Hvad er energi?

Kort fortalt er energi det, der får noget til at ske. Energi findes i mange former og kan omdannes fra én energikilde til en anden energiform. Derfor er der et stort potentiale i at udnytte de naturlige energikilder, vi har til rådighed, og bruge de teknologiske fremskridt, vi kender, på en smartere og mere effektiv måde. Her dykker vi ned i, hvad energi er, og hvad det betyder for os hos Spirax Sarco.

I denne artikel kan du læse om: 

• Hvad energi er, og hvordan det kan udnyttes strategisk, kosteffektivt og bæredygtigt.
• Forskellen på energiformer, energikilder og energikæder.Konkrete eksempler på hvordan energi i forskellig form kan skabe værdi for mennesker.
• En trinvis forklaring på, hvordan vi leverer energieffektive løsninger hos Spirax Sarco

Hvad er energi?

Energi defineres som evnen til at udføre arbejde, hvor arbejde er tæt forbundet med kræfter og bevægelse. En vigtig pointe er, at energi hverken kan skabes eller forsvinde. Den bevares og kan overføres fra et objekt eller et system til et andet. Et vandkraftværk får for eksempel sin energi fra strømmende vand, som udnyttes til at producere elektricitet til gavn for tusindvis af husstande og en lang række funktioner i samfundet.

Vi skelner mellem energikilder og energiformer 

Det, vi kan udvinde energi fra, kaldes energikilder, mens energiformer er de konkrete måder, energien anvendes på. En energikilde er noget, der indeholder energi, som kan omdannes til en energiform, der skaber værdi for os mennesker. Energien opstår altså ikke i selve kilden, men omdannes til en ny og anvendelig form. På den måde omdannes rå, naturlig energi til energi, der kan bruges i praksis.

Liste over energikilder  

• Sol
• Vind
• Vand 
• Oliereserver under havbunden
• Kerneenergi

Energikilder kan både være fornybare og ikke-fornybare 

Vores energikilder kan opdeles i to hovedkategorier alt efter, om de kan opbruges eller ej:

Vedvarende energikilder: Dette er energikilder, som løbende fornyes gennem naturens egne kredsløb, og som vi i praksis aldrig løber tør for. Eksempler er solenergi, vindenergi, vandkraft, bioenergi og geotermisk energi.

Ikke-vedvarende energikilder: Dette er lagrede ressourcer, som findes i begrænsede mængder på jorden, og som det tager millioner af år at gendanne. Eksempler er olie, naturgas, kul (fossile brændsler) og uran (kerneenergi).

I dag står industrien over for en historisk omstilling, hvor der skal skiftes fra ikke-vedvarende til vedvarende energikilder for at reducere udledningen af drivhusgasser. For mange produktionsvirksomheder betyder det at erstatte olie- og gasfyrede kedler med eldrevne kedler baseret på vedvarende elektricitet eller at tage biomasse i brug som energikilde.

To hovedtyper af energiformer

De to grundlæggende energiformer er potentiel energi og kinetisk energi. Der findes også andre energiformer, men disse kan betragtes som varianter af enten potentiel eller kinetisk energi. Potentiel energi er lagret energi, mens kinetisk energi er energi i bevægelse. Eksempelvis er kemisk energi i brændstoffer en form for potentiel energi, mens varme, lys og mekanisk bevægelse er former for kinetisk energi.

Hvad er bevægelsesenergi (kinetisk energi)?

Bevægelsesenergi, også kaldet kinetisk energi, er den energi, en genstand har, fordi den er i bevægelse. Den kinetiske energi afhænger af genstandens masse og hastighed. Jo større masse og jo højere hastighed, desto mere bevægelsesenergi indeholder genstanden. Eksempler på kinetisk energi er vind, strømmende vand, roterende turbiner og køretøjer i bevægelse.

Eksempel

En flod med kraftig strøm indeholder store mængder kinetisk energi. Når vandet rammer turbinen i et vandkraftværk, overføres denne bevægelsesenergi til turbinen, som derefter driver en generator og producerer elektricitet.

I et dampsystem ser vi også kinetisk energi, når damp under højt tryk strømmer med høj hastighed gennem rørledningerne for at nå frem til produktionsudstyret. Her udnyttes dampens bevægelsesenergi til at transportere varme og energi til de processer, hvor der er behov for den.

