Energi og brændstof

Vi er som mennesker og samfund dybt afhængige af energi og brændstof. Hver dag bruger vi energi til alt fra at producere mad og varer, til transport, byggeri, opvarmning, madlavning, lys osv. Der findes mange forskellige kilder til energi, og der er stor forskel på, hvor meget de forskellige energikilder belaster klimaet.

     Omkring 80 procent af verdens energibehov dækkes i dag af olie, gas, naturgas og kul – såkaldte fossile brændstoffer, der er blandt de mest klimabelastende energikilder. Hvis vi vil stoppe den globale opvarmning, er det vigtigt, at vi begrænser brugen af fossile brændstoffer og i stedet udvikler grønnere energikilder og finder smarte og klimavenlige måder at udnytte energien fra dem på. I Danmark er vi godt i gang, men der er ikke entydige svar på, hvilke energikilder det er mest bæredygtigt og sikkert at satse på, og vi er også afhængige af, hvad der sker i verden omkring os.

Vi kan ikke se energien, men vi kan se, hvad den kan. For eksempel kan den skabe varme i hjemmet, lys i pæren, varme i ansigtet osv. Meget forsimplet kan man sige, at energi er noget, som kan udføre et stykke arbejde, fx ved at få noget til at flytte sig eller ved at opvarme noget. Videnskabeligt set er energi et fysisk begreb, der optræder i forskellige former som kemisk energi, kerneenergi eller elektricitet. Opfinderen James Watt (1736-1819) og fysikeren James Prescott Joule (1818-1889) stod bag de to vigtigste begreber, når vi skal forstå energi: watt og joule.

     Joule er måleenheden for energi. Watt er måleenheden for effekten af energien. Du kender måske watt fra elektriske pærer og lysstofrør. Watt er udtryk for energimængden i joule, som fx en pære bruger pr. sekund. Når en pære har en effekt på 7 watt, betyder det, at den omdanner 7 joule elektrisk energi pr. sekund til lys og varme. En gammeldags glødepære omdanner kun en lille del til lys, mens hovedparten af energien omdannes til varme. Derfor er den ikke lige så effektiv som en moderne energipære, som omdanner størstedelen af energien til lys. Vores forbrug af energi fra elværket måles i kilowatt-timer (kWh), hvor 1 kWh er den energi, der i løbet af en time omsættes af et apparat, der har en effekt på 1000 watt, fx en mikrobølgeovn. En typisk dansker bruger omkring 1500 kWh energi om året til el-apparater i hjemmet.

Energi findes i mange former. Fælles for dem alle er, at de ikke kan forsvinde, men at de kan omdannes til andre energiformer. Der findes:

• kerneenergi (også kaldet atomkraft) 
• bevægelsesenergi (kinetisk energi, som f.eks. opstår, når vand bevæger sig ned ad en flod) 
• beliggenhedsenergi (potentiel energi, som opstår, når vand opdæmmes) 
• mekanisk energi 
• elektrisk energi (som opstår, når energi bliver skubbet fra elektron til elektron i et ledende materiale) 
• termisk energi (energi, som opstår, når en genstand har oplagret varme) 
• kemisk energi (som er oplagret i fast stof som f.eks. benzin, olie og mad, og som omdannes ved forbrænding) 
• strålingsenergi (som er elektromagnetiske bølger).

     Fra solen kommer strålingsenergi, som planterne på Jorden udnytter i fotosyntesen. Man kan læse mere om de forskellige energiformer på Økolariets skoletjenestes hjemmeside, okolariet.dk (se kilder).

