Vind- og vandkraft
FORUDEN de direkte metoder til udnyttelse af solens energi er der mange måder at udnytte den indirekte på. I over 1000 år har man brugt vandløb til at drive møller, væverier, pumper og meget andet maskineri. Når vandet er løbet ud i søer eller have, føres det tilbage til sit udspring ved fordampning og regnfald, der skyldes solens stråling. Det betyder at energien hele tiden fornyer sig selv og aldrig slipper op.
Ved at opdæmme større eller mindre floder og anlægge vandkraftværker, har man skabt mulighed for en stabil energiforsyning på alle tider af året. I nogle lande er der så rigeligt med vandløb at det er den vigtigste kraftkilde. I Norge, for eksempel, fremstilles næsten al elektricitet ved vandkraft. Men i verden som helhed har denne energikilde mindre betydning. Kun omkring 5 procent af menneskehedens samlede energiforbrug dækkes af elektricitet som fremstilles ved vandkraft. Mange steder i verden er vandkraften allerede udnyttet i stor udstrækning, og der er ikke mange muligheder for at dække en større del af det voksende energibehov ad den vej.
I umindelige tider har man også tappet energi fra naturen ved hjælp af vindmøller. De er ligeledes afhængige af solen, for det er solen der bestemmer vejrliget og de klimaforskelle der afgør hvilken vej og hvor stærkt vinden blæser.
I gamle dage var vindmøller et almindeligt syn mange steder. De maleriske møller i Holland pumpede vand fra de digeomkransede marker. I det 18. århundrede gav vindmøllerne kraft til savværker, kværne og blomstrende industrier. Engang var sletterne i det centrale og vestlige USA oversået med millioner af vindmøller. De fleste pumpede vand op af brønde, men nogle fremstillede også elektricitet. Da den tekniske udvikling tog fart blev hovedparten af vindmøllerne udskiftet med benzinmotorer.
Men nu da råolien er ved at miste sin dominans, søger vindkraften at genvinde sin tabte popularitet. Den fornyede interesse er yderligere blevet forstærket af den opdagelse at vinden rummer langt større kraftreserver end oprindelig antaget. En forsker ved Californiens universitet hævder i en nylig rapport at menneskets samlede energibehov i hele verden kunne opfyldes 20 gange alene med vindkraft. Hvis mulighederne blev fuldt udnyttet i De forenede Stater, ville der være nok til at dække 75 procent af det nuværende energiforbrug. Mange steder er der på gennemsnitsbasis næsten lige så megen energi i vinden som i sollyset.
Der er stor forskel på de typer maskiner man bygger og afprøver med det formål at hente kraft fra vinden. Nogle har to- eller trebladede propeller, monteret på noget der kunne minde om kroppen på en lille flyvemaskine, som hviler på toppen af et højt tårn. En sådan vindmølle med 19 meter lange propelblade udvikler nu op til 200 kilowatt, nok til en sjettedel af de 1300 husstande i byen Clayton, New Mexico, når vinden altså blæser — og det gør den 90 procent af tiden. I 1978 kostede elektriciteten fra denne mølle tre gange så meget som den elektricitet der fremstilles ved hjælp af råolie, men større vindmøller og masseproduktion ventes at bringe omkostningerne ned, mens råolien samtidig bliver dyrere og dyrere.
Lignende mølletyper er ved at blive afprøvet andre steder, og den hidtil største, med en kapacitet på 2000 kilowatt, er nu blevet bygget på en bjergtop i nærheden af Boone i North Carolina. I et vindblæst bjergpas i det centrale Californien skal et privatfirma bygge en hel klynge vindmøller. Hvis projektet kan løbe rundt økonomisk, skal der opstilles mange hundrede flere på velegnede steder.
En anden type vindmølle har buede vinger som er fastgjort øverst og nederst på en lodret søjle. Den ligner noget i retning af et kæmpemæssigt piskeris. Vingerne behøver ikke at drejes i retning af vinden. Og ligesom det gælder for flere andre typer, arbejder den kun når vinden er over en vis minimumshastighed, som regel omkring 13 kilometer i timen, og af sikkerhedsmæssige grunde kan den bremses og standses når vinden blæser for kraftigt.
Endnu en vindmølle af temmelig ukonventionel konstruktion er en type der består af et stationært, cylindrisk tårn med lodrette blade hele vejen rundt. Disse blade åbnes i en skrå vinkel i tårnets vindside og lukkes i læsiden. Vinden, som trænger ind i tårnet, ledes ind i et spiralformet mønster og bevæger sig opad og danner en tornado i miniformat. Derved opstår der et undertryk i midten af tårnet, så der trækkes luft ind fra bunden gennem en forholdsvis småbladet turbine, der bevæger sig med høj hastighed.
Desuden er der flere andre typer på tegnebrættet. Der fremføres mange nye ideer til hvordan man kan skaffe elektricitet fra vinden, og ingen kan endnu forudsige hvilken metode der i sidste ende vil vise sig mest rentabel. Emnet er fortsat genstand for ivrig forskning, og mange typer og konstruktioner kappes om førstepladsen.
En faktor man også må tage i betragtning når man sammenligner vindkraft med andre energikilder, er den æstetiske side af sagen. Mens en enkelt vindmølle her og der kan forekomme meget malerisk, kan lange rækker af vindmøller skæmme landskabet. Det har også været på tale at de måske vil forstyrre fjernsynsmodtagelsen i omegnen.
For øjeblikket ser det altså ud til at vindkraften i det mindste vil genvinde sin tidligere plads, og måske endda få større betydning end før. Det anslås at mellem 1 og 10 procent af USAs energiforbrug i år 2000 vil kunne dækkes af vindkraft.
Bakkerne og dalene jævnes ud
Når solen forsvinder og når vinden løjer af, holder solcellerne og vindmøllerne op med at producere energi. Hvis de blot er et supplerende led i en anden form for energiforsyning, hvor hovedenergikilden for eksempel er et vandkraftværk eller et kulfyret kraftværk, er sådanne udsving i produktionen ikke noget problem. Operatørerne vil blot regulere elproduktionen fra hovedgeneratorerne så der kompenseres for den varierende sol- eller vindkraft, på samme måde som de gør for at dække den skiftende efterspørgsel i dagens løb.
Til nogle formål kan man benytte solenergi alene — efter princippet „man må smede mens jernet er varmt“. Hvis man for eksempel bruger solenergi til at pumpe vand op i et reservoir, til elektrokemisk fremstilling af aluminium, eller til produktion af brint, kan man nøjes med at lade processen køre når solen skinner, og indstille den når solen ikke skinner.
Men til mange formål er man nødt til at kunne oplagre energien. Elektricitet kan opsamles på akkumulatorer, sådan som vi længe har gjort det i vore biler. Men skulle en række akkumulatorer med de normale blyceller dække behovet i en almindelig gennemsnitshusholdning, ville der blive tale om et både klodset og kostbart anlæg. Nu giver forskerne imidlertid løfte om nye typer batterier med fast elektrolyt som vil gøre det muligt at oplagre store mængder elektricitet på ringe plads.
Hvis sådanne batterier bliver en realitet, vil batteridrevne biler blive meget mere anvendelige end de er i dag. Bilisten skal bare sætte en ledning fra bilen i en stikkontakt derhjemme, eller på parkeringspladsen der hvor han arbejder eller handler. Med forbedrede solceller og batterier vil det måske blive praktisk muligt at montere solfangere på biltaget, så batterierne kan oplades både når bilen kører og når den holder stille. En sådan biltype er i øjeblikket ved at blive prøvekørt i Florida. En driftig opfinder i Californien har endda forbundet et batteri med solceller som er monteret på vingerne på en let flyvemaskine, og har demonstreret at den kan flyve ved solkraft.
I forbindelse med store kraftværker kan det være mere praktisk at omdanne energien til andre former før man oplagrer den. Overskydende elektricitet fra dage med solskin eller blæsevejr kunne for eksempel benyttes til at pumpe vand op i et højereliggende reservoir. Om natten eller i stille vejr kunne man så lade vandet løbe den anden vej og derved fremstille ny elektricitet. Et andet forslag går ud på at man skal pumpe luft under tryk ned i de naturlige hulrum i undergrunden. Mekanisk energi kunne oplagres i kæmpemæssige svinghjuls rotation. De mangfoldige ideer der fremføres, vidner om at vi vil komme til at opleve store forandringer i energiforsyningen hvis sol- og vindkraft bliver almindelig.
Solskin på dåse
Endnu en måde at udnytte solenergien på, består i fotokemisk fremstilling af brændstof ved hjælp af sollyset. En naturlig proces af denne art er fotosyntesen. Grønne planter benytter sollyset til fremstilling af energirige forbindelser som kulhydrater. Mennesker benyttede faktisk solenergi allerede da de begyndte at brænde træ for at lave mad og opvarme deres boliger.
