Vedvarende energi

Vi står i en grøn omstilling. Danmark og verden satser på vedvarende energi og i stor stil. Det skyldes de klimaforandringer, der forårsaget af menneskets enorme forbrug af fossile brændstoffer nu får polerne til at smelte og bevirker voldsomt vejr rundt om på kloden, som truer vores økosystemer og samfund. Udviklingen kan vendes, hvis de fossile brændstoffer skiftes ud med vedvarende energi. Derfor udbygges der nu massivt på de vedvarende energiformer. Overgangen til at satse på vedvarende energi i stor skala sker dog ikke helt gnidningsfrit. Kravet om en meget hurtig omstilling indebærer teknologiske og økonomiske udfordringer, og også de vedvarende energisystemer kan belaste både klima og økosystemer.

     I det følgende vil du kunne læse om de forskellige typer af vedvarende energi, der findes, herunder vindkraft, solenergi, bioenergi, geotermi og vandkraft. Du vil kunne læse om, hvordan de forskellige typer af vedvarende energi fungerer, hvor meget vedvarende energi der genereres i Danmark i dag, og hvor meget der forventes at kunne skabes i fremtiden. Desuden berøres de problemstillinger, som er knyttet til udnyttelse af de forskellige vedvarende energikilder, og hvilke udfordringer den grønne omstilling har.

Vedvarende energi, også kaldet grøn eller bæredygtig, er energi, der kan udvindes og udnyttes samtidigt, med at den fornyer sig selv og derfor ikke slipper op. Vedvarende energi er også en betegnelse for energiformer der er CO2 neutrale, skriver Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet (KEFM) om “Vedvarende energi”

.

     De vigtigste vedvarende energiformer i Danmark er bioenergi, vind og sol. Bioenergi er den energi, der kommer fra træ, halm, gylle og slagteriaffald, og som frigøres ved f.eks. afbrænding af træ eller forgæring af f.eks. gylle beskrives i Den Store Danske i artiklen “Bioenergi”

. I Danmark blæser vinden en stor del af tiden og det udnyttes i stigende grad i energisektoren vha. vindmøller, som skaber strøm, der sendes ud i elnettet og videre ud til ud til forbrugerne, forklares det i artiklen fra DTU Bæredygtighed “Vindenergi forudsætningen for den grønne omstilling”

. Solceller kan omdanne solens energi til elektricitet. Solcellerne sidder samlet i solcellepaneler og fungerer uden først at skulle have samlet energien i store kraftværker. Derfor kan de levere strøm direkte til elnettet, eller placeres på selvstændige enheder, oplyser National Geographics i artiklen “Solar energy”

.

Vi importerer vores vandkraftenergi, mens geotermi og bølge/tidevandsenergi endnu er på eksperimentelle stadier. Både ved vandkraft og bølge/tidevandsenergi udnyttes den energi, der er i vand i bevægelse, til at danne elektricitet, oplyses det på energistyrelsens hjemmeside i artiklen “Fakta om bølge og vandkraft” (se kilde 5). Ved geotermi udnyttes Jordens indre varme som opvarmer det dybtliggende grundvand, der så kan pumpes op og bruges til opvarmning, forklares det i artiklen fra videnskab.dk “Danmark ligger ovenpå et skatkammer af energi, men hvor meget kan vi udnytte?

I 2021 leverede vedvarende energikilder 35 procent af al den energi, der årligt forbruges i Danmark, og andelen af vedvarende energi er i kraftig stigning. I 2000 dækkede vedvarende energi blot 7,1 procent af det samlede danske energiforbrug, afslører tal fra Our World in Data i artiklen “Renewable Energy”

  To-tredjedele af den samlede vedvarende energi kommer fra biomasse, oplyser KEFM i indlægget “Vedvarende energi”

, mens vind udgjorde 22,5 procent i 2021, og blot 1,8 procent kom fra solenergi. På elektricitetsområdet dækkede vind til gengæld 84 procent af energibehovet i 2022. Andelen af vedvarende energi kommer til at stige i de kommende år; i 2030 skal havvind alene kunne levere mere elektricitet, end der er behov for i Danmark, oplyser KEFM i sit målsætningspapir “Faktaark – endnu mere havvind frem mod 2030”

.

