Energi och elektricitet förr och nu – en betraktelse – fossil versus klimatneutral energi och el

Sverige och världen behöver en icke-fossil och klimatneutral energi- och elproduktion för att avvärja klimathotet. Vi behöver också en rimlig balans mellan klimatneutral baskraft och klimatneutrala väderberoende energikällor för att klara elbehov, balans och stabilitet i elnätet. Först en tillbakablick som bakgrund:

Energi kan inte skapas eller förstöras, den kan bara omvandlas från en form till en annan. Denna fysikaliska lag benämns energiprincipen. Olika former av energi är t ex värme, elektricitet, eld och massa. Einstein formulerade kanske både väldens vackraste och enkla ekvation, dvs E = mc2, där E = energin i joule, m = massan i kg, och c = ljusets hastighet i m/s i vakuum. Alltså, massa är en form av energi, vilket betyder att allt på Jorden, allt i vår galax Vintergatan och allt i Universum kan beskrivas som olika former av energi. Sedan tidernas begynnelse har människan behövt energi för olika saker. Primärt behöver man energi för att ha igång metabolismen i kroppen och för att orka med jakten på föda och arbeta, samt för att fortplanta sig för artens överlevnad. Maten från växter och djur ger nödvändig energi för att bygga muskler och hålla immunförsvaret starkt. Solens strålar ger värme och triggar produktion av vissa vitaminer, samt en fin solbränna vid lagom mycket solande.

Allteftersom utvecklingen går framåt ser nya uppfinningar dagens ljus. Sakta förr men allt snabbare och snabbare med tiden. Långt tillbaka i tiden började man förstå att jorden kunde brukas. Man började odla och först drog man plogen för hand. Sen använde man dragdjur; främst oxar och hästar. Man började använda vinden till sjöss och uppfann segelfartygen. Med segelfartygen började man utforska och resa runt jorden. Eld har människan använt till uppvärmning, tillagning av kött och kokning av vatten sedan urminnes tider.

Först i början av 1600-talet uppfanns den första ångmaskinen och ca 100 år senare, i början av 1700-talet, konstruerade Thomas Newcomen den första robusta ångmaskinen för att pumpa vatten ur gruvor. Sakta men säkert utvecklades ångmaskinen till en drivmotor för olika maskiner inom industrin, fartyg och järnvägarnas lokomotiv. De moderna förbränningsmotorerna vilar på samma princip som ångmaskinen, men är mycket effektivare och kraftfullare. Industrialismen kom igång för fullt i och med bruket av petroleumprodukter från mitten av 1800-talet. Kolet började också användas i allt större skala vid denna tidpunkt. I och med att industrialismen nu tog fart ordentligt tillkom nya möjligheter och nya landvinningar kunde göras. Nya uppfinningar kom slag i slag. Telegrafen, åskledaren, elektriciteten, elektriska glödlampan, fonografen och grammofonen, telefonen, bilen, flygplanet med flera. Möjligheterna att forska på olika saker blev med alla nya tekniker större.

En av de allra mest revolutionerande upptäckterna är röntgenstrålningen år 1895. Denna strålningsform upptäcktes av Wilhelm Röntgen, som också erhöll det allra första Nobelpriset i fysik. Med tiden kom också upptäckten av radioaktivt sönderfall som man kan säga i sig är en del av orsaken att Einstein fick underlag att formulera den speciella relativitetsteorins berömda formel E = mc2. Även upptäckten att det magnetiska fältets krafter beror på observatörens rörelsetillstånd är något som ledde Einstein till att formulera den speciella relativitetsteorin.

Under 1900-talet genomled världen en omfattande teknisk utveckling, delvis triggad genom att världen också genomled två världskrig; första och andra världskriget. Krig påskyndar på gott och ont den tekniska utvecklingen. Vetenskapliga framsteg som från början härstammar ur militär kapprustning är internet, radion, radar, konservburken och atomkraften. Under 1900-talet uppfanns också televisionen, mobiltelefonerna, datorerna, jetflygplan, rymdraketer och satelliter.

