Þjóðverjar hafa einsett sér að vera í forystuhlutverki meðal Evrópuþjóða þegar kemur að orkuskiptum, sem þeir kalla "Energiewende". Stjórnvöld þar byrjuðu að fjárfesta í orkuskipti árið 1991 þegar lög voru sett sem tryggðu framleiðendum endurnýjanlegrar orku fyrirfram ákveðið lágmarksverð fyrir raforkuframleiðslu þeirra. Á sama tíma ákváðu Þjóðverjar að losa sig smátt og smátt við kjarnorkuver sín, en græningjar töldu kjarnorkuna óæskilega af ýmsum ástæðum, þótt losun gróðurhúsalofttegunda frá kjarnorkuverum væri lítil sem engin. Stjórnvöld ákváðu að veðja frekar á endurnýjanlega orku, fyrst og fremst vindorku og sólarorku.
Energiewende: hvaðan koma hinar þýsku rafeindir?
Skoðum aðeins hvernig raforkuframleiðsla Þýskalands þróaðist frá 1991 til 2015:
Í upphafi Energiewende (1991) byggði raforkukerfið fyrst og fremst á kolaorkuverum (58,5%) og í minna mæli á kjarnorku (28%). Nýting endurnýjanlegrar orku var lítil sem engin fyrir utan vatnsaflsorku (3,6%).
Á næstu 25 árum átti þetta framleiðslukerfi eftir að gjörbreytast: mörg kjarnorkuver voru lokuð, sum kolaorkuver sömuleiðis, en á móti voru um 28.000 vindmyllur reistar ásamt um 55 gígawött af sólarsellum.
Ef við berum bæði ritin saman þá sjáum við að raforkuframleiðsla úr endurnýjanlegum orkugjöfum hefur aukist úr 3,6% upp í 30%, á meðan hluti kjarnorku hefur minnkað um helming (úr 28% niður í 14%) og hluti kolaorku minnkað úr 58,5% niður í 44%.
Það fyrsta sem þetta segir okkur er að þrátt fyrir miklar fjárfestingar í 25 ár stendur jarðefnaeldsneyti (kol, olía og gas) enn á bak við meira en helming af þeirri frumorku sem Þjóðverjar nota til raforkuframleiðslu (55%). Kolaorkan á ennþá langstærsta bitann af kökunni (44%), en kolin eru sá orkugjafi sem losar mest af kolefni og er þar af leiðandi verstur fyrir loftslagið. Samkvæmt nýlegri skýrslu mun Energiewende hafa kostað Þjóðverjum 520 billjónir Evra fram til ársins 2025. Það er 25.000 € fyrir hverja 4-manna fjölskyldu (3,5 milljónir ISK). Þrátt fyrir þessar miklu fjárfestingar er kolefnislosun frá raforkuframleiðslu í Þýskalandi í dag um það bil tíu sinnum hærri en á Íslandi, í Noregi og Svíþjóð, og fimm sinnum hærri en í Frakklandi (mæld í grömmum af Co2 per kwst af raforku):
Veðjað á rangan hest?
Þetta getur varla talist framúrskarandi árangur. En hvað ef Þjóðverjar hefðu valið aðra leið? Hvað ef þeir hefðu veðjað á kjarnorkuna frekar? Hvað hefði "Energiewende" þá kostað og hver hefði árangurinn verið?
Til þess að átta sig á því getum við borið þetta saman við nýlega stækkun kjarnorkuversins í Flamanville í Frakklandi. Það kjarnorkuver samanstendur af tveimur kjarnaofnum sem voru teknir í notkun á níunda áratug síðustu aldar (2x1330 MW) en nú er verið að bæta við þriðja kjarnaofninn af nýjustu gerð (EPR).
Kostnaður við byggingu nýa kjarnaofnsins hefur farið langt fram úr áætlun, sem hefur valdið nokkuð hneyksli í franskri stjórnmálaumræðu, en sá kostnaður mun hlaupa á 13 billjónir evra og aflgeta kjarnaofnsins mun vera 1600 MW. Miðað við þessar tölur mundi nýtt kjarnorkuver með þremur kjarnaofnum af Flamanville-gerðinni kosta um 40 billjónir (í versta falli) og framleiða 30 terawöttstundir af raforku á ári (samsvarar um það bil 6 Kárahnjúkavirkjanir).