Der findes mange forskellige kilder til energi. Man inddeler de forskellige energikilder i to kategorier:

• Fossile brændstoffer, som også kaldes sort energi. Fossile brændstoffer er energikilder, der er blevet dannet over millioner af år af planterester og organisk materiale. Med tiden er de rester blevet udsat for stort tryk og høje temperaturer under jordoverfladen, og via kemiske processer er de blevet omdannet til kul, olie eller gas. Fossile brændstoffer udgør i dag ca. 64 procent af verdens strømforbrug. Men verdens lande arbejder på at nedbringe forbruget – dels fordi afbrænding af fossile brændstoffer frigiver store mængder af CO2, dels fordi de fossile brændstoffer er begrænsede. På et tidspunkt løber vi tør. Derfor er vi nødt til at omstille os til alternative former – såkaldt vedvarende energi. 
• Vedvarende energikilder er defineret ved, at de er uudtømmelige – vinden vil altid blæse, solen vil brænde, vand vil strømme. Der findes adskillige former for vedvarende energi. Vindenergi, solenergi, vandenergi, biobrændsel og atomkraft er de mest almindeligt anvendte. Læs mere i Faktalink-artiklen Vedvarende energi.

Der bruges to former for kul i vores kraftværker: brunkul, som er dannet for 15-20 millioner år siden, og stenkul, som er dannet for 300-350 millioner år siden. Kul består af planterester fra vådområder, moser og regnskove. Det er blevet dannet ved en proces, hvor planteresterne ligger under voldsomt tryk dybt under jorden i millioner af år. Derfor kan vi ikke bare sådan lige lave nyt kul. Kul er et hårdt materiale og udvindes i miner. Over halvdelen af det kul, der er tilbage, findes i Rusland, USA og Kina.

Olie er dannet af mikroskopiske organismer, fx planter og alger, der levede i urtidens hav for mere end 100 millioner år siden. Da de døde, sank de til bunds og begyndte en forrådnelsesproces, da der var meget lidt ilt til stede. Det er denne forrådnelsesproces og det enorme tryk, der har dannet olien. Den olie, vi i Danmark henter op fra Nordsøen, blev dannet for 140 millioner år siden.

Bioenergi er alle former for energi, der er fremstillet af såkaldt biomasse, altså materiale der har været levende eller kommer fra noget levende. Det kan fx være halm, træ, husdyrgødning, fedt fra dyr, forskellige planter med mere. Da planterne og træerne var levende, udnyttede de sollyset for at vokse. De lavede kort sagt energi til sig selv vha. fotosyntese. En del af den energi er fortsat lagret i deres blade, stamme og stængler, selv efter at planten er død. Materialet har således lagret solenergi. Samme lagrede energi findes i døde dyr og gødning. Det er den energi, vi kan udnytte ved forbrænding.

     I dag kommer ca. 16 procent af vores energi i Danmark fra biomasse, og halm, træpiller og træflis har i stort omfang erstattet kul til produktion af el og varme. Bioenergi kan også bruges til at fremstille brændstof til biler i form af såkaldt bio-ethanol. Det bliver fremstillet af majs, roer, halm eller træflis. Biodiesel kan fremstilles af dyrefedt eller planteolie.

Atomkraft er en energi, man fremkalder i et atomkraftværk, hvor man i en reaktor spalter grundstoffet uran. Man kan kort fortalt sige, at man slår atomkernen i stykker. Den proces kaldes fission. Når kernen bliver spaltet, dannes der varme. Den varme bruges til at opvarme vand, som bliver til damp, som trækker en turbine og således producerer elektricitet. I Danmark har vi ingen atomkraftværker. Det blev besluttet i 1985, at vi ikke skulle producere energi ved hjælp af atomkraft, fordi det kan have ganske alvorlige konsekvenser, hvis noget går galt, da det radioaktive affald, som spaltningsprocessen efterlader, er meget farligt. Mange lande ser anderledes på sagen og har etableret atomkraftværker, heriblandt Sverige, Tyskland og Frankrig.

