KOMMENTAR: Fremtidens energimiks

Et reelt grønt skifte må forholde seg til energikildenes totale fotavtrykk, ikke bare klima

Det er ikke mulig å levere energi uten negative konsekvenser. Det hele dreier seg derfor om å finne en akseptabel balanse, skriver TU-bidragsyter Johnny Hesthammer.

Blant energikildene kommer kullkraft dårligst ut med høyest dødelighet, mest avfall, høyt materialforbruk og de høyeste utslippene av klimagasser, skriver innsender
Blant energikildene kommer kullkraft dårligst ut med høyest dødelighet, mest avfall, høyt materialforbruk og de høyeste utslippene av klimagasser, skriver innsender (Illustrasjonsfoto: Pixabay)

Det er ikke mulig å levere energi uten negative konsekvenser. Det hele dreier seg derfor om å finne en akseptabel balanse, skriver TU-bidragsyter Johnny Hesthammer.

Alle energikilder påvirker helse, miljø, klima og økonomi i forskjellig grad. Dette er viktige faktorer som må tas med i vurderingen av fremtidens energimiks. Fornybart har klare utfordringer som best løses i kombinasjon med andre energikilder som kjernekraft og gasskraft med karbonlagring.

Et reelt grønt skifte handler om mer enn bare klima

Et reelt grønt skifte dreier seg om bærekraftig forandring i mer klima- og miljøvennlig retning, og innebærer at vekst og utvikling skjer innen naturens tålegrenser. En diskusjon om framtidens energimiks for kraftleveranse krever derfor en totalforståelse av hvilken påvirkning hver enkel energikilde har på helse, miljø, klima og økonomi.

Les også

Fokus på utslipp av klimagasser er naturligvis svært viktig, men FN er også tydelig på at tap av natur er en like stor trussel mot menneskeheten som klimaendringene.

Samtidig sier FNs bærekraftsmål nr. 7 at alle skal sikres tilgang til pålitelig, bærekraftig og moderne energi til en overkommelig pris. For politiske valg må derfor andre faktorer enn bare klima tas med i totalbildet slik at de helsemessige, miljømessige og økonomiske konsekvensene minimeres. Dette er mulig å få til med en balansert energimiks, men ikke med fornybart alene.

I tre TU-innlegg har jeg presentert og diskutert åtte ulike parametere som til sammen gir et totalbilde av fotavtrykket for forskjellige energikilder.

Resultatene vil overraske mange, og helt sikkert skape debatt. Det trengs.

Grafen viser energikildenes relative fotavtrykk for åtte ulike parametere. Som første tilnærming er parameterne vektet likt. På www.glex.no/fotavtrykk er det mulig å gjøre sin egen vekting, samt finne kildemateriale og detaljer.
Grafen viser energikildenes relative fotavtrykk for åtte ulike parametere. Som første tilnærming er parameterne vektet likt. På www.glex.no/fotavtrykk er det mulig å gjøre sin egen vekting, samt finne kildemateriale og detaljer. Illustrasjon: Jonny Hesthammer/Wouter Bell Gravendeel
Trykk her for utvidet tabell over verdiene som er brukt i framstilling av grafen.

 

  Vann Vind Sol Biomasse Kjernekraft Kull Olje Gass
Dødsfall (per Twh) 1,4 0,15 0,44 4,6 0,07 57 18,4 2,8
Utslipp (g CO2eq/kWh) 97 4 6 98 4 820 715 490
Arealbruk (m2/KW) 7143 544 151 12500 4,2 7,4 5,1 2,1
Materialbruk (tonn/TWh) 14068 10269 16457 235 410 930 124019 87168 77877
Kritiske metaller (kilo/TWh) 6,4 530 82 8,9 19,9 8,9 8,9 8,9
Kostnader ($/MWh) 47 56 85 62 78 59 59 46
Lav stabilitet (1/kapasitetsfaktor) 57% 63% 74% 51% 7,4% 46% 86% 42%
Fast avfall (tonn/TWh) 14068 10260 16457 21080 933 81725 1184 581

Verdiene som er brukt i framstilling av grafen (omgjort til prosentandeler hvor hver parameter summerer til 100%). Median- og gjennomsnittsverdier fra kildematerialet er benyttet for parametere hvor intervaller er oppgitt.

 

Klimagassutslipp: Utslipp av klimagasser er for svært mange den viktigste parameteren av alle, hvor fossilt står for 95%, og hvor kullkraft er verst. Også vannkraft og biomasse har utfordringer, og har høyere utslipp enn for eksempel gasskraft med karbonlagring. For vannkraft skyldes utslippene en kombinasjon av behovet for betong og dannelse av metangass fra forråtnelse av organisk materiale i menneskeskapte reservoarer. Og selv om biomasse foreløpig betraktes som klimanøytral, så tar det tid fra forbrenning til nytt opptak av CO2, for skog opptil 120 år. Kjerne-, sol- og vindkraft har de suverent klart laveste utslippene.

