Oändlig energi
Oändlig energi

Jorden är full av energikällor som kan förse framtidens samhälle, när all olja och kol har tagit slut.

© Shutterstock

Här är framtidens energi

Jordens inre, människokroppen och världshaven. Därifrån ska jordens energiförsörjning komma i framtiden, när fossila bränslen som kol, olja och naturgas tillhör det förflutna.

9 januari 2018 av Rolf Haugaard Nielsen

Världens energiförbrukning har ökat med mer än 50 procent de senaste 20 åren – och utvecklingen fortsätter. 

I dag förbrukar jordens cirka sju miljarder människor en energimängd som motsvarar mer än 14 miljarder ton olja om året. Bara en sjundedel kommer från hållbara källor och kärnkraft. Över 80 procent ­produceras fortfarande genom förbränning av kol, olja och naturgas. 

Det har tagit jorden miljontals år att bilda lagren av dessa fossila bränslen i underjorden, men vi kan bränna upp materialen på bråkdelen av en geologisk sekund. Energibolaget BP uppskattar att jorden fortfarande innehåller tillräckligt mycket kol för att täcka världens nuvarande förbrukning i 153 år, medan de kända oljereserverna räcker i 50 år. 

Därför måste vi hitta nya energikällor, som inte tar slut och kan se till att det fortfarande kommer ljus i glödlampan när vi trycker på strömbrytaren om 100 år. 

Och runt om i världen är forskare och ingenjörer redan i färd med att hitta en lösning på var framtidens energi ska komma ifrån.

# DE GRÖNA

Vindkraftverken har växtvärk

Vindmøller
© Shutterstock

På 1980-talet började man på många håll systematiskt att placera ut vindkraftverk. 

Den tidens vindkraftverk var 15 meter höga och hade 55 kilowatts effekt, vilket innebar att de med en timmes optimal vind kunde producera el så att det räckte till att en kaffebryggare kunde stå på i tio minuter om dagen i ett år. 

År 2017 invigdes en vindkraftspark i England med världens största vindkraftverk. Dess vingspetsar når 187 meter över havs ytan och effekten är åtta megawatt. 

Ett varv av rotorn producerar el så att det täcker en familjs dygnsförbrukning.

  • SÅ LÅNGT HAR VI NÅTT: Vindkraft täcker cirka tre procent av världens elförbrukning i dag, men år 2050 kan den ha vuxit till 33 procent.

  • FÖRDELAR: Till havs kan man bygga enorma vindkrafts parker som kan utnyttja de ihållande vindarna där.

  • NACKDELAR: På land störs människor av vindkraftverkens buller

Fördjupa dig i minsta detalj av vårt fantastiska universum med en prenumeration på Illustrerad Vetenskap

Hus blir självförsörjande

Solceller
© Shutterstock

Solceller är världens snabbast växande energiteknik. Tillväxten sker inte bara i form av stora anläggningar i världens öknar. 

Företag utvecklar takplattor, fönster och tegelstenar som fungerar som solceller och som kan täcka hela huset. 

I kombination med ett stort batteri kan solcellerna förse ett helt hushåll med energi.

Tidvattnets kraft utvinns 

En 11,5 kvadratkilometer stor damm i kombination med 16 turbiner ska göra brittiska Swansea Bay till ett kraftverk. 

Vid flod översvämmas en fördämning, och när vattennivån sjunker sju–nio meter vid ebb rinner vattnet tillbaka ut i havet genom turbinerna. 

Anläggningen ska producera el till 155 000 hushåll.

Jordens inre är stekhett 

Geotermiska anläggningar´är vanliga på Island.

© UNIVERSAL IMAGES GROUP/GETTY IMAGES

För varje kilometer ned under markytan blir det 25 grader varmare. 

Denna värmeenergi kan utvinnas genom att man pumpar vatten genom ett kretslopp i marken så att vätskan värms upp. 

Systemet kan antingen värma vatten till fjärrvärme eller driva en turbin och en generator som producerar el.

# DE MÄNNISKOSKAPADE

Trottoar fångar upp energi

Fotgängare på Bird Street i London kan gå på världens första elproducerande trottoar.

© HANNAH MCKAY/REUTERS/SCANPIX

År 2017 fick Bird Street i London, England, världens första elproducerande trottoar. Under fogarna mellan trottoarplattorna sitter så kallade piezoelektriska generatorer, som omvandlar trycket från fötterna till el. 

Elen uppstår när det mekaniska trycket på plattorna bildar ett elektriskt fält i det piezo elektriska materialet och skapar en ström av elektroner genom generatorerna. 

Strömmen lagras i batterier som avger energi till gatlyktorna på kvällen. 

Om liknande trottoarer hade använts konsekvent i alla storstäder skulle de många invånarnas trampande fötter kunna producera tillräckligt med energi för all belysning i metropolerna.

  • SÅ LÅNGT HAR VI NÅTT: I dag används tekniken bara på en enda trottoar.

  • FÖRDELAR: Energin från fotgängarna utnyttjas i stället för att gå till spillo.

  • NACKDELAR: Det är dyrare än en vanlig trottoar.

Passagerare värmer upp byggnad

Varje dag passerar 250 000 personer genom Stockholms centralstation.

Värmestrålningen från de promenerande människornas kroppar leds ut via ventilationssystemet, som är kopplat till en värmeväxlare.

Därifrån överförs värmen till vatten, som leds in i värme anläggningen på en 13 våningar hög kontorsbyggnad vid stationen. 

Systemet gör att uppvärmningen av byggnaden blir 20 procent billigare.

  • SÅ LÅNGT HAR VI NÅTT: Kroppsvärme driver bara ett fåtal system i världen.

  • FÖRDELAR: Metoden är billig och värmen från resenärerna används i stället för att ventileras ut och gå till spillo.

  • NACKDELAR: Produktionen kan inte ersätta annan uppvärmning helt och hållet.

Är du inte prenumerant men vill läsa det aktuella temanumret så finns tidningen att köpa i kiosker och affärer.

Storstadens buller tänder gatlyktorna

En skyskrapa täckt av små hår kan fånga storstadens oväsen och omvandla ljudvågorna till el.

Mitt i ett vitt förgrenat nätverk av motorvägar står den hundra meter höga skyskrapan Soundscraper. 

Ljudet av bildäcken som rullar fram över asfalten är öronbedövande, men bullret innebär bara fördelar för byggnaden. 

Den är nämligen täckt av 84 000 flimmerhår som omvandlar ljudvågornas rörelser i luften till el. 

Soundscraper finns än så länge bara i form av arkitektritningar, men år 2013 deltog höghuset i en tävling som utlysts av en arkitekturtidskrift. 

Om den håriga byggnaden byggs vid en hårt trafikerad motorväg eller mitt i en bullrig storstad kan oljudet från omgivningarna omvandlas till 150 megawatts effekt, vilket motsvarar kapaciteten hos 20 av dagens största vindkraftverk. 

Elproduktionen kan täcka tio procent av förbrukningen till gatubelysningen i en storstad som Los Angeles.

  • SÅ LÅNGT HAR VI NÅTT: Byggnaden finns än så länge bara på ingenjörernas ritbord.

  • FÖRDELAR: Elproducerande skyskrapor kan utan problem byggas i storstäder, till skillnad från jättelika vindkraftsparker.

  • NACKDELAR: Byggnaden behöver stå på en plats med mycket buller och måste därför ljudisoleras mer för att människor ska kunna vistas i den.

# DE FRAMTIDA

Framtidens samhälle drivs av väte

Dagens fossila samhälle drivs huvudsakligen av olja, kol och gas, men i framtiden kommer vi att få vår energi från väte.

När gröna energikällor i framtiden tar över elproduktionen blir produktionen instabil. 

När det blåser och solen skiner från en molnfri himmel producerar vindkraftverk och solceller betydligt mer ström än samhället förbrukar. 

I dag kan bara små mängder el lagras på batterier till vindstilla och molniga dagar, men i framtidens samhälle kommer all energi att kunna lagras i form av väte tills den behövs, så att även överskjutande el kan utnyttjas.

Elen klyver vatten till syre och väte som sparas i stora tankar. Elen används när bränsleceller omvandlar det lagrade vätet till vatten genom tillförsel av syre.

  • SÅ LÅNGT HAR VI NÅTT: Flera delar av vätesamhället har utvecklats: Lagringsmetoder, bilar, elvärme och bränsleceller

  • FÖRDELAR: Processen medför inga för oreningar eftersom den bara producerar vatten, syre och väte.

  • NACKDELAR: I dag är energiförlusten alltför stor när elen omvandlas till väte och tillbaka igen. Nya metoder kan dock minska problemet.

Kärnkraft skrotar uran

Piller av torium kan vara framtidens kärnbränsle.

© HEIN VAN DEN HEUVEL/NGR/CORBIS/GETTY IMAGES

Grundämnet torium kan komma att driva framtidens kärnkraftverk. 

År 2017 inledde en forskargrupp i Holland försök med en reaktor som drivs av enbart torium. I reaktorn omvandlas ämnet till klyvbart uran-233 genom bestrålning av neutroner. 

När processen har startats producerar kärnklyvningar i uranet nya neutroner som omvandlar alltmer torium, tills ämnet praktiskt taget är helt förbränt. 

Toriumreaktor 

© HEIN VAN DEN HEUVEL/NGR/CORBIS/GETTY IMAGES

Som en jämförelse använder dagens kärnkraft bara några få procent av det klyvbara uranet i bränslet.

  • SÅ LÅNGT HAR VI NÅTT: Torium är i dag ett komplement till uran i kärnkraftverk i Indien.

  • FÖRDELAR: I framtiden kommer kraftverken att kunna utnyttja nästan all energi i toriumet.

  • NACKDELAR: Även denna metod skapar radioaktivt avfall, fast i betydligt mindre mängder än dagens kärnkraft.

Havsvatten driver reaktor

Fusionsreaktor 

© ITER

Fusionsenergi är forskarnas heliga Graal. Metoden utnyttjar tungt väte i havsvatten och kan ge närmast oändliga mängder energi. År 2025 är fusionsreaktorn Iter klar. 

Där ska forskarna försöka få tungt väte och supertungt väte att smälta samman vid 200 miljoner grader och avge tio gånger mer energi än vad uppvärmningen kräver.

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: