top of page
Search
  • Writer's pictureJean-Rémi Chareyre

Orkuskiptin: framtíðarlausn eða húmbúkk aldarinnar?

Updated: Feb 25, 2023


Við vitum öll hver vandinn er: draga þarf úr losun gróðurhúsalofttegunda. En hvernig? Sitt sýnist hverjum um lausnirnar. Ákveðin orðræða virðist þó hafa náð að hasla sér völl meðal ráðamanna: orðræðan um orkuskiptin. Samkvæmt henni er lausnin nokkuð einföld: við þurfum að fjárfesta í nýsköpun og græna orku og áður en við vitum munu grænir orkugjafar leysa jarðefnaeldsneytið af hólmi og lífið mun halda áfram eins og ekkert hafi í skorist. Sumir sjá jafnvel fyrir sér að við munum græða á þessari grænni byltingu. Samkvæmt orðræðunni höfum við Íslendingar nú þegar farið tvisvar í gegnum orkuskipti og nú er bara eftir að innleiða „þriðju orkuskiptin‟ og málið er leyst.

„Piece of cake,‟ myndu Bretar segja.

En eru orkuskipti möguleg og hvernig gætu þau litið út?


Orðræðan um orkuskiptin byggir því miður á yfirborðskenndri sögutúlkun og ofureinföldun á veruleika orkumála. Hér verður reynt að rýna í söguna á bak við hugmyndina um orkuskipti, galla þeirrar hugmyndar og leiðirnar fram á við.



Olíurisinn Exxon einn sá fyrsti til að mæra orkuskiptin


„Finnum upp framtíðina.‟ Þetta er fyrirsögnin á erindi sem Edward David, yfirmaður Rannsókna og Þróunar hjá Exxon, heldur á ráðstefnu um loftslagsvísindi í New York árið 1982. Starf hans hjá olíufyrirtæki hefur ekki gert David að afneitunarsinna: hann telur sannarlega að hlýnun muni eiga sér stað, en í hans huga er aðalspurningin þessi: hvort skyldi koma á undan, loftslagshamfarir eða „orkuskiptin‟? Hann setur fram þá kenningu að orkukerfi heimsins séu síbreytileg og muni aðlagast sjálfkrafa. „Það vita allir,‟ segir þessi stjórnandi hjá Exxon, „að orkuskiptin eru komin af stað.‟

David vísar í söguna: Bandaríkin hafi tvisvar farið í gegnum orkuskipti, fyrst á 19. öld þegar kolin leystu eldiviðinn af hólmi, og síðan á 20. öld þegar olían leysti kolin af hólmi. Þriðju orkuskiptin, sem eru þegar byrjuð samkvæmt David, munu gera jarðefnaeldsneytið óþarft en í stað þess munu koma „endurnýjanlegir orkugjafar sem valda enga losun koltvísýrings.‟ Vísindi, nýsköpun og kapítalismi hafa þegar leitt af sér orkuskipti í tvígang. Nú sé bara spurning um að leyfa þeim að endurtaka leikinn.


Nokkrum vikum síðar er Edward David mættur í Beijing á ráðstefnu um orkumál. Að þessu sinni eru loftslagsmálin ekki til umræðu heldur snýst erindi Davids um óvissu í rekstrarumhverfi orkufyrirtækja. David kveðst vera bjartsýnn fyrir hönd orkufyrirtækja og segist vera sannfærður um að „jarðefnaeldsneyti muni vera allsráðandi í orkukerfi heimsins til langrar framtíðar.‟

Þetta var fyrir fjörutíu árum síðan, og spá Davids reyndist vera rétt: næstu þrjá áratugi eftir ræðu hans í Beijing hefur vinnsla á jarðgasi þrefaldast, kolavinnsla tvöfaldast og olíuvinnsla aukist um 60%. Hlutfall jarðefnaeldsneytis í orkukerfi heimsins er í dag um 80% og hefur haldist óbreytt síðan 1982. Það er ljóst að David hafði sjálfur enga trú á draumsýnina um „orkuskiptin‟. Hann taldi hins vegar að sú orðræða mundi þjóna hagsmunum olíuiðnaðarins ágætlega. Hún virkaði sem einhvers konar deyfilyf gegn loftslagskvíða.



