-Energikrise.no-

Den alminnelige oppfatningen av begrepet alternative energikilder er fornybare energikilder, slike som blant annet vindraft, bølgekraft, bioenergi, solenergi og jordvarme. Dette er energikilder som dessuten ikke bidrar til økningen av CO2-innholdet i atmosfæren.

Når vi her diskuterer alternative energikilder er det alternativer til de minkende oljeressursene vi vil se på. Finnes det alternativ som kan avhjelpe eller minke konsekvensene av Peak Oil? Har vi noe som kan hjelpe på kort sikt , mens vi arbeider med løsninger på lang sikt?

Og finnes det alternative energikilder i slike kvanta og til en slik pris at de kan dekke opp det enorme bortfallet av energi som vil oppstå ved fallet i oljeproduksjonen, og har de kvaliteter som gjør dem brukbare der vi benytter olje nå, som i transportsektoren generelt og luftfarten spesielt?

Problemet vi ser på er altså tredelt :

Vi må få på plass alternativer innen for en tidsramme som svarer til det forventede fallet i tilgang på olje. I denne diskusjonen har vi valgt å se på de kommende 25 åra, tiden fram til år 2030.

Vi må erstatte bortfallet av energi i væskeform som følge av minkende oljeutvinning. Som vi har sett vil størrelsen på fallet i utvinningen kunne bli om lag 35 millioner fat olje daglig (Mb/d) i år 2030 i forhold til dagens nivå. I tillegg kommer den forventede økningen i etterspørselen i den samme perioden. Denne økningen er av det internasjonale energibyrået IEA estimert til ytterligere 35 Mb/d.

Samla står vi altså overfor et POTENSIELT GAP i år 2030 på 70 millioner fat olje daglig, som andre kilder må dekke opp.

Dernest må kildene som skal tre inn i stedet for olje ha egenskaper som gjør at de kan erstatte oljen, det vil først og fremst si at de må ha tilstrekkelig energitetthet.

Egenskapene til energikilder, - spørsmålet om kvalitet.

Transportsektoren

95% av energien som blir brukt i transportsektoren kommer fra olje. Det er to enkle grunner til det: Olje har stor energitetthet, og lar seg enkelt og effektiv lagre og transportere.

For veitransport er energitetthet viktig, den avgjør rekkevidden mellom tanking eller ladning, og hvilken nyttelast et kjøretøy kan ha.

Til luftfart er energitettheten helt avgjørende. Uten oljeproduktene (kerosene/parafin) ville sivil luftfart kort og godt ikke eksistert. Bare den store energitettheten i olje gjør det mulig med fly som både har nyttelast og rekkevidde i noe omfang.

Kombinasjonen av både å være energikilde og energibærer er unik for de fossile energikildene.

Lagring av energi

Vi skal først kort repetere begrepet nettoenergi: Dette er den nyttbare energien fra et system, den delen vi kan bruke når alle de energimessige kostnadene med å etablere og drive systemet er trukket fra. Vi må for eksempel kalkulere inn energien til å smelte silisium til solcellepaneler i energiregnskapet til dette, men også energien til å bryte malm og transportere denne fra gruve til fabrikk. Det samme gjelder energi til utvinnig og produksjon av stålet i en vindmølle, kobberet i generatorens viklinger osv.

Når vi etter hvert skal erstatte oljen med andre kilder er det et problem som umiddelbart dukker opp: Hvordan kan vi lagre den produserte energien?

For å kunne brukes i transportsektoren må energien som nevnt kunne lagres i en form som gjør det mulig å ha den med. Men til stasjonær bruk må vi må også kunne lagre energi for å ta opp variasjoner i produksjon og etterspørsel over tid, både gjennom døgnet og gjennom året. Sola skinner bare om dagen, solenergi må derfor lagres til bruk om natta. Vinden varierer over tid, vi må derfor kunne lagre overskuddet en vindfull dag til bruk en stille og kanskje kald dag.

Det finnes flere måter å gjøre dette på.

En vanlig og nokså effektiv metode er å pumpe vann til et høyereliggende basseng, for å nytte fallet til elektrisitetsproduksjon senere. Virkningsgraden til denne metoden er i størrelsesorden 75%.

Varmekraftverk basert på dampturbiner har som en av ulempene at de ikke raskt lar seg regulere opp eller ned i effekt. Den termiske tregheten i dampkjelene gjør at endringer tar tid. På kontinentet i Europa blir derfor pumping av vann som lagringsmåte benytta. Et problem er selvsagt egna lokaliteter for å kunne gjøre dette i stort omfang.

Vannkraft lar seg enkelt og raskt regulere, samkjøring av dampturbiner og vannkraft er derfor en gunstig måte å tilpasse energiproduksjon og -forbruk gjennom døgnet.

Ellers kan energi lagres som varme, men som vi har sett i den generelle diskusjonen om energi, er varme en lite konsentrert form for energi. Å lagre varme vil bare være aktuelt der vi ønsker å hente energien ut igjen som nettopp varme. Varme er en såkalt lavverdig energiform.

Energi kan også lagres som mekanisk bevegelse, kinetisk energi, som for eksempel i et svinghjul. Men dette er også en lite effektiv metode. Bevegelsesenergien i et legeme på 1000 kg som holder en fart på 100 km/t er bare 0,1 kWh.

I praksis står vi tilbake med dette: Når energikilder som vindkraft, bølgekraft, tidevannskraft eller solenergi produserer elektrisk energi er det bare en måte å utjevne spennet mellom produksjon og forbruk: Det må konverteres til og lagres som kjemisk energi i perioder med overskudd, og konverteres tilbake i perioder med underskudd .

For å finne ut hva slags hva slags virkningsgrader vi kan regne med, ser vi først på energitettheten til noen energikilder og energibærere:

Vi ser at energiinnholdet i et kilo av ulike energikilder varierer fra 4 kWh for en kilo tørr ved, til 17 kWh for en kilo diesel og 20 kWh for et kilo flytende hydrogen. Og det er selvsagt viktig å merke seg at hydrogen slett ikke er en kilde til energi, det er en energibærer, et batteri i flytende form.

Ser vi på energiinnholdet i forhold til volum ser vi noe annet: Hydrogen er fortsatt det letteste av grunnstoffene. Selv i flytende form har det en tetthet på bare 0,07 kg/liter.

Og energiinnholdet pr. liter er mindre enn en fjerdedel av det til de fossile kildene. I tillegg vil tanken som må til for å holde på det flytende hydrogenet veie i størrelsesorden 5-10 ganger så mye som det hydrogenet den inneholder.

Det er også verd å merke seg at energibærere har størst tetthet i væskefasen. Ingen framtidige eksotiske måter å lagre hydrogen på vil derfor kunne overvinne denne barrieren, flytende hydrogen lagra i en tank vil derfor aldri få større energitetthet på volumbasis enn en fjerdedel av det fossilt brensel har.

Ser vi på energitettheten til det gamle og velkjente blybatteriet er denne temmelig ynkelig, og selv det mer moderne litium-ion batteriet har en energitetthet som på vektbasis er mindre enn en 50-del av fossile energikilder.

Vi ser altså at energien vi produserer og lagrer fra fornybare kilder mangler den energitettheten som vi har vært velsigna med fra de fossile kildene. Dette har store konsekvenser for hva slags bruksområde vi kan benytte dem til.

For å lagre energien som tilsvarer 1 kg olje må vi ha 350 kg med blybatterier, eller en hydrogentank på 30 liter med en samla vekt på 20-30 kg.

Konsekvensene av dette er nokså nedslående: Ingen sivile fly vil forlate bakken med hydrogen i tankene.

Elektriske biler med batterier som energilager vil ikke kunne bli noe mer enn små "bybiler" uten at det blir gjort store gjennombrudd i batteriteknologi, til en pris som gjør allmenn utbredelse mulig. Dette vil neppe skje innenfor den tidrammen vi diskuterer her.

