Fakta om energikilder

Når vi henter opp olje og gass fra havet, kan de brukes til å lage energi i kraftverk. Der blir energien frigjort gjennom forbrenning, altså at vi brenner oljen eller gassen for å varme opp vann. Vannet koker under høyt trykk, og dampen driver store turbiner som lager elektrisitet.

Dette er en prosess der mye energi forsvinner som varme til omgivelsene. Noe av varmen kan likevel utnyttes på nytt, for eksempel til å gi fjernvarme til hus og bygninger som ligger i nærheten av kraftverket. I moderne anlegg kan varmen også føres tilbake i prosessen for å lage mer energi.

Et viktig miljøaspekt er at fossile energikilder som olje, kull og gass ikke er fornybare, og når vi brenner dem slipper de ut gasser som bidrar til drivhuseffekten og klimaendringer. Derfor prøver vi i dag å fase ut fossile energikilder til fordel for fornybare energikilder som sol, vind og vann.

Energi fra spalting av radioaktive isotoper

I dag kan vi bare hente energi fra atomkjerner ved å spalte dem. Denne prosessen kalles fisjon. Det forskes også på hvordan vi kan få energi fra fusjon, altså når atomkjerner smelter sammen, men det er mye vanskeligere, fordi det krever temperaturer og trykk vi foreløpig ikke kan gjenskape i stor skala på jorden.

I et atomkraftverk brukes lavt anriket uran som drivstoff. Naturlig uran inneholder lite av den svært radioaktive isotopen U235 som er drivkraften i fisjonsprosessen, bare ca. 0,7 %, mens over 99 % stort sett består av den vanligste isotopen, U-238, som er betydelig mindre radioaktiv. Anriket uran har vært gjennom en prosess som øker andelen U-235 i materialet. Uran som brukes i de vanligste atomkraftverkene er anriket til mellom 3 og 5 % U-235, mens uran brukt i atomvåpen inneholder høyt anriket uran, med over 20 % U-235.  Når atomkjernene til U-235 spaltes, frigjøres varmeenergi. I atomkraftverkene brukes denne varmen til å koke vann slik at det dannes damp som driver store turbiner, akkurat som i andre kraftverk. De store, hvite røyksøylene man kan se over et atomkraftverk inneholder bare vanndamp.

Hvis vi bare har små mengder U-235, merker vi ikke varmen. Men når man samler nok på ett sted, kan det starte en kjedereaksjon: Uranatomene spaltes, og nye nøytroner frigjøres. Disse treffer andre uranatomer, som også spaltes, og prosessen fortsetter. Da øker varmeutviklingen raskt. Hvis det samles for mye anriket uran på ett sted, kan vi få det vi kaller kritisk masse. Da kan reaksjonen løpe løpsk og i verste fall føre til en eksplosjon. For lavt anriket uran er kritisk masse godt over et tonn, noe som gjør det uegnet til våpenbruk, og som også gjør at katastrofal nedsmelting i en reaktor på et vanlig atomkraftverk ikke skjer helt uten videre.

For å holde alt under kontroll, bruker atomkraftverk spesielle kontrollstaver laget av materialer som kan bremse eller stanse kjedereaksjonen. Stavene står i et rutenett mellom uranpellets som utgjør brenselet. Ved å flytte stavene inn eller ut kan man regulere hvor mange nøytroner som treffer nye uranatomer. På den måten kan man senke eller øke temperaturen og dermed styre produksjonen av energi.

Alt overvåkes nøye i et atomkraftverk: både temperatur og aktivitet må kontrolleres hele tiden for å unngå at kjedereaksjonen kommer ut av kontroll.

Energi fra vann

Når vann renner med stor kraft, kan vi fange opp energien og gjøre den om til elektrisitet. Det skjer i et vannkraftverk, som det vi ser her på bildet: Rånåsfoss kraftverk i Sørum, ett av de mest kjente kraftverkene i Norge.

Inne i kraftverket får vannet fra Glomma elv turbinene til å snurre rundt. Turbinene er koblet til generatorer som lager strøm. Slik kan energi fra vann i bevegelse gjøres om til elektrisk energi, som vi kan bruke i hus, skoler, fabrikker og på nettbrettene våre.

Norge har lange tradisjoner med vannkraft. Allerede på 1800-tallet ble de første vannkraftverkene bygget, blant annet for å gi strøm til fabrikker og belysning. I dag er moderne vannkraftverk svært effektive og kan utnytte rundt 85 % av energien i vannet som er lagret i magasiner.

