CO2-fri elektricitet

CO₂-fri elektricitet

18. august 2008

I forlængelse af Al Gores nylige forslag om, at al produktion af elektricitet indenfor de næste 10 år bør gøres 100% CO₂-neutral, bragte tidsskriftet Nature 14. august en læseværdig oversigtsartikel¹ om viften af alternativer til den nuværende el-produktion, som globalt set repræsenterer den største samlede CO₂-udledning, vandkraft, atomkraft, biomasse, vindenergi, geotermisk energi, solenergi og bølgeenergi (se nedenfor).

40% af vores energiforbrug kommer fra elektricitet, og alene at effektivisere energiforbruget i de mange processer, vi omgiver os med, har et kolossalt potentiale. Stort set alt i vores dagligdag vil energi- og ressourcemæssigt kunne gøres langt mere intelligent end i dag. Endda er der brug for at øge udbygningen af de vedvarende energikilder markant, hvis det skal lykkes inden for de nærmeste år at gøre verdens elektricitetsforsyning CO₂-neutral.

Ikke mindst den nuværende afbrænding af kul er dybt problematisk. Kul har større CO₂-udledning pr. udvundet energienhed end andre fossile brændstoffer, og klimaeksperten James Hansen har derfor advokeret for et moratorium for fyring med kul, som den måske vigtigste beslutning at træffe i den kommende afløser for Kyoto-aftalen (se tidligere blog-indlæg: Brev til den japanske statsminister og James Hansen: Stop afbrændingen af kul). Endda åbnes der nye kulfyrede kraftværker med en højere hastighed end nogensinde før.

Vandkraft er en af de tidligst og mest udnyttede vedvarende energikilder. Tilsammen har verden i dag således omkring 45.000 vandkraftværker med en kapacitet på 800 GW (gigawatt), og yderligere 120 GW er under opførelse.

I Europa er omkring 75% af vandkraftpotentialet allerede ibrugtaget, men artiklen vurderer, at der på verdensplan findes yderligere 1 TW (terawatt) potentiel vandkraft.

Verden forbruger i dag i snit omkring 2 TW, hvor 1 TW (terawatt) = 1.000 GW (gigawatt) = 1.000.000 MW (megawatt).

I det seneste danske havvindmølleprojekt mellem Djursland og Anholt planlægger man 100 møller med en effekt på i alt 400 MW. Over tid yder de cirka 20% af den maksimale effekt, så man vil skulle have omkring 25.000 af sådanne vindmølleparker for at dække verdens nuværende elforbrug på 2 TW (se tidligere blog-indlæg: Stor dansk havvindmøllepark på vej).

Atomkraft regnes ofte også med som en vedvarende energikilde, hvilket er noget af en tilsnigelse, om end atomkraft kan levere CO₂-neutral elektricitet. Verden har i dag 439 reaktorer i drift. De leverer 370 GW, eller omkring 15% af verdens elektricitet – og artiklen konkluderer, at der er potentiale i kernekraft til at nå op i terawatt-størrelsesordenen – 1.000 GW, men at det i høj grad er et politisk spørgsmål.

Og hvor man med det nuværende forbrug regner med at have uran 80 år frem, vil man med en tredobling af kapaciteten vil skrumpe ind til 25-30 år. Så atomkraften er en kortsigtet løsning.

Biomasse bidrager i dag med 40 GW, men vil fremover have potentiale til langt mere. Biomassens ulempe er intet mindre end det grundvilkår, vi lever under: et begrænset globalt system, hvori fremskaffelsen af biomasse langt hen ad vejen konkurrerer med andre afgrøder til beklædning, fødevarer osv.

Endda er der store perspektiver i biomasse. En OECD-rapport anslår således, at biomasse fra marginalarealer, afgrøderester fra landbrug og skovbrug osv. i 2050 ville kunne bidrage med op imod 3 TW. Et tilsvarende overslag fra IPCC når (med inddragelse af større arealer) op på 5 TW.

Vindkraft er i disse år en af de stærkest voksende sektorer inden for vedvarende energi. Det anslås, at verden ved indgangen til 2008 havde 94 GW vindkraft og en udbygningshastighed på 21%, hvilket svarer til en tredobling på seks år. Et paper fra Stanford vurderer, at man med 2,5 mio. vindmøller, som vi kender dem i dag, placeret optimalt vindmæssigt ville kunne producere 72 TW, eller langt mere energi end vi i dag forbruger.

Men vindkraftens problem er, at den ikke er kontinuert, endsige følger vores behov. Hvis andelen af vindenergi skal væsentligt over 20% af det samlede energiforbrug, er man derfor nødt til at udvikle lagringsstrategier.

Geotermisk energi spiller i dag en lille rolle i verdens energiforsyning med en samlet effekt på omkring 10 gigawatt og en vækstrate på blot 3%. Energien er der, lige under vores fødder. men artiklen konkluderer, at der skal teknologiske nybrud til at få den geotermiske varme op i størrelsesordenen 1.000 GW.

Her havde det måske været på sin plads med et indskud om varmepumper, som lokalt i brugsleddet kan mindske energiforbrug til opvarmning markant.

Solenergi forekommer i så rigelige mængder, at den i sig selv ville kunne levere hele klodens energiforbrug. Den globale solindstråling er i størrelsesordenen 174.000 terawatt, hvor verdens samlede energiforbrug i 2004 var på 15 terawatt. Det er således en forsvindende lille del af den samlede solenergi vi skal indfange og omforme til elektricitet, for at kabalen kan gå op.

Som ved vindenergien har solenergien visse begrænsinger i, at produktionen ikke nødvendigvis følger behovet, så anvendelse ud over en vis andel kræver egnede lagringsteknologier. Men solpaneler bliver i disse år hastigt mere effektive, og artiklens forfattere forudser, at solenergi på sigt bliver den vigtigste vedvarende energikilde.

Bølgeenergi og tidevand er to andre potentielle vedvarende energikilder, men artiklen vurderer dem til kun at få marginal betydning.