At elektriske motorer har en virkningsgrad på 90% gjør at en elektrisk bil i det hele tatt kan fungere. Den ene kiloen med oljeekvivalenter som ligger i blybatteriet svarer på grunn av den effektive elektriske motoren til 5-6 kg med bensin i en forbrenningsmotor, og dermed en rekkevidde på rundt 100 km.

Og mens overskuddsvarmen i en forbrenningsmotor kommer til nytte når vi om vinteren varmer opp kupeen, må energien til dette hentes direkte fra batteriet i en elektrisk bil, med tilsvarende reduksjon i rekkevidden.

Inntil videre er det kun blybatterier som har et pris/nytteforhold som er realistisk til bruk i biler. Dersom alle verdens mer enn 700 millioner biler skulle byttes ut med elektriske, som hver skulle ha en batteripakke på forsiktige 300 kg, måtte vi altså bruke 180 millioner tonn bly.

Oppdatering høsten 2007: Elektriske sykler og scootere er i ferd med å bli populære i Kina. De representerer et billig alternativ til biler, og er også billige i drift.

Du kan lese om dette her.

Men dette har vært en medvirkende årsak til sterkt stigende priser på bly det siste året. Et tonn bly koster nå omlag 21 000 kr / tonn, en økning på 130% på ett år.

Og dette altså i stor grad som følge av elektriske sykler i Kina.
Hva ville prisutviklingen på bly blitt dersom størstedelen av verdens biler skulle ha blybatteri?

Da er det verd å merke seg at den globale utvinningen av bly er noe under 3 millioner tonn/år. Dersom denne kunne dobles, ville bare det å skulle skaffe bly nok til å konvertere den eksisterende bilparken til elektrisk drift ta 60 år.

Batterier har også en begrenset levetid, i gjennomsnitt for et blybatteri er nå 5 år, med godt stell kanskje 7 år. En overgang til elektriske biler ville dermed skape en gigantisk industri med utvinning av bly eller andre metaller, og med resirkulering og gjenvinning av disse. Energien til dette må selvsagt tas med i det samla energiregnestykket til en elektrisk bil.

Selv biler basert på kombinasjonen hydrogen og brenselceller har oddsa imot seg. Virkningsgraden til kombinasjonen brenselceller/elektrisk motor kan bli inntil 60%, og vi vil (kanskje) klare oss med fjerdeparten av den energien vi måtte hatt i form av bensin. Et optimistisk anslag for vekta av hydrogentanken til en personbil med brenselceller er derfor 200-300 kg, dersom denne skal gi samme rekkevidde som 50 liter bensin. Dersom hydrogen skal brennes i en forbrenningsmotor, vil vekta bli i størrelsesorden 1000 kg.

Det knytter seg også i alle fall foreløpig et par viktige spørsmålstegn ved brenselcellene: pris og levetid.

Akilleshælen til hydrogen er likevel knytta til distribusjon. Eksisterende infrastruktur av rørledninger kan ikke uten videre nyttes til dette, og heller ikke kompressorene som må til for å drive gassen fram. For hydrogentransport i rørledninger måtte det bygges en helt ny infrastruktur.

Den lave energitettheten gjør uansett at de energimessige tapa ved transport av hydrogen raskt blir store. Transport med skip eller tankbil vil kun være energimessig regningssvarende over relativt korte avstander. ( Og husk: Det er nettoenergien i den totale syklusen som avgjør om et energisystem vil ha livets rett, og gir såkalt nyttig energi for oss).

Drømmene om å produsere hydrogen i strøk med rikelig sol, for så å transportere hydrogenet til konsumenter langt unna vil ennå i lang tid være drømmer. Dersom hydrogen skal bli et alternativ som drivstoff til transportsektoren må det produseres rimelig og lokalt. Dersom den energien som skal benyttes til produksjonen skal transporteres langt, kan dette skje som elektrisk energi.

Virkningsgrader ved konvertering og lagring av energi

Når vi diskuterer energi må vi skille mellom primærenergi og nyttbar energi. Ved forbrenning av olje, gass eller kull i et varmekraftverk, er den forbrukte energien brennverdien til disse. Dette er primærenergien. Men bare mellom 30-50% av primærenergien kommer fram til brukeren som nyttbar energi. Dette er et forhold som sjelden kommer tydelig fram i energistatistikker, men som er svært viktig for vår diskusjon av den nyttbare energien vi kan vente å få fra alternative energikilder.

Ved konvertering av energi og lagring av denne som energi i en annen form, kommer vi aldri utenom de termodynamiske lovene. Alle konverteringsprosesser går med ulike grader av tap.

Virkningsgraden til forskjellige energikilder er ulik, og dette kompliserer diskusjonen. I kapittelet om energi så vi litt på dette, og vi skal her bare kort nevne noen moment.

Virkningsgrader ved konvertering mellom energiformer:

Som vi ser er det uråd å gi et konkret tall for hva vi må skaffe oss for å erstatte oljen, fordi det kommer an på mange av de andre valga vi vil gjøre. Skal vi fortsette å kjøre privatbil og holde fly i lufta, vil vi for eksempel måtte konvertere energi fra ulike alternative kilder til energi i væskeform, med tilhørende tap.

For å gi et bilde kan vi likevel gå ut fra dette: Dersom vi skal erstatte oljen med elektrisk energi, må vi skaffe oss elektrisk energi som svarer til en tredjepart av brennverdien til oljen.

Når offisielle statistikker regner ut hva en gitt mengde olje svarer til i elektrisk energi ganger de med en faktor på 0,38. Dersom vi vil regne ut hva en gitt mengde elektrisitet svarer til i oljeekvivalenter, må vi gange med 2,6. Den norske produksjonen av 120 TWh elektrisitet produsert på vasskraft svarer for eksempel til 120 TWh x 2,6 = ca. 310 TWh oljeekvivalenter.

Vi velger å bruke faktoren 0,33 i vår videre diskusjon, på grunn av den lave virkningsgraden i transportsektoren (10-20%).

Omfanget av problemet, spørsmålet om kvantitet.

70 millioner fat olje om dagen, 25 milliarder fat i året - hvor mye energi er det?

Vi starter derfor med å prøve å synliggjøre hva slags mengder energi det er som blir borte fra den daglige menyen på de knapt 25 åra fram til 2030. Diskusjonen er komplisert, de ulike energikildene har ulik bruk, og konvertering mellom dem har ulik virkningsgrad.

Vi har derfor valgt å konvertere til elektrisk energi når vi diskuterer energikilder som produserer dette i utgangspunktet, som vind- eller solenergi og atomkraft.

Når vi drøfter fossile kilder utenom olje, som gass og kull, konverterer vi til fat oljeekvivalenter, boe, "barrels of oil equivalent".

En million fat oljeekvivalenter = Mboe, en milliard fat oljeekvivalentar = Gboe.

Hvor mye energi er det i 70 millioner fat olje?

Dersom vi ser på forbruket i dag, er dette omlag 84 millioner fat daglig. Dette gir oss en liten aning om dimensjonene, mankoen vi står overfor i 2030 er langt oppimot det samla forbruket i 2005, 83% av dagens forbruk for å være nøyaktig.

Brennverdien av et fat olje er 6120 MJ, MegaJoule.

En kilowattime, 1 kWh er 3,6 MJ.

Et fat olje har altså en brennverdi som er 6120/3,6 = 1700 kWh.

Vi vil mangle 70 millioner x 1700 kWh = 119 milliarder kWh pr. dag. Deler vi på 24 timer får vi effekten dette tilsvarer: 4,96 milliarder kW, eller omlag 5 milliarder kW for å holde oss til runde tall. ( Om vi kommer til å mangle 68 eller 73 millioner fat er selvsagt uråd å mene noe om )

En energimessig manko på 5 milliarder kW fra olje, -hva betyr det egentlig?

Med en konverteringsfaktor på 0,33 må vi innen 2030 ha skaffet oss i størrelsesorden 1,6 milliarder kW= 1,6 Tera Watt (TW) med ny elektrisk generatorkapasitet.

