Vindenergi og energiøer

For at opnå et samfund fri for fossile brændstoffer, der samtidig tilgodeser et stigende behov for energi, er det nødvendigt at udbygge kapaciteten af vedvarende energi. I den forbindelse er vindenergi fortsat den billigste energiteknologi, vi har til rådighed.

Billede af vindmøller ved storebæltsbroen. Vindenergi er en af de teknologier, der skal bidrage til den grønne omstilling.
Mere end 40 pct. af den samlede danske elproduktion kommer fra vindmøller, og vindenergi udgør derfor et vigtigt element i omstillingen af energisystemet, som skal sikre, at Danmark bliver uafhængig af fossile brændsler i 2050.

Hvad er vindenergi?

Vindenergi er forureningsfri energi produceret udelukkende ved hjælp af vind fra vindmøller, der kan opstilles både på land og til vands. I forbindelse med produktion, transport og installation af vindmøller udledes C02, men denne udledning tjenes typisk hjem i løbet af 6-12 måneder af en vindmølles levetid. Vindmøller opstillet i dag har en designlevetid på 25 år, men har ofte vist sig at holde i 30 år eller mere.

Verden er i fuld gang med en grøn omstilling, og i tiltagende omfang bliver vindmøllerne anvendt som erstatning for fossile kraftværker. Mere end 40 procent af den samlede danske elproduktion stammer ifølge Energistyrelsens fra vindmøller. Dermed spiller vindenergi den bærende rolle i omstillingen af det danske energisystem, som skal sikre, at Danmark i 2050 er CO2-neutral.

Vindmøller og vindenergi står dog i dag for under fem procent af al den samlede elektricitet, som bliver produceret i verden. Det Internationale Energiagentur (IEA) vurderer imidlertid, at andelen i 2050 kan blive så høj som 36 pct. Det kræver dog, der fremover bliver ved med at investere i vindmøller og vindteknologi, så vi kan blive endnu bedre til at udnytte vindens kræfter - Ikke kun i Danmark, men også globalt.

Hvordan virker en vindmølle?

En vindmølle virker ved, at blæsten fra vinden får vindmøllens vinger til at dreje rundt. Når luften rammer vindmøllens vinger, overføres energi til vingerne, der trækkes rundt. Energien bruges til at trække en generator, der sidder inde i vindmøllehuset (nacellen). Generatoren skaber strøm ved hjælp af elektromagnetisk induktion, hvor en magnet drejes rundt i et kammer med spoler. Når magneten drejer rundt, ændres magnetfeltet i spolerne, og herved skabes strøm. Strømmen føres normalt videre til elnettet, der udgør det system af ledninger, der transporterer strømmen videre ud i forbrugernes stikkontakter.

Hvordan udnyttes strøm fra vindmøller?

Langt den største producerede strøm fra vindmøller udnyttes i det offentlige elnet, hvorfra der er kabelforbindelser til de fleste af vores nabolande. Vindenergiens andel af elproduktionen i Danmark var i 2021 på 47 procent.

Kabelforbindelserne til udlandet sikrer, at der altid er et marked for den producerede energi. Det gælder også, når det er blæsevejr, og vi har overskud af vindenergi i det danske energisystem. Derudover skal kabelforbindelserne sikre, at vi kan importere el fra udlandet, når vi har vindstille og dermed underskud af el i vores energisystem.

Hvorfor står vindmøller stille?

Årsagen til, at vindmøller står stille er, at hovedparten af elproduktionen i det danske elsystem i lange perioder stort set kun kommer fra vindmøller. I disse perioder er vindmøllerne udover en grøn elproduktion også med til at sikre, at elforbruget og elproduktionen er i balance.

Når en vindmølle f.eks. står stille i blæsevejr, så skyldes det sandsynligvis, at der i tidspunktet er en udfordring med en ubalance mellem elforbruget og elproduktionen. Vindmøllen bidrager med sit stop til at skabe balance i elsystemet - som er nødvendigt af hensyn til forsyningssikkerheden i det regionale elsystem, som vi er en del af.

