Dansk Gasteknisk Center så kan gaskøretøjer enten bygges som gaskøretøjer fra fabrikken, eller der kan ske en konvertering af et eksisterende køretøj til gas.

Energiindholdet i 1 kg naturgas modsvarer ca. 1,5 liter benzin og 1,3 liter diesel. Hvis en kg gas koster 15 kr., modsvarer det en benzinpris på 10 kr/l. og en dieselpris på 11,54 kr/l. (gasbiler.info)

x
 

Fjernvarmenettet

Lokale fjernvarmesystemer kommer til at spille en nøglerolle i forbindelse med opsamling og distribution af overskudsvarme fra industri- og energiproduktion.

Varmen fra spildvarme og mange forskellige former for energikonverteringer i det vedvarende energisystem vil ikke udelukkende kunne genbruges på den enkelte lokalitet. Der er ofte tale om så store mængder af varme, at varmen skal nyttiggøres uden for virksomheden. Her er den lokale fjernvarmes fintmaskede net af rør en oplagt løsning til at behandle og sikre afsætning af den opsamlede varme til forbrug.

I 2015 fandtes der ca. 430 fjernvarmeforsyninger i Danmark og 60.000 km fjernvarmerør. 1.671.000 husstande var koblet på fjernvarmen, hvilket svarer til 64 % af alle danske husstande. Tilsvarende er kun 13 % af Europas husstande koblet på et fjernvarmenet.

x
 

Biogasnet

Biogassen sendes fra biogasanlægget til hydrogeneringsanlægget i nedgravede rør. Biogassen kan også sendes i rør frem til kraftvarme- eller fjernvarmeanlægget.

x
 

Flydende form

De electrofuels som transportsektoren forventes at anvende i flydende form frem mod 2050 er DME (dimetylæter) også kaldet biodiesel og metanol. Indtil videre er det kun tilladt at blande benzin med op til tre procent metanol. Man forventer, at det bliver tilladt at blande op med omkring ti procent i 2020.

x
 

Gasformig

Den opgraderede biogas bliver til bl.a. metan, som er i gasform. Metan kan efter en mindre tilpasning af motoren bruges som brændstof i biler og busser mv.

x
 

Gasnettet

Det danske naturgasnet består af to søledninger fra Nordsøen og et gasbehandlingsanlæg (ejet af DONG). Hertil kommer et transmissionssystem og et distributionssystem.

Transmissionsledningerne fører gassen fra gasfelterne i Nordsøen til Jylland, Fyn og Sjælland. Herfra føres gassen via fordelingsledninger frem til regulatorstationer rundt om i landet, hvor trykket sænkes.

Transmissionsledningerne drives af Energinet.dk, som også ejer og driver to underjordiske gaslagre.

Distributionsledninger fører gassen fra regulatorstationerne frem til forbrugernes stikledninger og husinstallationer. Distributions- og stikledninger ejes og drives af de regionale gasselskaber. (Naturgasfakta.dk)

Gasnettet kan også modtage og distribuere opgraderet biogas. I forbindelse med opgradering omformes biogas til metan, som hermed bliver til en CO2 neutral udgave af naturgas.

Gasnettet er forbundet til vores nabolande.

x

 Klik på ikonerne og få mere information.

 

De 7 energibaner udgør samlet set Det vedvarende energisystem. Systemet kaldes også Smart Energy Systems og er udviklet af forskere på Aalborg Universitet.

 

I Det vedvarende energisystem bruges eller lagres energien, når den er til rådighed. I modsætning til det fossile energisystem så er sektorerne el, varme og gas/transport integreret i hinanden. I det vedvarende energisystem fungerer de tidligere adskilte sektorer som et samlet holistisk system, hvor energien løber "frit". Alt sammen for at sikre forsyningssikkerheden og en optimal udnyttelse af energien.

 

En stor del af vores energiforbrug er stadig baseret på fossile brændsler, men det er kun et spørgsmål om tid. Folketinget har besluttet, at Danmark inden 2050 skal være uafhængig af fossile brændsler, og inden 2030 skal 50% af vores energi komme fra vedvarende energi.

Dermed er der udstukket klare mål for en omfattende ændring af hele vores måde at producere, distribuere og forbruge energi på.

 

Det vedvarende energisystem er med andre ord ikke ”kun” en tegning. Det er en plan, som vi er i fuld gang med at gøre til virkelighed.

Af samme grund ser mange lande Danmark som et test- og demonstrationsland, når det gælder vedvarende energi og udviklingen af et effektivt vedvarende energisystem. Derfor står vi godt rustet til at kunne eksportere energiteknologiske produkter og viden til EU og resten af verden efterhånden som den globale beslutning om at bekæmpe klimaforandringerne for alvor begynder at udmønte sig i konkret handling.