I 2004 var den samlede globale produksjonen av elektrisitet ca. 2 milliarder kW (eller 2 TW (Tera Watt)), og ca. 67% av dette er generert på basis av fossile kilder. Ca. 15% er produsert fra atomkraft og 16% fra vannkraft.

Men elektrisitet er ikke det vi ønsker oss til alle formål, i en verden med mangel på olje må vi skaffe oss egna drivstoff til transportsektoren, og en del av dette vil måtte være i væske eller gassform, som for eksempel hydrogen, metanol eller etanol. Dette vil gå med et energimessig tap, når utgangspunktet er elektrisitet.

Samla må vi skaffe oss i størrelsesorden 2 milliarder kW (2 TW)med ny elektrisk kapasitet, dersom vi skal syntetisere nødvendig drivstoff til transportsektoren. Vi må altså doble den nåværende produksjonen, og vi må gjøre det uten olje.

De CO 2 -frie kildene

De CO2-frie energikildene er i hovedsak produsenter av elektrisk energi: Atomkraft (det er verdt å diskutere.. ), vindenergi og solenergi. I praksis vil det naturligvis bli snakk om en blanding av disse. Men for diskusjonen sin del, for å synliggjøre omfanget på problemet, ser vi på dem hver for seg.

Atomkraft

På hjemmesida til det internasjonale atomenergibyrået ( http://www.iaea.org/ ) finner vi at det pr. 30. januar 2006 var 443 atomreaktorer i drift. Samla produserer disse 369 GW, 369 millioner kW eller 0,37 TW.

For å skaffe oss 2 milliarder kW, eller 2000 millioner kW med ny kapasitet må vi altså skaffe oss 2000/369/443 = 2400 nye atomreaktorer de neste 25 åra.

Det er vanlig med tre reaktorer i et atomkraftverk. Det ville altså være snakk om i størrelsesorden 800 nye atomkraftverk for å dekke opp det potensielle gapet på olje om 25 år.

Planlegging og bygging at et atomkraftverk er en omfattende affære. Planleggingen kan ta 5 år, og byggetiden er nesten like lang.

25 år er 25x365 = 9125 dager. På disse vel 9000 dagene må vi altså skaffe oss 800 nye atomkraftverk. Vi måtte ferdigstille et nytt atomkraftverk hver 11. dag for å erstatte det potensielle bortfallet av energien fra olje.

Regnestykket kan se ut som en meningsløs øvelse. Men i diskusjonen omkring energispørsmål er det ofte et fravær av konkretisering , alternativ blir slengt fram som det ene sesam-sesam etter det andre, uten at faktiske tall kommer på bordet. Å skulle etablere slike mengder atomkraft i løpet av en periode på mindre enn 25 år er helt urealistisk. Særlig ettersom svært få land har bestemt seg for at det er dette de vil satse på, og at planlegging ikke en gang har starta. Beslutningsprosess, planlegging og bygging av et atomkraftverk har en tidsramme på minst 10-15 år. Vi står tilbake med bare 10-15 år til den konkrete byggingen av disse verka.

Spaltbart materiale

Atomreaktorer krever også brensel: Spaltbart materiale. Den teknologien som blir benytta i dag er spalting, fisjon av det radioaktive grunnstoffet uran.

Det finnes store mengder uran, men for å kunne utnytte uran med et energimessig overskudd må det finnes i høye nok konsentrasjoner. Og uran i slike konsentrasjoner er det mindre av, forekomstene nå er beregna til å være i størrelsesorden 3,5 millioner tonn.

De 443 atomreaktorene som er i drift i dag bruker 67 000 tonn av denne kvaliteten årlig, og de kjente reservene vil vare i om lag 50 år.

Å øke antallet reaktorer med 2400 slik regnestykket vårt krever en femdobling i tilgang på spaltbart uran, og reservene ville da bare vare i 10 år. Selv om vi skulle klare å doble reservene av uran ville vi bare ha brensel i 20 år.

Regnestykket viser at selv om vi skulle erstatte oljen med en gigantisk satsing på det mest energitette av alle alternativa, atomkraft, ville vi ikke en gang ha drivstoff til å holde disse i gang i sin forventa levetid.

"Skjulte" kostnader med atomkraft

Gruvedrifta og anrikingen som må til for å skaffe det spaltbare materialet krever store mengder energi, til drift av gruvemaskineri (dagbrudd) er det bare fossile kilder som i dag er aktuelle. Selve byggingen av verka krever også store mengder energi, det meste fra fossile kilder. Ser en på disse energikostnadene kommer det fram at atomkraft ikke er så CO2-fri som en kanskje tror.

Men det er to aspekter med atomkraft der regnskapet ennå ikke er gjort opp: Lagring av det brukte brenselet, og demontering av selve reaktorene når levetida deres er ute. Til begge disse knytter det seg stor usikkerhet, både med hensyn til energimessig kostnad og med hensyn til de rent økonomiske kostnadene.

I Storbritannia konkluderte en kommisjon nylig (vinteren 2006) med at de økonomiske kostnadene med å avvikle de eksisterende atomkraftverka vil bli i størrelsesorden 800 milliarder Pund, eller 10 billioner norske kroner. Det gjemmer seg selvsagt en ikke helt liten mengde energi fra fossile kilder i dette regnestykket.

Et mer dystert aspekt ved en eventuell satsing på atomkraft er hva som ville skje dersom vi i perioden 2020-2030 bygger en rekke atomkraftverk, som skal demonteres i perioden 2050-2060. Vil vi på dette tidspunktet ha et samfunn og en økonomi som er i stand til å ta fatt på den krevende oppgava det blir å demontere og ta vare på avfallet fra nesten 3000 atomreaktorer?

Såkalte "breederreaktorer" vil kunne skape mer spaltbart materiale i form av plutonium enn det de konsumerer i form av uran. Det knytter seg en rekke problemstillinger til plutonium. Det er forsiktig sagt et av de minst hyggelige elementa, og egner seg også til produksjon av atomvåpen. Det kan stilles spørsmål ved om forsvarlig handtering av plutonium i stor skala egentlig er mulig.

Innen for den tidsramma vi diskuterer her, de neste 25 åra, vil breederreaktorer uansett ikke kunne gi vesentlige bidrag til energiforsyninga.

Helt siden vi skaffa oss kunnskapen om kreftene som skjuler seg i atomkjernene, har drømmen om fusjonsenergi ligget som et Soria Moria ute i framtida et sted. Dersom vi blei i stand til å utnytte energien som blir frigjort ved sammensmelting, fusjon, av hydrogenatomer , ville energiproblema våre være løste. Det er denne prosessen som får sola til å lyse, og en hydrogenbombe til å eksplodere. Gjennom hydrogenbomba har vi fått til det å starte prosessen, problemet som gjenstår er å kontrollere den.

Det blir satsa store forskingsmidler på dette, men likevel er det ingen som våger å stå fram og hevde at dette skal vi snart klare.

Tvert om blir det gjerne sagt at løsninga på problemet ligger 50 år inn i framtida, -og alltid vil gjøre det. Uansett vil denne løsningen ligge utenfor den tidshorisonten vi diskuterer her, og vil ikke avhjelpe problemene som møter oss etter Peak Oil.

Vindkraft

Flere land har satsa på vindkraft. Størst har denne innsatsen til nå vært i Danmark og Tyskland.

Den typiske vindmølla har en generatorkapasitet på 1MW, 1000 kW, selv om møller på 5MW kanskje vil bli det vanlige framover. Vi tar derfor utgangspunkt i det siste tallet.

