Forskning: Disse energiformene er mest naturvennlige

Jordas landareal fordelt på ulike naturkategorier og bruksområder. Fra Our World in Data. Figur: Hanna Ritchie & Max Roser

Ofte hører vi at vi er i en naturkrise og at vi må bruke mindre naturareal. Her ser vi nærmere på hva vi mennesker bruker areal på, hvilke energikilder som bruker mye areal og hvordan vår fremtidige arealbruk ser ut.

Et godt sted å starte er Our World in Data som ses i bildet over. Av jordas beboelige areal bruker vi kun en prosent på byer, nabolag, veier, energiinfrastruktur osv. til sammen. 46 % brukes på landbruk, 38 % er skog (berørt og uberørt) og 14 % er krattskog.

Men hvorfor bør vi tenke på arealbruk? Jo, fordi Verdens energimiks forventes å endres radikalt. Grunnen til dette er at mesteparten av verdens energibruk kommer fra fossile energikilder som vist i figuren under, og når vi skal endre på dette trenger vi strøm. Mye strøm. Og da gjelder det å passe på at dette ikke går utover naturen vår.

I Norge er situasjonen litt bedre, men også vi trenger mye mer strøm.

Et eksempel på fremtidig energimiks som gir null utslipp er det internasjonale energiagenturet (IEA) sitt nullutslippscenario for 2050, kalt IEA NZE. Under kan du se elektrisitetsmiksen de foreslår:

Det internasjonale energiagenturets nullutslippscenario for 2050. Bilde fra Nature-artikklen

Her kan man se at strømforbruket forventes å tredobles! Dette skal skje samtidig som at fossile energikilder skal fases ut. Ingen lett oppgave altså. IEAs NZE scenario planlegger en dobling av kjernekraft og vannkraft i forhold til 2020, men det ikke her den store endringer ligger. Biomasse skal mer enn firedobles, mens solkraft skal 30-dobles og vindkraft 15-dobles! Så hva har dette å si for arealbruken?

En internasjonal forskergrupper ledet av NTNU-forsker Jonas Kristiansen Nøland har undersøkt nettopp dette i en omfattende studie som nylig ble publisert i velrenommerte Nature Scientific Reports. Der målte de arealbruken ved hjelp av satellittbilder og kom frem til følgende resultat:

I øverste del av bildet kan man se hvor mange TWh (milliarder kWh) ulike typer kraftverk produserer per kvadratkilometer, per år. Kjernekraft er den soleklare vinneren og produserer omtrent seks TWh med strøm per kvadratkilometer. Det skyldes hovedsakelig den enorme energitettheten til brenslet. Ettersom det er så mye energi i uran, trenger man veldig lite av det.

Gasskraft på andreplass ligger også veldig høyt pga. energitettheten i naturgassen og det lille fotavtrykket til kraftverket. Det som trekker den ned er arealbruken til rørledninger. De andre kraftverkene lager så lite energi per kvadratkilometer at vi må zoome, men selv med zoom er det vanskelig å se. Derfor trenger vi en logaritmisk skala som es i nedre del av figuren. Vannkraft kommer relativt godt ut (der man har bratte natur og høye fjell), og lengre ned har vi solceller og vindmøller. Solceller skårer dårlig fordi det er begrenset av solinnstrålingen (omtrent 100 W/m2 i snitt), og virkningsgraden til panelene. Vindkraft skårer enda dårligere hvilket skyldes at vindmøllene må plasseres langt fra hverandre for å ikke påvirke hverandre negativt. Rent intuitivt gir det også mening da energien i vinden indirekte kommer fra solen. Men selv om forskjellene mellom disse kraftverkene er store, blekner de i forhold til biomasse. Biomasse leverer kun en syvtusendedel (1/7000) av energien et kjernekraftverk leverer på samme areal. Det skyldes blant annet at biomasse også er indirekte solenergi, men at man må ta med virkningsgraden til fotosyntesen (et par prosent).

Så hvilken energiform bør vi velge? Kjernekraft mener vi selvsagt. Med kjernekraft kan vi til og med redusere arealbruken, og frigjøre store arealer til natur. Men det er jo ikke dit vi er på vei nå. Studien til Nøland & Co. har undersøkt hvor mye areal IEA sitt NZE scenario krever som ses under:

Her kan man se at selv om kjernekraft og vannkraft dobles, er arealbruken deres usynlig fordi biomasse og vindkraft er såpass arealkrevende.Oppsummert gir NZE.scenariet en seksdobling av totalt arealbruk for strømproduksjon. Det skyldes en tredobling av elektrisitetsproduksjonen og utbytting av energitette fossile kilder som fører til en halvering av mengden strøm produsert per kvadratkilometer (3 x 2 = 6).

Vi håper politikere tar denne studien til etteretning og justerer kursen ved å velge energikilder basert på arealbruk i tillegg til CO2-utslipp. I det minste bør planene om industriell bruk av biomasse skrinlegges for godt.

Ettersom sola er en fusjonsreaktor og sol/vind/biomasse baserer seg på sola kan vi like godt hoppe over mellomleddet og bruke kjernekraft direkte.

Kommentar

Arealbruk i kvadratmeter er ikke det samme som naturbelastning, og en kvadratmeter arealbruk fra et kraftverk trenger ikke være like skadelig som en kvadratmeter fra en annen type kraftverk. For eksempel kan arealet mellom vindmøller være et fint oppholdssted for en spissmus, men problematisk for en havørn. Et solcellepark kan også ha noen beitende dyr så arealet er ikke nødvendigvis brukt opp. Studien til Nøland vurderer ikke naturbelastningen, men regner på arealbruk for å kartlegge gjennomførbarheten til dagens politikk. Likevel mener vi at disse funnene er viktige da det beste vi kan gjøre for naturen er å la mest mulig av den være i fred.

Forskningsartikkelen til Nøland & Co. ble omtalt i Dagbladet, besvart i TU, og igjen besvart av Nøland i TU: Omtale i Dagbladet, Svar i Teknisk Ukeblad, Svar til svaret i Teknisk Ukeblad

Vil du prøve ulike mikser av energikilder for Jorda så kan du prøve denne kalkulatoren her (energy.glex.no) (bruker en annen kilde på arealbruk).