Sjónhverfing 1: leikur að tölfræði


Þessa sögu Edwards Davids rekur franski sagnfræðingurinn Jean-Baptiste Fressoz í fræðigrein um orkuskipti og loftslagsafneitun. Fressoz lýsir líka hvernig saga orkunnar er miklu flóknari en orðræðan um línuleg orkuskipti gerir ráð fyrir: orkuskipti hafa í raun aldrei átt sér stað í fortíðinni, að minnsta kosti ekki þegar á heildina er litið.

Frekar en að vera í samkeppni við hvorn annan telur Fressoz að mismunandi orkugjafar séu frekar í eins konar ástarsambandi: þeir eru háðir hvor öðrum og styrkja hvern annan. Aukin kolavinnsla á 19. öld leiddi þannig ekki til minni þörf á timbri, þvert á móti. Í byrjun 20. aldar er timburnotkun kolaiðnaðarins í Bretlandi meiri en öll eldiviðarnotkun þjóðarinnar hafði verið um miðja 18. öld, það sem kolavinnslan er afar timburfrekur iðnaður: kolanámurnar kalla á aragrúa af stoðum, staurum og borðum. Gufueimreiðin, sem gékk fyrri kolum og varð að táknmynd iðnaðarbyltingarinnar, kallaði sömuleiðis á gríðarlegt magn af timbri þar sem lestarteinar voru lagðir ofan á trébitum sem þurfti að skipta út reglulega.

Sama ástarsamband þróaðist milli olíu og kola: olíuiðnaðurinn kallar meðal annars á mikla stálframleiðslu, en stál er framleitt með kolabrennslu: olíuleitarskip, olíuborar, olíupallar, olíuleiðslur og olíuhreinsunarstövar, auk þess sem samgöngutæki sem ganga fyrir olíu eru úr stáli. Samgönguinnviðir kalla síðan á sementsframleiðslu sem fer fram með brennslu á jarðgasi eða kolum.


Uppfinning rafstraumsins leiddi heldur ekki til orkuskiptis á heildina litið. Þvert á móti kallaði hún á aukna eftirspurn eftir jarðefnaeldsneyti: grafa þurfti eftir kopar og öðrum málmum, vinnuvélar eru nauðsynlegar til að leggja línur og sinna viðhaldi, og síðast en ekki síst þarf frumorkugjafi til að framleiða rafmagn, en í dag er yfir 60% af raforku heimsins framleidd með brennslu jarðefnaeldsneytis. Hinir nýju „grænir orkugjafar,‟ vind- og sólarorka, hafa síðan kallað á enn frekari námugreftri, málmavinnslu, flutningi á milli landshluta, samgönguinnviðum og sérhæfðum flutningatækjum fyrir vindmyllur, steyptum undirstöðum og sitthvað fleira.

Niðurstaðan er að enginn orkugjafi hefur hingað til komið í stað annars, heldur hafa þeir hlaðist ofan á hvern annan. Það hafa aldrei orðið nein „orkuskipti‟ heldur frekar „orkusöfnun‟. Vinnsla á bæði timbri og kolum, sem eiga að vera „gamaldags‟ orkugjafar samkvæmt orðræðunni um orkuskipti, hefur aldrei verið meiri en í dag.


Eftirspurn eftir timbri og kolum hefur haldið áfram að aukast þrátt fyrir tilkomu nýrrar tækni svo sem kjarnorku, vindmyllur og sólarorku.


Sögulega séð höfðu orkusérfræðingar aldrei litið á orkusöguna sem línulega dagskrá þar sem hver orkugjafinn tekur við af öðrum. Þetta fór hins vegar að breytast á seinna hluta 20. aldar, en þá fór að tíðkast að horfa á hvernig notkun mismunandi orkugjafa þróaðist í hlutfalli við aðra, og myndrit sem sýndu hlutfallslega þróun virtust styðja undir hugmyndina um orkuskipti.