Hvor mye energi får en gjennom året fra en vindmølle? Dette varierer selvsagt med lokalisasjonen, og kysten av vårt land er en av de gunstigste. Men vinden varierer likevel mye, og en effektiv driftstid på 2200 timer i året er et gjennomsnitt. ( Mølla vil produsere størstedelen av året, men mindre enn makseffekten. Legger en sammen produksjonen gjennom året, svarer den til omlag 2200 timer med makseffekt. Et år er 8760 timer. Den årlige driftstida vil variere med hvor egna lokalisasjonen er. Noen tall: Danmark 2230 timer, Irland 2500 timer, Finland 2000 timer.)

Dette innebærer, for å være litt "greie", at vindmøllene kun produserer 25% av den fulle generatorkapasiteten sett over litt tid. Så de nye store møllene på 5 MW leverer 1,25 MW i gjennomsnitt.

2 milliarder kW skal dekkes inn av vindmøller med nominell effekt 5 MW og en praktisk effekt på 1,25 MW: Vi dropper utregninga, men for all del: kontroller! Tallet blir 1,6 millioner nye store ( 5MW ) vindmøller. Eller 8 millioner av den størrelsen som er vanlig i dag..

Et regnestykke som har vært gjort viser for eksempel at dersom Storbritannia skulle dekke energiforbruket bare til transportsektoren, ville dette kreve et 10 km dypt belte av vindmøller rundt hele periferien av øyriket.

Den varierende karakteren til produksjonen til vindmøller gjør at det er uråd å basere seg kun på elektrisitet produsert fra vind. I praksis vil det ikke være mulig å la mer enn 20-25% av elektrisitetsproduksjonen komme fra vindkraft, et større innslag av vindkraft ville true stabiliteten til elektrisitetsnettet. Vi må da ha en reservekapasitet som kan dekke opp for vindkraften i stille perioder. Et typisk eksempel: Høytrykk over et stort område midtvindters.

En kommer ikke bort fra at det til enhver tid må eksistere en viss reservekapasitet som kan hentes inn når det er lite vind. Denne reservekapasiteten må kalkuleres inn i regnskapet for lønnsomheten til vindenergi.

I perioder med liten produksjon fra vindmøllene må mankoen dekkes opp fra konvensjonelle kilder, og dette vil stort sett måtte være varmekraftverk. I vårt eget land vil vindkraft være støtta av vannkraft, og dette er en ideell kombinasjon på flere måter. Vannkrafta lar seg lett regulere, og kan ta opp variasjoner i produksjonen fra vind. Når vinden er god ligger vannkrafta lagra i magasina, helt uten tap.

Når vindkraft skal støttes av varmekraftverk blir situasjonen mindre gunstig. Vi har tidligere nevnt den termiske tregheten til store varmekraftverk, som gjør at de ikke på kort tid kan kjøres opp til å dekke en vindstille periode. Derfor må vindkraften ha en viss "roterende reserve" når den skal støttes av varmekraftverk, varmekraftverkene må ha en viss "stand by" kapasitet. Gassturbinverk er derfor bedre egna som støtte. Men den hvilende reserven må uansett være tilstede, og må altså kalkuleres inn i prisen til vindkraft.

Vi diskuterer her imidlertid hvordan vi skal kunne erstatte de fossile kildene med vindkraft. Den nødvendige stabiliteten til elektrisitetsnettet må vi da skaffe oss gjennom å lagre deler av den produserte vindkraften.

Dette endrer regnestykket til vindkraft radikalt. Som vi har sett er det ingen lagringsmetoder utenom batterier som har en virkningsgrad på over 30%. Og batterier er ennå uaktuelle i den skalaen vi snakker om her. Dersom 75% av den elektriske energien skulle komme fra vindkraft, måtte vi lagre dobbelt så mye som de 25% vi kan hente direkte fra vindmøllene, og forbrenne dette. Da må vi kalkulere inn tapet, og må ha 5 ganger så mange vindmøller som nevnt ovenfor, for å møte de krava til stabilitet i strømforsyninga et industrisamfunn stiller.

Dersom vi går videre og ser for oss at hele den fysiske infrastrukturen i kjeden fra bygging av vindmøller til lagring av produsert energi til generering av elektrisitet i framtida må skaffes tilveie uten hjelp fra de fossile kildene, er det et åpent spørsmål hvor stort energimessig overskudd denne energikjeden vil produsere.

I framtida vil vi måtte drive gruvene der vi henter ut malmen og renser denne, metallverkene der vi lager metaller av egna kvalitet, industrien der vi former disse til vindmøller, generatorer og lagringstanker, med energi fra fornybare kilder.

Dette vil være de samme fornybare kildene vi ønsker å høste energi fra, og de energimessige kostnadene til å skape en infrastruktur for høsting av alternativ energi må derfor kalkuleres inn i den energimessige lønnsomheten ved slik energi.

Eksempelet Danmark

Danmark er det landet som til nå har satsa mest på vindenergi, og vindkraft dekker nå 18% av det danske forbruket av elektrisitet. Dette har de oppnådd i løpet av de siste 25 åra. Det er interessant å merke seg at dette er omtrent like mye som veksten i det danske forbruket av elektrisk kraft i perioden.

Solenergi

Solenergi kan nyttes til annet enn å skaffe oss elektrisitet, først og fremst direkte til oppvarming av boliger gjennom bedra byggeskikk, og ulike tiltak for å varme vann m.m. Solenergi vil nok bli viktig i framtida, i et samfunn som har innstilt seg på å leve med langt mindre tilgang på energi enn vi har.

Men det er framtida til vår måte å leve på som er temaet her.

Før vi går i gang med å kvantifisere den mengda energi vi kan få fra solenergi, må vi se på noen problemstillinger omkring egenskapene til solenergien.

Det mest slående problemet med solenergi som kilde for elektrisk energi er selvsagt det at sola, i gjennomsnitt, lyser bare halve døgnet. Vi må med andre ord lagre den elektriske energien vi ønsker å ha disponibel om kvelden og natta. Og den største ulempen med elektrisk energi er nettopp det at det verken er enkelt eller billig å lagre den som elektrisk energi. I praksis lar det seg knapt gjøre, som vi har sett må vi konvertere den elektriske energien til kjemisk energi.

Syklusen elektrisk energi->vann->hydrogen->elektrisk energi har en samla virkningsgrad på 30%. For å skaffe oss den nattlige energien vår må vi altså produsere 3 ganger så mye om dagen som det vi trenger om natta. I snitt kan vi ikke regne med å ha sol mer enn 10 timer om dagen, tidlig om morgenen og om kvelden står sola så lavt at produksjonen fra solceller vil være minimal.

På disse 10 timene må vi altså produsere 3 ganger så mye som det vi trenger de 14 timene om natta, i tillegg til det vi trenger om dagen. Vi må altså produsere strøm for 3x14+10 timer = 52 timer på de 10 timene vi har tilgjengelig. ( Det kan innvendes at forbruket er mindre om natta enn om dagen, men en stor del av infrastruktur og industri har et ikke uvesentlig forbruk om kveld og natt. Dersom vi går ut fra at elektrisitet fra solceller ikke skal benyttes til oppvarming, men til belysing og drift av industri og infrastruktur, er det ikke sikkert forbruket i den mørke delen av døgnet er så mye mindre enn i den lyse ).

Sagt på en annen måte: Ved en syklus solcelle->elektrisitet->hydrogen->elektrisitet må vi gange produksjonen fra solcellepanelet med en faktor på 5 for å få den kapasiteten vi faktisk må ha for å dekke energibehovet gjennom et døgn. Eller vi kan dele solcellepanelet sin kapasitet på 5 for å få det bidraget det faktisk gir til å dekke energibehovet.

Solcellepanel er energikrevende å produsere ( smelting og forming av silisium ), så energikrevende at panelet først etter å ha produsert i 5 år har reprodusert det som ligger "innbakt" i det, og gir et energimessig overskudd. Et panel vil også ha en avgrensa levetid, og 25 år blir regna som normalt.

Sagt på en annen måte: Nettoenergien fra solcellepanelet er (25-5)/25, eller 80% av den faktiske produksjonen. Tar vi dette inn i regnestykket ovenfor ser vi at vi må dele solcellepanelt sin kapasitet med mer enn 6 for å få det faktiske nettobidraget.