Ved gæring kan man af mange plantestoffer fremstille et andet naturprodukt, nemlig alkohol, der kan benyttes som brændstof. Biler kan køre på en blanding af benzin og 10-20 procent alkohol uden at der ændres på motoren. Man kan også ombygge motoren til at køre på ren alkohol. Indtil nu har alkohol været dyrere end benzin, men billedet er ved at ændre sig, og i flere lande er bilisterne begyndt at køre på en blanding. Brasilien har iværksat et intensivt projekt for at fremstille alkohol og gøre sig uafhængig af råolieimport. For at finde frem til en rentabel proces der kan udnyttes erhvervsmæssigt, undersøger man nu forskellige slags hurtigvoksende planter.
Visse fremsynede forskere har visioner om at bruge solens lys direkte til at spalte vand i ilt og brint. Dette kan naturligvis gøres ved elektrolyse, men de forestiller sig at det også må kunne gøres ad fotokemisk vej. Det de mangler, er en egnet katalysator til reaktionen, noget der kan virke på samme måde som klorofylet i de grønne planter, der tjener til at fremstille sukker af vand og kuldioxyd. Hvis et sådant stof kan findes, kan det en dag blive muligt at bruge komprimeret brint som brændstof til biler.
Brændstoffer som alkohol eller brint, fremstillet ved hjælp af sollys, har store fordele fremfor kulbrinter. De forurener ikke. Desuden forrykker de ikke naturens kuldioxyd-balance, sådan som afbrænding af fossile brændstoffer gør, fordi de hele tiden hentes fra atmosfæren og sendes tilbage dertil.
[Tekstcitat på side 10]
En forsker hævder at menneskets samlede energibehov kunne opfyldes 20 gange alene med vindkraft
[Tekstcitat på side 10]
Nogle steder er der på gennemsnitsbasis næsten lige så megen energi i vinden som i sollyset
[Tekstcitat på side 11]
Det bliver måske praktisk muligt at montere solfangere på taget af el-drevne biler, så batterierne oplades samtidig med at bilen kører eller holder stille
[Tekstcitat på side 11]
Af plantestoffer kan der fremstilles alkohol, der kan benyttes som brændstof og ikke forurener
[Tekstcitat på side 12]
Ved gæring kan man af mange plantestoffer fremstille alkohol, der kan benyttes som brændstof i biler
[Ramme på side 12]
Kraft fra jordens indre
Foruden atomenergi er der en anden energikilde som heller ikke er baseret på solens energi. Det er varmen i jordens indre. Nogle steder ligger varmen tættere ved overfladen end andre steder. En dramatisk demonstration af dette er et vulkanudbrud med flydende lava som strømmer ned ad bjergsiden. Mindre voldsomme er gejserne, de hede springkilder der sender damp og kogende vand højt op i luften. Endnu mere stilfærdige er de varme kilder som får mange mennesker til at søge til kursteder.
Det menes at varmen i jordens indre skyldes tyngdekraftens sammenpresning af de metalliske materialer og klippelag som jorden består af. I begyndelsen har hele jorden antageligvis været en flydende masse, og på et eller andet tidspunkt er skorpen blevet afkølet mens det indre stadig er varmt. Den tilbageværende varme strømmer hele tiden ud mod overfladen, nogle steder hurtigere end andre. Denne oprindelige varme forstærkes af det radioaktive henfald der finder sted i sådanne grundstoffer som kalium, uran og thorium i jordens skorpe.
De steder hvor jordvarmen er tilgængelig, er den en nyttig energikilde. I Larderello i Italien er der udstrømmende damp som siden 1904 er blevet benyttet til at drive elektriske generatorer. Et større kraftværk som drives af tør damp og som ligger nær Geyserville i Californien, har en ydelse på over 500 megawatt.
Overophedet vand i undergrunden bliver også til damp når det tappes ved jordens overflade. Både i New Zealand og i Mexico har man tappet hedt vand til elektricitetsfremstilling. Det samme gør man på Island hvor et kraftværk i nærheden af søen Mývatn siden 1969 har fremstillet elektricitet ved hjælp af overophedet vand fra jordens indre, med en ydelse på 3 megawatt. Det første kraftværk af den art i De forenede Stater er nu under bygning i nærheden af El Centro i Californien. Det skal efter planen producere 50 megawatt, og det anslås at det geotermiske felt på stedet vil kunne klare en udbygning til det tidobbelte af denne kapacitet.
Varmen i jordens indre rummer så store energireserver at der faktisk er ubegrænset energi til rådighed når man sammenligner med menneskenes behov. Men den kan kun tappes relativt få steder. Den geotermiske energimængde der kan udnyttes for øjeblikket, er temmelig lille i sammenligning med de tusind gange større energimængder der umiddelbart kan hentes fra sollyset og vinden.