Vedvarende energi er naturlige energikilder, som vi ikke løber tør for, fordi de vedligeholder sig selv. De vigtigste vedvarende energikilder er vandkraft, vindenergi, solenergi, energi fra biomasse og såkaldt geotermisk energi fra varmt grundvand, fremgår det af opslagsværket denstoredanske.dk (se kilder). Du kan læse mere om vedvarende energikilder i faktalinkartiklen Vedvarende energi.

Brint er det første grundstof i det periodiske system og det hyppigst forekommende grundstof i universet. Brint findes næsten ikke i ren form, men kan udvindes fra fossile eller vedvarende energikilder. Såkaldt grøn brint fremstilles ved en proces, der kaldes elektrolyse på baggrund af vedvarende energi. Det helt store potentiale ved at bruge brint i produktionen af energi er, at brint kan lagres. Således kan man fx gemme vindmøllestrøm fra dage, hvor der produceres mere, end elnettet kan håndtere, til dage, hvor det blæser mindre. Hos interesseorganisationen Brintbranchen i Danmark kalder direktør Tejs Laustsen Jensen brint for energipolitikkens schweizerkniv, fordi brint kan bruges til både at lagre overskydende energi og videreforædling af brint, så vi kan bruge brinten til at køre, sejle og flyve på, uden at det udleder skadelige partikler. Det kan man læse om på Brintbranchens hjemmeside, hvor man også finder en grafik, der viser, hvordan grøn energi fra fx vindmøller og solceller kan lagres og indgå i den såkaldte ”Power to X”-metode, der er under udvikling (se kilder).

Fjernvarme er varmt vand fra et kraftværk, som bliver fordelt til boligerne via et rørsystem i jorden. Fjernvarmen er et såkaldt transmissionssystem, der kan kobles sammen med alle former for varmeproduktion. På de danske fjernvarmeanlæg bliver der produceret fjernvarme af affald, flis, halm, vind, solvarme, geotermi (jordvarme, naturgas, olie, kul og overskudsvarme fra industrien). 72 procent af fjernvarmen er baseret på grøn energi som sol, vind, biomasse, biogas og geotermi. Samlet er der omkring 60.000 kilometer fjernvarmenet i Danmark, som forsyner ca. 65 procent af alle husstande med varme. Fjernvarme er ved lov omfattet af et princip om, at fjernvarmeselskaberne ikke må tjene penge, så fjernvarmen er non-profit. Det kan man læse på hjemmesiden danskfjernvarme.dk (se kilder).

Kul bruges til at lave el og varme på store kraftvarmeværker, hvor kullet forbrændes. Denne proces frigiver enorme mængder af CO2. Kul forurener på flere måder i atmosfæren. Danmarks forbrug af kul til strøm er i dag på 17 procent af det samlede forbrug, kan man læse på Klima-, Energi- og Forsyningsministeriets hjemmeside (se kilder).

Vi bruger ikke længere olie på vores kraftvarmeværker i Danmark. Vi bruger olien til at lave brændstof til transport – herunder benzin, dieselolie og brændstof til fly. Men ligesom kul er olie både en begrænset og klimabelastende ressource, fordi olie – ligesom kul – udleder enorme mængder CO2 til atmosfæren.

Selv om det er en fordel ved bioenergi, at man genbruger restprodukter, der ellers ville være gået til spilde til at lave energi, og man kalder bioenergi en CO2-neutral kilde, stilles der fra flere sider spørgsmålstegn ved, om biomasse har så lavt et CO2-aftryk, som vi normalt går ud fra. Biomasse kan være alt fra træ, halm og gylle til bionedbrydeligt affald og alger. I Danmark er det i høj grad træ (træflis og træpiller), der i dag brændes af i danske biomasseanlæg.