Vi snakker altså om at det må installeres solceller som produserer i størrelsesorden 15 milliarder kilowatt primæreffekt dersom disse aleine skal dekke opp det potensielle gapet av olje fram til 2030, mer enn 7 ganger den totale strømproduksjonen i dag, som er 90% basert på fossile kilder.

Prisen for energi produsert av solceller er i dag mellom 3 og 4 kr/kWh. Tar vi med de energimessige kostnadene med å skaffe energi i alle døgnet sine 24 timer, ender vi med en faktisk energipris på mellom 15 og 25 Kr/kWh. Avgifter, nettleie osv. kommer i tillegg.

Prisen for solenergi sprenger helt de rammene vi i dag ser som akseptable for å drive økonomien vår. Selv med framtidige teknologiske framsteg vil prisen for energi produsert av sollys være i størrelsesorden 25 til 50 ganger prisen på elektrisk energi fra dagens fossile energikilder.

For våre nordiske breddegrader er forholdet selvsagt enda dårligere. Vi måtte, reint hypotetisk, produsere hydrogen om sommeren for bruk om vinteren. Vi skal ikke her komme inn på utfordringene og de energimessige kostnadene med å lagre hydrogen over tid.

Samla sett vil aldri elektrisitet fra solceller kunne erstatte en vesentlig del av den energien vi kan komme til å mangle. Status i dag er at elektrisitet fra solenergi dekker om lag 0,001% av det globale energiforbruket. Vi kan øke dette bidraget, og solenergi vil utvilsomt bli en viktig del av energiforsyninga i framtida. Men et bidrag til å opprettholde vår nåværende livsstil kan det vanskelig bli, for å si det forsiktig.

Energi fra plantemasse står for omlag 11% av energiforbruket i verden i dag. Kan økt bruk av energi fra fotosyntesen gjennom plantemasse redde oss?

Først må vi se på om biologiske kilder har de egenskapene vi er ute etter: Kan de benyttes innen transportsektoren for eksempel?

I dag blir mesteparten av biobrenselet benytta til oppvarming og matlaging. Til oppvarming vil virkningsgraden til biobrensel være god, dersom den tekniske løsninga som blir brukt er god. Og det er helt klart et stort potensial for økt bruk av biobrensel til oppvarming, enten i private ovner eller i fjernvarmeanlegg. Det siste har Sverige satsa mye på.

Også til produksjon av elektrisitet via dampturbiner kan biobrensel benyttes med rimelig utbytte.

Til transportsektoren er det imidlertid et problem som må løses: til transport må energien konverteres til gass (husk knottmotoren.. ) eller væskeform. Vi må derfor se på om dette lar seg gjøre med en energimessig gevinst.

Det er to veier fra biomasse til brensel i væskeform:

• Dyrking av sukkerholdige vekster, som via gjæring gir opphav til etanol.

• Dyrking av oljevekster som for eksempel raps. Oljevekstene gir opphav til biodiesel som kan drive dieselmotorer.

Når en skal vurdere det energimessige utbyttet av disse produkta, må en se på hele kjeden: fra energien som går med til å pløye åkeren, produsere og tilføre den nødvendige gjødsla, drive ugraskamp, eventuell vanning, høsting og til slutt foredlingsprosessen fram til et produkt i væskeform.

Ser en på produksjonen av etanol, viser det seg at nesten alle veier fram til etanol gir et negativt energimessig utbytte. Kun produksjon av etanol fra sukkerrør kan ha en energimessig gevinst, kanskje 2 og i beste fall 3 ganger innsatsen. Alle de andre veiene til etanol gir altså mindre energi tilbake enn det som går med til produksjonen.

Det finnes solide kilder til disse oplysingene, som for eksempel denne rapporten fra Cornell-universitetet:

http://www.news.cornell.edu/stories/July05/ethanol.toocostly.ssl.html

Med hensyn til biodiesel er regnestykket kanskje bedre, men bare kanskje. Utbytte i diesel pr. dekar oljevekster er mellom 80 og 120 liter. Nettoenergien er i størrelsesorden halvparten av dette. Dersom vi tar utgangspunkt i at nettoutbyttet er 50 liter diesel pr. dekar, kan vi regne ut hvor stort areal vi må ha for å dekke 25 Gboe årlig, altså bortfallet av olje vi møter om 25 år.

Gjennomfører vi regnestykket, ser vi at vi må ha 80 milliarder dekar landbruksareal for å oppnå dette.

Da er det interessant å ta med at det samla landbruksarealet i verden i dag ifølge FAO er på ca. 14 milliarder dekar. Og langt fra alt dette er egna til å dyrke oljevekster.

Selv om vi skulle velge å la være å spise , ville vi ikke være i stand til å skaffe oss mer enn knapt 5 Gboe fra biobrensel, ca. 20% av det potensielle gapet i 2030.

Dersom vi tar utgangspunkt i at vi fortsatt skal dyrke mat, men kan klare å avsette 10% av arealet til produksjon av biodiesel, ser vi at vi kunne klare å skaffe oss knapt 0,5 Gboe pr. år.

Dersom vi ser dette opp imot dagenes forbruk, som er 30 Gbo/år, ser vi at ved å båndlegge 10% av det globale landbruksarealet til produksjon av biodiesel ville vi kunne skaffe oss 1/60 av det oljeforbruket vi har i 2005.

Biobrensel er derfor først og fremst egna som energikilde dersom produktet en ønsker er varme. Drømmen om å opprettholde en bilpark som går på mais og raps vil aldri bli noe annet enn det.

Biologisk avfall, for eksempel fra papirindustri og skogbruk, kan være en "gratis" kilde til biomasse. Men selv om dette materialet er "gratis" er det ikke sikkert at en gang konverteringsprosessen til væske aleine gir en energimessig gevinst. Det jobbes med å utvikle forbedrede prosesser for slik konvertering, utsiktene til en gevinst på mer enn 2:1 er trolig små.

Det kan også reises spørsmål ved hvor fornybar og CO2-fri energien fra biomasse egentlig er. Biomasse fra skog er fornybar bare der skogen blir fornya, mange steder blir den ikke det, og avskoging må tas med i regnestykket. Det knytter seg også alvorlige spørsmål til konsekvensene av hogst av tropisk regnskog for å frigjøre areal til å dyrke sukkerrør eller palmeolje. Det kan komme til å vise seg at dette ikke er annet enn en moderne form for svedjebruk , og at de langsiktige konsekvensene blir utarming av jordmonnet og erosjon i en hittil ukjent skala, forruten en kraftig reduksjon av biodiversiteten.

Naturgass: Hvor mye finnes?

I den norske debatten blir naturgass trekt fram som løsningen både på minkende tilgang på olje og økende utslipp av CO2. Og naturgass vil helt klart spille en rolle for å dekke opp for bortfallet av olje. Det er også rett at utslippene av CO2 er mindre fra energi i naturgass enn fra olje, og ikke minst enn energi fra kull. At dette er en kortvarig gevinst i en økonomi som MÅ vokse med 3% i året er en diskusjon vi skal la ligge her.

Det vi fortsatt ser på er kvantitet: Vil naturgass kunne dekke bortfallet av olje, til en pris som økonomien vår vil tåle?

Det knytter seg noe større usikkerhet til de samla globale forekomstene av naturgass enn til forekomstene av olje. De arktiske områda kan mellom anna vise seg i inneholde mer gass enn olje.

Vi kan likevel gå ut fra at de samla globale reservene er 180 Tcm (trillioner standard kubikkmeter) (se kapittelet om naturgass).

Det globale forbruket er nå 2,7 Tcm/år. Reservene vil altså vare i nesten 70 år. Da har vi ikke tatt høyde for en årlig vekst i perioden.