Typer af kinetisk energi

• Termisk energi
• Strålingsenergi

Hvad er potentiel energi (stillingsenergi)?

Potentiel energi, også kaldet stillingsenergi, er den energi, som et objekt har lagret på grund af sin position eller tilstand i et kraftfelt. Mængden af potentiel energi afhænger af objektets placering i forhold til de kræfter, der påvirker det.

Eksempel

Vandet, der holdes tilbage af en høj dæmning, har potentiel energi på grund af sin placering højt over turbinen. Så snart sluserne åbnes, omdannes denne stillingsenergi til kinetisk energi (bevægelsesenergi), når vandet strømmer mod turbinen.

I industrielle anlæg ser vi potentiel energi i form af trykket i en lukket dampkedel. Denne lagrede trykenergi er klar til at blive frigivet og distribueret gennem dampsystemet, hvor den kan anvendes til procesopvarmning, energioverførsel og andre industrielle formål.

Typer af stillingsenergi

• Kemisk energi
• Elektrisk energi
• Kerneenergi

En fuldstændig liste over andre energiformer 

• Elektrisk energi (potentiel energi)
• Strålingsenergi (potentiel energi)
• Kemisk energi (potentiel energi)
• Termisk energi (kinetisk energi)
• Lydenergi (kinetisk energi)
• Mekanisk energi (kombination af potentiel og kinetisk energi)
• Kerneenergi (potentiel energi)

Hvad er elektrisk energi?

Elektrisk energi er energi som opstår på grund af elektriske kræfter mellem partikler eller genstande med elektrisk ladning. Når ladningene bevæger sig og stillingen mellem ladningerne ændrer sig, opstår der energi. 

I dag spiller elektrisk energi en stadig vigtigere rolle i dekarboniseringen af procesindustrien. Ved at skifte fra fossile brændsler til elektriske dampkedler eller termiske energilagringssystemer kan virksomheder anvende vedvarende elektricitet til at generere den høje varme, der er nødvendig i produktionen.

Hvad er kemisk energi?

Kemisk energi er energi, der er lagret i bindingerne mellem atomer i molekyler og kemiske forbindelser. Disse bindinger skabes af elektriske kræfter mellem partiklerne og repræsenterer en form for potentiel energi, som kan frigives gennem kemiske reaktioner.

I et traditionelt dampsystem er det den kemiske energi i brændslet, der frigives i kedlen for at opvarme vand og producere damp. For at reducere udledningen af drivhusgasser hjælper vi virksomheder med at udfase fossile brændsler ved enten at optimere kedler til brug af biobrændsler eller ved at elektrificere processen. På den måde kan virksomheder reducere deres CO₂-aftryk og samtidig opretholde en pålidelig og effektiv produktion.

Hvad er termisk energi?

Termisk energi, også kendt som varmeenergi, er den energi, der opstår som følge af partiklernes bevægelse i et stof. Varmeenergi overføres naturligt fra et område med højere temperatur til et område med lavere temperatur uden overførsel af stof og uden udførelse af mekanisk arbejde.

I industrien er termisk energi den vigtigste energiform i processer som opvarmning, sterilisering, tørring og kemiske reaktioner. Damp er et af de mest effektive medier til at transportere og styre denne termiske energi, fordi vand har en unik evne til at lagre og afgive store mængder latent varme. Det gør damp til en pålidelig, energieffektiv og fleksibel energibærer i industrielle processer.

Hvad er mekanisk energi? 

Mekanisk energi er en kombination af kinetisk energi (bevægelsesenergi) og potentiel energi. I et dampsystem ser vi mekanisk energi i praksis, når dampens tryk og strømning bruges til at drive udstyr og udføre arbejde.

Et godt eksempel er mekaniske kondensatpumper. Disse udnytter dampens eget tryk til at pumpe varmt kondensat tilbage til kedelanlægget uden brug af elektricitet. På den måde genanvendes både vand og energi, samtidig med at behovet for elektrisk drevne pumper reduceres. Mekaniske kondensatpumper er derfor en driftssikker, energieffektiv og omkostningsbesparende løsning til kondensatgenvinding og energioptimering i dampsystemer.