Myndrit byggt á sömu gögnum og hér að ofan, nema nú er framsetningin hlutfallsleg (%). Sú framsetning styður betur við goðsögnina um orkuskipti.


Í apríl 1977 heldur Jimmy Carter þáverandi forseti Bandaríkjanna ræðu í hvíta húsinu. Fyrir framan sjónvarpsmyndatökuvélar flytur hann sérkennilegan sagnfræðifyrirlestur: Bandaríkin hafa að hans mati nú þegar gengið tvisvar í gegnum orkuskipti en nú þurfi þjóðin að fara í þriðju orkuskiptin þar sem olíuframleiðsla í landinu sé farin að dala (Carter var reyndar líka meðvitaður um hættuna sem stafaði af óhóflegri losun koltvísýrings í andrúmsloftið eins og rekið er í þessari grein úr The Guardian). Þremur mánuðum fyrr hafði Carter pantað skýrslu um orkumál, en í henni var að finna eftirfarandi myndrit, þar sem hlutur hvers orkugjafa var sýndur hlutfallslega (%) en ekki í fjölda eininga eins og tíðkast hafði hingað til (í tonnum eða orkueiningum).


Heimild: National Energy Plan, Cambridge, Ballinger, 1977

Á myndritinu að ofan lítur út fyrir að kolin séu á útleið sem orkugjafi, þar sem hluti þeirra hefur farið úr 75% niður í 20% af heildarorkuframleiðslu. Ef tölurnar eru hins vegar skoðaðar í tonnum eða orkueiningum sést að kolaframleiðsla árið 1977 var svipuð og hún hafði verið um 1900. Það var eingöngu stórkostleg aukning í framleiðslu á olíu og jarðgasi sem varð til þess að kolin voru hlutfallslega minni þáttur í orkuframleiðslunni.

Þessi framsetning hentaði sumum aðilum hins vegar einkar vel, meðal annars hagsmunaaðilum í kjarnorkugeiranum sem sóttust eftir fjárveitingum alríkisins og tefldu fram djarfa framtíðarsýn um „öld kjarnorkunnar‟ sem mundi leysa af „öld jarðefnaeldsneytis‟. Fjölmiðlar tóku gjarnan undir slíkar hugmyndir gagnrýnislaus. Eftir kynningu Carters á nýrri áætlun í orkumálum (sem gerði ráð fyrir þreföldun kolavinnslunnar) skrifar New York Times: „Bandaríkin og heimurinn eru að hefja vegferð í átt að nýjum orkuskiptum‟. New York Times Magazine hafði reyndar spáð einhverju svipuðu 30 árum fyrr:


New York Times Magazine 1945.

Kjarnorkan varð hins vegar aldrei að ráðandi orkugjafa í orkukerfi Bandaríkjanna, ekki frekar en endurnýjanleg orka (8% og 11% af heildarorkunotkun BNA í dag). Ástæðan er sú að mismunandi orkugjafar hafa mismunandi eiginleika og gegna mismunandi hlutverkum, en eru þess vegna ekki auðveldlega víxlanlegir nema að litlu leyti.



En hvað með Ísland?


Já, hvað með Ísland? Kann einhver að spyrja. Hér hafa víst orðið orkuskipti: einu sinni voru hús kynduð með kolum, en þökk sé hitaveituvæðingunni erum við hætt að nota kol! Eða er það ekki annars?

Íslendingar láta ekki sitt eftir liggja og hafa útbúið sína eigin orkuskiptaþjóðsögu að hætti Carters. Samkvæmt henni er Ísland best í heimi -miðað við höfðatölu- þegar kemur að „þriðju orkuskiptunum‟ sem séu rétt handan við hornið. „Fyrstu orkuskiptin‟ eiga að hafa átt sér stað með rafvæðingu Reykjavíkur og „önnur orkuskiptin‟ þegar Hitaveitan í Reykjavík var tekin í notkun árið 1930. Og vissulega lítur út fyrir að kolanotkun hafi dregist saman ef marka má tölur Orkustofnunar (og ef við látum sem álverin séu ekki til): kolainnflutningur til Íslands var 112.000 tonn þegar mest var (1914) og var kominn niður í ekki neitt árið 1970.