Dersom gass skulle følge den vanlige veksten i energiforbruket på om lag 2% i året, vil gjennomsnittlig gassforbruk i 2030 være 4,2 Tcm, mer enn 50% høyere enn i dag. Gjennomsnitt i perioden vil være 3,5 Tcm. Med normal økonomisk utvikling vil altså gassreservene vare i underkant av 40 år.

Så dermed kan vi avblåse snakk om en energikrise, konvertere til gass og puste ut.?? Et retorisk spørsmål selvsagt. Men la oss se på det.

Dersom vi konverterer reservene av naturgass til oljeekvivalenter, ser vi at de tilsvarer om lag 1100 milliarder fat olje, Gboe, milliarder fat oljeekvivalenter. Vi benytter dette til utregningene videre.

Med samme omregningsfaktor ser vi at det gjennomsnittlige årlige globale gassforbruket i perioden, 3,5 Tcm, tilsvarer om lag 21 Gboe.

Bortfallet av olje i perioden fram til 2030 er 35 millioner fat daglig, eller 13 Gb/år.

Dersom vi i perioden 2005-2030 skal erstatte olje med naturgass, vil dette altså forsyne seg med 320 milliarder av reserven på 1100 Gboe fram til 2030.

Dermed står vi tilbake med 800 Gboe til å dekke forbruket av gass. Dette skal dekke et forbruk som i snitt vil være 21 Mboe/dag i perioden. Summert blir dette 500 Gboe, og vi har gass som tilsvarer 300 Gboe tilbake i bakken i 2030.

Men dette året vil summen av bortfallet og forventa økt forbruk av olje være 25 Gboe/år, og forbruket av gass om lag like stort, totalt 50 milliarder fat oljeekvivalenter. Det vil i 2030 være gass nok til 6 års videre forbruk.

Vi ville altså definitivt ha brukt opp all gass rundt 2035 dersom vi skulle bruke gass til å dekke opp det forventa bortfallet av olje i perioden.

Ovenfor har vi imidlertid ikke tatt hensyn til et aspekt: Det er kun til formål der vi ikke trenger energi i væskeform vi direkte kan regne om fra gass til olje. Gass lar seg ikke uten videre nytte til alle formål. Til luftfart må gass først omdannes til væske, såkalt "Gas Liquefaction". Denne prosessen har et tap på 30-40%. Vi må altså ha 30-40% mer gass enn det vi har gått ut ifra i diskusjonen ovenfor.

Til interkontinental transport av gass må gassen omdannes til flytende form gjennom nedkjøling, til LNG, Liquified Naturual Gas. Denne omdanninga, transporten og tilbakeføringa til gassform krever i størrelsesorden 10-15 % (avhengig av transportavstander) av gassen.

Å skulle erstatte olje med gass er derfor en kortvarig løsning, som ville resultere i at vi har brukt all gass omkring år 2030.

De samla tapa i adaptering av naturgass til erstatning for olje vil langt overstige bidraga fra de CO2-frie energikildene vi har diskutert ovenfor.

Diskusjonen vår om gass som framtidas energikilde, og som viser at vi med forventa vekst og samtidig minka tilgang på olje, har naturgass nok til midt på 2030-talet, er derfor optimistisk.

Utvinning av gass har også et forløp med en topp og et fall. De tekniske installasjonene vil være dimensjonerende for hvor mye gass som strømmer fra et felt. Samtidig ligger det i gassens natur at den strømmer mye lettere i sedimenta enn olje, vi får derfor i mye mindre grad enn for olje indikasjon på at vi nærmer oss et fall. Derfor kan slutten på utvinninga fra et felt komme overraskende og være svært bratt.

Allerede rundt 2020 vil den globale forsyningssituasjonen for naturgass bli kritisk. Regionalt vil det kunne utvikle seg til kriser langt tidligere, i USA kan krisa komme allerede om noen få år.

Kull var starten på epoken med fossile energikilder, og kull vil vinne tilbake en del av sin posisjon som energiressurs i epoken vi nå går inn i: tida med minkende utvinning av konvensjonell olje. Det er ennå enorme reserver av kull i verden: Om lag 500 milliarder tonn av hver av kulltypene svartkull og brunkull. Det er mange kvaliteter av hver av disse, og verdiene for energiinnhold er derfor ikke eksakte. Men brennverdien til brunkull er omlag 10 GJ / tonn, og til svartkull omlag 25-30 GJ/ tonn.

Omsetter vi disse verdiene til oljeekvivalenter, ser vi at samla forekomster av kull har en brennverdi som tilsvarer om lag 4800 milliarder fat oljeekvivalenter ( Gboe ). Vi minner om at reservene av olje og gass hver er i størrelsesorden 1100 Gboe, og det er altså mer enn dobbelt så mye kull ( i brennverdi ) igjen i verden som det er olje og gass til sammen.

Forbruket av kull i dag svarer til omlag 50 Mboe / dag, 18 Gboe / år. ( Minner om at det samla oljeforbruket i 2005 var 30 Gb/ år )

Fortsetter vi med dagens forbruk har vi altså kull nok til 4800/18 = mer enn 250 år.

Størstedelen av kullet blir brukt til generering av elektrisitet, og en god del i stålproduksjonen. Veksten i forbruk av kull er stor, og er i perioden fram til 2010 venta å være over 5% årlig. På grunn av den store veksten i Asia, og problema med forsyninga av naturgass i Nord Amerika kan veksten vise seg å bli større enn dette.

Dersom vi tar utgangspunkt i en årlig vekst på 4% i perioden fram til 2030, vil forbruket av kull ha passert 130 Mboe, mer enn en dobling på 25 år. Både USA og Kina har store reserver av kull, USA vil bli nødt til å konvertere deler av elektrisitetsforsyninga si fra naturgass til kull i perioden ( og er allerede i ferd med å gjøre dette ), og Kina har en formidabel vekst i sitt forbruk, det samme har India.

Enten vi liker et eller ikke vil kull i åra som kommer komme til å bli brukt til å dekke opp en del av mangelen på olje og gas som vil oppstå. Det er ikke eksotisk teknologi som ligger bak dette, den såkalte "Fischer-Tropsch" prosessen ble utvikla av tyskerne og benytta til å forsyne det tyske krigsmaskineriet med drivstoff under den andre verdenskrigen.

Det blir hevda at med en oljepris på over 35-40$ / fat vil det bli lønnsomt i å produsere olje fra kull. Da er det ikke tatt høyde for en sannsynlig sterk økning i kullprisen som følge av minkende tilgang på olje.

Fra et tonn svartkull kan det produseres 2 fat med energi i væskeform av dieselkvalitet. Et tonn svartkull inneholder 25 000 MJ, mens to fat diesel inneholder 318 liter x 39 MJ = 12 400 MJ. Prosessen med å lage olje fra kull gir altså halvparten så mye energi som det vi opprinnelig hadde. ( Opplysing fra kullindustrien sin egen (skryte-) side: www.coalcandothat.com )

I tillegg kommer energitapet i selve prosessen. Men fordi vi er ukuelige optimister ser vi bort fra dette her.

Så de 70 millioner fat i manko på olje svarer dermed til et potensielt gap på 140 Mboe/dag, eller 50 Gboe/år med olje produsert på kull.

Forbruket av kull i verden vil dermed ha økt fra 50 Mboe/dag nå til formidable 270 Mboe/ dag i 2030 (130 av disse fra veksten i reint forbruk av kull, se ovenfor, og 140 Mboe/dag for å produsere olje ). Et årlig forbruk av kull som svarer til 97 milliarder fat oljeekvivalenter pr. år.

Gjennomsnittlig vil forbruket fram til 2030 være 45 Mboe, og redusere forekomstene med mer enn 1100 Mboe, og 3700 Mboe vil være tilbake i 2030. Dette vil, dersom veksten av en eller annen grunn skulle stabilisere seg på 2030-nivå, og fallet i utvinninga av konvensjonell olje skulle slutte, være kull til 40 nye år.