Ikke overraskende kommer kullkraft dårligst ut med høyest dødelighet, mest avfall, høyt materialforbruk og de høyeste utslippene av klimagasser.

Dødelighet: Kjernekraft har et dårlig rykte, men er like trygg som sol- og vindkraft. Vannkraft og biomasse forårsaker en god del flere dødsfall per energienhet, men dette blekner i forhold til fossilt som forårsaker langt de fleste dødsfallene, i all hovedsak på grunn av for tidlig død forårsaket av luftforurensing, og hvor kull er verstingen. Dette skyldes utslipp av helsefarlige partikler, svoveldioksid og nitrogenoksider i forbindelse med forbrenning av fossile brensler. Utslipp av partikler og nitrogenoksider er også et problem for biomasse.

Materialforbruk: Biomasse har det klart høyeste materialforbruket, tett fulgt av fossile energikilder. Dette skyldes selve brenselet, som det kreves store mengder av. Mens disse er fornybare for biomasse, er det ikke tilfelle for fossilt. Brenselet unntatt, så har sol-, vind- og vannkraft det klart høyeste materialforbruket. Dette skyldes den lave krafttettheten til fornybart, som gjør at man trenger flere eller større kraftverk for å produsere samme mengde energi som fossilt og kjernekraft. Det er problematisk grunnet økt behov for gruvedrift og kraftkrevende tungindustri. Kjernekraft har det suverent laveste materialforbruket av alle energikilder.

Les også

Kritiske metaller: Skiftet til fornybart avhenger av at det kan utvinnes nok materialer til å bygge kraftverkene. Moderne vindkraftverk har per nå et svært høyt forbruk av det sjeldne jordartsmetallet neodym, som er på EU sin liste over kritiske råmaterialer. En kraftig vekst av vindkraft, spesielt offshore hvor dette forbruket er høyest, krever derfor at man løser denne utfordringen. Solkraftverk har også et relativt høyt forbruk av kritiske metaller, i tillegg til store mengder sølv.

Arealbruk: Biomasse er i en særstilling ved at energikilden krever svært mye areal for energien som produseres. For å dekke en betydningsfull andel av energikonsumet med biomasse, kreves det store landareal. Men også vann-, vind- og solkraft er arealkrevende. Fornybare energikilder er rett og slett ikke veldig effektive sammenlignet med fossilt, som krever langt mindre areal. Det er likevel kun moderne gasskraftverk som kan måle seg med kjernekraftverk når det gjelder effektiv arealbruk.

Kostnader: Vannkraft og moderne gasskraftverk har i dag de laveste kostnadene fordelt over kraftverkenes levetid, og følges av vindkraft. Selv om solcellepaneler blir stadig billigere i pris, så er denne energikilden fremdeles dyrere enn alternativene. Dette vil gradvis endre seg, men tar man med behov for backup, for eksempel batterilagring, så vil sol- og vindkraft fremdeles være dyrere enn andre energikilder. Kjernekraft sliter med høye kostnader som følge av manglende standardisering og høye krav til sikkerhet og avfallshåndtering.

Stabilitet: En indikator på stabilitet er kapasitetsfaktoren som viser hvor mye strøm som faktisk leveres i forhold til maksimal installert kapasitet. Oljekraftverk er lite i bruk i dag fordi man typisk må bruke dampturbiner, noe som fører til lav effektivitet og stabilitet. En elektrifisering av transportsektoren og oppvarming vil derfor være viktige bidrag til redusert oljekonsum. Sol- og vindkraft har også svært lav stabilitet grunnet årstidsvariasjoner og varierende tilgang på vind og sol. Krav om høyere stabilitet fører til økte kostnader og økt arealbruk, noe som er en utfordring for storskala utbygging av sol- og vindkraftanlegg. Den klart mest stabile energikilden er kjernekraftverk.

Les også

Avfall: Ser man bort fra utslipp til luft (klimagasser, SO2, NOx), så stammer den største avfallsmengden fra forbrenning av kull og biomasse, som produserer store mengder aske. Selv om mye gjenvinnes, så er mye helsefarlig. Kjernekraft produserer svært små mengder avfall, men til gjengjeld er det radioaktivt og krever omfattende sikkerhetstiltak knyttet til fjerning og lagring. Ser man bort fra forbrenningsavfall, så genererer sol-, vann- og vindkraftverk mest avfall. Dette er knyttet til fjerning av materialer i forbindelse med nedstengning av kraftverkene etter endt levetid. Det meste av avfallet er betong, stål og glass, men noe er potensielt farlig. Solkraft gjør bruk av helseskadelig kadmium og bly som kan lekke ned i undergrunnen, mens vindturbiner inneholder høye mengder krom. I tillegg består turbinbladene av ikke-nedbrytbart komposittmateriale, og har avskalling av mikroplast under drift. På grunn av den lave krafttettheten, vil mengden farlig avfall fra fornybart være langt større enn fra kjernekraft. Hva som i fremtiden vil ta livet av flest mennesker vet ingen, og meningene omkring farlig avfall styres gjerne av den enkelte persons oppfatning av verst tenkelige utfall. Slik sett blir parameteren gjerne binær ved at den aksepteres eller ikke.