Geografiske forhold og politik har stor betydning for, hvilken type af vedvarende energi der benyttes mest, og hvor stor en andel den udgør i verdens lande. I 2019 udgjorde vedvarende energi blot 11 procent af verdens energiproduktion, mens det gjaldt 25 procent af elektricitetsproduktionen, fremgår det af tal fra Our World in Data i artiklen “Renewable Energy”

. Vandkraft leverer mest vedvarende energi, og dækker f.eks. næsten 100 procent af Norges elektricitet og 66 procent af den samlede energiproduktion. Allerede i 2030 skal 40 procent af EU’s energi komme fra vedvarende energikilder. I 2021 gjaldt det 21,8 procent af den samlede energiproduktion, med vind- og solenergi i stærk vækst oplyses det i artiklen fra Euronews “Sweden, Finland, Latvia: Which EU countries use the most renewable energy?”

.

På verdensplan udgør vandkraft fortsat 60 procent af produktionen af energi fra vedvarende energikilder, viser rapporten “Renewable energy” fra Our world in Data

. I alt svarer det til ni procent af den samlede energiproduktion i verden. Med to procent af verdens samlede energiproduktion tager vind andenpladsen, og vindenergi er i kraftig vækst. Bl.a. forventer Nordsølandene (Belgien, Holland, Luxembourg, Irland, Storbritannien, Frankrig, Norge, Sverige, Tyskland og Danmark) at tyvedoble kapaciteten i 2050, forklares det i artiklen fra Jyllands-Posten “Nyt ambitiøst mål for vindenergi i Nordsøen”

. Tilsvarende har USA på bare ti år firedoblet mængden af vindenergi, så den nu udgør 8,4 procent af USA’s samlede energiforsyning. I samme tidsrum har Kina formået at tidoble sin vindmøllekapacitet, så den i 2021 udgjorde 3,9 procent af landets energiproduktion.

Der satses stort på vind- og solenergi i disse år. Men sol- og vindenergi er ikke fuldstændigt stabile energikilder, fordi solen ikke skinner hele tiden, og det indimellem er vindstille. De to energikilder skal efter planen spille en langt større rolle, end de gør i dag, bl.a. fordi en langt større del af energisektoren skal kunne bruge energi fra strøm i fremtiden. Det gør det nødvendigt at kunne oplagre energien til de vind- og solfattige dage samt at omforme elektriciteten til andre energiformer, forklares det i KEFM’s “Regeringens strategi for POWER-TO-X  

. Derfor arbejdes der på at gøre omdannelse af elektricitet til brint mere energieffektivt. Omdannelsesprocessen kaldes for” power-to-x eller PtX. Brint kan bruges direkte som brændstof til transport, eller det kan laves om til andre materialer som f.eks. plastik, brændstoffer og kemikalier.

Fossile brændstoffer er oprindeligt dannet af døde dyr og planter, dvs. dødt organisk materiale, der under tryk i løbet af millioner af år er blevet omdannet til kul, olie og naturgas. Energien herfra udnyttes ved, at man brænder dem af, og derved frigives organisk materiale i form af CO2 til atmosfæren. CO2 er en drivhusgas, der ligesom glasset i et drivhus holder på varmen fra solen. Der afbrændes enorme mængder fossile brændstoffer på kloden, og siden 2000 er mængden vokset. Derfor går det stærkt med at opvarme jorden, og det påvirker i stigende grad vores klima, der bliver voldsommere med tørke, storme og oversvømmelser. Dermed skubber klimaforandringerne til Jordens økosystemer, som kommer ud af balance, forklarer Danmarks Naturfredningsforening i artiklen “Klima”

.

Ikke nok med at afbrænding af kul, olie og gas forårsager klimaforandringer; afbrænding af fossile brændstoffer bidrager også til massiv partikelforurening, som slår millioner af mennesker ihjel verden over, oplyser Ingeniørens artikel ”Fossile brændstoffer slår flere mennesker ihjel end rygning og malaria tilsammen”

. Det kræver også energi og giver CO2-udslip, når vindmøller, solceller, vandkraftværker, geotermiske anlæg og de kraftværker, der skal køre dem, bygges. Men når først de er etableret, kan de danne energi uden udslip af CO2, fremgår det af artiklen fra Videnskab.dk “Hvor grønne er vindmøller egentlig?”

. Desuden forårsager vedvarende energiformer ingen partikelforurening. Omstilles der til vedvarende energi i tide, kan klimaforandringerne derfor bremses og luften blive renere.

