Råvarer til den grønne omstilling

Menneskehedens erfaring har indtil nu været, at den teknologiske udvikling sikrede, at vi aldrig for alvor løb tør for råvarer, der ellers blev betragtet som kritiske. Inden en ressource slap op, havde vi opfundet alternative løsninger, der kunne bringe os videre. Et klassisk eksempel er brugen af træ i Europa, som var afgørende for f.eks. metalindustrien. Resultatet var, at kontinentet nærmede sig total afskovning, men heldigvis fik man så udviklet brugen af kul og senere olie, og træerne kunne få et pusterum. Mineralolien reddede også hvalerne, der var i fare for udryddelse i anden halvdel af 1800-tallet, fordi man skulle bruge dem til olieproduktion, bl.a. til belysning.

Romklubben udgav i 1972 en bog: Grænser for vækst, hvor budskabet var, at de fleste ressourcer ville slippe op inden for en kort årrække. Man pegede bl.a. på, at kviksølv kunne gå hen og blive en mangelvare! Alle bogens spådomme viste sig at være totalt forfejlede, dels pga. den tekniske udvikling og dels pga. alle aktiviteterne med at åbne nye miner til råvarer. Senest så vi, hvordan USA befandt sig i en dyster situation mht. energi, hvor man var afhængig af import fra tvivlsomme tredjelande. Så udviklede man fracking-teknologien på få år, og nu er landet en netto-eksportør.

På nuværende tidspunkt håber Verden på at kunne gennemføre en gennemgribende revolution i energiforsyningen, hvor brugen af kul, olie og gas i løbet af få år skal beskæres drastisk (helst ned til ”netto-nul”), og størstedelen af energien derefter skal komme fra solceller og vindmøller. Det kommer til at indebære et voldsomt træk på ressourcerne, ikke mindst nøglemetallerne stål, kobber, litium osv. Vil vi også kunne klare den udfordring?

Roger Pielke Jr. tog spørgsmålet op på sin Substack, og her refererer han en rapport skrevet af Simon Michaux fra Finland. Michaux udgav allerede for et par år siden en 1000 sider lang rapport om emnet, og har i fjor udgivet en ny og lidt kortere rapport.

Michaux’s værk er delt i to dele. Første del er en fantastisk præcis gennemgang af alle aspekterne i forbindelse med en komplet grøn omstilling. Svagheder og styrker ved alle teknologierne ridses op, vindmøller, solceller, energilagring, herunder brint, elbiler, elektrisk transport i øvrigt osv. Michaux beregner i den forbindelse ressourceforbruget i forbindelse med hvert element af teknologierne.

Et eksempel er vindmøllerne, hvor Michaux har regnet sig frem til, at vi ved ”netto-nul” skal have installeret i alt 1,3 mio. møller, med en gennemsnitskapacitet på 6,6 MW. Heraf er ca. 70% på land. Fig. 1 viser nu Michaux’s bud på materialeforbruget pr. MW (land-)mølle:

Michaux gennemgår problemstillingen med lagring af energien i detaljer. Sol og vind er jo alt for ustabile til at kunne sikre en pålidelig elforsyning, og derfor skal der lagring til i stor målestok. Visse overoptimistiske ”videnskabelige” artikler mener, at man generelt vil kunne klare sig med 6-7 timers lagring, men Michaux konkluderer, at vi snarere skal op på ca. 4 ugers lagring – og hvis det er områder med store sæsonudsving i sol og vind (som f.eks. Danmark og Tyskland med sol), så skal man have en endnu større kapacitet.

Mulighederne for lagring er begrænsede i vore dages teknologi. Bedste bud er stadigvæk litium-batteriet i forskellige versioner. Brint indebærer alt for store energitab, hvis det skal bruges som lager, således vil man skulle producere 52,5 kWh strøm for senere at kunne trække 15 kWh ud. Hvis den teknologi bruges i stor skala, skal vi opstille mange flere møller og solceller. Vandkraft med pumper er langt den mest udbredte teknologi i dag, men har sine begrænsninger, da der skal være adgang til terræn med store højdeforskelle og til vand i rigelige mængder.

Michaux vælger således at regne videre på grøn omstilling baseret primært på litiumbatterier som lagerteknologi. Tabel 1 viser situationen for de 4 uger, hvor der oplistes det antal tons af forskellige nøglemetaller, der bliver behov for. Man ser, at der skal bruges knap 6 milliarder tons kobber og 1,2 milliarder tons litium. Og det er kun til ét sæt udstyr til den grønne omstilling. Batterier, solceller og vindmøller har kun en begrænset levetid, måske 10-30 år, og skal derefter udskiftes. Materialerne hertil er ikke medregnet.

Det er voldsomme mængder; hvor voldsomme vender vi tilbage til.

Det fremføres ofte, at vi kan satse på genbrug af allerede kasserede ting i stedet for at åbne en masse nye miner. For metallernes vedkommende kommer vi dog ikke langt ad den vej, fordi materialeforbruget gennem årene faktisk ikke har været så stort endda. Fig 2 viser for kobbers vedkommende, hvor meget forbruget fra 1990-2023 udgør sammenlignet med behovet i forbindelse med grøn omstilling. Her er vist tal for i alt 4 lagrings-scenarier, fra 6 timer til 84 dages kapacitet. For de 28 dage ser vi, at behovet for kobber vil være knap 12 gange større end det samlede forbrug fra 1990-2023 (som igen udgør størstedelen af hele forbruget siden de gamle ægyptere for 4000 år siden).

Fig. 3 viser den tilsvarende situation for litium. Her er behovet ved 28 dages lager 100 gange større end den historiske udvinding.

Hvordan ser det så ud med behovet, sammenholdt med den årlige produktion af metallerne lige nu? Tabel 2 viser et udpluk af metallerne (+ grafit). Her ser man hvordan den komplette grønne omstilling med 28 dages lagring vil kræve 253 års produktion af kobber på nuværende niveau og ikke mindre end 13.000 års litium-produktion. Og husk, at hele den grønne omstilling skal være gennemført i løbet af de næste måske 20 år!

Til sidst kigger Michaux på de kendte og formodede reserver af de forskellige metaller, dvs. de forekomster, hvor der ikke er åbnet miner endnu (tænk Grønland). Det er selvfølgeligt meget usikre tal, men alligevel kan man godt prøve at sammenligne dem med behovet i forbindelse med den grønne omstilling. Fig. 4 viser et udvalg af materialer, hvor de grå søjler er de formodede reserver, mens de fire farvede søjler igen viser behovet i forbindelse med de fire lagerperioder. Bemærk, at skalaen til venstre er logaritmisk, dvs. for hver inddeling vokser tallet 10 gange. Det ser jo heller ikke så godt ud for den grønne omstilling.

Nu kan vi vende tilbage til de indledende betragtninger. Vil menneskehedens snilde og den teknologiske udvikling ikke løse problemerne her? Det ville de måske nok, hvis der var tale om en naturlig udvikling primært styret af markedet og økonomien. Men det er der ikke tale om. Der er tale om politisk motiverede tiltag og teoretiske konstruktioner for energiforsyningen, hvor det slet ikke er sikkert, at de vil fungere. Derfor har man i et vist omfang sat den normale menneskelige opfindsomhed ud af spillet.

Konklusionen er derfor, igen, igen, at den grønne omstilling, med ”netto-nul” i 2050, ikke kan lade sig gøre og ikke vil lykkes. Så meget har Michaux lært os.