Raforkuframleiðsla Þýskalands frá endurnýjanlegum orkugjöfum er í dag um 210 terawöttstundir á ári (þar af, vindorka 115 twst og sólarorka 50 twst):
Til þess að framleiða sama magn af raforku með kjarnorkuverum hefði Þýskaland því þurft að fjárfesta í um það bil 7 kjarnorkuver (7x30 Twst = 210 twst) fyrir að hámarki 280 billjónir Evra (7x40 billjónir). Það er næstum því helminginn minna en Energiewende kostaði. Ef við gefum okkur hins vegar að kostnaður hefði ekki farið eins langt fram úr áætlun og raunin varð í Flamanville (því mistökin sem voru gerð við byggingu fyrsta EPR kjarnaofnsins hefðu væntanlega ekki verið endurtekin í öll hin skiptin), hefði kostnaðurinn getað verið 70-140 billjónir Evra eða fimm sinnum lægri en orkuskipti með vind- og sólarorku.
Með 7 kjarnorkuverum í viðbót hefðu Þjóðverjar getað losað sig við öll kolaorkuverin sín (sem eru 30 samtals) ásamt stórum hluta af gasorkuverum sínum (kolaorkuver framleiða 165 Twst og gasorkuver 84 Twst). Losun gróðurhúsalofttegunda frá raforkuframleiðslu væri þá líklega komin niður í eitthvað svipað og þekkist í Frakklandi, og jafnvel lægri, fyrir minni pening en hinar 28.000 vindmyllur og 55 gígawött af sólarsellum kostuðu.
Í staðinn er losun á íbúa í Þýskalandi enn í dag um 60% hærri en í Frakklandi, svipað hlutfall og hún var árið 1990, þrátt fyrir það að Frakkland hafi mjög lítið fjárfest í vind- og sólarorku:
Og svo kom Pútín...
Þessi vanhugsaða og rándýra orkustefna Þjóðverja gerir það að verkum að þeir eru komnir í tvöfalda klemmu: í fysta lagi geta þeir varla lokað miklu fleiri kola- eða gasorkuverum því raforkukerfi sem byggist á vind- og sólarorku þarf alltaf á þriðja hjóli að halda til að framleiða orku þegar vindurinn og sólin eru engin. Þetta þriðja hjól getur verið vatnsaflsorka, en Þjóðverjar hafa ekki nóg af henni, eða kjarnorka, en Þjóðverjar vilja hana ekki, og þá er ekki um margt annað að velja en jarðefnaeldsneyti.
Í öðru lagi hefur þetta kerfi gert Þjóðverja mjög háða rússneska gasinu, því eina tækið sem þeir hafa nú til að draga úr losun er að skipta út þýskum kolum fyrir rússnesku gasi (gasbrennsla losar um 40% minna en kolabrennsla). Á síðustu árum hefur Þýskaland verið að borga orkureikning upp á 50 billjónir Evra á ári til Rússlands, aðallega vegna gasinnflutnings. Eftir innrás Rússa í Úkraínu hefur skapast mikill þrýstingur á Þjóðverja til að hætta innflutningi á rússnesku gasi en eina leiðin fyrir Þjóðverja til að losa sig við rússneska gasið til skamms tíma er að auka kolabrennslu sína á ný (og þar með losun gróðurhúsalofttegunda). Þessi pattstaða hefur vakið gremju margra gagnvart stefnu (eða stefnuleysi) þýskra stjórnvalda í orku- og utanríkismálum. Fjölmiðillinn Politico sparar til dæmis ekki stóru orðin í þessari grein sinni:
Raunar hafa þýsk yfirvöld nú þegar gefið það út að eldri kolaorkuver munu vera ræst aftur til þess að draga úr innflutningi á rússnesku gasi. Á sama tíma hafa þýskir ráðamenn verið að daðra við yfirvöld í Qatar í von um að fá að kaupa af þeim fljótandi jarðgas (LNG), þrátt fyrir gagnrýni Þjóðverja á mannréttindabrotum í Qatar og loforð núverandi stjórnvalda um aukið siðferði í viðskiptum. Hins vegar er andstaðan við kjarnorku svo heilög kú að yfirvöld hafa neitað að breyta um stefnu hvað hana varðar og stefna áfram að því að loka síðustu þrjú kjarnorkuver Þýskalands á allra næstu árum. Þegar Belgar ákváðu hins vegar að framlengja líftíma tveggja kjarnorkuvera sinna um tíu ár til að draga úr þörf á rússnesku gasi fengu þeir kaldar kveðjur frá umhverfisráðherra Þýskalands Steffi Lemke.
En af hverju hefur þetta mistekist?
Svarið við þessu er eðlisfræðilegt. Mismunandi orkugjafar hafa mismunandi eðlisfræðilega eiginleika. Mikilvægasti eiginleiki þegar kemur að vinnslu þeirra er orkuþéttleiki: orkuinnihald fyrir hverja einingu af viðkomandi orkugjafa. Almennt séð, því meiri orkuþéttleiki, því auðveldara er að vinna orku úr orkugjafanum því hana er auðveldara að safna og geyma.
