Kompetansemål i Geofag 2 (LK20)
Målet er at du skal kunne drøfte hvordan energiressurser fra hav og atmosfære kan utnyttes på en bærekraftig måte, både nasjonalt og globalt (Udir, u.å.-b).
Kjerneelementer som dekkes i dette kapitlet:
• Mennesket i jordsystemene: Kjerneelementet handler om hvordan vi utnytter naturressursene og endrer jordsystemene (Udir, u.å.-a). Vind, havvind, tidevann, bølger og havvarme er slike ressurser.
• Jordsystemer i tid og rom: Kjerneelementet handler om atmosfæren og hydrosfæren, og om hvordan delsystemene vekselvirker (Udir, u.å.-a).
Tre ressurser
Energi fra hav og atmosfære tar for seg vind, havvind, tidevann, bølger og havvarme. Vindkraft er vindenergi omgjort til nyttig energi, mekanisk eller elektrisk. Seil og vindmøller er gamle bruksmåter. I dag brukes ordet mest om elektrisk energi fra et vindkraftverk: vinden blir rotasjon, og en generator gjør rotasjonen om til elektrisitet (Store norske leksikon, u.å.-a).
| Ressurs | Hva som driver den | Hvor den tas ut |
|---|---|---|
| Vindkraft | Vind | På land, i et vindkraftverk |
| Havvind | Vind til havs | På sokkelen, eller på flytende understell |
| Tidevann | Månens og solas tiltrekning | Langs kysten, som veksling i vannstand |
| Bølgekraft | Havbølger og dønninger | Langs kysten |
| Havvarmekraft | Temperaturforskjell i havet | Tropiske farvann |
Fire fornybare energikilder fra hav og luft
Hva tror du?
Hywind Tampen er en flytende havvindpark som leverer strøm til olje- og gassplattformer i Nordsjøen. Tror du plattformene er blitt utslippsfrie? Svar før du leser videre – vi kommer tilbake til det i delen om havvind.
Vindkraft i Norge
I 2023 ble det produsert 14 terawattimer vindkraft i Norge, 9,1 prosent av den samlede kraftproduksjonen. Ved starten av 2025 var utbygd kapasitet om lag 5082 megawatt. Fosen Vind, Europas hittil største landbaserte vindkraftanlegg, kom i ordinær drift fra mars 2021. Anlegget har 277 vindturbiner, 1057 megawatt og en beregnet årsproduksjon på 3,4 terawattimer, om lag forbruket til 170 000 norske husstander (Store norske leksikon, u.å.-a).
Vindkraft er utslippsfri og fornybar, og likevel omstridt i Norge. Den legger beslag på relativt store landområder og kan være et problem for reindriftsnæringen. Fosen-saken er et eksempel. Norge har derfor i fortsettelsen satset hovedsakelig på vindkraftparker til havs (Store norske leksikon, u.å.-a). Bærekraft er denne avveiningen, og ikke bare at vinden kommer tilbake.
En moderne vindturbin roterer når vinden i navhøyde er mellom 3 og 25 meter per sekund. Størst ytelse kommer normalt ved cirka 13 meter per sekund. Over det justeres bladene slik at mer vindenergi ikke fanges inn. Det gjøres for å redusere de mekaniske påkjenningene. Passerer vinden 25 meter per sekund, bremses turbinen og settes ut av drift. Vinden er sterkere og mer stabil høyt oppe, så tårnene bygges høyere (Store norske leksikon, u.å.-d).
Interaktiv kalkulator
Vindkraftens fysikk: Kubikkloven og Betz' grense
Effekten i en vindturbin vokser ikke lineært med vinden, men med kubikken av vindhastigheten (v³). Utforsk samspillet mellom rotorareal, lufttetthet, Betz-grensen på 59,3 % og turbinens faktiske effektkurve.
Turbin- og vindparametre
Dersom vinden øker med bare 20 % (fra 9 til 10.8 m/s), øker energien i luften med hele 73 % (fordi 1,2³ = 1.73)!
P ∝ v³ → Derfor slår et jevnt vindfelt til havs flere turbiner i ujevn terrengvind på land.
Hvorfor Betz' grense (16/27 ≈ 59,3 %) er en absolutt naturlov
Albert Betz beviste i 1919 at en vindturbin umulig kan hente ut 100 % av vindens bevegelsesenergi. Dersom turbinen stoppet luften fullstendig (100 % uttak), ville lufthastigheten bak rotoren bli null. Men stillestående luft kan ikke slippe unna; den ville blokkert for all ny luft som strømmer til forfra!
