Vedvarende energi (sol, vind, vand, geotermisk)

Geovidenskab A · STX · A-niveau · Ressourcer og bæredygtighed

🌍 Vedvarende energi (sol, vind, vand, geotermisk)

Vedvarende energi = kilder der genoplades indenfor menneskelig tidsskala. De er nøglen til den grønne omstilling og til at undgå klimakatastrofe.

De 5 hovedtyper

| Type | Andel global el (2024) | Vækst |

|---|---|---|

| Vandkraft | 16% | Stabil |

| Vindenergi | 7% | Eksploderer |

| Solenergi | 5% | Eksploderer |

| Geotermisk | 0,5% | Niche |

| Bioenergi | 2% | Stabil |

1. Solenergi

#### Photovoltaik (PV)

• Silicium-celler omdanner foton → elektron-hul-par → strøm
• Effektivitet 22-26% (kommerciel), op til 47% i lab (multi-junction)
• LCOE (omkostning) faldet 90% siden 2010
• Nu billigste el-kilde mange steder

#### Solfangere

• Termisk solenergi → varmtvand og rumvarme
• Effektiv i sommerhuse

#### CSP (Concentrated Solar Power)

• Spejle koncentrerer sollys → smeltet salt → damp → turbine
• Kan lagre energi flere timer (mod natten)

2. Vindenergi — Danmarks specialitet

#### Princip

• Turbiner omdanner kinetisk vind-energi → mekanisk → elektrisk
• Effekt: $P = \\frac{1}{2} \\rho A v^3 C_p$
• Vind-energi vokser med kubisk af hastighed!

#### Onshore vs. offshore

| Type | Fordele | Ulemper |

|---|---|---|

| Onshore (land) | Billigere, lettere | Lokal modstand, mindre stabil vind |

| Offshore (hav) | Mere stabil vind, ingen klager | Dyrere, vedligehold svært |

#### Danmark — vindenergi-pioner

• Vestas (Danmark) og Siemens Gamesa = verdensledende
• Vindmølleparker: Anholt, Horns Rev, Kriegers Flak
• Energiøer under planlægning (3 GW + 2 GW)
• 2024: ~55% af dansk elektricitet er vind!
• Nogle dage over 100% — vi eksporterer

3. Vandkraft

#### Dæmningsvandkraft

• Hoover Dam (USA) — 2 GW
• Three Gorges Dam (Kina) — 22,5 GW (verdens største!)
• Itaipu (Brasilien/Paraguay) — 14 GW
• Pålidelig, kontrollerbar

#### Løbevand

• Ingen stor dæmning
• Mindre miljøpåvirkning
• Mindre kapacitet

#### Pumpe-lager

• Energilager: pump vand op om dagen, kør det ned om natten
• Vigtig back-up for vind/sol

Global andel: ~16% af al elektricitet — størst vedvarende kilde.

4. Geotermisk energi

#### Princippet

• Jordens indre varme (~300°C ved 5 km dybde)
• Damp eller varmt vand bruges til turbiner

#### Island — 100% vedvarende

• 80-90% af elektricitet fra geotermisk + vandkraft
• 90% af opvarmning fra geotermisk
• Resten er olie til biler

#### EGS (Enhanced Geothermal Systems)

• "Skab" geotermiske reservoirer hvor der ikke er naturlige
• Bore ned, pumpe vand, hente damp
• Stadig i udvikling

5. Andre vedvarende kilder

#### Bølge- og tidevandsenergi

• Umoden men har potentiale
• Frankrig har tidevands-anlæg ved La Rance siden 1966
• Forsøgsanlæg ved Skotland, Portugal

#### Bioenergi

• Brænde (stadig vigtigst globalt!)
• Biogas (gylle, affald)
• Bioethanol (sukker, majs)
• Biodiesel
• Kan være CO₂-neutral hvis bæredygtigt

Status 2024

Globalt:

• 30% af al elektricitet er VE
• Hurtigst voksende: sol og vind
• IEA forventer fordobling inden 2030

Danmark:

• 55% af elektricitet er vind
• 80% af al el er vedvarende
• Mål: 100% inden 2030

Mål for 1,5°C

IPCC siger: ~70% vedvarende energi inden 2030 globalt — det er en kæmpe opgave!

Udfordringer

#### Intermittens

• Vind blæser ikke altid
• Sol skinner ikke altid
• Behov for lagring (batterier, brint, vand)

#### Net-stabilitet

• Smartgrid kræves
• Distribueret produktion

#### Kritiske råstoffer

• Lithium, kobolt til batterier
• Sjældne jordarter til vindturbiner
• Genanvendelse vigtig

#### Areal

• Vindmøller kræver plads
• Solfarme tager landbrugsjord
• "Local opposition"

Vidste du at...

💨 Danmark producerer nogle dage over 100% af sit elforbrug fra vind alene — vi eksporterer overskuddet til Norge, Sverige og Tyskland

☀️ Solpaneler koster 90% mindre end i 2010 — nu billigste elektricitet i mange lande

🏔️ Three Gorges Dam i Kina holder så meget vand, at det påvirker Jordens rotation målbart!

🇮🇸 Island kører på 100% vedvarende el (geo + hydro) — én af de få lande i verden, der har opnået dette

Læringsmål

• Vurdere fossile vs. vedvarende energikilder
• Beregne vindmølle-effekt (P = 0.5·ρ·A·v³·C_p)
• Forklare Klimaloven 2020 (DK)
• Vurdere atomkraft (fission, fusion)
• Identificere kritiske råstoffer (Li, Co, sjældne jordarter)

Sådan kan du arbejde med emnet

• Sammenlign sol-, vind-, vand- og geotermisk energi på et udvalgt punkt, fx geografisk afhængighed
• Forklar hvordan geotermisk energi udnytter varme fra Jordens indre
• Diskutér hvilke vedvarende energikilder der er mest oplagte i Danmark, og hvorfor

Eksperiment-forslag

• Beregn vindmølle-effekt: P = 0,5·ρ·A·v³·C_p for en 5 MW offshore-mølle (rotor-diameter 200 m, v = 12 m/s, C_p = 0,45).
• Sammenlign LCOE (kr./kWh) for sol, vind og kul i 2010 vs. 2024 — hvad forklarer solpanelers 90%-prisfald?
• Diskuter intermittens-problemet: beregn, hvor mange timers batterilagring Danmark behøver for 100% vedvarende elektricitet.

Brobygning

Vedvarende energi er teknologien — politisk omsætning kræver en lovramme: videre til Energiomstilling (Klimaloven 2020) som Danmarksmodellen for juridisk bindende klimamål.