Vinnsla endurnýjanlegrar orku er ekki ný af nálinni, þvert á móti: mannkynið hefur reynt að beisla hana allt frá því um 4000 fyrir Krist þegar fyrstu seglskipin komu til sögunnar. Fyrstu vindmyllurnar birtust á 9. öld og fyrstu vatnsmyllurnar á 3. öld fyrir Krist. Svo fundum við jarðefnaeldsneytið upp úr 1700 og þá gerðum við lítið annað en að skipta út endurnýjanlega orku fyrir jarðefnaeldsneyti: kol fyrst, síðan olíu og gas. Hvers vegna fórum við þessa leið fyrst endurnýjanleg orka var svona frábær? Voru forfeður okkar virkilega svona heimskir?
Vitanlega ekki. Orkuþéttleiki jarðefnaeldsneytis er nefnilega svo miklu meiri en hjá vind- og sólarorku. Tökum vindorkuna sem dæmi: 1000 rúmmetra kubbur af vindi (10x10x10 metrar) sem blæs á hraðanum 22 metrar á sekúndu í gegnum vindmyllu framleiðir sama magn af orku og... 3 ml af hráolíu!
Þar að auki er ekki hægt að geyma vindinn í neðanjarðartanki og dæla hann upp sísvona þegar hentar: hann blæs þegar veðurguðirnir segja til en ekki þegar við viljum. Olían geymist og flyst hins vegar mjög vel og er alltaf til taks þegar hana vantar. Sólarorkan býr við sömu gallana: hún hefur lítinn þéttleika og er ekki alltaf tiltæk, og vegna þessa krefst vinnsla hennar mikla fyrirhöfn (mikið landsvæði og mikið magn af sólarsellum). Vatnsaflsorkan er undantekningin sem sannar regluna: vinnslu hennar höfum við haldið í og jafnvel aukið eftir tilkomu jarðefnaeldsneytisins vegna þess að orkuþéttleiki hennar er miklu meiri en vindorkunnar (vatn er 1000 sinnum þéttara en loft) auk þess sem vatnsaflsorku er hægt að geyma og nota eftir þörfum með aðstoð miðlunarlóna.
Og þá kom frumeindin
Aðeins einn orkugjafi getur keppt við jarðefnaeldsneytið þegar kemur að orkuþéttleika: kjarnorkan. 25 mm kögull af úranium inniheldur jafn mikla orku og 450 lítrar af olíu, 480 rúmmetrar af gasi eða 1 tonn af kolum.
Þessi mikli orkuþéttleiki gerir það af verkum að kjarnorkan er miklu sparneytnari en vindorka og sólarorka hvað landsvæði og málmaauðlindir varðar. Til að fá sama afl og í einu litlu kjarnorkuveri (1 GW) þarf að reisa um 430 vindmyllur á landsvæði sem er 360 sinnum stærra. Þar að auki er framleiðsla kjarnorkuversins stöðug og hana er hægt að stýra, ólíkt vind- og sólarorkuverum sem gefa óreglulega framleiðslu.
Jarðefnaeldsneyti, vatnsaflsorka eða kjarnorka: um það snýst valið
Yfirburðir jarðefnaeldsneytis í orkuþéttleika miðað við vind- og sólarorku hafa gert okkur að þeim olíufíklum sem við erum í dag. Ef við ætlum að losa okkur við þau eru aðallega tveir orkugjafar sem geta að einhverju leyti (en ekki að öllu leyti) fyllt í skarðið: vatnsaflsorka annars vegar og kjarnorka hins vegar. Aðrir orkugjafar geta hjálpað til á jaðrinum en geta aldrei orðið að undirstöðu, nema þá að við sættum okkur við miklu minni orkunotkun en við erum vön (og þá eingöngu þegar vindar blása).
Þetta sést líka á samanburði mismunandi raforkukerfa í Evrópu: ef "topp-sex" löndin eru skoðuð, það er að segja þau sex lönd sem eru hvað mest laus við jarðefnaeldsneyti í raforkuframleiðlsu sinni (Norðurlöndin fjögur ásamt Frakklandi og Sviss) þá falla þau lönd í þrjá flokka: þau lönd sem byggja kerfið sitt á vatnsafli sem meginundirstöðu (Ísland, Noregur og Sviss), þau lönd sem byggja fyrst og fremst á kjarnorku (Frakkland, sem á þó eitthvað af vatnsafli líka), og þau lönd sem byggja á bæði vatnsafls- og kjarnorku (Svíþjóð og Finnland). Þær þjóðir sem hafa ekki aðgang að vatnsafli (eða í litlu magni) vegna flatlendis, en vilja um leið ekki nýta sér kjarnorku, munu eiga mjög erfitt með að losa sig við jarðefnaeldsneyti, og þar er Þýskaland fremst í flokki.
En hvað með kjarnorkuslys?