Optimal oppbremsing oppnås når lufthastigheten nedstrøms reduseres til nøyaktig én tredjedel (v/3) av den opprinnelige vindhastigheten. Da er virkningsgraden matematisk maksimalt 16/27 = 59,3 %. Moderne rotordesign henter ut opptil 45–48 % i praksis.
Havvind
Havvind er vind brukt til kraftproduksjon til havs. En havvindpark er vindturbiner på grunne havområder, knyttet sammen i et nett. Understellet kan stå direkte på kontinentalsokkelen, eller flyte, i stål eller betong. Står de på sokkelen, må havet ikke være for dypt. Kina har mest havvind, fulgt av Storbritannia og Tyskland. Ved utgangen av 2025 sto Kina for over halvparten av verdens havvindkapasitet (Global Wind Energy Council [GWEC], 2026).
Ved utgangen av 2016 var det 3589 offshore vindturbiner i drift i Europa, 12 631 megawatt, i 84 parker i 11 land. Gjennomsnittlig årsproduksjon i 2017 var drøyt 40 terawattimer. I 2021 var den totale kapasiteten fra havvind økt til 26 gigawatt. Tallene hører til de årene, ikke til et senere år (Store norske leksikon, u.å.-b).
Hywind Scotland, ca. 25 km utenfor Peterhead nordøst i Skottland, er en testpark på flytende understell som Equinor satte i drift i 2017, utviklet sammen med Norsk Hydro (Equinor, u.å.-b). Slike turbiner kan bygges på havdyp opp til 800 meter. I Norge fikk Havsul I utenfor Møre og Romsdal konsesjon i 2009, 350 megawatt og om lag 1 terawattime i året. Utbyggingen stoppet i 2012 fordi prisen ikke ble konkurransedyktig. Hywind Tampen er en flytende havvindpark i Nordsjøen som forsyner Gullfaks og Snorre. Den første norske havvindparken i produksjon er Hywind Tampen, fra november 2022 (Store norske leksikon, u.å.-a; u.å.-b). Hywind Tampen (88 MW) skal dekke om lag 35 prosent av strømbehovet på Snorre- og Gullfaks-plattformene og kutte om lag 200 000 tonn CO₂ i året (Equinor, u.å.-a). Svaret på «Hva tror du?» er altså nei. Plattformene får fortsatt mesteparten av kraften fra gassturbiner, men utslippene blir lavere.
Havdybden bestemmer teknologien: Fra Nordsjøplatået til Norskerenna
Sjekk deg selv
Velg ett svar per spørsmål.
1. Hvor mye av strømbehovet på Snorre- og Gullfaks-plattformene skal Hywind Tampen dekke?
2. Hvilket land har mest havvind i drift?
Tidevann
Tidevann, flo og fjære, er en regelmessig veksling i vannstanden langs kystene. Laveste vannstand er fjære eller lavvann. Høyeste er flo eller høyvann. I innhav og innsjøer er tidevannet som regel ubetydelig. Mellom to høyvann, eller to lavvann, går det på våre kyster om lag 12 timer og 25 minutter, et halvt månedøgn. Størst veksling, springflo, kommer omtrent ved nymåne og fullmåne. Minst veksling, nippflo, kommer om lag sju og et kvart døgn før og etter springflo (Store norske leksikon, u.å.-c).
Isaac Newton viste at tidevannet følger tyngdekraften. Det skyldes månens og solas tiltrekning på havet. Tiltrekningen er sterkere på siden som vender mot månen. På den motsatte siden er den svakere enn gjennomsnittet, og vannet strømmer mot det motsatte punktet. Fordi jorda roterer, blir det to høyvann i døgnet (Store norske leksikon, u.å.-c). Tidevannet kommer altså ikke av vinden.
Bølgekraft
Et bølgekraftverk omformer energi fra havbølger og dønninger til mekanisk eller elektrisk energi. Potensialet langs norskekysten er nesten av samme størrelsesorden som potensialet i alle norske vassdrag. Svingningene gjør omformingen praktisk og økonomisk vanskelig, og ekstreme bølger gir store påkjenninger. Bare én løsning har hittil levert energi til strømnettet i Norge (Store norske leksikon, u.å.-e).
Interaktiv teknologisammenligning
Havets energiformer: Fra havvind til OTEC
Havet rommer enorme mekaniske og termiske energiressurser. Klikk deg gjennom de fem teknologiene for å sammenligne dybdekrav, virkningsgrad, forutsigbarhet, miljøkonflikter og relevans for Norge.
Fysisk og teknologisk prinsipp
Turbintårnet forankres direkte i havbunnen ved hjelp av en gigantisk stålmonopel banket ned i sedimentene, eller en fagverkskonstruksjon (jacket) pælet til grunnfjellet. Teknologien er dominerende i den grunne sørlige Nordsjøen utenfor Danmark, Storbritannia og Nederland.