Det forskes også på nye måter å bruke vannets kraft på, for eksempel gjennom bølgekraftverk og tidevannskraftverk, men disse teknologiene er foreløpig ikke like stabile og utbredte som vannkraften vi kjenner.

Energi fra vind

Vindmøller, eller vindturbiner, blir stadig vanligere og kan levere store mengder elektrisk energi når de bygges i store parker. Bildet viser Hywind Tampen, verdens største flytende vindpark, som ligger i Nordsjøen og forsyner olje- og gassplattformer med strøm. Se videoen om Hywind Tampen for å lære mer.

På land kan vindmølleparker møte motstand fordi de krever store inngrep i naturen, og fordi folk kan bli naboer til de høye møllene. Til havs er det annerledes: Her er det ingen som blir direkte naboer, og vinden blåser jevnt og sterkt uten hindringer fra fjell og bygninger. Det gjør produksjonen mer stabil.

Likevel finnes det også utfordringer. Ute i havgapet må vindturbinene tåle mye: høye bølger, saltvann, slitasje og krevende værforhold. Det er også kostbart å legge lange kabler på havbunnen for å føre strømmen i land.

Med Hywind Tampen har Norge vist at dette likevel er mulig. Flytende vindparker gjør energiproduksjonen renere, og teknologien kan i fremtiden tas i bruk i mange andre land med mye vind til havs.

Les mer om Hywind Tampen hos Equinor.

Energi fra sol

Sola gir oss enorme mengder energi hver dag, og vi kan utnytte den på flere måter. På bildet ser vi taket på Trosvik skole i Fredrikstad, der det er montert solceller. Disse solcellene gjør om sollyset direkte til strøm, som kan brukes i skolens bygninger til lys, oppvarming eller datamaskiner.

I tillegg finnes det solfangere, som utnytter varmen fra sola mer direkte. De kan for eksempel varme opp vann til dusjer, varmtvannsberedere eller gulvvarme. Selv enkle solfangere kan brukes til å varme opp badevann i en hage.

Sola kan også utnyttes ved smart byggdesign. Materialer i bygninger kan lagre varme fra dagen og avgi den igjen om natten, slik at temperaturen holder seg jevn. Enkelte drivhus har for eksempel betonggulv som lagrer solvarmen på denne måten.

Solenergi er en fornybar ressurs, og med teknologi som solceller og solfangere kan vi bruke den stadig mer effektivt – akkurat slik Trosvik skole gjør her.

Energikilder og -bærere

Når vi snakker om energikilder, mener vi hvor vi henter energien vår fra. Energi er noe vi trenger hele tiden – for å lage mat, varme opp husene våre, lade mobiler, kjøre biler og busser, og til å få lys i lamper.

En energibærer er energi fra en energikilde, men den er omformet sånn at den kan transporteres. Elektrisk energi, bensin, diesel, anriket uran og hydrogen er alle eksempler på energibærere. Ingen av dem finnes i store, stabile mengder i naturen, men vi lager dem fra andre energikilder, slik at vi lettere kan transportere og utnytte energien

Noen energikilder kan vi bruke igjen og igjen uten at de går tomme. Disse kalles fornybare energikilder. Sola skinner hver dag, vinden blåser og vannet renner i elver og fosser. Alt dette kan vi bruke til å lage strøm eller varme. Det fine med fornybar energi er at den aldri tar slutt så lenge vi tar vare på naturen.

Andre energikilder kan brukes opp. Disse kalles ikke-fornybare energikilder. Olje, kull og gass er eksempler på det. De kalles også fossile energikilder, fordi de ble til av planter og dyr som levde for millioner av år siden. Når vi brenner olje, kull eller gass, får vi mye energi, men vi slipper også ut gasser som skaper forurensning og gjør klimaet på jorda varmere.

Derfor prøver vi i dag å bruke mer fornybar energi. Ved å bygge solcellepaneler, vindmøller og vannkraftverk kan vi få den energien vi trenger på en måte som er bedre for miljøet. Da sparer vi også på de ikke-fornybare energikildene, slik at de varer lengre.

Kort sagt kan vi si:

• Fornybare energikilder = kan brukes igjen og igjen (sol, vind, vann).

• Ikke-fornybare energikilder = tar slutt en dag (olje, kull, gass, uran).