En nú kemur að annarri sjónhverfingu: sú sem leiðir af hnattvæðingunni. Hnattvæðingin hefur gert það að verkum að þjóðir heims hafa í sífellt meira mæli verið að sérhæfa sig í mismunandi starfsemi, á sama tíma og millilandaviðskipti hafa stóraukist. Sérhæfingin hefur gert það að verkum að framleiðsla hverrar þjóðar fyrir sig gefur ekki góða mynd af þeirri framleiðslu sem sú þjóð þarf að reiða sig á til að standa undir daglegan rekstur og neyslu samfélagsins. Við Íslendingar framleiðum til dæmis gríðarlegt magn af sjávarafurðum og áli, en samfélagið okkar gæti aldrei nokkurn lifað á fiskinum og álinu einu.

Tölfræði sem nær ekki út fyrir landsteinana virkar þannig í hnattvæddum heimi eins og gleraugu sem gera notandann nærsýnan: hann sér ekki lengra en nefið á sér. Til að fá raunverulega mynd af orkunotkun Íslendinga þarf að taka inn í myndina svokallaða „innbyggða orkunotkun‟ (e. „embodied energy‟), það er sú orkunotkun sem þarf til að framleiða allar þær vörur sem við flytjum inn til eigin nota. Og þar sem við framleiðum nánast ekkert af því sem við neytum fyrir utan matvæli gefur staðbundin tölfræði um orkunotkun mjög brenglaða mynd af raunverulegri orkunotkun okkar.



Undirstöður íslensks samfélags eru allar innfluttar


Iðnvæddi heimurinn sem við lifum í byggist á fjórum undirstöðum: sement, stál, plast og ammoníak. Öll þessi fjögur grunnhráefni eru framleitt með því að brenna jarðefnaeldsneyti, en ekkert þeirra er framleitt á Íslandi. Sement í byggingar og innviði samgöngukerfisins; stál í byggingar, innviði, samgöngutæki, framleiðslutæki og alls kyns neysluvörur; plast (eiginlega út um allt); og ammoníak til að framleiða áburð sem er notað í landbúnaði um allan heim. Þökk sé hnattvæðingunni þurfum við Íslendingar ekki að framleiða þessi hráefni sjálf en þess í stað borgum við aðra til að gera það fyrir okkur.


Til að framleiða sement þarf að hita brennsluofninn upp í 1450°c og er það gert með því að brenna jarðefnaeldsneyti (oftast gas). Til að framleiða stál þarf að notast við kol sem er blandað járngrýtinu og hitað upp í 2600°c. Plast er unnið úr olíu eða jarðgasi, og ammoníak úr jarðgasi. Þótt við framleiðum ekkert af þessu sjálfir erum við jafn háðir þessum hráefnum og aðrar þjóðir. Þegar við flytjum inn sement, samgöngutæki eða aðrar vörur úr stáli, plastvörur eða áburð erum við í raun að flytja inn kol, olíu og gas. Ef við værum með tölfræði yfir „innbyggða orkunotkun‟ þessa innflutnings kæmi í ljós að kolanotkun okkar hefur í raun aukist frá ári til árs, í takti við aukningu í umsvifum byggingariðnaðarins, aukin innflutning á bifreiðum (þær voru innan við 10.000 árið 1945 en eru 250.000 í dag) og aukin innflutning á ýmsum vörum sem innhalda stál og plast (heimilistæki, raftæki, tölvubúnaður, húsgögn og ýmislegt annað).