Figuren viser energikildenes relative fotavtrykk i lys av åtte forskjellige parametere, hvor summen av hver parameter er 100%.
Figuren viser energikildenes relative fotavtrykk i lys av åtte forskjellige parametere, hvor summen av hver parameter er 100 prosent. Illustrasjon: Jonny Hesthammer/Wouter Bell Gravendeel

Samlet sett er kjernekraft er overlegen andre energikilder

Ser man samlet på alle faktorene og vekter dem likt (noe man ikke nødvendigvis skal gjøre), så kommer kjernekraft suverent best ut med kostnader og farlig avfall som det mest negative. Ikke overraskende kommer kullkraft dårligst ut med høyest dødelighet, mest avfall, høyt materialforbruk og de høyeste utslippene av klimagasser. Det er rett og slett ikke mye godt å si om kull annet enn at det finnes mye av det og strømprisene er greie nok.

Gasskraft kommer bedre ut enn fornybart selv med vesentlige klimagassutslipp. Gasskraftverk med karbonlagring vil derfor ha lavere totalt fotavtrykk enn fornybart, og lavere klimagassutslipp enn både biomasse og vannkraft.

Av fornybare energikilder, kommer solkraft foreløpig best ut, men sliter med ustabile strømleveranser, høye kostnader og mye avfall. Biomasse kommer klart dårligst ut fordi det kreves store mengder brensel og areal, i tillegg til at det produseres svært mye askeavfall og helseskadelig utslipp til luft.

Les også

Vannkraft har stort arealbehov (som muligens er et mindre problem for Norge med sine mange naturlige reservoarer), høyt materialbehov, samt relativt høye klimagassutslipp. Vindkraft har lav stabilitet og må løse utfordringen med høyt forbruk av kritiske metaller. Klarer man det, vil imidlertid vindkraft ha det laveste totale fotavtrykket av alle fornybare energikilder.

Vekter man utslipp fire ganger høyere enn de andre faktorene, så forblir kjernekraft det beste alternativet, mens olje slår følge med kull som de dårligste alternativene. Gasskraft kommer fremdeles bedre ut enn biomasse, selv uten karbonlagring. Betydningen av de enkelte parameterne vil til dels være subjektiv. Svært mange vil mene at klimagassutslipp er det aller viktigste, mens andre er mest opptatt av naturinngrepene, noe debatten om landbaserte vindparker er et synlig tegn på.

Siden hver enkelt vil ha sine egne meninger om hva som betyr mest, er det opprettet en nettside, www.glex.no/fotavtrykk, hvor leserne kan gjøre egne vurderinger og interaktivt se resultatene av sine valg. Der kan også interesserte lesere finne kildematerialet som ligger til grunn for analysene og, om ønskelig, fordype seg ytterligere.

Hva med andre faktorer?

Dette arbeidet har sett på parametere som lar seg kvantifisere. Det er andre aspekter som kan være vel så viktige, men som ikke enkelt lar seg tallfeste, og som derfor ikke er med i denne studien. Frykt er en slik parameter, for eksempel frykten for framtidige konsekvenser ved feil håndtering av avfall. Det samme er betydningen av visuell forurensning, verdien av uberørt natur, samt faren for utrydning av truede dyre- og plantearter.

Dette er kvalitative aspekter som våre politikere må ta hensyn til, sammen med faktabasert kunnskap om våre energikilder, når beslutninger skal foretas.

Det dreier seg ikke om enten-eller, men både-og

Det er ikke mulig å levere energi uten negative konsekvenser. Det hele dreier seg derfor om å finne en balanse som er akseptabel og gir lavest mulig totalt fotavtrykk. Ingen enkelt energikilde kan løse klimautfordringen alene, og en kraftmiks bestående av kun fornybart vil, i tillegg til praktiske og økonomiske utfordringer, medføre unødvendig store negative konsekvenser for natur og miljø.

En konstruktiv klimadebatt krever derfor forståelse for hver enkelt energikildes påvirkning på klima, miljø, helse og økonomi. Forhåpentligvis kan arbeidet jeg har utført, med god hjelp fra geofysikkstudent Wouter Bell Gravendeel, og dokumentert i fire ulike temainnlegg i TU.no, bidra i riktig retning.

Les også

Kommentarer (188)

Kommentarer (188)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå