Rigelig, billig og ren energi

Den nuværende menneskearts overordentlige succes med at blive flere, rigere, klogere og ældre er helt afhængig af tilgang til rigelig og billig energi. Tidligere civilisationers formåen har været afhængig af rugbrødsmotorer = slaver, og helt op til 1950’erne brugte vi i Danmark en fjerdedel af vores landbrugsarealer til at drive havremotorer = heste.

Så der er ingen tvivl om, at da vi mennesker i 1800 tallet blev kloge og dygtige nok til at kunne udnytte de fossile brændstoffer, lagde vi en vigtig grund til de kæmpestore fremskridt, der er sket for menneskenes udvikling og livets og naturens langsigtede overlevelse.

Det er derfor med rette, at mange bekymrer sig om der er nok energi nok til fremtiden og fuldt berettiget, at mange ligeledes bekymrer sig om, at fjender af moderniteten sammen med godtroende politikere forsøger at gør energi kunstig dyr –til stor skade for verdens fattigste - på grund af fortænkte mulige problemer med et lidt varmere og vådere klima om hundrede år.

Fundamentalt er der ingen problemer med at forsyne alle mennesker med tilstrækkelig energi, indtil solen brænder ud.

Problemet er, at energien helst skal være billig og ren, og det er straks noget mere kompliceret, i det mindste på kort sigt.

Som det er nu, modtager jorden ligeså meget energi fra solen på en time, som alle menneskene bruger på et helt år.

Det lyder overvældende. Men problemet er, at vi mennesker har brug for energien, når vi har brug for den (om natten og om vinteren etc. og i det hele taget når det passer os) og ikke når solen skinner, eller når solens mikrolillesøster, vinden (1/100 del af solens energi) blæser eller vindens nanolillebror, bølgen (1/100 af vindens energi) ruller.

Derfor har alle disse energiformer stadig det simple problem, at man er nødt til at have et fuldt kraftværk (kul eller kerne) stående stand-by for at forsyne os med den nødvendige energi, når solen ikke skinner, vinden ikke blæser og bølgen ikke ruller. Og derfor er det de rene fantasipriser, man ser for den såkaldt vedvarende energi, da de aldrig indregner omkostningerne ved back-up energien.

Når vindenergi i gamle dage var en succes, var det fordi den blev brugt til at male korn til mel, og dermed havde man løst lagringsproblemet.

Lagring af energi er kompliceret, taber en masse energi og er meget dyrt. Derfor vil hverken vind- eller bølgeenergi nogensinde blive en vigtig del af et rationelt energisystem. At vi har så meget af det i Danmark, skyldes den særlige danske form for masochisme, hvor vi tillader, at en del af kassedamens sparsomme indtægter overføres til Vestas aktionæren for, at vores klimaministre kan flyve rundt i verden og lege ”foregangsmænd”. Samtidig med, at det på grund af EU’s kvoteordninger ikke ændrer en døjt på CO2 udledningen.

At brænde biomasse af er en anden blindgyde med retroteknologi helt tilbage fra, da ilden blev opfundet. Planter er rigtige dårlige solfangere med en effektivitet på maksimalt 8 % og landbrugs-og skovearealer bør derfor – blandt andet og ikke mindst af naturbevarelsesgrunde - reserveres til produkter med meget højere værdi end brænde dvs. mad, foder, tekstiler og råvarer til kemiindustrien.

Solenergi er der så rigeligt af samtidig med, at prisen på solpaneler falder støt, at der sandsynligvis er en fremtid for, at i det mindste en del af den globale energiforsyning kan komme direkte fra solen. Men det forudsætter nogen teknologiske gennembrud i stor skala.

Solen lyser altid på halvdelen af jorden. Hvis det kunne blive muligt at flytte energien billigt ved hjælp af superledning fra de lyse og varme sommerområder til de mørke vinterområder, ville problemet være løst.

Endvidere skinner solen altid ude i rummet, faktisk modtager jorden kun en kvart milliardendedel af solens samlede udstråling, og solsatelitter, som stråler energi tilbage til jorden i form af mikrobølger eller konstant lys til havbaseret planteproduktion, eller ligefrem kan bruges til at producere mad og andet godt i rummet ville sikre solens retmæssige plads i vores energiforsyning.

 

Som supplement kan man som Japanerne forestille sig et ”mavebælte” om månen, der stråler energi ned til jorden.

Andre gode løsninger på energiforsyningen er kernekraft, i den konventionelle form, som allerede nu kan udvikles i stor skala. Et stort atomkraftværk på Anholt ville f.eks. kunne sikre hele Danmarks forsyning med grundlast. Eller med nye former som Thorium, hvor råvaren er til stede i reelt ubegrænsede mængder.

En af energi/klimadebattens spøjse paradokser er, at de samme folk, som er sikre på, at vi alle sammen dør på fredag af galopperende menneskeskabte klimaændringer, samtidig er indædte modstandere af den eneste teknologi: fission, som her-og-nu kan løse problemet billigt og sikkert.

En af de mest interessante og ”lovende” mulige fremtidige energiformer er fusionsenergi, den samme energi, som solen leverer. Hvis det lykkes at kontrollere fusionsenergi er vores energibekymringer for evigt forbi, i det kilden er ren, billig og har en i praksis uendelig forsyning med brændstof i form af deuterium fra havet. Problemet ved denne energiform er imidlertid, at den i rigtig mange år har været ”lovende” uden, at vi reelt er kommet et skridt nærmere virkeliggørelsen. Det tyder på, at vi endnu er langt fra at have den nødvendige viden og teknologiske formåen til at virkeliggøre ideen og at det derfor ikke er muligt at vide hvornår og om, det overhovedet er muligt. Et lille lyspunkt er dog, at Lockheed-Martin, et megastort militærindustrielt firma, hævder, at kunne have et minifusionsenergiværk klar allerede om 10 år, et pænt fremskridt i forhold til de evige 40 år ud i fremtiden, som fusionen er kendt for.