Nogen energiformer har højere kvalitet end andre

Alle energiformer er kendetegnet ved et bestemt kvalitetsniveau, afhængigt af hvor effektivt vi kan udnytte den pågældende energi. Elektrisk energi har et højt kvalitetsniveau, mens termisk energi har et lavere kvalitetsniveau. En konsekvens af dette er, at det er umuligt at overføre hele energimængden fra en energiform af lavere kvalitet til en anden energiform af højere kvalitet.

Hvad er en energikæde, og hvad er en energiovergang?

En energikæde er en oversigt over, hvordan energi overføres fra et objekt til et andet. Den starter med den oprindelige energikilde og slutter ved noget, der modtager energien. Når energi omdannes fra én form til en anden, kaldes det en energiomdannelse.

Energiovergange i praksis hos Spirax Sarco 

Ifølge fysikkens love kan energi hverken opstå eller forsvinde. Den kan kun ændre form. Når vi hjælper industrivirksomheder med at spare penge og reducere udledninger, handler det grundlæggende om at styre disse energiomdannelser så effektivt som muligt.

For at illustrere, hvordan en energikæde fungerer i industrien, kan vi følge energiens rejse gennem et moderne, optimeret dampsystem. Her ser vi, hvordan én energiform omdannes til en anden for at udføre et stykke arbejde:

Industriens energikæde: Fra kilde til færdigt produkt

Trin 1: Dampgenerering

Energikæden opstår i kedelhuset, hvor vi tager en energikilde og omdanner den til termisk energi (varme).
Energiovergangen: Enten omdannes elektrisk energi fra vedvarende vand- eller vindkraft i en elkedel, eller kemisk energi ved forbrænding af biobrændsel til termisk energi i vandet.
Resultatet: Vandet opvarmes, indtil det koger og fordamper. Nu har vi "indkapslet" enorme mængder termisk energi i dampen.

Trin 2: Distribution

Når vand bliver til damp, udvider det sig voldsomt. Da dampen er indesluttet i kedlen og rørsystemet, opstår der et højt tryk.

Energiovergangen: Den termiske energi lagres nu også som potentiel energi (trykenergi).

Resultatet: Trykket gør, at dampen kan transporteres hurtigt og effektivt gennem rørsystemet ud til fabrikken, helt uden behov for eksterne pumper. Dampen fungerer her som en yderst effektiv energibærer.

Trin 3: Varmeveksling

Når dampen når frem til produktionen, for eksempel en varmeveksler, der skal pasteurisere mælk eller opvarme kemikalier, skal energien overføres til produktet.

Energiovergangen: Dampen kondenserer inde i varmeveksleren. Når dampen skifter tilstand fra gas til væske, frigives den latente varmeenergi. Denne termiske energi overføres direkte til det produkt, der skal opvarmes.

Resultatet: Mælken bliver pasteuriseret, og dampen har udført sit primære arbejde.

 

Trin 4: Kondensatretur

Efter at dampen har afgivet sin varme, står vi tilbage med kondensat. Dette vand indeholder stadig omkring 25 % af den oprindelige energi, og det er afgørende at transportere det tilbage til kedlen for at lukke energikæden.

Energiovergangen: I stedet for at bruge eldrevne pumper anvender vi en https://www.spiraxsarco.com/global/da-DK/products/condensate-and-heat-recovery-systems/mechanical-pumpsmekanisk pumpe. Pumpen bruger trykket fra en lille mængde damp til fysisk at skubbe det varme vand tilbage til kedlen. Her omdannes trykenergi til mekanisk energi, som i dette tilfælde er en form for kinetisk energi, da den skyldes vandets bevægelse.

Resultatet: Energikæden lukkes i trin 4. Ved at returnere det varme vand sparer virksomheden store mængder energi, både termisk energi til opvarmning og elektrisk energi til pumpning, i næste omgang af kæden.

Vandudladere og termisk energi i energikæden

I et dampsystem er vandudladeren selve portvogteren for den termiske energi. Når dampen strømmer gennem anlægget og afgiver sin varmeenergi til processen, kondenserer den og bliver til vand (kondensat).