Hittills under 2000-talet har det tillkommit uppfinningar som smartphones, iPads med mera. Smartphones och iPads binder ihop television och telefon, samt ljudmedia. Forna tiders LP- och CD-skivor sälja nästan inte längre. Allt lagras digitalt i våra enheter, i de digitala molnen eller kan streamas via siter som Spotify och Apple Music. IoT, dvs Internet of Things är en växande företeelse som kommer mer och mer. IoT innebär att olika saker (things) kopplas ihop med varandra, kan spara och utbyta data med varandra. Exempel på detta är att man kan styra t ex villa larmet från sin smartphone, även om man är långt hemifrån. Eller man kan tända och släcka olika lampor i sin bostad med samma smartphone. Eller man kan… ja, möjligheterna är i princip oändliga och endast fantasin sätter gränserna. IoT kommer att kräva mycket el liksom att (dator)serverhallarna gör det.

All utveckling är inte av godo för allting, en baksida av industrialismen är att vi har en pågående global uppvärmning, klimathotet, till stor del beroende på användning av fossila energikällor som kol, olja och gas för att produktion av elektricitet och värme. Stora delar av världens fordon (bilar, flyg, fartyg etc) går också på fossila bränslen, främst bensin, diesel och fotogen). En fossilfri fordonsflotta är en vision för framtiden. Drivmedel kommer att vara biogas, vätgas och inte minst elektricitet. Fordon som kommer att drivas av el behöver laddas. Det kommer att krävas mycket elektricitet och energi. Laddning av t ex tre miljoner elbilar varje dag kräver typ två till tre stora kärnkraftverk eller, typ, 1200 normalstora vindkraftverk enbart för laddning av bilarna. Detta är under optimala förhållanden, så kallad smart laddning. Vid extrema förhållanden krävs än fler kraftverk. Behovet av produktion av elektricitet kommer, trots smarta lösningar och energieffektivisering, med all sannolikhet att öka kraftigt i framtiden. Idag får de flesta fordon sin energi från bensin och diesel. All denna energi som bensin och diesel ger våra bilar, lastbilar och fartyg ska ersättas med bl a elektricitet som ska hämtas från elproducerande kraftverk.

För att möta klimathotet behöver vi förstå vilka energikällor som är klimatneutrala och vilka energikällor som utgör ett allvarligt klimathot och i förlängningen kan försvåra våra möjligheter att leva och fortplanta oss på vår planet. Klimatneutrala energikällor är vattenkraft, vindkraft, kärnkraft, solkraft, vågkraft, geovärme (bergvärme) och bioenergi (i ett tidsperspektiv på minst 50 till 100 år). Energikällor som hotar klimatet är de fossila kol, olja och gas samt den icke-fossila bioenergin sett ur ett kort tidsperspektiv. Biomassa, växter och träd, andas koldioxid men vid förbränning avges koldioxid. Det tar 50-100 år innan man når en jämvikt mellan förbrukad biomassa och återställd biomassa, dvs 50-100 år är den tid det tar för växter och träd att växa upp igen totalt sett så att man får en jämvikt mellan förbrukad biomassa och återställd biomassa.

Vi behöver ställa oss frågan vad som är största hotet mot vår planet? Vad kan vi göra åt det? Sverige är hittills ett föredöme, och oberoende av andra länder, vad gäller klimatneutral energiproduktion för elektricitet och uppvärmning. Sverige har fram till för några år sedan haft en optimal energiproduktion gällande balans mellan klimatneutral baskraft och klimatneutral väderberoende kraft sett över hela landet. Effektregleringen sköts med den lättreglerade baskraften vattenkraft och vid behov kan man även reglera med baskraften kärnkraft även om den är mer svårreglerad jämfört med vattenkraften.