Det må ikke forveksles med, at der er for mange vindmøller i Danmark, eller at vi ikke har behov for flere. I langt de fleste af årets andre timer er der brug for al den vindenergi, vi kan producere og mere til.

Set i lyset af, at vindmøller står for en betydelig del af elproduktionen i Danmark, er det naturligt, at vindmøller står stille engang imellem. Til gengæld kan vi så glæde os over, at vores forbrug fra fossile brændsler bliver mindre og mindre i takt med, at vindenergien tager over.

I Danmark står der mere end 4.000 vindmøller på land og 500 på havet. Med energiaftalen fra 2018 fremsatte et enigt Folketing et ønske om, at Danmark fortsat skal udbygge med vindenergi på land og på havet fremadrettet.

Fakta

Mere end 40% af den danske elproduktion kommer fra vindmøller (Energistyrelsen).

Aktuel forskning

DTU’s forskere arbejder bl.a. med anvendelse af nye materialer, der kan optimere vindmøllernes funktion, udvikling af enkelte komponenter som f.eks. gearkassen til at øge effektiviteten og integration af strøm fra vindmøller i det øvrige energisystem.

Energiøer

Regeringen har i 2021 besluttet, at energiøer skal spille en vigtig rolle i at sikre den grønne omstilling.

Der skal etableres energiøer i Nordsøen og Østersøen, der skal forbindes til vores nabolande. Øerne skal samle energien fra en række store omliggende havvindmølleparker. Deres produktion af strøm bliver samlet på energiøen og herfra sendt videre til brug på fastlandet.

Opbygningen af energiøerne er endnu ikke fastlagt. Mest sandsynligt er det, at øerne samler strømmen fra havvindmølleparkernes produktion og transformerer denne til brint, der er lettere at opbevare og transportere. Brinten bliver derefter overført til fastlandet og fordelt mellem modtagerne.

Fra energiø Bornholm i Østersøen vil det være til Danmark og Tyskland og derfra videre ud i Europa. Fra energiøen i Nordsøen er tanken, at der skal være forbindelse til Danmark og Belgien og mulighed for, at flere lande kan koble sig på.

I forbindelse med energiøerne har der været tanker om at drive et power-to-x anlæg på øen, som fremstiller brændstoffer til skibe, der kan lægge til ved øen og tanke. Udviklingen af vindmøllerne kan også betyde, at disse på et tidspunkt selv kan omdanne strømmen til brint, der derefter kan samles på energiøen og distribueres til fastlandet.

Aktuel forskning

DTU’s forskere arbejder bl.a. med udvikling af vindmølledesign målrettet energiøer, lagring af strøm fra vindmøllerne og omdannelse af strømmen til brint via power-to-x anlæg på energiøen.

Brug DTU's eksperter i vindenergi og energiøer

Jacob Østergaard

Jacob Østergaard Professor, Divisionschef Institut for Vind og Energisystemer Mobil: 25130501

Jacob Østergaard er en af landets ledende forskere i fremtidens energi- systemer.

Han er ekspert i energiøer og har en indgående viden om både deres potentialer og udfordringer. Østergaard har gennem mere end 15 år anvendt Bornholm som levende laboratorium for energi, og han er en drivkraft for at etablere Bornholm som centrum for havvind i Østersøen.

Marie Münster

Marie Münster Professor Institut for Teknologi, Ledelse og Økonomi Mobil: 23100284

Marie Münster har fokus på kobling af sektorer og integration af vedvarende energi.

Hendes forskning kredser blandt andet om, hvordan vi kan optimere investeringer i fleksible energisystemer med produktion af el, varme og Power-to-X samt transmission mellem lande inklusive energiøer.

Henrik Madsen

Henrik Madsen Professor Institut for Matematik og Computer Science Mobil: 20834304

Henrik Madsen er ekspert i digitalisering på energiområdet.

Han arbejder med smarte energisystemer, der kobler de enkelte dele af energisektoren sammen. Det forudsætter data og digitalisering, så vi får et digitalt fundament for et sikkert, effektivt og fleksibelt grøn energisystem.