Energi er et grundlæggende begreb, et begreb som vi bruger, når vi skal beskrive en lang række processer i naturen. Typisk så skriver vi energi som et stort E, og vi måler det i Joule, skrevet stort J. Når vi bruger energi, så forbruger vi egentlig ikke energien.
Vi omdanner bare fra en energiform til en anden, i det energien ikke kan forsvinde, og at energien som sådan for hele universet er konstant. Når vi snakker meget om vores energiforbrug i vores samfund, er det i midlertid, fordi det ikke er alle energiformer, vi kan bruge lige effektivt. Og vi er derfor nødt til at have fokus på, hvilke ressourcer vi kan bruge til at lave energi, som vi kan bruge i vores civilisation.
Det kan være altså kul, olie, gas eller uran til kernekraft fx. Da disse ressourcer findes i en relativ begrænset mængde på jorden, er det selvfølgelig meget vigtigt, at vi tænker os om, hvordan vi bruger dem, så vi får mest sted af dem. Andre ressourcer, som for eksempel sol og vind, vil der altid være, og det er kun teknologien, der sætter en grænse for, hvor meget vi kan udnytte dem. Jeg har her skrevet nogle energiformer op. Jeg har skrevet kemisk, termisk, kinetisk, elektrisk.
Der er flere energiformer, men det er dem, jeg vil tale om i dag. Kemisk, det kunne være altså kul, olie, gas, som vi brænder af. Termisk, det er varmeenergi, det vil sige så bevægelse på atomatniveau.
Kinetisk energi er bevægelse, og elektrisk energi er det, vi kender fra vores slikkontakter, som vi kan udnytte til at omforme til en lang række energiformer i hjemmet. Jeg har her beskrevet en energikade med de fire omtalte energiformer. Jeg tager her nogle kul. Jeg varmer. Jeg brænder det og varmer herved en kedel op med vand.
Vandet får dampet, og jeg får damp ved et højt tryk. Jeg fører dampen igennem en turbine. Nu har jeg så fået fra kemisk energi til... til termisk energi, til mekanisk energi eller kinetisk energi, fordi det er bevægelse, og det omformer jeg så i min generator til elektrisk energi, som jeg kan føre ud til forbrugerne. Jeg vil lige definere to begreber, som er vigtige, når man bruger energi.
Det ene er effekt, som angives med et p. Det er forbrugt energi per tid. Enigheden for effekt er således joule per sekund.
Og den her enhed kaldes også for vat. Den anden ting, der er interessant at tale om, er nyttigvirkning, som defineres som e-nyttig divideret med e-tilført. Nyttigvirkningen kan også angives i procent.
Så skal man bare sige, at denne her bryg er ganget med 100 procent. Hvordan skal det så forstås? E-nyttig defineres som den energiform, vi ønsker at få. Og E-tilført er den samlede energi, vi har tilført processen for at få den mængde E-nyttig, som vi efterstræber.
Lad os lige tage et eksempel. Lad os sige, at energiomdannelsen fra kemisk energi gennem kædlen og turbinen, at der er effektiviteten 0,5. Og vi kan sige, at effektiviteten for energiomdannelse fra den mekaniske energi til den elektriske energi er 0,8.
Så betyder det, at hvis vi tager 1,2, 100 joule kemisk energi, så mister vi den halve her, og den anden halve bliver til bevægelsesenergi. Af denne bevægelsesenergi er det så kun 80% af den halve, som reelt set bliver til strøm. Lad os tale et lidt nemmere tal.
Lad os sige, at der kommer 100 joule kemisk energi. ind i systemet, det vil sige, at der er 100 joule i pullet. Så betyder det, at hvis vi ser på nyttevirkningen af at lave strøm af det her system, så betyder det, at vi nu har 50 joule, der bliver til bevægelsesenergi. Af disse 50 joules, der vinter vi så igen 10 joule, da effektiviteten kun er 0,8 fra turbine til generator, så vi ender op med at have 40 joule elektrisk energi. Det vil så sige sig, at i processen her, der har vi startet med 100 joule, vi har mistet de 60, og de 40 joule er blevet til den energiform, som vi ønsker.
Det illustrerer den problemstilling, der er i, at det er vigtigt, at vi bruger vores ressourcer optimalt, i det den energi, vi taber i form af termisk energi, ikke umiddelbart kan bruges til at lave strøm, og den energi, vi typisk vil tabe i generatoren, som også vil være til termisk energi, heller ikke kan bruges til at lave strøm. Den kan så heldigvis bruges til at opvarme vores boliger, så vi kan opnå en større effektivitet, og det er også derfor, vi typisk laver kraftvarmeværker i Danmark.