Det er imidlertid helt klart at fallet i utvinninga av konvensjonell olje ikke vil slutte i 2030. Tvert om vil dette øke, og i 2050 vil tilgjengeligheten av konvensjonell olje være redusert til en brøkdel av forventet etterspørsel. I midten av det hundreåret vi har starta på vil det heller ikke finnes naturgass av noe stort omfang. Så dersom vi skal fortsette med en samfunnsutvikling som den vi ønsker, vil så og si all energi i væskeform måtte komme fra konvertering av kull. Dersom vi går ut fra at veksten mellom 2030 og 2050 blir lavere enn i åra fram til 2030, og at veksten i energiforbruk bare blir på 1% årlig i perioden, vil den samla etterspørselen etter energi i væskeform i 2050 ha økt med 20-25% fra 2030, og være på 270 Mboe/dag + 25% = 300 Mboe/dag, eller et årlig forbruk på 110 Gboe, som i all hovedsak må komme fra kull.

Gjennomsnittet i perioden blir 55 Gboe/år, og kullreservene vil ha minka fra 3800 Gboe i 2030 til 2700 Gboe i 2050, som med et forbruk på 110 Gboe/år er nok til 25 år.

Vi kan dermed slå fast at vi ved å fortsette med den økonomiske modellen vår vil vi i 2070 vil ha lykkes med å renske jordskorpa for så og si alt av fossile energikilder.

Til og med kull, som optimistene satser på vil vare i 250-300 år, vil ved "normal" økonomisk vekst være borte lenge før utgangen på dette hundreåret.

Det skisserte forløpet med en fullstendig utømming av kullressursene til 2070 er selvsagt helt urealistisk. For som med olje vil det også være slik at de største og lettest tilgjengelige kullressursene både blir oppdaga og ikke minst produserte først. Allerede nå har infrastrukturen for transport av kull begynt å møte kapasitetsproblem i USA og Kina. Etter hvert må vi gå løs på de tyngre tilgjengelige og mindre forekomstene. Og til slutt vil det alltid finnes kull et eller annet sted. På et eller anna tidspunkt, før alt kull er oppbrukt, vil det imidlertid ikke gi et energimessig utbytte å utvinne det som er igjen. Om "peak coal", toppen i utvinninga av kull vil opptre når halvparten av kullet er utvunnet er ikke godt å si. Men det kan tenkes at så vil være tilfelle.

Det er et stort spørsmål om kullindustrien i det hele tatt er i stand til å stå for en økning fra dagens produksjon tilsvarende 18 Gboe/år til over 90 Gboe/år i 2030, en firedobling av produksjonen på 25 år.

Vi kan i alle fall for moro skyld tippe at global "peak coal" vil opptre rundt 2025, om ikke før.

Prisen på kull er på full fart oppover, og industrien strever med å levere nok. Et resultat av dette presset for å skaffe nok, er en sterk økning i antall ulykker. Et annet resultat er at kulldriften antar stadig mer massiv karakter, med gigantiske dagbrudd, som for eksempel såkalt "mountain top removal" i USA.

De klimamessige konsekvensene av en slik storstilt overgang til kull som framtidas energikilde skal vi la ligge her.

Olje fra kull vil bli en realitet. Men kan det utsette Peak Oil?

Det er ikke enkelt å spå om i hvor stor grad olje fra kull vi kunne utsette Peak Oil. Vi er trolig allerede temmelig nær om ikke ennå på Peak Oil. Olje fra gass er i ferd med å komme inn, og olje fra kull er altså heller ikke et teknisk problem å få til. Syd Afrika produserer noe, en arv fra åra med internasjonal boikott av apartheidregimet. Kina planlegger også noen anlegg.

Det krever likevel store investeringer å komme i gang med anlegg som kan gjøre dette, og fasen med planlegging og bygging tar i alle fall 5 år. Dessuten må utvinninga av kull øke for å holde tritt, og dette krever også tid.

Et paradoks gjør seg også gjeldende: Økonomene har problem med å forholde seg til, for ikke å si akseptere at utnyttinga av de naturlege ressursene har sine grenser. Det er derfor en stor uvilje mot å ta de store investeringene som vil kreves for å bygge slike anlegg. Frykten for at oljeprisene skal falle og gjøre investeringene ulønnsomme spøker i bakgrunnen.

I USA ble det satsa en del på ulike alternative energikilder under de høge oljeprisene tidlig på 80-tallet. Seinere kollapsa oljeprisen til 12$ fatet, og alt av satsing på alternativ energi i USA gikk med i dragsuget. Dette sitter i minnet ennå.

Det er derfor trolig at en storstilt satsing på olje fra kull ennå ligger minst 4-5 år fram i tid. Og med en planleggingsfase som er like lang vil olje fra kull neppe bli et vesentlig bidrag før etter 2015. Derfor vil vi oppleve virkningene av Peak Oil før olje fra kull kommer inn som et vesentlig bidrag til den samla energiforsyninga.

Global oppvarming

Noen vil kanskje reagere på at vi ikke tar opp problemene omkring global oppvarming når vi for eksempel diskuterer en massiv overgang til kull som energikilde.

Vi erkjenner problemstillingen, global oppvarming vil trolig bli et alvorlig problem, rapportene omkring konsekvensene blir mer og mer samstemte og alvorlige. Men kampen mot økte utslipp av CO2 ser ikke ut til å skulle krones med hell. Til det er interessene knytta til økonomisk vekst for sterke. Selv land som i prinsippet støtter Koyoto-avtalen om reduserte utslipp har store problem med å innfri forpliktelsene om å stabilisere, for ikke å si redusere utslippene av CO2.

USA sier rett ut at en senking av CO2-utslippene vil være skadelig for økonomien, og at det derfor er uaktuelt å slutte seg til avtalen. Klar tale er prisverdig, så selv om USA blir fordømt av miljøbevegelse og regjeringer som har slutta seg til, er det grunn til å se på om USA sin innrømmelse av at økonomisk vekst og reduserte utslipp ikke går sammen er verd å vurdere nærmere.

Vi ser også at de norske utslippene vokser, trass i fagre løfter om det motsatte. En kan grunne på om norsk dobbeltmoral er bedre enn amerikansk mangel på moral. Kanskje er den norske dobbeltmoralen bare å vri seg unna realitetene.

Kort kan problema med å minke utslippa av CO2 oppsummeres slik: Å utvikle velstanden vår krever fortsatt økonomisk vekst. Fortsatt økonomiske vekst krever en tilsvarende, om enn noe mindre vekst i bruken av energi, og det er nå bare en tilgjengelig kilde til en slik økning i energiforbruket, og det er de fossile. Å tro at en skal ha vekst uten økt energiforbruk er en illusjon, det har aldri vært en periode med økonomisk vekst og samtidig fallende forbruk av energi.

Energieffektivisering kan redusere veksten i energiforbruket, men møter etter hvert "loven om minkende utbytteøkning". Ny teknologi kan gi mindre økning i energibruken, men kommer nærmere og nærmere det ideelle i de termodynamiske lovene, utbyttet av mer ny teknologi blir mindre og mindre. Mange prosesser har en fast energikostnad, f.eks. vil reduksjon av aluminiumoksyd til aluminium aldri kreve mindre energi enn det som er knyttet til å bryte den kjemiske bindinga mellom aluminium og oksygen.

Omlegging til en mer tjenestebasert økonomi, såkalt "dematerialisering" av økonomien, med minkende industriell produksjon og økt vekt på tjenesteyting har heller ikke minka forbruket av energi.

At vi lar andre overta det skitne arbeidet med å skape materielle verdier minker selvsagt ikke det globale forbruket av energi. Og velstanden som vi oppnår ved å importere de billige varene, de pengene vi sparer på den billige importen, går i stor grad til å legge oss til en mer energiintensiv fritid: En raskt økende mobilitet, særlig med hensyn til luftfart, hytte med alle bekvemligheter på fjellet og ved sjøen, fritidsbåter som minst må være 40 fot. Og den teknologiske framgangen som gjør at biler kunne brukt mindre drivstoff blir spist opp av at vi skaffer oss stadig større og kraftigere biler.