     Det er hverken CO2-neutralt at bruge maskiner til at fælde træer og omdanne dem til træflis og træpiller eller at transportere biomassen. Desuden udleder det CO2, når biomassen brændes af. Derfor er biomasse i Klimarådets optik ikke CO2-neutral på linje med sol- og vindenergi. Godt nok optages der CO2 igen, hvis der genplantes nye træer, men det sker ikke altid, og selvom der genplantes, kan der gå mange år mellem udledning og optag, hvilket kan påvirke klimaet negativt. Det tager nemlig tid for et træ at vokse sig så stort, at det kan optage samme mængde CO2, som det træ, man fældede for at skabe biomasse. Det udelukker dog ikke, at brug af biomasse som alternativ til fossile brændsler kan gavne klimaet, men det kræver, at Danmark regulerer afbrændingen af biomasse, så vi er sikre på, at den ikke udgør et problem for klimaet.

     Over halvdelen af det danske endelige forbrug af vedvarende energi kommer fra fast biomasse i form af træpiller, flis, brænde og halm. Dermed dækkes 16 pct. af det samlede danske energiforbrug af fast biomasse, konkluderer Klimarådet (se kilder). Det er den femte højeste andel blandt EU’s 28 medlemslande. Men hvor de andre lande i toppen af listen især brænder biomasse fra egne skove af, er Danmark unik ved, at hele 43 pct. af vores biomasseforbrug er importeret.

Vedvarende energi er naturlige energikilder, der som hovedregel kun i begrænset omfang belaster klimaet med CO2-udledning. Men selv vedvarende energi sætter klimaaftryk, fordi de anlæg og maskiner, der bruges til at omdanne energien, skal produceres, transporteres osv. Og det medfører udledning af CO2. Ofte er det vanskeligt at gennemskue det komplekse CO2-regnskab, der ligger bag produktionen af vedvarende energi. Og nogle gange bliver selv eksperter og branchekendte overraskede over klimaregnskabet, når det gås efter i sømmene. F.eks. har en undersøgelse fra Aalborg Universitet og arkitektvirksomheden Arkitema vist, at kun halvdelen af de undersøgte solpaneler havde et positivt klimaregnskab. Resten havde så stort et CO2-aftryk fra produktionen, at de enten var direkte skadelige eller kun lige akkurat kunne løbe rundt i et klimaregnskab.

     Forskerne bag undersøgelsen havde valgt 12 solpaneler, som er i handlen i Danmark, og medregnet udvinding af råmaterialerne, produktionen af selve solcellerne, energikilden i produktionslandene, den gennemsnitlige solindstråling i Danmark, elproduktionen i Danmark og bortskaffelsen af udtjente solceller. En stor del af solcelleanlæggene ville aldrig nå at spare så meget CO2, som der var blevet udledt for at producere dem, konkluderede rapporten. Det kan man læse i artiklen ”Mange solceller skader klimaet mere end de gavner” på Vid&Sans.dk (se kilder).  Det er også af afgørende betydning, hvor i verden man anvender solceller, hvis det skal give mening i et klimaperspektiv, som man kan læse i artiklen ”Sollys i stikkontakten” på Vid&Sans (se kilder).

Fordelene ved atomkraft er, at energiproduktionen på et atomkraftværk stort set ikke udleder CO2. Samtidig findes der endnu store mængder af grundstofferne uran og plutonium, der skal bruges i processen. Uran rummer enorme mængder af energi. Faktisk kan 780 gram uran dække én persons totale forbrug af energi til transport, mad, varme, el osv. i et helt år. Hvis man skulle dække samme behov med kul, skulle man til sammenligning bruge 3000 kilogram.

Det er omdiskuteret, hvor klimavenligt brint er som brændstof til biler. Der er nemlig forskellige måder at fremstille energi på ved hjælp af brint, og ikke alle er lige grønne, forklarer professor og klimaforsker på afdelingen for miljøsystemvidenskab ved det schweiziske forbundsteknologiske institut ETH i Zürich Anthony Patt. I artiklen “Klimaforsker: Brintbiler er en utrolig dårlig idé” på 24tech.dk (se kilder) forklarer han, at den grå brint, som er den mest almindelige, udleder kuldioxid og metan, som skader miljøet. Den blå brint fremstilles af naturgas, som er et fossilt brændstof, der ikke er klimavenligt. Den grønne brint er den eneste af de tre, som er klimavenlig, fordi den ikke producerer direkte CO2-udledning. Problemet er, argumenterer Anthony Patt i artiklen, at det i de fleste tilfælde ville være mere effektivt og billigere at anvende vedvarende energi direkte.