Vores nuværende energisystem er fuldstændigt tilrettelagt efter de fossile energikilder. Omlægning til vedvarende energi er en langstrakt, dyr og besværlig proces, men på grund af den truende klimakatastrofe skal vedvarende energi spille en meget større rolle fremover i Danmark og EU. Gunstig lovgivning, støtteordninger og forbud mod brug af fossile brændstoffer er med til at fremme udviklingen af vedvarende energi, fremgår det af “Klimaftale om grøn strøm og varme 2022” fra KEFM

. Tilsvarende har USA støttet solcelleindustrien, oplyses det i artiklen “A Brief History of Solar Panels” fra Smithsonian Magazine (se kilde 6). Derfor er vind- og solenergi nu billigere end kul, gas og atomkraft, oplyses det i artiklen ”Why did renewables become cheap so fast”

Selvom klimaforandringer og luftforurening er en realitet, og mængden af vedvarende energi hele tiden vokser, udgør fossile brændstoffer stadigvæk 80 procent af verdens energiforbrug

, oplyser KEFM på deres hjemmeside “Klima og energi”. Det skyldes i høj grad, at vores energiforbrug fortsat er stigende, forårsaget af øget global velstand og befolkningstilvækst. Dermed forbruges der hele tiden mere af både de fossile brændstoffer og af de vedvarende energikilder, forklares det i artikel fra Our World in Data “Global Primary Energy how has the world's energy changed over the last 2 centuries?”

. Fordi der bruges så meget energi, tager det tid at vende udviklingen, så verden får skiftet til vedvarende energi, og det kræver at man på globalt plan beslutter at holde op med at bruge de fossile brændstoffer og de systemer, der er udviklet kun til dem, forklares det i artiklen “Forsker-opråb før COP26: Verden har brug for en bindende plan der holder fossile brændstoffer i jorden”

  fra videnskab.dk.

Vindenergi kan ikke alene levere den vedvarende energi, der er behov for, for når vinden ikke blæser, er det nødvendigt at supplere med andre energityper. Dertil kommer, at den strøm, som vind leverer, endnu ikke kan bruges i alle vores energisystemer, f.eks. ikke i transportsektoren, og dermed fuldstændig erstatte de fossile brændstoffer, forklares det i artiklen ”Vindkraft”

. En anden udfordring er, at der i de kommende år skal bygges mange nye vindmøller, og med de store ambitioner og den relativt korte byggetid risikerer man at løbe ind i flaskehalsproblemer, som f.eks. at skaffe materialer nok til at bygge alle vindmøllerne, skriver Børsen i artiklen “Kampen for 30.000 vindmøller er i gang: Ørsted og Vestas frygter massive problemer”

.

Solenergiproduktionen afhænger af, hvor meget solen skinner. Det giver udfordringer, hvis man ønsker stabil energitilførsel, oplyser artiklen ”Solenergi”

  fra DTU Bæredygtighed. Hertil føjer sig problemer med anskaffelsen af de metaller, der skal til for at producere solcellerne. Minedriften forårsager massiv ødelæggelse af naturen og udvindingen er CO2-tung, skriver videnskab.dk i artiklen “Den grønne omstilling kræver mange råstoffer forskere hejser rødt flag”

. Mængden af solenergipaneler skal tidobles, oplyses det i artiklen “Markant flere vindmøller og solceller i det danske landskab hilses velkommen, men der et 'men'” fra Danmarks Naturfredningsforening

, som mener, at man skal tænke sig godt om, for at naturen ikke ender med at skulle vige for solcellerne.

Biomasse og biogas er i princippet CO2-neutralt, fordi planter, der afbrændes, og gylle, der laves til gas, binder CO2 igen, når de genplantes og grise produceres. Desværre er Danmark ikke selv i stand til at levere al den biomasse, der skal bruges. Det skyldes, at Danmarks energiforbrug kræver et større areal, end landet råder over. Derfor køber Danmark en betydelig del af sin bioenergi fra andre lande og fra arealer, der ellers kunne være brugt til natur, afgrøder eller mad. Dertil kommer, at tidsforskydningen, fra CO2 frigøres, til CO2 atter er optaget fra atmosfæren, er ganske betydelig. Det kan tage mere end 100 år for et træ igen at optage den CO2, det tog et øjeblik at afbrænde, og dermed går regnskabet ikke op, forklarer Danmarks Naturfredningsforening i artiklen “Biomasse”

.

Det er dyrt at starte geotermiske anlæg op, og derfor kræver det store investeringer, inden man kan begynde at udnytte energien. Det skyldes, at det er en besværlig og risikofyldt proces, når man borer dybt ned i undergrunden. F.eks. er der risiko for forurening af grundvandet. Hertil kommer, at geotermisk varme ikke kan flyttes og derfor kun kan bruges tæt på modtagerne, forklares det i artiklen “Geotermi: Danmark ligger ovenpå et skatkammer af vedvarende energi, men hvor meget kan vi udnytte?”

  fra videnskab.dk. Et andet problem har været manglende støtte og regler, der har lagt låg på udviklingen. Dog kom der i 2023 nye regler til at hjælpe geotermien på vej, oplyser KEFM på deres hjemmeside “Nye regler baner vejen for Danmarks største geotermianlæg i stor skala”

.

Oftest kræver udnyttelse af vandkraft og i nogle tilfælde tidevandskraft bygning af dæmninger, som ændrer det naturlige økosystem markant, og det giver problemer for bl.a. de dyr, der lever i vandet, oplyses det i artiklen “Vandkraft” fra fremtidensenergi.dk

. Verdensnaturfonden skønner, at 83 procent af alle ferskvandsdyr er forsvundet siden 1974, mange af disse som følge af dæmningsbyggeri. Det fremgår af artiklen “For the first time, scientists identify that over 500 dams are planned within protected areas”

. Fordi teknologien ved bølge- og tidevandskrafts fortsat er så ny og der er så mange forskellige typer under udvikling, er der endnu mange uafklarede spørgsmål også til deres udfordringer.

”Det handler alene om vilje og investeringskraft”, udtaler forsker i artiklen “Brian Vad Mathiesen: Den grønne omstilling er mange bække små”

  fra Energy Supply. Udfordringerne ved omstilling til vedvarende energi er store, men løsningerne er der. For at nå målene skal energisystemerne samtænkes, og samfundet skal elektrificeres mere. Det kræver ændringer i energi-, transport-, landbrugs- og boligsektoren. Teknologien findes, men den er dyr, så politikerne skal bane vejen. Og det kan godt betale sig at investere i vedvarende energi, f.eks. er sol- og vindenergi i dag billigere end kul og gas – udvikling, der blev drevet frem af massiv statsstøtte og gunstig lovgivning, fremhæves det i artiklen “Why did renewables become so cheap so fast”

  fra Our World in Data.

Bioenergi bruger for meget areal, ødelægger naturen og er ikke CO2-neutral nok. Så når bioenergi udgør to-tredjedele af den vedvarende energi, sås der tvivl om, hvorvidt Danmark overhovedet kan nå sine mål om CO2-neutralitet i 2050, skriver videnskab.dk i artiklen “Forskere dybt uenige: Skal atomkraft spille en rolle i Danmark?”

. Solcelleparker og vindmøller fylder i landskabet, og de kommer til at optage mere plads, når kapaciteten er firedoblet i 2030. Det kan gå ud over vores natur og biodiversitet, som i forvejen er stærkt presset, påpeger Danmarks Naturfredningsforening i læserbrevet “Danmarks Naturfredningsforening: Vedvarende energi må ikke være på bekostning af naturen” i Information

. Dertil kommer skepsis over for, om der kan skaffes nok råstoffer, når efterspørgslen stiger

.

I 2050 skal Danmark og EU være helt uafhængige af kul, olie og gas. I Danmark vil det især betyde mange flere vindmøller og meget mere bioenergi, forudsiger Energistyrelsen i et indlæg om “Dansk energipolitik”

. Udover at mængden af kendte vedvarende energikilder vil stige markant, vil der også være investeret massivt i Power-to-X og “smarte energisystemer”, som skal sikre, at et energisystem tager over, når et andet ikke kan levere, f.eks. når det er vindstille, forklares det i artiklen “Smarte energisystemer”

  fra DTU. En markant ændring vil ske i transportsektoren, hvor salg af benzinbiler forbydes i EU fra 2035 og giver plads til bl.a. elektriske biler, oplyser Europa-Parlamentet i artiklen “EU's forbud mod salg fra 2035 af nye benzin- og dieselbiler forklaret”

.

Konsekvenserne af klimaforandringerne vil være massive, hvis temperaturen stiger med to grader fremfor de 1,5 grader, der lige nu er målet i 2100, hvis verden formår at begrænse CO2-udledningen. De vejrekstremer, vi oplever nu, vil blive værre, forklarer artiklen “Explainer: What's the difference between 1.5°C and 2°C of global warming?” fra Reuters  

. Artiklen giver konkrete eksempler på forskellen på en halv grad. F.eks. vil en stigning på to grader sandsynligvis få indlandsisen på Grønland og Antarktis til at smelte fuldstændigt med vandstandsstigning på op til ti meter som konsekvens, mens en stigning på 1.5 grader vil forhindre en total afsmeltning. Og hvor en stigning på 1.5 grader udrydder 70 procent af alle koralrev, vil de fuldstændigt forsvinde ved en stigning på to grader.