Problemene omkring global oppvarming kunne vært en valgsituasjon for oss: Fortsatt vekst med de uheldige konsekvensene som måtte dukke opp, eller en politikk som minker, og kanskje reverserer den økonomiske veksten. Men bare tanken på minka vekst får både økonomer og politikere så vel som menigmann til å himle med øynene. Minka økonomisk vekst truer både sysselsetting og posisjonering i den stadig mer intense globale konkurransen.

Det er derfor god grunn til å slå fast at i valget mellom mulige framtidige miljøkonsekvenser og materiell velstand vil vi komme til å velge (kortvarig- ) materiell velstand. "Come hell or high water", bokstavlig talt.

Peak Oil

Problemstillingene omkring Peak Oil, uttømminga av oljeforekomstene, kunne også ha vært et spørsmål omkring hvilken vei vi skulle velge. Men vi er allerede langt forbi stadiet der dette veivalget kunne ha blitt gjort.

Uttømminga av oljeressursene er derfor ikke lenger noe vi kan velge om vi vil stå overfor, det er en realitet som er vil møte oss med full tyngde om kort tid.

Peak Oil vil bli industrisamfunnet sitt første møte med naturen sine egne grenser for omfanget av menneskenes økonomiske aktivitet. Denne grensa setter naturen selv, vi vil ikke bli inviterte til å diskutere om "det passer". Naturen bryr seg fint lite med at konsekvensen vil bli den frykta reduksjonen i økonomisk aktivitet .

Peak Oil vil derfor komme til å treffe oss på en mer direkte, umiddelbar og nådeløs måte enn trusselen om globale oppvarming.

Framtida i et energiperspektiv

80 - 85% av energiforbruket vårt kommer i dag fra fossile kilder. Seinest en gang omkring 2020-2025 vil vi nå toppen i energiforbruk, og fallet i etterkant vil bli bratt. Før 2040 vil alle de viktigste forekomstene av olje og gass være oppbrukte, og vi står tilbake med kull og diverse produkter fra dette.

Vi kan se på bidraget fra ulike fornybare kilder til den samla energiforsyningen i verden i dag:

Vi kan øke bidraget fra vindkraft med en faktor på 1000 for å komme opp i 20% av dagens forbruk, og da er ikke tapet som oppstår når vi skal lagre denne tatt med. Som vi så må vi øke primærproduksjonen fra vind med en faktor på 5 for å ta høyde for dette. Dermed må energiproduksjonen fra vind økes med en faktor på 5000 for å kunne yte 20% av vårt nåværende forbruk.

Eller vi kan øke bidraget fra solceller med en faktor på 1000 for å komme opp i et bidrag på 1%. Men så var det dette med lagring til døgnets mørke timer, og faktoren er plutselig 6000...

Når det gjelder biomasse vil uttaket kanskje kunne økes noe. Men i verden som helhet er det over store områder et uttak av biomasse som allerede overstiger naturens bæreevne.

I et skandinavisk perspektiv kan de se ut som det ligger store muligheter til økt uttak av biomasse fra skog. Men dette potensialet kan først og fremst utnyttes til varme.

Dersom vi summerer våre svært optimistiske anslag for høsting av energi fra alternative kilder, ser vi at vi kanskje kan komme opp i en produksjon som er i størrelsesorden 30% av det samla energiforbruket i 2005. Med dagens vekst i energiforbruk vil dette imidlertid nesten ha dobla seg til 2030, og vi er tilbake til en dekning på under 20% av det totale forbruket. Dette betyr en reduksjon på 80% i forhold til det energiforbruket som ville være nødvendig for å opprettholde vårt nåværende økonomiske system i 2030.

Energi fra fornybare kilder vil bare i liten grad kunne erstatte bortfallet av energi fra de fossile kildene. De vil ikke tillate oss å fortsette med den energiintensive livsstilen vi har nå.

Alt i alt vil det globale energiforbruket basert på fornybare kilder i beste fall kunne bli ¼ av det vi har nå.

Hele vår materielle overflod er basert på å trekke på en ressurs som om bare en generasjon nesten vil være borte: Fossilt sollys.

Når denne lagerbeholdningen av energi er borte vil også mesteparten av det vi nå ser på som det normale både i våre daglige liv og i verden i det hele langsomt endres .til det verre. Enten vi vil eller ikke, blir vi nødt til å finne andre, mer energiøkonomiske måter å innrette oss på i framtida.

Viktigst av alt vil bli dette: Den såkalte grønne revolusjonen og den gigantiske produktivitetsveksten i landbruket er fullstendig basert på energi fra fossile kilder. Uten denne energien må kanskje 1/3 av befolkningen tilbake til å arbeide i landbruket.

Samtidig har dette landbruket tillatt oss å vokse fra 2 milliarder mennesker før den grønne revolusjonen til over 6 milliarder i dag. Denne befolkingen kan kun opprettholdes dersom vi fortsatt er i stand til å syntetisere det aller viktigste av innsatsmidlene i moderne landbruk: Ammonium, NH3, nitrogenet i kunstgjødsel. Dette blir i dag produsert av naturgass, som kan ta slutt i perioden 2030 - 2040.

Ammonium er grunnkomponenten for plantenes produksjon av proteiner, og selv med en massiv satsing på organisk landbruk og biologisk nitrogenfiksering ville vi uten syntetisert ammonium ikke klare å brødfø mer enn 60% av de 6 milliardene vi er nå.

Dersom biomasse til energi skal hentes fra landbruksareal, må vi huske på at dette er arealer som må gjødsles og kultiveres før noe kan høstes. Når vi en gang i framtida blir nødt til å produsere nitrogengjødsel fra fornybar energi, er det et stort spørsmål om produksjon av slik biomasse i det hele vil gi et energimessig overskudd.

Vi kommer heller ikke utenom det faktum at vi i 2030 vil være 7-8 milliarder mennesker i verden, det er derfor svært lite trolig at vi vil ha landbruksareal å avse til produksjon av bioenergi.

Den gjennomgangen vi her har gjort av alternative energikilder kan kanskje virke som et "slakt" av disse, og med det kanskje også av dem som forefekter økt satsing på alternativer til de fossile energikildene.

Det er ikke meningen, tvert imot: De alternative kildene vil om en generasjon fra nå bli alt vi har å ty til når vi skal stable på beina et samfunn som det er verdt å leve i.

Det bør så absolutt satses på forskning og utvikling av alternative energikilder i dag, mens vi har ressursene til å gjøre det. Dersom vi ikke benytter oss av det vinduet som ennå er åpent til både å utvikle andre måter å høste energi på, og å bygge opp et samfunn som vil fungere med et langt lavere forbruk av energi, vil menneskehetens framtid i mer enn en forstand bli mørk.

Men vi blir nødt til å leve med at den energien vi har tilgjengelig er den vi klarer å høste fra sollyset som treffer jorda nå , vi kan ikke lenger trekke på det som traff jorda og ble akkumulert som fossile energikilder for millioner av år siden.

Og selv om energimengden av sollys som treffer jorda hver dag er enorm, vi vil aldri klare å høste mer enn en liten brøkdel av den.

Diskusjonen omkring vår framtidige energiforsyning har i stor grad bestått av luftige påstander om at når oljen tar slutt er det fullt av andre kilder vi kan ty til.

Det er langt ifra tilfelle. Neste gang du hører en slik påstand: Forlang tall på bordet!

Denne gjennomgangen er imidlertid i høyeste grad ment som et slakt av dem som prøver å fortelle oss at vi ved hjelp av energi fra sol, vind og biologiske kilder skal fortsette den samfunnsutviklingen vi er inne i nå, basert på fortsatt økonomisk vekst.

Alternative energikilder

Egenskapene til energikilder, - spørsmålet om kvalitet.