Ein meginástæðan fyrir andstöðu Þjóðverja við kjarnorku er að sú orkuvinnsla vekur upp sterkar tilfinningar. Í fyrsta lagi tengja hana margir við kjarnorkuvopn og vopnakapphlaupið frá kalda-stríðsárunum. Í öðru lagi eru kjarnorkuslys eins og þau sem urðu í Tchernobyl og Fukushima mönnum í fersku minni.
Hins vegar vill gleymast að eftirminnilegustu slysin eru ekki endilega þau alvarlegustu, og að það sem við óttumst mest er ekki endilega það sem er okkur hættulegast. Flugslys og bílslys eru gott dæmi um það: líkurnar á að deyja í bílslysi eru 1 á móti 114 yfir heila lífstíð (í Bandaríkjunum) en líkurnar á að deyja í flugslysi eru 1 á móti 9821. Hræðilegasta flugslys mannkynssögunnar (ef við leyfum okkur að kalla hryðjuverk "slys") var árásin á tvíburaturnana 11. september 2001. Sú árás varð 3000 manns að banna, sem er þó aðeins innan við 10% af þeim fjölda sem deyr í bílslysum á hverju einasta ári í Bandaríkjunum (um 40.000 manns). Samt er miklu algengara að menn óttist að stíga í flugvél heldur en í bíl, og flugslys fá miklu meiri athygli í fjölmiðlum heldur en bílslys.
Er Kárahnjúkavirkjun hættulegri en Fukushima?
Óttinn er ekki alltaf í samræmi við staðreyndir málsins. Það á sérstaklega við í tilfelli kjarnorkunnar. Ef tölfræðin er skoðuð sést að áhyggjur af mögulegum kjarnorkuslysum eru stórlega ýktar. Allir muna eftir Tchernobyl-slysinu árið 1986: þar létust 30 manns strax eftir kjarnorkuslysið og 16 í viðbót af völdum krabbameins í kjölfarið samkvæmt Sameinuðu Þjóðunum. En hver man eftir því þegar Banqiao-stíflan í Kína brást árið 1975, ásamt 61 öðrum stíflum, með þeim afleiðingum að vatn flæddi yfir 30 borgir, 5 milljónir húsa eyðilögðust og allt að 240.000 manns létu lífið?
Allir muna eftir Fukushima-kjarnorkuslysinu árið 2011: þar létust... engin í slysinu sjálfu, og hingað til hefur orðið 1 dauðsfall af völdum krabbameins sem talið er tengjast slysinu (hins vegar létust 18.500 af völdum jarðskjálftans og flóðbylgunnar). En hver man eftir því að 4 verkamenn létu lífið í framkvæmdum við byggingu Kárahnjúkavirkjunar (eða að framkvæmdirnar leiddu til 1700 vinnuslysa)?
Já, Kárahnjúkavirkjun hefur hingað til drepið fleiri en Fukushima, þó hún hafi ekki ratað í heimsfréttirnar...
Samt er vinnsla vatnsaflsorku langt frá því að vera hættulegasta orkuvinnslan sem fyrirfinnst á jörðinni. Hún kemst ekki í hálfkvisti við kolaorkuvinnsluna: allt að milljón manns drepast árlega af völdum loftmengunar frá kolabrennslu, og þá á eftir að telja vinnuslys í kolanámum.
Raunar hefur slysatíðni hjá mismunandi aðferðum orkuöflunar oft verið mælt. Hún er þá gjarnan mæld í fjölda dauðsfalla fyrir hverja framleidda einingu af raforku (t.d. per terawöttstund), og niðurstaðan er sú að kjarnorkan er ein sú öruggasta orkuöflunaraðferð ef ekki sú öruggasta. Kolaorka veldur 100 dauðsföll fyrir hverja framleidda terawöttstund, og þá á eftir að telja öll þau dauðsföll sem verða í framtíðinni af völdum loftslagsbreytinga, og gætu verið margfalt fleiri. Kjarnorka veldur hins vegar 0.09 dauðföll fyrir hverja framleidda terawöttstund og losar nánast engar gróðurhúsalofttegundir:
Tölfræði er eitt, lýðræði er annað...
Þetta eru staðreyndir málsins, og miðað við þær er orkustefna Þjóðverja fullkomlega óskiljanleg. En pólitík snýst því miður yfirleitt meira um tilfinningar og almenningsálit heldur en tölfræði og staðreyndir. Stjórnmálamenn horfa fyrst og fremst á skoðanakannanir og aðlagast að vindáttinni. Og kannanir sýna að vindorka, sólarorka og jafnvel kolaorka eru betur liðin en kjarnorka: á heimsvísu eru aðeins 38% aðspurðra fylgjandi kjarnorku, á meðan 48% eru fygjandi kolaorku, 97% styðja sólarorku og 93% vindorku.
Í því ljósi er orkustefna Þjóðverja fullkomlega skiljanleg, en það gerir hana samt ekki skynsamlega...