- •Veldig moden teknologi med lavest utbyggingskostnad (LCOE) til havs.
- •Ekstremt stabil plattform som tåler kraftige bølger uten vugging.
- •Jevnere og 20–30 % sterkere vindfelt enn på landjorden.
- •Begrenset til grunne sokkelområder (< 50 m dyp).
- •Pæling medfører kraftig undervannsstøy som kan skade hval og nise.
- •Konflikter med bunntråling, sandbankeøkosystemer og kystnært fugleliv.
Geofaglig relevans for Norge
Lite anvendelig langs det meste av Norskekysten fordi kontinentalsokkelen stuper bratt ned i Norskerenna (200–350 m dyp). Sørlige Nordsjø II er et av få egnede norske områder.
Havvarmekraft
Havvarmekraft, også kalt havtermisk kraft, er elektrisk energi fra temperaturforskjellen i havet. På engelsk heter det Ocean Thermal Energy Conversion, forkortet OTEC. Den kan brukes i tropiske farvann der forskjellen mellom varmt overflatevann og kaldt bunnvann kan bli 20 grader eller mer. I en lukket prosess fordamper et stoff med lavt kokepunkt, for eksempel ammoniakk, i overflatevann på rundt 25 grader. Dampen går gjennom en turbin og kondenseres med dypvann på rundt 5 grader. I en åpen prosess er arbeidsmediet vann, og anlegget kan også lage ferskvann. Kilden er fornybar og stabil (Store norske leksikon, u.å.-f).
OTEC: Hvordan havets termiske lagdeling gir kontinuerlig grunnlast
Sjekk deg selv
Velg ett svar per spørsmål.
1. Hvorfor egner havvarmekraft (OTEC) seg best i tropiske farvann?
2. Hvorfor er bølgekraft vanskelig å utnytte, selv om potensialet langs kysten er stort?
Vanlige misforståelser
At energien er fornybar, gjør den ikke automatisk ukontroversiell. Vindkraft legger beslag på land og kan være et problem for reindrift (Store norske leksikon, u.å.-a).
Havvind må ikke stå på bunnen. Den kan også flyte, og da kan havet være dypere (Store norske leksikon, u.å.-b).
Tidevann er ikke vind. Det kommer av månen og sola (Store norske leksikon, u.å.-c).
Bærekraft er en helhetlig avveining, ikke et slagord
Viktige begreper
Vindkraft: Vindenergi gjort om til mekanisk eller elektrisk energi. I dag mest elektrisitet fra et vindkraftverk.
Havvindpark: Vindturbiner på grunne havområder, knyttet sammen i et nett.
Flytende havvind: Turbiner på et understell som flyter, ikke et som står på sokkelen.
Tidevann: Regelmessig veksling mellom flo og fjære langs kysten.
Springflo: Størst veksling i vannstand, omtrent ved nymåne og fullmåne.
Nippflo: Minst veksling, om lag sju og et kvart døgn før og etter springflo.
Vindturbinens arbeidsområde: Roterer mellom 3 og 25 meter per sekund i navhøyde. Størst ytelse ved cirka 13 meter per sekund.
Bølgekraftverk: Omformer energi i havbølger og dønninger til mekanisk eller elektrisk energi.
Havvarmekraft: Elektrisk energi fra temperaturforskjellen mellom varmt overflatevann og kaldt bunnvann. Også kalt OTEC.
Sammendrag
- Vind, tidevann, bølger og temperaturforskjeller i havet er energiressurser fra hav og atmosfære. Vindkraft gjør vind om til elektrisitet i et vindkraftverk.
- Vindkraft på land er fornybar, men omstridt fordi den legger beslag på store områder og kan ramme reindrift, slik Fosen-saken viser.
- Havvind kan stå på sokkelen eller flyte. Kina har mest havvind, fulgt av Storbritannia og Tyskland.
- Hywind Tampen dekker om lag 35 prosent av strømbehovet på Snorre og Gullfaks og kutter om lag 200 000 tonn CO₂ i året, men plattformene er ikke utslippsfrie.
- Tidevann kommer av månens og solas tiltrekning. Bølgekraft har stort potensial, men er teknisk krevende, og havvarmekraft passer best i tropene.
Test deg selv
Velg ett svar per spørsmål.
1. Hva er vindkraft i daglig bruk?
2. Hvorfor er vindkraft omstridt i Norge, selv om den er utslippsfri?
3. Hvordan kan en havvindturbin stå?
4. Hva driver tidevannet?
5. Hva er springflo?