Mens vi venter på den perfekte langsigtede løsning på vores energiforsyning, forholder det sig heldigvis således, at vi har adgang til store mængder solenergi i lagret form, de såkaldte fossile brændstoffer: kul, olie og gas.

De evindelige påstande om mangel på fossile brændstoffer, peak-oil og, at prisen på olie kun kan stige, er forkerte, som man ser meget tydeligt lige i denne periode, hvor olieprisen en helt nede på 40 USD / tønde.

Den faktor, der som sædvanlig overses, er vores stigende teknologiske formåen. Som gør, at vi kan udnytte stadig mindre koncentrerede og stadig mere udbredte forekomster. Skifergas er et godt eksempel på, at man på et lille område kan samle store energimængder op fra et areal på hundredevis af kvadratkilometer.

Skifergas & olie er velkendt, men der er stadig mange, der ikke ved, at der findes forekomster af methanhydrater, som er på samme niveau som alle andre fossile brændstoffer tilsammen.

Så der er rigtig stor sandsynlighed for, at der er fossile brændstoffer tilbage til minimum et par hundrede år endnu, og at prisen på langt sigt vil falde.

Bundlinjen er, at forekomsterne af energi er meget store og kan sagtens række til menneskenes forbrug indtil solen svulmer op og opsluger jorden. (om ca. 1 milliard år)

Som jeg har nævnt i bloggen om økonomisk vækst er det dog nødvendigt at afkoble den økonomiske vækst fra energiforbruget, hvis vi skal kunne holde en høj økonomisk vækst i lang tid. Økonomien kan vokse eksponentielt i tusinder af år. Men det kan energiforbruget ikke. Selv om vi nu kun bruger 1/8.000 del af den mængde energi, der kommer fra solen, vil det med en eksponentiel vækstrate på 2,3 % pr. år (lidt mindre end middel over de seneste mange år) kun tage 275 år før vi praksis bruger det hele. Og kun 1.350 år før vi bruger al energi, der stråler ud fra solen (godt 4 mia. gange mere end der rammer jorden).

Så eksponentiel vækst på det niveau er udelukket bare af ressourcegrunde.

Det er en helt anden sag, hvis væksten nøjes med at være lineær. Så kan menneskeheden i princippet øge sit energiforbrug i hele solsystemet med en mængde, der svarer til 4 gange den energi, der rammer jorden hvert år i alle i den milliard år, vi har tilbage. Mon ikke vi kan klare os med det?

Der er dog en anden og meget mere nærværende og kontant grænse for, hvor meget energi vi kan bruge, hvis vi kun bliver boende på jorden. Al energi bliver til varme og for at være i balance med omgivelserne må jordens temperatur øges, så vi kan stråle energien tilbage til verdensrummet. Hvis vi øger energiforbruget på jorden eksponentielt med 2,3 procent om året (uanset om det er fra fusion eller solenergi eller noget helt tredje) vil jorden blive for varm til, at vi kan leve på den i løbet af en 3-400 år.

 

Så stigningen i energiforbruget på jorden må nødvendigvis gå mod nul.

Det er egentlig det samme der sker, hvis vi breder os i solsystemet (eller universet), den tilgængelige energi, med tilhørende udfoldelsesmuligheder, er bare mange milliarder gange større.

Men kan vi så afkoble. Ja, i den grad, som jeg vil vise med et par eksempler.

Vi har i nyere tid set en betydelig forøgelse af bilers ydelse. Fra 10 km/l til 25 km/l. Det er ikke uden for teknologisk rækkevidde at nå 100 km/l. Dvs. at vi den kommende rige verden med et dobbelt så stort kørselsbehov som nu, vil energiforbruget til bilkørsel blive reduceret til det halve. I fremtiden vil vi bruge selvkørende biler, som der bliver meget færre af, hvilket vil reducere energiforbruget til fremstilling af biler markant. Endvidere kan robotbiler køre i tæt kortege, hvilket yderligere øger antallet af km/l.

Landbrug taber store mængder kunstgødning til omgivelserne. Selv dansk landbrug, som er at de mest miljøeffektive landbrug i verden, taber knap halvdelen af sit kvælstof ud i naturen, miljøet og grundvandet. Energiforbruget til kunstgødning er en stor faktor i det samlede energiregnskab for landbruget. Men heldigvis udvikles der teknologier (præcisionslandbrug, hydroponik etc.) som over sigt vil reducere kvælstoftabet fra produktionen til tæt på nul, og dermed reducere produktionens energiforbrug dramatisk.

Hvor langt vi kommer af denne vej er svært at sige. Blandt andet på grund af Jevons paradoks, som siger, at energibesparelser ofte bliver spist op af forøget forbrug af den resulterende billigere energi.

Alt i alt viser energitallene, at så langt vi kan se med den teknologiske formåen og viden vi har i dag, vil energiressourcer og energiforbrug ikke lægge nogen væsentlige bånd på vores udfoldelsesmuligheder. Tværtimod kan vi forvente, at energien i fremtiden bliver rigeligere, billigere og renere.