Sá innflutningur hefur stóraukist: verðmæti innflutnings árið 1940 var aðeins 20 milljarðar króna en hann er í dag um 700 milljarðar eða 35 sinnum meiri (leiðrétt fyrir verðbólgu). Sjálf hitaveituvæðingin, sem var vissulega skynsamleg að öllu leyti, hefði aldrei getað orðið nema þökk sé jarðefnaeldsneyti: lagnir í jörð og pípulagnir í húsum eru úr málmum og plastefnum sem eru framleidd með kolum og olíu. Fyrir þessum lögnum þurfti að grafa með vinnuvélum úr stáli (kol) sem ganga fyrir jarðefnaeldsneyti (olíu). Allt hráefni í lagnir og ofnar, dælubúnaður og stýribúnaður er innflutt með olíuskipum. Og svo framvegis.



Hæfileikaríkir sjónhverfingamenn


Hlutfallsleg tölfræði er fyrsta sjónhverfingin. Hnattvæðing og sérhæfing er önnur sjónhverfingin. Þessar tvær sjónhverfingar gera ráðamönnum kleift að láta dæluna ganga um hvað Ísland sé grænast í heimi og orkuskiptin rétt handan við hornið. Umhverfis- og orkumálaráðherrann okkar svífur um á fundum og ráðstefnum og fetur í fótspor Jimmy Carters: með aðstoð nýjustu tækninnar töfrar hann fram myndrit af síðu Orkustofnunnar sem sýnir hlutfallslega þróun í orkunotkun Íslands:


Hlutfallsleg framsetning á frumorkunotkun Íslands. Sjónhverfingin felst í því að hvorki heildarnotkun né innbyggð (innflutt) orkunotkun eru sjáanlegar.

Og hókus pókus! Við erum hætt að nota kol og gas, og olían er á útleið. Það vita það allir, að þriðju orkuskiptin eru rétt handan við hornið, alveg eins og þau voru það fyrir 80 árum síðan og svo aftur fyrir 50 árum síðan. Við þurfum bara nýsköpun, hugvit og fjárfestingar. Leyfa svo „þriðju orkuskiptunum‟ að gerast bara af sjálfum sér!

Nema hvað, olíuinnflutningur hefur aldrei verið meiri, og óbeinn innflutningur á kolum og jarðgasi (innbyggð orkunotkun) líklega í methæðum miðað við tölur um innflutning. Við þetta bætist kolabrennsla málmiðnaðarins sem gerir það að verkum að við brennum í raun meiri kol í dag en árið 1914 jafnvel þótt innbyggð notkun sé ekki talinn með.

Framleiðsla á „grænni raforku‟ hefur hingað til aldrei leitt til minni innflutnings á olíu. Þvert á móti hafa raforkuframleiðsla og olíuinnflutningur verið í „ástarsambandi‟ og aukist samhliða hvor öðrum. Ástæðan er einföld: með aukinni raforkuframleiðlsu höfum við verið að auka útflutningstekjur okkar í gegnum málmiðnaðinn, en með auknum útflutningstekjum höfum við efni á meiri innflutningi á olíu. Því meira sem við flytjum út af „hreinni orku‟, því meira flytjum við inn af „skítugri orku‟.


Heimild: Orkustofnun.

Hvað þá? Er engin von?


Við getum, og eigum, að láta okkur dreyma um heim án jarðefnaeldsneytis, eða að minnsta kosti með miklu minna af því en í dag. En ef við byggjum okkar framtíðarsýn á einhverri afskræmdri mynd af fortíðinni og ofureinföldun á sambandi ólíkra orkugjafa mun okkur mistakast. Fyrir 200 árum síðan bjuggum við í heimi án jarðefnaeldsneytis, 100% endurnýjanlegum heimi: vindmyllur til að mala korn, vatnsmyllur til að knýja fram léttan iðnað, eldiviður til upphitunar og eldunar, seglskip úr timbri og hestar og naut í stað traktora.

