Spar på strømmen – energieffektive teknologier kan løfte den grønne omstilling

I fremtidens grønne virkelighed får vi brug for elektricitet til alt; til at opvarme vores huse, transportere varer og mennesker, til industriel produktion, og hvad der ellers kræver energi.

Om få år får vi derfor brug for meget mere elektrisk energi, end der produceres i dag med både sorte og grønne energiteknologier.

Hvor mange vindmøller og marker fyldt med solceller kommer det til at kræve? I hvis baghave skal de placeres? Vi har ikke en chance for at producere så meget grøn energi med den tidshorisont.

Derfor må vi spare på energien.

Sammen skal vi sænke energiforbruget ved at bruge mindre strøm til blandt andet varme, transport og industriel produktion. Du kan blive hjemme, tage en ekstra trøje på, eller slukke lyset og kun købe ’nødvendige’ ting.

Men der findes også løsninger, som ikke handler om at skrue ned for alting. Jeg forsker i at udvikle mere energieffektive teknologier, så vi kan bruge mindre energi, selvom vi udfører det samme arbejde.

Brug mindre energi

Den grønne omstilling hviler især på tre ben: 1) Produktion- og 2) lagring af vedvarende energi samt 3) energioptimering.

Som Ørsted påpeger, er det at spare på energiforbruget faktisk den måde, hvor du flytter mest i den grønne omstilling.

At optimere energiforbruget er en anden måde at spare på. Vi skal lære kun at bruge energi til det nødvendige. Hvad der er nødvendigt, må den enkelte person og virksomhed selv afgøre.

Men alle er nok enige om, at det ikke giver mening at fyre for åbne vinduer. Eller at omdanne elektrisk energi til varmetab i produktions- og entreprenørmaskiner.

Energien skal bruges effektivt og ikke gå tabt. Men det gør den i dag.

En gravemaskine spilder enormt meget energi

Hver dag graves, flyttes og forarbejdes kæmpebjerge af jord i forbindelse med byggeri og anlægsprojekter. Grave- og løftebevægelserne drives af hydrauliksystemer, som giver maskinerne voldsomme kræfter.

Hydrauliksystemerne er stærke og driftssikre, men nogle enorme energiforbrugere. Hvad værre er: 75 procent af den tilførte energi går til spilde i hydrauliksystemet i en klassisk gravemaskine.

Hver dag, der arbejdes på byggeprojekter og med anlægsarbejde, går meget store mængder energi altså tabt på grund af uhensigtsmæssige teknologier og deres lave virkningsgrad.

Den lave virkningsgrad betyder, at det kun er en lille del af den tilførte energi, der bliver udnyttet til det, vi ønsker (jf. de 75 procent spild ovenfor).

Hvis man mindsker energitab i eksempelvis gravemaskiner, forlænger man samtidig driftstiden. Så kan maskinføreren arbejde længere på en opladning af maskinens batteri.

Det mindsker også produktionsomkostningerne, fordi den øgede effektivitet gør det muligt at bruge en maskine med væsentlig mindre kølekapacitet og motoreffekt. Ren win-win.

Vejen mod meget bedre energiudnyttelse

I forskningsgruppen ’Fluid Power Technology’ ved AAU Energy arbejder vi på at udvikle nye teknologier, der øger virkningsgraden af vores stærke arbejdshest, hydraulikken.

Vi forsker i helt nye systemarkitekturer og komponenter, der gør op med den traditionelle, ’drøvlebaserede styring’.

Når en dieselmotor driver en hydraulikpumpe, som pumper olie til cylinderne i for eksempel kraner, styres effekttilførslen ved at øge eller mindske gennemløbet – i fagsproget er det at drøvle.

Det styres med ventiler, men det er langt fra al den energi, dieselmotoren tilfører, der bruges. Den overskydende energi brændes af (drøvles) som trykfald i ventiler og bliver til varme hos fuglene.

Vores mission er at ændre på det.

Det nyeste skud på stammen af forskningsprojekter, der bringer os tættere på effektive hydraulik- systemer, har til formål at udvikle en hydraulisk transformer.

Vi har udviklet en ny teknologi, der både har en høj virkningsgrad og giver mulighed for at opsamle energi, når bevægelser bremses.

Batterierne bliver dermed ladet, når en last sænkes eller en bevægelse bremses (noget, som i traditionel hydraulik koster energi).

Vi har endnu ikke udgivet videnskabelige artikler om denne teknologi – først og fremmest, fordi vi har en patentansøgning i gang. Vi regner med at udkomme med videnskabelige artikler senere i år.

Bedre energideling via netværk

Vi er naturligvis ikke de eneste, der forsøger at løse hydraulikkens problemer med energi, der går til spilde.

Andre i vores forskningsgruppe (’Fluid Power Technology’, AAU Energy) arbejder med netværkbaserede hydraulik-systemer.

I disse systemer bindes de forskellige hydraulik-cylindre på en maskine sammen i både et hydraulisk og et elektrisk netværk.

Energi kan gennem disse netværk fordeles og deles mellem bevægelserne på en energieffektiv måde.

Energi kan endda opsamles fra en cylinder, der bremser og driver en anden bevægelse, uden at man bruger energien fra batteriet.

Denne netværksbaserede tilgang gør, at der kan bruges mindre pumper og elektriske motorer til at drive den selvsamme maskine (læs mere om potentialerne her).

Som Batman & Robin

Vi har den seneste tid lært, at små vaneændringer kan spare på energiforbruget. De gode vaner skal vi holde fast i, så vi kun bruger energi, når det er ’nødvendigt’.

Derudover skal vi ved at forske i og udvikle energieffektive teknologier sænke mængden af energi, der kræves. Teknologi kan hjælpe os med at gøre det effektivt.

Vi skal også opsætte og installere mange flere vedvarende energikilder, men ved at sænke energiforbruget kan vi nøjes med lidt mindre.

Batman kan ikke uden Robin, ligeledes nytter produktion- og lagring af vedvarende energi ikke nær så meget uden energieffektive teknologier.