Dette indlæg er en oversættelse af et essay (1) skrevet af Willis Eschenbach. Det beskriver, hvor fuldstændig urealistisk, det vil være at erstatte al fossil energi i verden med atomkraft eller ”vedvarende energi” inden år 2050. I morgen vil der her på siden være et tilsvarende indlæg, der specielt ser på situationen i Danmark.
Efter at have læst nogle oplysninger på Friends of Science (2) kom jeg til at tænke på, hvor umuligt det vil være for os at gennemføre det, som så mange mennesker kræver af os. Man vil have, at vi i 2050 har bragt vores udslip af CO2 ned på nul, ved at ophøre med brugen af fossile brændstoffer.
Så lad os se på problemets omfang. Folk har generelt ingen idé om hvor meget energi, vi får fra fossile brændstoffer. Figur 1 viser den globale årlige total og andelen af fossil i vores energiforbrug fra 1880 til 2019 og en forlængelse af begge tendenser frem til år 2050. Jeg har bemærket, at mit grove skøn over det totale årlige energiforbrug (241 PWh, petawatt-timer / år) i 2050 er ret tæt på Verdensenergirådets forudsigelse for en situation uden grøn omstilling på 244 PWh / år i 2050.
Så hvis vi skal nulstille emissionerne inden 2050, bliver vi nødt til at udskifte omkring 193 petawatt-timer (en million milliarder watt-timer) fossil energi per år. Da der er 8.766 timer pr. år, er vi nødt til at bygge og installere omkring 193 PWh / år divideret med 8766 timer / år ≈ 22 terawatt (TW eller tusinde milliarder watt) energiproduktionskapacitet. (I forbifarten, for alle disse enhedskonverteringer, lad mig anbefale det fantastiske websted kaldet “Unit Juggler” (3)).
Fra og med i dag, den 25. januar 2021, er der 10.568 dage indtil den 1. januar 2050. Så vi skal installere, teste, idriftsætte og opkoble til nettet en produktionskapacitet på ca. 22 TW / 10568 dage ≈ 2,1 gigawatt pr. dag (GW / dag, eller milliarder watt / dag) – hver eneste dag.
Vi kan gøre det på lidt forskellige måder. Vi kunne satse på atomkraft. I så fald skulle vi bygge, idriftsætte og tilkoble et splinternyt 2,1 GW atomkraftværk hver eneste dag fra nu til 2050.
Simpelt, ikke? …
Kan I ikke lide a-kraft? Så kunne vi satse på vindkraft. Nu blæser vinden jo ikke hele tiden. En typisk “kapacitetsfaktor” for vind, dvs. procentdelen af faktisk genereret energi sammenlignet med mærkepladens kapacitet, er ca. 35%. Så vi bliver nødt til at bygge, installere, idriftsætte og tilkoble lige under 3.000 mellemstore (2 MW (megawatt) vindmøller hver eneste dag fra nu til 2050.
Intet problem, vel? …
Kan I ikke lide vind? Nå, så kunne vi vælge solenergi. I henhold til NREL (4) er den faktiske gennemsnitlige kapacitet over hele døgnet og hele året fra solpanelinstallationer koblet til nettet i størrelsesordenen 8,3 watt pr. kvadratmeter, afhængigt af geografisk lokation. Så vi bliver nødt til at dække ≈ 250 kvadratkilometer med solpaneler, sammenkoble dem, teste dem og slutte dem til nettet hver eneste dag fra nu til 2050.
Barneleg, ikke? …
Selvfølgelig, hvis vi vælger vind eller sol, er det meget variable kilder. Så vi har stadig brug for et sted mellem 50% – 90% af den samlede produktionskapacitet inden for atomkraft, til de alt for hyppige perioder, hvor solen ikke skinner og vinden ikke blæser.
Her til sidst en opdatering.