Svo fundum við upp jarðefnaeldsneytið, og síðan þá höfum við ekkert gert annað en að sækjast í meiri kol, olíu og gas. Fyrir því voru mjög góðar ástæður: jarðefnaeldsneyti hefur allt aðra eðlisfræðilega eiginleika en aðrar orkulindir: það er miklu auðveldara að beisla (bara kveikja í), hefur miklu meiri orkuþéttni (sérstaklega olían), er miklu hentugra í geymslu og flutningi (sérstaklega olían), býður upp á miklu fleiri notkunarmöguleikar og hefur verið til í gríðarlegu magni (alla vega hingað til). Að ímynda sér að við getum snúið aftur í 100% endurnýjanlegt samfélag eins og hendi sé veifað og án þess að hafa neitt fyrir því er hættulega barnalegt.


Það sem við köllum í dag endurnýjanleg orka er í raun afrakstur iðnaðarsamfélags sem byggir sína tilveru á jarðefnaeldsneyti, en nútíma vindmyllur eru fjarri því að vera endurnýjanlegar: undirstöður úr steypu (jarðgas), mastur úr stáli (kol), spaðar úr plastefnum sem engin leið er að endurvinna (olía og gas), búnaður úr ýmsum málmum (olía til námuvinnslu og flutnings), flutningur á notkunarstað á stórum flutningabílum (kol og olía), stálskipum (kol og olía), uppsetning með risastórum krönum (kol og olía) og líftími um það bil 30 ár. Endurnýjanleg orka nútímans er háð jarðefnaeldsneyti á öllum stigum framleiðslunnar og mjög ólíklegt að okkur takist nokkurn tímann að framleiða vindmyllur, sólarsellur eða stórar vatnsaflsvirkjanir á stórum skala án þess að nota til þess jarðefnaeldsneyti.



Tvær gerðir af vindmyllum: til vinstri, 100% endurnýjanleg. Til hægri: 100% háð jarðefnaeldsneyti (steypa, málmar, plast, flutningur).


Nútímatækni getur vissulega orðið að gagni í einhverjum tilfellum: vindmyllur geta til dæmis hjálpað til við að draga úr þörf á kolum eða gasi í þeim löndum þar sem raforkurframleiðsla er kola- eða gasdrifin. Sú tækni hefur hins vegar ekkert svar við helsta áskorun okkar: heimur án jarðefnaeldsneytis er heimur með miklu minna framboði af orku þar sem þarf að forgangsraða. Tækni getur ekki búið til orku heldur aðeins nýtt hana. Það að vilja hætta notkun jarðefnaeldsneytis án þess að draga úr orkunotkun almennt er eins og að vilja vera edrú án þess að hætta að drekka.

Orðræðan um orkuskiptin dreifir þá ranghugmynd að við getum breytt öllu án þess að breyta neinu, en sannleikurinn er sá að hugmyndir um „orkuskipti‟ fortíðarinnar eru þjóðsögur. Mismunandi orkugjafar eru oft í ástarsambandi frekar en í samkeppni við hvorn annan, enda höfum aldrei nýtt eins mikið af endurnýjanlegri orku og einmitt eftir að við fundum upp jarðefnaeldsneytið. Draumsýnin um orkuskipti virkar ef til vill sem mjög öflugt deyfilyf gegn loftslagskvíða, en eins og við vitum læknar deyfilyf ekki meinið.




Ef orkuskipti hafa aldrei átt sér stað í fortíðinni þýðir það að þau eru miklu meiri áskorun en við gerum okkur grein fyrir. Við vitum ekki einu sinni hvort þau séu möguleg. Það eina sem við vitum er að við getum dregið stórlega úr notkun jarðefnaeldsneytis, með ýmsum ráðum, ef viljinn er til staðar. Stærsti liðurinn í því er að segja skilið við vaxtarhyggjuna sem hefur verið „stýrikerfi‟ okkar samfélaga alveg síðan við fundum upp jarðefnaeldsneytið, og tileinka okkur nægjusemi þess í stað. Umbreytingin sem þarf að eiga sér stað er þannig fyrst og fremst samfélagsleg og menningarleg, frekar en tæknileg.

Við ættum að tala minna um „orkuskipti‟ og meira um „neysluskipti‟. Þá fyrst komumst við eitthvað áfram.


133 views0 comments

Σχόλια


Post: Blog2_Post
bottom of page