Pågående och framtida avveckling av större enheter baskraft i södra Sverige riskerar inte bara att medföra av effektbrist och möjlig elransonering i Sverige, även den för nätstabiliteten nödvändiga så kallade svängmassan blir för liten. Mindre andel baskraft i södra Sverige medför att elnätet blir mycket känsligare för störningar i form av t ex blixtnedslag. Konsekvenserna är strömavbrott som i sin tur kan leda till produktionsbortfall i industrin och stora kostnader som följd. Industrin vill ha en säker tillgång till el och kraft för en kontinuerlig produktion. Kan industrin inte få detta behöver den söka sig till andra länder där man kan få en säker och stabil produktion utan produktionsbortfall. Konsekvenserna av en ny industriflykt från Sverige kan bli en ökad arbetslöshet och ett än mer delat samhälle.

Vi behöver satsa brett på klimatneutral energiproduktion så att vi i Sverige även i framtiden har en optimal mix av klimatneutrala energikällor, samt är oberoende av andra länder vad gäller vår egen elförsörjning och uppvärmning. Målsättningen ska vara att eliminera fossil energiproduktion och -användning. Prioritera då rätt vad gäller beskattning av olika energislag. Idag beskattas både vattenkraft och kärnkraft, båda klimatneutrala, hårt. Fastighetenskatten för vattenkraften är ca 9 öre/kWh medan den fiskala effektskatten för kärnkraften är ca 7 öre/kWh. Med ett elpris på 18-25 öre/kWh i snitt går dessa kraftverk med förlust. Produktionskostnaden för Sveriges största kärnkraftverk är ca 28-30 öre/kWh inklusive effektskatten. Denna kostnad kan delas upp i följande delar: Råkostnad (kapital, personal, bränsle och reservdelar): ca 17 öre/kWh Avfalls- och rivningsfonden: ca 4 öre/kWh Effektskatt: ca 7 öre/kWh Kostnaden för att driva ett vindkraftverk på land är ca 55-60 ör/kWh. Subventioner ca 18 öre/kWh medför en nettokostnad för vindkraftsbolagen på 37-42 ör/kWh. Alltså, även med subventioner, och trots tuff beskattning av både vattenkraft och kärnkraft, är vindkraften betydligt dyrare än både vattenkraften och kärnkraften. Vattenkraften mår lite bättre då dess driftkostnader är ganska låga, men inte ens den klarar sig ifrån ekonomiska förluster under perioder då elpriset är extra lågt. Elmarknaden behöver alltså reformeras igen. Om subventioner ska finnas, subventionera klimatneutralt. Ta bort extra skatter på klimatneutrala energikällor och beskatta fossila bränslen hårdare. Först då får vi en miljö- och klimatpolitik värd namnet!

Satsa också brett på forskning kring alla klimatneutrala energikällor. Det finns en klimatneutral energikälla inom Sveriges gränser som vi inte alls nyttjar idag. Vilken då? Svaret är kärnbränsleavfallet. I Sverige har vi idag kärnbränsleavfall som skulle kunna återanvändas i tusentals år utan att vi behöver bryta nytt uran. I ett kärnkraftverk av typ GenIV, generation IV kärnkraft, kan nämligen kärnbränslet återanvändas mellan 25 till 50 gånger. Det slutliga avfallet, efter att det är totalt utbränt blir betydligt mer lätthanterligt för kommande generationer ur både hanterings-synvinkel och miljösynvinkel. Det behöver nämligen bara slutförvaras mellan 500 och 1000 år, vilket kan jämföras med att dagens redan befintliga avfall, om det inte återanvänds, behöver slutförvaras i 100 000 år. En framtid torde kunna vara blykylda GenIV reaktorer. Förutom att de har inbyggda passiva säkerhetssystem så kan de konstrueras i både små enheter, 2-10 MW, och i stora enheter, ca 1000 MW. Blyet i sig utgör också ett passivt strålskydd, dvs vid en eventuell olycka absorberas de radioaktiva ämnena i blyet.

För att återknyta till ingressen, Sverige behöver en balans mellan klimatneutral baskraft och klimatneutral väderberoende kraft. Om man ska sätta energikällor mot varandra så bör det vara fossila mot klimatneutrala (icke-fossila) energikällor. Först då kan vi säga att vi värnar både klimat och miljö!

Annonser