Energi

Gi meg solen, mor!

Den som ber om solen, er slett ikke så dum. Sol, hav og vind er fornybar energi som kan bli vår redning den dagen oljen tar slutt – og gjøre kloden litt grønnere.

Koøye

En dag henter vi kanskje opp de siste olje- og gassreserver. Da er det godt å vite at det finnes andre energikilder – kilder som i prinsippet aldri går tomme. Uansett hva som skjer med klimaet i framtida: Solen vil skinne, vinden blåse, bølgene skvulpe og trærne gro.

Dette blir det energi av – til å varme opp stua og til å drive fabrikken. Hvis vi bare klarer å fange og temme den på en forsvarlig måte.

Ved NTNU arbeider vi med alle disse energikildene, og flere til. Sammen med forskningsstiftelsen SINTEF har vi etablert et eget senter for fornybar energi. Institutt for energiteknikk kom inn som en likeverdig partner i 2005.

Her forsker vi på bølgeenergi, småskala vannkraft, vindenergi, solenergi, biomasse, tidevann, avfallsenergi, saltenergi, varmepumper og energieffektivisering.

De uendelige vannmasser
Miljøet på Gløshaugen har alltid ligget i tet på kraftforskning. Den første professor i vassbygging ble ansatt ved Norges Tekniske Høiskole i 1912, og bak elektrifiseringen av Norge sto kraftprofessorene fra NTH.

Men vi henter ikke kraft fra bare elver og fosser. Havet dekker tre firedeler av Jordas overflate, og i havbølgene ligger et uendelig antall ubrukte kilowatt, både i de bølgene som slår inn mot land og i det vi kaller havdønninger. NTH var ute med bølgeforskning alt på 1970-tallet, og NTNU er i dag svært aktiv på området. Med utspring i vårt fagmiljø er det utviklet prototyper av bølgekraftverk som på sikt kan ha like stort potensial som vindkraft. Bølgekraftverk kan ligge både over og under vann.

Bølgekraft kan være en av kildene til å løse verdens energikrise. Og lykkes vi med bølgekraftverk i Norge, ligger et stort internasjonalt kommersielt marked åpent, som vil bli av betydning for norsk industri.

Kraftfeltet der hav møter land
Også tidevannet kan produsere kraft. Tidevannsstrømmen beveger seg fram og tilbake, og energien kan fanges gjennom et system med demning, skovlhjul og turbiner. En annen metode er en undersjøisk mølle som utnytter strømmen i tidevannet. Det kan sammenlignes med et vindkraftverk som står under vann.

Der salt havvann møter ferskvann, kan det også hentes ut energi. Ved at de to vanntypene føres inn i hvert sitt kammer skilt av en membran, vil ferskvannet ved osmose danne et så stort trykk at det kan drive en turbin. Brakkvannet som blir produsert ved dette høye trykket, kan utnyttes til å produsere kraft i form av elektrisitet. Verdens første feltlaboratorium på saltkraft ligger på Sunndalsøra og drives med støtte fra NTNU. Saltkraft regnes som en sikker og miljøvennlig energikilde.

Vindmøller – til lands og til havs
Det blåser friskt i Norge, og det er ikke bare av det onde. Norge satte seg et nasjonalt mål om 3 TWh årlig vindkraftproduksjon innen år 2010. Målet ble ikke nådd, enda potensialet for vindkraft i Norge er langt større enn dette. Minst like stort som for vannkraft, eller langt mer, anslår enkelte forskere.

SINTEF, NTNU og Institutt for energiteknikk samarbeider om vindkraftforskning og utvikling. De er medeiere i teststasjonen for vindkraft på Valsneset i Bjugn. Her testes turbiner og komponenter for vindkraftindustrien.

En ny type vindmøller har steget opp fra tegnebrettet. De står langt til havs og trekker energi ut av både vind og bølger. Hywind-prosjektet handler om å realisere nettopp slike møller. Det ble startet av Hydro, men er nå overtatt av Statoil, og NTNU har vært med på laget. Den første fullskala pilotvindmøllen ble satt i drift høsten 2009, og resultatene er lovende.

Sol ute, sol inne
Mengden med solenergi som treffer jorden per år, tilsvarer omtrent 15.000 ganger verdens totale energibruk. Foreløpig dekker solceller en forsvinnende liten del av kraftbehovet i verden. Hovedkomponenten i de fleste solceller er silisium, og her har oppstått en knapphet. Men Norge har et fortrinn: Norsk industri og forskningsinstitusjoner har lang erfaring i silisiumproduksjon, og Elkem er den største silisiumprodusenten i verden.

Ved NTNU utdanner vi dyktig personell til landets voksende solcelleindustri, og forsker på å forbedre produksjonsmetodene og øke effektiviteten til solcellene.

Jord, luft, fjell...
I takt med økte strømpriser har varmepumpene inntatt våre bygninger. Varme fra uteluft, ventilasjonsluft, grunnvarme (fjell/grunnvann), jordvarme, sjøvann, innsjø og elver blir omdannet til stuevarme hjemme hos deg og meg. Norsk varmepumpeteknologi – som også er en kjøleteknologi – har i stor grad blitt utviklet ved NTH, SINTEF og NTNU. Vi gikk tidlig inn for å bruke naturens egne stoffer – som CO2 – i stedet for kjemikalier.

Forskningsmiljøet i Trondheim var først ute med å vise at CO2 kan erstatte kjemikalier i bilers klimaanlegg, uten at drivstoff-forbruket øker.

Fra 2011 har EU påbudt at alle nye bilmodeller må ha klimaanlegg uten dagens kjemikalier. NTNU og SINTEF har deltatt i et EU-prosjekt som skulle munne ut i enkle og billige CO2-anlegg for mindre biler, og de første bilene med CO2-baserte klimaanlegg er nå på veien.

Ingenting som en knitrende ovn
Biomasse er organiske materialer, som planter og trær. En del av denne biomassen kan utnyttes som brensel og kalles da biobrensel eller bioenergi. Energi fra biomasse er egentlig foredlet solenergi.

Eksempler på ubehandlet biomasse er ved, flis, torv, halm, bark, gjødsel og biogass. Mye av dette er avfall fra jord- og skogbruk. For å gjøre biomassen mer håndterlig blir råstoffet ofte hogd, kvernet eller malt til flis og tørket. Briketter, pellets og flytende biobrensel er eksempler på foredlet biomasse.

Økt bruk av bioenergi er et uttalt mål både i Norge og i utlandet. NTNU og SINTEF har en rekke forskningsprosjekter på bioenergi. De handler om alt fra å utnytte energien fra avfallsgasser, til å utvikle effektive og miljøvennlige ildsteder.