En velinformeret kommentar nedenfor siger:
Jeg tror, at du mangler noget, Willis
22 TW er den gennemsnitlige effekt. Men produktionsanlæg, transmissionsfaciliteter, transformere, strømafbrydere og alle de øvrige installationer skal dimensioneres efter spidsbelastningen.
De fleste distributionssystemer i USA har et Spidslast vs. Gennemsnit (SG) -forhold på omkring 1,6 til 1,7. Bortset fra enkelte stater, der kører omkring 1,8. Nogle systemer i Australien har et årligt SG-forhold på omkring 2,3. Jeg forventer, at Arizona isoleret set ville nå lige så højt op, men Arizona udveksler jo strøm med nabostaterne.
Med 1,8 som et estimeret samlet SG-forhold, skal vi kunne klare et maksimalt behov på 22 x 1,7 (sic) terawatt eller 37,4 TW.
Men intet el-system kan overleve med en produktionskapacitet, der kun lige svarer til efterspørgslen. Så tilføj 15% i reserver til når dele af systemet er nede på grund af vedligeholdelse, fejl eller lignende. Resultatet er, at du har brug for en maks. kapacitet på 43 TW. Så du kan groft sagt fordoble alle dine tal med hensyn til, hvad der skal bygges.
Og gæt en gang? Han har ret. Vi kan ikke bare basere os på den gennemsnitlige efterspørgsel. Vi er nødt til at levere nok strøm til de varmeste dage om sommeren og til de koldeste dage om vinteren. Så vi har brug for det dobbelte af de tal, jeg har givet ovenfor.
For at opsummere: for at få verden til nul emissioner inden 2050 er vores valgmuligheder at bygge, idriftsætte og tilkoble enten:
- To 2,1 gigawatt atomkraftværker hver dag indtil 2050, ELLER
- 6000 to-megawatt vindmøller plus et 3 GW atomkraftværk hver dag indtil 2050, forudsat at der ikke er et eneste møllehavari uanset grunden, ELLER
- 500 kvadratkilometer solpaneler hver eneste dag indtil 2050 plus et atomkraftværk på 3 GW hver 1½ dag indtil 2050, forudsat at ikke et af panelerne svigter eller ødelægges af hagl eller vind.
Jeg håber inderligt, at alle kan se, at alle disse løsninger ikke bare er umulige. De er luftkasteller, flyvende enhjørninger, galimatias-umulige.
USA bruger omkring en sjettedel af den samlede globale fossile energi. Så for USA at komme til nul fossilt brændstof inden 2050, skal I bare dividere alle ovennævnte tal med seks … og det er stadigvæk flyvende enhjørning, galimatias-umuligt.
Matematik. Tag ikke hjemmefra uden den.
Mine allerbedste ønsker til alle, vær sikker i disse farlige tider,
Willis
Teknisk note: Disse tal er på den lave side, fordi de ikke inkluderer den energi, der kræves til minedrift, oparbejdning og transport af de nødvendige materialer, plus den nødvendige energi til faktisk at bygge reaktorer, vindmøller eller solpaneler. Dette er relativt lille pr. GW kapacitet for atomreaktorer, men er meget større for vind og sol.
De inkluderer heller ikke det faktum, at vindmøller har en 20-årig levetid, så kort tid efter 20 år bliver vi nødt til at fordoble mølleproduktionen pr. dag. Og med solceller er levetiden ca. 25 år, så i de sidste fem år bliver vi nødt til at fordoble den daglige produktion. Og så bliver vi nødt til at nedlægge og bortskaffe millioner af vindmøller og hundrede tusinde kvadratkilometer solpaneler …
Tallene inkluderer heller ikke det faktum, at hvis vi går til en 100 % elektrificeret energiforsyning, bliver vi nødt til at modernisere, udvide og opgradere vores eksisterende elnet, inklusive alt tilknyttet udstyr som transformere, kraftledninger, strømafbrydere og koblingsstationer. Dette vil kræve en enorm investering af tid, penge og energi. Og dette strækker sig ind i hjemmene, da ethvert hjem som mit, der opvarmes af gas og bruger gas til vandopvarmning og madlavning, skal have forøget den elektriske forsyning til huset kraftigt, og der skal installeres en elektrisk ovn, komfur og vandvarmer.
