Den aktuelle udfordring

Inge Røpke

Oversigten over menneskehedens historie i et energiperspektiv gør det muligt at forstå karakteren af den mest grundlæggende aktuelle udfordring: Menneskeheden er i gang med at finde et nyt energigrundlag, og vi er i gang med en radikal transformation til en fjerde fase i vores energihistorie, et nyt socio-økologisk regime. Det er en langt mere radikal forandring end de forskellige ændringer, der er sket i udformningen af kapitalismen og planøkonomierne over tid. Udfordringens størrelse illustreres af figuren, der viser, at verdens energiforsyning stadig helt overvejende er baseret på fossile brændsler. Også i Danmark spiller de fossile brændsler en afgørende rolle i det samlede energiforbrug, selvom vedvarende energikilder yder et stort bidrag til elproduktionen.

Det globale energiforbrug pr. person fordelt på brændselstyper 1850-2013. Kilde: Richard Heinberg, Post Carbon Institute. http://www.postcarbon.org/our-renewable-future-essay/
Det globale energiforbrug pr. person fordelt på brændselstyper 1850-2013. Kilde: Richard Heinberg, Post Carbon Institute.
http://www.postcarbon.org/our-renewable-future-essay/

Som følge af brugen af fossile brændsler har menneskeheden kunnet påvirket naturen så meget, at forandringerne kan måles på en geologisk skala. For det første har udledningerne af kulstof i atmosfæren forstærket drivhuseffekten og bidraget til gradvis stigende temperaturer, forsuring af havene, vandstandsstigninger mv. – og vil gøre det langt mere fremover. For det andet har tilgængeligheden af billig energi gjort det muligt at påvirke strømmene af materialer så meget, at det overstiger de tidligere naturligt forekommende bevægelser og giver anledning til væsentlige miljøproblemer. For det tredje har væksten i befolkning og levestandard ført til inddragelsen af stadig mere jord og ferskvand til menneskelige formål med alvorlig forringelse af biodiversiteten til følge. Udviklingen er især taget til efter afslutningen af Anden Verdenskrig, hvor man taler om den store acceleration: Alle kurver peger opad.

Udviklingen i en lang række vigtige variable − for eksempel forbrug af vand, papir og gødning − er eksploderet siden industrialiseringens begyndelse. Kilde: http://www.igbp.net/download/18.1b8ae20512db692f2a680007761/1376383137895/IGBP_ExecSummary_eng.pdf
Udviklingen i en lang række vigtige variable − for eksempel forbrug af vand, papir og gødning − er eksploderet siden industrialiseringens begyndelse. Kilde: http://www.igbp.net/download/18.1b8ae20512db692f2a680007761/1376383137895/IGBP_ExecSummary_eng.pdf

Forandringerne er så kraftige, at geologer diskuterer, om vi allerede har bevæget os ud af Holocæn og ind i en ny geologisk periode (epoke i jordens geologiske historie), der kan kaldes Antropocæn på grund af de menneskelige aktiviteters rolle i forandringen. Siden betingelserne i Holocæn-perioden har været særligt favorable for mennesker, er der gode grunde til at prøve at undgå de forandringer, som den antropocæne tidsalder varsler.

Miljøproblemerne er mangeartede og kalder på forskellige strategier – kemikalieregulering, genbrug af materialer, genopretning af økosystemer og meget mere – men fornyelsen af energigrundlaget er det mest fundamentale.

Et nyt energigrundlag
Brugen af fossile brændsler støder ind i grænser på to måder. Tidligere har der især været fokus på, at der kunne opstå mangel på brændsler. Indtil videre har det problem især vist sig ved, at reserverne er blevet stadig vanskeligere at få fat i, fordi man naturligvis starter med at udvinde de mest tilgængelige ressourcer først. Efterhånden kræver det langt mere energi at udvinde energi, så nettooverskuddet bliver stadig mindre. Det gælder både for olie- og gasudvinding fra felter i havet, udvinding af olie fra tjæresand, olie og gas ved brug af fracking samt udvinding af kul fra miner, hvor kullene er sværere at få fat i eller er af ringere kvalitet. Begrebet EROI – Energy Return On (energy) Input – bruges til at sætte tal på denne udvikling: I den tidlige fase af olieudvindingen, hvor man brugte de lettest tilgængelige oliekilder, kunne man få 100 tønder olie ud af at anvende 1 tønde olie til udvindingen, det vil sige, at EROI var 100. Når man nu skal udvinde olie på havet, er EROI ofte nede på 10. EROI måles ofte i forhold til det energiinput, der er nødvendigt til selve udvindingen, men dertil kommer den efterfølgende brug af energi til raffinering og transport ud til forbrugerne samt det mere indirekte energiforbrug, der knytter sig til at opbygge hele den nødvendige infrastruktur, for eksempel i form af veje, biler, tankstationer, parkeringspladser osv. Det betyder, at EROI ved udvindingen helst skal være forholdsvis høj for at få samfundet til at fungere.