Størstedelen af fjernvarmeproduktionen i Danmark, ca. 72 procent, er baseret på vedvarende energi. Resten af varmen bliver til ved afbrænding af de fossile brændsler kul og olie. Men Danmarks omstilling til vedvarende energi er hovedsageligt båret af skift fra kul og gas til biomasse – det kan man læse i Klimarådets faktaark om Danmarks biomasseforbrug (se kilder). Mange af de store kraftvarmeværker er de seneste år blevet omstillet fra at fyre med kul og naturgas til at fyre med træpiller og træflis, mens biomasseforbruget i de mindre fjernvarmeanlæg primært består af træflis og halm. I Klimarådets optik er biomasse ikke CO2-neutral på linje med sol- og vindenergi, fordi afbrænding af biomasse udleder CO2. Det kræver derfor stram regulering at sikre, at biomassen reelt er klimavenlig, f.eks. gennem genplantning af træer (se mere under afsnittet "Hvordan påvirker bioenergi klimaet?" herover.)

Både olie og kul er klimabelastende energikilder, da afbrænding af begge udleder enorme mængder af CO2 til atmosfæren og i det hele taget forurener og skaber smog, der er sundhedsskadeligt, og som i dele af verdens storbyer har gjort det decideret sundhedsskadeligt at færdes udendørs uden maske. Dels er olie og kul begrænsede ressourcer, som det har taget millioner af år at danne. Dels er der vægtige økonomiske argumenter for at gøre sig uafhængig af kul og olie. 64 procent af oliekilderne findes fx i Mellemøsten, og eftersom mange fortsat er dybt afhængige af olien, har dem, som sidder på oliekilderne, mulighed for at skrue oliepriserne meget højt op. De kan også bruge de fossile brændstoffer som pressionsmiddel for at tiltvinge sig magt og indflydelse. Aktuelt ser vi fx, at Rusland truer med at lukke gasforsyningen til Europa.

Et af de stærke argumenter for at bruge atomkraft er, at atomkraft nærmest ikke udleder CO2. Dernæst er det en klar fordel, at grundstoffet uran findes mange steder i verden, og at der er uran nok til flere hundrede års energiproduktion. Det er også billigere at benytte uran end fossile brændstoffer som kul og olie, og der er ikke de samme udsving i priserne som ved olie. Dernæst skal man ikke bruge særligt meget uran for at frembringe energi. Modstanderne af atomkraft fremhæver det faktum, at atomkraft efterlader et stærkt skadeligt restprodukt, det såkaldte radioaktive affald, som der er store udfordringer forbundet med at opbevare. Det radioaktive affald er meget skadeligt for mennesker og jorden og skal derfor opbevares sikkert i mange tusinde år, indtil det ikke længere er skadeligt. Dernæst har det store konsekvenser, hvis der sker ulykker på et atomkraftværk, så det radioaktive affald slipper ud og gør skade. Ifølge Danmarks førende forsker inden for atomkraft, Bent Lauritzen, der er sektionsleder for strålingsfysik på DTU og tilknyttet EU’s EURATOM-program som ekspert, burde Danmark interessere sig langt mere for, hvordan atomkraft kan indgå i fremtidens bæredygtige energiforsyning. Atomkraft er et helt nødvendigt supplement til vind- og solenergi, hvis vi skal indfri målsætningerne om såkaldt emmisionsfrihed (det vil sige erstatning af fossile brændstoffer med alternative energikilder, der ikke udleder CO2) i 2050, argumenterer han. I marts 2021 fastslog EU’s Joint Research Center, at atomkraft ikke gør skade på mennesker og miljø, og at det derfor kan klassificeres som en grøn og bæredygtig energikilde. Herefter har EU-kommissionen lagt op til, at investeringer i atomkraft fremover bliver klassificeret som grønne. Derfor bør Danmark undersøge mulighederne for at implementere kernekraft i fremtidens bæredygtige energiforsyning, argumenterer Bent Lauritzen i artiklen ”Atomkraft kan gøre energiforsyningen mere bæredygtig” på Vid&Sans.dk (se kilder).  I artiklen ”Liberal Alliance: Muligheden for atomkraft i Danmark skal undersøges” i Kristeligt Dagblad (se kilder) melder partiet Liberal Alliance ud, at de mener, der bør nedsættes en såkaldt Niels Bohr-kommission, der skal granske mulighederne for, om kernekraft kan indgå som en del af løsningen i den grønne omstilling.