Kondensatets opgave er fuldført, og det skal fjernes hurtigt fra systemet for at undgå skader og opretholde effektiviteten. Men her opstår udfordringen: Hvordan slipper man vandet ud uden samtidig at slippe den værdifulde damp ud?

Det er her, vandudladeren udfører sin kritiske funktion. Den fungerer som en automatisk ventil, der åbner for at udlede koldt og varmt vand (kondensat) samt luft, men lukker øjeblikkeligt, når den varme damp forsøger at passere.

Hvis en vandudlader svigter og bliver stående åben, vil værdifuld damp og store mængder termisk energi forsvinde direkte ud i omgivelserne. Det medfører et betydeligt energitab og øgede driftsomkostninger. Regelmæssig kontrol og vedligeholdelse af vandudladere er derfor et af de mest effektive energibesparende tiltag, en industrivirksomhed kan gennemføre.

Læs mere: Er vandudladerne i dit system i god form?

Hvorfor er dette vigtigt for din virksomhed?

Hvert eneste trin i denne energikæde repræsenterer en mulighed for energitab. Hvis rørene er u-isolerede, strømmer den termiske energi ud i omgivelserne. Hvis en vandudlader lækker, slipper den værdifulde trykenergi ud i atmosfæren.

Gennem et energi audit gennemgår Spirax Sarcos eksperter hele denne kæde med "fysikbriller". Vi måler og analyserer hver eneste energiovergang for at sikre, at så lidt energi som muligt går tabt undervejs, så du får mest muligt ud af hver kilowatttime, du køber.

Bedre energikæder gennem industriel energieffektivisering

I en tid med stigende energipriser og øget fokus på bæredygtighed er energieffektivisering afgørende for virksomheder, der ønsker at reducere energiforbruget, minimere driftsomkostningerne og samtidig bidrage til en mere bæredygtig fremtid. Det handler nemlig ikke kun om at spare penge, men også om at sikre en ansvarlig drift i et lavemissionssamfund. Energirådgivning er derfor et vigtigt første skridt mod en mere effektiv udnyttelse af virksomhedens energi.

Vi anvender den nyeste teknologi og branchens bedste praksis for at sikre en grundig analyse af dit dampsystem.

Er dit dampsystem energieffektivt? Opdag dine muligheder her.

Vi tilbyder energirådgivning til industrien

Udnytter du det fulde potentiale i dit dampsystem? Er du opmærksom på de skjulte muligheder, som kan have stor betydning for både energiforbrug og driftseffektivitet? Vores eksperter kortlægger dit anlæg og identificerer strategiske tiltag, der hjælper dig med at nå dine mål.

Få et audit af dit dampsystem

Book et energi audit og få indsigt i, hvordan du kan reducere energiforbruget, sænke driftsomkostningerne og forbedre effektiviteten i dit dampsystem.

Spirax Sarco – din professionelle partner inden for energieffektivisering

I samarbejde med os får du en skræddersyet gennemgang af dit anlæg, og muligheden for at identificere klare tiltag som reducerer energiforbruget og omkostningerne parallelt med at de fremmer bæredygtig vækst. 

Det starter med en uforpligtende gennemgang af dit anlæg. 

Kontakt os i dag

Udforsk emnet 

• Hvad er energirådgivning?
• Energieffektivisering er nøglen til bæredygtig vækst
• Hvordan kan du forbedre dit dampanlæg?
• Audit og rådgivning fra Spirax Sarco: Hvad indebærer dette? 

Ofte stillede spørgsmål 

Hvad er grøn energi?

Grøn energi, også kaldet vedvarende energi, er energi, der produceres fra kilder, som fornyer sig selv naturligt og ikke udleder eller kun udleder meget begrænsede mængder drivhusgasser under produktionen. Vedvarende energikilder omfatter blandt andet vandkraft, vindenergi og solenergi.

Hvad er geotermisk energi?

Geotermisk energi er varmeenergi, der er lagret i jordskorpen. Det er en vedvarende energikilde, som stammer fra radioaktiv nedbrydning i jorden samt varme fra Jordens indre. Geotermisk energi opdeles typisk i dyb geotermisk energi (mere end 300 meter under jordoverfladen) og jordvarme (ca. 100-300 meter under jordoverfladen).