Den anden grænse knytter sig til kulstofudledningerne. I 2012 konkluderede IEA (Det Internationale Energiagentur), at to tredjedele af de kendte reserver af fossile brændsler skal forblive uudnyttede, hvis temperaturstigningerne skal holde sig under 2 grader. Nyere studier har justeret dette tal til tre fjerdedele, men uanset hvad, synes det at være en langt større udfordring, at vi skal holde os fra at bruge reserverne, end at de er mere knappe og vanskeligere at få fat på end tidligere. Nogle håber, at vi kan fortsætte brugen af fossile brændsler ved at anvende metoder til at opsuge kulstofudledningerne og lagre dem, for eksempel ved CCS, Carbon Capture and Storage, men teknologien er endnu på udviklingsstadiet, og brugen vil forstærke problemet med faldende EROI. Alternativerne til fossile brændsler er imidlertid også forbundet med problemer, og omstillingen er i sig selv meget krævende.

 

Udfordringer for energiomstillingen 



  • Der skal udvikles teknologier til udnyttelse af vedvarende energikilder med tilstrækkelig høj EROI.

  • Nogle af energikilderne skal helst (ligesom fossile brændsler) have en høj energiintensitet, det vil sige energimængde pr. vægtenhed, og være mobile, så de for eksempel kan bruges i fly. Ydermere ligger der en udfordring i at udvikle alternativer, som kan konkurrere med de fossile brændslers høje energiindhold pr. volumen. Dette er for eksempel en udfordring for batteriteknologier, som endnu ikke kan konkurrere med de fossile brændsler på dette område (se figur: energy density for selected materials).

  • Der skal udvikles systemer, hvor energikilderne understøtter hinanden. Systemerne vil være forskellige i forskellige områder, afhængig af hvilke ressourcer der er til rådighed. For eksempel er sol- og vindressourcer meget ulige fordelt.

  • Der er brug for at kunne lagre energi, fordi vedvarende energikilder som sol og vind er ustabile.

  • Der skal investeres i infrastruktur, der gør det muligt at udnytte energikilderne.

  • Brugen af biomasse som energikilde skal begrænses, fordi den konkurrerer med arealanvendelse til fødevareproduktion og opretholdelse af biodiversitet.

  • Der skal arbejdes med løsning af de miljømæssige og sociale problemer, der følger med de alternative energikilder, for eksempel de problemer, der knytter sig til udvinding af mineraler til brug for batterier og elektronik, eller de miljø- og sikkerhedsproblemer, der knytter sig til kernekraft.


prikillustration
Energibærere og deres energitætheder. Oplagring af vind- og solenergi i batterier er endnu ikke en særlig god erstatning for fossile brændsler. Kilde: Richard Heinberg og Pascal Mickelson, Post Carbon Institute. http://www.postcarbon.org/our-renewable-future-essay/

 

En særlig udfordring knytter sig til, at omstillingen i sig selv er energikrævende. Begrebet energikannibalisme (der oprindelig blev brugt i forbindelse med kernekraft) henviser til, at der bruges så meget energi på udbygningen af vedvarende energi, at det mere end opsluger den mængde energi, som de vedvarende energikilder bidrager med. Det gælder selvfølgelig kun i den periode, hvor udbygningen med vedvarende energi vokser hurtigt, men det gør det vanskeligt at erstatte de fossile energikilder tilstrækkelig hurtigt. Især hvis man også forestiller sig, at alle skal have stadig højere levestandard.

Se også: Opgaver til temaet om Energigrundlaget