Energiforsyning er ikke alene et spørgsmål om klima, men også et vigtigt økonomisk og politisk spørgsmål. Når det er en del af regeringens politik at gøre Danmark uafhængigt af kul, gas og olie inden 2050, er det ikke alene for at leve op til klimaaftalen (Parisaftalens) løfte om at reducere udledningen af CO2 og begrænse temperaturstigningen til maksimalt 2 graders celsius. Det handler også om, at det er vigtigt for Danmark at have en stabil energiforsyning, fordi mange af samfundets vitale funktioner er sårbare overfor svigt i energiforsyningen i kortere eller længere perioder. Herudover ønsker politikerne at gøre Danmark uafhængig af svingninger i energipriserne og at forhindre, at lande, der sidder på energikilderne, kan bruge deres brændstof som pression og magtmiddel i eventuelle konflikter. Det vil også økonomisk set være en fordel for Danmark selv at producere og levere energi, fordi energi er en væsentlig eksportvare. Det kan man læse på Energistyrelsens hjemmeside under overskriften ”Dansk Energipolitik” (se kilder).

Selvom vi i Danmark er langt i udviklingen af vedvarende energikilder, mangler vi fortsat at finde løsninger på, hvordan vi kan klare os alene vha. vedvarende energi. 41,5 procent af Danmarks energiforbrug blev i 2020 leveret af vedvarende energikilder, fremgår det af nøgletal for 2020 på Energistyrelsens hjemmeside (se kilder). Udfordringen er, at energi fra sol, vind osv. ikke er stabil, og at vi fortsat ikke i tilstrækkelig grad kan lagre og opspare energi fra vedvarende naturlige energikilder, så vi fx kan få strøm fra vindmøllen, også når det ikke blæser. En anden omfattende opgave er at udbygge elnettet, så vi kan sende energien fra fx vindmøller ud til de enkelte huse. I 2018 blev alle Folketingets partier enige om en energiaftale, som indebærer, at der er afsat penge til at nå målet: at 55 procent af Danmarks samlede energiforbrug i 2030 er dækket af vedvarende energi (se kilder).

Energipolitik er et af de helt centrale arbejdsområder i EU-samarbejdet. De seneste år er det blevet styrket, og der er kommet stort fokus på i fællesskab at sikre et uafhængigt europæisk energimarked med stor forsyningssikkerhed og at støtte udviklingen af vedvarende energi som led i de klimapolitiske ambitioner og forpligtelser, der følger af Parisaftalen. EU’s Energiunionsstrategi, som blev lanceret af EU-Kommissionen i 2015, har bl.a. til formål at styrke forsyningssikkerheden, at udbygge infrastrukturen og styrke samarbejdet mellem landene, at lave et nyt el-markedsdesign og at styrke forskning og innovation af vedvarende energi. Det kan man læse på Klima-, Energi- og Forsyningsministeriets hjemmeside under overskriften ”Energiunionen” (se kilder).