Elektrifisering - det viktigste klimatiltaket?

Fossilt brensel må fases ut, i elektrisitetsproduksjon så vel som i industri, oppvarming og transport. For å stoppe den globale oppvarmingingen må energi produseres og brukes på nye, bærekraftige måter. Dette er en enorm utfordring, men den kan løses. Nøkkelen er elektrifisering - og hydrogen.

For at det til enhver tid er nok strøm tilgjengelig for husholdningenes og industriens behov, må det være en konstant balanse mellom elektrisitetsproduksjon og forbruk. Samtidig spiller opprinnelsen til den forbrukte strømmen en viktig rolle for å redusere karbonavtrykket.

Omtrent to tredjedeler av alle utslipp forårsaket av mennesker kommer fra energiproduksjon og -forbruk. I de nordiske landene har utslippene fra elektrisitetsproduksjon gått raskt ned, og 90 prosent av den utslippsfrie elektrisiteten som blir produsert kommer vannkraft, vindkraft, solenergi og atomkraft. Situasjonen i Sentral-Europa er mer utfordrende blant annet fordi vannkraft ikke er tilgjengelig i samme grad som i de nordiske landene.

Men elektrisitet utgjør kun rundt en femtedel av energien vi bruker i EU, og derfor vil ikke det å gjøre strømproduksjon utslippsfri ta oss veldig langt. Skal Europa som helhet nå klimamålene trengs det derfor en energiovergang. Kjernen i dette er elektrifisering i stor skala, noe som kan bidra til å redusere utslipp - spesielt innen oppvarming, transport og industri. Noen industrier er imidlertid vanskelige, for ikke å si umulige, å elektrifisere. Dette gjelder for eksempel sementindustrien eller tungtransport. I disse tilfellene er hydrogen spådd å spille en viktig rolle i fremtidens energisystemer.

Karbon-nøytral elektrifisering

 

Les mer om elektrifisering

Hvor kan vi få tak i nok ren energi?

Innenfor EU står fortsatt fossile brensler for 40% av strømmen som forbrukes. Fordi vi trenger å eliminere utslipp, og fordi strømforbruket vokser, er det et økende behov for vannkraft, vind og solenergi. Fornybare energikilder genererer for tiden rundt en tredjedel av strømmen som forbrukes i EU, og deres andel av det totale strømforbruket vokser raskt. I EU kommer det meste av fornybar energi i elektrisitetsproduksjon fra vindturbiner og vannkraftverk. Andelen av solenergi fremdeles er marginal, men vokser stadig, og solcelleanlegg er nå tilgjengelige for hjem så vel som for kjøpesentre eller industrianlegg.

Hver dag oppstår det uforutsigbart forbruk og produksjonstopper i strømnettet. Dette kan i verste fall forårsake strømbrudd og avbrudd. Når solen dukker opp bak en sky, skyter solcellepanelets produksjon fra null til hundre prosent, og når hundrevis av elektriske kjøretøyer kobles til ladestasjoner samtidig, kan nettets balanse mellom strømproduksjon og forbruk svinge drastisk.

For å oppveie denne svingningen bruker de nordiske landene vannkraft. Vann kan lagres i innsjøer i flere måneder, og produksjonen på vannkraftverk kan rampes opp eller ned i løpet av bare ett sekund. Vannkraftens fleksibilitet holder ikke bare det eksisterende elsystemet i balanse, men det muliggjør også rask tilførsel av vind og solenergi i systemet. Vannkraft er en viktig faktor i bekjempelsen av klimaendringer, og den representerer i dag over en tredjedel av EUs fornybare strømforbruk.

I Sentral-Europa blir svingningene hovedsakelig oppveid med naturgassfyrte anlegg. Men også naturgassutslipp må elimineres. Et av de mest lovende alternativene for dette er å erstatte naturgass med hydrogen.

Hvorfor trenger vi kjernekraft?

Kjernekraft spiller en viktig rolle når det gjelder ren energiproduksjon. Den produserer CO2-fri elektrisitet og er en pålitelig energikilde som bidrar til å dempe klimaendringene. Klimagassutslippet til kjernekraft er i løpet av livssyklusen er sammenlignbart med vind, sol eller vannkraft.

Når energiforbruket er høyt, er jevn tilførsel av strøm kritisk. I motsetning til andre CO2-frie produksjonsformer (sol og vind) er kjernekraft forutsigbar fordi strøm kan produseres kontinuerlig - uavhengig av værforhold. Halvparten av Europas utslippsfrie elektrisitet kommer for tiden fra kjernekraft. I fremtiden vil det være behov for å redusere klimautslippene fra kjernekraft ytterligere.

Hva er hydrogen og hvordan kan det løse energiutfordringer?

Hydrogen er det vanligste elementet i universet, men det eksisterer lite av det i jordens atmosfære. Det er den letteste av elementene, og har den høyeste energitettheten. Hydrogen har blitt anerkjent som en energikilde i mer enn to hundre år, men har igjen dukket opp som et hett tema i energi- og klimadiskusjoner. Hvorfor? Forbrenning av rent hydrogen skaper ingen utslipp - det eneste sluttproduktet er damp som kan brukes til strømproduksjon.

I fremtiden vil energien vår i økende grad hentes fra sol og vind. Imidlertid vil det være situasjoner når sol- eller vindkraft ikke produserer nok strøm, og energisystemet må balanseres med energilagring.

Kortsiktig lagring er mulig med for eksempel vannkraft, men spesielt i Nord-Europa vil det i fremtiden være behov for sesongmessig lagring av energi i flere måneder av gangen. En løsning for dette er Power2X, dvs. konvertere strøm til energi fra 'X'. Her er et eksempel på hvordan metoden fungerer: når det er et overskudd av solenergi eller vindenergi, kan elektrolyse brukes til å produsere hydrogen, som deretter lagres for senere bruk. Å produsere store mengder hydrogen kan også kreve konstruksjon av spesialbygde vind- og solanlegg.

Hydrogen-modell

I dag spiller naturgass fortsatt en viktig rolle som en utjevner av energiproduksjon og -forbruk - spesielt i Sentral-Europa. Rollen til naturgass er knyttet til fleksibilitet. Mer enn to tredjedeler av gassforbruket er væravhengig, men det er enkelt å lagre gass, og Europa har rikelig med lagringskapasitet. I fremtiden kan imidlertid naturgass erstattes med fornybar, karbonnøytral gass produsert av hydrogen. 

Hydrogen kan også være en løsning som erstatter fossilt drivstoff i tung-transport. Dessverre er de såkalte e-drivstoffene som er hydrogenbaserte foreløpig for dyre til å konkurrere med fossilt brensel. Men på lang sikt forventes de å ha en viktig rolle i vei-, luft- og sjøtransport.

Hydrogen er også en konkurransedyktig løsning for industrielle prosesser der overgangen til nullutslipp er uunngåelig, men vanskelig med elektrifisering alene. Da kan hydrogen kan erstatte fossile brensler, for eksempel i kjemisk industri og stålproduksjon.

F12

En renere verden

Artikler om fenomener og temaer som er viktige for verdens fremtid ut fra et energi og klimaendring-perspektiv.