Så med hensyn til energi er dette stadig konservative tal.
De inkluderer heller ikke omkostningerne. Kernekraftværkerne alene koster i størrelsesordenen US $ 340 billioner (tusind milliarder) i nuværende priser. Og vind eller sol plus 75% nuklear vil være i størrelsesordenen US$ 550 billioner plus omkostninger til nedlukning og bortskaffelse af vindmøller og solpaneler.
Endelig vil omkostningerne ved at konvertere alle de enkelte hjem, virksomheder og bygninger rundt om i verden, der bruger gas til opvarmning, madlavning og vandopvarmning, være enorme. Hvem betaler for det?
Og her kommer vi slet ikke ind på landets omkostninger til placering af vindmøller og solpaneler, hvilket vil være overvældende. Her er nogle oplysninger fra Californien (5) om, hvor svært det er at finde passende arealer til solenergi.
Jord …
Et andet problem er det faktum, at sådanne solcelleanlæg kræver enorme landområder. Bureau of Land Management (BLM) har fået til opgave at finde 24 områder offentligt land på syv kvadratkilometer hver med god soleksponering, gunstige skråninger, og med god tilgængelighed fra veje og transmissionslinjer. Derudover må valget af land, der afsættes til solcelleanlæg, ikke indebære forstyrrelser af det lokale dyreliv eller truede arter som ørkenskildpadden, tykhornsfår og andre. Dyrelivet har vist sig at være et omstridt emne. Projekter i Californien er stoppet på grund af truslen mod truede arter, hvilket resulterer i et efterslæb på 158 kommercielle projekter, som BLM i øjeblikket kæmper med.
Bemærk, at BLM har problemer med at finde bare 175 kvadratkilometer jord til solenergiproduktion, der ikke har for stor indflydelse på miljøet. Og nu taler vi om at bygge 200 kvadratkilometer ny solenergi om dagen …
Så det er endnu mere umuligt … men er det overhovedet muligt at være ”endnu mere umuligt”?
For hvis det er muligt … er det her et godt eksempel.
Referencer
(1): https://wattsupwiththat.com/2021/01/27/bright-green-impossibilities/
(2): https://friendsofscience.org/
(3): https://www.unitjuggler.com/index.html
(4): https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/56290.pdf
(5): https://www.acgov.org/cda/planning/landuseprojects/documents/Distributed_vs_Utility_Scale.pdf
Danish
Det kommer i sidste ende altid an på beregningerne. Det er det, der afgør, om det overhovedet er muligt, men klima-aktivisterne når aldrig længere end til at tale om deres følelser.
Amerikanerne har et ordsprog (her min lette omskrivning) : Do the fucking math!
Alt dette her er jo ligegyldigt. Klimakampen handler kun om kortsigtede politiske og økonomiske gevinster til politikere, forskere og industri, samt at de unge skal have noget at gå op i. Disse grupper kan også regne, men de er ligeglade med, at det ikke kan lade sig gøre.
Her og nu er der store fordele ved at tilslutte sig klimakampen. Men på et tidspunkt vil der blive masseflugt fra opbakningen til klimakampen. Men så har disse grupper jo også haft nogle gode år.
Ingen regner vel med at Asien, Afrika og dele af Sydamerika skal være CO2-frie.
Klimakampen er en lokal kamp for medieopmærksomhed, stemmer, forskningsmidler, teknologiprodukter og fede elbiler til folk i Nordsjælland. Egentlig er det vel den hidtil største korruptionssag i verdenshistorien.
Gør hellere noget ved forurening, men kampen mod forurening har ikke de indbyggede politiske og økonomiske fordele, som klimakampen har.